重难点05 氧化还原反应概念、规律及应用-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练(北京专用)
2025-01-09
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内容正文:
重难点05 氧化还原反应概念、规律及应用
考点
三年考情分析
2025考向预测
氧化还原反应概念、规律
2024·北京卷T10;2023·北京卷T12;2022·北京卷T6/T12;
预计2025年高考考查氧化还原反应概念、规律和综合应用
氧化还原反应综合应用、方程式书写配平
2024·北京卷T14/T18;2022年北京T16
【思维导图】
【高分技巧】
一、氧化还原反应的基本概念之间的关系
二、常见的氧化剂和还原剂
1.常见氧化剂及对应的还原产物
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3+
酸性KMnO4、
MnO2
还原
产物
Cl-(X-)
H2O/O2-/
OH-
Fe2+
K2Cr2O7
Mn2+、Cr3+
Mn2+
氧化剂
HClO
浓H2SO4
HNO3
H2O2
PbO2
FeO
还原
产物
Cl-
SO2
NO2(浓)、
NO(稀)
H2O
Pb2+
Fe3+
2.常见还原剂及对应的氧化产物
还原剂
金属
单质
Fe2+
H2S/
S2-
SO2/
SO
HI/I-
NH3
CO
氧化
产物
金属
离子
Fe3+
S、
SO2
SO3、
SO
I2
N2、
NO
CO2
3.理清常考氧化剂(还原产物)与还原剂(氧化产物)
(1)氧化剂及还原产物。
氧化剂
Cr2O或CrO
ClO-
ClO
H2O2
O3
MnO
还原产物
Cr3+
Cl-
Cl-
H2O
O2
Mn2+(H+)、MnO2(中性)、
MnO(OH-)
(2)还原剂及氧化产物。
还原剂
H2SO3、SO2、SO
H2O2
S2O或S2O
H2C2O4或C2O
AsO
CN-
氧化产物
SO
O2
SO
CO2
AsO
N2、CO2
三、氧化还原反应“四大规律”的应用
规律
应用
强弱律
比较物质氧化性或还原性强弱,判断反应能否进行
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
价态律
(1)氧化还原反应发生时,其价态一般先变为邻位价态。
(2)同种元素不同价态之间的反应,高价态的元素化合价降低,低价态的元素化合价升高,但升高与降低的化合价只接近不交叉
优先律
优先律
判断物质的稳定性及反应的先后顺序
(1)同时含有几种还原剂按还原性由强到弱依次反应(如向FeI2溶液中通入少量Cl2,I-优先反应)。
(2)同时含有几种氧化剂按氧化性由强到弱依次反应(如含Fe3+、H+的混合液中加入铁,Fe3+优先反应)
守恒律
内容:氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,即n(氧化剂)×变价原子数×化合价变价值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值。
应用:①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系;
②配平氧化还原反应方程式
熟记反应先后两大规律
(1)同一还原剂与多种氧化剂发生氧化还原反应的先后顺序:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>Cu2+>H+。
(2)同一氧化剂与多种还原剂发生氧化还原反应的先后顺序:S2->SO(或HSO)>I->Fe2+>Br->Cl-。
四、常见六个问题辨析和特殊元素的转化
(1)元素由化合态变为游离态不一定被氧化,也可能被还原,如Fe2+ → Fe。
(2)得电子难的物质不一定易失电子,如第ⅣA族和稀有气体。
(3)含最高价态元素的化合物不一定有强氧化性,如H3PO4、SO;而含低价态元素的化合物也可能有强氧化性,如 HClO具有强氧化性。
(4)在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原,如 Cl2+H2O=HCl+HClO。
(5)有单质参加的反应,不一定是氧化还原反应,如3O2=2O3。
(6)具有还原性物质与具有氧化性物质不一定都能发生氧化还原反应,如SO2与浓H2SO4、Fe3+与Fe2+不反应。
(7) (包括SO2、H2SO3、SO、HSO)具有强还原性,在水溶液中的氧化产物都是SO。
(8)H2O2中氧元素的化合价为-1价,处于中间价态。
①H2O2遇氧化剂(如酸性KMnO4溶液)作还原剂,其氧化产物为O2;
②H2O2遇还原剂(如Fe2+、I-等)作氧化剂,其还原产物为H2O,因此,H2O2又称为绿色氧化剂。
(9)记忆两组常见物质的强弱顺序。
①氧化性强弱:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S。
②还原性强弱:S2-> (SO、HSO、H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。
五、氧化还原反应的解题技巧
1.正确理解氧化还原反应的实质
理解概念抓实质,解题应用靠特征,即从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关概念,而在实际解题过程中,应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。具体方法是找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。
2.解答氧化还原反应题目的3个步骤
第一步:依据题意,分析概念
“升失氧,降得还;剂性一致,其他相反”。“剂性一致”是指氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。“其他相反”是指氧化剂被还原,发生氧化反应,生成还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。
第二步:依据规律判断反应的合理性
氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律,强弱规律等。同时要掌握化合价与氧化性的关系,“高价氧,低价还,中间价态两面转。”
第三步:利用电子守恒进行定量判断
