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.docx

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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

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：

1.92g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672mL（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

×

×22.4L/mol＝0.336L＝336mL。

（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CO2

B．燃料电池消耗1molO2时，理论上有4molOH－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。

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CO2转化为碳酸根，则物质M为CO2，A正确；B.燃料电池消耗1molO2时转移4mol电子，电解池中阴离子向阳极移动，因此理论上有4molOH－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＋H2O＋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Cu2S）中Cu2S的质量分数，设计了如图所示装置。

实验原理：

Cu2S＋O2

SO2＋2Cu，通过测定SO2的量来确定Cu2S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1.000g。

C．将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D．以每分钟1L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Cu2S＋O2

SO2＋2Cu。

F．移取25.00mL含SO2的水溶液于250mL锥形瓶中，用0.0100mol/LKMnO4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SO2，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Cu2S的质量分数是________。

滴定次数

待测溶液的体积/mL

标准溶液的体积

滴定前刻度/mL

滴定后刻度/mL

1

25.00

1.04

21.03

2

25.00

1.98

21.99

3

25.00

3.20

21.24

（4）本方案设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作失误），你认为是

_______________________________________________（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

＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO

＋4H＋＋3H2O或2MnO

＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO

＋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0.0100mol/L，高锰酸钾的物质的量为0.0100mol/L×0.02L＝0.0002mol，根据反应分析，得

5Cu2S～5SO2～5H2SO3～2KMnO4

52

n0.0002mol

则n＝0.0005mol。

辉铜矿样品中硫化亚铜的质量分数＝

×100%＝80%。

（4）H2SO3具有还原性，未反应完的O2与空气中的氧气会把H2SO3部分氧化，则滴定时与高锰酸钾反应的H2SO3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

＋5H2SO3===2Mn2＋＋5SO

＋4H＋＋3H2O（或2MnO

＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO

＋4H＋）

（3）80%

（4）在用KMnO4滴定前，未反应完的O2与空气中的O2也可将H2SO3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．NF3具有很高的蚀刻速率和选择性，因此NF3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，NF3的沸点为－129.0℃，能与空气中的水蒸气反应生成HF、NO和HNO3。

NF3可通过如下方法制备：

（1）气—气反应：

在常温下将OF2与干燥的空气混合即得NO2和NF3。

①原料OF2中氧元素的化合价为________。

②已知反应中每消耗1molN2转移7mol电子，配平反应：

________OF2＋________N2＋________O2===________NO2＋________NF3。

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NF3。

气—固反应包括如下两个步骤：

（NH4）3AlF6＋6F2===2NF3＋8HF＋NH4AlF4

NH4AlF4＋3F2===NF3＋4HF＋AlF3

①气—固反应的总化学方程式为___________________________________

____________________，若有0.5mol（NH4）3AlF6完全氧化，则可制得NF3________L（标准状况）。

②若要制备1.5molNF3，共有________mol电子发生转移。

（3）电解法：

NF3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NH4F·xHF的方法制备NF3。

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OF2中氧元素呈＋2价，同理知NF3中氮元素的化合价为＋3价。

②根据题意知OF2＋N2＋O2―→NO2＋NF3，设当有1molN2反应时，生成NO2xmol，NF3ymol，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6OF2＋4N2＋O2===4NO2＋4NF3，反应中氧化剂是OF2和O2，还原剂是N2，两者的物质的量之比为7∶4。

（2）①消去中间产物NH4AlF4，将已知的两个化学方程式相加得总反应方程式为（NH4）3AlF6＋9F2===3NF3＋12HF＋AlF3，当有0.5mol（NH4）3AlF6完全氧化可得1.5molNF3，在标准状况下的体积为33.6L。

②由总反应方程式可知，制备3molNF3，共转移18mol电子，因此制备1.5molNF3，共有9mol电子发生转移。

（3）①阳极上发生氧化反应，因此NF3是NH

在阳极被氧化所得，电极反应式为NH

－6e－＋3F－===NF3↑＋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F2。

答案：

（1）①＋2价　②6　4　1　4　4　7∶4

（2）①（NH4）3AlF6＋9F2===3NF3＋12HF＋AlF3

33．6　②9

（3）①NH

－6e－＋3F－===NF3↑＋4H＋　②F2

2021届新高考化学模拟试卷

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．中国第二化工设计院提出，用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理，其原理示意如图，下列相关判断正确的是

