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專題03 氧化還原反應(yīng) 【考綱要求】 1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。 2.了解常見的氧化還原反應(yīng)。 3.掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計(jì)算 【考情分析】 (1)氧化還原反應(yīng)是全國(guó)卷每年的必考內(nèi)容，但單獨(dú)命題的概率較低，常分散在選擇題的某個(gè)選項(xiàng)或非選擇題的某些設(shè)問中，選擇題往往與阿伏加德羅常數(shù)或化學(xué)計(jì)算相結(jié)合命題，非選擇題則可能與基本理論、元素化合物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)及工藝流程相結(jié)合命題，分值一般為4~6分。(2)從考查的內(nèi)容上來(lái)看，物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較在元素周期律題目中是命題熱點(diǎn)； 氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計(jì)算在NA題目中是命題熱點(diǎn)；氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與計(jì)算是必考內(nèi)容，尤其是陌生反應(yīng)方程式的書寫，近年來(lái)“常考不衰”。有關(guān)氧化還原概念的題目，考查考生對(duì)氧化還原模型的認(rèn)知能力。電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計(jì)算題目，其實(shí)質(zhì)是考查考生的化合價(jià)分析能力、依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的能力，能較好地考查考生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)。 考點(diǎn)1　氧化還原反應(yīng)中的基本概念 1.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征 本質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移） 特征：化合價(jià)變化 2.氧化還原反應(yīng)中基本概念之間的聯(lián)系 3.氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系 注意：1.有單質(zhì)參加或生成的化學(xué)反應(yīng)，不一定是氧化還原反應(yīng)。如3O2 ＝ 2O3。 2.氧化性和還原性的強(qiáng)、弱不取決于得失電子的多少，如還原性強(qiáng)弱：Na>Mg>Al；失電子數(shù)：NaBr-,所以Fe2+先與Cl2反應(yīng)。 (2)同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí)，加入還原將按照氧化性由強(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Fe3+反應(yīng),然后依次與Cu2+、H+反應(yīng)。 例3：已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應(yīng):2R(OH)3+3ClO-+4OH- ＝2RO4n-+3Cl-+5H2O,則RO4n-中R的化合價(jià)是（ ） A.+3 B.+4 C.+5 D.+6 【答案】D 例4：今有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng): 2FeCl3+2KI ＝ 2FeCl2+2KCl+I2 2FeCl2+Cl2 ＝ 2FeCl3 2KMnO4+16HCl ＝ 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的試劑是 A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl 【答案】C 【解析】由題給三個(gè)氧化還原反應(yīng)可推知,氧化性:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,還原性:I->Fe2+>Cl->Mn2+。加入氧化劑反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程分別為Cl2氧化I-生成I2 ，Cl2過(guò)量將氧化Fe2+；KMnO4氧化I-生成I2 ，KMnO4過(guò)量將氧化Fe2+、Cl-；Fe3+氧化I-生成I2 ，F(xiàn)e3+只氧化I-不能氧化Fe2+。 【綜合檢測(cè)】 新型納米材料MFe2Ox(3 SO2 C.x>y D.SO2是該反應(yīng)的催化劑 【答案】A 2．工業(yè)上生產(chǎn)MnO2和Zn的主要反應(yīng)有： ①M(fèi)nO2＋ZnS＋2H2SO4MnSO4＋ZnSO4＋S＋2H2O ②MnSO4＋ZnSO4＋2H2OMnO2＋Zn＋2H2SO4 下列說(shuō)法不正確的是 A.①中MnO2和H2SO4都是氧化劑 B.①中析出16 g S時(shí)轉(zhuǎn)移1 mol電子 C.②中MnSO4發(fā)生氧化反應(yīng) D.