有关氧化还原反应的定量问题,利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。对于生疏的或多步氧化还原反应,可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物,利用原子守恒和电子守恒,建立已知量与未知量的关系,快速列等式求解。
(建议用时:40分钟)
考向01 氧化还原反应概念、规律
1.(2024·北京·高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
2.(2024·北京·高考真题)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
3.(2023·北京·高考真题)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
4.(2022·北京·高考真题)某的多孔材料刚好可将N2O4“固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:
已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是
A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D.每制备0.4molHNO3,转移电子数约为
5.(2022·北京·高考真题)某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于吸附
B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动
C.转化为的反应是
D.每获得时,转移电子的数目为
6.(2022·北京·高考真题)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液减小的是
A.向溶液中加入少量溶液,生成白色沉淀
B.向和的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向溶液中加入少量溶液,生成蓝绿色沉淀
D.向溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
7.(2021·北京·高考真题)用电石(主要成分为CaC2,含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时,常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应为:
①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4
②11PH3+24CuSO4+12H2O=3H3PO4+24H2SO4+8Cu3P↓
下列分析不正确的是
A.CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式:CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑、Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑
B.不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱
C.反应②中每24 mol CuSO4氧化11 mol PH3
D.用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时,H2S、PH3有干扰
8.(2024·北京·三模)下列过程与氧化还原反应有关的是
A.热的纯碱溶液去除油污
B.溶液和溶液混合,产生刺激性气味气体
C.铜质地漏生锈变绿
D.鸡蛋清溶液在饱和溶液中出现白色浑浊
9.(2024·北京房山·一模)下列应用中涉及氧化还原反应的是
A.用二氧化硫作漂白剂使色素褪色
B.用过氧化钠作潜水艇中的供氧剂
C.使用明矾对自来水进行净化
D.使用热的纯碱溶液去除油污
10.(2024·北京西城·一模)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液的减小的是
A.向苯酚钠溶液中通入少量气体
B.向溶液中通入少量气体
C.向水中通入少量气体
D.向饱和溶液中通入少量气体
11.(2023·北京海淀·三模)CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如图,下列说法正确的是
A.在转化为CO的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B.在转化为HCOOH的路径中,CO2被氧化
C.上述反应过程说明催化剂具有选择性
D.在转化为两种产物的过程中碳、氧原子的利用率为100%,符合原子经济理念
12.(2024·北京昌平·二模)的一种制备方法如图所示,下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ中乙基蒽醌被氧化为乙基蒽醇
B.催化剂镍改变了反应速率,未改变反应焓变
C.制备原理是
D.乙基蒽醌是总反应的催化剂
13.(2024·北京·模拟预测)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.镁条在水中产生少量气泡后反应停止,在1mol/L溶液中持续产生气泡
B.二氧化锰与稀盐酸共热不产生氯气,与浓盐酸共热产生氯气
C.在硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,充分溶解后溶液变为蓝绿色
D.在氯水中加入少量碳酸钙,可以增强氯水的氧化性
14.(2024·北京东城·一模)在Pt-BaO催化下,NO的“储存-还原”过程如图1所示。其中“还原”过程依次发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,各气体的物质的量变化如图2所示。
下列说法不正确的是
A.与BaO的反应中,既是氧化剂,又是还原剂
B.反应Ⅰ为
C.反应Ⅱ中,最终生成的物质的量为0.2a mol
D.反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的的质量比是3∶5
15.(2023·北京西城·二模)探究Cu与溶液的反应,进行如下实验。
实验①:向10mL0.2mol/L溶液(pH≈1)中加入0.1gCu粉,振荡后静置,取上层清液,滴加溶液,有蓝色沉淀产生。6h后,溶液由棕黄色变为蓝绿色。实验过程中未见有气泡产生,溶液的pH几乎不变。
实验②:在密闭容器中向10mL0.6mol/L溶液中加入0.1gCu粉,10h后溶液变为淡蓝色。
