高三二輪復(fù)習(xí) 專題04氧化還原反應(yīng)及其應(yīng)用(講)解析版
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1、專題04氧化還原反應(yīng)及其應(yīng)用 【考情探究】 課 標(biāo) 解 讀 內(nèi)容 裁化還原反應(yīng)的概念及規(guī)律 弱化還原反應(yīng)方程式的配平及應(yīng)用 解讀 1. 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)理解不同類型的化學(xué) 反應(yīng) 2. 在分析元素化合價(jià)變化的基礎(chǔ)上,理解氧化 還原反應(yīng)的本質(zhì) 根據(jù)敏化還原反應(yīng)的規(guī)律研究物質(zhì)的 化學(xué)性質(zhì)以及常見氧化劑和還原劑之 間的反應(yīng) 考情分析 高考對氧化還原反應(yīng)基本概念的考查主要涉及相關(guān)概念的判斷,同時(shí)考查考生對氧 化還原反應(yīng)基本規(guī)律的掌握情況。有的題目較為簡單,有的題目比較復(fù)雜,有較高的區(qū) 分度。氧化還原反應(yīng)方程式的書寫則重在綜合運(yùn)用,對考生的要求較高,出現(xiàn)頻率也很
2、 高,屬于難度較大的題目 備考策略 氧化還原反應(yīng)主要在具體問題情境里進(jìn)行考查,是證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的基本 載體,建議將知識(shí)情景化、問題化,在實(shí)際問題解決過程中掌握氧化還原反應(yīng)規(guī)律 【高頻考點(diǎn)】 高頻考點(diǎn)一 氧化還原反應(yīng)的概念 一、氧化還原反應(yīng) 1. 氧化還原反應(yīng)本質(zhì)和特征 -電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移) 一在反應(yīng)過程中元素?的化分價(jià)發(fā)生變化 2. 基本概念及相互關(guān)系 正確的是() A. 線段II表示F/+的變化情況 B. 線段IV發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為I2+5C12+12OH_=2IO; + 10Cl_+6H2O C. 根據(jù)圖像可計(jì)算a=6
3、 D. 原溶液中 c(Fe2+) : c(F) : c(Br")=2 : 1 : 3 【答案】B 【解析】向僅含F(xiàn)e2\「、的溶液中通入適量氯氣,還原性:I_>Fe2+>B「,首先發(fā)生反應(yīng):2F + Cl2=I2+2Cr,「反應(yīng)完畢,再發(fā)生反應(yīng):2Fe2++Cl2=2Fe^+2Cr, F/+反應(yīng)完畢,又發(fā)生反應(yīng):2BL + Cl2==Br2+2Cr,故線段I代表「的變化情況,線段I【代表F/十的變化情況,線段II【代表BL的變化情況,故 A正確;線段IV表示一種含氧酸,且【和IV表示的物質(zhì)中含有相同的元素,該元素為I元素,2「+Cl2==l2+ 2CP,消耗Imol氯氣,所以碘原
4、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(jià)為x, 3—0)x2 mol=5 molx2,解得x=+5,則該含氧酸為HIO.,離子 方程式為I2+5C12+6H2O=2IO; +1OCF + 12H+,故B錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)離子方程式可知溶液中〃(「)=2〃。2) = 2n】ol,溶液中 〃(Fe" )=2〃(C12)=2x(3 mol—1 niol)=4 mol, Fe*反應(yīng)完畢,根據(jù)電荷守恒可知 〃(I )+〃(Br ) = 2n(Fe2+),故 n(Br )=2/2(Fe2+)—H(r)=2x4 mol—2 mol=6
5、mol,根據(jù) 2Br_+C12=Br2+2C 1一可知,漠離子 反應(yīng)需要氯氣的物質(zhì)的量為3mol,故。=3 + 3=6,故C正確;根據(jù)以上分析,原溶液中c(Fe2_) : c(「): c(Br ■)=4 : 2 : 6=2 : 1 : 3,故 D 正確。 【舉一反三】(2021-內(nèi)蒙赤峰模擬)為驗(yàn)證還原性S02>Fe2+>Cl~ ,三組同學(xué)分別進(jìn)行了下圖實(shí)驗(yàn), 并對溶液1和溶液2中所含離子進(jìn)行了檢驗(yàn),能證明上述還原性順序的實(shí)驗(yàn)組有() 溶液1 溶液2 甲 含 Fe,+、Fe2+ 含SOf 乙 含 Fe3*, 5EFe2+ 含sor 丙 含 Fe3+,無 F
6、e" 含 Fe2, A. 只有甲 B.甲、乙 C.甲、丙 D.甲、乙、丙 【解析】本實(shí)驗(yàn)利用"還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物”''強(qiáng)還原性物質(zhì)制弱還原性物質(zhì)"的原理來驗(yàn)證還原性 的強(qiáng)弱順序。向FeCb的溶液中通入Ch,得到溶液1,再向溶液1中通入SO?,得到溶液2。甲:溶液1中含 有Fe3+、Fe2+,說明發(fā)生反應(yīng)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cr,且CI2反應(yīng)完全,可證明還原性Fe2+>Cf;溶液2 中含有SO廠,則說明發(fā)生反應(yīng)2Fe3+ + S024-2H2O===2Fe2+ + SOf+4HH證明還原性SO2>Fc2+,故甲能 證明還原性SO2>Fe2+>Cr;乙:溶
