2019年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題四 氧化還原反應(yīng)講練(含解析).doc
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2019年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題四 氧化還原反應(yīng)講練(含解析) [考綱要求] 了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。掌握氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識(氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)、反應(yīng)方程式的配平、物質(zhì)的氧化性與還原性的強弱比較等)。 考點一 基于“雙線橋”辨析概念 理清知識線索 題組一 氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念的正誤判斷 1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“” (1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2、Zn+Cu2+===Zn2++Cu均為單質(zhì)被還原的置換反應(yīng)() (xx山東理綜,7C) (2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均為水作還原劑的氧化還原反應(yīng)() (xx山東理綜,7D) (3)因為Fe3+具有氧化性,所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3+() (xx廣東理綜,10B) (4)化合反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)() (xx山東理綜,7A) (5)工業(yè)上利用合成氨實現(xiàn)人工固氮不涉及氧化還原反應(yīng)() (xx廣東理綜,10C) (6)Na2O2用作呼吸面具的供氧劑不涉及氧化還原反應(yīng)() (xx廣東理綜,10A) 題組二 “雙線橋”分析“陌生”反應(yīng) 2.為監(jiān)測空氣中汞蒸氣是否超標(biāo),通過懸掛涂有CuI(白色)的濾紙,根據(jù)濾紙是否變色(亮黃色至暗紅色)及變色所需時間來判斷空氣中的汞含量。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為4CuI+Hg===Cu2HgI4+2Cu。下列說法不正確的是( ) A.上述反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B.當(dāng)有1 mol CuI反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子為0.5 mol C.該反應(yīng)中的氧化劑為CuI D.Cu2HgI4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 答案 D 解析 B項,當(dāng)有1 mol CuI反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子為=0.5 mol,正確;C項,根據(jù)上述分析,得電子的是+1價的銅,所以CuI為氧化劑;D項,Cu2HgI4僅是氧化產(chǎn)物。 3.(xx上海,18改編)汽車劇烈碰撞時,安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3―→K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75 mol,則下列判斷正確的是 ( ) A.生成40.0 L N2(標(biāo)準(zhǔn)狀況) B.有0.250 mol KNO3被氧化 C.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25 mol D.被還原的N原子的物質(zhì)的量為3.75 mol 答案 C 解析 根據(jù)反應(yīng)方程式可知,每當(dāng)生成16 mol N2,則氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多14 mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10 mol,被氧化的N原子的物質(zhì)的量為30 mol,有2 mol KNO3被還原。現(xiàn)氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75 mol,則生成2 mol N2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25 mol,被氧化的N原子的物質(zhì)的量為3.75 mol,因此,C正確,D錯誤。 理解概念抓實質(zhì),解題應(yīng)用靠特征,即從氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)——電子轉(zhuǎn)移去分析理解有關(guān)的概念,而在實際解題過程中,應(yīng)從分析元素化合價有無變化這一氧化還原反應(yīng)的特征入手。具體方法是找變價、判類型、分升降、定其他。其中“找變價”是非常關(guān)鍵的一步,特別是不同反應(yīng)物中含有同種元素的氧化還原反應(yīng),必須弄清元素化合價的變化情況。 考點二 氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用 1.