北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
专题四 氧化还原反应
考点一 氧化还原反应基本概念
1.(2019浙江4月选考,6,2分)反应8NH +3Cl N +6NH Cl,被氧化的NH 与被还原的Cl 的物质的量之比
3 2 2 4 3 2
为( )
A.2∶3 B.8∶3
C.6∶3 D.3∶2
答案 A 分析题给反应,当有3 mol Cl 被还原时,参加反应的8 mol NH 中只有2 mol氮元素化合价从-3价
2 3
升高到0价,即被氧化的NH 为2 mol,故选项A正确。
3
解题思路 还原剂被氧化,氧化剂被还原,先找出反应中的氧化剂和还原剂,再分析反应中参加氧化还原反应
物质的物质的量,在此基础上作出判断。
2.(2018北京理综,9,6分)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
A B C D
NaOH溶液 NaS溶液滴
石蕊溶液滴 2
实验 滴入FeSO 入AgCl浊液 热铜丝插入稀硝酸中
4 入氯水中
溶液中 中
产生白色沉
溶液变红,随 沉淀由白色逐
现象 淀,随后变 产生无色气体,随后变为红棕色
后迅速褪色 渐变为黑色
为红褐色
答案 C 本题考查HClO、HNO 的氧化性和Fe(OH) 的还原性等相关知识。C项中沉淀由白色变为黑色
3 2
是因为Ag S比AgCl更难溶,AgCl转化为Ag S发生复分解反应,不涉及氧化还原反应。
2 2
3.(2018浙江4月选考,7,2分)下列变化过程中,加入氧化剂才能实现的是( )
A.Cl →Cl- B.I-→I C.SO →S D.CuO→Cu
2 2 2 O2-
3
答案 B Cl →Cl-过程中氯元素的化合价降低,歧化或加还原剂都能实现,故A错误;I-→I 中碘元素的化合
2 2
价升高,需要加氧化剂才能实现,故B正确;SO
2
→S O2-中不存在元素化合价的变化,不需要加入氧化剂,故C
3
错误;CuO→Cu中Cu元素的化合价降低,需要加还原剂才能实现,故D错误。
4.(2016海南单科,7,4分)下列实验设计正确的是( )
A.将SO 通入溴水中证明SO 具有漂白性
2 2
B.将铁屑放入稀HNO 中证明Fe比H 活泼
3 2
C.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在C
O2-
3
D.将乙烯通入KMnO 酸性溶液证明乙烯具有还原性
4
答案 D 本题涉及的考点有元素及其化合物的性质、性质验证性实验方案的设计等,主要考查通过探究
活动发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并能进行实验探究的能力;能根据具体情况设计解决化学
问题的实验方案,并予以评价和优化;能通过化学实验收集有关数据,并科学地加以处理;能对实验现象做出
合理的解释,运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化规律的能力,体现了科学探究与创新意
识的学科核心素养。
A项,SO 使溴水褪色发生的是氧化还原反应,证明SO 具有还原性,错误;B项,铁屑放入稀HNO 中不产生
2 2 3
H
2
,而是产生NO,错误;C项,澄清石灰水滴入含HC O-、HS O-或S O2-的溶液中也会产生白色沉淀,错误;D项,
3 3 3
乙烯使酸性KMnO 溶液褪色,发生了氧化还原反应,体现了乙烯的还原性,正确。
4北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
5.(2015海南单科,1,2分)化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是( )
A.明矾净化水 B.纯碱去油污
C.食醋除水垢 D.漂白粉漂白织物
答案 D 明矾净化水是利用了Al3+水解生成的Al(OH)
3
胶体的吸附作用,纯碱去油污是利用了C O2-水解
3
产生的OH-使油脂发生水解,食醋除水垢是利用了CH COOH和CaCO 反应,所以A、B、C中均未涉及氧化
3 3
还原反应。漂白粉中Ca(ClO) 遇水和空气中的CO 可生成HClO,HClO具有强氧化性,可漂白织物,故D项
2 2
符合题意。
6.(2014山东理综,7,5分)下表中对应关系正确的是( )
A CH 3 CH 3 +Cl 2 CH 3 CH 2 Cl+HCl 均为取代反应
CH CH+HCl CHCHCl
2 2 3 2
由油脂得到甘油
B 均发生了水解反应
由淀粉得到葡萄糖
Cl+2Br- 2Cl-+Br
C 2 2 均为单质被还原的置换反应
Zn+Cu2+ Zn2++Cu
2NaO+2HO 4NaOH+O↑
D 2 2 2 2 均为水作还原剂的氧化还原反应
Cl+HO HCl+HClO
2 2
答案 B CH CH +HCl CH CH Cl是加成反应,A项错误;Zn+Cu2+ Zn2++Cu中单质Zn被氧化,C
2 2 3 2
项错误;D项两个反应中水既不是氧化剂也不是还原剂,D项错误。
7.(2015北京理综,28,15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究
“2Fe3++2I- 2Fe2++I ”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:
2
(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ,目的是使实验Ⅰ的反应达到 。
(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 造成的影响。
(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因:
。
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性