7、液1中含有Fe3+,無Fe2',可證明還原性Fe2,>cr*但CI2可能過量, 再通入SO2,可能發(fā)生的反應(yīng)是Cl2+SO2+2H2O===2Cl" + SOf+4H',不能夠比較SO2與Fe?+的還原性強(qiáng) 弱,故乙不能驗(yàn)證;丙:溶液1中含有Fe3+,沒有F/+,通入SO2后溶液中乂含有Fe?。說明SO2將Fe,+還 原得到F/+,證明還原性SO2>Fe2+,故丙能證明還原性SO2>Fe2+>Cro 【答案】C 【變式探究](2021-四川自貢模擬)已知:2Fe3++2I_===2Fe2++l22Fe2++Br2===2Fe3+ 4-2Br~? 向含等物 質(zhì)的量濃度的Fcl2、Fc
8、Bd混合溶液中通入一定量的氯氣后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,則下 列離子方程式書寫不合理的是() A. 2Fe2++4I + 3Cl2===2Fe3++212+6C1_ B. 2Br~+2F +2Fe2++3Cl2===I2+Br2+2Fe3++6Cr C. 2B「+4「+2Fe2++4C12===2I2+Br2+2Fe3+ + 8C1- D. 2I"+2Fe2++2Cl2===2Fe3+ +12+4C「 【答案】C 【解析】由己知離子方程式可得還原性強(qiáng)弱順序?yàn)閞>Fc2+>B<,向含等物質(zhì)的量濃度的Fcl2、FeB”混合 溶液中通入一定量的氯氣后,C12依次與溶
9、液中的「、Fe2\ B廣反應(yīng),再滴加少量的KSCN溶液,溶液變紅 色,證明溶液中有Fe3+生成,則I己完全被氧化。Fel2> FeB”的物質(zhì)的量濃度相同,則原溶液中I、Fe2\ B「的物質(zhì)的量之比為1 : 1 : 1。C項(xiàng)表示溶液中的「完全被氧化,F(xiàn)e2\ Br一部分被氧化,溶液中還有F/+、 Br~,故不合理。 題型四考查氧化還原方程式的配平與計(jì)算 例4. [2019浙江4月選考]反應(yīng)8NH3+3C12——N2+6NH4CI,被氧化的NH3與被還原的C12的物質(zhì)的量之比為() A. 2 : 3 B. 8 : 3 C. 6 : 3 D. 3 : 2 【答案】A 降2X3價(jià)
10、【解析】該氧化還原反應(yīng)用雙線橋表示為8NH3 + 3CI2=N2+6NH4CI,可知實(shí)際升價(jià)的N原子為2個(gè),所 I 1 升6X1價(jià) 以2個(gè)NH3被氧化,同時(shí)C12全部被還原,觀察計(jì)量數(shù),CI2為3個(gè),因而被氧化的NH"與被還原的C12的物 質(zhì)的量之比為2: 3。故答案選A。 【方法技巧】利用電了守恒關(guān)系解題的思維模板 i找各物質(zhì) 找出反應(yīng)中的氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和窺化產(chǎn)物,并標(biāo)出變價(jià)元素的化 合價(jià) 二定得失數(shù) 找準(zhǔn)一個(gè)原子(或離子)得失電子數(shù)目(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù)) 三列守恒式 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關(guān)系:〃(氧化劑)X變價(jià)原子個(gè)數(shù)X
11、 化合價(jià)變化值=〃(還原劑)X變價(jià)原子個(gè)數(shù)X化合價(jià)變化值 【舉一反三】(2021.廣東韶關(guān)模擬)完成卜.列各小題。 ⑴將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色(Bi,+無色)。配平 該反應(yīng)的離子方程式: | | NaBiO3+| |Mn2++| | ->| |Na+ + | |Bi3++| | +| | 。 (2) 高鐵酸鉀(K2FeO4)作為水處理劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能與水反應(yīng)生成膠體吸附雜質(zhì),配平該反應(yīng)的離子方程 式: | | FcOf+口 H2O===| I Fc(OH)3(膠體)+ 匚| CM + 口 OH 一。 (3)
12、以亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備C1O2,反應(yīng)原理為5NaC102+4HCI===5NaCl+4C102t+2H20o該反 應(yīng)中敏化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為 。 (4) 在含VO2+的溶液中加入KC1O,可使VO?+轉(zhuǎn)化為VO才,則欲使3 mol VO2+變成VO;,需要氧化劑 KClOs 至少為 mol 0 (5) 己知M2O廠可與R2―作用,R2一被氧化為R單質(zhì),M2Of的還原產(chǎn)物中M為+ 3價(jià);又知c、(MQ廠)=0.3 的溶液10() mL可與t*(R2~)=0.6 mol L_,的溶液150 mL恰好完全反應(yīng),則〃值為 。 【解析】(I)由題意知生成紫色離子MnO4o
13、(3) 根據(jù)化合價(jià)變化規(guī)律知,NaClO2既作氧化劑又作還原劑,〃(氧化劑)x4=〃(還原劑)x1,可知答案。 (4) 3 mol VO2+轉(zhuǎn)變成VO;,共失去了 3 n】ol電子,而1 mol CIO?變?yōu)镃「得到6 mol電子,所以需要0.5 mol KCIOao (5) 〃(M2。廠)=0.3 niol-L 'x().l L=0.03 mob n(R2 )=0.6 mol-L 'x().15 L=0.09 mol,反應(yīng)中 M 化合價(jià)降低 到+ 3, R元素化合價(jià)升高到0。設(shè)M2Of中M的化合價(jià)為x,則2x+2 = 2〃,工=〃一1,氧化還原反應(yīng)中得、 失電子數(shù)目相等,則有(n-
