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1、精选优质文档-倾情为你奉上第三节 氧化还原反应【高考新动向】考点梳理1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.了解常见的氧化还原反应。【考纲全景透析】一、氧化还原反应1.氧化还原反应的定义在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。2.氧化还原反应的实质元素化合价的变化是电子转移的外观表现,电子转移是氧化还原反应的实质。3.有关概念及相互关系4.电子转移的表示方式(1)单线桥法。从被氧化(失电子,化合价升高)的元素指向被还原(得电子,化合价降低)的元素,标明电子数目,不需注明得失。例:2e-MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O 注意箭头线由还原剂中化合价升高的
2、元素指向氧化剂中化合价降低的元素;桥上只标电子数,不写“得”、“失”等。得2e-(2)双线桥法。得失电子分开注明,从反应物指向生成物(同种元素)注明得失及电子数。例:失2e-MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O注意桥上标:得(失)电子数,化合价降低(升高),发生还原(氧化)反应化合价升高为失去,发生氧化反应(被氧化);化合价降低为得到,发生还原反应(被还原);氧化剂得到电子数还原剂失去电子数,又称转移电子数电子数化合价发生变化的原子数化合价变化数二、氧化还原反应与四种基本类型反应之间的关系(1)所有的置换反应都是氧化还原反应。(2)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。(3)有单
3、质参加 的化合反应都是氧化还原反应,有单质生成 的分解反应都是氧化还原反应。三 、氧化剂和还原剂常见的氧化剂和还原剂氧化剂还原剂活泼非金属单质:X2、O2、S等活泼金属单质:Na、Al、Fe等某些非金属单质:C、H2、S高价金属离子:Fe3不活泼金属离子:Cu2、Ag其他:Ag(NH3)2、新制Cu(OH)2等低价金属离子:Fe2非金属的阴离子及其化合物:S2、H2S、I、HI、Br、HBr等某些含氧化合物:Na2O2、H2O2、HClO、HNO3、浓H2SO4、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4低价含氧化合物:CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、H2C2O4、含CHO的
4、有机物等既可作氧化剂又作还原剂的有:S、SO、H2SO3、SO2、NO、Fe2及含CHO的有机物【热点难点全析】一、氧化还原反应中的主要规律1守恒规律氧化剂获得的电子总数还原剂失去的电子总数。(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。(2)电子守恒:即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。2.价态归中规律同种元素不同价态之间的反应,遵循以下规律:若某元素有多种可变价态,处于最高价态时,只有氧化性;处于最低价态时,只有还原性;处于中间价态时,既有氧化性,又有还原性。3. “强易弱难,先强后弱”规律在浓度相差不大的溶液中:(
5、1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。【典例1】 (2012年合肥模拟)向含有1 mol FeCl2的溶液中通入0.2 mol Cl2,再加入含0.1 mol X2O的酸性溶液,使溶液中Fe2恰好全部被氧化,并使X2O还原为Xn,则n值为()A2 B3C4 D5【解析】由题意知,0.2 mol Cl2和0.1 mol X2O的酸性溶液,共同将1 mol Fe2氧化。根据氧化还原反应中得失电子守恒可知,0.2 mol Cl2和0.1 mol X2O得到电子的物质的量与1 mol Fe2失去电子的物质的量相等,所以
6、有0.2 mol20.1 mol2(6n)1 mol1,解得n3。【答案】B二、氧化性、还原性强弱的判断1依据化学反应方程式(主要)氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物2依据金属、非金属活动性顺序依据金属活动性顺序依据非金属活动性顺序3根据元素在周期表中的相对位置4.依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热,有无催化剂及反应温度高级和反应物浓度大小等。由上述反应条件的不同,可判断氧化性5.依据氧化还原反应的程度相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的反应对应的氧化剂氧化性强。例如: 相同条件下,不同还原剂作用于
7、同一种氧化剂,还原产物价态低的反应对应的还原剂的还原性强。例如:6依据电化学原理一般情况下两种不同的金属构成原电池的两极。其还原性:负极正极。用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。【特别提醒】(1)氧化性、还原性强弱取决于得失电子的难易,与得失电子的数目无关。(2)对于一种物质既作氧化剂、又作还原剂的反应,如Cl2H2O=HClOHCl,不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。(3)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2,而不是Fe3。【典例2】(2012年聊城检测)有下列三个反应:Cl2FeI
8、2=FeCl2I22Fe2Br2=2Fe32BrCo2O36HCl=2CoCl2Cl23H2O。下列说法正确的是()A中的氧化产物分别是I2、Fe3、CoCl2B根据以上方程式可以得到氧化性Cl2Fe3Co2O3C可以推理得到Cl2FeBr2=FeCl2Br2D在反应中当1 mol Co2O3参加反应时,2 mol HCl被氧化【解析】反应中的氧化产物是Cl2,故A错;从反应可知氧化性Co2O3Cl2,故B错;由反应可知,Fe2可以被Br2氧化为Fe3,故C错;从反应可知,1 mol Co2O3参加反应时,有1 mol氯气生成,即2 mol HCl被氧化。【答案】D三、氧化还原反应方程式的配平
