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考点1 考查基本概念
例1 水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列说法中,正确的是( )
A. 每生成1 mol Fe3O4,转移的电子总数为4 mol
B. Fe2+和S2O32-都是还原剂
C. 1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2为[13]mol
D. x=2
解析 分析可知:铁元素化合价由+2→+[83](平均价态),硫化合价由+2→+[52](平均价态),故氧化剂是O2,还原剂是Fe2+和S2O32-,B项正确;每生成1 mol Fe3O4的同时也产生1 mol S4O62-,由得失电子守恒,转移电子总数根据O2计算得1 mol×4=4 mol,A项正确;1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1 mol÷4=0.25 mol,C项错误;离子方程式中电荷守恒,故x=4,D项错误。答案:AB。
点评 本题型综合考查反应前后元素的化合价计算,氧化剂、还原剂的判断,得失电子守恒规律的应用,氧化还原方程式的配平。解题思路:找变价、判类型、分升降、定其他。而电子得失守恒和原子守恒是解答这类题目的“法宝”。氧化还原反应中,同种元素的化合价变化规律:高到高,低到低,可以归中,不能跨越。
考点2 物质氧化性、还原性判断
例2 某溶液中同时含有下列六种离子:①HS-; ②SO32-;③NO3-;④PO43-;⑤SO42-;⑥Na+。向其中加入足量H2O2,充分反应后,溶液中离子的物质的量基本保持不变的是( )
A.①②④⑤ B.②③④ C.③④⑥ D.⑤⑥
解析 H2O2具有较强的氧化性,能氧化HS-、SO32-,其中SO32-被氧化为SO42-,故③④⑥的物质的量基本不变。答案:C。
点评 本题型综合元素化合物知识和离子反应对氧化还原反应进行考查。解题关键:掌握常见的具有氧化性或还原性的物质、在一定条件下能体现氧化性的部分微粒。
考点3 氧化性、还原性的比较
例3 X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中, Z极上有气泡放出;若用惰性电极电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出;又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属单质的还原性由强到弱的顺序为( )
A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M
C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y
解析 金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中,形成原电池,Z极有气泡放出,故Z是正极,X是负极,说明金属单质的还原性X>Z;电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出,说明Y2+氧化性强于Z2+,故单质的还原性Z>Y;同理还原性Y>M,综上所述:金属单质的还原性X>Z>Y>M。答案:A。
点评 本题以电化学知识为载体,考查了金属单质还原性的比较。解题关键:应用原电池中负极金属较活泼判断;了解电解池中氧化性强的阳离子先放电的一般规律,逆向分析出金属单质还原性的强弱。
考点4 结合实验进行考查
例4 某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
(1)提出问题 Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(2)猜想
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液含有 (填化学式,下同);
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液含有 。
(3)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的。
供选用的试剂: a. 酚酞试液; b. CCl4; c. 无水酒精; d. KSCN溶液。
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序號)
[&选用试剂&实验现象&方案1&&&方案2&&&]
(4)结论
氧化性:Br2>Fe3+。在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为 。
解析 (2)①因溴水也呈黄色 ②因发生反应2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,生成的Fe3+使溶液呈黄色。(3)方案1:可通过Br2在CCl4中的颜色变化来证明。若CCl4层呈无色,则说明溶液中无Br2存在,Br2被完全反应,从而说明氧化性Br2>Fe3+;若甲正确,则溶液中有Br2,Br2溶于CCl4中,CCl4层呈橙红色。方案2:可通过检验Fe3+存在与否来证明。向反应后的溶液中加入KSCN溶液,若出现血红色,说明有Fe3+存在,从而证明氧化性Br2>Fe3+。(4)2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-
【专题训练】
1.下列转化需要加入还原剂才能实现的是( )
A.Na2S2O3→S B.HClO→HCl
C.KMnO4→O2 D.KClO3→Cl2
2.高氯酸铵加热至483 K时,可完全分解成N2、Cl2、O2和H2O,则反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )
A. 1∶1 B. 1∶3 C. 2∶1 D. 3∶1
3.将下列5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上 + → + + +H2O组成一个未配平的化学方程式。
4. 反应①是自海藻灰中提取碘的主要反应,反应②是从智利硝石中提取碘的主要反应:
①2NaI+MnO2+3H2SO4=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
②2NaIO3+5NaHSO3=2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2
已知NaIO3的氧化性与MnO2相近 ,下列有关说法正确的是( )
A.I2 在反应①中是还原产物,在反应②中是氧化产物
B.两个反应中生成等量的I2 时转移的电子数相等
C.在一定条件下NaI和NaIO3 能反应生成I2
D.在化学反应中NaIO3只能做氧化剂不能做还原剂
5.下列各组离子在碱性条件下可大量共存,在强酸性条件下能发生氧化还原反应的是( )
A.Cu2+、Fe2+、NO3-、Cl- B.K+、Mg2+、HCO3-、SO42-
C.Na+、K+、S2-、SO32- D.Ba2+、Na+、I-、HSO3-
6. 某溶液中含有FeBr2、FeI2,若先向该溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色,则下列叙述正确的是( )