14、1 -3)x0.03 molx2=(2-0)x0.09 mol, 〃=7。 【答案】(1)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO; 7 H2O (2) 4 10 4 3 8 (3) 1 : 4 (4) 0.5 (5) 7 題型五考查氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用 例5. (2021?湖南省長沙市雅禮中學(xué)模擬)白銀(Ag)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料之一。在一種光盤金屬 層中回收少量白銀(金屬層中其他金屬含量過低,對實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)的流程如下: n2h4 - h2o 預(yù)處理后 的光盤碎片 10%氛水 調(diào)pH NaOH溶液 濾液 波渣 II 15% NaClO 溶液(過
15、量) Ag 已知:NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解。 下列敘述正確的是 A. “氧化"過程若在加強(qiáng)熱和損酸性條件下進(jìn)行時(shí)可提高氧化速率 B. “操作1”所用到的玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、分液漏斗 C. 若“還原”過程通過原電池來實(shí)現(xiàn),則N2為正極產(chǎn)物 D. “還原”過程中參加反應(yīng)的n[Ag(NH3);]: n[N2H4 H2O]=4: 1 【答案】D 【解析】“氧化''過程加入氧化劑NaClO溶液,NaClO在受熱或酸性條件下易分解,在加強(qiáng)熱和強(qiáng)酸性條 件下進(jìn)行時(shí)NaClO濃度降低氧化速率減慢,A錯(cuò)誤;操作1為過濾,所需的玻璃儀器為玻璃棒、燒杯和普通 漏斗,B錯(cuò)
16、誤;N2H4 H2O中氮元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),故N2為負(fù)極產(chǎn) 物,C錯(cuò)誤;“還原”過程中Ag(NFh);中銀元素化合價(jià)降低生成單質(zhì)銀,由+1價(jià)變?yōu)?價(jià),N2H4 H2O中氮元 素化合價(jià)升高生成N2,由-2價(jià)變?yōu)?價(jià),根據(jù)得失電子守恒,n[Ag(NH3);]: n[N2H4H2O]=4: 1, D正確;答 案選D。 【變式探究】(2021-山東青島模擬)三氯化六氨合鉆ICo(NH3)6]C13是橙黃色、微溶于水的配合物,是合成 其他一些含鉆配合物的原料。下圖是某科研小組以含鉆廢料(含少晟Fe、Al等雜質(zhì))制取ICo(NH3)6]C13的工藝 流程:
17、 回答下列問題: (1) 寫出加“適量NaClOF發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: (2) “加Na2CO3調(diào)pH至?!睍?huì)生成兩種沉淀,分別為 (填化學(xué)式)。 (3) 操作I的步驟包括 、冷卻結(jié)晶、減壓過濾。 (4) 流程中NH4CI除作反應(yīng)物外,還可防止加氨水時(shí)c(0K)過大,其原理是 (5) “氧化,步驟,甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)先加入氨水再加入田。2,乙同學(xué)認(rèn)為試劑添加順序?qū)Ξa(chǎn)物無影響。你認(rèn)為 (填“甲“或“乙”)同學(xué)觀點(diǎn)正確,理由是 。 寫出該步驟的化學(xué)方程式: O 【解析】⑴加適量NaCICh的目的是將亞鐵高子氧化為鐵離于。 (2) 加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH,使鋁離子和鐵離子轉(zhuǎn)化為
18、Fe(OH)3和AI(OH)3兩種沉淀。 (3) 為了防止產(chǎn)品水解,故應(yīng)在HCI氛圍下蒸發(fā)濃縮。 (4) 流程中氯化鉉除作為反應(yīng)物外,N&C1溶于水電離出NH;會(huì)抑制后期加入的NH3 H2O的電離,可防止 加氨水時(shí)氫氧根離子濃度過大。 (5) 若先加入過氧化氫,將鉆元素氧化為Co'。后加入氨水,會(huì)生成氫氧化鉆,不利于產(chǎn)品的生成,故甲 同學(xué)正確,先加入氨水再加入過氧化氫,可防止Co(OH)3的生成。 【答案】(1 )6Fe2++CIO3 + 6H* ===6Fe3++Cl-+3H2O (2)Fe(OH)3和 A1(OH)3 (3)HC1 氛圍下蒸發(fā)濃縮 (4)NH4CI溶于水電離出
19、NHi會(huì)抑制后期加入的NH3 H2O的電離(5)甲 防止Co(OH)3的生成 HQ2+2C0CI2 + 2NHK1+ 10NH3?H2O==2[Co(NH3)6]C131+ 12也0 【變式探究】(2021?湖北荊門一中模擬)在南北朝劉宋?雷教所著的《雷公炮炙論》中收錄了一種礦物類藥 材A髓鉛,又稱自然銅,具有活血化瘀止痛的效果。今用現(xiàn)代分析技術(shù)檢測一份石髓鉛樣品,發(fā)現(xiàn)其含銅極 少,含有鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.8%,硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51.2%?;卮鹣铝袉栴}: (1) 石髓鉛的主要成分是一種化合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%),化學(xué)式為 ;石髓鉛粉末幾乎能完全 溶于硫酸酸化的高鎬酸鉀溶液中