9、1. 化合价升降法(即电子得失法或氧化数法)2.计算步骤计算方法得失电子守恒法(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中离子的个数)(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。【典例3】(2012济宁模拟)已知某强氧化剂RO(OH)22+中的元素R可被亚硫酸钠还原到较低价态。若把1.210-3 mol RO(OH)22+还原,需要消耗6 mL 0.2 mol/L的亚硫酸钠溶液,则反应后R的化合价为( )A.0 B.+2 C.+3 D.
10、+4【解析】选D。由题意可知,RO(OH)22+是氧化剂,R元素的化合价降低,亚硫酸钠是还原剂,硫元素的化合价由+4价升高到+6价,则根据电子得失守恒可得:1.210-3(6-x)=610-30.2(6-4)x=4,故选D。【高考零距离】(2012广东高考10)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Al2O3制备AlC.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【解题指南】解答本题可以按以下思路进行:根据化合价的变化化合价有变化,氧化还原反应化合价无变化,非氧化还原反应【解析】选D。选项具体分析结论ANa2
11、O2用作呼吸面具的供氧剂时,Na2O2中O从-1价既升到0价又降到-2价,所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂。属于氧化还原反应B电解熔融状态Al2O3制备Al时,Al2O3中Al从+3价降到0价,O从-2价升到O价。属于氧化还原反应C工业上合成氨是利用N2和H2反应生成NH3,也是属于固氮中的一种,其中N从0价降到-3价,H从价升到+1价。属于氧化还原反应D2NH4Cl+ Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O,无化合价变化。属于非氧化还原反应2、(2012海南高考6)6将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100 molL-1MO2+溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是A. M
12、 B. M2+ CM3+ D. MO2+【解析】根据电子得失守恒,设M的化合价变为x,则(5-x)0.020.1=0.06,可得x=+2。【答案】B3、下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是选项 实验现象 解释或结论 A a处变蓝,b处变红棕色 氧化性:Cl2Br2I2 B c处先变红,后褪色 氯气与水生成了酸性物质 C d处立即褪色7 氯气与水生成了漂白性物质 D e处变红色 还原性:Fe2+Cl
13、-15. D【解析】本题通过元素化合物知识,考查考生实验能力和对实验现象的分析、推断能力。a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2I2、Cl2Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;C处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;D处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:Fe2+Cl-,D项正确。4、(2012上海高考22)PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧
14、化浓盐酸生成Cl2;现将1 mol PbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3:2,则剩余固体的组成及物质的量比是A1:1混合的Pb3O4、PbO B1:2混合的PbO2、Pb3O4C1:4:1混合的PbO2、Pb3O4、PbO D1:1:4混合的PbO2、Pb3O4、PbOAD【解析】本题通过元素化合物转化考查考生计算、分析推理能力。PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时,+4价Pb还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到溶液为PbCl2溶液,利用“电荷守恒”知1molPb
15、O2在上述转化过程中共转移2mole-。设该过程得到O2的物质的量为3xmol,则Cl2的物质的量为2xmol,利用电荷守恒可得:3x4+2x22,解得x0.125,故知1mol PbO2在受热分解过程中产生0.375molO2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)4:5,结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):n(O)4:5,故答案为:AD。5、(2012四川高考13)13.向27.2g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO 和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全
16、沉淀,沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是A. Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1 B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/LB. 产生的NO在标准状况下的体积为4.48L D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol【解题指南】解答本题时可以按照以下流程:【解析】选B。根据题意得到的金属离子的沉淀为氢氧化铜0.4mol,根据元素守恒可以确定原混合物中有铜0.2mol有氧化亚铜0.1mol,将溶液变成中性时消耗硝酸1mol,沉淀铜离子只消耗了0.8mol,因此反应过程中硝酸过量0.2mol,由于固体混合物与硝酸的反应为氧化还原反应,该反应过程中铜元素的化合价均升高为+2价
