2019版高考化学二轮复习 突破全国卷专题讲座(一)氧化还原反应的综合应用课堂练习
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突破全国卷专题讲座(一) 氧化还原反应的综合应用[命题趋势]氧化还原反应方程式的配平及相关计算,是高考化学部分的难点,经常与离子反应、原电池、电解池综合在一起考查,并渗透到综合实验(如滴定实验)、工业制备中,在非选择题中,常把这一重要知识融合于填空、推断及实验中进行综合考查,注重考查新型氧化还原反应方程式的书写。
对氧化还原反应的相关计算,全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有可能出现,在计算时要充分利用得失电子守恒法及关系式法等,简化多步反应带来的计算困难。
[突破策略]这类题目的解题原则是运用守恒思想,遵循化学中的三大规律:(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒: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。
在多步计算中,电子守恒法可以大大简化计算量。
例如:1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到气体672 mL(标准状况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,容器内液面上升,再通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,计算通入的氧气的体积。
解析:生成气体颜色越来越浅,说明气体中有NO2,也有NO。
溶于水通入氧气后,气体完全转化为硝酸。
这说明铜所失去的电子,最终传递给了氧气,因此根据电子的得失守恒可知,氧气的体积是1.92 g64 g/mol ×24×22.4 L/mol=0.336 L=336 mL。
(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。
[突破训练]题型一在电化学中的应用1.(2017·石家庄冲刺模考)丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源,放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2===3CO2+4H2O,2Zn+O2===2ZnO。
用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示,下列说法不正确的是( )A.物质M为CO2B.燃料电池消耗1 mol O2时,理论上有4 mol OH-透过b膜向P电极移动C.a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜D.该装置中,锌蓄电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O解析:选D 。
突破全国卷专题讲座(一) 氧化还原反应的综合应用[命题趋势]氧化还原反应方程式的配平及相关计算,是高考化学部分的难点,经常与离子反应、原电池、电解池综合在一起考查,并渗透到综合实验(如滴定实验)、工业制备中,在非选择题中,常把这一重要知识融合于填空、推断及实验中进行综合考查,注重考查新型氧化还原反应方程式的书写。
对氧化还原反应的相关计算,全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有可能出现,在计算时要充分利用得失电子守恒法及关系式法等,简化多步反应带来的计算困难。
[突破策略]这类题目的解题原则是运用守恒思想,遵循化学中的三大规律:(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒: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。
在多步计算中,电子守恒法可以大大简化计算量。
例如:1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到气体672 mL(标准状况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,容器内液面上升,再通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,计算通入的氧气的体积。
解析:生成气体颜色越来越浅,说明气体中有NO2,也有NO。
溶于水通入氧气后,气体完全转化为硝酸。
这说明铜所失去的电子,最终传递给了氧气,因此根据电子的得失守恒可知,氧气的体积是1.92 g64 g/mol ×24×22.4 L/mol=0.336 L=336 mL。
(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。
[突破训练]题型一在电化学中的应用1.(2017·石家庄冲刺模考)丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源,放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2===3CO2+4H2O,2Zn+O2===2ZnO。