实验③:在密闭容器中向10mL0.6mol/L溶液中分别加入0.1gCu粉和0.1g固体,0.5h溶液变黄,3h溶液变为黄绿色。下列说法不正确的是
A.实验①中发生了反应:
B.推测实验②的离子方程式是:
C.对比实验①和②,①中溶解Cu的主是
D.对比实验②和③,与反应的速率大于与Cu反应的速率
考向02 氧化还原反应方程式的书写
16.(2021·北京·高考真题节选)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。已知:。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是 。
②电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应: 。
17.(2024·北京·高考真题节选)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
18.(2022·北京·高考真题节选)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知:在催化剂作用下,煤在管式炉中燃烧,出口气体主要含。
(2)高温下,煤中完全转化为,该反应的化学方程式为 。
(3)通过干燥装置后,待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作。待测气体进入电解池后,溶解并将还原,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①在电解池中发生反应的离子方程式为 。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。
19.(2021·北京·高考真题节选)环氧乙烷(,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。
(1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有: 、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。
②结合电极反应式说明生成溶液a的原理 。
20.(2020·北京·高考真题节选)探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是 。
21.(2023·北京朝阳·二模节选)电解锰渣含有等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液,能在脱除烟气(含等)中的同时,实现电解锰渣的资源化利用。
(2)电解锰渣中的能吸收烟气中的,反应的方程式为 。
22.(23-24高三下·北京·开学考试节选)实验小组探究溶液酸碱性对锰化合物和氧化还原反应的影响。
资料:ⅰ.呈绿色,为棕黑色沉淀,几乎无色。
ⅱ.在强碱性溶液中能稳定存在,在酸性、中性或弱碱性溶液中易转化为和。
ⅲ.为微溶物
实验
序号
试剂
现象
Ⅰ
:10滴溶液
:20滴溶液
溶液紫色变浅至接近无色,静置一段时间后出现乳白色浑浊。
Ⅱ
:10滴蒸馏水
:20滴溶液
紫色溶液逐渐褪色,产生棕黑色沉淀。
Ⅲ
:10滴溶液
:2滴溶液和18滴蒸馏水
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置,未见明显变化。
Ⅳ
:10滴溶液
:20滴溶液
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置,绿色变浅,有棕黑色沉淀生成。
(1)用离子方程式解释实验Ⅰ中出现乳白色浑浊的原因 。
(2)已知,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均被氧化为。针对实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行分析:
①对于氧化性的认识是 。
②实验Ⅱ所得溶液中的检验方法为 。
23.(2025·北京·模拟预测节选)有关黄铜矿(CuFeS2)的转换关系如下图所示,请完成有关问题。
(3)请写出反应1的化学方程式: 。
24.(2024·北京·三模节选)是一种压电材料。以为原料制备粉状的流程如图。
资料:ⅰ.易溶于水,微溶于水。
ⅱ.易水解生成。
ⅲ某些温度时的溶解度如下。
温度
0
20
80
100
溶解度
31.6
35.7
52.4
59.4
溶解度
59.5
74.0
147.0
159.0
(1)固体1的含硫物质主要是,得到固体1的化学方程式是 。
25.(2024·北京大兴·三模节选)饮用水中含砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如图:
已知:①与过量的存在反应:;
②亚砷酸盐的溶解性大于相应的砷酸盐。
(3)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿被氧化为,同时生成,导致砷脱离矿体进入地下水。被氧化的离子方程式是 。
26.(2024·北京·模拟预测节选)选择性还原技术(SCR)可以有效脱除烟气中的氮氧化物()。
已知:ⅰ.在164℃以上时可加速分解成;
ⅱ.当NO与的物质的量相同时,会发生快速反应:
(1)钒基催化剂()可用于,反应机理与催化剂表面的活性吸附位点有关。基于Lewis酸位点的SCR催化反应机理如图所示。
①脱除NO的反应方程式为 。
27.(2024·北京海淀·三模)新能源汽车的核心部件是锂离子电池,常用磷酸亚铁锂()做电极材料。对废旧电极(含杂质、石墨粉)回收并获得高纯的工业流程图如下:
资料:碳酸锂在水中的溶解度:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
(3)过程ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验,均采用含量为3.7%的原料,控制为3.5,浸取1.5h后,实验结果如下表所示:
序号
酸
氧化剂
浸出液中浓度()
滤渣中含量/%
实验1
9.02
0.10
实验2
9.05
0.08
实验3
7.05
0.93
①实验2中,能与盐酸反应生成黄绿色气体,大大增加了酸和氧化剂的用量,该反应的离子方程式为 。
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重难点05 氧化还原反应概念、规律及应用
考点
三年考情分析
2025考向预测
氧化还原反应概念、规律
2024·北京卷T10;2023·北京卷T12;2022·北京卷T6/T12;
