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2019-2020年高考化學一輪復習 專題突破1 氧化還原反應綜合應用題的解題策略 1．(1)(xx福建節(jié)選)纖維素還原法制ClO2是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產物D與NaClO3反應生成ClO2。完成反應的化學方程式： (2)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________； 高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)Na2S溶液長期放置有硫析出，原因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。 答案　 (2)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O (3)2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓ 解析　(1)纖維素水解的最終產物為葡萄糖，所以D為C6H12O6，結合元素守恒生成物中還缺少Na2SO4，補充完反應物和生成物后可利用得失電子守恒規(guī)律進行配平。 (2)FeCl3與氫碘酸反應生成棕色物質，根據現(xiàn)象可知生成碘單質，則I－被氧化為I2、Fe3＋被還原成 Fe2＋，可以寫出Fe3＋＋I－——Fe2＋＋I2，然后根據電子守恒、電荷守恒配平。FeCl3與KClO反應時，根據題目信息Fe3＋被氧化為FeO，則ClO－被還原成Cl－，可以寫出Fe3＋＋ClO－——FeO＋Cl－，然后根據氧化還原反應中得失電子守恒可以得到2Fe3＋＋3ClO－——2FeO＋3Cl－，再結合溶液強堿性和電荷守恒，在左邊補上OH－然后配平即可。 (3)Na2S溶液長期放置有硫生成一定有氧氣參加，結合生成單質硫，可以根據氧化還原反應規(guī)律寫出S2－＋O2＋H2O——OH－＋S↓，再根據電荷守恒、電子守恒配平方程式。 2．雙氧水是中學常見的綠色化學試劑，既可以表現(xiàn)氧化性，又可以表現(xiàn)還原性。某學習小組設計一組與雙氧水相關的實驗如表所示： 實驗 實驗操作與現(xiàn)象 Ⅰ 向含少量硫酸亞鐵的硫酸鐵溶液中滴加雙氧水和稀硫酸 Ⅱ 向酸性高錳酸鉀溶液中滴加雙氧水，產生氣泡，紫紅色褪去 Ⅲ 向淀粉－KI溶液中滴加雙氧水，溶液變藍色 Ⅳ 向雙氧水加入鐵紅粉末，產生大量氣泡 請回答下列問題： (1)實驗Ⅰ的離子方程式為__________________________________________________________； 該原理廣泛用于除去Fe3＋中的Fe2＋的操作中，此操作的優(yōu)點是________________________________________________________________________。 (2)實驗Ⅱ可用于測定雙氧水的濃度，用酸性高錳酸鉀溶液滴定雙氧水，達到滴定終點的標志是________，反應的離子方程式為___________________________________________________________。 (3)在實驗Ⅲ和Ⅳ中雙氧水沒有表現(xiàn)的性質是________(填選項字母)。 A．氧化性　　　　　　　 B．還原性 C．不穩(wěn)定性 D．酸性 (4)向硫酸鈰Ce2(SO4)3的溶液中滴加雙氧水生成Ce(OH)4沉淀，寫出反應的離子方程式________________________________________________________________________。 (5)雙氧水能將堿性廢水中的CN－轉化成碳酸鹽和一種使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，寫出反應的離子方程式________________________________________________________________________。 答案　(1)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O　不引入雜質且產物無污染 (2)溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內不褪色 2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O (3)D (4)2Ce3＋＋H2O2＋6H2O===2Ce(OH)4↓＋6H＋ (5)CN－＋OH－＋H2O2===CO＋NH3↑ 解析　(1)在酸性條件下，雙氧水將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，其優(yōu)點是不引入雜質，產物也不會污染環(huán)境。 (2)在強氧化劑酸性高錳酸鉀溶液的作用下，雙氧水表現(xiàn)還原性，產生氧氣。＋7價的錳被還原成＋2價的錳。雙氧水作還原劑，滴定終點時溶液由無色變成紫紅色，且半分鐘內不褪色。 (3)實驗Ⅲ中雙氧水將碘離子氧化成碘單質，雙氧水表現(xiàn)氧化性。在實驗Ⅳ中雙氧水表現(xiàn)不穩(wěn)定性，分解生成水和氧氣，雙氧水表現(xiàn)氧化性和還原性。實驗Ⅲ和Ⅳ中雙氧水沒有表現(xiàn)出酸性。 (4)鈰元素由＋3價變?yōu)椋?價，根據電荷守恒和得失電子守恒可配平方程式。 (5)雙氧水將氰根離子氧化成碳酸根離子和氨氣，離子方程式為CN－＋OH－＋H2O2===CO＋NH3↑。 3．(xx山東汶城中學月考)鐵及其化合物之間的相互轉化可用下式表示：Fe2＋Fe3＋FeO?