專題三 氧化還原反應(yīng)
1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移,了解常見的氧化還原反應(yīng)。2.掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計算。
考綱要求
內(nèi)容索引
考點一 氧化還原反應(yīng)的概念辨析
考點二 氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用
考點三 信息型氧化還原反應(yīng)方程式的書寫
考點四 氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用
考點一 氧化還原反應(yīng)的概念辨析
1.跳出“五大”誤區(qū)(1)誤認為有單質(zhì)參與或生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。如O2與O3的轉(zhuǎn)化為非氧化還原反應(yīng)。(2)誤認為元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)一定被還原,其實不一定。如HCl―→ Cl2,氯元素被氧化,CuO―→ Cu,銅元素被還原。(3)誤認為氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化,則一定有另一種元素被還原,其實不一定。如Cl2+H2OHCl+HClO中,被氧化和被還原的都是氯元素。
(4)誤認為具有氧化性的物質(zhì)和具有還原性的物質(zhì)一定都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其實不一定。如SO2具有還原性,濃H2SO4具有氧化性,但二者不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(5)誤認為同種元素的高價態(tài)的物質(zhì)一定比低價態(tài)物質(zhì)的氧化性強,其實不一定,如HClO的氧化性高于HClO4。
2.理清概念線索
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題組一 理解氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“×”。(1)室溫下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍色。所以Fe3+的氧化性比I2的強 (2016·江蘇,13C)( )(2)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2、Zn+Cu2+===Zn2++Cu均為單質(zhì)被還原的置換反應(yīng) (2014·山東理綜,7C)( )(3)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均為水作還原劑的氧化還原反應(yīng) (2014·山東理綜,7D)( )

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答案
答案
(4)因為Fe3+具有氧化性,所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3+( )(5)化合反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)( )
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2.(2016·上海,2)下列化工生產(chǎn)過程中,未涉及氧化還原反應(yīng)的是(  )A.海帶提碘 B.氯堿工業(yè)C.氨堿法制堿 D.海水提溴解析 A項,海帶提碘是由KI變?yōu)镮2,有元素化合價的變化,屬于氧化還原反應(yīng),錯誤;B項,氯堿工業(yè)是由NaCl的水溶液在通電時反應(yīng)產(chǎn)生NaOH、Cl2、H2,有元素化合價的變化,屬于氧化還原反應(yīng),錯誤;C項,氨堿法制取堿的過程中沒有元素化合價的變化,是非氧化還原反應(yīng),正確;D項,海水提溴是由溴元素的化合物變?yōu)殇逶氐膯钨|(zhì),有元素化合價的變化,屬于氧化還原反應(yīng),錯誤。故選項C正確。
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題組二 基于“雙線橋”分析陌生反應(yīng)3.(2016·上海,13)O2F2可以發(fā)生反應(yīng):H2S+4O2F2―→ SF6+2HF+4O2,下列說法正確的是(  )A.氧氣是氧化產(chǎn)物B.O2F2既是氧化劑又是還原劑C.若生成4.48 L HF,則轉(zhuǎn)移0.8 mol電子D.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶4

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解析 A項,O元素的化合價由反應(yīng)前的+1價變?yōu)榉磻?yīng)后的0價,化合價降低,獲得電子,所以氧氣是還原產(chǎn)物,錯誤;B項,在反應(yīng)中O2F2中的O元素的化合價降低,獲得電子,所以該物質(zhì)是氧化劑,而H2S中的S元素的化合價是-2價,反應(yīng)后變?yōu)镾F6中的+6價,所以H2S是還原劑,錯誤;C項,外界條件不明確,不能確定HF的物質(zhì)的量,所以不能確定轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目,錯誤;D項,根據(jù)化學(xué)方程式可知還原劑H2S與氧化劑O2F2的物質(zhì)的量之比是1∶4,正確。
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4.Na2S2O3是重要的化工原料,用途很廣,其還原性較強,在溶液中易被Cl2氧化成SO ,常用作脫氯劑,主要用于治療氰化物中毒。工業(yè)上可利用反應(yīng)Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2制取Na2S2O3,下列說法正確的是(  )A.Na2S2O3只有還原性B.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1C.每生成1 mol Na2S2O3,轉(zhuǎn)移4×6.02×1023個電子D.標準狀況下,每吸收4 mol SO2就會放出22.4 L CO2

