2019-2020年高考化学备考优生百日闯关系列专题02氧化还原反应原理综合应用含解析(I).doc

2019-2020年高考化学备考优生百日闯关系列专题02氧化还原反应原理综合应用含解析(I)1【xx年高考上海卷】NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2已知HCN（Ki=6.310-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。完成下列填空：（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为_（选填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是_。（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。_（3）处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO_g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，达到排放标准。（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似。（CN）2与NaOH溶液反应生成_、_和H2O。【答案】（1）碱性；防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气。（2）2OCN+3ClOCO32+CO2+3Cl+N2 （3）14 900 （4）NaOCN、NaCN 考点：考查氧化还原反应方程式书写、计算、元素周期律等有关判断 2【xx年高考新课标卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（1）NaClO2中Cl的化合价为_。（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)【答案】(1)+3价；(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；(3)NaOH溶液 ；Na2CO3溶液 ；ClO2-(或NaClO2)；(4)2:1； O2；(5)1.57g。【考点定位】考查混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用的知识。【名师点睛】化合价是元素形成化合物时表现出来的性质，在任何化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0，掌握常见元素的化合价，并根据元素吸引电子能力大小及化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0的原则判断元素的化合价。有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，元素化合价升高，失去电子，该物质作还原剂，变为氧化产物；元素化合价降低，获得电子，该物质作氧化剂，变为还原产物，元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移的数目；可利用最小公倍数法配平氧化还原反应方程式，对于离子反应，同时还要符合电荷守恒及原子守恒。物质的氧化能力大小可结合每1mol物质获得电子的多少，获得电子越多，其氧化能力就越强。氧化还原概念易混淆，能考查学生思维能力，阅读能力，计算能力，主要错因有以下几方面：1概念不清：概念是解题的依据和根本，只有准确理解概念，才可能正确解题。如果对概念的本质把握不准或理解不深刻、混淆相近概念、对概念不熟悉或认识有疏漏（如对一些特殊性问题把握不准），都会造成解题出错。在氧化还原反应中，有五对既相对立又相联系的概念，易混淆，是考查重点。2思维不严：严密思维是正确解题的保证。在解题过程中，对反应变化的不确定性、问题的开放性、隐含条件或知识的挖掘不力等，都会造成解题时思维不严，导致答案出现失误。3审题不细：仔细审题是准确解题的重要前提。在某个氧化还原反应问题分析中，常常同时出现多个限制性条件，概念辨析中常出现“错误”、“正确”、“不一定”等词。4方法不当：“好的方法是成功的一半”。在氧化还原反应有关问题分析中，用守恒法是最基本的方法，如电子得失守恒、质量守恒（主要是原子个数守恒）、电荷守恒（适用于有离子参与的氧化还原反应），更多的时候要联合应用上述守恒方法。5思维无序：不能准确运用“物质氧化性或还原性强弱的比较”的方法，将各离子的氧化性或还原进行排序，更谈不上应用所得的氧化性或还原性顺序写出方程式，或判断反应能否发生。6犯低级错：除上述情形外，解题时常常还出现如氧化产物或还原产物判断不全或错误、电子得失数目确定不准、化合价分析错误等问题。1、以新信息为载体，以图表、数据位呈现形式，考查考生对氧化还原反应原理的掌握情况和知识迁移能力。2、氧化还原方程式的书写及配平。3、氧化还原反应基本规律的使用，特别是价态律、强弱率、先后律等。4、氧化还原反应的基本计算，守恒法、关系式法等的具体应用。5、氧化还原反应与电化学的结合考查。6、结合数学图象进行综合分析，结合社会热点问题进行，应用与实验、计算等组合进行综合考查。了解考查方向1、考查氧化还原反应基本概念：配平（缺项）氧化还原反应方程式；已知反应物和生产物，书写陌生的氧化还原反应方程式；氧化性和还原性强弱的判断。2、考查化学实验：氧化还原反应滴定3、考查氧化还原反应中电子转移数目：求氧化剂和还原剂的物质的量之比或质量之比；计算参加反应的氧化剂或还原剂的量；确定某一元素反应前后价态变化等。灵活运用规律解题1、价态规律：元素处于最高价，只有氧化性，如浓硫酸中的硫是 6价，只有氧化性，没有还原性；元素处于最低价，只有还原性，如硫化钠的硫是-2价，只有还原性，没有氧化性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要呈现一种性质，如二氧化硫的硫是 4价，介于-2与 6之间，氧化性和还原性同时存在，但还原性占主要地位。物质大多含有多种元素，其性质体现出各种元素的综合，如H2S，既有氧化性（由 1价氢元素表现出的性质），又有还原性（由-2价硫元素表现出的性质）。2、守恒规律：守恒是氧化还原反应最重要的规律。在氧化还原反应中，元素的化合价有升必有降，电子有得必有失。从整个氧化还原反应看，化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数与得电子总数相等。此外，反应前后的原子个数、物质质量也都守恒。守恒规律应用非常广泛，通常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。3、歧化规律：同一种物质分子内同一种元素同一价态的原子（或离子）发生电子转移的氧化还原反应叫歧化反应，歧化反应的特点：某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。