性質(zhì)強弱規(guī)律 物質(zhì)氧化性、還原性的強弱取決于元素得失電子的難易程度,與得失電子的數(shù)目無關(guān),可從“熱>冷”(溫度)、“濃>稀”(濃度)、“易>難”(反應(yīng)條件、劇烈程度),以及金屬活動性順序表、元素在周期表中的位置、原電池原理、電解池中離子的放電順序等角度判斷;還要學(xué)會從化學(xué)反應(yīng)方向的角度判斷“劑>物”(同一反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性)。 2.反應(yīng)先后規(guī)律 3.價態(tài)歸中規(guī)律 即同種元素不同價態(tài)之間的反應(yīng),高價態(tài)的元素化合價降低,低價態(tài)的元素化合價升高,但升高與降低的化合價不能交叉。 如:KClO3+6HCl===3Cl2+KCl+3H2O,氧化劑KClO3,還原劑HCl,氧化產(chǎn)物Cl2,還原產(chǎn)物Cl2。 4.鄰位價態(tài)規(guī)律 氧化還原反應(yīng)發(fā)生時,其價態(tài)一般先變?yōu)猷徫粌r態(tài) 如:(1)Cl-被氧化成Cl2,而不是更高價態(tài)氯元素。 (2)S2-一般被氧化為S,S單質(zhì)一般被氧化成SO2。 (3)ClO-、ClO作氧化劑、Cl-作還原劑時,一般被還原成Cl2,而不是Cl-。 5.電子守恒規(guī)律 對于氧化還原反應(yīng)的計算,關(guān)鍵是氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)——得失電子守恒,列出守恒關(guān)系求解,即n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合價變化值=n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值。 題組一 性質(zhì)強弱規(guī)律的應(yīng)用 (一)由方程式判斷強弱 1.已知常溫下,在溶液中可發(fā)生如下反應(yīng):Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+。由此推斷Fe2+、Ce3+、Sn2+的還原性由強到弱的順序是( ) A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Fe2+、Ce3+、Sn2+ C.Fe2+、Sn2+、Ce3+ D.Ce3+、Fe2+、Sn2+ 答案 A 解析 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,由兩個方程式可以得到還原性強弱順序:Fe2+>Ce3+,Sn2+>Fe2+。故A項正確。 (二)依據(jù)順序判斷反應(yīng)是否發(fā)生 2.已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是( ) A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2 C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2 答案 A 解析 Fe3+能氧化I-,所以不可能生成FeI3,A錯,D對;B項,當(dāng)Cl2少量時,I-先被氧化;C項,由于Co2O3的氧化性強于Cl2的,所以Co2O3能氧化Cl-得到Cl2,而Co2O3被還原為Co2+。 (三)相互競爭的反應(yīng) 3.(xx上海,16)已知氧化性Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 aFe2++bBr-+cCl2―→dFe3++eBr2+fCl- 下列選項中的數(shù)字與離子方程式的a、b、c、d、e、f一一對應(yīng),其中不符合反應(yīng)實際的是( ) A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2 C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4 答案 B 解析 Cl2先氧化Fe2+;A項,Cl2過量;C項,Cl2少量;D項,F(xiàn)eBr2和Cl2等量。 正確運用有關(guān)氧化性、還原性強弱的比較規(guī)律,對于提高解題能力有很大幫助。有關(guān)物質(zhì)的氧化性或還原性的比較可以從多個角度進行考查,涉及的知識面很廣,??嫉呐袛嘁罁?jù): (1)根據(jù)金屬活動性順序比較。①金屬活動性順序:金屬單質(zhì)的還原性從K→Au逐漸減弱,其對應(yīng)離子的氧化性從K+→Au2+逐漸增強。②非金屬活動性順序:一般某元素的非金屬性越強,對應(yīng)單質(zhì)的氧化性越強,對應(yīng)非金屬離子的還原性越弱。 (2)根據(jù)原電池兩極和電解池兩極的放電順序進行判斷。原電池中,活動性較強的金屬作負(fù)極,活動性較弱的金屬作正極;電解池中,陽極上物質(zhì)的放電順序即為對應(yīng)物質(zhì)還原性次序,陰極上的陽離子放電順序即為陽離子氧化性次序。 題組二 守恒規(guī)律的靈活應(yīng)用 (一)根據(jù)電子守恒進行計算 4.在反應(yīng)3BrF3+5H2O===9HF+Br2+HBrO3+O2↑中,若有5 mol H2O參加反應(yīng),則被水還原的溴元素為( ) A.1 mol B. mol C. mol D.2 mol 答案 C 解析 設(shè)被水還原的溴元素的物質(zhì)的量為x,根據(jù)電子得失守恒得:3x=4 mol 則x= mol。 5.(xx上海,16)含有砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應(yīng),生成的砷化氫(AsH3)在熱玻璃管中完全分解成單質(zhì)砷和氫氣。若砷的質(zhì)量為1.50 mg,則( ) A.被氧化的砒霜為1.98 mg B.分解產(chǎn)生的氫氣為0.672 mL C.和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90 mg D.轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為610-5 NA 答案 C 解析 本題考查氧化還原反應(yīng)。砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應(yīng)的方程式為As2O3+6Zn+12HCl―→2AsH3+6ZnCl2+3H2O。根據(jù)砷的相對原子質(zhì)量為75,若砷的質(zhì)量為1.50 mg,物質(zhì)的量為0.02 mmol,被還原的砒霜為0.02 mmol2198 gmol-1=1.98 mg,和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90 mg。2AsH32As+ 3H2分解產(chǎn)生的氫氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為0.03 mmol22.4 Lmol-1=0.672 mL; 轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.1810-3NA。 步驟1 找物質(zhì) 找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物; 步驟2 定得失 確定一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中的原子個數(shù)); 步驟3 列等式 根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式; 步驟4 找關(guān)系 對于多步連續(xù)進行的氧化還原反應(yīng),只要中間各步反應(yīng)過程中沒有損耗,可直接找出起始物和最終產(chǎn)物,刪去中間產(chǎn)物,建立二者之間的電子守恒關(guān)系,快速求解。 (二)根據(jù)“電子守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒”進行配平 6.(1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和Mn2+,為了除去這兩種離子,調(diào)節(jié)溶液pH為5,然后加入高錳酸鉀溶液,使之生成沉淀。已知高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。請寫出該過程中兩個反應(yīng)的離子方程式: ____________________________________________________, ______________________。 (2)[xx新課標(biāo)全國卷Ⅱ,26(3)(4)]FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為______________________;高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4,其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)(xx上海,28)硫化氫具有還原性,可以和許多氧化劑反應(yīng)。在酸性條件下,H2S和KMnO4反應(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________ ______________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案 (1)MnO+3Fe2++7H2O===3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+ 2MnO+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+ (2)2Fe3++2I-===2Fe2++I2 2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O (3)3H2SO4+5H2S+2KMnO4―→5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O 解析 (1)除去雜質(zhì)離子Fe2+和Mn2+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO+3Fe2++7H2O===3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,2MnO+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+。 (2)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)生成的棕色物質(zhì),根據(jù)現(xiàn)象可知生成了碘單質(zhì),則I-被氧化為I2,F(xiàn)e3+被還原成Fe2+,可以寫出Fe3++I-―→Fe2++I2,然后根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒配平。FeCl3與KClO反應(yīng)時,根據(jù)題目信息Fe3+被氧化為FeO,則ClO-被還原成Cl-,可以寫出Fe3++ClO-―→FeO+Cl-,然后根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可以得到:2Fe3++3ClO-―→2FeO+3Cl-,再結(jié)合溶液強堿性和電荷守恒,在左邊補上OH-,然后配平即可。 氧化還原反應(yīng)方程式的配平可依據(jù)“得失電子守恒、電荷守恒和質(zhì)量守恒”順利解答,有關(guān)氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式的配平應(yīng)掌握: (1)配平步驟 標(biāo)變價→列變化→求總數(shù)→配系數(shù)→細檢查。 (2)配平方法 ①正向配平法:如果被氧化、被還原的元素分別是兩種不同的反應(yīng)物,通常從方程式左邊進行配平;②逆向配平法:對于自身氧化還原反應(yīng)或反應(yīng)物只有一種,一般從方程式右邊配平較簡便;③缺項配平法:這類方程式通常少寫一種反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式,要求確定其化學(xué)式。此類反應(yīng)可先確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù),最后由質(zhì)量守恒、電荷守恒確定所缺物質(zhì)(分子或離子)的化學(xué)式和計量系數(shù)。 在近幾年的高考中,氧化還原方程式配平不準(zhǔn)的常見原因有: (1)化合價判斷不準(zhǔn)。 近幾年高考中??嫉囊恍┨厥馕镔|(zhì)中元素化合價如下: CuFeS2:Cu(+2) Fe(+2) S(-2) K2FeO4:Fe(+6) Li2NH:N(-3) LiNH2:N(-3) AlN:N(-3) Na2S2O3:S(+2) C2O:C(+3) HCN:C(+2) N(-3) CuH:Cu(+1) H(-1) FeO:Fe[+(8-n)] Si3N4:Si(+4) N(-3) (2)依據(jù)電子得失守恒列等式時忽視變價原子的個數(shù)。 (3)缺項氧化還原方程式配平時,“□”中或“______”上的化學(xué)計量數(shù)“1”容易忽略、漏掉。 考點三 氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用 在《新課標(biāo)》高考中,氧化還原反應(yīng)的考查往往滲透到綜合實驗(如中和滴定實驗)、工業(yè)流程制備中,增大了試題的靈活度和難度。 題組一 氧化還原反應(yīng)在綜合實驗中的應(yīng)用 1.(xx江蘇,18)硫酸鈉過氧化氫加合物(xNa2SO4yH2O2zH2O)的組成可通過下列實驗測定: ①準(zhǔn)確稱取1.770 0 g樣品,配制成100.00 mL溶液A。 ②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體0.582 5 g。 ③準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加適量稀硫酸酸化后,用0.020 00 molL-1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2與KMnO4反應(yīng)的離子方程式如下: 2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑ (1)已知室溫下BaSO4的Ksp=1.110-10,欲使溶液中c(SO)≤1.010-6 molL-1,應(yīng)保持溶液中c(Ba2+)≥__________molL-1。 (2)上述滴定若不加稀硫酸酸化,MnO被還原為MnO2,其離子方程式為__________________ ____________________________________________________。 (3)通過計算確定樣品的組成(寫出計算過程)。 答案 (1)1.110-4 (2)2MnO+3H2O2===2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O (3)n(Na2SO4)=n(BaSO4)= =2.5010-3 mol 2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑ n(H2O2)==1.2510-3 mol m(Na2SO4)=142 gmol-12.5010-3 mol=0.355 g m(H2O2)=34 gmol-11.2510-3 mol=0.042 5 g n(H2O)==2.5010-3 mol x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2 故樣品的化學(xué)式為2Na2SO4H2O22H2O。 解析 (1)BaSO4在溶液中存在溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),則有Ksp=c(Ba2+)c(SO)=1.110-10。欲使溶液中c(SO)≤1.010-6 molL-1,則有c(Ba2+)≥= molL-1=1.110-4 molL-1。 (2)H2O2與KMnO4溶液反應(yīng),MnO被還原為MnO2,據(jù)得失電子守恒、質(zhì)量守恒可寫出離子方程式為2MnO+3H2O2===2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O。 (3)25.00 mL溶液A中含有Na2SO4的物質(zhì)的量為n(Na2SO4)=n(BaSO4)==2.5010-3 mol。 含有H2O2的物質(zhì)的量為n(H2O2)=n(KMnO4)=0.020 00 molL-125.0010-3 L=1.2510-3 mol。 所取25.00 mL溶液A中所含樣品中水的質(zhì)量為m(H2O)=1.770 0 g-2.5010-3 mol142 gmol-1-1.2510-3 mol34 gmol-1=0.045 00 g,則n(H2O)==2.5010-3 mol。 綜上可知,x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2,故硫酸鈉過氧化氫加合物的化學(xué)式為2Na2SO4H2O22H2O。 題組二 在工業(yè)制備中的應(yīng)用 2.(xx福建理綜,24節(jié)選)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。 (1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。 ①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO等雜質(zhì)。