方法技巧
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解析 在反應(yīng)物Na2S中S的化合價為-2,在SO2中S的化合價為+4,反應(yīng)后產(chǎn)生的物質(zhì)Na2S2O3中S的化合價為+2,介于-2與+4之間,因此Na2S2O3既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物。A項,Na2S2O3中S的化合價為+2,屬于S的中間價態(tài),則Na2S2O3既有氧化性,又有還原性,錯誤;B項,根據(jù)題意可知反應(yīng)中氧化劑SO2與還原劑Na2S的物質(zhì)的量之比為4∶2=2∶1,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2,錯誤;C項,由題給化學(xué)方程式可知,每生成3 mol Na2S2O3,轉(zhuǎn)移8 mol電子,則生成1 mol Na2S2O3,轉(zhuǎn)移 mol電子,錯誤;
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方法技巧
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D項,根據(jù)反應(yīng)方程式可知消耗的SO2與產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比是4∶1,由于在相同條件下,氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的體積之比,所以在相同條件下,每吸收4 mol SO2就會放出22.4 L(標準狀況)CO2,正確。
方法技巧
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方法技巧
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。
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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)律同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時,首先被氧化的是還原性較強的物質(zhì);同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時,首先被還原的是氧化性較強的物質(zhì),即強者優(yōu)先反應(yīng)。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)律對于有關(guān)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。
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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+

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。
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(二)依據(jù)強弱順序判斷反應(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+4FeI3B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I-===2Fe2++I2

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解析 Fe3+能氧化I-,所以不可能生成FeI3,A錯,D對;B項,當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+。
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(三)相互競爭的反應(yīng)3.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 2C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4

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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。
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4.向含有SO 、Fe2+、Br-、I-各0.1 mol的溶液中通入標準狀況下的Cl2,通入Cl2的體積和溶液中相關(guān)離子的物質(zhì)的量的關(guān)系圖正確的是(  )

規(guī)律總結(jié)
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第二步:審圖示信息
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規(guī)律總結(jié)
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規(guī)律總結(jié)
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,常考的判斷依據(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。
規(guī)律總結(jié)
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(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)還原性由強到弱的順序,陰極上的陽離子放電順序即為陽離子氧化性由強到弱的順序。
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題組二 守恒規(guī)律的靈活應(yīng)用(一)根據(jù)“守恒”進行計算5.在100 mL含等物質(zhì)的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.025 mol Cl2,有一半Br-變?yōu)锽r2。則原溶液中HBr和H2SO3的濃度都等于(  )A.0.16 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1C.0.20 mol·L-1 D.0.25 mol·L-1

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解析 還原性H2SO3>HBr,氯氣先氧化H2SO3,H2SO3完全反應(yīng)后,氯氣有剩余,剩余氯氣再氧化HBr。設(shè)濃度為c mol·L-1,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知,0.1c×2+0.1c×0.5=0.025×2,解得c=0.2,故C正確。
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6.(2016·上海,17)某鐵的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量鹽酸中,向所得溶液中通入標準狀況下112 mL Cl2,恰好將Fe2+完全氧化。x值為(  )A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93

