高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)(新高考版) 第1部分 專題3 考點(diǎn)一 氧化還原反應(yīng)（含解析）

考點(diǎn)一氧化還原反應(yīng)(一)理清兩條概念線索1．按要求回答下列問題：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2(1)用雙線橋法表示該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)氧化劑________，還原劑________；氧化產(chǎn)物________，還原產(chǎn)物________。答案(1)(2)O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO22．根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和等于零原則，寫出括號內(nèi)相應(yīng)元素的化合價。NaClO2(Cl：________)、ClO2(Cl：________)、CuCl(Cu：________)、N2H4(N：________)、NaBH4(B：________)、K2Cr2O7(Cr：________)、Na2CrO4(Cr：________)、H2C2O4(C：________)、Na2S2O3(S：________)、MnO(OH)2(Mn：________)、K2FeO4(Fe：________)、CuFeS2(Fe：________、S：________)、LiNH2(N：______)、LiCoO2(Co：________)答案＋3＋4＋1－2＋3＋6＋6＋3＋2＋4＋6＋2－2－3＋3(二)掌握氧化還原反應(yīng)的規(guī)律1．寫出證明氧化性、還原性強(qiáng)弱的離子方程式。(1)氧化性強(qiáng)弱順序：KMnO4>Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋。①KMnO4>Cl2：______________________________________________________。②Cl2>Br2：____________________________________________________________。③Br2>Fe3＋：___________________________________________________________。④Fe3＋>Cu2＋：__________________________________________________________。(2)還原性強(qiáng)弱順序：SO2>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。①SO2>I－：_____________________________________________________________。②I－>Fe2＋：______________________________________________________________。③Fe2＋>Br－：_____________________________________________________________。④Br－>Cl－：______________________________________________________________。答案(1)①2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O②Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2③2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－④2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)①I2＋SO2＋2H2O=2I－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)②2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋③Br2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Br－④Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－2．用“雙線橋”標(biāo)出下列反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。H2S＋H2SO4(濃)=S↓＋SO2↑＋2H2O答案3．(1)向FeI2溶液中逐滴滴入氯水，按反應(yīng)發(fā)生先后順序，依次寫出離子方程式：________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。(2)向含有Fe3＋、H＋的溶液中，逐漸加入鐵粉，按反應(yīng)的先后順序，依次寫出離子方程式：________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。答案(1)2I－＋Cl2=I2＋2Cl－2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(2)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋1．[2020·新高考全國卷Ⅰ(山東)，2]下列敘述不涉及氧化還原反應(yīng)的是()A．谷物發(fā)酵釀造食醋B．小蘇打用作食品膨松劑C．含氯消毒劑用于環(huán)境消毒D．大氣中NO2參與酸雨形成答案B解析谷物發(fā)酵的過程中包含淀粉水解、葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇、乙醇氧化為乙酸的過程；小蘇打分解的化學(xué)方程式為2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，不是氧化還原反應(yīng)；含氯消毒劑有強(qiáng)氧化性，可用于環(huán)境消毒；NO2與水發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O=NO＋2HNO3，是氧化還原反應(yīng)。2．