备战高考化学备考之氧化还原反应压轴突破训练培优 易错 难题篇及答案.docx

1、备战高考化学备考之氧化还原反应压轴突破训练培优 易错 难题篇及答案备战高考化学备考之氧化还原反应压轴突破训练培优 易错 难题篇及答案一、高中化学氧化还原反应1二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题：（1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，写出制备ClO2的离子方程式_。（2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2，并将制得的ClO2用于处理含

2、CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。装置A的名称是_，装置C的作用是_。反应容器B应置于30左右的水浴中，目的是_。通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是_。ClO2处理含CN-废水的离子方程式为_，装置E的作用是_。（3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，工作原

3、理如图所示，写出阳极产生ClO2的电极反应式_。【答案】FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3+2SO42-+7H2O 恒压漏斗 安全瓶 提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解 稀释ClO2，防止其爆炸 2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl- 吸收ClO2等气体，防止污染大气 BaCl2 Cl-5e-+2H2O=ClO2+4H+ 【解析】【分析】二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯，三种方法均利用了氧化还原反应。【详解】（1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫

4、元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒，可以写出制备ClO2的离子方程式为FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3+2SO42-+7H2O。（2）装置A的名称为恒压漏洞，装置C为安全瓶，起到防止液体倒吸的作用。升高温度可以提高化学反应速率，但是原料中含有过氧化氢，过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应，因此反应容器B应置于30左右的水浴中。根据题文可知，ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸，故通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是稀释ClO2，防止其爆炸。ClO2

5、处理含CN-废水发生氧化还原反应，将CN-转化为无污染的CO2和N2，故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-；装置E在整套装置之后，起到吸收尾气，防止环境污染的作用。（3）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子，过量的钡离子可以用碳酸根离子除去，因此在加入Na2CO3之前应先加入过量BaCl2。用石墨做电极，电解池的阳极发生氧化反应，元素化合价升高，因此氯离子在阳极失电子和水反应得到ClO2，电极反应式为Cl-5e-+2H2O=ClO2+4H+。2以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细-氧化铝，既降低环境污染

6、又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程如下：（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为_。（2）图中“滤渣”的主要成分为_(填化学式)。（3）加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为_。（4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4NH4Al(SO4)212H2O2Al2O3+ 2NH3+ N2+ 5SO3+ 3SO2+ 53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置。集气瓶中收集到的气体是_(填化学式)。足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O（g）外还有_(填化学式)。KMnO4溶液褪色（MnO4还原为Mn2+

7、），发生的离子反应方程式为_。【答案】Al2O3+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2O SiO2 2Fe2+H2O2+2H+= 2Fe3+2H2O N2 SO3、NH3 2MnO4 +5SO2+ 2H2O = 2Mn2+ 5SO42+4H+ 【解析】【分析】根据题意，铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），铝灰中加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加入双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，加入K4Fe（CN）6后Fe3+转化为沉淀，过滤，在滤液中加入硫酸铵，生成NH4Al（S

8、O4）2，结晶、干燥、煅烧得到-Al2O3。【详解】（1）Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝和水，其反应的方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。（2）根据上述分析，图中“滤渣”的主要成分是不溶于硫酸的二氧化硅，化学式为SiO2。（3）滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液将Fe2+被氧化为Fe3+，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，发生反应的离子方程式为2Fe2+ H2O2+2H+=2Fe3+2H2O （4）NH4Al（SO4）212H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收，二氧化硫被高锰酸钾吸收，所以最后集气瓶中收集到的气体是N2

9、。饱和NaHSO3能与SO3、氨气反应，则足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O（g）外，还有SO3、NH3 。酸性条件下，KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平，其反应的离子方程式为：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2+5SO42-+4H+。3小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。（1）实验前小明预测说：Fe2+肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是： 。（2）小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1molL-1FeCl2溶液、KSCN溶液

10、、新制氯水。若小明计划在0.1molL-1FeCl2溶液滴入新制氯水，探究Fe2+的还原性，你预计可能发生的反应和现象是： _ （写离子方程式）、溶液由浅绿色变 色。实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选 滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现 色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。对于证明Fe2+具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为： 。（3）小明分析H2O2中氧元素显-1价（

11、中间价），并提出疑问：H2O2与FeCl2的反应时，Fe2+还作氧化剂吗？请你为小明梳理相关问题：若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成 （填微粒符号，下同），若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成 。实际上Fe2+的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是： ，相关反应的离子方程式： 。【答案】（1）因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；（2）Cl22Fe2+2Cl2Fe3+，棕黄（黄）；KSCN溶液， 溶液呈血红（红）色 ；Zn、Fe、Cu （或ZnFeCu）；（3）Fe， Fe3+； 加入过量铁粉，过滤， 2Fe3+ Fe= 3Fe2+。【解析