某次除雜操作時,往粗鹽水中先加入過量的_________(填化學(xué)式),至沉淀不再產(chǎn)生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。 ②該法工藝原理示意圖如下。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有____________(填化學(xué)式),發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法,其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式:__(D)__+24NaClO3+12H2SO4===ClO2↑+CO2↑+18H2O+________ (3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN-氧化為無毒的物質(zhì),自身被還原為Cl-。處理含CN-相同量的電鍍廢水,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的______倍。 答案 (1)①BaCl2 ②H2、Cl2 2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O (2)C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4===ClO2↑+CO2↑+18H2O+Na2SO4 (3)2.5 解析 注意分析題目信息和圖示信息,能夠分析出二氧化氯發(fā)生器中有Cl2生成,是正確解決第(1)小題②問的關(guān)鍵。(1)①根據(jù)后面加入的物質(zhì)為Na2CO3和NaOH,可知前面缺少除去SO的試劑BaCl2。②在特定條件下電解食鹽水,除了生成NaClO3外還應(yīng)有H2;根據(jù)題干信息,NaClO3與HCl反應(yīng)生成ClO2,結(jié)合得失電子守恒及圖示中從二氧化氯發(fā)生器中出來的氣體進入了氯化氫合成塔可知,NaClO3與HCl反應(yīng)除生成ClO2外還有Cl2,可寫出化學(xué)方程式2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。 (2)纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D應(yīng)為葡萄糖(C6H12O6),生成物可利用元素守恒推知,然后配平即可。 (3)處理相同量的CN-,Cl2和ClO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)應(yīng)相同。1 mol Cl2―→2Cl-轉(zhuǎn)移2 mol e-,1 mol ClO2―→Cl-轉(zhuǎn)移5 mol e-,則轉(zhuǎn)移相同量的電子時Cl2與ClO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。 專題突破練 1.宋代著名法醫(yī)學(xué)家宋慈的《洗冤集錄》中有銀針驗毒的記載,“銀針驗毒”涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O,下列說法正確的是( ) A.X的化學(xué)式為AgS B.銀針驗毒時,空氣中氧氣失去電子 C.反應(yīng)中Ag和H2S均是還原劑 D.每生成1 mol X,反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子 答案 D 解析 根據(jù)原子守恒得方程式:4Ag+2H2S+O2===2Ag2S+2H2O,故Ag為還原劑,O2為氧化劑,每生成1 mol Ag2S,應(yīng)轉(zhuǎn)移 2 mol電子。 2.關(guān)于反應(yīng)Zn+2HNO3+NH4NO3===N2↑+3H2O+Zn(NO3)2,下列判斷正確的是( ) A.生成1 mol N2,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為3NA B.生成1 mol N2,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為5NA C.溶解1 mol Zn,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為2NA D.溶解1 mol Zn,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為4NA 答案 B 解析 所以Zn、NH為還原劑,HNO3為氧化劑, 生成1 mol N2,應(yīng)轉(zhuǎn)移5 mol電子。 3.水熱法制備Fe3O4納米顆粒的總反應(yīng):3Fe2++2S2O+O2+xOH-===Fe3O4+S4O+2H2O,有關(guān)說法正確的是( ) A.每轉(zhuǎn)移1.5 mol電子,有0.75 mol Fe2+被氧化 B.x=2 C.Fe2+、S2O都是還原劑 D.每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子2 mol 答案 C 解析 根據(jù)電荷守恒得x=4 A項,每轉(zhuǎn)移1.5 mol電子,被氧化的Fe2+應(yīng)為1.5 mol=1.125 mol;D項,每生成1 mol Fe3O4,應(yīng)轉(zhuǎn)移電子4 mol。 4.現(xiàn)有M、N、P、E 4種元素的單質(zhì),能發(fā)生以下反應(yīng): ①在水溶液中,M+N2+===M2++N?、赑+2H2O(冷)===P(OH)2+H2↑?、跱、E相連浸入稀H2SO4中,電極反應(yīng)式為N-2e-===N2+,2H++2e-===H2↑ 判斷它們的還原性由強到弱的順序是( ) A.M、N、P、E B.P、M、N、E C.M、N、E、P D.E、P、M、N 答案 B 解析 根據(jù)①可知還原性:M>N,根據(jù)③可知還原性:N>E,而P能與冷水直接反應(yīng),故P的還原性最強,由此可得還原性:P>M>N>E。 