2022屆高考化學(xué)二輪教學(xué)案-命題區(qū)間三角度二　氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用

角度二氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用1．常見的氧化劑及還原產(chǎn)物預(yù)測(cè)氧化劑Cl2O2濃H2SO4HNO3KMnO4(H＋)、MnO2Fe3＋KClO3、ClO－H2O2還原產(chǎn)物Cl－O2－、H2O、OH－SO2NO或NO2Mn2＋Fe2＋Cl－H2O2.常見的還原劑及氧化產(chǎn)物預(yù)測(cè)還原劑I－(HI)S2－(H2S)CO、CFe2＋NH3SO2、SOeq\o\al(2－,3)H2O2氧化產(chǎn)物I2SCO2Fe3＋NOSOeq\o\al(2－,4)O23.新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫技巧以2017年全國(guó)卷Ⅲ28題(2)為例予以說明。工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________。第一步：書寫“主干物質(zhì)”，即反應(yīng)物中的氧化劑、還原劑，產(chǎn)物中的氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。As2S3＋O2→H3AsO4＋S第二步：標(biāo)出發(fā)生變價(jià)的元素的化合價(jià)，利用得失電子守恒配平“主干物質(zhì)”。2eq\o(As,\s\up6(＋3))2eq\o(S,\s\up6(－2))3＋5eq\o(O,\s\up6(0))2→4H3eq\o(As,\s\up6(＋5))eq\o(O,\s\up6(－2))4＋6eq\o(S,\s\up6(0))第三步：利用質(zhì)量守恒補(bǔ)充完整反應(yīng)的化學(xué)方程式。2As2S3＋5O2＋6H2O=4H3AsO4＋6S注意(1)若為離子方程式，第二步之后應(yīng)先進(jìn)行電荷守恒，再原子守恒。一般原則是酸性條件用H＋，堿性條件用OH－調(diào)平電荷，最后用觀察法使原子守恒，補(bǔ)水原則是“H”不夠水來湊。(2)對(duì)于電化學(xué)以氧化還原反應(yīng)為核心的電極反應(yīng)方程式的書寫，該方法同樣有效。4．反應(yīng)循環(huán)轉(zhuǎn)化圖分析思路第一步：根據(jù)循環(huán)圖外箭頭和箭尾的標(biāo)注確定反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物。第二步：根據(jù)循環(huán)圖物質(zhì)的標(biāo)注確定中間產(chǎn)物和催化劑。第三步：審準(zhǔn)要求，是寫總反應(yīng)式還是寫分步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式。第四步：根據(jù)電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒書寫方程式。1．(2021·威海高三期末)工業(yè)上可用PbO2來制備KClO4。在酸性條件下，PbO2與NaClO3反應(yīng)生成NaClO4。過濾，向?yàn)V液中加入KNO3，常溫下結(jié)晶可得KClO4晶體。下列說法錯(cuò)誤的是()A．NaClO3與PbO2反應(yīng)中，PbO2作氧化劑B．常溫下KClO4的溶解度比NaClO4小C．21.3gNaClO3完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子0.2molD．由上述反應(yīng)得知氧化性：PbO2>NaClO4答案C解析A項(xiàng)，PbO2與NaClO3反應(yīng)生成NaClO4，氯元素價(jià)態(tài)升高，鉛元素的價(jià)態(tài)降低，所以PbO2作氧化劑，正確；B項(xiàng)，NaClO4溶液中加入KNO3后，常溫下可析出KClO4晶體，說明常溫下KClO4的溶解度比NaClO4小，正確；C項(xiàng)，NaClO3反應(yīng)生成NaClO4，氯元素化合價(jià)升高，所以轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為eq\f(21.3g,106.5g·mol－1)×2＝0.4mol，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，PbO2是氧化劑，NaClO4是氧化產(chǎn)物，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，正確。2．(2021·天津南開區(qū)高三期末)向H2O2溶液中加入Br2可以加快H2O2的分解速率。其反應(yīng)機(jī)理可能有兩步，第1步：H2O2＋Br2=2H＋＋O2↑＋2Br－。下列說法正確的是()A．H2O2分子中含有離子鍵和非極性鍵B．第2步反應(yīng)為2H2O2＋2Br－=2H2O＋Br2＋O2↑C．第1步反應(yīng)每生成0.1molO2，轉(zhuǎn)移0.2mol電子D．該反應(yīng)機(jī)理中，Br－催化H2O2分解產(chǎn)生O2答案C解析A項(xiàng)，H2O2分子中僅含有共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，總反應(yīng)為過氧化氫分解生成氧氣和水，溴為反應(yīng)的催化劑，由第1步反應(yīng)可知第2步反應(yīng)為2H＋＋H2O2＋2Br－=2H2O＋Br2，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在第1步反應(yīng)中，O元素化合價(jià)由－1價(jià)升高到0價(jià)，則每生成0.1molO2，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，正確；D項(xiàng)，總反應(yīng)為過氧化氫分解生成氧氣和水，溴為反應(yīng)的催化劑，不是Br－，錯(cuò)誤。3．(2021·濟(jì)南市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)采用Pd-Fe3O4雙催化劑，可實(shí)現(xiàn)用H2消除酸性廢水中的NOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,2)。