(2020·山東等級模擬考，12)已知Pb3O4與HNO3溶液發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：Pb3O4＋4H＋=PbO2＋2Pb2＋＋2H2O；PbO2與酸化的MnSO4溶液發(fā)生反應(yīng)Ⅱ：5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋＋5SOeq\o\al(2－,4)=2MnOeq\o\al(－,4)＋5PbSO4＋2H2O。下列推斷正確的是()A．由反應(yīng)Ⅰ可知，Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比為2∶1B．由反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ可知，氧化性：HNO3＞PbO2＞MnOeq\o\al(－,4)C．Pb可與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)：3Pb＋16HNO3=3Pb(NO3)4＋4NO↑＋8H2OD．Pb3O4可與鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Pb3O4＋8HCl=3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑答案AD解析反應(yīng)Ⅰ中HNO3未將Pb2＋氧化，可證明氧化性：HNO3＜Pb(Ⅳ)，故B、C錯誤；D選項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)Ⅱ可知氧化性：PbO2＞MnOeq\o\al(－,4)，又知氧化性(酸性條件)：MnOeq\o\al(－,4)＞Cl2，故能發(fā)生反應(yīng)。3．(2020·山東5月等級模擬考，12)工業(yè)上常用電解鉻酐(CrO3，遇水生成H2Cr2O7和H2CrO4)水溶液的方法鍍鉻，電鍍液中需加入適量的催化劑和添加劑，并通過加入H2O2提高或降低電鍍液中Cr(Ⅲ)的含量，發(fā)生的部分反應(yīng)有：①Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6e－=2Cr3＋＋7H2O②2H＋＋2e－=H2③2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O④CrOeq\o\al(2－,4)＋8H＋＋6e－=Cr＋4H2O⑤2H2O－4e－=O2＋4H＋⑥2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)①②在鍍件上發(fā)生B．H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性C．當(dāng)鍍件上析出52g單質(zhì)鉻時，電路中轉(zhuǎn)移6mol電子D．電鍍一段時間后，電極附近溶液的pH：陽極＞陰極答案CD解析反應(yīng)①②得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。在陰極上發(fā)生，鍍件為陰極，故A正確；H2O2既能提高也能降低電鍍液中Cr(Ⅲ)的含量，則H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性，故B正確；陰極上發(fā)生反應(yīng)①②④，當(dāng)鍍件上析出52g單質(zhì)鉻時，電路中轉(zhuǎn)移電子大于6mol，故C錯誤；由反應(yīng)②可知陰極pH增大，由反應(yīng)⑥可知陽極pH減小，則pH：陽極＜陰極，故D錯誤。4.[2020·全國卷Ⅱ，26(3)(4)(5)](3)Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為__________________________________________________________。(4)ClO2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到ClO2溶液。上述過程中，生成ClO2的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1molClO2消耗NaClO2的量為________mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為_____________________________________。(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO，不可與酸性清潔劑混用的原因是________________(用離子方程式表示)。工業(yè)上是將氯氣通入30%的NaOH溶液中來制備NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，則生產(chǎn)1000kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為________kg(保留整數(shù))。答案(3)2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O(4)1.25NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O(5)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O203解析(3)由新制的HgO和Cl2反應(yīng)制備Cl2O，由于該反應(yīng)為歧化反應(yīng)，所以只有氯元素的化合價發(fā)生變化，由0價變?yōu)椋?價和－1價，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(4)由題意知，在NaClO2生成ClO2的過程中，發(fā)生歧化反應(yīng)，NaClO2既是氧化劑，又是還原劑，4Naeq\o(Cl,\s\up6(＋3))O2eq\o(→,\s\up7(失4×e－))4eq\o(Cl,\s\up6(＋4))O2，Naeq\o(Cl,\s\up6(＋3))O2eq\o(→,\s\up7(得4e－))Naeq\o(Cl,\s\up6(－1))，每生成4molClO2，需消耗5molNaClO2，所以每生成1molClO2，需消耗eq\f(5,4)mol(即1.25mol)NaClO2。產(chǎn)生的氣泡的成分為CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O。