12、】试题分析：（1）最低价态只具有还原性，最高价态只具有氧化性，中间价态既具有氧化性又有还原性，铁的价态一般是0、+2、+3，+2价位于中间，因此Fe2有还原性和氧化性；（2）氯水具有强氧化性，发生2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe3显黄色或棕黄色；检验Fe3用KSCN溶液，溶液变红说明Fe3的存在；根据利用金属性强的置换出金属性弱的，铜片无变化，说明Fe的金属性强于铜，锌粒逐渐变小，发生ZnFe2=Zn2Fe，说明Zn的金属性强于Fe，即金属性强弱：ZnFeCu；（3）氧化性：得到电子、化合价降低，Fe2转变成Fe，还原性：失去电子、化合价升高，Fe2转变成Fe3；利用Fe3具有强氧化性，能

13、和金属单质反应，不能引入新的杂质，因此加入单质铁，发生Fe2Fe3=3Fe2。考点：考查铁及其化合物的性质等知识。4利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣（主要含FeOV2O3、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸盐）生产V2O5的工艺流程如下，回答下列问题：已知：V2O5、Al2O3、SiO2可与Na2CO3、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐。AlO+4H+=Al3+2H2O。（1）焙烧包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5，写出氧化过程中FeOV2O3发生反应的化学方程式_；废渣的主要成分是_；精制中加盐酸调pH的主要作

14、用是_，加入NH3H2O后发生反应的离子方程式为_。（2）精制中加入CaCl2溶液除去磷酸盐，pH过小时影响除磷效果的原因是_；pH过大时，沉淀量增大的原因是_。（3）沉钒所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是_。NH4VO3在500时焙烧脱氨制得产品V2O5，反应方程式为2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3。但脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2，该反应的化学方程式为_。【答案】4FeOV2O3 + 5O2 2Fe2O3 + 4V2O5 Fe2O3 或Fe(OH)3 除Si并转化AlO2-写“除Si”即得分） Al3+ +

15、3NH3H2O = Al(OH)3 + 3NH H+ + NH3H2O = H2O + NH（写出第一个离子方程式即得分） 形成溶解度较大的酸式盐（或形成溶解度较大的磷酸氢钙和/或磷酸二氢钙） 产生了Ca(OH)2沉淀 Cl 3V2O5 + 2NH33V2O4 + N2 + 3H2O 【解析】【分析】氧化过程FeOV2O3生成对应的金属氧化物Fe2O3和V2O5；经过氧化和钠化后，V2O5、Al2O3、SiO2均转化为可溶性盐，Fe2O3或Fe(OH)3成为滤渣；精制中加盐酸调pH为了和SiO32-反应生成硅酸沉淀，将AlO2-转化为Al3+；加入NH3H2O后与Al3+发生反应生成Al(OH

16、)3沉淀；精制中加入CaCl2溶液生成磷酸钙沉淀，除去磷酸盐，沉钒时加入试剂NH4Cl，所得NH4VO3沉淀，焙烧得到产品，据此分析。【详解】（1）氧化过程FeOV2O3生成对应的金属氧化物Fe2O3和V2O5，化学方程式为：4FeOV2O3 + 5O22Fe2O3 + 4V2O5；经过氧化和钠化后，V2O5、Al2O3、SiO2均转化为可溶性盐，Fe2O3 或Fe(OH)3成为滤渣；精制中加盐酸调pH为了和SiO32-反应生成硅酸沉淀，将AlO2-转化为Al3+；加入NH3H2O后与Al3+发生反应生成Al(OH)3沉淀，还可以中和酸，反应方程式为：、，故答案为：4FeOV2O3 + 5O2

17、 2Fe2O3 + 4V2O5；Fe2O3 或Fe(OH)3；除Si并转化AlO2-(写“除Si”即得分)；，（写出第一个离子方程式即得分）；（2）精制中加入CaCl2溶液生成磷酸钙沉淀，除去磷酸盐，pH过小时形成溶解度较大的酸式盐；pH过大时易形成Ca(OH)2沉淀，故答案为：形成溶解度较大的酸式盐（或形成溶解度较大的磷酸氢钙和/或磷酸二氢钙）；产生了Ca(OH)2沉淀；（3）沉钒时加入试剂NH4Cl，因此所得NH4VO3沉淀含有阴离子主要为Cl-；脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，且反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2，则V2O5为氧化剂，NH3为还原剂，还原产物为V2O4，氧