弱于Fe2+。用右图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。
①K闭合时,指针向右偏转。b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 mol·L-1 AgNO 溶液。产生的现象证实了其推测。
3
该现象是 。
(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因。
①转化原因是 。北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
②与(4)实验对比,不同的操作是 。
(6)实验Ⅰ中,还原性:I->Fe2+;而实验Ⅱ中,还原性:Fe2+>I-。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是
。
答案 (1)化学平衡状态
(2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag+发生反应:Ag++I- AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
(5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-
②向右管中加入1 mol·L-1 FeSO 溶液
4
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平
衡移动方向
解析 (1)反应“2Fe3++2I- 2Fe2++I ”为可逆反应,当溶液颜色不再改变时,说明有色物质的物质的量浓度
2
不再变化,即可逆反应达到了化学平衡状态。
(2)实验ⅱ中加入了FeSO 溶液,稀释也会导致溶液颜色变浅,因此需做对比实验,以排除溶液稀释对溶液颜色
4
变化造成的影响。
(4)①K闭合后即形成了原电池,b极的电极反应式为Fe3++e- Fe2+,故b是原电池的正极。
②根据该同学的推测,若I-的还原性弱于Fe2+,则应发生反应:I +2Fe2+ 2Fe3++2I-,其中b极的电极反应式为
2
Fe2+-e- Fe3+,即b作原电池的负极,由①中现象可知,此时电流计指针应向左偏转。
(5)①(4)中的原理是 c(I-)降低导致I-的还原性弱于Fe2+,据此不难推测ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因应是c(Fe2+)
增大导致Fe2+还原性强于I-。
②若要增大c(Fe2+),应向U形管右管中加入1 mol·L-1FeSO 溶液,然后观察指针的偏转方向。
4
(6)对比(3)、(4)、(5)不难发现,物质的氧化性或还原性的强弱与物质的浓度有关,对于一个可逆反应,在平衡
时,可通过改变物质的浓度来改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向。
评析 本题将化学平衡的移动与氧化还原反应巧妙地结合在一起,平中出奇,耐人寻味。考生需打破思维定
式,灵活运用所学知识才能突破各个设问,属中等难度题目。
8.(2014福建理综,23,15分)元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为 。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是 (填序号)。
a.Cl 、Br 、I 的熔点 b.Cl 、Br 、I 的氧化性
2 2 2 2 2 2
c.HCl、HBr、HI的热稳定性 d.HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上,通过如下转化可制得KClO 晶体:
3
NaCl溶液 NaClO 溶液 KClO 晶体
3 3
①完成Ⅰ中反应的总化学方程式: NaCl+ H O NaClO + 。
2 3
②Ⅱ中转化的基本反应类型是 ,该反应过程能析出KClO 晶体而无其他晶体析出的原因是
3
。
(4)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl
O-
(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。
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①D是 (填离子符号)。
②B A+C反应的热化学方程式为 (用离子符号表
示)。
答案 (1)
(2)b、c
(3)①1NaCl+3H O 1NaClO +3H ↑
2 3 2
②复分解反应 室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体
(4)①Cl
O-
4
②3ClO-(aq) Cl
O-
(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117 kJ·mol-1解析 (1)与Cl同族的短周期元素为F,其原子结构示
3
意图为 。
(2)非金属元素氢化物的热稳定性和单质的氧化性均可作为非金属性强弱的判断依据,而单质的熔点、氢化
物的酸性不能作为判断依据。
(3)①根据氧化还原反应规律,化合价有升有降,可推断另一产物为H ;也可以用电解原理分析,阴极上H+得电
2
子生成H ,阳极上Cl-失电子生成ClO-,配平可得NaCl+3H O NaClO +3H ↑。②Ⅱ中反应为复分解反
2 3 2 3 2
应:NaClO +KCl NaCl+KClO ↓,该过程能析出KClO 晶体而无其他晶体析出的原因为在室温下,KClO
3 3 3 3
在水中的溶解度明显小于其他晶体。
(4)①由题图可知D中Cl元素化合价为+7价,D为Cl O-。②B A+C,即ClO-发生歧化反应生成Cl-和Cl
4