预计2025年高考考查氧化还原反应概念、规律和综合应用
氧化还原反应综合应用、方程式书写配平
2024·北京卷T14/T18;2022年北京T16
【思维导图】
【高分技巧】
一、氧化还原反应的基本概念之间的关系
二、常见的氧化剂和还原剂
1.常见氧化剂及对应的还原产物
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3+
酸性KMnO4、
MnO2
还原
产物
Cl-(X-)
H2O/O2-/
OH-
Fe2+
K2Cr2O7
Mn2+、Cr3+
Mn2+
氧化剂
HClO
浓H2SO4
HNO3
H2O2
PbO2
FeO
还原
产物
Cl-
SO2
NO2(浓)、
NO(稀)
H2O
Pb2+
Fe3+
2.常见还原剂及对应的氧化产物
还原剂
金属
单质
Fe2+
H2S/
S2-
SO2/
SO
HI/I-
NH3
CO
氧化
产物
金属
离子
Fe3+
S、
SO2
SO3、
SO
I2
N2、
NO
CO2
3.理清常考氧化剂(还原产物)与还原剂(氧化产物)
(1)氧化剂及还原产物。
氧化剂
Cr2O或CrO
ClO-
ClO
H2O2
O3
MnO
还原产物
Cr3+
Cl-
Cl-
H2O
O2
Mn2+(H+)、MnO2(中性)、
MnO(OH-)
(2)还原剂及氧化产物。
还原剂
H2SO3、SO2、SO
H2O2
S2O或S2O
H2C2O4或C2O
AsO
CN-
氧化产物
SO
O2
SO
CO2
AsO
N2、CO2
三、氧化还原反应“四大规律”的应用
规律
应用
强弱律
比较物质氧化性或还原性强弱,判断反应能否进行
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
价态律
(1)氧化还原反应发生时,其价态一般先变为邻位价态。
(2)同种元素不同价态之间的反应,高价态的元素化合价降低,低价态的元素化合价升高,但升高与降低的化合价只接近不交叉
优先律
优先律
判断物质的稳定性及反应的先后顺序
(1)同时含有几种还原剂按还原性由强到弱依次反应(如向FeI2溶液中通入少量Cl2,I-优先反应)。
(2)同时含有几种氧化剂按氧化性由强到弱依次反应(如含Fe3+、H+的混合液中加入铁,Fe3+优先反应)
守恒律
内容:氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,即n(氧化剂)×变价原子数×化合价变价值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值。
应用:①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系;
②配平氧化还原反应方程式
熟记反应先后两大规律
(1)同一还原剂与多种氧化剂发生氧化还原反应的先后顺序:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>Cu2+>H+。
(2)同一氧化剂与多种还原剂发生氧化还原反应的先后顺序:S2->SO(或HSO)>I->Fe2+>Br->Cl-。
四、常见六个问题辨析和特殊元素的转化
(1)元素由化合态变为游离态不一定被氧化,也可能被还原,如Fe2+ → Fe。
(2)得电子难的物质不一定易失电子,如第ⅣA族和稀有气体。
(3)含最高价态元素的化合物不一定有强氧化性,如H3PO4、SO;而含低价态元素的化合物也可能有强氧化性,如 HClO具有强氧化性。
(4)在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原,如 Cl2+H2O=HCl+HClO。
(5)有单质参加的反应,不一定是氧化还原反应,如3O2=2O3。
(6)具有还原性物质与具有氧化性物质不一定都能发生氧化还原反应,如SO2与浓H2SO4、Fe3+与Fe2+不反应。
(7) (包括SO2、H2SO3、SO、HSO)具有强还原性,在水溶液中的氧化产物都是SO。
(8)H2O2中氧元素的化合价为-1价,处于中间价态。
①H2O2遇氧化剂(如酸性KMnO4溶液)作还原剂,其氧化产物为O2;
②H2O2遇还原剂(如Fe2+、I-等)作氧化剂,其还原产物为H2O,因此,H2O2又称为绿色氧化剂。
(9)记忆两组常见物质的强弱顺序。
①氧化性强弱:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S。
②还原性强弱:S2-> (SO、HSO、H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。
五、氧化还原反应的解题技巧
1.正确理解氧化还原反应的实质
理解概念抓实质,解题应用靠特征,即从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关概念,而在实际解题过程中,应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。具体方法是找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。
2.解答氧化还原反应题目的3个步骤
第一步:依据题意,分析概念
“升失氧,降得还;剂性一致,其他相反”。“剂性一致”是指氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。“其他相反”是指氧化剂被还原,发生氧化反应,生成还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。
第二步:依据规律判断反应的合理性
氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律,强弱规律等。同时要掌握化合价与氧化性的关系,“高价氧,低价还,中间价态两面转。”
第三步:利用电子守恒进行定量判断
有关氧化还原反应的定量问题,利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。对于生疏的或多步氧化还原反应,可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物,利用原子守恒和电子守恒,建立已知量与未知量的关系,快速列等式求解。
(建议用时:40分钟)
考向01 氧化还原反应概念、规律
1.(2024·北京·高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
【答案】B
【详解】A.反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误;
