高考化学真题分项解析专题04《氧化还原反应》.docx
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高考化学真题分项解析专题04《氧化还原反应》
专题04氧化还原反应
1．【2015北京理综化学】在通风橱中进行下列实验：
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面产生红棕色气泡
下列说法中不正确的是（）
A．Ⅰ种气体有无色变红棕色的化学方程式为：
2NO+O2=2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
【答案】C
【解析】 I是铁与稀硝酸反应生成无色气体NO，NO被空气中的氧气氧化生成红棕色的NO2气体，故A正确；II的现象是因为铁发生了钝化，Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，故B正确；实验II反应停止是因为发生了钝化，不能用来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱，物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力大小来分析，故C错误；III中Fe、Cu都能与硝酸反应，二者接触，符合原电池构成条件，要想验证铁是否为负极，发生氧化反应，可以连接电流计，故D正确。
【考点定位】考查Fe与硝酸的反应，涉及氮氧化物的性质、浓硝酸的强氧化性、原电池工作原理等
【名师点晴】利用铁与稀硝酸、浓硝酸的反应考查有关实验现象及解释，原电池理论等，学生应明确铁在稀硝酸中反应生成NO，在浓硝酸中发生钝化现象，并能根据反应实质判断浓稀硝酸的氧化性强弱，同时还要知道原电池的构成条件以及原电池工作原理。
【注】本题分类与专题4、5
2．【2015海南化学】己知在碱性溶液中可发生如下反应：
2R（OH）3+3C1O-+4OH－=2RO4n-+3Cl－+5H2O。
则RO4n-中R的化合价是（）
A．+3B．+4C．+5D．+6
3．【2015江苏化学】下列说法正确的是（）
A．分子式为C2H6O的有机化合物性质相同
B．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能
途径a：
C
CO+H2
CO2+H2O
途径b：
C
CO2
C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子的总数
D．通过化学变化可以直接将水转变为汽油
【答案】C
【解析】A、C2H6O可以是CH3CH2OH，也可以是CH3OCH3，化学性质不同，故A错误；B、根据盖斯定律，反应热只跟始态和终态有关，跟反应过程无关，始态和终态不变，反应热不变，等质量C生成CO2，放出热量相同，故B错误；C、氧化还原反应中，得失电子数目守恒，故C正确；D、违背了化学变化的元素守恒，故D错误。
【考点定位】考查有机物同分异构体的性质、盖斯定律、氧化还原反应的规律、化学反应规律等知识。
【名师点睛】涉及同分异构体、盖斯定律的应用、氧化还原反应的规律、化学反应遵循规律，同分异构体化学性质可能相同，如正丁烷、异丁烷等，也可能不相等，如乙醇、乙醚等，氧化还原反应规律体现在得失电子数目守恒、归中规律、强强联手等知识上，而化学反应应是遵循原子个数守恒和元素守恒等，注重学生基础的夯实。
【注】本题分类于专题4、9
4．【2015江苏化学】下列说法正确的是（）
A．若H2O2分解产生1molO2,理论上转移的电子数约为4×6．02×1023
B．室温下，pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH>7
C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
D．一定条件下反应N2＋3H2
2NH3达到平衡时，3v正（H2）=2v逆（NH3）
【答案】C
【解析】A、2H2O2=2H2O＋O2，生成1molO2，转移电子物质的量为2×6．02×1023，故错误；B、醋酸是弱酸，氢氧化钠是强碱，等体积混合醋酸过量，水溶液显酸性，pH<7，故错误；C、牺牲阳极的阴极保护法，是根据原电池原理，让比铁活泼的金属作负极，钢铁做正极，阴极保护法，是根据电解池，钢铁做阴极，可以防止钢铁的腐蚀，故正确；D、要求方向是一正一逆，且反应速率之比等于系数之比，2v正（H2）=3v逆（NH3），故错误。
【考点定位】考查氧化还原反应中电子转移、盐类水解和弱电解质的电离、金属防护、达到化学平衡的判断等知识。
【名师点睛】对化学原理的考查，涉及氧化还原反应、盐类水解和弱电解质的电离、达到化学平衡的标志、金属腐蚀的防护等原理，要求平时学习注意化学反应原理，体现化学的特点，学生学习化学反应实质，可以培养学生分析问题的能力。
【注】本题分类于专题4、12
5．【2015上海化学】下列反应中的氨与反应4NH3+5O2→4NO+6H2O中的氨作用相同的是（）
A．2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑B．2NH3+3CuO→3Cu+N2+3H2O
C．4NH3+6NO→5N2+6H2OD．3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2
【答案】B、C
【解析】在反应4NH3+5O2→4NO+6H2O中N元素的化合价由反应前氨中的的-3价变为反应后NO中的+2价，化合价升高，失去电子，氨气作还原剂。
A．在2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑反应中，H元素的化合价由NH3中的+1价变为反应后H2的0价，化合价降低，得到电子，所以NH3作氧化剂，与上述反应的氨的作用不同，错误。
B．在2NH3+3CuO→3Cu+N2+3H2O中，NH3中的N化合价由-3价变为反应后的0价，失去电子，作还原剂，与上述反应相同，正确。
C．在4NH3+6NO→5N2+6H2O中，NH3的N元素的化合价由-3价变为反应后N2的0价，化合价升高，失去电子，作还原剂，与上述反应相同，正确。
D．在3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2中，NH3的N元素的化合价没有发生变化，既不作氧化剂，也不作还原剂，错误。