；卮鹣铝杏嘘P問題： (1)Fe與過量稀硫酸反應可以制取FeSO4。若用反應所得的酸性溶液實現(xiàn)上述①的轉化，要求產物純凈。可選用的試劑是________(填選項字母)。 a．Cl2　　　　　　　　　 B．Fe c．HNO3 D．H2O2 (2)上述轉化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應比較復雜，其中有一主要反應：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S(CuFeS2中S為－2價)。 則下列說法正確的是________(填選項字母)。 a．從物質的組成來看，黃銅礦屬于合金 b．反應中，所有鐵元素均被還原 c．反應中，CuFeS2既作氧化劑又作還原劑 d．當轉移1 mol e－時，有46 g CuFeS2參加反應 (3)高鐵酸鉀是一種新型、高效的綠色凈水劑，其凈水原理是________________________________________________________________________。 答案　(1)d　(2)d (3)高鐵酸鉀具有強氧化性，可以殺菌、消毒，同時生成的Fe3＋轉化為Fe(OH)3膠體，能加速懸浮物沉降，起凈化作用 解析　(1)要使產物純凈，必須物質間發(fā)生反應后沒有雜質生成。a項有氯離子雜質生成，錯誤；b項鐵與稀硫酸反應生成二價鐵離子，不能把二價鐵離子轉化為三價鐵離子，錯誤；c項硝酸能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但溶液中還有雜質硝酸根離子，錯誤；d項雙氧水能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，同時有水生成，水是原溶液的成分，所以不是雜質，正確。 (2)合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經熔合而形成的具有金屬特性的物質，所以黃銅礦不是合金，a項錯誤；b項，CuFeS2中鐵元素的化合價為＋2價，生成物中Fe2＋的化合價為＋2價，所以不是所有鐵元素均被還原，錯誤；c項，CuFeS2中只有S元素的化合價升高，其他元素的化合價不變，所以CuFeS2只作還原劑，錯誤；d項，在這個反應中每生成2 mol S轉移4 mol電子，有184 g CuFeS2參加反應，則轉移1 mol e－時，有46 g CuFeS2參加反應，故正確。 (3)高鐵酸鉀(K2FeO4)中Fe的化合價是＋6價，具有強氧化性，能殺菌消毒，其還原產物Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質，所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒。 4．(xx淄博期末)已知還原性：HSO>I－，氧化性：IO>I2。 (1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液，發(fā)生下列反應。配平反應方程式，并標出電子轉移的方向和數(shù)目。 　NaIO3＋　NaHSO3―→　I2＋　Na2SO4＋　H2SO4＋　H2O (2)在NaIO3溶液中滴加過量NaHSO3溶液，反應完全，推測反應溶液中的還原產物為________(填化學式)。 (3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液，加入NaIO3的物質的量和析出I2的物質的量的關系曲線如圖所示。寫出反應過程中與AB段曲線對應的離子方程式________________________；當溶液中I－與I2的物質的量之比為5∶3時，加入的NaIO3為________mol。 答案　(1) 4NaIO3＋10NaHS20e－O3===2I2＋7Na2SO4＋3H2SO4＋2H2O (2)NaI (3)IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O　11/6 解析　(1)I元素的化合價由＋5降低到0，S元素的化合價由＋4升高到＋6。根據化合價升降總數(shù)相等，配平反應方程式，標出電子轉移的方向和數(shù)目。 (2)由還原性HSO>I－可知，當NaHSO3溶液過量IO先被還原成I2，再被還原成I－。 (3)OA段，隨著IO的量增多，NaHSO3的量減少，IO被還原成I－，至A點恰好完全反應，此時繼續(xù)加入NaIO3，又發(fā)生NaIO3氧化I－的反應：IO＋6H＋＋5I－===3I2＋3H2O。當I－與I2的物質的量之比為5∶3時，設加入的NaIO3為x mol，根據轉移電子數(shù)守恒，得52＝x6＋x5，解得x＝。 5．實驗室模擬用工業(yè)廢棄固體(含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制取粗銅、綠礬(FeSO47H2O)和明礬[KAl(SO4)212H2O]的操作流程如下： (1)試劑X是________(寫化學式)。 (2)配平下列方程式： MnO＋____SO2＋____H2O===____Mn2＋＋____SO＋____H＋ (3)為了分析產品(綠礬)中鐵元素的含量，某同學稱取20.0 g 樣品配成100 mL溶液，移取25.00 mL于錐形瓶中，用1.00010－1 molL－1的KMnO4標準溶液進行滴定(MnO被還原為Mn2＋)。 請回答下列問題： ①滴定時，KMnO4標準溶液應盛放在______________中(填儀器名稱)。 ②若到達滴定終點消耗KMnO4標準溶液的體積為25.00 mL，則該產品中鐵元素的質量分數(shù)為________。 