專題14 氧化還原反應(yīng)相關(guān)計(jì)算 十年（2015-2024）高考化學(xué)真題分類匯編(解析版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題14氧化還原反應(yīng)相關(guān)計(jì)算考點(diǎn)十年考情(2015-2024)命題趨勢(shì)考點(diǎn)1氧化還原反應(yīng)在選擇題中2024·北京卷、2016·海南卷、2016·上海卷、2015·海南卷氧化還原反應(yīng)做為學(xué)科基本工具，在高考中每年必考，或顯性或隱性滲透。在非選擇題中主要以化工流程或綜合為載體，考查陌生化學(xué)方程式或離子方程式的書寫、電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、電子守恒法的計(jì)算。特別是考查轉(zhuǎn)移電子數(shù)的計(jì)算等問(wèn)題。預(yù)計(jì)高考利用氧化還原反應(yīng)滴定原理測(cè)定物質(zhì)的組成以及陌生物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式的書寫的命題趨勢(shì)較大?？键c(diǎn)2氧化還原反應(yīng)在非選擇題中2024·上海卷、2020?浙江1月卷、2018?天津卷、2017?新課標(biāo)Ⅱ卷、2016·江蘇卷考點(diǎn)1氧化還原反應(yīng)計(jì)算在選擇題中1．(2024·北京卷，14，3分)不同條件下，當(dāng)KMnO4與KI按照反應(yīng)①②的化學(xué)計(jì)量比恰好反應(yīng)，結(jié)果如下。反應(yīng)序號(hào)起始酸堿性KIKMnO4還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物物質(zhì)的量/mol物質(zhì)的量/mol①酸性0.001nMn2+I2②中性0.00110nMnO2已知：MnO4-的氧化性隨酸性減弱而減弱。下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)①，n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5B．對(duì)比反應(yīng)①和②，C．對(duì)比反應(yīng)①和②，的還原性隨酸性減弱而減弱D．隨反應(yīng)進(jìn)行，體系變化：①增大，②不變【答案】B【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)①中Mn元素的化合價(jià)由+7價(jià)降至+2價(jià)，I元素的化合價(jià)由-1價(jià)升至0價(jià)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應(yīng)①的離子方程式是：10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)①可得關(guān)系式10I-~2MnO4-，可以求得n=0.0002，則反應(yīng)②的n(I-)∶n(MnO4-)=0.001∶(10×0.0002)=1∶2，反應(yīng)②中Mn元素的化合價(jià)由+7價(jià)降至+4價(jià)，反應(yīng)②對(duì)應(yīng)的關(guān)系式為I-~2MnO4-~MnO2~IOx-~6e-，IOx-中I元素的化合價(jià)為+5價(jià)，根據(jù)離子所帶電荷數(shù)等于正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和知x=3，反應(yīng)②的離子方程式是：I-+2MnO4-+H2O=2MnO2↓+IO3-+2OH-，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，已知MnO4-的氧化性隨酸性減弱而減弱，對(duì)比反應(yīng)①和②的產(chǎn)物，I-的還原性隨酸性減弱而增強(qiáng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)①和②的離子方程式知，反應(yīng)①消耗H+、產(chǎn)生水、pH增大，反應(yīng)②產(chǎn)生OH-、消耗水、pH增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選B。2．(2016·海南卷，9)利用太陽(yáng)能分解制氫，若光解0.02mol水，下列說(shuō)法正確的是()A．可生成H2的質(zhì)量為0.02gB．可生成氫的原子數(shù)為2.408×1023個(gè)C．可生成H2的體積為0.224L(標(biāo)準(zhǔn)情況)D．生成H2的量理論上等于0.04molNa與水反應(yīng)產(chǎn)生H2的量【答案】D【解析】根據(jù)方程式2H2O=2H2↑+O2↑，光解0.02mol水，可產(chǎn)生0.02molH2和0.01molO2。則可得：A項(xiàng)，可生成H2的質(zhì)量為0.04g，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，可生成氫的原子數(shù)為2.408×1022個(gè)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積為0.448L，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，0.04molNa與水反應(yīng)產(chǎn)生0.02molH2。故選D。3．(2016·上海卷，17)某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mlCl2，恰好將Fe2+完全氧化。x值為()A．0.80B．0.85C．0.90D．0.93【答案】A【解析】根據(jù)電子守恒可知，F(xiàn)exO被氧化為Fe3+轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol。則有：EQ\F(1.52,56x+16)×(3-EQ\F(2,x))×x=0.01。故選A。4．(2015·海南卷，6)已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應(yīng)：2R(OH)3+3ClO-+4OH-=2RO4n-+3Cl-+5H2O。則RO4n-中RA．+3 B．+4 C．+5 D．+6【答案】D【解析】根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒(化合價(jià)升降相等)，反應(yīng)中氯元素化合價(jià)由+1→-1(化學(xué)計(jì)量數(shù)為3)，因此R元素的化合價(jià)由+3升高到+6價(jià)(化學(xué)計(jì)量數(shù)為2)，由此判斷D正確。(另解可以根據(jù)電荷守恒快速判斷n=2，進(jìn)而確定R的化合價(jià)為+6價(jià))?？