20、,形成多種硫酸鹽的混合液,寫出主要反應(yīng)的離子方程式: (2) 利用石髓鉛、焦炭和氧氣在高溫下反應(yīng)可制造硫黃,副產(chǎn)品為Fe30i和CO。F3O4是 色晶 體,可用于制作復(fù)印機(jī)的墨粉,CO可用于合成在紡織工業(yè)中廣泛使用的保險(xiǎn)粉(Na2S2O4),其流程如下: 合成塔I中得到的HCOONa溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%,從中分離出HCOONa-2H20的主要步驟是 、 、過濾、洗滌、干燥;合成塔II中發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 保險(xiǎn)粉暴露在空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質(zhì),當(dāng)吸收自身物質(zhì)的量一半的氧氣和一定量水蒸氣時(shí),變 質(zhì)形成 (填化學(xué)式)。 【答案】(l)FeS2 FeS2 +
21、3MnO7 + 8H+===Fe3++2S0i_+3Mn2+ +4H2O (2) 黑(加熱)蒸發(fā)(濃縮)(冷卻)結(jié)品 HCOONa-2H2O+NaOH+2SO2===Na2S2O4+CO:+3H2O NaHSO? 【解析】(1)由于石髓鉛樣品中Fe、S兩種元素含量的和為96%,恰好等于石髓鉛的含量,所以該物質(zhì)是 Fe、S的化合物,根據(jù)質(zhì)量比可得〃(Fe) :〃(S)=^P : *p=l :2,所以該物質(zhì)的化學(xué)式為FeS?;石髓鉛 粉末完全溶于硫酸酸化的高鎰酸鉀溶液中,F(xiàn)cS2被氧化為FC,+和SO廠,高錠酸鉀被還原為MX'根據(jù)電子守 恒、電荷守恒及原子守恒,可得主要反應(yīng)的離子方程式:
22、FeS2 + 3MnOi + 8H‘===Fe3++2SO廠+ 3MX+ + 4也0。mFe3O4是黑色晶體,HCOONa的溶解度受溫度的影響變化較大,所以從HCOONa溶液中獲得 HCOONa-2H20的方法是將該物質(zhì)的稀溶液蒸發(fā)濃縮,然后冷卻、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,就得到 HCOONa-2H2O;在合成塔 II 中,HCOONa 2H2O> NaOH、SO?發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生 CO?、NazSzO。、HQ,發(fā)生的 主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOONa-2H2O+NaOH + 2SO2===Na2S2O4+CO2 + 3H2O;保險(xiǎn)粉Na2S2O4暴露于空 氣中易被氧氣氧化,氧化劑為氧
23、氣,還原劑為NazSzO”又氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2,設(shè) Na2S2O4被氧化后硫的化合價(jià)為+x價(jià),則根據(jù)得失電子守恒,》4=2x2x(x—3),解得x=4,又有水蒸氣參與 反應(yīng),所以產(chǎn)物為NaHSCh。 題型六考查信息氧化還原反應(yīng)方程式的書寫 例6. (2021 ?江蘇鹽城一中模擬)從某廢催化劑(含ZnO、CuO、F3O3、石墨及MnO?等)中回收金屬并制 取活性氧化鋅的工藝流程如下(己知:Zn及其氧化物、氫氧化物的性質(zhì)與A1及其相應(yīng)化合物性質(zhì)類似): “氧化”時(shí)Mi?-被氧化的離子方程式為 o “中和、沉淀"時(shí),若pH過高,則堿式碳酸鋅的產(chǎn)率偏小。寫出其
24、反應(yīng)的離子方程式(任寫一個(gè)即可): 【解析】由工藝流程圖可知反應(yīng)物為MW、(NHQ2S2O8,生成物為MnO(OH)2、(NHQ2SO4故反應(yīng)的離了 方程式為mW + SzO廠一一MnO(OH)2+2SOr,由環(huán)境知濾液呈酸性,故應(yīng)在右側(cè)補(bǔ)H*,左側(cè)補(bǔ)水,Mn2+4- S2O「+ 3H2O===MnO(OH)2+2SO「+4H ° 【答案】Mn2+ + S20i +3H2O===MnO(OH)2l + 2SO4 +4H" Zn(OH)2+2OH ===ZnOr + 2H2O 【方法技巧】突破信息氧化還原反應(yīng)方程式書寫中反應(yīng)物與產(chǎn)物判斷 (1) 從工藝流程題框圖進(jìn)出物質(zhì)中分析判斷
25、(2) 整合題干信息,從文字?jǐn)⑹鲋袆冸x (3) 常見變化如 SO「一SO「MnO]、MnO廠、MnO2->Mn2+ cio;. cioi、C102、cioi、HC102、hcio ->cr (4) 焙燒要注意空氣中的O2有可能參與反應(yīng) 【變式探究】(2021-山西大同一中模擬)NaCN屬于劇毒化學(xué)品,應(yīng)與酸類、氧化劑、食用化學(xué)品分開存 放。其陰離子CW中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),NaCN的電子式為 : NaCN溶液 顯堿性,原因是 O (用離子方程式表示);強(qiáng)氧化劑NaCIO會(huì)將CN一氧化,生成N2、CO廠和C「等無毒無害物質(zhì),可用該反 應(yīng)處理含氤廢水(破氤),反應(yīng)的離子方程
26、式為 o 若用一定量NaCIO處理濃縮后的含敏廢水10 L[c(CN-)=().2 mol L_lJ,過程中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下21 L氮 氣,則該過程的破氤率達(dá)到 %。 21 I ?! 【解析】根據(jù)關(guān)系式:2CN?N?,知去除的〃(CN )=2〃(N2)=2n 以二苗 mollOL濃縮后的含氤廢水中 /?(CN~)=0.2 mol L_,xlOL=2 mol,故該過程的破氤率為yy尹>2x100%=93.75%。 【答案】Na [: c : : N : ] CN +H2O^=iHCN+OH" 2CN +5C10 +2OH「===2COr + N2f+5C「+ H2O 93.75 題
