2019高考化学一轮--氧化还原反应基本概念及配平精讲(带解析)

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2019高考化学一轮--氧化还原反应基本概念及配平精讲(带解析)

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山课件 w ww.5 Y K j.Co M

第3讲  氧化还原反应基本概念及配平
真题速递
1. (2018北京)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
实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中
现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色
【答案】C
详解:A项,NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;B项,氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应;D项,Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化还原反应无关的是C项,答案选C。
2.(2017北京)根据SO2通入不同溶液中实验现象,所得结论不正确的是
 溶液 现象 结论
A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性
B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性
C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性
D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3>H2SiO3
【答案】C
【解析】A、混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42-,再与BaCl2反应产生白色沉淀,体现了SO2的还原性,A正确;B、SO2与H2S在溶液发生反应SO2+2H2S=3S↓+2H2O,体现了SO2的氧化性,B正确;C、SO2使酸性KMnO4溶液褪色,这是SO2在酸性溶液中还原KMnO4生成Mn2+,体现了SO2的还原性,C错误;D、SO2与Na2SiO3溶液产生胶状沉淀,根据较强酸制较弱酸,可得结论酸性:H2SO3>H2SiO3,D正确。答案选C。
3.(2017课标Ⅲ)(15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO•Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
 
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:
FeO•Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反应配平后FeO•Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是____________,滤渣2的主要成分是____________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH使之变____________________(填“大”或“小”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
 
a.80℃  b.60℃  c.40℃  d.10℃
步骤⑤的反应类型是___________________。
(5)某工厂用m1 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为_____________。
【答案】(1)2:7  陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
(2)铁   Al(OH)3
(3)小   增大溶液中H+,促进平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移动
(4)d    复分解反应
(5)
(2)熔块中氧化铁不溶于水,过滤后进入滤渣1,则滤渣1中含量最多的金属元素是铁;滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-,调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al(OH)3;
(3)滤液2调节pH的目的是提高溶液的酸性,pH变小;因为溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,增大溶液中H+浓度,可促进平衡正向移动,提高溶液中Cr2O72-的浓度;
(4)由图示可知,在10℃左右时,得到K2Cr2O7的固体最多,故答案为d;2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反应类型为复分解反应;
(5)样品中Cr2O3的质量为m1×40%Kg,则生成K2Cr2O7的理论质量为m1×40%Kg×,则所得产品的产率为m2Kg÷(m1×40%Kg×)×100%=×100%。
考纲解读
考点 内容 说明
氧化还反应 了解氧化还原反应的本质。
了解常见的氧化还原反应。
掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。 常考氧化还原反应有关概念和计算。
 
                          考点精讲
考点一  氧化还原反应基本概念
 
1.概念
本质:凡有电子得失或共用电子对偏移的一类反应称氧化还原反应,得失电子数相等。
特征:是反应前后有元素化合价发生变化的反应。
 
2. 氧化还原反应电子转移的表示方法
①双线桥法:         
②单线桥法:
3. 重要的氧化剂和还原剂
物质在反应中是作氧化剂还是作还原剂,表观上可通过元素的化合价来判断。一般来说,元素处于最高化合价时,只能作为氧化剂;元素处于最低化合价时,只能作还原剂;元素处于中间化合价时,既可作氧化剂,也可作还原剂。
⑴ 常见的氧化剂
物质类型 举例 对应的还原产物
活泼的非金属单质 X2(卤素)   X-  
 O2   O2- 、H2O 、OH- 


元素处于高化合价
时的化合物或离子 氧化物 MnO2   Mn2+   
 含氧酸 浓硫酸      SO2    
  HNO3   NO、NO2 
 盐 KMnO4      Mn2+   
  Fe3+   Fe2+ 
过氧化物 Na2O2 、H2O2    H2O 
常见氧化剂的氧化性顺序为:
Fe3+ >Cu2+>H+ >Fe2+ >Zn2+
⑵ 常见的还原剂有
物质类型 举例 对应的氧化产物
活泼的金属单质 Zn   Zn2+   
活泼的非金属单质 H2    H2O 
 C   CO 、 CO2  

 