B.根据反应①可得关系式10I-~2,可以求得n=0.0002,则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是:I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-,B项正确;
C.已知的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误;
D.根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;
答案选B。
2.(2024·北京·高考真题)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【分析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
【详解】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
3.(2023·北京·高考真题)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
【答案】C
【详解】A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
C.Na2O2由Na+和组成.阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;
D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误;
故选C。
4.(2022·北京·高考真题)某的多孔材料刚好可将N2O4“固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:
已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是
A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D.每制备0.4molHNO3,转移电子数约为
【答案】D
【详解】A.已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,N2O4的浓度减小,不利于N2O4的固定,故A正确;
B.N2O4被固定后,N2O4浓度减小,平衡正移,有利于NO2的去除,故B正确;
C.被固定的四氧化二氮和氧气、水反应生成硝酸,制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故C正确;
D.由C化学方程式可知,4HNO3~4e-,每制备0.4molHNO3,转移电子数约为0.4×,故D错误。
故选D。
5.(2022·北京·高考真题)某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于吸附
B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动
C.转化为的反应是
D.每获得时,转移电子的数目为
【答案】D
【分析】废气经过MOFs材料之后,NO2转化成N2O4被吸附,进而与氧气和水反应生成硝酸,从该过程中我们知道,NO2转化为N2O4的程度,决定了整个废气处理的效率。
【详解】A.从可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A正确;
B.多孔材料“固定”,从而促进平衡正向移动,B正确;
C.N2O4和氧气、水反应生成硝酸,其方程式为,C正确;
D.在方程式中,转移的电子数为4e-,则每获得,转移的电子数为0.4mol,即个数为,D错误;
故选D。
6.(2022·北京·高考真题)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液减小的是
A.向溶液中加入少量溶液,生成白色沉淀
B.向和的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向溶液中加入少量溶液,生成蓝绿色沉淀
D.向溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
【答案】D
【详解】A.向NaHSO4中加入少量BaCl2溶液,实际参与反应的只有硫酸根离子和钡离子,忽略体积变化,H+的浓度不变,其pH不变,A错误;
B.向 NaOH 和 Fe(OH)2 的悬浊液中通入空气,虽然有氢氧化亚铁被氧化成了红褐色的氢氧化铁,其方程式为,该过和中会消耗水,则增大了氢氧根离子的浓度,pH会变大,B错误;
C.向 NaHCO3 溶液中加入少量 CuSO4 溶液,生成蓝绿色沉淀 [Cu2(OH)2CO3],其中没有元素的化合价发生变化,故没有氧化还原反应,C错误;
D.向H2S中通入氯气生成HCl和单质硫沉淀,这个氧化还原反应增大了H+的浓度,pH减小,D正确。
故选D。
7.(2021·北京·高考真题)用电石(主要成分为CaC2,含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时,常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应为:
①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4
②11PH3+24CuSO4+12H2O=3H3PO4+24H2SO4+8Cu3P↓
下列分析不正确的是
A.CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式:CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑、Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑
B.不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱
C.反应②中每24 mol CuSO4氧化11 mol PH3
D.用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时,H2S、PH3有干扰
【答案】C