硫酸在該生產(chǎn)中可循環(huán)利用 【答案】A 【解析】反應(yīng)①中MnO2→MnSO4，Mn元素化合價(jià)降低，MnSO4為氧化劑，②中MnSO4→MnO2，Mn元素化合價(jià)升高，為氧化劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；①中析出16gS即0.5mol，轉(zhuǎn)移20.5mol=1mol電子，B項(xiàng)正確；②中MnSO4→MnO2，Mn元素化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)①消耗硫酸，反應(yīng)②生成硫酸，硫酸可循環(huán)利用，D項(xiàng)正確。 3．一定條件下硝酸銨受熱分解的化學(xué)方程式為：5NH4NO3 2HNO3＋4N2+9H2O，在反應(yīng)中被氧化與被還原的氮原子數(shù)之比為 A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶5 【答案】A 4．下列化工生產(chǎn)過(guò)程中，未涉及氧化還原反應(yīng)的是 A.侯式制堿法制純堿 B.海帶提碘 C.電解飽和食鹽水制燒堿 D.工業(yè)上合成氨 【答案】A 【解析】侯氏制堿法沒有化合價(jià)變化，未涉及氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；海帶提碘時(shí)，碘元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，涉及氧化還原反應(yīng)， B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水制備燒堿時(shí)，有氫氣和氯氣兩種單質(zhì)生成，有化合價(jià)變化， C項(xiàng)錯(cuò)誤；工業(yè)上合成氨是氫氣與氮?dú)鈫钨|(zhì)反應(yīng)生成化合物氨氣，有化合價(jià)變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．工業(yè)上可通過(guò)反應(yīng)2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2制取無(wú)水氯化鋁，下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是 A.Cl2是氧化劑 B.Al2O3還原劑 C.發(fā)生還原反應(yīng) D.氧原子得到電子 【答案】A 【解析】 Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2反應(yīng)中C元素的化合價(jià)從0價(jià)升高為+4價(jià)，Cl元素的化合價(jià)從0價(jià)降低為-1價(jià)；反應(yīng)中Cl元素的化合價(jià)降低，被還原，則氯氣為氧化劑，A項(xiàng)正確；Al2O3中鋁元素和O元素的化合價(jià)都沒有變，所以氧化鋁既不是氧化劑又不是還原劑， B項(xiàng)錯(cuò)誤；Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2反應(yīng)中C元素的化合價(jià)從0價(jià)升高為+4價(jià)，Cl元素的化合價(jià)從0價(jià)降低為-1價(jià)，所以既發(fā)生了氧化，又發(fā)生了還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在該反應(yīng)中O元素的化合價(jià)沒有變，氧原子既沒有到電子也沒有失去電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．已知某金屬硝酸鹽，在受熱分解時(shí)生成了金屬氧化物、二氧化氮與氧氣.測(cè)得產(chǎn)物中NO2與O2的體積比為5：1(同溫同壓下測(cè)得)，試分析該硝酸鹽分解時(shí)金屬化合價(jià)的變化情況是 A.升高 B.降低 C.不變 D.不能確定 【答案】A 7．氫化亞銅(CuH)是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，能在氯氣中燃燒，也能與酸反應(yīng)。用CuSO4 溶液和“某物質(zhì)”在40～50℃時(shí)反應(yīng)可生成CuH。下列敘述中錯(cuò)誤的是 A.“某物質(zhì)”具有還原性 B.CuH在氯氣中燃燒：CuH+Cl2=CuCl+HCl C.CuH與足量稀硝酸反應(yīng)：CuH+3H++NO3-=Cu2+ +NO↑+2H2O D.CuH與鹽酸反應(yīng)可能產(chǎn)生H2 【答案】B 【解析】氯氣具有強(qiáng)氧化性，能將+1價(jià)的銅氧化成+2價(jià)，因此CuH在氯氣中燃燒的方程式應(yīng)為2CuH+2Cl2=CuCl2+2HCl，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．下列反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是 A.H2+Cl22HCl B.2Na+2H2O2NaOH+H2 C.3NO2+H2O2HNO3+NO D.Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O 【答案】D 【解析】氧化還原反應(yīng)的特征是有化合價(jià)變化，D項(xiàng)沒有化合價(jià)變化，D項(xiàng)正確。 9． 請(qǐng)用氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)回答下列問題： 某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4 、H2O和一種未知物質(zhì)X。 ①已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子，則該反應(yīng)的還原劑是　 　。 ②KBrO3在反應(yīng)中生成單質(zhì) X，則X的化學(xué)式為　 　。 ③根據(jù)上述反應(yīng)可推知　 　。 a.氧化性：KBrO3＞H3AsO4 b.氧化性：H3 AsO4＞KBrO3 c.還原性：AsH3＞X d.還原性：X＞AsH3 【答案】①AsH3 ②Br2③ac 10．食鹽中含有一定量的鎂、鐵等雜質(zhì)，加碘鹽中碘的損失主要是由于雜質(zhì)、水分、空氣中的氧氣以及光照、受熱而引起的。已知：氧化性：IOIO3-＞Fe3+ ＞I2；還原性：S2O32-＞I- ；3I2+6OH- IO3-+5I-+3H2O；KI+I2KI3 (1)某學(xué)習(xí)小組對(duì)加碘鹽進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取一定量某加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+)，用適量蒸餾水溶解，并加稀鹽酸酸化，將所得溶液分為3份。第一份試液中滴加KSCN溶液后顯紅色；第二份試液中加足量KI固體，溶液顯淡黃色，用CCl4萃取，下層溶液顯紫紅色；第三份試液中加入適量KIO3固體后，滴加淀粉試劑，溶液不變色。 ①加KSCN溶液顯紅色，該紅色物質(zhì)是__________ (用化學(xué)式表示)；CCl4中顯紫紅色的物質(zhì)是__________ (用電子式表示)。 ②第二份試液中加入足量KI固體后，反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________。 (2)KI作為加碘劑的食鹽在保存過(guò)程中，由于空氣中氧氣的作用，容易引起碘的損失。寫出潮濕環(huán)境下KI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________。將I2溶于KI溶液，在低溫條件下，可制得KI3H2O。該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適？__________ (填“是”或“否”)，并說(shuō)明理由_______________________________________。 (3)為了提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性，可加穩(wěn)定劑減少碘的損失。下列物質(zhì)中有可能作為穩(wěn)定劑的是__________。 A.Na2S2O3 B.AlCl3 C.Na2CO3 D.NaNO2 (4)對(duì)含F(xiàn)e2+ 較多的食鹽(假設(shè)不含F(xiàn)e3+)，可選用KI作為加碘劑。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)該加碘鹽中的Fe2+。_________________________________________________________________。 【答案】(1)①Fe(SCN)3h；； ②IO3-+5I-+6H+ ＝3I2+3H2O；2Fe3++2I-＝2Fe2++I2； (2)4KI+O2+2H2O ＝2I2+4KOH；否；KI3受熱(或潮濕)條件下產(chǎn)生KI和I2，KI被氧氣氧化，I2易升華； (3)AC； (4)取少量該加碘鹽溶于蒸餾水中，用鹽酸酸化，滴加適量氧化劑(如：氯水、過(guò)氧化氫等)，再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe2+ 。 子式；②第二份試液中加入足量KI固體后，反應(yīng)的離子方程式為IO3-+5I-+6H+＝3I2+3H2O；2Fe3++2I-＝2Fe2++I2；(2)KI作為加碘劑的食鹽在保存過(guò)程中，KI會(huì)被空氣中氧氣氧化，KI在潮濕空氣中氧化的反應(yīng)化學(xué)方程式為：4KI+O2+2H2O ＝2I2+4KOH；根據(jù)題目告知，KI3H2O是在低溫條件下，由I2溶于KI溶液可制得。再由題給的信息：“KI+I2KI3”，可知KI3在常溫下不穩(wěn)定性，受熱(或潮濕)條件下易分解為KI和I2，KI又易被空氣中的氧氣氧化，I2易升華，所以KI3作為食鹽加碘劑是不合適的； (3)提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性，主要是防止I-被氧化，根據(jù)題給信息“還原性：S2O32-＞I-”和氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)弱規(guī)律，可以選Na2S2O3作穩(wěn)定劑；又由題給信息“3I2+6OH- ＝ IO3-+5I- +3H2O”，可知I2與OH-會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成IO3-和5I-，而Na2CO3水解呈堿性，因而也可以用Na2CO3作穩(wěn)定劑，防止加碘鹽(添加KI)在潮濕環(huán)境下被氧氣氧化；而AlCl3，水解后呈酸性，且還原性I-＞Cl-，所以不能作穩(wěn)定劑；NaNO2當(dāng)遇強(qiáng)還原性物質(zhì)時(shí)能表現(xiàn)出氧化性，則NaNO2與KI能發(fā)生氧化還原反應(yīng)為2NO2-+2I- +4H+＝2NO↑+I2+2H2O，所以不能作穩(wěn)定劑，故答案為：AC；(4)實(shí)際上就是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)Fe2+。首先可取足量該加碘鹽溶于蒸餾水中，然后用鹽酸酸化后，滴加適量氧化劑(如：氯水、過(guò)氧化氫等)，使溶液中Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe2+，故答案為：取少量該加碘鹽溶于蒸餾水中，用鹽酸酸化，滴加適量氧化劑(如：氯水、過(guò)氧化氫等)，再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe2+。