18、化产物为N2，则氧化还原方程式为：3V2O5 + 2NH3 3V2O4 + N2 + 3H2O，故答案为：Cl；3V2O5 + 2NH3 3V2O4 + N2 + 3H2O。5锑（Sb）广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、半导体元件和医药及化工等领域。（1）锑在元素周期表中的位置_。（2）锑（）的氧化物被称为锑白，可以由SbCl3水解制得，已知SbCl3水解的最终产物为锑白。为了得到较多、较纯的锑白，操作时将SbCl3徐徐加入大量水中，反应后期还要加入少量氨水。试用必要的化学用语和平衡移动原理解释这两项操作的作用_。工业上，还可用火法制取锑白，是将辉锑矿（主要成分为Sb2S3）装入氧化炉的坩埚中，高

19、温使其融化后通入空气，充分反应后，经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式_。以辉锑矿为原料制备金属锑，其中一种工艺流程如下：已知部分信息如下：辉锑矿（除Sb2S3外，还含有砷、铅、铜的化合物和SiO2等）；浸出液主要含盐酸和SbCl3，还含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等杂质；常温下，Ksp（CuS）=1.010-36，Ksp（PbS）=9.010-29。回答下列问题：（3）“酸浸”过程中Sb2S3发生反应的化学方程式为_。（4）已知：浸出液中c（Cu2+）=0.0001mol/L，c（ Pb2+）=0.1mol/L。在沉淀铜、铅过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，先产生沉

20、淀的是_（填化学式）；当CuS、PbS共沉沉时，=_（保留小数点后一位）。（5）在“除砷”过程中，氧化产物为H3PO4。该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。（6）在“电解”过程中，锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过U0 V时，锑的产率降低的原因可能是_。【答案】第5周期第A族 2SbCl3+3H2OSb2O3+6HCl，不断加入SbCl3，使SbCl3浓度增大，利于水解平衡右移，反应后期加入氨水中和盐酸，使c(HCl)减小，利于平衡右移 2Sb2S3+9O2 2Sb2O3+6SO2 Sb2S3+ 3SbCl5=5SbCl3+3S CuS 1.110-8 3:4 H+参与电极反应

21、 【解析】【分析】辉锑矿粉加入盐酸和SbCl5溶液，得到SbCl3和SbCl5溶液，还含有杂质CuCl2、AsCl3和PbCl2等，加入适量Sb将SbCl5还原为SbCl3，加入Na2S使铜和铅沉淀以除去CuCl2和PbCl2，然后加入NaHPO2除去杂质砷。得到的SbCl3溶液电解得到金属Sb，同时得到SbCl5，可以返回到酸浸步骤循环使用。【详解】（1）锑和氮在同一主族，其在元素周期表中位于第5周期第A族。（2）SbCl3水解：2SbCl3+3H2OSb2O3+6HCl，将SbCl3徐徐加入大量水中，SbCl3浓度增大，水解平衡右移，反应后期还要加入少量氨水中和HCl，使c(HCl)减小，

22、平衡右移，有利于Sb2O3的生成。故答案为：2SbCl3+3H2OSb2O3+6HCl，不断加入SbCl3，使SbCl3浓度增大，利于水解平衡右移，反应后期加入氨水中和盐酸，使c(HCl)减小，利于平衡右移。火法制取锑白，是辉锑矿（主要成分为Sb2S3）在高温下和空气中的氧气反应，生成Sb2O3的同时生成SO2。化学方程式为：2Sb2S3+9O2 2Sb2O3+6SO2。（3）“酸浸”时Sb2S3和SbCl5溶液反应，得到SbCl3和SbCl5的混合溶液，滤渣中有硫，是此反应的生成物，Sb2S3发生反应的化学方程式为Sb2S3+ 3SbCl5=5SbCl3+3S。（4）浸出液中c（Cu2+）=

23、0.0001mol/L，c（Pb2+）=0.1mol/L。在沉淀铜、铅过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，当Cu2+开始沉淀时，c(S2-)=1.010-32mol/L，当Pb2+开始沉淀时，c(S2-)=9.010-28mol/L，所以先产生沉淀的是CuS；当CuS、PbS共沉淀时，=1.110-8。（5）加入NaHPO2除砷，发生了NaHPO2和AsCl3的反应，氧化产物为H3PO4，还原产物是As，磷的化合价从+1价升高到+5价，生成1mol H3PO4失去4mol电子，砷的化合价从+3价降低到0价，生成1molAs得到3mol电子，根据电子守恒，该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为3