键c(diǎn)2氧化還原反應(yīng)計(jì)算在非選擇題中1．(2024·上海卷)回答下列問(wèn)題：(1)氟單質(zhì)常溫下能腐蝕、Ag等金屬，但工業(yè)上卻可用Cu制容器儲(chǔ)存，其原因是。PtF6是極強(qiáng)的氧化劑，用X和PtF6可制備稀有氣體離子化合物，六氟合鉑氙[X]+[Pt2F11]-的制備方式如圖所示(2)上述反應(yīng)中的催化劑為_______。A．PtF6 B．PtF7- C．F- D．X(3)上述過(guò)程中屬于氧化還原反應(yīng)的是_______。A．② B．③ C．④ D．⑤(4)氟氣通入氙(Xe)會(huì)產(chǎn)生X2、X4、X6三種氟化物氣體。現(xiàn)將的X和的2同時(shí)通入的容器中，反應(yīng)后，測(cè)得容器內(nèi)共有氣體，且三種氟化物的比例為X2：X4：X6=1：6：3，則內(nèi)X4的速率v(X4)=?！敬鸢浮?1)氟單質(zhì)與銅制容器表面的銅反應(yīng)形成一層保護(hù)性的氯化銅薄膜，可阻止氟與銅進(jìn)一步反應(yīng)(2)A(3)AB(4)0.0004mol·L-1·min-1【解析】(1)氟單質(zhì)常溫下能腐蝕、Ag等金屬，但工業(yè)上卻可用Cu制容器儲(chǔ)存。類比鋁在空氣中不易被腐蝕的原理，可用Cu制容器儲(chǔ)存氟單質(zhì)的原因是氟單質(zhì)與銅制容器表面的銅反應(yīng)形成一層保護(hù)性的氯化銅薄膜，可阻止氟與銅進(jìn)一步反應(yīng)。(2)由圖中信息可知，PtF6參與了反應(yīng)過(guò)程，但最后又生成了PtF6，因此上述反應(yīng)中的催化劑為PtF6，故選A。(3)由圖中信息可知，反應(yīng)②的化學(xué)方程式為PtF7-+X→PtF6-+XF，反應(yīng)③的化學(xué)方程式為PtF6-+X→PtF6+XF+，這兩步反應(yīng)中Xe和Pt的化合價(jià)都發(fā)生了變化，因此，上述過(guò)程中屬于氧化還原反應(yīng)的是②和③；反應(yīng)④的化學(xué)方程式為PtF6-→PtF5+F-，反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為PtF6-+PtF5=[Pt2F11]-，這兩步反應(yīng)中元素的化合價(jià)沒(méi)有變化，因此，這兩個(gè)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，故選AB。(4)氟氣通入氙(Xe)會(huì)產(chǎn)生X2、X4、X6三種氟化物氣體?，F(xiàn)將1mol的X和9mol的F2同時(shí)通入50L的容器中，反應(yīng)10min后，測(cè)得容器內(nèi)共有8.9mol氣體，且三種氟化物的比例為X2：X4：X6=1：6：3。假設(shè)X2、X4、X6的物質(zhì)的量分別為x、6x、3x，則1mol+9mol+10x-10x-x--=8.9mol，解之得，10min內(nèi)X4的速率。2．(2020?浙江1月卷，27)為測(cè)定FeC2O4·2H2O(M＝180g·mol?1)樣品的純度，用硫酸溶解6.300g樣品，定容至250mL。取25.00mL溶液，用0.1000mol·L?1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：序號(hào)滴定前讀數(shù)/mL滴定終點(diǎn)讀數(shù)/mL10.0019.9821.2622.4031.5421.56已知：3MnOeq\o\al(?,4)＋5FeC2O4·2H2O＋24H+eq\o(=)3Mn2+＋5Fe3+＋10CO2↑＋22H2O

假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)。該樣品中FeC2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________%(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)；寫出簡(jiǎn)要計(jì)算過(guò)程：________【答案】95.2【解析】根據(jù)方程式找出MnO4-和FeC2O4·2H2O之間的數(shù)量關(guān)系，然后進(jìn)行計(jì)算求解；第一次所用標(biāo)準(zhǔn)液為：19.98mL，第二次所用標(biāo)準(zhǔn)液為22.40-1.26=20.14mL，第三次所用標(biāo)準(zhǔn)液為：21.56-1.54=20.02mL，第二次數(shù)據(jù)偏差較大舍去，所以所用標(biāo)準(zhǔn)液的體積為；根據(jù)方程式可知反應(yīng)中存在數(shù)量關(guān)系：3MnO4-~5，所以25mL待測(cè)液中所含F(xiàn)eC2O4·2H2O的物質(zhì)的量為：，質(zhì)量為，所以樣品中FeC2O4·2H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。3．(2018?天津卷，10節(jié)選)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測(cè)其含量，選用如下采樣和檢測(cè)方法?；卮鹣铝袉?wèn)題：Ⅱ.NOx含量的測(cè)定將vL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化為NO3?，加水稀釋至100.00mL。量取20.00mL該溶液，加入v1mLc1mol·L?1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過(guò)量)，充分反應(yīng)后，用c2mol·L?1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+，終點(diǎn)時(shí)消耗v2mL。(5)NO被H2O2氧化為NO3?的離子方程式是___________。(7)滴定過(guò)程中發(fā)生下列反應(yīng)：3Fe2++NO3?+4H+=NO↑+3Fe3++2H2OCr2O72?+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mg·m?3?！敬鸢浮?1)除塵(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O(6)錐形瓶、酸式滴定管(7)(8)偏低偏高【解析】(1)A的過(guò)程叫“過(guò)濾”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。(2)堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應(yīng)，所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差，一般不用做干燥劑，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑，與NOX不反應(yīng)，所以選項(xiàng)c正確。