,由得失电子守恒可得:3ClO- Cl +2Cl-,反应热为ΔH=E(Cl )+2E(Cl-)-3E(ClO-)=63 kJ·mol-1+0
O- O- O-
3 3 3
kJ·mol-1-3×60 kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1,所以热化学方程式为3ClO-(aq) Cl
O-
(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117
3
kJ·mol-1。
9.(2011江苏,9,2分)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是( )
A.25 ℃,NaHCO 在水中的溶解度比Na CO 的大
3 2 3
B.石灰乳与Cl 的反应中,Cl 既是氧化剂,又是还原剂
2 2北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
C.常温下干燥的Cl 能用钢瓶贮运,所以Cl 不与铁反应
2 2
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
答案 B A项25℃时Na CO 在水中的溶解度比NaHCO 的大;C项因果关系不对;D项制取Na CO 的过
2 3 3 2 3
程不涉及氧化还原反应。
10.(2011上海,5,2分)高铁酸钾(K FeO )是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( )
2 4
A.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质
B.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质
C.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌
D.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
答案 A 在K FeO 中,Fe显+6价,为铁的非常见高价态,故K FeO 有强氧化性;还原产物Fe3+水解生成的
2 4 2 4
Fe(OH) 胶体为多孔状物质,能吸附水中杂质。
3
考点二 氧化还原反应方程式的书写
1.(2014上海单科,16,3分)含有砒霜(As O )的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH )在热玻璃管中
2 3 3
完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg,则( )
A.被氧化的砒霜为1.98 mg
B.分解产生的氢气为0.672 mL
C.和砒霜反应的锌为3.90 mg
D.转移的电子总数为6×10-5N
A
答案 C 由题意可写出如下化学反应方程式:
As O +6Zn+12HCl 2As+3H ↑+6ZnCl +3H O
2 3 2 2 2
6 2
1.50×10-3
n(Zn) mol=2×10-5 mol
75
6
n(Zn)= ×2×10-5 mol=6×10-5 mol,m(Zn)=6×10-5 mol×65 g/mol=3.90×10-3 g=3.90 mg,转移的电子总数为1.2×10-
2
4N ,故C正确,D错误;在反应中砒霜被还原,A错误;B项,没有指明H 所处状况,体积不一定是0.672 mL。
A 2
2.(2018海南单科,14,8分)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题:
(1)实验室使用稀硫酸和H O 溶解铜片,该反应的化学方程式为 。
2 2
(2)电子工业使用FeCl 溶液刻蚀印刷电路板铜箔,写出该过程的离子方程式 。
3
配制的FeCl 溶液应保持 (填“酸性”“碱性”或“中性”),原因是 。
3
(3)溶液中Cu2+的浓度可采用碘量法测得:
①2Cu2++5I- 2CuI↓+
I-
;②
I-
+2S
2O2-
S
4O2-
+3I-
3 3 3 6
反应①中的氧化剂为 。现取20.00 mL含Cu2+的溶液,加入足量的KI充分反应后,用0.100 0 mol·L-1
的Na S O 标准溶液滴定至终点,消耗Na S O 溶液25.00 mL,此溶液中Cu2+的浓度为 mol·L-1。
2 2 3 2 2 3
答案 (1)Cu+H O +H SO CuSO +2H O
2 2 2 4 4 2
(2)Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+ 酸性 防止Fe3+水解生成Fe(OH)
3
(3)Cu2+ 0.125 0北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
解析 (1)过氧化氢在酸性条件下具有强氧化性,能跟铜反应,反应方程式为Cu+H O +H SO
2 2 2 4
CuSO +2H O。
4 2
(2)FeCl 溶液刻蚀印刷电路板铜箔,发生的反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+;由于铁离子易水解,因此氯化铁
3
溶液要保持酸性。
(3)铜元素的化合价由+2→+1,化合价降低,因此氧化剂是Cu2+。
2S
2O2-
~
I-
~ 2Cu2+
3 3
2 mol 2 mol
0.100 0 mol·L-1×25.00×10-3 L c(Cu2+)×20.00×10-3 L
0.100 0 mol·L-1×25.00×10-3 L=c(Cu2+)×20.00×10-3 L
c(Cu2+)=0.125 0 mol·L-1。
思路分析 (1)铜不能与稀硫酸反应置换出氢气,稀硫酸的作用是提供氢离子,增强过氧化氢的氧化性。
(2)由于铁离子易水解,因此配制的氯化铁溶液要保存在酸性条件下。