27、型七氧化還原滴定 例7.(2021-云南昆明調(diào)研)準(zhǔn)確測定某溶液中Fc2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的?種方法是:在FeSO4溶液中加入(NHQ2SO4 固體制成莫爾鹽晶體l(NH4)2SO4FeSO4-6H2O],該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定。 稱取“g莫爾鹽樣品溶于水,配制成200 mL溶液,每次取待測液20.00 mL,用濃度為。mol?LT的酸性 KMnO4溶液滴定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下: 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 第…次 第:次 第三次 消耗酸性KMnO4溶液體積/mL 20.02 19.98 20.52 ⑴酸化KMnCh的試劑為 (選填序號(hào))。 A.HC1 B.H2SO4 C.HNO3 (2)
28、滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。 (3) 滴定過程中,應(yīng)將酸性KMnO4溶液置于 (填“酸式"或“堿式”)滴定管中。判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象 為 。 (4) 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中F/,的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含b的代數(shù)式表示)。 【解析】(1)HC1具有還原性,能被KMnO4溶液氧化,HNO3具有強(qiáng)氧化性,也能氧化Fe2\滴定時(shí)產(chǎn)生 干擾,數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,因此酸化KMnO4溶液的試劑為H2SO4, B項(xiàng)正確。(2)滴定過程中,F(xiàn)e?+與MnO]在酸性 條件下反應(yīng)的離子方程式為MnO[ + 5Fe2+ + 8H4=Mn2++5Fe3++4H2。。(3)酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化 性,能氧化
29、堿式滴定管下端的橡膠管,故應(yīng)將其置于酸式滴定管中。實(shí)驗(yàn)時(shí)滴入最后一滴酸性KMnO4溶液, 溶液變?yōu)闇\紅色,且30 s內(nèi)顏色不再發(fā)生變化,即說明達(dá)到滴定終點(diǎn)。(4)第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大,應(yīng)舍 去,根據(jù)第一次、第二次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)中消耗酸性KMnOj溶液的平均體積為20.00 mL,根據(jù) MnO4 1 mol b mol-L 1x20.00x10 3 l 5Fe2+ 5 mol c (Fe2+) X20.00X10-3 L — 5 molx/? mol-L 'x20.(X)xl0 3 L . ,, . 八加 得c(Fe~ )= 1 mo]x2000x10 3 L
30、=5》mol.L 則該莫爾鹽中Fe~的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= 5b mol-L *x0.2 Lx56 g-mol * 56b s x 100%=—x 100% o 【答案】(1)B⑵MnO;4-5Fe2+ + 8H+=Mn2++5Fe3++4H2O (3)酸式當(dāng)最后一滴酸性高錠酸鉀溶液 滴入時(shí),溶液變?yōu)闇\紅色,且30 s內(nèi)不變色(4r^xl00% 【變式探究】(2021?江寧本溪一中模擬)用如圖裝置可以測定混合氣中CIO?的含量: 【.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用5() mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸; II .在玻璃液封裝置中加入水,使液面沒過玻璃液封管的管口 : I
31、II. 將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收; IV. 將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中; V. 用0.1(X)() mol L-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2+2S2O廠=2I_ + S4O廠),指示劑顯示終 點(diǎn)時(shí)共用去2O.(X) mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中: (1) 錐形瓶內(nèi)CIO?與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為 o (2) 玻璃液封裝置的作用是 o (3) V中加入的指示劑通常為 ,滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。 (4) 測得混合氣中C1O2的質(zhì)量為 。 【解析】(1)C1O2與KI溶液反應(yīng)時(shí),CI’OlC〉,2「-l2,反應(yīng)環(huán)境為酸性,從而可寫出該反應(yīng)的離子 方
32、程式。(2)玻璃液封裝置的作用是防止殘余的CIO?氣體揮發(fā)到空氣中,污染空氣。(3)步驟V反應(yīng)中,12->21 L 12使淀粉溶液顯藍(lán)色,故可選用淀粉溶液作指示劑,滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色。(4)由反應(yīng)2C1O? + IO!-+ 8H+=2C1~+5I2+4H2O> I2+2S2O廠=21 一+ SQ廠可得關(guān)系式:2C1O2?51??10SQ廠,「值2。廠)=0.100 0 mol-L~1 X20.00 mLx 10-3 L/mL=2x 10-3 mol,則 n(C102)=2xlO-3 molx2/10=4xl0-4 mol, /?7(C1O2)= 4x10F molx67.5