答題模板
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答題模板
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。
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解析答案
(二)根據(jù)守恒進行配平7.(1)[2015·浙江理綜,27Ⅰ(4)]完成以下氧化還原反應(yīng)的離子方程式:
2
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16H+
2
10
8H2O
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解析答案
(2)[2015·天津理綜,10(2)②]完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:
1  6  6  H+  1  6  3 
H2O
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答案
(3)[2015·安徽理綜,27(2)]請配平化學(xué)方程式:
1  2  4  2  1  2
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答案
(4)[2016·天津理綜,9(4)]配平反應(yīng)的方程式:MnO(OH)2+I-+H+―→ Mn2++I2+H2O,其化學(xué)計量數(shù)依次為_________。
1,2,4,1,1,3
方法技巧
教學(xué)忠告
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方法技巧
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;
方法技巧
教學(xué)忠告
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教學(xué)忠告
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(通常這種物質(zhì)既不是氧化劑、還原劑,也不是氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)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)式和化學(xué)計量數(shù)。
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教學(xué)忠告
在近幾年的高考中,氧化還原方程式配平不準的常見原因有:(1)化合價判斷不準。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)
教學(xué)忠告
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(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。
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考點三 信息型氧化還原反應(yīng)方程式的書寫
信息型氧化還原反應(yīng)方程式的書寫涉及元素化合價的變化。雖參加反應(yīng)的物質(zhì)比較陌生,但可依據(jù)氧化還原的得失電子守恒思想,寫出主要反應(yīng)物和產(chǎn)物,再根據(jù)溶液的性質(zhì),補上適當?shù)姆磻?yīng)物或生成物。具體步驟如下:1.根據(jù)題中信息,確定氧化劑和還原劑,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。2.運用電子守恒和元素守恒快速配平。
例 鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽為重要化合物。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________________________________________________________________。第一步:根據(jù)題給信息和所學(xué)知識列出反應(yīng)式:氧化劑+還原劑——還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物;
第二步:根據(jù)電子守恒確定上述式子“氧化劑+還原劑——還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù);
第三步:根據(jù)電荷守恒,結(jié)合介質(zhì)的酸堿性,在反應(yīng)方程式兩端添加H+、OH-,使之滿足電荷守恒的要求;
第四步:根據(jù)原子守恒,通過在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒;配平后的反應(yīng):
第五步:檢查并確定離子方程式。
答案
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1.[2016·全國卷Ⅲ,27(2)①]煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式__________________________________________。
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+4H2O
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答案
4.[2016·全國卷Ⅰ,28(2)]寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式_______________________________________。
2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2
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5.(2016·上海,24)NaOCN與NaClO反應(yīng),生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2,已知HCN、HOCN中N元素的化合價相同,則反應(yīng)的離子方程式:__________________________________________。
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答案
6.工業(yè)上常用K2Cr2O7溶液測定硫酸亞鐵銨的純度,反應(yīng)中Cr2O 被還原成Cr3+。寫出硫酸亞鐵銨溶液與酸性K2Cr2O7溶液反應(yīng)的離子方程式_________________________________________。
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答案
7.堿性條件下用NaClO處理含CN-的廢水,生成一種無毒氣體,該反應(yīng)的離子方程式:_______________________________________________。
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考點四 氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用
在高考中,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。
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題組一 氧化還原反應(yīng)在綜合實驗中的應(yīng)用
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實驗記錄如下:
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請回答下列問題:(1)配制FeCl3溶液時,常常加入鹽酸,目的是(用化學(xué)用語和簡單文字敘述):________________________________________________________________________。
解析答案
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答案
緩慢,但是反應(yīng)限度較大,使溶液中c(Fe3+)降低,平衡逆向移動,紅棕色逐漸褪去,最終得到淺綠色溶液
解析
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2
(3)實驗Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________。
(4)實驗Ⅲ中,淺綠色溶液變?yōu)辄S色的原因是_______________________________________。
+NO↑+2H2O
解析答案
1
2
(5)實驗Ⅳ中液面上方有少量紅棕色氣體生成,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________。解析 實驗Ⅳ中液面上方有少量紅棕色氣體生成,是由于NO與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的NO2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NO+O2===2NO2。
解析答案
2NO+O2===2NO2
1
2
答案
解析
1
2
1
2
題組二 氧化還原反應(yīng)在工業(yè)制備中的應(yīng)用2.(2016·江蘇,18)過氧化鈣(CaO2·8H2O)是一種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的供氧劑。(1)Ca(OH)2懸濁液與H2O2溶液反應(yīng)可制備CaO2·8H2O。Ca(OH)2+H2O2+6H2O===CaO2·8H2O反應(yīng)時通常加入過量的Ca(OH)2,其目的是_________________。解析 Ca(OH)2過量,促進H2O2吸收,提高H2O2的利用率。
解析答案
提高H2O2的利用率
解析
1
2
解析 CaO2·8H2O溶于水與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和O2,增加了Ca2+和OH-的濃度。


解析答案
1
2
(3)水中溶解氧的測定方法如下:向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封靜置;加入適量稀H2SO4,待MnO(OH)2與I-完全反應(yīng)生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示劑,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點,測定過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
①寫出O2將Mn2+氧化成MnO(OH)2的離子方程式:_________________________________。解析 反應(yīng)物為O2、Mn2+,生成物為MnO(OH)2,溶液呈堿性,可以補充OH-配平。
2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
答案
返回
1
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②取加過一定量CaO2·8H2O的池塘水樣100.00 mL,按上述方法測定水中溶解氧量,消耗0.010 00 mol·L-1Na2S2O3標準溶液13.50 mL。計算該水樣中的溶解氧(用mg·L-1表示),寫出計算過程。
1
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答案 在100.00 mL水樣中
n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.750×10-5 mol,
=6.750×10-5 mol,
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