【考点定位】考查氨在不同的化学反应中的作用的正误判断的知识。
6．【2015上海化学】工业上将Na2CO3和Na2S以1:
2的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。
在该反应中（）
A．硫元素既被氧化又被还原
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
2
C．每生成1molNa2S2O3，转移4mol电子
D．相同条件下，每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2
【答案】A、D
【考点定位】考查工业上制取Na2S2O3的反应原理的知识。
【名师点睛】氧化还原反应是一类重要的化学反应，在氧化还原反应中，电子得失数目相等，要结合物质发生反应时物质之间的物质的量关系，结合物质中元素化合价的升降确定物质反应的多少、电子转移数目。
要掌握氧化还原反应中规律、物质的作用、和有关计算技巧。
7．【2015上海化学】（本题共12分）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。
下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空：
（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式。
（2）离子交换膜的作用为：
、。
（3）精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出。
（选填“a”、“b”、“c”或“d”）
（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式。
（5）室温下，0.1mol/LNaClO溶液的pH0.1mol/LNa2SO3溶液的pH。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为。
已知：
H2SO3Ki1=1.54×10-2Ki2=1.02×10-7
HClOKi1=2.95×10-8
H2CO3Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11
【答案】
（1）2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－。
（2）阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应：
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
（3）a；d；
（4）2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.
（5）大于；SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。
【解析】
（1）电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl-在阳极失去电子，发生氧化反应。
产生Cl2。
反应的离子方程式是2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－。
【考点定位】考查电解原理的应用、氧化还原反应方程式的书写、电离平衡常数在比较离子浓度大小的应用的知识。
【名师点睛】氧化还原反应、电解原理、弱电解质的电离平衡理论、盐的水解、离子浓度大小比较是中学化学中的重要知识和理论，要掌握其反应原理、规律、方法、比较依据，再结合实际情况，进行正确的判断，得到相应的答案。
【注】本题分类于专题4、10
8．【2015江苏化学】（14分）烟气（主要污染物SO2、NOx）经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。
O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：
NO（g）＋O3（g）=NO2（g）＋O2（g）△H=－200．9kJ·mol－1
NO（g）＋1/2O2（g）=NO2（g）△H=－58．2kJ·mol－1
SO2（g）＋O3（g）=SO3（g）＋O2（g）△H=－241．6kJ·mol－1
（1）反应3NO（g）＋O3（g）=3NO2（g）的△H=_______mol·L－1。
（2）室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n（NO）、n（NO2）和n（SO2）随反应前n（O3）：
n（NO）的变化见右图。
①当n（O3）：
n（NO）>1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是__________。
②增加n（O3），O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是_________。
（3）当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液（pH约为8）中SO32－将NO2转化为NO2－，其离子方程式为：
___________。
（4）CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c（SO32－）=________[用c（SO42－）、Ksp（CaSO3）和Ksp（CaSO4）表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是_________。
【答案】
（1）－317.3；
（2）①O3将NO2氧化成更高价氮氧化物；②SO2与O3的反应速率慢；（3）SO32－＋2NO2＋2OH－=SO42－＋2NO2－＋H2O；（4）Ksp（CaSO3）×c（SO42－）/Ksp（CaSO4），CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32－的浓度增大，加快SO32－与NO2的反应速率。
【解析】
（1）前两式变形①＋②×2得出：
3NO（g）＋O3（g）=3NO2（g）△H=－200.9－58.2×2kJ·mol－1=－317.3kJ·mol－1；