元素处于低化合价
时的化合物或离子 氧化物 CO  CO2  
  SO2   SO3 、H2SO4  
 
酸 H2S    S  
  HCl、HBr 、HI    Cl2、 Br2  、 I2  
  H2SO3   H2SO4  
 盐 Fe2+   Fe3+  
  SO32-   SO42- 
常见还原剂的还原性顺序为:
S2-(H2S) >SO32- (SO2、H2SO3)>I- >Fe2+ >Br - >Cl-
典例1 (2018届福建省莆田第六中学高三上学期期中考试)有关反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4的下列说法中错误的是(  )
A. FeS2既是氧化剂也是还原剂
B. CuSO4在反应中被还原
C. 被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7
D. 14 mol CuSO4氧化了1 mol FeS2
【答案】C
【解析】方程式中的化合价变化为:14个CuSO4中+2价的铜得电子化合价降低为7个Cu2S中的14个+1价Cu;5个FeS2中10个-1价的S有7个化合价降低得到7个Cu2S中的-2价S,有3个化合价升高得到3个SO42-的+6价S(生成物中有17个硫酸根,其中有14来自于反应物的硫酸铜中)。所以反应中FeS2中S的化合价有升高有降低,FeS2既是氧化剂又是还原剂,选项A正确。硫酸铜的化合价都降低,所以硫酸铜只是氧化剂,选项B正确。10个-1价的S有7个化合价降低,有3个化合价升高,所以被还原的S和被氧化的S的质量之比为7∶3,选项C错误。14 mol CuSO4在反应中得电子为14mol。FeS2被氧化时,应该是-1价的S被氧化为+6价,所以1个FeS2会失去14个电子。根据得失电子守恒,14 mol CuSO4应该氧化1 mol FeS2。
典例2 (2018届福建省莆田第六中学高三上学期期中考试)将38.4gCu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol,这些气体恰好能被500ml 2mol/LNaOH溶液完全吸收,生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液,其中NaNO3的物质的量为
A. 1.0mol    B. 0.8mol    C. 0.6mol    D. 0.4mol
【答案】D
考点一精练:
1.(2018届北京四中上学期高三年级期中考试)为监测空气中汞蒸气是否超标,通过悬挂涂有(白色)的滤纸,根据滤纸是否变色(亮黄色至暗红色)及变色所需时间来判断空气中的汞含量。发生的化学反应为: ,下列说法不正确的是
A. 上述反应属于置换反应
B. 该反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C. 既是氧化产物又是还原产物
D. 当有1mol CuI参与反应时,转移电子的物质的量为0.5mol
【答案】C
【解析】题目的反应属于一种单质和一种化合物反应生成一种新的单质和一种新的化合物,所以是置换反应,选项A正确。反应的化合价如下:,所以氧化剂为2个CuI(只有2个Cu由+1降低为0),还原剂为1个Hg,所以该反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,选项B正确。由上, 只是氧化产物(只是Hg化合价升高的产物),还原产物是Cu,选项C错误。该反应的电子转移数为2e ,对应的CuI为4个,所以当有1mol CuI参与反应时,转移电子的物质的量为0.5mol,选项D正确。
2.(2018届北京四中上学期高三年级期中考试)工业上常用氯氧化法处理含氰()废水,一定条件下,氯气和反应生成无毒气体。下列说法不正确的是
A. 中碳元素的化合价为+2
B. 该反应的产物之一是无毒的
C. 当1mol参与反应时,转移
D. 处理含0.1mol的废水,理论上需要消耗标准状况下的体积为5.6L
【答案】C
3.(2018届北京四中上学期高三年级期中考试)已知下列实验事实:
①固体既能溶于溶液得到溶液,又能溶于硫酸得到溶液;
②向溶液中滴加溶液,再酸化,可得溶液;
③将溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝。
下列判断不正确的是
A. 化合物中元素为+3价
B. 实验①证明是两性氧化物
C. 实验②证明既有氧化性又有还原性
D. 实验③证明氧化性:
【答案】C
【解析】化合物中K为+1价,O为-2价,所以Cr为+3价,选项A正确。由①可知Cr2O3可以与氢氧化钠和硫酸反应得到盐和水,所以是两性氧化物,选项B正确。向溶液中滴加溶液,再酸化,可得溶液,这个过程表现的是H2O2的氧化性,与其还原性无关,选项C错误。将溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝说明K2Cr2O7将碘化钾氧化为I2,所以说明氧化性: ,选项D正确。
4.(2018届福建省莆田第一中学高三上学期第一学段化学试题)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:3NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF,下列有关该反应的说法正确的是(  )
A. NF3是氧化剂,H2O是还原剂
B. HF是还原产物
C. 还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶1
D. NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体
【答案】D
考点二  氧化性、还原性强弱的判断方法和依据
氧化性→ 得 电子性(填“得”或“失”),得到电子越容易→氧化性越 强 ;
还原性→ 失 电子性(填“得”或“失”),失去电子越容易→还原性越 强 。
与得失电子的多少 无 关。如:还原性:Na>Mg>Al ,氧化性:浓HNO3>稀HNO3
1. 根据元素在周期表中的位置
同周期元素:
从左至右,金属性( 还原 性)逐渐减弱 ,非金属性( 氧化 性)逐渐增强;
同主族元素:
从上至下,金属性( 还原 性)逐渐增强 ,非金属性( 氧化 性)逐渐减弱 。
2. 根据金属活动顺序
 
