2017年化學高考題分類解析考點4 氧化還原反應

高考試題分類解析PAGE考點4氧化還原反應一、選擇題1.(2017·天津高考·3)下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應無關的是()A.硅太陽能電池工作時,光能轉(zhuǎn)化成電能B.鋰離子電池放電時,化學能轉(zhuǎn)化成電能C.電解質(zhì)溶液導電時,電能轉(zhuǎn)化成化學能D.葡萄糖為人類生命活動提供能量時,化學能轉(zhuǎn)化成熱能【命題意圖】本題考查氧化還原反應本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移這一概念,旨在考查學生對各種能量轉(zhuǎn)化形式及對應工作原理的認識和應用?！窘馕觥窟xA。光能轉(zhuǎn)化成電能,不是化學變化,與氧化還原無關;鋰離子電池工作時,相當于原電池工作,分別在兩極上發(fā)生氧化反應和還原反應,是氧化還原反應的過程;電解質(zhì)導電的過程實際上是在電解池的兩極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程,是氧化還原反應的過程;葡萄糖供能就是葡萄糖在人體內(nèi)被氧化釋放能量的過程。【快速巧解】太陽能電池是光電能源之間的轉(zhuǎn)化,一步就可以判斷A中不存在氧化還原反應。2.（2017·北京高考·8）下列變化中,氣體被還原的是()A.二氧化碳使Na2O2固體變白B.氯氣使KBr溶液變黃C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D.氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀【命題意圖】本題考查氧化還原知識。意在考查學生對“被還原”物質(zhì)的判斷方法?！窘馕觥窟xB。二氧化碳使Na2O2固體變白,Na2O2發(fā)生了自身氧化還原反應,二氧化碳既不是氧化劑也不是還原劑,A錯誤;氯氣使KBr溶液變黃,發(fā)生反應Cl2+2KBr2KCl+Br2,氯元素化合價降低,被還原,B正確;乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色,乙烯被氧化,C錯誤;氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀,發(fā)生的是復分解反應,D錯誤?！痉椒ㄒ?guī)律】用“雙線橋”法理解氧化還原反應的概念【教材回扣】本題源于教材。A項:人教必修1P55“過氧化鈉還能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣”;B項:人教必修2P91海水提溴“用氯氣氧化溴離子使之成為單質(zhì)溴”;C項:人教必修2P68“乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色”實驗;D項:人教必修1P58“在實驗室里,常用鋁鹽溶液與氨水反應來制取氫氧化鋁”。二、非選擇題3.（2017·北京高考·28）某小組在驗證反應“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。(1)檢驗產(chǎn)物①取出少量黑色固體,洗滌后,______________(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍色沉淀,說明溶液中含有________。(2)針對“溶液呈黃色”,甲認為溶液中有Fe3+,乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是______________(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗:①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關,對比實驗記錄如下:序號取樣時間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀;較3min時量少;溶液紅色較3min時加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀;較30min時量少;溶液紅色較30min時變淺(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN)②對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設:假設a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+;假設b:空氣中存在O2,由于____________(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+;假設c:酸性溶液中NO-3具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3+;假設d:根據(jù)______________現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。③下列實驗Ⅰ可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設d成立。實驗Ⅰ:向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時間取上層清液滴加KSCN溶液,3min時溶液呈淺紅色,30min后溶液幾乎無色。實驗Ⅱ:裝置如圖。其中甲溶液是________,操作及現(xiàn)象是__________________。(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象,結合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:___________________________________________________________________________。【命題意圖】本題考查化學實驗的設計與評價、電化學知識。意在考查學生的探究能力、對實驗設計方案的分析評價能力、利用電化學解決實際問題的能力?！窘馕觥?1)①黑色固體中含有過量鐵,如果同時含有銀,則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而銀不能溶解。②K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2+的試劑,所以產(chǎn)生藍色沉淀說明含有Fe2+。(2)②過量鐵粉與Fe3+反應生成Fe2+,即Fe+2Fe3+3Fe2+。O2氧化Fe2+反應為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。③實驗Ⅰ的目的是證實假設a、b、c非主要原因,可以從后續(xù)現(xiàn)象中看出。Fe3+在30min時幾乎完全消失,故應使a、b、c、中變量全部存在,即溶液中只需不存在Ag+,此時Fe3+可被過量鐵粉還原為Fe2+。故初始時加入Fe(NO3)3溶液,隨時間進行,可看到Fe3+濃度逐漸降低的實驗現(xiàn)象。實驗Ⅱ是為了證實Ag+可能將Fe2+氧化為Fe3+,故甲溶液必為Fe2+溶液。由于的影響已被實驗Ⅰ排除,為了避免其他陰離子干擾,可選用Fe(NO3)2。在原電池結構中,Ag+將Fe2+氧化為Fe3+,電流表應有偏轉(zhuǎn)。為證實Fe3+產(chǎn)生,應在電流表偏轉(zhuǎn)后向左池加入KSCN驗證。(3)從(2)的三個時間取上層清液現(xiàn)象不同可以看出Ag+濃度逐漸降低,而Fe3+濃度先升高后降低。由于反應中Fe3+生成的原因已由上述實驗Ⅱ證實為Ag++Fe2+Ag+Fe3+,故3~30min內(nèi)應是該反應使Fe3+濃度上升,而Fe3+濃度下降則是由于2Fe3++Fe3Fe2+的存在導致的。由于此前Ag+濃度下降,Fe3+濃度上升,導致2Fe3++Fe3Fe2+的反應速率超過Ag++Fe2+Ag+Fe3+,使Fe3+的消耗快于生成,從而導致30~120min內(nèi)Fe3+濃度下降。