（2）①n（O3）：
n（NO）>1，臭氧过量，NO2减少，可能利用O3的强氧化性，把NO2转化成更高价态；②增加n（O3），O3氧化SO2的反应几乎不受影响，可能是此反应速率较慢；（3）pH约为8，说明溶液显碱性，配平氧化剂（产物）、还原剂（产物），根据原子个数守恒和所带电荷数守恒，配平其他，SO32－＋2NO2＋2OH－=SO42－＋2NO2－＋H2O；（4）溶液中Ca2＋、SO42－、SO32－，Ksp（CaSO4）=c（Ca2＋）×c（SO42－），c（Ca2＋）=Ksp（CaSO4）/c（SO42－），同理，c（SO32－）=Ksp（CaSO3）/c（Ca2＋），推出c（SO32－）=Ksp（CaSO3）×c（SO42－）/Ksp（CaSO4），利用反应向着更难溶方向进行，溶液中c（SO32－）的增加，加快反应速率，故提高NO2的吸收速率。
【考点定位】考查反应热的计算、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识
【名师点睛】本试题涉及了热化学反应方程式的计算、根据图像推断可能出现的原因、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识，也就是主要体现化学反应原理考查，让元素及其化合物的性质做铺垫，完成化学反应原理的考查，让学生用基础知识解决实际问题，知识灵活运用。
【注】本题分类于专题4、9、12
9．【2015天津理综化学】（14分）FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。
请回答下列问题：
（1）FeCl3净水的原理是。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）。
（2）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c（Fe2＋）=2.0×10-2mol·L-1,c（Fe3＋）=1.0×10-3mol·L-1,c（Cl－）=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的PH约为。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：
ClO3-+
Fe2＋+
=
Cl－+
Fe3＋+
.
（3）FeCl3在溶液中分三步水解：
Fe3＋+H2O
Fe（OH）2++H＋K1
Fe（OH）2++H2O
Fe（OH）2++H＋K2
Fe（OH）++H2O
Fe（OH）3+H＋K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：
xFe3++yH2O
Fex（OH）y（3x-y）++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）。
a．降温b．加水稀释
c．加入NH4Cld．加入NaHCO3
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe（mg·L-1）表示]的最佳范围约为mg·L-1。
【答案】
（1）Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质2Fe3++Fe=3Fe2+
（2）①2②166H+163H2O
（3）K1>K2>K3bd调节溶液的pH
（4）18～20
【解析】
（1）Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，所以可起到净水的作用；钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+
（2）①根据电荷守恒，则溶液中氢离子的浓度是c（Cl－）-2c（Fe2＋）-3c（Fe3＋）=1.0×10-2mol·L-1,所以pH=2；
②根据题意，氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe2+的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3；
（3）铁离子的水解分为三步，且水解程度逐渐减弱，所以水解平衡常数逐渐减小，则K1>K2>K3；使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化铵，氯化铵溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，所以答案选bd；从反应的离子方程式中可知，氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成，所以关键步骤是调节溶液的pH。
（4）由图像可知，聚合氯化铁的浓度在18～20mg·L-1时，去除率达到最大值，污水的浑浊度减小。
【考点定位】本题主要考查了对铁的化合物性质的应用，氧化还原反应方程式的配平，对图像的分析能力
【名师点睛】盐水解的应用之一为用作净水剂，与盐水解产生的胶体粒子的吸附作用有关，涉及的知识点仍是盐的水解；溶液pH的计算需计算溶液中的氢离子浓度，根据溶液中的电荷守恒、溶度积、水的离子积常数等来计算；化学方程式的配平，首先判断该反应是否为氧化还原反应，若为氧化还原反应，则先根据得失电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的系数，再根据电荷守恒，配平方程式中离子的系数，最后根据质量守恒定律配平其余物质的系数；对于多步反应的平衡常数的判断，根据方程式之间的关系，写出平衡常数的表达式，找出其中的数学关系即可；对于图像题，理解图像是解题的关键，观察横轴、纵轴的含义及曲线的变化趋势；平衡移动的判断，根据勒夏特列原理，结合条件的改变判断平衡移动的方向。
该题包括的知识点很多，但彼此之间的联系不大。
每个小题都是一个独立的题目。
综合考查了学生的分析问题、解决问题的能力。
【注】本题分类与专题4、11
10．【2015浙江理综化学】Ⅰ．（6分）请回答：
（1）H2O2的电子式___________。
（2）镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由________________。