用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示,下列说法不正确的是( )A.物质M为CO2B.燃料电池消耗1 mol O2时,理论上有4 mol OH-透过b膜向P电极移动C.a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜D.该装置中,锌蓄电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O解析:选D 。
2019-2020学年高考化学二轮专题突破专题三氧化还原反应教案【考纲要求】1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化还原反应,会判断有关概念。
3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
【课时安排】教学安排:3课时【考情分析】氧化还原反应主要从以下几个方面考查:①考查氧化还原反应的基本概念,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等;②判断氧化性和还原性的强弱及其应用;③氧化还原反应的基本规律及应用;④氧化还原反应方程式的书写及配平;⑤氧化还原反应相关的化学计算问题等。
【教学过程】考点一:氧化还原反应概念一、知识梳理:1.氧化还原反应有关概念和本质(1)概念:有元素化合价升降的化学反应。
(2)特征:反应前后元素的化合价发生了改变。
(3)实质:反应过程中有电子得失或电子转移。
2.氧化还原反应与其他反应间的关系(1)与四种基本类型的关系(2)与电极反应的关系:①原电池:负极—氧化反应,正极—还原反应;②电解池:阳极—氧化反应,阴极—还原反应。
二、典例精析例1:对4FeCl2+4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl,下列说法错误的是( )A.Fe(OH)3既是氧化产物又是还原产物B.氧气是氧化产物C.作氧化剂的过氧化钠和作还原剂的过氧化钠物质的量之比为3∶1D.过氧化钠只作氧化剂方法点拨:标出变价元素的化合价→分析反应前后元素化合价变化→找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物(即二剂二产物)→判断各物质的作用及电子转移或物质的量关系。
解析: D 在题给的化学反应4FeCl2+4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl中,铁元素由+2→+3价,,故可知Fe(OH)3既是氧化产物又是还原产物,氧气是氧化产物,氧化剂是Na2O2,还原剂为FeCl2和Na2O2,A、B正确,D错误;由得失电子守恒可知,作氧化剂的Na2O2与作还原剂的Na2O2物质的量之比为3∶1,C正确。
第二部分高考能力突破专题一高考能力解读考纲三大能力解读一、高考档案化学学科考试,为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生,以能力测试为主导,将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学学科素养。
化学学科命题注重检测自主学习的能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,以促进学生在知识和技能、过程和方法、情感、态度和价值观等方面的全面发展。
二、能力解读I能力要求一|»接受、吸收、整合化学信息的能力解读能够对中学化学基础知识融会贯通,有正确复述、再现、辨认的能力。
【印证1】(2016-海南化学,4)下列叙述错误的是()A.氮气可用于填充飞艇TB.氯化铁可用于硬水的软化1C石英砂可用于生产单晶硅. I庾石1區亍被孩还融里品电D.聚四氟乙烯可用于厨具表面涂层答案B【能力培训】这类题目包含概念的理解.生活现象的剖析.元素化合物知识的运用等。
这类选择题的四个选项之间往往没有太大联系,审题时应注意逐项审核,各个击破,从而获得正确答案。
1500 图表的观察,以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象 的观察,获取有关的感性知识和印象,并进行初步加工、吸收、 有序存储的能力。
(2015・江苏化学,15)在体积均为1.() L 的两恒容密闭容器 中加人足量的相同的碳粉,再分别加入0.1mol CO?和 0.2 mol CO?,在不同温度下反应C()2(g) + C(s) = 2C()(g)I1九住数质的愛境主二丄空。
:达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(C02)随温度的变 化如图所示(图中点均处于曲线上)。