A．电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH－+H2↑

B．电解池中质子从电极I向电极Ⅱ作定向移动

C．每处理1molNO电解池右侧质量减少16g

D．吸收塔中的反应为2NO+2S2O42－+H2O=N2+4HSO3－

2．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（　　）

A．Al2O3（熔融）

Al（s）

AlCl3（s）

B．FeS2（s）

SO2（g）

H2SO4（aq）

C．NH3（g）

NO（g）

NaNO3（aq）

D．SiO2（s）

H4SiO4（s）

Na2SiO3（aq）

3．某固体混合物中可能含有：

K+、Na+、Cl-、CO32-、SO42-等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验：

下列说法正确的是

A．该混合物一定是K2CO3和NaClB．该混合物可能是Na2CO3和KCl

C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl

4．下列化学用语正确的是

A．中子数为2的氢原子：

HB．Na+的结构示意图：

C．OH-的电子式：

[

H]一D．N2分子的结构式：

N—N

5．关于石油和石油化工的说法错误的是

A．石油大体上是由各种碳氢化合物组成的混合物

B．石油分馏得到的各馏分是由各种碳氢化合物组成的混合物

C．石油裂解和裂化的主要目的都是为了得到重要产品乙烯

D．实验室里，在氧化铝粉末的作用下，用石蜡可以制出汽油

6．下列浓度关系正确的是（）

A．0.1mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1mol/L的Ba（OH）2溶液至刚好沉淀完全：

c（NH4+）＞c（OH-）＞c（SO42-）＞c（H+）

B．1L0.1mol/L的KOH溶液中通入标准状况下的CO2气体3.36L，所得溶液中：

c（K+）＋c（H+）＝c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（OH-）

C．0.1mol/L的NaOH溶液与0.2mol/L的HCN溶液等体积混合，所得溶液呈碱性：

c（HCN）＞c（Na+）＞c（CN-）＞c（OH-）＞c（H+）

D．同温下pH相同的NaOH溶液、CH3COONa溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的浓度：

c（NaOH）＜c（CH3COONa）＜c（NaHCO3）＜c（Na2CO3）

7．[Zn（CN）4]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn（H2O）4]2+和HOCH2CN，下列说法错误的是（）

A．Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10

B．1molHCHO分子中含有σ键的数目为1.806×1024

C．HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3

D．[Zn（CN）4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，结构可表示为

8．雌黄（As2S3）在我国古代常用作书写涂改修正胶。

浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄，并生成砷酸和一种红棕色气体，利用此反应原理设计为某原电池。

下列有关叙述正确的是

A．砷酸的分子式为H2AsO4

B．红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出

C．该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为12：

1

D．该反应中每析出4.8g硫黄，则转移0.5mol电子

9．用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2+、Mg2+）并进行相关实验（装置如图），电解一段时间后，各部分装置及对应的现象为：

（1）中黑色固体变红；

（2）电极a附近溶液出现浑浊；（3）中溶液出现浑浊；（4）中溶液红色褪去。

下列对实验现象解释不正确的是

A．

（1）中：

CuO+H2

Cu+H2O

B．

（2）中a电极：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓

C．（3）中：

Cl2+S2-=S↓+2Cl-

D．（4）中：

Cl2具有强氧化性

10．化学与生活密切相关。

下列说法错误的是

A．绿色净水消毒剂高铁酸钠有强氧化性，其还原产物水解生成Fe（OH）3胶体

B．电子货币的使用和推广符合绿色化学发展理念

C．检查酒驾时，三氧化铬（橙红色）被酒精氧化成硫酸铬（绿色）

D．自行车镀锌辐条破损后仍能抗腐蚀，是利用了原电池反应原理

11．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增。

X和Z形成的化合物的水溶液呈中性，W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，同一主族的W和Y，Y的原子序数是W的2倍，下列说法不正确的是（）

