高考复习历年真题分类汇编专题四氧化还原反应剖析.docx

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高考复习历年真题分类汇编专题四氧化还原反应剖析

专题四　氧化还原反应

A卷　全国卷

　氧化还原反应的规律

1．（2015·课标全国卷Ⅱ，28，15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。

回答下列问题：

（1）工业上可用KClO3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）用如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＋2S2O===2I－＋S4O），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量的亚氯酸盐。

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

解析　

（1）由KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制取ClO2的反应中，KCO3→CO2，则KClO3作氧化剂；Na2O3→Na2O4，则Na2SO3作还原剂，根据电子守恒，n（KClO3）∶n（Na2SO3）＝2∶1。

（2）①由制备ClO2的流程图可知，电解NH4Cl溶液和盐酸的混合物得到NCl3溶液和H2，根据电子守恒和质量守恒可写出该反应的化学方程式。

②由制备ClO2的流程图可知，NaClO2和NCl3两溶液反应生成NH3，说明溶液呈碱性；CO→CO2，C3→H3＋C－，因此溶液X中大量存在的阴离子有OH－和Cl－。

③ClO2和NH3均是易溶于水的气体，a项错误，d项错误；b项，碱石灰与NH3不反应，错误；c项，浓硫酸易吸收NH3，而与ClO2不反应，正确。

（3）①ClO2与KI溶液反应时，CO2→C－，2I－→I2，反应环境为酸性，从而可写出该反应的离子方程式。

②玻璃液封装置的作用是防止残余的ClO2气体挥发到空气中，污染空气。

③步骤V反应中，I2→2I－，I2使淀粉溶液显蓝色，故可选用淀粉溶液作指示剂，滴定至终点时溶液由蓝色变为无色。

④由反应2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O、I2＋2S2O===2I－＋S4O可得关系式：

2ClO2～5I2～10S2O，n（S2O）＝0.1000mol·L－1×20.00mL×10－3L/mL＝2×10－3mol，则n（ClO2）＝2×10－3mol×2/10＝4×10－4mol，m（ClO2）＝4×10－4mol×67.5g·mol－1＝0.02700g。

（4）亚氯酸盐（ClO）具有氧化性，应选用还原剂将ClO还原为Cl－。

碘化钾、盐酸具有还原性，可分别被亚氯酸盐氧化为I2、Cl2，二者均有毒，b错误，c错误；a项，明矾不具有还原性，错误；硫酸亚铁具有还原性，可被亚氯酸盐氧化为Fe3＋，且Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体可净水，d正确。

答案　

（1）2∶1

（2）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3　②Cl－、OH－　③c

（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O

②吸收残余的二氧化氯气体（其他合理答案也可）

③淀粉溶液　溶液由蓝色变为无色

④0.027

（4）d

　氧化还原反应方程式的配平及相关计算

2．（2016·新课标全国Ⅰ，28，14分）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）NaClO2中Cl的化合价为________。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______________________

______________________________________________________________。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是________。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。

此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：

每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。

NaClO2的有效氯含量为________。

（计算结果保留两位小数）

解析　

（1）根据化合物中化合价的代数和为零的原则，可知NaClO2中Cl的化合价为＋3价；

（2）由工艺流程图可知，“反应”步骤中的反应物为NaClO3、H2SO4和SO2，生成物为NaHSO4和ClO2，则反应的化学方程式为2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2；

（3）由于Mg（OH）2的溶解度比MgCO3更小，CaCO3的溶解度比Ca（OH）2更小，所以为了能更完全的除去粗盐水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为NaOH溶液和Na2CO3溶液，电解时在阴极发生还原反应，氯元素化合价降低，产物为NaClO2；

（4）由题意可知，“尾气吸收”是利用NaOH和H2O2溶液吸收“电解”过程排出的少量ClO2，生成的是NaClO2，则此吸收反应发生的化学反应方程式为2NaOH＋H2O2＋2ClO2===2NaClO2＋2H2O＋O2↑，其中ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂，其物质的量之比为2∶1，该反应中的氧化产物是O2。

（5）NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl－，则1molNaClO2得到电子的物质的量为4mol，1molCl2被还原为Cl－时得到电子的物质的量为2mol，故1gNaClO2得到电子的物质的量为4/90.5mol，根据“有效氯含量”的定义可知，NaClO2的有效氯含量为1.57。

答案　

（1）＋3　

（2）2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2　（3）NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO（或NaClO2）　（4）2∶1　O2　（5）1.57

3．（2014·课标全国卷Ⅰ，27，15分）次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。

回答下列问题：

（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式__________________________

_______________________________________________________________。

（2）H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。

①H3PO2中，P元素的化合价为________。

②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为________（填化学式）。

③NaH2PO2________（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显________（填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”）。

（3）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。

写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式_____________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（4）H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

①写出阳极的电极反应式___________________________________。

②分析产品室可得到H3PO2的原因__________________________________

____________________________________________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：

将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。

其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是____________________________。

解析　

（1）H3PO2为一元中强酸，则其电离方程式为H3PO2H＋＋H2PO。

（2）①在化合物中，各元素正、负化合价的代数和为零，故H3PO2中P元素化合价为＋1价。

②设氧化产物中P元素的化合价为＋x价，依题意并根据得失电子守恒有4×[（＋1）－0]＝1×[＋x－（＋1）]，解得x＝5，故氧化产物为H3PO4。

③因H3PO2为一元酸，故NaH2PO2为正盐；H3PO2为中强酸，故NaH2PO2溶液呈弱碱性。

（3）根据得失电子守恒及原子守恒，可写出P4与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式：

2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑。

（4）①由题给装置可知阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。

②阳极生成的H＋穿过阳膜扩散至产品室，与从原料室穿过阴膜扩散至产品室的H2PO反应生成H3PO2。

③若取消阳膜，合并阳极室和产品室，阳极生成的O2可将H3PO2或原料室扩散来的H2PO氧化，造成产品中混入PO杂质。

答案　

（1）H3PO2H2PO＋H＋

（2）①＋1　②H3PO4　③正盐　弱碱性

（3）2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑

（4）①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

②阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2

③PO　H2PO或H3PO2被氧化

B卷　地方卷

　氧化还原反应的基本概念

1．（2015·四川理综，1，6分）下列物质在生活中应用时，起还原作用的是（　　）

A．明矾作净水剂

B．甘油作护肤保湿剂

C．漂粉精作消毒剂

D．铁粉作食品袋内的脱氧剂

解析　A项，明矾作净水剂是因为它溶于水生成的Al（OH）3胶体具有较大的表面积，能够吸附水中的悬浮物而沉降，错误；B项，甘油作护肤保湿剂是因为它具有吸湿性，错误；C项，漂粉精作消毒剂是因为它具有强氧化性，能够杀死水中的细菌和病毒，错误；D项，铁粉作食品袋中的脱氧剂是因为铁粉具有还原性，能够和氧气发生反