内容正文:
≡命题角度探究篇≡
角度❶ 生产和生活中的氧化还原反应及离子反应
1.生产和生活中的氧化还原反应
氧化还原反应在人类的生产和生活中无处不在,人们通过氧化还原反应可以获取物质、获得能量。例如,化石燃料的燃烧与利用、金属的冶炼与金属材料的防护、食品的加工与保鲜、环境污染的预防与治理、绿色植物的光合作用、杀菌消毒等都涉及氧化还原反应。
(2023·全国乙卷)下列应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
C 解析:明矾净水是由于Al3+水解产生的Al(OH)3胶体具有吸附性,与氧化还原反应无关,A错误;雪天道路上撒盐可降低雪的熔点,促进雪融化,与氧化还原反应无关,B错误;铁粉与空气中的O2发生氧化还原反应,C正确;荧光指示牌利用了光的反射原理,与氧化还原反应无关,D错误。
2.离子反应的广泛应用
离子反应广泛应用于化学研究(物质制备和分离、提纯和鉴定)、工业生产、医疗诊断、食品检验、环境保护(消除水中污染物)等方面。
酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO的过程中含氮微粒变化如图所示,溶液中铁以Fe2+形式存在。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅱ的离子方程式为NO+3Fe+8H+===NH+3Fe2++2H2O
B.增大单位体积水体中纳米Fe/Ni的投入量,可提高NO的去除效果
C.假设反应过程都能彻底进行,反应 Ⅰ、Ⅱ 消耗的铁的物质的量之比为3∶1
D.a mol NO完全转化为NH至少需要4a mol 的铁
C 解析:据图可知反应Ⅱ中NO被Fe还原为NH,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得离子方程式为NO+3Fe+8H+===NH+3Fe2++2H2O,A正确;增大单位体积水体中纳米Fe/Ni的投入量,即增大其浓度,同时也增大反应物间的接触面积,可提高NO的去除效果,B正确;反应Ⅰ中NO被Fe还原为NO,Fe被氧化为Fe2+,根据得失电子守恒可知1 mol NO氧化1 mol Fe,同时生成1 mol NO,根据A项可知,1 mol NO可以氧化3 mol Fe,故反应Ⅰ、Ⅱ消耗的铁的物质的量之比为1∶3,C错误;NO―→NH中氮元素的化合价降低了8,故a mol NO完全转化为NH,消耗4a mol Fe,D正确。
角度❷ 氧化还原反应与能量
2023年8月13日1时26分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将陆地探测四号01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。火箭的第一、二级发动机中使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),燃烧时发生化学反应为C2H8N2+2N2O4===2CO2+3N2+4H2O。有关该反应的说法正确的是( )
A.CO2和H2O均为氧化产物
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.产生11.2 L CO2(标准状况)时,反应中转移2.5 mol电子
D.若用NO2代替N2O4,也能与C2H8N2发生类似反应
D 解析:C2H8N2中C、N元素化合价分别为-1价、-3价,被氧化生成CO2和N2,H、O元素均未变价,故H2O既不是氧化产物,也不是还原产物,A错误;氧化剂是N2O4,还原剂是C2H8N2,二者的物质的量之比为2∶1,B错误;C2H8N2中C、N元素均被氧化,生成2 mol CO2时转移16 mol电子,则产生11.2 L CO2(标准状况),即0.5 mol CO2,转移4 mol电子,C错误;NO2和N2O4中N元素均显+4价,均具有较强氧化性,推测用NO2代替N2O4,也能与C2H8N2发生类似反应,D正确。
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