3. 根据非金属活动顺序
非金属的活动顺序一般为:F O Cl Br  I S  氧化性逐渐减弱   ;
F—  O2—  Cl—   Br—   I—   S2—  还原性逐渐 增强   。
4. 依据反应式中的反应物和生成物之间的关系
 氧化剂  的氧化性 >  氧化产物  的氧化性
  还原剂  的还原性 >  还原产物  的还原性
5. 氧化性、还原性的强弱与温度、浓度、酸碱性的关系
⑴温度:升高温度,氧化剂的氧化性增强,还原剂的还原性也增强。
如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强  。
若不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)发生反应时,所需温度高低不同,则温度低的氧化性(或还原性)强,反之则弱。
例:已知 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
4HCl+O2    2Cl2 + 2H2O,
则KMnO4 、MnO2 、O2 氧化性强弱的顺序为: KMnO4 > MnO2 > O2 
⑵ 浓度   
一般情况下,同种氧化剂(或还原剂)浓度越大,氧化性(或还原性)越强。
如:浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 ;浓H2SO4的氧化性比稀H2SO4强;浓盐酸还原MnO2生成氯气,而稀盐酸不与MnO2反应,说明还原性:浓盐酸>稀盐酸。
⑶ 酸碱性  
溶液的酸性增强,氧化剂的氧化性增强,很多氧化剂在酸性溶液中能氧化某些物质,在中性溶液中就不一定能氧化了。
如:中性环境中NO3- 不显氧化性,酸性环境中NO3- 显氧化性;KMnO4、KClO3能氧化浓HCl中的Cl-,而不能在NaCl溶液中氧化Cl- ;KMnO4氧化Fe2+ 也要在酸性条件下进行。
6. 根据氧化还原程度的大小
⑴相同条件下,不同的氧化剂与同一种还原剂反应,使还原剂氧化程度大的(价态高的)氧化性强。
例如:2Fe +3Br2  2FeBr3 , Fe +S  FeS ,说明氧化性:Br2  >  S。
⑵相同条件下,不同的还原剂使同种氧化剂还原程度大的(价态低的)还原性强。
例如:8HI+H2SO4(浓)= H2S↑+4I2+4H2O,2HBr+H2SO4(浓)= SO2↑+Br2+2H2O
说明还原性;HI  大于  HBr。
7. 根据元素化合价高低比较
⑴ 同一元素的阳离子高价态的氧化性大于其低价态的氧化性。
如氧化性: Fe3+ > Fe2+,Sn4+> Sn2+
⑵ 含氧酸的比较   
在浓度相同时,具有可变化合价的同一元素在组成不同含氧酸时,该元素价态较低者氧化性强。
如氧化性:HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 
8. 根据原电池的正负极来判断
在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强  。
9. 根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断
如:Cl- 失去电子的能力> OH-,还原性:Cl- > OH- 。
典例1 (2018届山西河南省高三年级阶段性测评(四)晋豫省际大联考)已知Fe2+或I2能与H2O2在一定条件下发生下列反应:
Fe2+:①H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;②H202+2Fe3+=2Fe2++2H++O2↑。
I2:③H2O2+I2=2HIO;④……
下列说法错误的是
A. 通过反应①②可知Fe2+为过氧化氢分解的催化剂
B. 根据反应①可知,在该条件下,氧化性:H2O2>Fe3+
C. 1molH202分解,转移的电子数为2NA
D. 反应④为2HIO+H2O2=I2+2H2O+O2↑
【答案】C
典例2 (2018届山西省太原市高三上学期期末考试)某离子反应中共有 H2O、ClO-、NH4 +、H+、N2、Cl-六种微粒。其中 c(ClO-)随反应进行逐渐减小。下列判断错误的是
A. 该反应的还原剂是NH4 +
B. 反应后溶液酸性明显增强
C. 若消耗 1 mol 氧化剂, 可转移 2 mol e-
D. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 2:3
【答案】D
考点二精练:
1.(2018届北京市昌平区高三(上)期末)消毒是饮用水处理中的重要环节之一。目前,常用的消毒剂有氯气、二氧化氯等。研究人员发现:1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当,氯气和二氧化氯消毒过程中都会产生三氯甲烷(有毒副产物)。在40℃时,对两种消毒剂的浓度与产生三氯甲烷的浓度关系进行了对比实验。得出的数据如图1和图2所示。
 
