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微专题(二) 氧化还原反应规律及应用
氧化还原反应做为学科基本工具,在高考中每年必考,或显性考查或隐性渗透。在选择题中常考查氧化还原反应的判断及氧化还原反应规律的应用;在非选择题中主要以化工流程或综合实验为载体,考查陌生化学方程式或离子方程式的书写和电子守恒法的计算,所占比重大,在复习时应加以重视。
命题点(一) 氧化还原反应的规律及其应用
[例1] (2023·湖南等级考)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是( )
A.S2O和SO的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
[解析] SO中心原子的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,故SO的空间结构为正四面体形,S2O中心原子的价层电子对数为3+1+=4,无孤电子对,其结构相当于SO中一个氧原子被一个硫原子代替,故S2O空间结构为四面体形,A项错误;由题图转化可知,反应Ⅰ中只有S元素被氧化,反应Ⅱ中As、S元素均被氧化,B项错误;根据反应物和产物及氧化还原反应规律可知,反应Ⅰ为2As2S3+6O2+3H2O===2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ为As2S3+7O2+6H2O===2H3AsO4+3H2SO4,则参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C项错误;根据反应Ⅰ、Ⅱ可知,1 mol As2S3发生反应时,两反应转移的电子分别为12 mol和28 mol,个数之比为3∶7,D项正确。
[答案] D
[思维建模] 氧化还原反应的规律及其应用
[提能集训]
1.(2022·山东等级考) 实验室制备KMnO4过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4;②水溶后冷却,调溶液pH至弱碱性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用NaOH作强碱性介质
C.②中K2MnO4只体现氧化性
D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
解析:选D ①由于瓷坩埚易被强碱腐蚀,故不能用瓷坩埚作反应器,A说法不正确;制备KMnO4时为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用NaOH,B说法不正确;②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性,C说法不正确;根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D说法正确。
2.将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:
SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+;
Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法不正确的是( )
A.还原性:SO2>Fe2+>Cr3+
B.氧化性:Cr2O>Fe3+>SO
C.Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
解析:选D 由第一个反应知,氧化性:Fe3+>SO,还原性:SO2>Fe2+;由第二个反应知,氧化性:Cr2O>Fe3+,还原性:Fe2+>Cr3+;综合两个反应可得氧化性强弱顺序为Cr2O>Fe3+>SO,还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Cr3+。由分析知,A、B不符合题意;由于氧化性强弱顺序Cr2O>SO,Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4,C不符合题意;在第一个反应中,Fe2(SO4)3是反应物,其中铁元素化合价降低,Fe2(SO4)3作氧化剂;在第二个反应中,Fe3+是生成物,是由Fe2+被氧化而得到,Fe3+作氧化产物,D符合题意。
3.(2023·福州市毕业班质检)为探究物质的氧化性,某实验小组设计如图实验。下列说法错误的是( )
A.烧瓶中的反应为Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
B.浸有NaOH溶液的棉花起吸收尾气的作用
C.CCl4可用淀粉溶液替换
D.试管下层出现紫红色,可证明氧化性:Cl2>Fe3+>I2
解析:选D 漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,和浓盐酸反应生成氯气,故A正确;浸有NaOH溶液的棉花可吸收多余氯气,起吸收尾气的作用,故B正确;当有碘单质生成时下层四氯化碳溶液显紫色,用淀粉溶液替换后,也可以检测碘单质,故C正确;试管下层出现紫红色,只能说明有碘单质生成,无法确定是什么物质氧化KI,因为氯气溶于水生成