33、 g mol-1 =0.027 00 go 【答案】(I)2C1O2 + 1 ()「+ 8H * =2C「+5【2+4田0 (2) 吸收殘余的二氧化氯氣體(其他合理答案也可) (3) 淀粉溶液 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且3() s內(nèi)不恢復(fù)原色 (4) 0.027 00 得C-.化會(huì)價(jià)降低 化合價(jià)升降值相等 得失電子數(shù)目相等 -鈕 匕劑 反應(yīng)物 性質(zhì) 反應(yīng) 過程 產(chǎn)物 -還擊劑忌嗣各|氧化反阱|被蘇化倒板化?物 失C-.化合價(jià)升高 概括為“升失氧、降得還,劑性一致、其他相反” 例如,反應(yīng)Cu+2H2SO"濃)△=CuSO4+SO2f + 2HQ中,氧化劑是濃Fh
34、SCh,還原劑是氧化產(chǎn)物 是C US04O生成lmolSO2時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2M,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量是1_辿,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì) 是酸性和強(qiáng)氧化性。 【特別提醒】 (1)元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),該元素不一定被還原。 (2)在烈化還原反應(yīng)中,一種元素被氧化,不一定有另一種元素被還原,也可能是同一元素既被氧化又被 還原。 3.氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的表示方法 (1)雙線橋法:①標(biāo)變價(jià),②畫箭頭,③算數(shù)目,④說變化。 還原劑+氧化劑——氛化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 得到 實(shí)例:用雙線橋法標(biāo)出銅和濃硝酸反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)F1 失去2c 「 1 H Cu+4HNO3(濃) C
35、u(NO3)2+2NO2 A+211,() I 十 得到2e (2)單線橋法:箭頭由失電子原子指向得電子原子,線橋上只標(biāo)電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,不標(biāo)“得到”、“失去"字 樣。 還原劑氧化劑 代化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 實(shí)例:用單線橋法標(biāo)出銅和稀硝酸反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 3&u+8lN()」(稀) 3Cu(\()3)2+2、()a+4H?()。 4.氧化還原反應(yīng).與四種基本反應(yīng)
36、類型的關(guān)系 二、常見的氧化劑和還原劑 1. 常見氧化劑 常見氧化劑包括某些非金屬單質(zhì)、含有高價(jià)態(tài)元素的化合物、過氧化物等。如: 2. 常見還原劑 常見還原劑包括活潑的金屬單質(zhì)、非金屬離子及低價(jià)態(tài)化合物、低價(jià)金屬陽離子、非金屬單質(zhì)及其氫化物 等。如: 3. 具有中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既有氧化性,又有還原性 高頻考點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用 1. 守恒規(guī)律 氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)。 2. 價(jià)態(tài)規(guī)律: (1) 元素處于最高價(jià),只有氧化性,如Fe3\ Ag"等;元素處于最低價(jià),只有還原性,如S2—、「等;元 素處于中間價(jià)態(tài),既有氧化性又有還
37、原性,如Fe2\ C12等。 (2) 歸中反應(yīng)規(guī)律 不同價(jià)態(tài)的同種元素間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循"高價(jià)+低價(jià)一中間價(jià)",而不 會(huì)出現(xiàn)交又現(xiàn)象。簡記為“兩相靠,不相交 如在反應(yīng)KCIO3+6HCK濃)=KCl + 3C12f + 3H2O中,氧化產(chǎn)物是C12,還原產(chǎn)物是C12, 1 mol KCIO3反 應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)是5Na° (3) 歧化反應(yīng)規(guī)律 “中間價(jià)一高價(jià)+低價(jià)具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng),如:Cl2+ 2NaOH=NaCl + NaCIO+H2Oo 1 mol Cl2 反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 3. 強(qiáng)弱規(guī)律 自發(fā)進(jìn)行
