高考复习历年真题分类汇编专题四氧化还原反应.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

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H3PO2

H＋＋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）H3PO2

H2PO＋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，能够和氧气发生反应，降低食品袋中的氧气浓度，正确。

答案　D

2．（2015·江苏化学，3，2分）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：

CCO＋H2CO2＋H2O

途径b：

CCO2

C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子的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

解析　A项，分子式为C2H6O的有机物可能是乙醇CH3CH2OH或甲醚CH3OCH3，二者性质不同，错误；B项，两者虽然转化途径不同，但都是由C最终生成CO2，根据盖斯定律可知，放出热量相同，错误；C项，氧化还原反应中得失电子守恒，正确；D项，水由H、O两种元素组成，汽油主要是由烃类组成的混合物，由C、H两种元素组成，根据原子守恒可知无法通过化学变化实现由水到汽油的转化，错误。

答案　C

3．（2012·广东理综，10，4分）下列应用不涉及氧化还原反应的是（　　）

A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂

B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al

C．工业上利用合成氨实现人工固氮

D．实验室用NH4Cl和Ca（OH）2制备NH3

解析　Na2O2中氧元素的化合价既升高又降低，因此2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2是氧化还原反应；Al2O3中氧元素的化合价升高，铝元素的化合价降低，因此2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑是氧化还原反应；氢元素的化合价升高，氮元素的化合价降低，因此N2＋3H2

2NH3是氧化还原反应；2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑中元素的化合价没有发生升降变化，因此该反应不是氧化还原反应，故选D。

答案　D

氧化还原反应的规律

4．（2015·山东理综，11，5分）下列由实验现象得出的结论正确的是（　　）

操作及现象

结论

A

向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀

Ksp（AgCl）

B

向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色

溶液中一定含有Fe2＋

C

向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色

Br－还原性强于Cl－

D

加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结

NH4Cl固体可以升华

解析　A项，出现黄色沉淀说明AgCl沉淀转化为AgI沉淀，故Ksp（AgCl）>Ksp（AgI），错误；B项，原溶液中可能含有Fe3＋或Fe2＋或Fe3＋、Fe2＋，错误；C项，溶液上层呈橙红色，说明发生了反应Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl，则Br－还原性强于Cl－，正确；D项，加热时NH4Cl在试管底部分解生成NH3和HCl，在试管口NH3与HCl又重新生成NH4Cl，这不是升华而是发生了两个化学反应，错误。

答案　C

5．（2016·江苏化学，18，12分）过氧化钙（CaO2·8H2O）是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。

（1）Ca（OH）2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。

Ca（OH）2＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O

反应时通常加入过量的Ca（OH）2，其目的是____________________________

_______________________________________________________________。

（2）向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后，池塘水中浓度增加的离子有________（填序号）。

A．Ca2＋B．H＋

C．COD．OH－

（3）水中溶解氧的测定方法如下：

向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO（OH）2沉淀，密封静置，加入适量稀H2SO4，待MnO（OH）2与I－完全反应生成Mn2＋和I2后，以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测定过程中物质的转化关系如下：

O2MnO（OH）2I2S4O

①写出O2将Mn2＋氧化成MnO（OH）2的离子方程式：

______________________________________________________________。

②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00mL，按上述方法测定水样的溶解氧，消耗0.01000mol·L－1Na2S2O3标准溶液13.50mL。

计算该水样中的溶解氧（用mg·L－1表示），写出计算过程。

解析　

（1）Ca（OH）2过量，促进H2O2吸收，提高H2O2的利用率。

（2）CaO2·8H2O溶于水与水反应生成Ca（OH）2和O2，增加了Ca2＋和OH－。

（3）①反应物为O2、Mn2＋，生成物为MnO（OH）2，溶液呈碱性，可以补充OH－配平。

答案　

（1）提高H2O2的利用率　

（2）AD

（3）①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO（OH）2↓

②在100.00mL水样中

I2＋2S2O===2I－＋S4O

n（I2）＝

＝＝6.750×10－5mol

n[MnO（OH）2]＝n（I2）＝6.750×10－5mol

n（O2）＝n[MnO（OH）2]＝×6.750×10－5mol＝3.375×10－5mol

水中溶解氧＝＝10.80mg·L－1

氧化还原反应方程式的配平及相关计算

6．（2015·海南化学，6，2分）已知在碱性溶液中可发生如下反应：

2R（OH）3＋3ClO－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O，则RO中R的化合价是（　　）