24、:4。（6）电解SbCl3溶液制取锑，在阴极是Sb3+得到电子生成Sb，当电压过大时，溶液中的H+也可能在阴极放电，导致锑的产率降低。6C、N、S 的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。(1)CO2 的重整用 CO2 和 H2 为原料可得到 CH4 燃料。已知: CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H1=+247kJ/molCH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H2=+205kJ/mol写出 CO2 重整的热化学方程式：_。(2) “亚碳酸盐法”吸收烟中的 SO2将烟气通入 1.0mol/L 的 Na2

25、SO3 溶液，若此过程中溶液体积不变，则溶液的 pH 不断_(填“减小”“不变” 或“增大)。当溶液 pH 约为 6 时，吸收 SO2 的能力显著下降，应更换吸收剂，此时溶液中 c(SO32-) =0.2mol/L， 则溶液中 c(HSO3-) =_。室温条件下，将烟气通入(NH4)2SO3 溶液中，测得溶液 pH 与各组分物质的量分数的变化关系如图: b 点时溶液 pH=7，则 n(NH4+)：n(HSO3)= _ 。(3)催化氧化法去除 NO。一定条件下，用 NH3 消除 NO 污染，其反应原理4NH3+6NO5N2+6H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为

26、4:1、3:1、1:3 时，得到 NO 脱除率曲线如图所示：曲线 a 中，NO 的起始浓度为610-4mgm-3，从 A 点到 B 点经过0.8s，该时间段内 NO 的脱除速率为_mgm-3s-1。曲线 b 对应 NH3 与 NO 的物质的量之比是_。 (4)间接电化学法除 NO。其原理如图所示：写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)_。吸收池中除去 NO 的原理_(用离子方程式表示)。【答案】CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) H=163kJ/mo1 减小 1.6mol/L 3:1 1.5104 3:1 【解析】【分析】（1）已知：CH4 (g)+CO2(g)=2CO

27、(g)+2H2(g) H1=+247k/mol，CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H2=+205k/mol，根据盖斯定律，-2得：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，据此计算H；（2）二氧化硫通入亚硫酸钠溶液生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠显酸性，据此分析；根据反应方程式的量的关系计算可得；先判断溶质，写出电荷守恒式，在利用pH=7时，c(H+)=c(OH-)找出其他离子的等量关系，结合图示进行等量删减或替换，最后得出结果；（3）曲线a中，NO的起始浓度为610-4mgm-3，根据图象得到A、B处的NO脱除率，可得两处的NO的浓度，再计算脱除速率；NH3与N

28、O的物质的量的比值越大，NO的脱除率越大，据此分析；（4）阴极得到电子发生还原反应，结合酸性环境书写；阴极产物吸收NO。【详解】（1）已知：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H1=+247k/mol，CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H2=+205k/mol，根据盖斯定律，由2得反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) H=H12H2=163kJ/mo1，故答案为：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) H=163kJ/mo1；（2）将烟气通入1.0mol/L的Na2SO3溶液，二氧化硫与亚硫酸钠和水反应生成亚硫

29、酸氢钠，亚硫酸氢钠以电离为主，显酸性，故溶液pH不断减小；向亚硫酸钠溶液中通入二氧化硫生成亚硫酸氢钠，反应方程式SO2+Na2SO3+2H2O=2NaHSO3，溶液中反应的亚硫酸根离子和生成亚硫酸氢根离子的物质的量比为1：2，即溶液中参加反应的亚硫酸根为(1.00.2)mol/L，则生成c()=2(1.00.2)mol/L=1.6mol/L，故答案为：减小；1.6mol/L；b点时溶液pH=7，此时溶液中的溶质是(NH4)2SO3和NH4HSO3，根据电荷守恒：c()+c(H+)=c(OH)+c()+2c()，因pH=7，故c(H+)=c(OH)，则c()=c()+2c()，由图可读出b点时，

30、c()=c()，则c()=3 c()，因在同一体系，n()：n()=3：1，故答案为：3：1；（3）曲线a中，NO的起始浓度为6104mgm3，A点的脱除率为55%，B点的脱除率为75%，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为6104mgm3(0.750.55)0.8s=1.5104mgm3s1，故答案为：1.5104；NH3与NO的物质的量的比值越大，NO的脱除率越大，则物质的量之比分别为4：1，3：1，1：3时，对应的曲线为a，b，c，即曲线b对应的物质的量之比是3：1，故答案为：3：1；（4）阴极得到电子发生还原反应，根据图可知是在酸性条件下发生还原反应，生成，其电极反应式为；根据图示，吸收池中和NO是反应物，N2和是生成物，则吸收池中除去NO的原理是：，故答案为：；。【点睛】陌生电极反应式的书写步骤：根据题干找