A．原子半径：

W＜Z＜Y＜X

B．Y的气态氢化物的稳定性弱于Z的气态氢化物

C．W与X形成的化合物不可能含有共价键

D．常温常压下，Y的单质是固态

12．工业制氢气的一个重要反应是：

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）。

已知在25℃时：

①C（s）+

O2（g）

CO（g）∆H4=-111kJ/mol

②H2（g）+

O2（g）=H2（g）∆H2=-242kJ/mol

③C（s）+O2（g）=CO2（g）∆H2=-394kJ/mol

下列说法不正确的是（）

A．25℃时，

B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移，平衡常数K减小

C．反应①达到平衡时，每生成

的同时生成0.5molO2

D．反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO-H键所放出的能量少484kJ

13．下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序表解释的是（　　）

A．铝制器皿不宜盛放酸性食物

B．电解饱和食盐水阴极产生氢气得不到钠

C．铁制容器盛放和运输浓硫酸

D．镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀

14．将一小块钠投入足量水中充分反应，在此过程中没有发生的是（　　）

A．破坏了金属键B．破坏了共价键C．破坏了离子键D．形成了共价键

15．废弃铝制易拉罐应投入的垃圾桶上贴有的垃圾分类标志是（）

A

B

C

D

A．AB．BC．CD．D

二、实验题（本题包括1个小题，共10分）

16．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收含硫废渣产生的废气制备，工艺如下图所示。

已知：

浸出液的pH<2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。

请回答下列问题：

（l）高温焙烧前需将矿石研成粉末，其目的是____。

（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是____（用离子方程式表示）；写出“沉锰”的离子方程式____。

（3）下列各组试剂中，能准确测定尾气中SO2含量的是____。

（填编号）

aNaOH溶液、酚酞试液

b稀H2SO4酸化的KMnO4溶液

c碘水、淀粉溶液

d氨水、酚酞试液

（4）滤渣的主要成分有____。

（5）若要从MnSO4溶液中得到高纯硫酸锰必须进行的实验操作顺序是____（用字母填空）。

a过滤洗涤b蒸发浓缩c冷却结晶d干燥

（6）已知：

pH=7.1时Mn（OH）2开始沉淀。

室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+（使其浓度均小于1×10-6mol/L），需调节溶液pH范围为____

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）

17．由芳香烃A制备M（可用作消毒剂、抗氧化剂、医药中间体）的一种合成路线如下：

已知:

R1COOR2

请回答:

（1）A的结构简式为_____；D中官能团的名称为___。

（2）由D生成E的反应类型为____；G的分子式为___。

（3）由E与足量氢氧化钠的乙醇溶液反应的化学方程式为____。

（4）M的结构简式为____。

（5）芳香化合物H为C的同分异构体，H既能发生银镜反应又能发生水解反应，其核磁共振氢谱有4组吸收峰。

写出符合要求的H的一种结构简式______。

（6）参照上述合成路线和信息，以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料（无机试剂任选），设计制备

的合成路线_____。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）

18．铜是人类最早使用的金属之一，铜的化合物丰富多彩。

（1）铜与N2O4在一定条件下可制备无水Cu（NO3）2。

①基态Cu2＋的电子排布式为________。

②与NO3-互为等电子体的一种分子为________（填化学式）。

（2）邻氨基吡啶（

）的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如图所示。

①C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。

②邻氨基吡啶的铜配合物中，C原子轨道杂化类型为________。

③1mol

中含有σ键的数目为________mol。

（3）铜的某种氯化物的链状结构如图所示。

该氯化物的化学式为________。

19．（6分）2019年10月9日诺贝尔化学奖授予对锂电池方面研究有贡献的三位科学家。

磷酸铁锂电池是绿色环保型电池，电池的总反应为：

Li1-xFePO4+LixC6=LiFePO4+C6。

磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。

（1）基态Li原子中，核外电子排布式为_______，占据的最高能层的符号是_______。

（2）该电池总反应中涉及第二周期的元素的第一电离能由大到小的顺序是_______（用元素符号表示）。

（3）FeCl3和LiFePO4中的铁元素显+3、+2价，请从原子结构角度解释Fe为何能显+3、+2价_______。

（4）苯胺（

）与甲苯（

）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（−5.9℃）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（−95.0℃）、沸点（110.6℃），原因是_______。