17、,化合价升高了0.4+0.2=0.6mol,硝酸中氮原子的化合价由+5价降低为+2价,因此生成的一氧化氮的物质的量为0.2mol,根据氮元素守恒可以判断原溶液中硝酸的物质的量为1.2mol浓度为2.4mol.L-1。6、(2012上海高考20)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2下列说法正确的是ASO2既是氧化产物又是还原产物BCuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化C每生成1 molCu2S,有4mol硫被氧化D每转移1.2 mol电子,有02 mol硫被氧化AD【解析】本题考查氧化还原反应,意在考生考生对概念的理解和计算能力。由反应方程式知在反应中
18、CuFeS2中Cu化合价降低还原为Cu2S、CuFeS2中1/4的S化合价升高,被氧化为SO2;O2在反应后化合价降低,还原为SO2,因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物,A项正确;CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;每生成1molCu2S,有1molS被氧化,C项错误;利用反应知转移6mole-,有1molS被氧化,D项正确。7.(2011江苏高考9)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是A.25,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
19、D.如图所示转化反应都是氧化还原反应【答案】选B。【解析】解答本题时应注意牢记典型物质的性质,学会应用氧化还原反应原理分析具体的化学反应。A项,25,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小,A项错误;B项,石灰乳与Cl2反应生成CaCl2和Ca(ClO)2,既有氯的化合价升高,也有氯的化合价降低,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,B项正确;C项,Cl2与铁在点燃的条件下反应,C项错误;D项,氯化钠转化为碳酸氢钠和碳酸氢钠转化为碳酸钠,这两个反应都不是氧化还原反应,D项错误。8.(2011全国卷I13)某含铬(Cr2O72)废水用硫酸亚铁铵FeSO4(NH4)2SO46H2O处理,反应中铁元素
20、和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到n mol FeOFeyCrxO3,不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是A. 消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x) molB. 处理废水中Cr2O72的物质的量为 molC. 反应中发生转移的电子数为3nx molD. 在FeOFeyCrxO3中,3x=y【答案】选A。【解析】Cr2O72具有强氧化性,Fe2+具有还原性,二者作用后铁元素由+2价被氧化为+3价,铬元素由+6价被还原为+3价。由铁原子和铬原子守恒可知消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(1+y) mol,处理废水中Cr2O72的物质的量为 mol,A项错误,B项正确;Cr2O72具有强
21、氧化性,Fe2+具有还原性,二者作用后铁元素由+2价被氧化为+3价,失电子总数为ny mol,铬元素由+6价被还原为+3价,得电子总数为3nx mol,再由得失电子数相等得3x=y,C、D项正确。9.(2010天津5)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是A用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+ BNa2O2与H2O反应制备O2 :Na2O2 + H2O 2Na+ + 2OH + O2C将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2 + H2O 2H+ + Cl + ClOD用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:2MnO + 6H+ +
22、5H2O2 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O 【答案】A【解析】B中元素不守恒,正确的离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4Na+4OH-+O2;C中的HClO是弱酸,不能拆成离子形式;D的离子方程式本身没有问题,但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明H2O2具有还原性的目的(还原性:HClH2O2,HCl先反应),D错。命题立意:考查离子方程式的正误判断。10.(2010广东理综7T)能在溶液中大量共存的一组离子是ANH4+ 、Ag+、PO43-、Cl- BFe3+、H+、I-、HCO3-CK+、Na+、NO3- 、MnO4- DAl3+、Mg2+ 、SO42- 、CO32
23、-【答案】C【解析】A中Ag+和PO43-、Cl-因生成沉淀不共存;B中H+和HCO3-离子生成气体不共存,Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存;D中Al3+和CO32-因互促水解不共存。11.(2010安徽7T)亚氨基羟(Li2NH)是一种储氢容量器,安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NHH2LiNH2LiH。下列有关说法正确的是A. Li2NH中N的化合价是1B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂C.Li和H的离子半径相等D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同【答案】B【解析】A选项中Li2NH中氮的化合价为-3;C选项中Li+半径小于H;D选项钢瓶储氢是物理过程,而该方法为化学方
24、法。12.(2010江苏8T)下列说法不正确的是A铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加B常温下,反应不能自发进行,则该反应的C一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率D相同条件下,溶液中、的氧化性依次减弱【答案】AC【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为其质量在增加;B项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D项,可知的氧化性大于,综上分析可知,本题选AC项。13、(2012 安徽高考 25)(16分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其