下列说法正 确的是(双选)( ) 解读能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、【印证2】 i T f c(CO 2)|-> A/f >0: 冷温:II 成比例增加投: [料量一相当于加压 ; :r ni >0 —%(状态in ); ;>% 0 6 2 8 4 2 11 o OA.反应CO2(g) + C(s)===2CO(g)的AS > 0、AHV 0B.体系的总压强p总:p总(状态II)>勿总(状态I)C.体系中c(CO): c(CO,状态II)V2c(CO,状态IH)D.逆反应速率农逆:e逆(状态I )>^逆(状态DI)答案BCI能力要求二IA分析问题和解决(解答)化学问题的能力解读能够将分析解决问题的过程和成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达,并做出解释的能力。
突破全国卷专题讲座(一) 氧化还原反应的综合应用[学生用书P16][命题趋势]氧化还原反应方程式的配平及相关计算,是高考化学部分的难点,经常与离子反应、原电池、电解池综合在一起考查,并渗透到综合实验(如滴定实验)、工业制备中,在非选择题中,常把这一重要知识融合于填空、推断及实验中进行综合考查,注重考查新型氧化还原反应方程式的书写。
对氧化还原反应的相关计算,全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有可能出现,在计算时要充分利用得失电子守恒法及关系式法等,简化多步反应带来的计算困难。
[突破策略]这类题目的解题原则是运用守恒思想,遵循化学中的三大规律:(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒: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。
在多步计算中,电子守恒法可以大大简化计算量。
例如:1.92 g 铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到气体672 mL(标准状况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,容器内液面上升,再通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,计算通入的氧气的体积。
解析:生成气体颜色越来越浅,说明气体中有NO 2,也有NO 。
溶于水通入氧气后,气体完全转化为硝酸。
这说明铜所失去的电子,最终传递给了氧气,因此根据电子的得失守恒可知,氧气的体积是1.92 g 64 g/mol ×24×22.4 L/mol =0.336 L =336 mL 。
(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。
[突破训练]题型一 在电化学中的应用1.(2017·石家庄冲刺模考)丙烷(C 3H 8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源,放电时二者的总反应分别为C 3H 8+5O 2===3CO 2+4H 2O ,2Zn +O 2===2ZnO 。
专题06 氧化还原反应氧化还原反应是高考的高频知识点,应关注社会热点,特别关注工业生产、环境保护和能的开发和利用与氧化还原反应的结合点。
试题的考查形式主要有两种,一种是通过氧化还原反应规律确定产物,另一种是通过氧化还原反应确定某物质含量。
本讲内容与能量变化、电化学基础有很强的关联性,和它们一起进行综合考查的可能性较大。
利用氧化还原反应滴定原理测定物质的组成及有限定条件的氧化还原反应方程式的书写的命题趋势较强。
高考会以新物质、新材料为载体,结合社会实际问题、社会热点,考查对氧化还原反应有关概念的理解与应用;将氧化还原反应与物质的分析推断结合在一起,将电化学原理、新型绿色能的开发等与工农业生产、科学研究、社会日常生活等结合在一起,考查考生对学科内知识的综合应用能力。
主要考查方面:1.氧化还原反应的概念及表示方法(1).本质与特征(2).元素化合价的判断先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中元素化合价代数和为零的规则,求解其他元素的化合价。
近几年高考中一些特殊物质中元素的化合价:Mn+2(OH)2Mn+4O(OH)2Fe+3PO4LiFe+2PO4Fe+6O4CuFe+2S2-2Cu+1Cl Cu2+2(OH)2Cl22Cu+1H-1As2+3S3H3As+5O4H3As+3O3NaCl+1O NaCl+3O2NaCl+5O3Cl+4O2N2+1O N2-2H4N2+4O4LiN-3H2AlN-3C+2N-3H2C2+3O4Na2S2+2O3Na B+3H4-12Cr2+6O72Cr+6O4(3).氧化还原反应的基本概念实例:在Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2的反应中Fe 2O 3是氧化剂,CO 是还原剂;碳元素被氧化,铁元素被还原;Fe 2O 3具有氧化性,CO 具有还原性;CO 2是氧化产物,Fe 是还原产物。
[拓展归纳]氧化还原反应概念的“五个误区”误区一:某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。