歧化反应是自身氧化还原反应的一种。如Cl2+H2O=HCl+HClO，氯气中氯元素化合价为0，歧化为-1价和 1价的氯。4、难易规律：还原性强的物质越易失去电子，但失去电子后就越难得到电子；氧化性强的物质越易得到电子，但得到电子后就越难失去电子。这一规律可以判断离子的氧化性与还原性。例如Na还原性很强，容易失去电子成为Na，Na氧化性则很弱，很难得到电子。5、强弱规律：较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。用这一性质可以判断物质氧化性或还原性的强弱。如2HI+Br22HBr+I2，氧化物Br2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性。还原剂HI的还原性大于还原产物HBr的还原性。6、归中规律（1）同种元素间不同价态的氧化还原反应发生的时候，其产物的价态既不相互交换，也不交错。（2）同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。（3）同种元素的高价态氧化低价态的时候，遵循的规律可简单概括为：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。这类试题解题的基本方法为：1按要求完成下列空白：印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，生成CuCl2和FeCl2请写出反应的离子方程式 。请写出在碱性溶液中，ClO与Fe2+反应的离子方程式为： 。NaAlH4是重要的还原剂。请写出NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式： 。+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72还原成Cr3+，请写出该反应的离子方程式： 。亚氯酸钠(NaClO2)溶液可作为烟气的吸收剂，并对烟气进行脱硫、脱硝。在装有亚氯酸钠溶液的鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5103molL1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SOSONONOClc/(molL1)8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。【答案】(1)2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(2)4Fe2+ ClO+8OH+2H2O=4Fe(OH)3+Cl或4Fe(OH)2+ ClO+2H2O=4Fe(OH)3+Cl(3)NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2或NaAlH4+4H2O=NaAl(OH)4+4H2(4)Cr2O+3HSO+5H+ =2Cr3+3SO+4H2O(5)4NO+3ClO+4OH = 4NO+2H2O+3Cl-或4NO+3ClO+2H2O = 4NO+4H+3Cl考点：考查离子方程式的书写。2（1）请将5种物质： N2O、 FeSO4、 Fe(NO3)3、 HNO3 和 Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式。_+_=_+_+_+H2O（2）反应物中发生氧化反应的物质_，被还原的元素是_。（3）反应中1mol 氧化剂_（填“得到”或“失去”） _ mol 电子。（4）请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中，标出电子转移的方向和数目（用单线桥表示）_+_【答案】(1)FeSO4+HNO3Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+N2O+H2O（2分）(2)FeSO4，N （每空1分）(3)得到，4 mol （每空1分）(4)（2分）考点：氧化还原反应的相关知识考察。3氧化还原反应在生产、生活中应用广泛，用所学知识回答问题：（1）联氨是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知32.0g N2H4和H2O2反应生成氮气和水（气态），放出热量642kJ，该反应的热化学方程式是： 。（2）取300mL 0.2mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则消耗KMnO4的物质的量的是 mol。（3）测定KMnO4样品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定，取4.74 g KMnO4样品溶解酸化共配成100mL溶液，取出20mL于锥形瓶中，用0.100mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定，滴定至终点的现象是 。实验中，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液24.00mL，则该样品中KMnO4的纯度是 。（有关离子方程式为：8MnO4-+5S2O32-+14H+=8Mn2+10SO42-+7H2O）（4）二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂。我国科学家研发了用氯气氧化亚氯酸钠（NaClO2）固体制备二氧化氯的方法，其化学方程式为 。（5）在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是_ ，又变为棕黄色的原因是 。【答案】（1）N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g) H642kJ/mol（2）0.032（3）紫红色溶液褪为无色，且30s内颜色不再变化；64%（4）Cl22NaClO2=2ClO22NaCl（5）2Fe3SO32H2O=2Fe2SO422H H与NO3组成的硝酸把Fe2氧化【考点定位】考查氧化还原反应的有关应用、热化学方程式书写等【名师点晴】氧化还原反应的考查包括氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等，正确标注元素化合价，分析元素反应前后化合价的变化，是解决氧化还原反应相关问题的关键，氧化还原反应中的基本概念、配平、计算等考查都是围绕电子转移展开的，必须从元素化合价升降上分析氧化还原反应，对氧化还原反应概念原理综合运用的考查, 要从氧化还原反应的实质及电子转移入手, 正确理解有关概念, 并理清知识线和对应规律，需要牢固掌握氧化还原反应知识中的重要概念和重要规律, 真正做到举一反三，灵活运用，根据题中信息分析，要善于利用氧化还原反应中的守恒规律、价态变化规律、强弱规律、难易规律去分析特征元素的化合价变化，得出合理答案。