【详解】A.水解过程中元素的化合价不变,根据水解原理结合乙炔中常混有H2S、PH3可知CaS的水解方程式为CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑;Ca3P2水解方程式为Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑,A项正确;
B.该反应能发生是因为有不溶于水也不溶于酸的CuS生成,因此反应①不能说明H2S的酸性强于H2SO4,事实上硫酸的酸性强于氢硫酸,B项正确;
C.反应②中Cu元素化合价从+2价降低到+1价,得到1个电子,P元素化合价从-3价升高到+5价,失去8个电子,则24molCuSO4完全反应时,可氧化PH3的物质的量是24mol÷8=3mol,C项错误;
D.H2S、PH3均被KMnO4酸性溶液氧化,所以会干扰KMnO4酸性溶液对乙炔性质的检验,D项正确;
答案选C。
8.(2024·北京·三模)下列过程与氧化还原反应有关的是
A.热的纯碱溶液去除油污
B.溶液和溶液混合,产生刺激性气味气体
C.铜质地漏生锈变绿
D.鸡蛋清溶液在饱和溶液中出现白色浑浊
【答案】C
【详解】A.热的纯碱溶液去除油污是由于纯碱水解显碱性,油污在碱性条件下发生水解,与氧化还原反应无关,A不合题意;
B.溶液和溶液混合,产生刺激性气味气体是由于铵根与碳酸根发生双水解反应,生成氨气和二氧化碳气体,与氧化还原反应无关,B不合题意;
C.铜质地漏生锈变绿是铜单质在潮湿空气中发生氧化还原反应生成,属于氧化还原反应,C符合题意;
D.鸡蛋清溶液在饱和溶液中出现白色浑浊是蛋白质在盐溶液中发生盐析,与氧化还原反应无关,D不合题意;
故选C。
9.(2024·北京房山·一模)下列应用中涉及氧化还原反应的是
A.用二氧化硫作漂白剂使色素褪色
B.用过氧化钠作潜水艇中的供氧剂
C.使用明矾对自来水进行净化
D.使用热的纯碱溶液去除油污
【答案】B
【详解】A.二氧化硫漂白,是二氧化硫和色素直接化合生成不稳定的化合物漂白,不涉及氧化还原反应,A错误;
B.过氧化钠作供氧剂,O元素的化合价发生改变生成氧气等,发生氧化还原反应,B正确;
C.明矾作净水剂,与水解有关,没有元素的化合价变化,不发生氧化还原反应,C错误;
D.纯碱去油污是由于Na2CO3在水溶液中发生水解呈碱性,促进了油脂的水解,未发生氧化还原反应,D错误;
故选B。
10.(2024·北京西城·一模)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液的减小的是
A.向苯酚钠溶液中通入少量气体
B.向溶液中通入少量气体
C.向水中通入少量气体
D.向饱和溶液中通入少量气体
【答案】C
【详解】A.苯酚钠溶液中通入少量CO2,反应生成苯酚和碳酸氢钠,没有发生氧化还原反应,A不符合题意;
B.向溶液中通入少量气体,生成碳酸钠、二氧化碳和水,没有发生氧化还原反应,B不符合题意;
C.向水中通入少量气体,NO2与水反应生成硝酸和NO,发生了氧化还原反应且溶液的减小,C符合题意;
D.向饱和溶液中通入少量气体,生成S单质,发生了氧化还原反应但溶液的增大,D不符合题意;
故选C。
11.(2023·北京海淀·三模)CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如图,下列说法正确的是
A.在转化为CO的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B.在转化为HCOOH的路径中,CO2被氧化
C.上述反应过程说明催化剂具有选择性
D.在转化为两种产物的过程中碳、氧原子的利用率为100%,符合原子经济理念
【答案】C
【详解】A.在转化为CO的路径中,涉及碳氧键的断裂、氧氢键的形成和碳氧三键的形成,A错误;
B.在转化为HCOOH的路径中,碳元素由+4价降低为+2价,CO2作氧化剂被还原为HCOOH,B错误;
C.选择不同的催化剂,CO2可转化为CO或HCOOH,说明催化剂具有选择性,C正确;
D.CO2转化为CO反应有水生成,氧原子的利用率小于100%,D错误;
故答案为:C。
12.(2024·北京昌平·二模)的一种制备方法如图所示,下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ中乙基蒽醌被氧化为乙基蒽醇
B.催化剂镍改变了反应速率,未改变反应焓变
C.制备原理是
D.乙基蒽醌是总反应的催化剂
【答案】A
【详解】A.有机反应中,加氢为还原反应,反应Ⅰ中乙基蒽醌被还原为乙基蒽醇,A错误;
B.催化剂可以改变化学反应速率,但不能影响焓变,B正确;
C.反应物为,生成物为,制备原理是,C正确;
D.乙基蒽醌在反应中被消耗,然后又生成,乙基蒽醌是总反应的催化剂,乙基蒽醇是总反应的中间产物,D正确;
故选A。
13.(2024·北京·模拟预测)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.镁条在水中产生少量气泡后反应停止,在1mol/L溶液中持续产生气泡
B.二氧化锰与稀盐酸共热不产生氯气,与浓盐酸共热产生氯气
C.在硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,充分溶解后溶液变为蓝绿色
D.在氯水中加入少量碳酸钙,可以增强氯水的氧化性
【答案】B
【详解】A.镁条在水中产生少量气泡后反应停止,在1mol/L溶液中持续产生气泡,是因为氯化铵溶液中水解使溶液显酸性,Mg与H+反应促进水的电离正向进行,能用平衡移动原理解释,A不选;
B.二氧化锰与稀盐酸共热不产生氯气,与浓盐酸共热产生氯气,是因为浓盐酸中HCl的浓度大,HCl的还原性更强,能发生氧化还原反应,不能用平衡移动原理解释,B选;
C.在硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,充分溶解后溶液变为蓝绿色,是因为发生了反应,能用平衡移动原理解释,C不选;
D.在氯水中加入少量碳酸钙,可以增强氯水的氧化性,是因为碳酸钙和溶液中的H+反应促进氯气和水的反应正向进行,能用平衡移动原理解释,D不选;
故选B。
14.(2024·北京东城·一模)在Pt-BaO催化下,NO的“储存-还原”过程如图1所示。其中“还原”过程依次发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,各气体的物质的量变化如图2所示。
下列说法不正确的是
A.与BaO的反应中,既是氧化剂,又是还原剂
B.反应Ⅰ为
C.反应Ⅱ中,最终生成的物质的量为0.2a mol
D.反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的的质量比是3∶5
【答案】D