2019版高考化学二轮复习突破全国卷专题讲座(一)氧化还原反应的综合应用课堂练习氧化还原反应方程式的配平及相关计算,是高考化学部分的难点,经常与离子反应、原电池、电解池综合在一起考查,并渗透到综合实验(如滴定实验)、工业制备中,在非选择题中,常把这一重要知识融合于填空、推断及实验中进行综合考查,注重考查新型氧化还原反应方程式的书写。
对氧化还原反应的相关计算,全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有可能出现,在计算时要充分利用得失电子守恒法及关系式法等,简化多步反应带来的计算困难。
[突破策略]这类题目的解题原则是运用守恒思想,遵循化学中的三大规律:(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒: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。
在多步计算中,电子守恒法可以大大简化计算量。
例如:1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到气体672 mL(标准状况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,容器内液面上升,再通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,计算通入的氧气的体积。
解析:生成气体颜色越来越浅,说明气体中有NO2,也有NO。
溶于水通入氧气后,气体完全转化为硝酸。
这说明铜所失去的电子,最终传递给了氧气,因此根据电子的得失守恒可知,氧气的体积是1.92 g64 g/mol ×24×22.4 L/mol=0.336 L=336 mL。
(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。
[突破训练]题型一在电化学中的应用1.(2017·石家庄冲刺模考)丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源,放电时二者的总反应分别为C3H8+5O2===3CO2+4H2O,2Zn+O2===2ZnO。
用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示,下列说法不正确的是( )A.物质M为CO2B.燃料电池消耗1 mol O2时,理论上有4 mol OH-透过b膜向P电极移动C.a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜D .该装置中,锌蓄电池的负极反应式为Zn +2OH --2e -===ZnO +H 2O解析:选D 。
A.燃料电池中由于电解质是熔融的碳酸钠,则氧气在正极得到电子结合CO 2转化为碳酸根,则物质M 为CO 2,A 正确;B.燃料电池消耗1 mol O 2时转移4 mol 电子,电解池中阴离子向阳极移动,因此理论上有4 mol OH -透过b 膜向P 电极移动,B 正确;C.燃料电池中正极产生碳酸根,负极丙烷需要结合碳酸根,则a 膜、b 膜均适宜选择阴离子交换膜,C 正确;D.该装置中,锌蓄电池的负极此时变为阴极,反应式为ZnO +H 2O +2e -===Zn +2OH -,D 错误。
题型二 在综合实验中的应用2.工业上为了测定辉铜矿(主要成分是Cu 2S)中Cu 2S 的质量分数,设计了如图所示装置。
实验原理:Cu 2S +O 2=====△SO 2 +2Cu ,通过测定SO 2的量来确定Cu 2S 的质量分数。
实验时按如下步骤操作:A .连接全部仪器,使其成为如图装置,并检查装置的气密性。
B .称取研细的辉铜矿样品1.000 g 。
C .将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。
D .以每分钟1 L 的速率鼓入空气。
E .将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为Cu 2S +O 2=====△SO 2+2Cu 。
F .移取25.00 mL 含SO 2的水溶液于250 mL 锥形瓶中,用0.010 0 mol/L KMnO 4标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法重复滴定2~3次。
试回答下列问题:(1)装置①的作用是_______________________________;装置②的作用是___________________________________。
(2)假定辉铜矿中的硫全部转化为SO 2,并且全部被水吸收,则操作F 中所发生反应的离子方程式为_____________________________________。
(3)若操作F 的滴定结果如下表所示,则辉铜矿样品中Cu 2S 的质量分数是________。
(4) _______________________________________________(写一种即可)。
解析:(1)装置①中的溶液是高锰酸钾溶液与氢氧化钾溶液的混合溶液,目的是为了吸收空气中可能含有的还原性气体与酸性气体,避免对测定结果产生误差,装置②干燥管中的碱石灰可除去空气中混有的水蒸气。