①原溶液中的Br-一定被氧化 ②原溶液中的Fe2+一定被氧化 ③不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+ ④向反应后的溶液中滴加淀粉溶液,一定变蓝 ⑤若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液,静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②③⑤ D.①②④
7. 将适量的SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,继续滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的元素是( )
A.S B.Fe C.Cl D.N
8. 两只串联的电解池(惰性电极),甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液。电解时当甲池电极析出6.4 g Cu时,乙池电极析出2.7 g金属,则乙池的溶质可能是( )
A. Ca(NO3)2 B. Mg(NO3)2 C. Al(NO3)3 D. AgNO3
9. 已知氧化性BrO3->ClO3->Cl2>IO3->I2,现将饱和氯水逐滴滴入KI淀粉溶液中至过量。
(1)可观察到的现象是:① ;② 。
(2)写出有关的离子方程式:① ;② 。
10. 三氟化溴溶于水发生如下反应:BrF3+H2O→HBrO3+Br2+HF+O2↑。
(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是 ;
(2)当有5.0 mol水作还原剂参加反应时,由水还原的BrF3的物质的量为 ;
(3)当有5.0 mol水未参加氧化还原反应时,由BrF3还原的BrF3的物质的量为 。
11. 三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料,在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:HF、NO和HNO3 ,请根据要求回答下列问题:
(1)反應过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为 ;
(2)写出该反应的化学方程式,用双线桥标出电子转移的方向和数目: ;若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数目 个;
(3)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染。其产物除H2O外,还有三种钠盐: (填化学式)。
12. (1)配平氧化还原反应方程式:
C2O42-+ MnO4-+ H+= CO2+ Mn2++ H2O
(2)称取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KOH、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25 mol·L-1 NaOH溶液至20 mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+的物质的量为 mol。
②第二份溶液中滴加0.10 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液至16 mL时反应完全,此时溶液颜色由 变为 。该溶液中还原剂的物质的量为 mol。
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为 。KHC2O4的质量分数为 。
例1 水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列说法中,正确的是( )
A. 每生成1 mol Fe3O4,转移的电子总数为4 mol
B. Fe2+和S2O32-都是还原剂
C. 1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2为[13]mol
D. x=2
解析 分析可知:铁元素化合价由+2→+[83](平均价态),硫化合价由+2→+[52](平均价态),故氧化剂是O2,还原剂是Fe2+和S2O32-,B项正确;每生成1 mol Fe3O4的同时也产生1 mol S4O62-,由得失电子守恒,转移电子总数根据O2计算得1 mol×4=4 mol,A项正确;1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1 mol÷4=0.25 mol,C项错误;离子方程式中电荷守恒,故x=4,D项错误。答案:AB。
点评 本题型综合考查反应前后元素的化合价计算,氧化剂、还原剂的判断,得失电子守恒规律的应用,氧化还原方程式的配平。解题思路:找变价、判类型、分升降、定其他。而电子得失守恒和原子守恒是解答这类题目的“法宝”。氧化还原反应中,同种元素的化合价变化规律:高到高,低到低,可以归中,不能跨越。
考点2 物质氧化性、还原性判断
例2 某溶液中同时含有下列六种离子:①HS-; ②SO32-;③NO3-;④PO43-;⑤SO42-;⑥Na+。向其中加入足量H2O2,充分反应后,溶液中离子的物质的量基本保持不变的是( )
A.①②④⑤ B.②③④ C.③④⑥ D.⑤⑥
解析 H2O2具有较强的氧化性,能氧化HS-、SO32-,其中SO32-被氧化为SO42-,故③④⑥的物质的量基本不变。答案:C。
点评 本题型综合元素化合物知识和离子反应对氧化还原反应进行考查。解题关键:掌握常见的具有氧化性或还原性的物质、在一定条件下能体现氧化性的部分微粒。
考点3 氧化性、还原性的比较
例3 X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中, Z极上有气泡放出;若用惰性电极电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出;又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属单质的还原性由强到弱的顺序为( )
A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M
C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y
解析 金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中,形成原电池,Z极有气泡放出,故Z是正极,X是负极,说明金属单质的还原性X>Z;电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出,说明Y2+氧化性强于Z2+,故单质的还原性Z>Y;同理还原性Y>M,综上所述:金属单质的还原性X>Z>Y>M。答案:A。
点评 本题以电化学知识为载体,考查了金属单质还原性的比较。解题关键:应用原电池中负极金属较活泼判断;了解电解池中氧化性强的阳离子先放电的一般规律,逆向分析出金属单质还原性的强弱。
考点4 结合实验进行考查
例4 某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
