2020届高考艺考生化学复习教师用书:微专题一 氧化还原反应在定量测定中的应用 Word版含解析
- 格式:doc
- 大小:362.50 KB
- 文档页数:5
第6讲 氧化还原反应方程式的配平及计算1.了解氧化还原反应的本质。
2.了解常见的氧化还原反应。
考点一 氧化还原反应方程式的配平1.配平原则2.配平步骤3.步骤示例H 2S +HNO 3―→S ↓+NO ↑+H 2O第一步:标变价,H 2S -2+HN +5O 3―→S 0↓+N +2O ↑+H 2O第二步:列得失, H 2S -2+ HN +5O 3失去↓2e -↓得到(5-2)e -S 0N +2O ↑第三步:求总数,从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。
H 2S -2+ HN +5O 3 失去2e -×3↓ ↓得到3e -×2S 0N +2O ↑故H 2S 的化学计量数为3,HNO 3的化学计量数为2。
第四步:配系数,先配平变价元素,再利用原子守恒配平其他元素。
3H 2S +2HNO 3===3S ↓+2NO ↑+4H 2O第五步:查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用O 原子守恒来进行验证。
1.正向配平类(1)4HCl(浓)+1MnO 2=====△1Cl 2↑+1MnCl 2+2H 2O (2)5KI +1KIO 3+3H 2SO 4===3I 2+3K 2SO 4+3H 2O (3)2MnO -4+16H ++10Cl -===2Mn 2++5Cl 2↑+8H 2O2.逆向配平类(1)3S +6KOH=====△2K 2S +1K 2SO 3+3H 2O (2)2P 4+9KOH +3H 2O===3K 3PO 4+5PH 3 (3)2Cl 2+2Ca(OH)2===1CaCl 2+1Ca(ClO)2+2H 2O 3.缺项配平类(1)3ClO -+2Fe(OH)3+4OH -===3Cl -+2FeO 2-4+5H 2O(2)2MnO -4+5H 2O 2+6H +===2Mn 2++5O 2↑+8H 2O(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al 2O 3、C 、N 2、AlN 、CO 。
2020届高三备考化学专题能力提升练-氧化还原反应A组一、选择题(本题包括5小题,每小题6分,共30分)1.分析生产生活中的下列过程,不涉及氧化还原反应的是( )A.煤液化制得清洁能源B.用酒精测试仪检测酒驾C.将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉D.从海水中提取氯化镁【解析】选D。
煤的液化是指将煤与H2反应,涉及氧化还原反应,A错误;酒精测试仪的原理为C 2H5OH+4CrO3+6H2SO42Cr2(SO4)3+2CO2↑+9H2O,涉及氧化还原反应,B错误;制漂白粉涉及氧化还原反应,C错误;从海水中提取氯化镁时,经历了氢氧化镁、氯化镁的过程,不涉及氧化还原反应,D正确。
2.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:①Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+②Sn2++2Fe3+2Fe2++Sn4+由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+【解析】选A。
由方程式①知还原性Fe2+>Ce3+;由方程式②知还原性Sn2+>Fe2+,故还原性Sn2+>Fe2+>Ce3+。
3.(2018·哈尔滨一模)某强氧化剂XO(OH被Na2SO3还原。
如果还原2.4×10-3mol XO(OH,需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X被还原后的价态是( ) A.+2 B.+1 C.0 D.-1【解析】选C。
XO(OH中X的化合价是+5,Na2SO3中S的化合价从+4升高到+6,设X被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中化合价升降必相等:2.4×10-3×(5-a)=0.2×0.03×(6-4),解得a=0。
4.Fe3+、Fe2+、N、N、H+和H2O六种微粒属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物。
全国通用2020_2022三年高考化学真题分项汇编:专题04 氧化还原反应2022年高考真题1.(2022·浙江卷)关于反应223242422Na S O H SO =Na SO S ++SO ++H O ↓↑,下列说法正确的是A .24H SO 发生还原反应B .223Na S O 既是氧化剂又是还原剂C .氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D .2231mol Na S O 发生反应,转移4mol 电子 【答案】B【解析】Na 2S 2O 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+S ↓+SO 2↑ +H 2O ,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发上歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S 元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。
A .H 2SO 4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A 说法不正确;B .Na 2S 2O 3中的S 的化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO 2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B 说法正确;C .该反应的氧化产物是SO 2,还原产物为S ,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1,C 说法不正确;D .根据其中S 元素的化合价变化情况可知,1mol Na 2S 2O 3发生反应,要转移2 mol 电子,D 说法不正确。
综上所述,本题选B 。