下列说法不正确的是
A. 对比图1和图2可得出,浓度均为0.3 mg/L时,二者的消毒能力相当
B. 40℃时,4.0 mg/L的氯气在0~20 h内产生的三氯甲烷明显增多
C. 实验数据能表明,氯气和二氧化氯在消毒能力相当的情况下,使用二氧化氯做消毒剂比用氯气更安全。
D. 自来水厂以亚氯酸钠(NaClO2)和盐酸为原料,用二氧化氯发生器现场制二氧化氯的方程式为:5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 +5NaCl + 2H2O
【答案】A
【解析】根据题目表述“1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当”,所以与图中表示无关,选项A错误。由图1得到4.0 mg/L的氯气在0~2h间曲线的斜率较大,说明三氯甲烷的量增加得很快,选项B正确。1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当,对比两个图中的1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的曲线,得到氯气产生的三氯甲烷明显比二氧化氯产生的三氯甲烷多,所以使用二氧化氯更安全,选项C正确。亚氯酸钠与盐酸反应制取二氧化氯,Na元素在反应后明显只能以氯化钠的形式存在,根据化合价变化一定最小的基本原则,认为反应是亚氯酸钠的歧化反应,其中+3价的氯一部分升高到二氧化氯的+4价,一部分降低到氯化钠的-1价,所以应该有4个升高到二氧化氯,一个降低为氯化钠,所以配平得到:5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 +5NaCl + 2H2O。选项D正确。
2.(2018届北京市昌平区高三(上)期末)把图2中的物质补充到图1中,可得到一个氧化还原反应的离子方程式。对该氧化还原反应的离子方程式,下列说法不正确的是(  )
图1:  Mn2+……→H+……
图2: 
A. Mn 元素从反应前的+2价升高到了反应后的+7价,Mn2+做还原剂
B. IO4-作氧化剂,具有氧化性
C. 随着反应的进行,溶液酸性增强
D. 若有2 mol Mn2+参加反应,则转移5 mol电子
【答案】D
C正确。Mn 元素从反应前的+2价升高到了反应后的+7价,所以若有2 mol Mn2+参加反应,则转移10 mol电子,选项D错误。
3.(2018届河北省邯郸市高三1月教学质量检测)硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应:Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2NaCl+6HCl+2H2SO4。下列说法错误的是(   )
A. 氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶1
B. 若0.5molNa2S2O3作还原剂;则转移4mol电子
C. 当Na2S2O3过量时,溶液能出现浑浊
D. 硫代硫酸钠溶液吸收氯气后,溶液的pH降低
【答案】A
【解析】硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应:Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2NaCl+6HCl+2H2SO4。由化学方程式可知,氯气是氧化剂、硫代硫酸钠是还原剂、氯化钠和盐酸是还原产物、硫酸是氧化产物,反应中电子转移的数目为8e-。A. 氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶3,A不正确;B. 若0.5molNa2S2O3作还原剂,则转移4mol电子,B正确;C. 当Na2S2O3过量时,过量的部分可以与硫酸反应生成硫,所以溶液能出现浑浊,C正确;D. 硫代硫酸钠溶液吸收氯气后生成了酸,故溶液的pH降低,D正确。本题选A。
考点三  氧化还原反应的有关规律
1. 守恒规律: 得 电子总数 =  失 电子总数
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒:即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3)电荷守恒:离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误) ,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。
2. 价态规中规律:
同种元素不同价态之间发生反应,元素化合价靠近不交叉;相邻价态间不发生氧化还原。
如:H2S + H2SO4(浓)→S + SO2 + H2O (或SO2 + H2O)
Fe3+ + Fe → Fe2+ , Fe3+ + Fe2+ 不反应。
3. 强弱规律:
① 两强→两弱:   氧化性:氧化剂>氧化产物
                  还原性:还原剂>还原产物
② 先强后弱:当几个氧化反应均可发生时,氧化性或还原性强的微粒优先反应。
如:Cl2与FeBr2反应,Cl2先氧化Fe2+ ,再氧化Br— ;Cl2与FeI2反应,Cl2先氧
化 I— ,再氧化Fe2+ 。
典例1(2018届贵州省贵阳市第一中学高三12月月考)PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4价和+2价的混合氧化物(+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2)。向1mol PbO2加热分解得到的固体(同时生成氧气amol)中加入足量的浓盐酸得到氯气bmol,如果a:b为3:2,则剩余固体的成分及物质的量之比可能是
①Pb3O4、PbO 1:1     ②PbO2、Pb3O4 1:2    ③PbO2、Pb3O4、PbO 1:4:1   ④PbO2、Pb3O4、PbO 1:1:4
A. ①②    B. ②③    C. ③④    D. ①④
【答案】D
【解析】PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与浓盐酸作用,+4价Pb被还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到溶液为PbCl2溶液,根据化合价变化可知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-,设该过程得到O2的物质的量为a=3x mol,则Cl2的物质的量为b=2x mol,利用得失电子守恒可得:3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,故知1mol PbO2在受热分解过程中产生0.375molO2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)=4:5,结合选项可知只有①、④项满足n(Pb):n(O)=4:5,故答案选D。
典例2(2018届陕西省榆林市高考模拟第一次测试)(SCN)2称为拟卤素,将几滴KSCN溶液加入到酸性的含有Fe3+的溶液中,溶液变为红色,将该红色溶液分为两份:①向其中一份溶液中加人适量KMnO4溶液,红色褪去;②向另一份溶液中通入SO2,红色也褪去。下列说法中不正确的是
A. Fe3+与SCN-反应的离子方程式是:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
B. ②中红色褪去的原因是SO2将SCN-还原
C. ①中现象说明SCN-与Cl-相似,有还原性
D. SCN-在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)2
【答案】B
还原反应,所以①中溶液褪色的原因是KMnO4与SCN-反应,体现SCN-的还原性,说明SCN-与Cl-相似,有还原性,故C正确;D、SCN-与Cl-相似,具有还原性,能失电子,被氧化为(SCN)2,故D正确。故选B。
【拓展延伸】
1.价态归中规律
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
 
注:⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2.歧化反应规律
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
考点三精练:
1.(2018届黑龙江齐齐哈尔市五校联谊高三上学期期末联考)二氧化氯 (ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂,对酸性污水中的Mn2+也有明显的去除效果,其反应原理为:ClO2+Mn2+ →MnO2↓+Cl-(部分反应物和产物省略、未配平),下列有关该反应的说法正确的是
A. 工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2
B. 利用该原理处理含Mn2+的污水后溶液的pH升高
C. 该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:5
D. 理论上处理含1mol Mn2+的污水,需要标准状况下的ClO2 8.96L
【答案】D
2.(2018江苏省苏锡常镇四市高三调研)根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释正确的是(  )
选项 实验操作和现象 结论或解释
A 淀粉KI溶液中通入Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去 还原性:I->Cl->SO2

B 向沸水中滴入几滴FeCl3饱和溶液,煮沸,用激光笔照射,出现一条光亮通路 有Fe(OH)3胶体生成
C 向5 mL 0.1 mol•L-1 KI溶液中加入0.1 mol•L-1的FeCl3溶液1 mL,振荡,用苯萃取2~3次后,取下层溶液滴加5滴KSCN溶液,出现血红色 反应2Fe3++2I-===2Fe2++I2是有一定限度的
D 取CH3CH2Br与NaOH溶液混合,共热并充分振荡,冷却后滴加AgNO3溶液,出现棕黑色沉淀 CH3CH2Br变质了
 
【答案】BC
一定的限度,故C正确;D. 取少量CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后先滴加稀硝酸中和氢氧化钠,然后再滴加AgNO3溶液,根据是否有淡黄色沉淀出现判断水解情况,否则氢氧根离子干扰检验结果,故D错误;答案选BC.
考点四  氧化还原反应方程式的配平
    氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数),根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。
1. 配平的基本步骤:
(1)标好价:正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。
(2)列变化:列出元素化合价升高和降低的数值。
(3)求总数:求元素化合价升高和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
(4)配系数:用观察法配平其他各物质的化学计量数。
(5)细检查:利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。
2.配平的三大守恒原则
 
3.配平的四种方法技巧
(1)正向配平法:适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应,配平按以下4步进行。
 