答案　(1)H2SO4(或KHSO4) (2)2　5　2　2　5　4 (3)①酸式滴定管?、?4% 解析　根據廢棄固體的成分及流程，氣體A為SO2，固體B中含有CuO、Fe2O3，溶液B中含有KAlO2、K2SiO3，試劑X為H2SO4(或KHSO4)，固體C為H2SiO3；加入過量鐵屑后，固體D為Cu、Fe，溶液D為FeSO4； (3)滴定反應的離子方程式為MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，在20.0 g樣品中，n(Fe2＋)＝25.0010－3 L1.00010－1 molL－15＝0.05 mol，其質量分數(shù)為100%＝14%。 6．工業(yè)上從4J29合金(鐵鈷鎳合金)廢料中提取鈷和鎳，一般先用硫酸溶解合金使之成為Fe2＋、 Co2＋、Ni2＋，再把Fe2＋氧化為Fe3＋，從而使Fe3＋轉化為某種沉淀析出，達到與Ni2＋、Co2＋分離的目的。生產上要使Fe2＋氧化為Fe3＋，而不使Co2＋、Ni2＋被氧化的試劑是NaClO或NaClO3(均含少量H2SO4)溶液，反應的部分化學方程式如下(A為還原劑)： NaClO＋A＋B―→NaCl＋C＋H2O NaClO3＋A＋B―→NaCl＋C＋H2O (1)請完成以上化學方程式________________________________________________________________，_______________________________________________________________________。 實際生產中采用NaClO3來氧化Fe2＋比較合算，其理由是________________________________________________________________________。 (2)配平下列離子方程式，并回答問題。 　Fe(OH)3＋　ClO－＋　OH－===　FeO＋　Cl－＋　H2O (3)已知有3.21 g Fe(OH)3參加反應，共轉移了5.4181022個電子，則n＝________。 (4)根據上述(2)(3)題推測FeO能與下列哪些物質反應________(填選項字母)。 A．Cl2 B．SO2 C．H2S D．O2 答案　(1)NaClO＋2FeSO4＋H2SO4===NaCl＋Fe2(SO4)3＋H2O NaClO3＋6FeSO4＋3H2SO4===NaCl＋3Fe2(SO4)3＋3H2O　 相同質量NaClO3比NaClO能氧化更多的Fe2＋ (2)2　5－n　2n　 2　5－n　3＋n (3)2　(4)BC 解析　(1)根據題干信息，A(或B)為FeSO4，B(或A)為H2SO4，根據電子守恒配平。因為NaClO3中氯元素的化合價為＋5價，NaClO中氯元素的化合價為＋1價，相同質量的兩種物質，NaClO3氧化更多的Fe2＋。 (2)　 (OH)3＋　O－＋　OH－―→?。。2O，F(xiàn)e的化合價升高5－n，氯的化合價降低2，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒，系數(shù)依次為2,5－n,2n,2,5－n,3＋n。 (3)電子轉移數(shù)為(5－n)NA＝5.4181022，解得n＝2。 (4)FeO具有強氧化性，能氧化SO2、H2S等還原性物質。 7．(xx濰坊模擬)電鍍廠鍍銅廢水中含有CN－和Cr2O，需要處理達標后才能排放。該廠擬定下列流程進行廢水處理，回答下列問題： (1)上述處理廢水流程中主要使用的方法是________(填選項字母)； a．混凝法 B．中和法 c．沉淀法 D．氧化還原法 (2)②中反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________； (3)步驟③中，每處理0.4 mol Cr2O時轉移電子2.4 mol，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (4)目前處理酸性Cr2O廢水多采用鐵氧磁體法。該法是向廢水中加入FeSO47H2O將Cr2O還原成Cr3＋，調節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉化成相當于FeⅡ[FeCr]O4(鐵氧磁體，羅馬數(shù)字表示元素價態(tài))的沉淀。處理1 mol Cr2O，需加入a mol FeSO47H2O，下列結論正確的是________。 A．x＝0.5，a＝6 B．x＝0.5，a＝10 C．x＝1.5，a＝6 D．x＝1.5，a＝10 答案　(1)d　(2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－ (3)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O　 (4)D 解析　(1)根據框圖中物質的轉化，不難分析出碳元素、硫元素化合價發(fā)生了變化，故處理廢水流程中主要使用的方法是氧化還原法。 (2)由框圖可知，CN－→CNO－，碳元素從＋2價上升到＋4價，則CN－為還原劑，那么ClO－應為氧化劑，其還原產物為Cl－。據此根據電子守恒可配平方程式為CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－。 (3)處理0.4 mol Cr2O時轉移電子2.4 mol，則鉻元素降低到＋3價，還原產物應為Cr3＋。結合框圖中S2O―→SO，再根據電子守恒、電荷守恒、質量守恒，即可配平寫出離子方程式。 (4)根據電子守恒：(2－x)3＝x(3－2)，x＝1.5。 根據質量守恒：a＝20.5(1.5＋1)＝10。