（5）NH4H2PO4中，NH4+的空间构型为_______。

与PO43-互为等电子体的分子或离子有_______（写两种），PO43-中磷原子杂化轨道类型为_______。

（6）锂晶体为A2型密堆积即体心立方结构（见图），晶胞中锂的配位数为_______。

若晶胞边长为apm，则锂原子的半径r为_______pm。

参考答案

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．D

【解析】

【详解】

A．HSO3-在电极I上转化为S2O42-，过程中S的化合价降低，得到电子发生还原反应，则电极I为阴极，电极反应为：

2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O，故A错误；

B．电极I为阴极，则电极Ⅱ为阳极，电解池中阳离子向阴极移动，所以电解池中H+通过质子膜向电极I处移动，故B错误；

C．电极Ⅱ为阳极，H2O在电极Ⅱ上被转化为O2，发生电极反应：

2H2O-4e-═O2↑+4H+，NO转化为N2，每处理1molNO，则转移电子数为1mol×2=2mol，根据电子转移守恒，则产生O2的物质的量为2mol×

=0.5mol，同时有2molH+从右侧迁移到左侧，所以电解池右侧质量减少为0.5mol×32g/mol+2mol×1g/mol=18g，故C错误；

D．吸收塔中通入NO和S2O42-离子反应，生成N2和HSO3-，所以反应方程式为：

2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-，故D正确，

故选：

D。

2．A

【解析】

【详解】

A.2Al2O3（熔融）

4Al（s）+3O2↑，2Al+3Cl2

2AlCl3（s），故A正确；

B.SO2（g）+H2O=H2SO3（aq），故B错误；

C.NO（g）与NaOH（aq）不反应，故C错误；

D.SiO2（s）不溶于水，故D错误；

故选A。

3．B

【解析】

【分析】

【详解】

焰色反应显黄色，说明一定存在钠离子，可能有钾离子。

加入过量的硝酸钡溶液产生白色沉淀，白色沉淀完全溶解在盐酸中，说明一定存在碳酸根，不存在硫酸根。

滤液中加入硝酸酸化的硝酸银得到白色沉淀，说明含有氯离子，即一定存在Na+、Cl-、CO32-，一定不存在SO42-，可能含有K+；

答案选B。

4．C

【解析】

【详解】

A．中子数为2的氢原子的质量数为3，该原子正确的表示方法为：

H，故A错误；

B．钠离子的核外电子总数为10，质子数为11，钠离子正确的离子结构示意图为：

，故B错误；

C．氢氧根离子带一个单位负电荷，电子式为[

H]一，故C正确；

D．氮气分子的电子式为：

，将共用电子对换成短线即为结构式，氮气的结构式为：

N≡N，故D错误；

故选C。

5．C

【解析】

【详解】

A、石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，故A说法正确；

B、因为石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油分馏时，沸点相近做为气体跑出，因此石油分馏得到的馏分是混合物，故B说法正确；

C、石油裂化得到是轻质汽油，裂解得到是乙烯等气态烃，故C说法错误；

D、实验室里石蜡在氧化铝的催化下，得到汽油，故D说法正确。

6．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．向0.1mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1mol/L的Ba（OH）2溶液至沉淀刚好完全时发生反应：

NH4HSO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+NH3·H2O+H2O。

NH3·H2O

NH4++OH-H2O

H++OH-。

c（OH-）＞c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）。

错误；

B.根据电荷守恒可得：

c（K+）＋c（H+）＝2c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（OH-）.错误；

C．0.1mol/L的NaOH溶液与0.2mol/L的HCN溶液等体积混合，则发生反应：

NaOH+HCN="NaCN+"H2O。

反应后