2.(2022·湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进+H 和-e 的转移(如a 、b 和c),能将海洋中的2NO -转化为2N 进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是A .过程Ⅰ中2NO -发生氧化反应B .a 和b 中转移的-e 数目相等C .过程Ⅱ中参与反应的()4+n(NO):n NH =1:4D .过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为-+2422NO +NH =N +2H O ↑【答案】C【解析】A .由图示可知,过程I 中NO -2转化为NO ,氮元素化合价由+3价降低到+2价,NO -2作氧化剂,被还原,发生还原反应,A 错误;B .由图示可知,过程I 为NO -2在酶1的作用下转化为NO 和H 2O ,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO -2+2H ++e -1=酶NO+H 2O ,生成1molNO ,a 过程转移1mole -,过程II 为NO 和NH +4在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H 2O 和N 2H 4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:2NO+8NH +42=酶2H 2O+5N 2H 4+8H +,消耗1molNO ,b 过程转移4mol e -,转移电子数目不相等,B 错误;C .由图示可知,过程II 发生反应的参与反应的离子方程式为:2NO+8NH +42=酶2H 2O+5N 2H 4+8H +,n(NO):n(NH +4)=1:4,C 正确; D .由图示可知,过程III 为N 2H 4转化为N 2和4H +、4e -,反应的离子方程式为:N 2H 4= N 2+4H ++4e -,过程I-III 的总反应为:2NO -2+8NH +4=5N 2↑+4H 2O+24H ++18e -,D 错误; 答案选C 。
化学平衡图像[知识必备]“析”图像定影响因素方程式(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0(2)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH>0(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0(4)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<(5)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH<图像影响因素确定t2时刻改变的条件增大压强曲线Ⅰ相对曲线Ⅱ改变①的条件升高温度②曲线Ⅲ相对曲线Ⅱ改变的条件可能是使用催化剂并适当降低温度t1时刻改变的条件可能是增大压强或增加H2的量①10 min到15 min内曲线变化的原因可能使用催化剂、缩小容积的体积、升温、加压等②20 min变化的原因可能是增加O2的量①X表示的是温度②Y表示的是压强且Y1<Y2(填“>”或“<”)解题策略和注意事项(1)要弄清纵横坐标的含义(如v 、c 、n 等),例如(2)中利用横坐标可以确定速率,利用纵坐标可以确定移动问题。
(2)看改变条件的时刻图像是否脱离原平衡点,可以排除一些或肯定一些图像,如(3)可能是加压,(4)中10 min 时不可能改变物质的量。
(1)中不可能是改变某一种物质的物质的量。
(3)利用平衡移动方向,若仅根据改变条件哪一时刻不能确定外界条件改变,要结合平衡移动方向综合判断。
(4)要弄清条件改变是在平衡之前还是在平衡之后,如(4)中10 min 时未平衡,只能用影响速率的因素解决;20 min 时用影响平衡移动的因素解决。
确定X 时,根据曲线走向变化、方程式特点和平衡移动原理解决。
确定Y 时,平行纵坐标做线,依据X 变化并结合方程式特点和平衡移动原理推测。
1.(全国Ⅱ)丙烯腈(CH 2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH 2=CHCHO)和乙腈(CH 3CN)等。
回答下列问题:(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C 3H 3N)和副产物丙烯醛(C 3H 4O)的热化学方程式如下:①C 3H 6(g)+NH 3(g)+32O 2(g)===C 3H 3N(g)+3H 2O(g) ΔH = -515 kJ·mol -1②C 3H 6(g)+O 2(g)===C 3H 4O(g)+H 2O(g) ΔH = -353 kJ·mol -1 两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是_______________________________ ________________________________________________________________________; 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________________________________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________________________________。
2020届高考化学二轮专题复习之难点突破专题4 氧化还原反应及综合应用【考题回顾】【典例1】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2=2 Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑①该反应中还原剂是_________,每生成1mol O2转移_______mol电子。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时,在水处理过程中所起的作用_________________。
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:____________________________。
②低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),其原因是________________________________________________。
【典例2】H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应制得H3PO2,写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:_______________________________。
【典例2】①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为_________________。
②PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为_____、_______________。
【典例4】将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NO x完全被氧化为NO3−,加水稀释至100.00 mL。