5.R、X、Y和Z是四種元素,其常見化合價均為+2,且X2+與單質(zhì)R不反應(yīng);X2++Z===X+Z2+;Y+Z2+===Y2++Z。這四種元素的離子被還原成0價時表現(xiàn)的氧化性強弱順序正確的是( ) A.R2+>X2+>Z2+>Y2+ B.X2+>R2+>Y2+>Z2+ C.Y2+>Z2+>R2+>X2+ D.Z2+>X2+>R2+>Y2+ 答案 A 解析 據(jù)X2++Z===X+Z2+知氧化性:X2+>Z2+,據(jù)Y+Z2+===Y2++Z知氧化性:Z2+>Y2+,由X2+與單質(zhì)R不反應(yīng)推知氧化性:R2+>X2+。 6.已知NaCN溶液呈堿性,(CN)2與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似,CN-的還原性介于Br-、I-之間。下列變化不能發(fā)生的是( ) A.HCNH++CN- B.(CN)2+CH2===CH2―→NC—CH2—CH2—CN C.(CN)2+2Br-===2CN-+Br2 D.(CN)2+2OH-===CN-+CNO-+H2O 答案 C 解析 根據(jù)題意,還原性順序為I->CN->Br-。A項,HCN為弱酸,部分電離,正確;B項,屬于加成反應(yīng),正確;C項,還原性Br->CN-,與題干矛盾,錯誤;D項,與Cl2與NaOH的反應(yīng)類似,正確。 7.在含有n mol FeI2的溶液中通入Cl2,有x mol Cl2發(fā)生反應(yīng)。下列說法不正確的是( ) A.當(dāng)x≤時,反應(yīng)的離子方程式為2I-+Cl2===I2+2Cl- B.當(dāng)x≥n時,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl- C.當(dāng)Fe2+和I-都被氧化時,x與n的關(guān)系為x>n D.當(dāng)x=n時,反應(yīng)后氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為n mol 答案 B 解析 由于還原性I->Fe2+,A項正確;B項當(dāng)x≥n時,可發(fā)生:2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-,錯誤。C、D正確。 8.NH3可消除NO的污染,反應(yīng)化學(xué)方程式為6NO+4NH3===5N2+6H2O?,F(xiàn)有NO與NH3的混合物1 mol 充分反應(yīng),若還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1.4 g。則下列判斷中正確的是( ) A.生成氮氣為5.6 L B.有0.3 mol NO被還原 C.生成氧化產(chǎn)物4.2 g D.原混合物中NO與NH3的物質(zhì)的量之比可能為3∶2 答案 B 解析 在反應(yīng)6NO+4NH3===5N2+6H2O中,N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物之比為3∶2,當(dāng)還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1.4 g(即0.05 mol)時,生成N2 0.25 mol。 A項,沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況;B項,被還原的NO為0.25 mol=0.3 mol;C項,生成的氧化產(chǎn)物為0.25 mol28 gmol-1=2.8 g;D項,若NO全部反應(yīng),則n(NO)∶n(NH3)=0.3 mol∶0.7 mol=3∶7,若NH3全部反應(yīng),則n(NO)∶n(NH3)=0.8 mol∶0.2 mol=4∶1。 9.有Fe3+、Fe2+、NO、NH、H+和H2O六種微粒,分別屬于一個氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物,下列敘述中,不正確的是( ) A.還原產(chǎn)物為NH B.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶8 C.若有0.5 mol NO參加還原反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子8 mol D.若把該反應(yīng)設(shè)計為電解池,則陽極反應(yīng)為Fe2+-e-===Fe3+ 答案 C 解析 其離子方程式為8Fe2++10H++NO===8Fe3++NH+3H2O。C項,若有0.5 mol NO參加還原反應(yīng),應(yīng)轉(zhuǎn)移4 mol電子。 10.CuO和Fe2O3的混合物m g,向其中加入1 molL-1的HNO3溶液200 mL恰好完全反應(yīng),若將m g該混合物用足量CO還原,充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為( ) A.(m-3.2) g B.(2m-3.2) g C.(m-1.6) g D.(2m-1.6) g 答案 C 解析 n(O)==0.1 mol,其質(zhì)量為1.6 g,所以充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為(m-1.6) g。 11.微型化學(xué)實驗可以有效實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的要求。如下圖所示在一塊襯白紙的玻璃片的不同位置分別滴加濃度為0.1 molL-1的KI(含淀粉)溶液、NaOH(含酚酞)溶液、FeCl2(含KSCN)溶液各一滴,在圓心處放置一芝麻粒大小的KMnO4晶體,向KMnO4晶體上滴加一滴濃鹽酸,再立即用表面皿蓋好。 