例如:
(2)逆向配平法:适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
例如: +KOH(热、浓)——K2 化合价降低2+K2O3+H2O 化合价升高4
由于S的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(3)奇数配偶法:适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如S+C+KNO3——CO2↑+N2↑+K2S,反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将KNO3乘以2,然后用观察法配平得:S+3C+2KNO3===3CO2↑+N2↑+K2S。
(4)缺项配平法:对于化学反应方程式,所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再用其他守恒法配平。如果无法确定所缺物质,可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。
典例1(2015安徽节选)请配平第①步反应的化学方程式:
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2==□NaBH4+□Na2SiO3
 
【答案】NaBO2+2SiO2+4Na+2H2==NaBH4+2Na2SiO3
【解析】Na升1价,H降 1价,H共降了4价,因此Na的系数为4,再用原子守恒配平。
典例2(2015课标Ⅱ节选)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
 
电解时发生反应的化学方程式为                         。
【答案】NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3
【解析】根据题中信息,NH4Cl和HCl电解生成了H2和NCl3,H元素降低了1价,N元素升高了6价,因此H2的系数为3,再用原子守恒配平。
【能力提升】
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
应用电子守恒法解题的思维流程
(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
(3)“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式:
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
考点四精练:
1.(2018届北京市海淀区高三上学期期末考试)以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如下,下列说法中,不正确的是
 
A. 反应1中,每生成1 mol ClO2有0.5 mol SO2被氧化
B. 从母液中可以提取Na2SO4
C. 反应2中,H2O2做氧化剂
D. 采用减压蒸发可能是为了防止NaClO2受热分解
【答案】C
是氧化剂,H2O2是还原剂,故C错误;D. 减压蒸发在较低温度下能够进行,可以防止常压蒸发时温度过高,NaClO2受热分解,故D正确;答案选C。
2.(2018届云南师大附中高三年级适应性月考卷)高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有强氧化性。制备高铁酸钾方法很多。
(1)干法制备高铁酸钾。将Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物。此制备反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________________。
(2)湿法制备高铁酸钾。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理如下:
a.3NaClO+2Fe(NO3)3+ 10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
b.Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如图:
 
①流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下的溶解度S(K2FeO4)_____S(Na2FeO4)(填“>”“<”或“=”)。
②湿法制备中,反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。如图,图甲为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响;图乙为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。工业生产中最佳温度为_________℃,此时Fe(NO3)3与NaClO 两种溶液最佳质量浓度之比为______________。
 
③若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:_____________________。若Fe( NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式为__________________________________。
(3)K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。
①在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用__________溶液(填序号)。
A.H2O        B.CH3COOK、异丙醇        C.NH4Cl、异丙醇     D.Fe(NO3)3、异丙醇
②K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有_______________________。
(4)室温下,向含有Fe3+的CuSO4溶液中加入Cu(OH)2可使Fe3+转化为Fe(O H)3沉淀,从而除去Fe3+。该反应的平衡常数为_____________________。(已知常温下的溶度积常数:Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20, Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)。
【答案】  3︰1  <  26  6∶5或1.2  3ClO−+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO  +Fe3++8OH−=+4H2O  B  K2FeO4具有强氧化性,能够消毒杀菌;同时被还原成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质  5.0×1015 mol/L
②湿法制备中,反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。如图,图甲为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响;图乙为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
由图甲和图乙可知,在26℃、NaClO和Fe(NO3)3的质量浓度分别为330g/L和275g/L时,K2FeO4生成率最高,所以工业生产中最佳温度为26℃,此时Fe(NO3)3与NaClO 两种溶液最佳质量浓度之比为6∶5(或1.2 )。
③若NaClO加入过量,次氯酸根离子和铁离子发生双水解反应,故氧化过程中会生成Fe(OH)3,该反应的离子方程式为3ClO−+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO。若Fe( NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式为+Fe3++8OH−=+4H2O。
(3)①在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,因为K2FeO4在水溶液中易水解,所以洗涤剂最好选用有机溶剂,根据平衡移动原理,为减少晶体的溶解损失,应选用CH3COOK、异丙醇溶液,填B。②K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有:K2FeO4具有强氧化性,能够消毒杀菌;同时被还原成Fe3+,Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮杂质。
(4)室温下,向含有Fe3+的CuSO4溶液中加入Cu(OH)2可使Fe3+转化为Fe(O H)3沉淀,从而除去Fe3+,该反应的离子方程式为2Fe3++3Cu(OH)23Cu2++2Fe(OH)3。该反应的平衡常数为5.0×1015 mol/L。
 

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