量取20.00 mL该溶液,加入v1 mL c1 mol·L−1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2 mL。
2020届高三备考化学专题能力提升练-氧化还原反应A组一、选择题(本题包括5小题,每小题6分,共30分)1.分析生产生活中的下列过程,不涉及氧化还原反应的是( )A.煤液化制得清洁能源B.用酒精测试仪检测酒驾C.将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉D.从海水中提取氯化镁【解析】选D。
煤的液化是指将煤与H2反应,涉及氧化还原反应,A错误;酒精测试仪的原理为C 2H5OH+4CrO3+6H2SO42Cr2(SO4)3+2CO2↑+9H2O,涉及氧化还原反应,B错误;制漂白粉涉及氧化还原反应,C错误;从海水中提取氯化镁时,经历了氢氧化镁、氯化镁的过程,不涉及氧化还原反应,D正确。
2.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:①Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+②Sn2++2Fe3+2Fe2++Sn4+由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+【解析】选A。
由方程式①知还原性Fe2+>Ce3+;由方程式②知还原性Sn2+>Fe2+,故还原性Sn2+>Fe2+>Ce3+。
3.(2018·哈尔滨一模)某强氧化剂XO(OH被Na2SO3还原。
如果还原2.4×10-3mol XO(OH,需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X被还原后的价态是( ) A.+2 B.+1 C.0 D.-1【解析】选C。
XO(OH中X的化合价是+5,Na2SO3中S的化合价从+4升高到+6,设X被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中化合价升降必相等:2.4×10-3×(5-a)=0.2×0.03×(6-4),解得a=0。
4.Fe3+、Fe2+、N、N、H+和H2O六种微粒属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物。
氧化还原反应在定量测定中的应用 [知识必备] 氧化还原反应定量测定 1.滴定 ①氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。利用氧化还原滴定法可以直接或间接测定许多具有氧化性或还原性的物质,也可以用氧化还原滴定法间接测定。因此,它的应用非常广泛。 ②在氧化还原滴定中,要使分析反应定量地进行完全,常常用强氧化剂和较强的还原剂作为标准溶液。根据所用标准溶液的不同,氧化还原滴定法可分为高锰酸钾法、重铬酸钾法等。 2.计算 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,只要把物质分为始态和终态,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。 [例] (2017·课标全国Ⅱ,28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下: Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。 Ⅱ.酸化,滴定 将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3
溶液滴定生成的I2(2S2O2-3+I2===2I-+S4O2-6)。
回答下列问题: (1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是_________________。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为________________________________。 (3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________________;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除________及二氧化碳。 (4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为________________;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为________mg·L-1。 (5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________。(填“高”或“低”) 解析:本题采用碘量法测定水中的溶解氧的含量,属于氧化还原滴定。(1)取水样时,若搅拌水体,会造成水底还原性杂质进入水样中,或者水体中的氧气因搅拌溶解度降低逸出。(2)根据氧化还原反应原理,Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2,由此可得方程式2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2。 (3)一定物质的量浓度溶液的配制还需要容量瓶;加热可以除去溶解的氧气,避免实验结果不准确。(4)该实验用硫代硫酸钠标准液滴定I2,因此终点现象为当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化; 根据关系式:O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3 可得水样中溶解氧的含量为[(ab×10-3) mol÷4×32 mg·mol-1×103]÷0.1 L=80ab mg·L-1。 (5)终点读数时有气泡,气泡占据液体应占有的体积,会导致所测溶液体积偏小,最终结果偏低。 答案:(1)避免水底还原性杂质进入水样中(或者防止水体中的氧气逸出) (2)2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2 (3)容量瓶 氧气 (4)当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 80ab (5)低 [对点训练] 1.为测定某草酸晶体(H2C2O4·2H2O)样品的纯度,现称取一定质量的该样品,配制成100 mL溶液,取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,加适量稀硫酸,用0.100 mol·L-1的KMnO4溶液滴定(杂质不参与反应)。为省去计算过程,当称取的样品的质量为某数值时,滴定所用KMnO4