(5)“84消毒液”遇到酸性清潔劑能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，Cl2有毒，故“84消毒液”不能和酸性清潔劑混用。1000kg溶液中NaOH溶液的質(zhì)量為m(NaOH)＝1000kg×1%＝10kg，設(shè)反應(yīng)中消耗Cl2的質(zhì)量為xkg，則：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O8071eq\f(80,71)xkgxkg需要NaOH溶液的質(zhì)量為(10kg＋eq\f(80,71)xkg)÷30%＝eq\f(10,3)(10＋eq\f(80,71)x)kg。溶液的質(zhì)量＝NaOH溶液的質(zhì)量＋Cl2的質(zhì)量，1000kg＝eq\f(10,3)(10＋eq\f(80,71)x)kg＋xkg，解得x≈203。5．[2016·全國卷Ⅰ，28(5)]“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))答案1.57解析NaClO2在殺菌消毒的過程中被還原為Cl－，則1molNaClO2得到電子的物質(zhì)的量為4mol,1molCl2被還原為Cl－時得到電子的物質(zhì)的量為2mol，故1gNaClO2得到電子的物質(zhì)的量為eq\f(4,90.5)mol，根據(jù)“有效氯含量”的定義可知，NaClO2的有效氯含量為1.57。6．[2016·全國卷Ⅲ，28(2)]欲使3mol的VO2＋變?yōu)閂Oeq\o\al(＋,2)，則需要氧化劑KClO3至少為_____mol。答案0.5解析VO2＋變?yōu)閂Oeq\o\al(＋,2)，V的化合價由＋4價升高到＋5價，轉(zhuǎn)移e－，而氧化劑KClO3則被還原為KCl，Cl的化合價由＋5價降低為－1價，轉(zhuǎn)移6e－，故欲使3molVO2＋變?yōu)閂Oeq\o\al(＋,2)，需氧化劑KClO3的物質(zhì)的量至少為eq\f(3mol×1,6)＝0.5mol。7．[2016·全國卷Ⅱ，26(5)節(jié)選]聯(lián)氨(N2H4)可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕。理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2________kg。答案1解析發(fā)生的反應(yīng)為N2H4＋O2=N2＋2H2O，理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的氧氣為eq\f(1kg,32g·mol－1)×32g·mol－1＝1kg。題組一復(fù)雜氧化還原反應(yīng)的分析(不定項(xiàng)選擇題)1．(2020·滕州一中高三4月模擬)KIO3是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑。利用“KClO3氧化法”制備KIO3包括以下兩個反應(yīng)：①11KClO3＋6I2＋3H2O=6KH(IO3)2＋3Cl2↑＋5KCl②KH(IO3)2＋KOH=2KIO3＋H2O下列說法正確的是()A．化合物KH(IO3)2中含有共價鍵、離子鍵和氫鍵等化學(xué)鍵B．反應(yīng)①中每轉(zhuǎn)移4mol電子生成2.24LCl2C．向淀粉溶液中加入少量碘鹽，溶液會變藍(lán)D．可用焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明碘鹽中含有鉀元素答案D解析化合物KH(IO3)2為離子化合物，包含離子鍵與共價鍵，氫鍵不屬于化學(xué)鍵，A項(xiàng)錯誤；氣體的狀態(tài)未指明，不能利用標(biāo)況下氣體的摩爾體積計(jì)算，B項(xiàng)錯誤；碘鹽中所含的碘元素在水溶液中以IOeq\o\al(－,3)存在，沒有碘單質(zhì)，不能使淀粉變藍(lán)，C項(xiàng)錯誤；鉀元素的焰色反應(yīng)為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)，若碘鹽的焰色反應(yīng)顯紫色，則證明碘鹽中含有鉀元素，D項(xiàng)正確。2．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng)、無二次污染的綠色水處理劑。工業(yè)制高鐵酸鈉的方法有如下兩種：濕法制備的主要離子反應(yīng)為2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O，干法制備的主要反應(yīng)方程式為2FeSO4＋6Na2O2=2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。則下列有關(guān)說法不正確的是()A．高鐵酸鈉中鐵顯＋6價B．濕法中FeOeq\o\al(2－,4)是氧化產(chǎn)物C．干法中每生成1molNa2FeO4轉(zhuǎn)移4mol電子D．Na2FeO4作為一種高效多功能水處理劑，在處理水過程中只發(fā)生化學(xué)變化答案CD解析高鐵酸鈉中鈉元素顯＋1價，氧元素顯－2價，由此可知鐵元素顯＋6價，A項(xiàng)正確；濕法中，F(xiàn)e(OH)3中的鐵元素的化合價升高，得到的FeOeq\o\al(2－,4)是氧化產(chǎn)物，B項(xiàng)正確；干法中，鐵元素和Na2O2中部分氧元素的化合價升高，每生成1molNa2FeO4的同時生成0.5molO2，所以每生成1molNa2FeO4轉(zhuǎn)移電子(0.5×2×1＋1×4)mol＝5mol，C項(xiàng)錯誤；Na2FeO4有強(qiáng)氧化性，＋6價的Fe可被水中的具有還原性的污染物(如H2S)還原為＋3價的Fe3＋，F(xiàn)e3＋水解可得到Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)發(fā)生的是物理變化，故D錯誤。題組二氧化還原反應(yīng)“強(qiáng)弱律”“先后律”的應(yīng)用3．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＋4FeI3B．Cl2＋FeI2=FeCl2＋I(xiàn)2C．Co2O3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2答案A解析Fe3＋能氧化I－，所以不可能生成FeI3，A錯誤，D正確；當(dāng)Cl2少量時，I－先被氧化，B正確；由于Co2O3的氧化性強(qiáng)于Cl2，所以Co2O3能氧化Cl－得到Cl2，而Co2O3被還原為Co2＋，C正確。4．