Fe3O4中Fe的價(jià)態(tài)有＋2、＋3價(jià)，用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示，其反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．用該法處理后水體的pH降低B．過程③中NOeq\o\al(－,2)被Fe(Ⅱ)還原為NHeq\o\al(＋,4)C．過程④每生成1molN2，轉(zhuǎn)移3mol電子D．Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互轉(zhuǎn)化起到了傳遞電子的作用答案A解析A項(xiàng)，根據(jù)上述分析，廢水為酸性，總反應(yīng)是5H2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2H＋=N2↑＋6H2O、3H2＋2NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=N2↑＋4H2O，用該法處理后水體的pH升高，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)圖示，反應(yīng)③中NOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化成NHeq\o\al(＋,4)，N的化合價(jià)降低，NOeq\o\al(－,2)被還原，F(xiàn)e(Ⅱ)失電子轉(zhuǎn)化成Fe(Ⅲ)，正確；C項(xiàng)，反應(yīng)④為NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，每生成1molN2，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為3mol，正確；D項(xiàng)，根據(jù)上述分析，F(xiàn)e(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互轉(zhuǎn)化起到了傳遞電子的作用，正確。4．(2021·青島高三期末)氨氮廢水是造成河流及湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素，現(xiàn)處理某氮肥廠產(chǎn)生的氨氮廢水(其中氮元素多以NHeq\o\al(＋,4)和NH3·H2O的形式存在)的一種設(shè)計(jì)流程如下。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)B．過程Ⅰ中調(diào)pH至9的目的是將NHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)化為NH3·H2OC．過程Ⅱ中NHeq\o\al(＋,4)→NOeq\o\al(－,3)，每轉(zhuǎn)化1molNHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)移8NA個(gè)電子D．過程Ⅲ中甲醇作還原劑，將硝酸還原為N2答案A解析A項(xiàng)，由分析可知，過程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)元素化合價(jià)沒有發(fā)生變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由分析可知，過程Ⅰ中加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為9時(shí)，廢水中銨根離子與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成一水合氨，正確；C項(xiàng)，過程Ⅱ中NHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(－,3)時(shí)，氮元素的化合價(jià)升高被氧化，反應(yīng)每消耗1mol銨根離子轉(zhuǎn)移8NA個(gè)電子，正確。5．某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)，可用如下兩種方法制備MnOeq\o\al(－,4)。(1)NaBiO3(鉍酸鈉)是少數(shù)難溶性的鈉鹽，可用鉍酸鈉和稀硫酸酸化的MnSO4溶液反應(yīng)制取MnOeq\o\al(－,4)，鉍酸鈉被還原為Bi3＋。寫出該反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(2)還可以用(NH4)2S2O8溶液和MnSO4溶液混合制取MnOeq\o\al(－,4)，補(bǔ)全并配平下列方程式：____Mn2＋＋____S2Oeq\o\al(2－,8)＋________=____MnOeq\o\al(－,4)＋____SOeq\o\al(2－,4)＋________。答案(1)5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋=5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋7H2O(2)258H2O21016H＋6．提取有效信息完成下列有關(guān)變化中的化學(xué)方程式。(1)下圖是吸收SO2制取氫氣的過程：①寫出該流程的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：____________________________________________________________________________________________________________________________________。②制得H2SO4溶液的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用硫酸渣(主要含F(xiàn)e2O3、SiO2)制備納米Fe3O4的工藝流程如圖：①“還原”時(shí)FeS2被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，該反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________________________________________________________________