25、相关信息如下表:元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为:nsnnpn+2ZZ存在质量数为23,中子数为12的核素WW有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第 周期第 族,其基态原子最外层有 个电子。(2)X的电负性比Y的 (填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是 (写化学式)。(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目: 。(4)在X原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称: 。氢元素、X、Y的原子也可共同
26、形成多种分子和某种常见无机阴离子,写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式: 。【解题指南】解答本题的思路分析如下:根据题给信息确定元素种类是解题的基础确定元素在周期表中的位置及原子结构运用同周期元素递变规律比较电负性和稳定性有机与无机知识的融合,发散思维能力的展示运用氧化还原反应的知识分析常见反应【解析】由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。Fe位于周期表第4周期第族元素,其基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。X(C)、Y(O)位于同一周期,自左向右电负性增大,故X的电负小比Y的小,非金属性越强,气态氢化物越稳定,故较稳定的为H2O。Na2O
27、2与CO2反应的化学方程式为2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,在标电子转移的方向和数目时,应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高,一部分降低。本小题为发散型试题,答案不唯一。烃分子中含有两种氢原子的烃较多,如丙烷(CH3CH2CH3)、丙炔(CH3CCH)等,由C、H、O三种元素形成的分子很多,但形成的无机阴离子只有HCO3,因此能与HCO3反应的分子必须为羧酸,如CH3COOH等。【答案】(1)四 2 (2)小 H2O (3)(4)丙烷(其他合理答案均可)CH3COOH+HCO3-=CH3COO-+CO2+H2O(其他合理答案均可)14、(2012海南高考13)13(8分)氮元素的
28、氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题: (1)氮元素原子的L层电子数为 ;(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ; (3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) H1= -19.5kJmol-1 N2O4 (1)+ O2(g)= N2(g) + 2H2O(g) H2= -534.2kJmol-1写出肼和N2O4 反应的热化学方程式 ;(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。【解析】(2)NH3与NaClO反应中N的化合价升高,Cl
29、的化合价降低得到-1价的氯化钠;(3)根据盖斯定律推导H= H2H1(4)负极反应发生氧化反应,注意碱性条件。【答案】(1)5(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O(3)2 N2H4 (l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)H=-1048.9kJ/mol(4)N2H4 +4OH- -4e- =4H2O+ N215、(2012江苏高考16)(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO3)2,其部分工艺流程如下:(1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)NO2(g) N2O3(g),其平衡常数表达式为
30、K= 。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是 ;滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1:1。若n(NO) :n(NO)1:1,则会导致 ;若n(NO) :n(NO)1:1,则会导致 。(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式 。【参考答案】(1)k=c(N2O3)/c(NO)c(NO2) (2)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2(3)放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4
31、)3NO22H=NO32NOH2O【分析】本题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来,引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。本题考查学生在“工艺流程阅读分析,化学反应原理在工艺流程的应用,氧化还原反应分析,相关付反应的书写”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度,考查学生对新信息的处理能力。【备考提示】我们元素化合物知识教学要与基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化工生产工艺、日常生活等结合起来,做到学以致用,而不是简单的来回重复和死记硬背。【解题指南】解答本题时应依据所给流程结合氮氧化物的性质和有关化学原理分析整个过程中发生的化学反应和有关操作。【解析】(