【详解】A.由可知NO和O2在Pt表面发生反应生成NO2,NO2和BaO生成Ba(NO3)2的反应中N元素的化合价由+4价升至+5价,根据氧化还原反应的规律,还有N元素的化合价降低,则既是氧化剂,又是还原剂,A正确;
B.由图可知,第一步反应氢气与Ba(NO3)2作用生成NH3,方程式为:,B正确;
C.由图可知,反应分两步进行,第二步反应为NH3还原Ba(NO3)2生成BaO和N2等,则可知,相应的关系式为:,图中氨气最大量为0.25amol,则最终生成的物质的量为0.2a mol,C正确;
D.第二步反应为NH3还原Ba(NO3)2生成BaO和N2等,根据得式电子守恒可知,,再结合第一步反应,可知第一步为,第二步为,则反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的的质量比即物质的量之比是5∶3,D错误;
故选D。
15.(2023·北京西城·二模)探究Cu与溶液的反应,进行如下实验。
实验①:向10mL0.2mol/L溶液(pH≈1)中加入0.1gCu粉,振荡后静置,取上层清液,滴加溶液,有蓝色沉淀产生。6h后,溶液由棕黄色变为蓝绿色。实验过程中未见有气泡产生,溶液的pH几乎不变。
实验②:在密闭容器中向10mL0.6mol/L溶液中加入0.1gCu粉,10h后溶液变为淡蓝色。
实验③:在密闭容器中向10mL0.6mol/L溶液中分别加入0.1gCu粉和0.1g固体,0.5h溶液变黄,3h溶液变为黄绿色。下列说法不正确的是
A.实验①中发生了反应:
B.推测实验②的离子方程式是:
C.对比实验①和②,①中溶解Cu的主是
D.对比实验②和③,与反应的速率大于与Cu反应的速率
【答案】C
【详解】A.实验①中取上层清液,滴加溶液,有蓝色沉淀产生,说明产生了亚铁离子。6h后,溶液由棕黄色变为蓝绿色,说明有铜离子生成,故发生了反应:,A正确;
B.实验②溶液变为淡蓝色,说明生成了铜离子,则推测实验②的离子方程式是:,B正确;
C.对比实验①和②,①中溶解Cu的主是铁离子,不是硝酸根离子,C错误;
D.对比实验②和③,③中显生成铁离子,后生成铜离子,说明与反应的速率大于与Cu反应的速率,D正确;
故选C。
考向02 氧化还原反应方程式的书写
16.(2021·北京·高考真题节选)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。已知:。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是 。
②电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应: 。
【答案】(1) MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O 2Cl--2e- =Cl2↑
【详解】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O;②氧化反应是元素化合价升高,故氧化反应为:2Cl--2e- =Cl2↑
17.(2024·北京·高考真题节选)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
【答案】(2)
【详解】(2)铵盐不稳定,易分解,分解为非氧化还原反应,产物中有NH3和SO3,故化学方程式为;
18.(2022·北京·高考真题节选)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知:在催化剂作用下,煤在管式炉中燃烧,出口气体主要含。
(2)高温下,煤中完全转化为,该反应的化学方程式为 。
(3)通过干燥装置后,待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作。待测气体进入电解池后,溶解并将还原,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①在电解池中发生反应的离子方程式为 。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为 。
【答案】(2)2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑
(3) SO2+I+2H2O=3I-+SO+4H+ 3I--2e-=I
【详解】(2)由题意可知,在催化剂作用下,硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和氧气,反应的化学方程式为2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑,故答案为:2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑;
(3)①由题意可知,二氧化硫在电解池中与溶液中I反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子,离子方程式为SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+,故答案为:SO2+I+2H2O=3I—+SO+4H+;
②由题意可知,测硫仪工作时电解池工作时,碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子,电极反应式为3I--2e-=I,故答案为:3I--2e—=I;
19.(2021·北京·高考真题节选)环氧乙烷(,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。
(1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有: 、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。
②结合电极反应式说明生成溶液a的原理 。
【答案】(1) Cl2 +H2O= HCl+ HClO 阴极发生反应: 2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-生成OH-,K+ 通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极,形成KOH和KCl的混合溶液
【详解】(1)阳极产生氯气后,可以和水发生反应生成次氯酸其方程式为:Cl2 +H2O= HCl+ HClO;溶液a是阴极的产物,在阴极发生反应2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-,同时阳极的钾离子会向阴极移动和氢氧根结合形成氢氧化钾,故答案为:阴极发生反应: 2H2O+2e-=H2↑ + 2OH-生成OH-,K+ 通过阳离子交换膜从阳极迁移到阴极,形成KOH和KCl的混合溶液;