(3)實(shí)驗(yàn)室通常用洗氣瓶來(lái)吸收氣體，與D相同應(yīng)該在洗氣瓶中加入強(qiáng)堿(氫氧化鈉)溶液，所以答案為：。(4)加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后，NOX溶于水中。(5)NO被H2O2氧化為硝酸，所以反應(yīng)的離子方程式為：2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。(6)滴定中使用酸式滴定管(本題中的試劑都只能使用酸式滴定管)和錐形瓶。(7)用c2mol·L?1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+，終點(diǎn)時(shí)消耗V2mL，此時(shí)加入的Cr2O72-為c2V2/1000mol；所以過(guò)量的Fe2+為6c2V2/1000mol；則與硝酸根離子反應(yīng)的Fe2+為(c1V1/1000－6c2V2/1000)mol；所以硝酸根離子為(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3mol；根據(jù)氮元素守恒，硝酸根與NO2的物質(zhì)的量相等?？紤]到配制100mL溶液取出來(lái)20mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以NO2為5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3mol，質(zhì)量為46×5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3g，即230(c1V1－6c2V2)/3mg。這些NO2是VL氣體中含有的，所以含量為230(c1V1－6c2V2)/3Vmg·L-1，即為1000×230(c1V1－6c2V2)/3Vmg·m-3，所以答案為：mg·m?3。(8)若缺少采樣步驟③，裝置中有空氣，則實(shí)際測(cè)定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量，測(cè)定結(jié)果必然偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化，計(jì)算時(shí)仍然認(rèn)為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的，所以測(cè)定結(jié)果偏高。4．(2017?新課標(biāo)Ⅱ卷，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測(cè)定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定原理如下：Ⅰ．取樣、氧的固定用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2，實(shí)現(xiàn)氧的固定。Ⅱ．酸化、滴定將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I?還原為Mn2+，在暗處?kù)o置5min，然后用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O32-+I2=2I?+S4O62-)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(2)“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。(4)取100.00mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用amol·L?1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點(diǎn)現(xiàn)象為_________；若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為_________mg·L?1?！敬鸢浮?2)O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2(4)藍(lán)色剛好褪去80ab【解析】(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，Mn(OH)2被氧氣MnO(OH)2，由此可得方程式2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2。(4)該實(shí)驗(yàn)用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定I2，因此終點(diǎn)現(xiàn)象為當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)無(wú)變化；根據(jù)關(guān)系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3，可得水樣中溶解氧的含量為[(ab×10-3)÷4×32×103]÷0.1=80ab；(5)終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)有氣泡，氣泡占據(jù)液體應(yīng)占有的體積，會(huì)導(dǎo)致所測(cè)溶液體積偏小，最終結(jié)果偏低。5．(2016·江蘇卷，18)過(guò)氧化鈣(CaO2·8H2O)是一種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的供氧劑。(1)Ca(OH)2懸濁液與H2O2溶液反應(yīng)可制備CaO2·8H2O。Ca(OH)2+H2O2+6H2O＝CaO2·8H2O反應(yīng)時(shí)通常加入過(guò)量的Ca(OH)2，其目的是_____________。(2)向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后，池塘水中濃度增加的離子有____________(填序號(hào))。A．Ca2+B．H+C．CO32-D．OH?(3)水中溶解氧的測(cè)定方法如下：向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封靜置；加入適量稀H2SO4，待MnO(OH)2與I?完全反應(yīng)生成Mn2+和I2后，以淀粉作指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，測(cè)定過(guò)程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：①寫出O2將Mn2+氧化成MnO(OH)2的離子方