38、的氧化還原反應(yīng),一般遵循強(qiáng)氧化劑制弱氧化劑,強(qiáng)還原劑制弱還原劑,艮卜強(qiáng)制弱 氧化劑+還原劑一還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物 氧化性:氧化劑 > 氧化產(chǎn)物; 還原性:還原劑〉還原產(chǎn)物。 4. 先后規(guī)律 在濃度相差不大的溶液中: (I)同時(shí)含有幾種還原劑時(shí)加△巡劑將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如在FeBr?溶液中通入少量 C12時(shí),因?yàn)檫€原性:Fe2+>Br_,所以Fe?+先與CI2反應(yīng)。 ⑵同時(shí)含有兒種氧化劑時(shí)加△強(qiáng)劑將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。 如在含有Fe3+、Cu2\ H*的溶液中加入鐵粉,因?yàn)檠趸訤e3+>Cu2+>H\所以鐵粉先與Fe,+反應(yīng),然后 再與C『+
39、反應(yīng),最后與H~反應(yīng)。 高頻考點(diǎn)三氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與配平 3.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(jià)升降法''配平含有變價(jià)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。補(bǔ)H',少O補(bǔ)HQ 堿性條件下 缺H或多0補(bǔ)H2O,少O補(bǔ)OH 高頻考點(diǎn)四氧化還原滴定 1. 原理:以氧化劑或還原劑為滴定劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì),或者間接滴定一些本身 并沒有還原性或氧化性,但能與某些還原劑或氧化劑反應(yīng)的物質(zhì)。 2. 試劑:常見
40、的用于滴定的氧化劑有KMnOi、K2CY2O7等;常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維 生素C等。 3. 指示劑:氧化還原滴定法的指示劑有三類。①氧化還原指示劑;②專用指示劑,如在碘量法滴定中,可 溶性淀粉溶液遇碘標(biāo)準(zhǔn)溶液變藍(lán);③自身指示劑,如高保酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時(shí),滴定終點(diǎn)為溶液由無色變 為紫色。 【題型突破】 題型一考查氧化還原反應(yīng)的概念 例1. (2020-山東卷)下列敘述不涉及氧化還原反應(yīng)的是() A, 谷物發(fā)酵酷造食醋 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NCh參與酸雨形成 【答案】B 【解析】涉及淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖氧化
41、成乙醇,乙醇氧化成乙酸,涉及氧化還原反應(yīng),A不符合題 意;小蘇打即NaHCO3, NaHCO3受熱分解產(chǎn)生無毒的CCh,因此可用小蘇打作食品膨松劑,不涉及氧化還原 反應(yīng),B符合題意;利用含氯消毒劑的強(qiáng)氧化性消毒殺菌,涉及氧化還原反應(yīng),C不符合題意;NO2與水反應(yīng) 有HNO3產(chǎn)生,因此NO2參與了硝酸型酸雨的形成,涉及氧化還原反應(yīng),D不符合題意。答案選B。 加熱 【變式探究】(2020.浙江卷)反應(yīng)MnO2+4HCI(濃)+。』+ 2乩0中,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn) 物的物質(zhì)的量之比是() A. 1:2 B. 1:1 C. 2:1 D. 4:1 【答案】B 【解析】由反應(yīng)方
42、程式可知,反應(yīng)物MnCh中的Mn元素的化合價(jià)為+4價(jià),生成物MnCh中Mn元素的化 合價(jià)為+2價(jià),反應(yīng)物HC1中CI元素的化合價(jià)為-1價(jià),生成物Ch中C1元素的化合價(jià)為0價(jià),故MnCh是還 原產(chǎn)物,C12是氧化產(chǎn)物,由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知,〃(Cb): 〃(MnC12)=l: 1, B符合題意:答案 選B。 【舉一反三】(2019?北京卷)下列除雜試劑選用正確且除雜過程不涉及氧化還原反應(yīng)的是() 選項(xiàng) 物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)) 除雜試劑 A FeCh 溶液(FeCl3) Fe粉 B NaCl 溶液(MgCh) NaOH溶液、稀HC1 C Ch(HCl) H
43、2O、濃 H2SO4 D NO(NO2) H2O、無水CaC】2 【答案】B 【解析】A項(xiàng),F(xiàn)e粉將溶液中的Fe3,轉(zhuǎn)化為Fe?。涉及氧化還原反應(yīng);B項(xiàng),Mg?+與NaOH溶液反應(yīng)生 成Mg(OH)2沉淀,多余的NaOH用稀鹽酸中和,兩個(gè)反應(yīng)均不涉及氧化還原反應(yīng);C項(xiàng),CL能溶于水并與水 發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能用水除去Cb中的HC1: D項(xiàng),NO?與水反應(yīng)生成HNO3和NO,涉及氧化還原反 應(yīng)。 【變式探究】(2018?北京卷)下列實(shí)驗(yàn)中的顏色變化,與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是() A B C D 實(shí)驗(yàn) NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水