(2)高锰酸钾具有强氧化性,可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,高锰酸钾被还原为硫酸锰,离子方程式为2MnO -4+5H 2SO 3===2Mn 2++5SO 2-4+4H ++3H 2O 或2MnO -4+5SO 2+2H 2O===2Mn 2++5SO 2-4+4H +。
(3)第3组数据误差太大,舍去,前两组消耗高锰酸钾溶液平均体积为[(21.03-1.04)+(21.99-1.98)]÷2=20.00(mL),浓度为0.010 0 mol/L ,高锰酸钾的物质的量为0.010 0 mol/L×0.02 L=0.000 2 mol ,根据反应分析,得5Cu 2S ~5SO 2~5H 2SO 3~2KMnO 45 2 n 0.000 2 mol则n =0.000 5 mol 。
辉铜矿样品中硫化亚铜的质量分数=0.000 5 mol×160 g/mol×250251.000 g×100%=80%。
(4)H 2SO 3具有还原性,未反应完的O 2与空气中的氧气会把H 2SO 3部分氧化,则滴定时与高锰酸钾反应的H 2SO 3减少,造成测定结果偏低。
答案:(1)除去空气中可能含有的还原性气体与酸性气体 干燥空气(2)2MnO -4+5H 2SO 3===2Mn 2++5SO 2-4+4H ++3H 2O (或2MnO -4+5SO 2 +2H 2O===2Mn 2++5SO 2-4+4H + )(3)80%(4)在用KMnO 4滴定前,未反应完的O 2与空气中的O 2也可将H 2SO 3氧化,造成测定结果偏低(答案合理即可)题型三 在工业制备中的应用3.NF 3具有很高的蚀刻速率和选择性,因此NF 3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。
在1个标准大气压下,NF 3的沸点为-129.0 ℃,能与空气中的水蒸气反应生成HF 、NO 和HNO 3。
NF 3可通过如下方法制备:(1)气—气反应:在常温下将OF 2与干燥的空气混合即得NO 2和NF 3。
①原料OF 2中氧元素的化合价为________。
②已知反应中每消耗1 mol N 2转移7 mol 电子,配平反应:________OF 2+________N 2+________O 2===________NO 2+________NF 3。
反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)气—固反应:由于气—气反应容易腐蚀设备,研究人员提出用气—固反应制备NF 3。
气—固反应包括如下两个步骤:(NH 4)3AlF 6+6F 2===2NF 3+8HF +NH 4AlF 4NH 4AlF 4+3F 2===NF 3+4HF +AlF 3①气—固反应的总化学方程式为_______________________________________________________,若有0.5 mol (NH 4)3AlF 6完全氧化,则可制得NF 3________L(标准状况)。
②若要制备1.5 mol NF 3,共有________mol 电子发生转移。
(3)电解法:NF 3的电解制备工艺已经比较成熟,国外一些公司均采用电解熔融NH 4F ·x HF 的方法制备NF 3。
①电解过程中阳极反应式为___________________________。
②阳极上的主要副产物为________(不考虑产物与电极材料间的反应)。
解析:(1)①由于氟的非金属性强于氧,氟和氧成键时共用电子对偏向氟,因此OF 2中氧元素呈+2价,同理知NF 3中氮元素的化合价为+3价。
②根据题意知OF 2+N 2+O 2―→NO 2+NF 3,设当有1 mol N 2反应时,生成 NO 2 x mol ,NF 3 y mol ,根据N 原子守恒得x +y =2,根据得失电子守恒得4x +3y =7,联立解得x =y =1,由此可知反应的化学方程式为6OF 2+4N 2+O 2===4NO 2+4NF 3,反应中氧化剂是OF 2和O 2,还原剂是N 2,两者的物质的量之比为7∶4。
(2)①消去中间产物NH 4AlF 4,将已知的两个化学方程式相加得总反应方程式为(NH 4)3AlF 6+9F 2===3NF 3+12HF +AlF 3,当有0.5 mol (NH 4)3AlF 6完全氧化可得1.5 mol NF 3,在标准状况下的体积为33.6 L 。
②由总反应方程式可知,制备3 mol NF 3,共转移18 mol 电子,因此制备1.5 mol NF 3,共有9 mol 电子发生转移。
(3)①阳极上发生氧化反应,因此NF 3是NH +4在阳极被氧化所得,电极反应式为NH +4-6e -+3F -===NF 3↑+4H +。
②阳极上能发生氧化反应的微粒还有F -,F -发生氧化反应后得F 2。
答案:(1)①+2价 ②6 4 1 4 4 7∶4(2)①(NH 4)3AlF 6+9F 2===3NF 3+12HF +AlF 333.6 ②9(3)①NH +4-6e -+3F -===NF 3↑+4H + ②F 2。