溶液的体积数值(单位为mL)恰好等于样品中草酸晶体的质量分数的100倍。则应称取样品的
质量为( ) A.2.25 g B.3.15 g C.9.00 g D.12.6 g 解析:D [设草酸晶体的质量分数为x,则消耗KMnO4溶液的体积为100x mL,再由得失电子守恒可知2n(H2C2O4·2H2O)=5n(KMnO4)=5×0.1 mol·L-1×100x mL×10-3 L·mL-
1×100 mL25.00 mL=0.2x mol,所以n(H2C2O4·2H2O)=0.1x mol,则应称取样品的质量为
0.1x mol×126 g·mol-1
x=12.6 g,所以选D。]
2.Ba2+是一种重金属离子,有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2+的物质的量浓度。 请回答下列问题: (1)现需配制250 mL 0.100 mol·L-1的标准Na2S2O3溶液,所需要的玻璃仪器除量筒、250 mL 容量瓶、玻璃棒外,还需要________________。 (2)需准确称取Na2S2O3固体的质量为________g。 (3)另取废水50.00 mL,控制适当的酸度,加入足量的K2Cr2O7溶液,得到BaCrO4沉淀;沉淀经洗涤、过滤后,用适量的稀盐酸溶解,此时CrO2-4全部转化为Cr2O2-7;再加入过量KI溶液进行反应,然后在反应液中滴加上述标准Na2S2O3溶液,反应完全时,消耗Na2S2O3溶液36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为①Cr2O2-7+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O;②2S2O2-3+I2===2I-+S4O2-6。则该工厂废水中Ba2+的物质的量浓度为________。 解析:(1)要抓住“玻璃仪器”的字眼,因此还需要用来溶解固体的烧杯及用来定容的胶头滴管。 (2)Na2S2O3固体的质量为0.100 mol·L-1×0.25 L×158 g/mol=3.95 g,但实验室所用的托盘天平只能准确称量到0.1 g,故需准确称取Na2S2O3固体的质量为4.0 g。 (3)设Ba2+的物质的量为x,则根据相关反应可得以下关系式:
Ba2+~BaCrO4~12Cr2O2-7~Cr3+~32I2~3S2O2-3 1 3 x 0.036 L×0.100 mol·L-1 解得x=1.2×10-3 mol, 则[Ba2+]=1.2×10-3 mol0.050 L=0.024 mol·L-1。 答案:(1)胶头滴管、烧杯 (2)4.0 (3)0.024 mol·L-1 3.高铁酸钾(K2FeO4)是一种可溶于水、高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,从而使高铁酸钾析出。 (1)高铁酸钾中铁元素的化合价为________,推测它具有的化学性质是________________。 (2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。 ①该反应的离子方程式为________________________________________________。 ②高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)①在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为: 2FeSO4+aNa2O2===2Na2FeO4+bX+2Na2SO4+cO2↑ 该反应中物质X应是________,b与c的关系是________。 ②低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),原因是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在碱性条件下,由氯化铁、氯气也可制备高铁酸钾,写出该反应的离子方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)某同学配制一瓶K2FeO4溶液但标签丢失了,测定该瓶K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下: 步骤1:准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中; 步骤2:在强碱性溶液中,用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe(OH)3和CrO2-4; 步骤3:加足量稀硫酸,使CrO2-4转化为Cr2O2-7,CrO-2转化为Cr3+,Fe(OH)3转化为Fe3+;
步骤4:加入二苯胺碘酸钠作指示剂,用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V1 mL。 ①滴定时发生反应的离子方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②原溶液中K2FeO4的浓度为________(用含字母的代数式表示)。 解析:(1)高铁酸钾的化学式为K2FeO4,根据化合物中各元素化合价的代数和为0,可得Fe元素的化合价为+6;高铁酸钾中Fe元素处于最高价态,则高铁酸钾具有强氧化性。(2)①高铁酸钾溶于水生成氧气单质,同时它本身被还原生成氢氧化铁胶体,反应的离子方程式为4FeO2-4+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑。②高铁酸钾具有强氧化性,作水处理剂时能起到杀菌消毒的作用,同时其还原产物Fe(OH)3胶体又能起到净水的作用。(3)①根据元素守恒、得失电子守恒,X应是Na2O,根据钠元素守恒,有2a=8+2b,根据氧元素守恒,有2a=8+b+2c,两式联立,可得b=2c。②在低温下,向高铁酸酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,说明该温度下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。(4)用氯气在碱性条件下氧化氯化铁制备高铁酸钾,根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒,反应的离子方程式为2Fe3++3Cl2+16OH-===2FeO2-4+6Cl-+8H2O。(5)根据题意,步骤2中发生反应:FeO2-4+CrO-2+2H2O===CrO2-4+Fe(OH)3↓+OH-,步骤3中CrO2-4在稀硫酸作用下发生反应:2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O,步骤4滴定时发生反应Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3