守恒法解题的思维流程为：（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。（2）找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中粒子的个数)。（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。即n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。4酸性KMnO4、H2O2在生产、生活、卫生医疗中常用作消毒剂，其中H2O2还可用于漂白，是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(H2C2O4 )去除，Fe(NO3)3也是重要氧化试剂，下面是对这三种氧化剂性质的探究。(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后，铜片溶解，写出该反应的离子方程式_,氧化产物与还原产物的物质的量之比_.(2)取300 mL 0.2 mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则转移电子的物质的量的是_mol。(3)测定KMnO4样品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定，取0.474 g KMnO4样品溶解酸化后，用0.100 mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定，标准Na2S2O3溶液应盛装在_(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。实验中，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液12.00 mL，则该样品中KMnO4的物质的量是_。(有关离子方程式为：8MnO5S2O14H8Mn210SO7H2O。(4)MgH2O2酸性电池采用海水作电解质溶液(加入一定量的稀硫酸)，该电池的正极的反应式为_。放电时正极附近溶液的PH_。(5)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的原因是_，又变为棕黄色的离子方程式是_。【答案】(1)Cu2HH2O2Cu22H2O 1:2(1分) (2)0.16(3)碱式(1分) 0.00192(4)H2O22H2e2H2O(2分) 增大(1分)(5)Fe3被还原成Fe2 3Fe24HNO33Fe3NO2H2O考点：考查氧化还原反应的计算。5过氧化氢其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。过氧化氢性质实验（1）酸性条件下H2O2可将水中的Fe2转化成Fe3+，由此说明H2O2具有_性。请写出该反应离子方程式： 。（2）已知H2O2是一种二元弱酸，其中Ka1=1.010-12、Ka2=1.0510-25；则H2O2的电离方程式为 ，常温下1molL-1的H2O2溶液的pH为 。过氧化氢含量的实验测定兴趣小组同学用0.1000 molL1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量，反应原理为：2MnO5H2O26H=2Mn28H2O5O2。（3）滴定到达终点的现象是_。（4）用移液管吸取25.00 mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗的KMnO4标准溶液体积如下表所示：第一次第二次第三次第四次体积(mL)17.1018.1018.0017.90计算试样中过氧化氢的浓度为_molL1。（5）若滴定前尖嘴中有气泡，滴定后消失，则测定结果_(“偏高”“偏低”或“不变”)。【答案】（1）氧化性；H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O（2）H2O2H+HO2-；HO2-H+O22-；6（3）锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色，且30秒内溶液不褪色（4）0.1800（5）偏高【解析】试题分析：（1）酸性条件下，H2O2氧化Fe2+得到Fe3+和H2O，其反应的离子方程式为：考点：考查离子方程式的书写、弱电解质的电离方程式的书、pH的计算。6二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比, ClO2不但具有更显著的杀菌能力, 而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。（1）在ClO2 的制备方法中, 有下列两种常用制备方法:方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2+O2+Na2SO4+2H2O方法一中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，其中方法二制备的ClO2 更适合用于饮用水的消毒, 其主要原因是 。（2）我国最近成功研制出制取ClO2 的新方法, 其反应的微观过程如图甲所示:该反应的化学方程式为 。（3）消毒时, ClO2对污水中Fe2、Mn2、S2和CN 等有明显的去除效果.某工厂污水中含CN,现用ClO2将CN氧化,生成两种无毒气体,其离子反应方程式为 。（4）自来水厂用ClO2 处理后的水中, 要求ClO2 的浓度在0. 10. 8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2 的浓度,步骤如下:. 取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性, 然后加入一定量的碘化钾, 并加入淀粉溶液, 溶液变蓝。. 加入一定量的Na2S2O3 溶液。(已知: 2S2O32- +I2 =S4O62- +2I - ). 重复上述操作23次。操作时, 不同pH环境中粒子种类如上图所示:请回答:操作中反应的离子方程式是 ;确定操作恰好完全反应的现象是 ;若水样的体积为1. 0 L, 在操作时消耗了1. 010 -3 mol/L的Na 2 S 2 O 3 溶液10 mL, 则水样中ClO2 的浓度是 mg/L。【答案】（1）1：1 方法二制备的ClO2中不含Cl2 （2）Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2（3）2ClO2+2CN-=N2+2CO2+2Cl-（4）2ClO2+2I-=2ClO2-+I2锥形瓶溶液由蓝色变为无色，且半分钟不复原 0.675考点：考查氧化还原反应，化学方程式和离子方程式的书写，化学计算等知识。