20.(2020·北京·高考真题节选)探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是 。
【答案】 S2-+Cu2+=CuS↓
【详解】(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠,反应的离子方程式是S2-+Cu2+=CuS↓;
21.(2023·北京朝阳·二模节选)电解锰渣含有等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液,能在脱除烟气(含等)中的同时,实现电解锰渣的资源化利用。
(2)电解锰渣中的能吸收烟气中的,反应的方程式为 。
【答案】(2)
【详解】(2)具有氧化性,吸收生成硫酸锰,反应的方程式为;
22.(23-24高三下·北京·开学考试节选)实验小组探究溶液酸碱性对锰化合物和氧化还原反应的影响。
资料:ⅰ.呈绿色,为棕黑色沉淀,几乎无色。
ⅱ.在强碱性溶液中能稳定存在,在酸性、中性或弱碱性溶液中易转化为和。
ⅲ.为微溶物
实验
序号
试剂
现象
Ⅰ
:10滴溶液
:20滴溶液
溶液紫色变浅至接近无色,静置一段时间后出现乳白色浑浊。
Ⅱ
:10滴蒸馏水
:20滴溶液
紫色溶液逐渐褪色,产生棕黑色沉淀。
Ⅲ
:10滴溶液
:2滴溶液和18滴蒸馏水
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置,未见明显变化。
Ⅳ
:10滴溶液
:20滴溶液
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置,绿色变浅,有棕黑色沉淀生成。
(1)用离子方程式解释实验Ⅰ中出现乳白色浑浊的原因 。
(2)已知,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均被氧化为。针对实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行分析:
①对于氧化性的认识是 。
②实验Ⅱ所得溶液中的检验方法为 。
【答案】(1)
(2) 均可体现氧化性;在酸性溶液中被还原为,在中性溶液中被还原为,在碱性溶液中被还原为 加入足量盐酸,振荡,充分反应后过滤,向滤液中滴加溶液,产生白色沉淀。
【详解】(1)由题意可知,向高锰酸钾溶液中滴入硫酸溶液后,滴入硫代硫酸钠溶液先发生如下反应:8MnO+5S2O+14H+=8Mn2++5SO+7H2O,后过量的硫代硫酸钠溶液反应与溶液中的稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫沉淀和水,反应的离子方程式为;
(2)①实验I、II、III可知,高锰酸钾溶液具有氧化性,能将硫代硫酸钠氧化为硫酸钠,但还原产物不同,故答案为:KMnO4溶液在酸性、中性、碱性条件下均具有氧化性,在酸性溶液中被还原为,在中性溶液中被还原为,在碱性溶液中被还原为;
②由题意可知,用氯化钡溶液检验实验Ⅱ所得溶液中的硫酸根离子时,应加入足量的盐酸除去硫代硫酸根离子,排出硫代硫酸根离子对硫酸根离子检验的干扰,具体操作为取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有SO;
23.(2025·北京·模拟预测节选)有关黄铜矿(CuFeS2)的转换关系如下图所示,请完成有关问题。
(3)请写出反应1的化学方程式: 。
【答案】
(3)
【详解】(3)反应1中Cu元素化合价由+1价降低到0价,硫元素由-2价升高到+4价,化学方程式为;
24.(2024·北京·三模节选)是一种压电材料。以为原料制备粉状的流程如图。
资料:ⅰ.易溶于水,微溶于水。
ⅱ.易水解生成。
ⅲ某些温度时的溶解度如下。
温度
0
20
80
100
溶解度
31.6
35.7
52.4
59.4
溶解度
59.5
74.0
147.0
159.0
(1)固体1的含硫物质主要是,得到固体1的化学方程式是 。
【答案】(1)BaSO4+4C+CaCl2BaCl2+CaS+4CO
【详解】(1)固体1的含硫物质主要是,得到固体1的化学方程式是BaSO4+4C+CaCl2BaCl2+CaS+4CO↑;
25.(2024·北京大兴·三模节选)饮用水中含砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如图:
已知:①与过量的存在反应:;
②亚砷酸盐的溶解性大于相应的砷酸盐。
(3)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿被氧化为,同时生成,导致砷脱离矿体进入地下水。被氧化的离子方程式是 。
【答案】(3)
【详解】(3)黄铁矿被氧气氧化为,同时生成,反应中铁化合价由+2变为+3、硫化合价由-1变为+6、氧气中氧化合价由0变为-2,结合电子守恒可知,反应为:;
26.(2024·北京·模拟预测节选)选择性还原技术(SCR)可以有效脱除烟气中的氮氧化物()。
已知:ⅰ.在164℃以上时可加速分解成;
ⅱ.当NO与的物质的量相同时,会发生快速反应:
(1)钒基催化剂()可用于,反应机理与催化剂表面的活性吸附位点有关。基于Lewis酸位点的SCR催化反应机理如图所示。
①脱除NO的反应方程式为 。
【答案】(1)
【详解】(1)①根据反应机理示意图可知,脱除NO的总反应化学方程式:;
27.(2024·北京海淀·三模)新能源汽车的核心部件是锂离子电池,常用磷酸亚铁锂()做电极材料。对废旧电极(含杂质、石墨粉)回收并获得高纯的工业流程图如下:
资料:碳酸锂在水中的溶解度:
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
(3)过程ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验,均采用含量为3.7%的原料,控制为3.5,浸取1.5h后,实验结果如下表所示:
序号
酸
氧化剂
浸出液中浓度()
滤渣中含量/%
实验1
9.02
0.10
实验2
9.05
0.08
实验3
7.05
0.93
①实验2中,能与盐酸反应生成黄绿色气体,大大增加了酸和氧化剂的用量,该反应的离子方程式为 。
【答案】(3)
【详解】(3)①实验2中,NaClO3与盐酸发生归中反应生成氯气、氯化钠、水,反应离子方程式是:,故答案为:;
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