32、1)根据反应方程式,书写有关平衡常数表达式;(2)逆流有利于气体的吸收,滤渣应为没有溶解的物质,结合流程中涉及的相关物质可知滤渣主要成分为氢氧化钙;(3)根据化合价,当一氧化氮和二氧化氮物质的量之比为1:1,刚好转化为 Ca(NO2)2当一氧化氮多时,一氧化氮将过剩,当二氧化氮多时,将会有高价氮氧化物生成;(4)Ca(NO2)2转化为 NO,氮化合价降低,其它产物中定有元素化合价升高,结合质量守恒、电荷平衡和电子守恒书写反应式, 注意酸性条件。16.(2010广东理综33T)(16分) 某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请
33、完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH = _(2)反应Cl2+Na2SO3+2 NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为_(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl、OH和SO请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响) 提出合理假设 假设1:只存在SO32-;假设2:既不存在SO32-也不存在ClO;假设3:_ 设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液实验步
34、骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2:步骤3:【解析】(1) NaOH过量,故生成的是正盐:SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O。(2)S元素的价态从+4+6,失去电子做表现还原性,故还原剂为Na2SO3。(3)很明显,假设3两种离子都存在。加入硫酸的试管,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;在A试管中滴加紫色石蕊试液,若先变红后退色,证明有ClO-,否则无;在B试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液,若紫红色退去,证明有SO32-,否则无。【答案】(1) Na2S
35、O3+H2O(2) Na2SO3(3) SO32-、ClO-都存在实验步骤预期现象和结论步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 moLL-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中步骤2:在A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色,证明有ClO-,否则无步骤3:在B试管中滴加0.01molL-1KMnO4溶液若紫红色退去,证明有SO32-,否则无17.(2010福建24T)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是_。(2)
36、完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI-(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是_。(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为_。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10464沉淀完全的pH12480开始溶解的pH105Ksp566828(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是_(选填序号)。a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液(6)“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤,洗涤,干燥。(7
37、)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于_。【解析】(1) 将棱铁矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积,使得反应更加充分(2) 漂白粉的成分中含有次氯酸根,调节酸碱度后,具有较强的氧化性,能使+2价的铁离子氧化成+3价,氧化亚铁变成氧化铁必须增加氢氧元素的量,可以推测出另一种反应物为水,清楚了反应物,一般可以顺利的配平。(3) 化学式量为89,组成元素是,其中铁的相对原子量为56,扣掉56剩下33,化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子,所以可能的组成为(4)完全沉淀,开始溶解,而在的时候开始沉淀,为了使能完全析出不影响,溶液的酸碱度控制在范围(5)a大理石粉难溶于水,选择熟石灰和
38、烧碱溶液可以使溶液的碱性增强,有利于镁离子完全沉淀(6)蒸发浓缩、冷却结晶能使晶体尽快的析出(7)综合计算(不展开)【答案】(1) 增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积,使反应更加充分。(2) (3) (或其他合理答案)(4) (或其他合理答案)(5)b或(b和d);d(6)蒸发浓缩、冷却结晶(或其他合理答案)(7)(或其他合理答案)18.(2010浙江25T)(14分)洗车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析,确定该粉末
39、仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明,固体粉末部分溶解。经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。取13.0g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题:(1)甲的化学式为 ,丙的电子式为 。(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为 。(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 ,安全气囊中红棕色粉末的作用是 。(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。A.