根據(jù)上述描述涉及到的元素,回答(1)~(3)題。 (1)KMnO4中Mn元素的化合價為___________________________________________, Fe在周期表中的位置是: _________________________________________________。 (2)結(jié)合已學(xué)知識分析a、c處可能出現(xiàn)的現(xiàn)象: a:________________________________________________________________________; c:________________________________________________________________________。 (3)b處可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: ________________________________________ ________________________________________________________________________。 已知溶液中,還原性為HSO>I-,氧化性為IO>I2>SO。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入的KIO3和析出的I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如下圖所示。 請回答(4)~(5)題。 (4)a點處的還原產(chǎn)物是:__________(填離子符號); b點―→c點反應(yīng)的離子方程式是:__________________________________________。 (5)當(dāng)溶液中的I-為0.5 mol時,加入的KIO3可能是________ mol。 答案 (1)+7 第四周期Ⅷ族 (2)溶液變?yōu)樗{色 紅色褪去(或紅色變淺) (3)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (4)I- IO+6H++5I-===3H2O+3I2 (5)0.5或1.1 解析 (2)a處發(fā)生反應(yīng)為Cl2+2I-===I2+2Cl-,其現(xiàn)象為溶液變藍。 c處發(fā)生反應(yīng)為Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,堿性變?nèi)?,所以紅色變淺或褪去。 (3)Cl2可把Fe2+氧化成Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN-發(fā)生反應(yīng)。 (4)由題意可知依次發(fā)生的反應(yīng)為IO+3HSO===I-+3SO+3H+,IO+5I-+6H+===3I2+3H2O。所以a點處的還原產(chǎn)物為I-,b點到c點發(fā)生IO與I-之間的歸中反應(yīng)。 (5)根據(jù)離子方程式IO+3HSO===I-+3SO+3H+,IO+5I-+6H+===3I2+3H2O。 當(dāng)加入IO不足時,由于生成I-為0.5 mol,所以所加IO也為0.5 mol; 當(dāng)加入IO過量時,n(IO)=1 mol+(1-0.5) mol mol=1.1 mol。 12.已知高錳酸鉀(硫酸酸化)溶液和草酸(H2C2O4)溶液可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。請回答下列問題: (1)該反應(yīng)中的還原劑是______________(填化學(xué)式)。 (2)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________________________________。 (3)反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.4 mol電子,則參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為________ mol。 (4)高錳酸鉀(硫酸酸化)溶液和草酸溶液的反應(yīng)可用于測定血鈣的含量。方法是取2 mL血液用蒸餾水稀釋后,向其中加入足量草酸銨晶體[化學(xué)式為(NH4)2C2O4],反應(yīng)生成CaC2O4沉淀,將沉淀用稀硫酸溶解后得到H2C2O4,再用KMnO4溶液滴定。 ①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化學(xué)方程式是___________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用KMnO4溶液滴定H2C2O4時,判斷滴定終點的方法是______________________________。 ③若消耗了1.010-4 molL-1的KMnO4溶液20.00 mL,則100 mL該血液中含鈣________ g。 答案 (1)H2C2O4 (2)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O (3)0.12 (4)①CaC2O4+H2SO4===CaSO4+H2C2O4 ②溶液由無色變?yōu)闇\紅色,并在半分鐘內(nèi)不褪色 ③0.01 解析 根據(jù)題意,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,則不難看出反應(yīng)中的還原劑是草酸。在反應(yīng)中Mn由+7價降到+2價,轉(zhuǎn)移10 mol電子時消耗3 mol H2SO4,所以容易求出反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.4 mol電子時,參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為0.12 mol。