A．＋3B．＋4C．＋5D．＋6

解析　根据反应前后电荷守恒，可得n＝2，则RO中R的化合价为＋6价，即选D。

答案　D

7．（2014·上海化学，16，4分）含有砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢（AsH3）在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。

若砷的质量为1.50mg，则（　　）

A．被氧化的砒霜为1.98mg

B．分解产生的氢气为0.672mL

C．和砒霜反应的锌为3.90mg

D．转移的电子总数为6×10－5NA

解析　本题考查氧化还原反应。

砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应的方程式为As2O3＋6Zn＋12HCl―→2AsH3＋6ZnCl2＋3H2O。

根据砷的相对原子质量为75，若砷的质量为1.50mg，物质的量为0.02mmol，被还原的砒霜为0.02mmol÷2×198g·mol－1＝1.98mg，和砒霜反应的锌为3.90mg。

2AsH32As＋3H2分解产生的氢气标准状态下为0.03mmol×22.4L·mol－1＝0.672mL；转移的电子总数为0.18×10－3NA。

答案　C

8．（2013·上海化学，18，4分）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3―→K2O＋5Na2O＋16N2↑。

若氧化产物比还原产物多1.75mol，则下列判断正确的是（双选）（　　）

A．生成42.0LN2（标准状况）

B．有0.250molKNO3被氧化

C．转移电子的物质的量为1.25mol

D．被氧化的N原子的物质的量为3.75mol

解析　由化学方程式可知16molN2中，有15molN2是氧化产物、1molN2是还原产物，所以有10molNaN3参加反应，氧化产物比还原产物多14mol，若氧化产物比还原产物多1.75mol，则有1.25molNaN3被氧化、0.25molKNO3被还原，生成2molN2，转移1.25mol电子，被氧化的N原子的物质的量为1.25mol×3＝3.75mol。

答案　CD

9．（2015·浙江理综，27，18分）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：

（　　）MnO＋（　　）C2O＋________===（　　）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，得到的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

_______________________________________________________________。

解析　Ⅰ.

（1）H2O2的电子式为

；

（2）镁能在CO2中燃烧，其化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C；（3）由于AgBr的溶度积比AgCl更小，故在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀AgCl转化为淡黄色沉淀AgBr，其反应的离子方程式为：

AgCl（s）＋Br－（aq）===AgBr（s）＋Cl－（aq）。

（4）C2O在酸化的高锰酸钾溶液中被氧化，其离子方程式为2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

Ⅱ.由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，可推断金属钠和H2反应生成的甲为NaH，NaH与水反应生成NaOH和H2，NaH与AlCl3反应可得到NaAlH4。

（1）甲的化学式为NaH；

（2）由于反应物为NaH与AlCl3，得到产物有NaAlH4，故推知另一产物为NaCl，其化学方程式为4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl。

（3）NaAlH4中的氢显－1价，水中的氢显＋1价，NaAlH4与水发生氧化还原反应的过程中生成氢气，另一产物为NaAlO2，其化学方程式为NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑。

（4）根据题意NaH在无水条件下能与Fe2O3反应，结合反应物的性质可推知反应产物为Fe和NaOH，从而得出其化学方程式为3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH。

（5）制备过程中，由于盐酸易挥发，产生的氢气中会有氯化氢，易和钠反应生成NaCl；如在制取NaH的反应中钠过量，则产物中混有钠，钠与水反应也会有氢气产生，同时