3.(2018浙江4月选考,29,4分)称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物,加入50.0 mL 2.00 mol·L-1的硫酸充分
溶解,往所得溶液中加入5.60 g铁粉,充分反应后,得固体的质量为3.04 g。
请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量 。
(2)固体混合物中氧化铜的质量 。
答案 (4分)(1)0.100 mol(2分) (2)2.40 g(2分)
解析 先确定最终剩余固体的成分。CuO和Fe O 的混合物完全溶于稀硫酸时发生反应:CuO+H SO
2 3 2 4
CuSO +H O①,Fe O +3H SO Fe (SO ) +3H O②,得到的溶液中含有CuSO 、Fe (SO ) 和过量的H SO ,
4 2 2 3 2 4 2 4 3 2 4 2 4 3 2 4
再加入5.60 g(即0.1 mol)铁粉,因氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,故先发生反应:Fe (SO ) +Fe 3FeSO ③,再发生反
2 4 3 4
应:CuSO +Fe FeSO +Cu④,最后发生反应:H SO +Fe FeSO +H ↑⑤。若4.00 g固体全为
4 4 2 4 4 2
4.00 g
CuO,n(CuO)= =0.05 mol,由反应①④⑤知5.60 g铁粉刚好完全反应,最终剩余固体全为Cu,且
80 g/mol
4.00 g
m(Cu)=0.05 mol×64 g/mol=3.20 g;若4.00 g固体全为Fe O ,n(Fe O )= =0.025 mol,由反应②③⑤
2 3 2 3 160 g/mol
知5.60 g铁粉过量,最终剩余固体全为Fe,且m(Fe)=5.60 g-[0.025 mol+(0.1 mol-3×0.025 mol)]×56 g/mol=2.80
g;现4.00 g固体为CuO、Fe O 的混合物,则反应最终铁粉过量,最后所得3.04 g固体为Cu和Fe的混合物。
2 3
(1)因铁粉过量,故加入铁粉充分反应后,溶液中溶质只有FeSO ,则n(FeSO )=n(H SO )=2.00 mol/L×50.0×10-3
4 4 2 4
L=0.100 mol。
(2)设混合物中CuO、Fe O 的物质的量分别为x、y,则有:80 g/mol×x+160 g/mol×y=4.00 g……①,因加入
2 3
0.100 mol的铁粉,最终溶液中含0.100 mol FeSO ,由元素守恒知3.04 g固体中铁元素的质量等于Fe O 中所
4 2 3
含的铁元素的质量,固体中铜元素的质量等于CuO中铜元素的质量,即64 g/mol×x+56 g/mol×2y=3.04 g……
②,由①②可解得x=0.03 mol,y=0.01 mol,故m(CuO)=0.03 mol×80 g/mol=2.40 g。
4.(2016江苏单科,18,12分)过氧化钙(CaO ·8H O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
2 2
(1)Ca(OH) 悬浊液与H O 溶液反应可制备CaO ·8H O。
2 2 2 2 2
Ca(OH) +H O +6H O CaO ·8H O
2 2 2 2 2 2
反应时通常加入过量的Ca(OH) ,其目的是 。
2
(2)向池塘水中加入一定量CaO ·8H O后,池塘水中浓度增加的离子有 (填序号)。
2 2
A.Ca2+ B.H+ C.C D.OH-
O2-
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(3)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO 和碱性KI溶液,生成MnO(OH) 沉淀,密封
4 2
静置;加入适量稀H SO ,待MnO(OH) 与I-完全反应生成Mn2+和I 后,以淀粉作指示剂,用Na S O 标准溶液
2 4 2 2 2 2 3
滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下:
O MnO(OH) I S O2-
2 2 2 4 6
①写出O 将Mn2+氧化成MnO(OH) 的离子方程式: 。
2 2
②取加过一定量CaO ·8H O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水样的溶解氧,消耗0.010 00
2 2
mol·L-1Na S O 标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mg·L-1表示),写出计算过程。
2 2 3
答案 (1)提高H O 的利用率
2 2
(2)AD
(3)①2Mn2++O +4OH- 2MnO(OH) ↓
2 2
②在100.00 mL水样中
I +2S 2I-+S
2 2O2- 4O2-
3 6
c(Na S O )·V(Na S O )
n(I )= 2 2 3 2 2 3
2
2
0.010 00mol·L-1×13.50 mL×10-3L·mL-1
=
2
=6.750×10-5 mol
n[MnO(OH) ]=n(I )=6.750×10-5 mol
2 2
1 1
n(O )= n[MnO(OH) ]= ×6.750×10-5 mol=3.375×10-5 mol
2 2
2 2
水中溶解氧=
3.375×10-5mol×32 g·mol-1×1 000 mg·g-1=10.80 mg·L-1
100.00 mL×10-3L·mL-1
解析 (1)Ca(OH) 过量可提高H O 的利用率。
2 2 2
(2)CaO ·8H O加入水中可生成Ca(OH) 。
2 2 2
(3)①1 mol O 得4 mol e-,1 mol Mn2+失2 mol e-,故O 与Mn2+按物质的量之比1∶2反应。
2 2