40、 KCl B. KNO3 C. Na2S D. CuO(5)设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物) 。【解析】本题知识载体很新鲜,很生活,很化学。简答式的题目首先要进行分析,确定设计的物质及反应才能完成各小题的内容。题目关键词:粉末分解释放氮气,粉末仅含Na、Fe、N、O,水溶性试验部分溶解,可溶部分为化合物甲,不溶物红棕色可溶于盐酸。13.0g甲完全分解为N2和单质乙,N26.72L,单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。解题分析:1、粉末由两种物质混合而成。2、红棕色物质可
41、能为Fe2O3Fe(OH)3等,根据题意只能是Fe2O3。3、甲只有两种元素,且含N,必含Na。3、计算:N(6.72/22.4)*2*14=8.4g,则Na的物质的量为:(13-8.4)/23=0.2mol,N与Na的物质的量之比为:0.6:0.2=3:1,则化合物甲为Na3N。4、在高温下Na与Fe2O3反应的产物为Na2O2和Fe。【答案】(1)Na3N,(2)2N2O2+4CO2+2H2O=4NaHCO3+O2(3)6Na+2Fe2O3=3Na2O2+4Fe ,红色粉末的作用是充当氧化剂,除去氮化钠分解产生的金属钠(金属钠溶于水产生大量的热和碱性有害物质),提供大量的热量用于氮化钠的迅
42、速分解。(4)从氧化性角度分析KNO3、CuO均可,但KNO3本身受热分解,产生氧气与氮气反应。故选择D. CuO。(5)实验目的:检验Na2O2在空气中与水或二氧化碳反应的产物,即检验NaOH和Na2CO3或NaHCO3。实验设计一:实验原理:定量分析法。步骤:1、称量混合固体的质量。2、将混合物加热,并将气体通入澄清石灰水,无气体则无NaHCO3,石灰水变浑浊则有NaHCO3无NaOH,称量石灰水质量变化量mg。3、加入过量盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,称量石灰水质量增加量ng。4、通过m与n的计算获得最终结果。实验设计二:实验原理:测定盐酸用量与产生二氧化碳的量的关系确定混合物成分。
43、1、不产生二氧化碳则混合物只有NaOH。2、开始产生二氧化碳前,与开始产生二氧化碳直到最大量消耗的盐酸的体积比为1:1则只有Na2CO3。大于1:1则为NaOH与Na2CO3的混合物。小于1:1则为Na2CO3和NaHCO3的混合物。即比较图中a,b的大小。 教与学提示: 题型的难点1是通过定性和定量两种方式确定物质的化学成分,其中Na3N又是学生很不熟悉的。难点2是氧化还原方程式的书写与配平,及氧化还原原理的应用。难点3是实验设计,通过定量来定性。但,题目设计与问题设计都在平时的练习与讨论中必然会涉及。比如实验设计部分,在省市多次统考中均有有关碳酸盐与酸反应定量问题出现过,或反复练习过。但,在简答的环境中也还是有难度的。解题中要动用到平时知识的积累,决定成败还是在平时。【考点提升训练】一、选择题1.某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在H2O、ClO-、CN-、HCO3-、N2、Cl-六种微粒,在反应过程中测得ClO-和N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列有关判断中正确的是( )A还原剂是CN-,氧化产物只有N2B氧