高錳酸鉀溶液本身有顏色,在開始滴入草酸中時被還原,顏色消失,當(dāng)達到滴定終點時,溶液應(yīng)該是由無色變?yōu)闇\紅色。利用有關(guān)反應(yīng)的方程式可以得出關(guān)系式:5Ca2+~2KMnO4,所以可計算出100 mL該血液中含鈣的質(zhì)量為1.010-4 molL-10.02 L5/2100 mL/2 mL40 gmol-1=0.01 g。 13.工業(yè)生產(chǎn)無鐵硫酸鋁,以硫酸浸取鋁土礦得含鐵(Fe2+和Fe3+)的硫酸鋁溶液,加熱到一定溫度,攪拌,加入一定量高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液,在溶液中生成活性二氧化錳,調(diào)節(jié)溶液的pH,反應(yīng)一段時間,F(xiàn)e(OH)3和二氧化錳發(fā)生吸附共沉作用,最終得到無鐵硫酸鋁產(chǎn)品。 (1)KMnO4首先將Fe2+氧化為Fe3+,其本身被還原為MnO2,反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)寫出高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗證明,n(MnO2)/n(Fe)控制在4∶1時,除鐵效果較好。若溶液中亞鐵離子和鐵離子濃度均為0.03 molL-1,為達到較好的除鐵效果,每1 L溶液應(yīng)加入高錳酸鉀的物質(zhì)的量為__________。 (3)調(diào)節(jié)pH的作用是______________________________________________________。 (4)操作2的名稱為__________________。 (5)下列有關(guān)工藝的說法正確的是________(填字母序號)。 A.溶液的pH越大,則除鐵效果越好,但同時會影響硫酸鋁的產(chǎn)率 B.活性二氧化錳生成量應(yīng)適宜,不足時鐵的去除率較低,過量時會增加成本 C.可以直接向溶液中加入二氧化錳粉末以除去Fe(OH)3 答案 (1)MnO+3Fe2++4H+===MnO2↓+2H2O+3Fe3+ (2)2KMnO4+3MnSO4+2H2O===5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4 0.102 mol (3)使鐵離子水解為氫氧化鐵沉淀除去 (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 (5)AB 解析 (2) MnO?。?Fe2++4H+===MnO2↓+2H2O+3Fe3+ 0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol 0.03 mol 所以n(Fe3+)=0.06 mol n(MnO2)=0.24 mol。 2KMnO4+3MnSO4+2H2O===5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4 2=0.092 mol 0.23 mol 所以n(KMnO4)=0.092 mol+0.01 mol=0.102 mol。 (3)調(diào)節(jié)pH使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。 (4)從Al2(SO4)3溶液中結(jié)晶出Al2(SO4)3晶體應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。 (5)A項,pH越大,會生成Al(OH)3沉淀,影響Al2(SO4)3產(chǎn)率。 14.鐵是人體中必需微量元素中含量最高的元素,體內(nèi)缺失會引起貧血。含F(xiàn)eO離子的鹽具有強氧化性,能殺菌消毒,如高鐵酸鉀是一種新型、高效的消毒劑及綠色凈水劑。鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示: Fe2+Fe3+FeO 請回答下列有關(guān)問題: (1)Fe與過量稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO4。若用反應(yīng)所得的酸性溶液實現(xiàn)上述①的轉(zhuǎn)化,要求產(chǎn)物純凈??蛇x用的試劑是________(選填序號); a.Cl2 b.Fe c.HNO3 d.H2O2 (2)上述轉(zhuǎn)化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜,其中有一主要反應(yīng):CuFeS2+4Fe3+===Cu2++5Fe2++2S,則下列說法正確的是________(選填序號); a.反應(yīng)中,所有鐵元素均被還原 b.從物質(zhì)的組成來看,黃銅礦屬于復(fù)鹽 c.反應(yīng)中,CuFeS2既作氧化劑又作還原劑 d.當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時,有46 g CuFeS2參加反應(yīng) (3)下列是工業(yè)制取高鐵酸鉀的一種方法,請在方框內(nèi)填上合適的微粒符號并配平該離子方程式: __Fe3++__+__Cl2―→__FeO+__Cl-+__ 答案 (1)d (2)d (3)2Fe3++8H2O+3Cl2===2FeO+6Cl-+16H+ 解析 (1)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (2) c項,CuFeS2僅作還原劑。 d項,當(dāng)轉(zhuǎn)移4 mol電子時,有184 g CuFeS2參加反應(yīng)。 所以當(dāng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移時,應(yīng)有46 g CuFeS2參加反應(yīng)。- 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