答案:(1)①加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化,固體未完全溶解②Fe2+(2)Fe+2Fe3+3Fe2+②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O生成白色沉淀③Fe(NO3)3Fe(NO3)2當電流表指針偏轉(zhuǎn)時,向左側甲溶液中加入KSCN溶液;溶液變紅(3)溶液中存在Ag++Fe2+Ag+Fe3+反應,在3~30min,Fe3+濃度增大,Ag+濃度減小,導致AgSCN白色沉淀減少;而Fe3++3SCN-Fe(SCN)3正向移動,紅色變深;隨時間進行,Fe3+濃度增大,導致Fe+2Fe3+3Fe2+速率加快,于是30~120min,Fe3+濃度減小,紅色又變淺4.(2017?丙卷?26)綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究?；卮鹣铝袉栴}:(1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知:____________________、____________________。(2)為測定綠礬中結晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重,記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2①儀器B的名稱是____________。②將下列實驗操作步驟正確排序________________(填標號);重復上述操作步驟,直至A恒重,記為m3ga.點燃酒精燈,加熱b.熄滅酒精燈c.關閉K1和K2d.打開K1和K2,緩緩通入N2e.稱量Af.冷卻到室溫③根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目x=__________(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作,則使x________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入如圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。①C、D中的溶液依次為________(填標號)。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為___________________。a.品紅b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.濃H2SO4②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式

______________________?！久}意圖】本題考查通過實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)學生綜合利用所學知識進行分析解題的能力。題型涉及知識面廣泛。【解析】(1)樣品溶于水滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,說明樣品中不含三價鐵;再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅,說明有Fe3+產(chǎn)生,即Fe2+易被空氣氧化為Fe3+,鐵離子與KSCN溶液顯紅色。(2)①儀器B為干燥管;②由于裝置中含有空氣,易把硫酸亞鐵氧化,故應在加熱前先通入氮氣排盡裝置中的空氣,然后加熱裝置,為了使生成的水蒸氣盡可能的排出裝置,應先熄滅酒精燈冷卻后再關閉K1和K2,再進行稱量,即正確的排序是dabfce;③FeSO4·xH2O樣品的質(zhì)量是(m2-m1)g,加熱后剩余固體是FeSO4,硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為,結晶水的質(zhì)量為(m2-m3)g,則結晶水的物質(zhì)的量為,FeSO4·xH2O樣品中硫酸亞鐵和水的物質(zhì)的量之比為1∶x=∶,解得x=;若按a、d次序操作,加熱過程中硫酸亞鐵易被空氣氧化生成硫酸鐵,導致m3增加,x的值偏小。(3)①加熱最終得到紅棕色粉末,說明有Fe2O3生成,鐵的價態(tài)由+2價氧化到+3價,所以根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒,一定有SO2生成,即硫酸亞鐵分解生成Fe2O3、SO2和SO3。檢驗SO2用品紅溶液,若將氣體通入Ba(NO3)2中,硝酸鋇在酸性條件下具有氧化性,二氧化硫也能與硝酸鋇反應生成硫酸鋇白色沉淀,干擾SO3的檢驗,故檢驗SO3氣體應通入BaCl2溶液中,所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液、品紅溶液,現(xiàn)象是C中溶液變渾濁產(chǎn)生白色沉淀,D中品紅溶液褪色;②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒,硫酸亞鐵分解的化學方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。答案:(1)樣品中無Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)易被氧氣氧化為Fe(Ⅲ)(2)①干燥管②dabfce③偏小 (3)①c、a產(chǎn)生白色沉淀、品紅溶液褪色②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑【題后反思】(1)常見離子的檢驗答題模板為“取溶液、加試劑、說現(xiàn)象、說結論”。如檢驗Fe3O4中鐵元素的價態(tài),將四氧化三鐵加入稀硫酸溶解,取少量溶解后的溶液于試管中,加入KSCN,若溶液顯紅色,則證明含有Fe3+;另取少量溶液于試管中,加入酸性高錳酸鉀溶液,若紫色變淺或褪去,則證明溶液中含有Fe2+。(2)向BaCl2溶液中通入SO2,無白色沉淀生成,說明二氧化硫與氯化鋇不發(fā)生反應。若①向溶液中通入氧化性物質(zhì)如氯氣、H2O2等,再通入SO2氣體,則生成BaSO4白色沉淀;②向溶液中加入堿性物質(zhì)如氨氣、NaOH等,再通入SO2,則生成BaSO3白色沉淀。5.（2017?甲卷?26）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示: 回答下列問題:(1)在分解水泥樣品過程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是________,還可使用________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________________,其不溶于強酸但可與一種弱酸反應,該反應的化學方程式為____________________。(3)加氨水過程中加熱的目的是______________。沉淀B的主要成分為____、____(填化學式)。(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標準溶液滴定,通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應為+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。實驗中稱取0.400g水泥樣品,滴定時消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分數(shù)為________?！久}意圖】本題考查了元素化合物的基礎知識,意在考查考生在化工流程中對元素化合物知識的應用能力和分析問題解決問題的能力?！窘馕觥扛鶕?jù)題目給出的流程可以得出:水泥樣品中的SiO2在用氯化銨、鹽酸和硝酸的處理過程中以沉淀的形式除去,而所得濾液中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等,用氨水調(diào)節(jié)pH在4～5時Fe3+、Al3+將會轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去,此時在濾液中加入草酸銨溶液會生成草酸鈣沉淀,草酸鈣沉淀經(jīng)稀硫酸處理后,用KMnO4標準溶液滴定,從而根據(jù)KMnO4溶液的用量來計算水泥樣品中鈣的含量。(1)Fe2