（3）在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_____________。
（4）完成以下氧化还原反应的离子方程式：
（）MnO4－＋（）C2O42－+______＝（）Mn2+＋（）CO2↑＋________
Ⅱ．（12分）化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。
一定条件下金属钠和H2反应生成甲。
甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。
将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L（已折算成标准状况）的H2。
请推测并回答：
（1）甲的化学式__________。
（2）甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式__________。
（3）NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式__________。
（4）甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程发生反应的化学方程式。
（5）某同学认为：
用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由___________。
【答案】Ⅰ．
（1）
（2）2Mg＋CO2
2MgO＋C
（3）AgCl+Br－==AgBr+Cl－（4）2MnO4－+5C2O42－+16H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O
Ⅱ．
（1）NaH
（2）4NaH+AlCl3==NaAlH4+3NaCl
（3）NaAlH4+2H2O==NaAlO2+4H2↑（4）3NaH+Fe2O3==2Fe+3NaOH
（5）制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl
验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl
【解析】Ⅰ．
（1）H2O2分子中两个氧原子与氢原子形成共用电子对，两个氧原子间也形成共用电子对，其电子式为：
。
（2）镁可以在CO2中燃烧，生成MgO和C，化学方程式为：
2Mg＋CO2
2MgO＋C。
（3）AgBr比AgCl更难溶，生成的淡黄色沉淀为了溴化银，离子方程式为AgCl+Br－＝AgBr+Cl－。
（4）MnO4－→Mn2+，Mn的化合价降低5，C2O42－→2CO2，C的化合价升高2，根据化合价升降相等，变化可得：
2MnO4－+5C2O42－==2Mn2++10CO2↑，该反应只能在酸性条件下进行（因为生成Mn2+），再根据原子数守恒可得完整的化学方程式：
2MnO4－+5C2O42－+16H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O
Ⅱ．
（1）将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24L（已折算成标准状况）的H2，则甲所含氢元素的质量为0.1mol×2g·mol－1=0.2g，n（H）=0.2mol，钠元素的质量为4.6g，n（Na）=0.2mol，故甲的化学式为NaH。
（2）根据原子数守恒，甲与AlCl3反应还生成NaCl，化学方程式为：
4NaH+AlCl3==NaAlH4+3NaCl。
（3）NaAlH4氢元素为－1价，水中氢元素为+1价，两考可发生归中反应生成H2，H2既是氧化产物，也是还原产物，其它元素化合价不变，所以还有NaAlO2生成，化学方程式为：
NaAlH4+2H2O＝NaAlO2+4H2↑。
（4）－1价的氢具有强还原性，可把Fe3+还原为铁，化学方程式为：
3NaH+Fe2O3==2Fe+3NaOH（若氧化产物为H2，还可以被Fe2O3继续氧化）。
（5）该同学的制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，经浓硫酸干燥时HCl不能除去，HCl与Na反应导致产物中有NaCl；验纯方法也不合理，若钠有残留，Na与水反应也产生H2，若混入NaCl，固体物质也不纯净。
【注】本题分类与专题4、14
11．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】（15分）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：
（1）工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。
（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：
①电解时发生反应的化学方程式为。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是（填标号）。
a．水b．碱石灰C．浓硫酸d．饱和食盐水
（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫
代硫酸钠溶液。
在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。
②玻璃液封装置的作用是。
③V中加入的指示剂通常为，滴定至终点的现象是。
④测得混合气中ClO2的质量为g。
（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。
若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_______（填标号）。
a．明矾b．碘化钾c．盐酸d．硫酸亚铁
【答案】
（1）2：
1
（2）①NH4Cl＋2HCl
3H2↑＋NCl3②Cl—、OH—③c
（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O②吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸出）
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