(1)提出问题 Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(2)猜想
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液含有 (填化学式,下同);
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液含有 。
(3)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的。
供选用的试剂: a. 酚酞试液; b. CCl4; c. 无水酒精; d. KSCN溶液。
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序號)
[&选用试剂&实验现象&方案1&&&方案2&&&]
(4)结论
氧化性:Br2>Fe3+。在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为 。
解析 (2)①因溴水也呈黄色 ②因发生反应2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,生成的Fe3+使溶液呈黄色。(3)方案1:可通过Br2在CCl4中的颜色变化来证明。若CCl4层呈无色,则说明溶液中无Br2存在,Br2被完全反应,从而说明氧化性Br2>Fe3+;若甲正确,则溶液中有Br2,Br2溶于CCl4中,CCl4层呈橙红色。方案2:可通过检验Fe3+存在与否来证明。向反应后的溶液中加入KSCN溶液,若出现血红色,说明有Fe3+存在,从而证明氧化性Br2>Fe3+。(4)2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-
【专题训练】
1.下列转化需要加入还原剂才能实现的是( )
A.Na2S2O3→S B.HClO→HCl
C.KMnO4→O2 D.KClO3→Cl2
2.高氯酸铵加热至483 K时,可完全分解成N2、Cl2、O2和H2O,则反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )
A. 1∶1 B. 1∶3 C. 2∶1 D. 3∶1
3.将下列5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上 + → + + +H2O组成一个未配平的化学方程式。
4. 反应①是自海藻灰中提取碘的主要反应,反应②是从智利硝石中提取碘的主要反应:
①2NaI+MnO2+3H2SO4=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
②2NaIO3+5NaHSO3=2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2
已知NaIO3的氧化性与MnO2相近 ,下列有关说法正确的是( )
A.I2 在反应①中是还原产物,在反应②中是氧化产物
B.两个反应中生成等量的I2 时转移的电子数相等
C.在一定条件下NaI和NaIO3 能反应生成I2
D.在化学反应中NaIO3只能做氧化剂不能做还原剂
5.下列各组离子在碱性条件下可大量共存,在强酸性条件下能发生氧化还原反应的是( )
A.Cu2+、Fe2+、NO3-、Cl- B.K+、Mg2+、HCO3-、SO42-
C.Na+、K+、S2-、SO32- D.Ba2+、Na+、I-、HSO3-
6. 某溶液中含有FeBr2、FeI2,若先向该溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色,则下列叙述正确的是( )
①原溶液中的Br-一定被氧化 ②原溶液中的Fe2+一定被氧化 ③不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+ ④向反应后的溶液中滴加淀粉溶液,一定变蓝 ⑤若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液,静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②③⑤ D.①②④
7. 将适量的SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,继续滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的元素是( )
A.S B.Fe C.Cl D.N
8. 两只串联的电解池(惰性电极),甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液。电解时当甲池电极析出6.4 g Cu时,乙池电极析出2.7 g金属,则乙池的溶质可能是( )
A. Ca(NO3)2 B. Mg(NO3)2 C. Al(NO3)3 D. AgNO3
9. 已知氧化性BrO3->ClO3->Cl2>IO3->I2,现将饱和氯水逐滴滴入KI淀粉溶液中至过量。
(1)可观察到的现象是:① ;② 。
(2)写出有关的离子方程式:① ;② 。
10. 三氟化溴溶于水发生如下反应:BrF3+H2O→HBrO3+Br2+HF+O2↑。
(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是 ;
(2)当有5.0 mol水作还原剂参加反应时,由水还原的BrF3的物质的量为 ;
(3)当有5.0 mol水未参加氧化还原反应时,由BrF3还原的BrF3的物质的量为 。
11. 三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料,在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:HF、NO和HNO3 ,请根据要求回答下列问题:
(1)反應过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为 ;
(2)写出该反应的化学方程式,用双线桥标出电子转移的方向和数目: ;若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数目 个;
(3)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染。其产物除H2O外,还有三种钠盐: (填化学式)。
12. (1)配平氧化还原反应方程式:
C2O42-+ MnO4-+ H+= CO2+ Mn2++ H2O
(2)称取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KOH、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25 mol·L-1 NaOH溶液至20 mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+的物质的量为 mol。
②第二份溶液中滴加0.10 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液至16 mL时反应完全,此时溶液颜色由 变为 。该溶液中还原剂的物质的量为 mol。
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为 。KHC2O4的质量分数为 。