(2020·煙臺高三教學(xué)質(zhì)量檢測)向含F(xiàn)e2＋、I－、Br－的溶液中通入過量的氯氣，溶液中四種粒子的物質(zhì)的量變化如圖所示，已知：b－a＝5，線段Ⅳ表示一種含氧酸，且Ⅰ和Ⅳ表示的物質(zhì)中含有相同的元素。下列說法不正確的是()A．線段Ⅱ表示Fe2＋的變化情況B．線段Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為I2＋5Cl2＋12OH－=2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－＋6H2OC．根據(jù)圖像可計(jì)算a＝6D．原溶液中c(Fe2＋)∶c(I－)∶c(Br－)＝2∶1∶3答案B解析向僅含F(xiàn)e2＋、I－、Br－的溶液中通入適量氯氣，還原性：I－＞Fe2＋＞Br－，首先發(fā)生反應(yīng)：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，I－反應(yīng)完畢，再發(fā)生反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，F(xiàn)e2＋反應(yīng)＋的變化情況，線段Ⅲ代表Br－的變化情況，故A正確；線段Ⅳ表示一種含氧酸，且Ⅰ和Ⅳ表示的物質(zhì)中含有相同的元素，該元素為I元素，2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，消耗1mol氯氣，所以碘原子的物質(zhì)的量為2mol，反應(yīng)Ⅳ消耗氯氣的物質(zhì)的量為5mol，根據(jù)得失電子守恒，設(shè)該含氧酸中碘元素的化合價為x，(x－0)×2mol＝5mol×2，解得x＝＋5，則該含氧酸為HIO3，離子方程式為I2＋5Cl2＋6H2O=2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－＋12H＋，故B錯誤；根據(jù)反應(yīng)離子方程式可知溶液中n(I－)＝2n(Cl2)＝2mol，溶液中n(Fe2＋)＝2n(Cl2)＝2×(3mol－1mol)＝4mol，F(xiàn)e2＋反應(yīng)完畢，根據(jù)電荷守恒可知n(I－)＋n(Br－)＝2n(Fe2＋)，故n(Br－)＝2n(Fe2＋)－n(I－)＝2×4mol－2mol＝6mol，根據(jù)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－可知，溴離子反應(yīng)需要氯氣的物質(zhì)的量為3mol，故a＝3＋3＝6，故C正確；根據(jù)以上分析，原溶液中c(Fe2＋)∶c(I－)∶c(Br－)＝4∶2∶6＝2∶1∶3，故D正確。(1)假設(shè)法突破氧化還原反應(yīng)能否進(jìn)行先假設(shè)選項(xiàng)中的化學(xué)反應(yīng)能夠發(fā)生，依據(jù)此反應(yīng)判斷出還原性(或氧化性)的強(qiáng)弱，然后再與題目提供的還原性(或氧化性)強(qiáng)弱順序?qū)φ眨舳弑硎镜倪€原性(或氧化性)強(qiáng)弱順序一致，則此反應(yīng)能夠發(fā)生；若不一致，則此反應(yīng)不能進(jìn)行。(2)熟記反應(yīng)先后兩大規(guī)律①同一還原劑與多種氧化劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)的先后順序：KMnO4(H＋)>Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>H＋。>Cl－。題組三氧化還原反應(yīng)“守恒律”的應(yīng)用(一)氧化還原反應(yīng)方程式的配平5．(1)eq\x()LiFePO4＋eq\x()H2O2＋eq\x()______=eq\x()Li＋＋eq\x()______＋eq\x()H2POeq\o\al(－,4)＋eq\x()H2O(2)eq\x()KAl3(SO4)2(OH)6＋eq\x()S=eq\x()K2SO4＋eq\x()Al2O3＋eq\x()______＋eq\x()H2O(3)______MnOeq\o\al(－,4)＋______C2Oeq\o\al(2－,4)＋______=______Mn2＋＋______＋______H2O答案(1)2LiFePO4＋H2O2＋6H＋=2Li＋＋2Fe3＋＋2H2POeq\o\al(－,4)＋2H2O(2)4KAl3(SO4)2(OH)6＋3S=2K2SO4＋6Al2O3＋9SO2↑＋12H2O(3)2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O缺項(xiàng)型氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法(1)配平方法：先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。(2)補(bǔ)項(xiàng)原則條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H或多O補(bǔ)H＋，少O補(bǔ)H2O堿性條件下缺H或多O補(bǔ)H2O，少O補(bǔ)OH－(二)電子守恒在氧化還原反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用6．某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2，恰好將Fe2＋完全氧化。x值為()A．0.80B．0.85C．0.90D．0.93答案A解析根據(jù)電子守恒可知，F(xiàn)exO被氧化為Fe3＋轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol，則eq\f(1.52,56x＋16)×(3－eq\f(2,x))×x＝0.01，解得x＝0.80。7．處理超標(biāo)電鍍廢水，使其NaCN含量低于0.5mg·L－1，即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步NaCN與NaClO反應(yīng)，生成NaOCN和NaCl。第二步NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。已知HCN是弱酸，易揮發(fā)，有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價相同。則處理100m3含NaCN10.3mg·L－1的廢水實(shí)際至少需要______molNaClO。答案