44、中 Na2S溶液滴入AgCl 濁液中 熱銅幺幺插入稀硝酸中 現(xiàn)象 產(chǎn)生白色沉淀,隨后變?yōu)? 紅褐色 溶液變紅,隨后 迅速褪色 沉淀由白色逐漸 變?yōu)楹谏? 產(chǎn)生無色氣體, 隨后變?yōu)榧t棕色 【答案】C 【解析】A項(xiàng),NaOH溶液滴入FcSO4溶液中產(chǎn)生白色Fe (OH) 2沉淀,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀時(shí)的反 應(yīng)為4Fc (OH) 2+O2+2H2O=4Fc (OH) 3,該反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降,為氧化還原反應(yīng);B項(xiàng),氯水中存 在反應(yīng)CI2+H2O —HCI+HCIO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先變紅,紅色褪色是HC1O表現(xiàn)強(qiáng)氧 化性,與有色物質(zhì)發(fā)生氧化
45、還原反應(yīng);C項(xiàng),白色沉淀變?yōu)楹谏珪r(shí)的反應(yīng)為2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反應(yīng) 前后元素化合價(jià)不變,不是氧化還原反應(yīng);D項(xiàng),Cu與稀HNO3反應(yīng)生成Cu (NO3) 2、NO氣體和H2O,氣 體由無色變?yōu)榧t棕色時(shí)的反應(yīng)為2NO+Ch=2NO2,反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降,為氧化還原反應(yīng);與氧化還原 反應(yīng)無關(guān)的是C項(xiàng),答案選C。 題型二 氧化還原反應(yīng)規(guī)律 例2. (2021 ?安徽池州模擬)將過t H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中,加熱后冷卻,生成暗棕紅色 晶體M[化學(xué)式為Cr(NH3).Qd,其離子方程式為:CrO: + 3NH3+3H2O2=M+2H2O+
46、2OH 測得M 中有2個(gè)過氧鍵。下列敘述正確的是() A. M中Cr的化合價(jià)為+ 3 B. 參與反應(yīng)的H2O2全部被氧化 C. 向FeSCh溶液中滴加幾滴M的溶液,沒有明顯現(xiàn)象 D. 轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),生成M的質(zhì)量為16.7 g 【答案】D 【解析】本題考查氧化還原反應(yīng)。由化學(xué)方程式可知,反應(yīng)生成ImolCh,H2O2失去2mol電子,因反應(yīng) 生成ImolM, CrOi得(6-?)mol電子,由得失電子數(shù)目守恒可知,6—“=2,。=4,故A錯(cuò);由化學(xué)方程式 可知,3 mol H2O2參與反應(yīng),只有1 mol O?生成說明H2O2有一部分沒有被氧化,故B錯(cuò);由題意M中有
47、2個(gè)過氧鍵,則向FeSO」溶液中滴加幾滴M的溶液,亞鐵離子會(huì)被M氧化為鐵離子,溶液由淺綠色變?yōu)辄S色,故C 錯(cuò);由離子方程式可知,反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子,生成1 molM,所以轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),生成M的質(zhì)量為0.1 molx!67 g- mol i = 16.7 g,故 D 正確。 【變式探究】(2021-111東聊城模擬)CuS、C112S用于處理酸性廢水中的Cr20r,反應(yīng)如下。 反應(yīng) I : CuS+OO廠+ H'—CF+SO廠+Cr3* + H2O(未配平) 反應(yīng) II : Cu2S+Cr2Or+H+― Cu2++SOr+Cru+H2O(未配平) 下列有關(guān)說法正確
48、的是() A. 反應(yīng)I和II中各有2種元素的化合價(jià)發(fā)生變化 B. 處理1 mol C“O廠時(shí)反應(yīng)【、H中消耗H+的物質(zhì)的量相等 C. 反應(yīng)II中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為3: 5 D. 質(zhì)量相同時(shí),CU2S能去除更多的Cr2Of 【答案】C 【解析】在反應(yīng)【中S、Cr元素化合價(jià)發(fā)生變化,在反應(yīng)II中Cu、S、Cr三種元素的化合價(jià)發(fā)生了變 化,A錯(cuò)誤;反應(yīng)I方程式配平后為3CUS+4C”O(jiān)廠+32H+=3Cu2+ 4-3SOf + 8CP+ +16H2O,反應(yīng)配平后 的方程式為 3CU2S+5&2O廠+46H ' =6Cu2++3SOf + 1 OCr3+ + 23H2O,可
49、見處理 1 mol C^O廠時(shí),反應(yīng) I 消 耗H'的物質(zhì)的量是8 mol,反應(yīng)II消耗H*的物質(zhì)的量是9.2 mol, B錯(cuò)誤;反應(yīng)II中還原劑是CuzS,氧化劑 是CnO廠,二者反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為3: 5, C正確;根據(jù)方程式可知3 mol即3x96 g CuS處理4 mol Cr?。廠,每克處理CrQ廠的物質(zhì)的量為3^% =72 mo*; 3 mol即3x160 g C112S處理5 mol C”。;,每克處理 CrQ廠的物質(zhì)的量為部*=法mol,可見質(zhì)量相同時(shí),CuS能去除更多的50廠,D錯(cuò)誤。 題型三考查氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)與規(guī)律 例3. (2021.陜西榆林模擬)向含F(xiàn)c2\「、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,己知:b-a=5,線段IV表示一種含氧酸,且【和IV表示的物質(zhì)中含有相同的元素。下列說法不
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