内容正文:
(三) 氧化还原反应及其应用
高考真题导向
1.(2024·山东高考)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是( )
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
解析:选B。A.湖笔,以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应;B.松木中的C元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为C单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应;C.宣纸,以楮树皮为原料,得到纸浆纤维,从而制作宣纸,不涉及氧化还原反应;D.端砚以端石为原料,经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应。
2.(2023·全国卷乙)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
解析:选C。明矾水解产生的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,从而达到净水的目的,与氧化还原反应无关,A错误;撒盐可降低雪的熔点,使雪融化,未发生化学变化,与氧化还原反应无关,B错误;使用暖贴时,铁粉与空气中的O2发生氧化还原反应,C正确;荧光指示牌被照发光,没有元素化合价的变化,与氧化还原反应无关,D错误。
3.(2023·湖南高考)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.和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,参加反应的为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:选D。中4个硫氧键相同,其空间结构为正四面体形的空间结构为四面体形,不是正四面体形,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+3H2O2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ为As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,则参加反应的为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。
4.(2022·湖南高考)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为===N2↑+2H2O
解析:选D。由题给信息可知酶a、b、c可将过程Ⅲ中产生的H+和e-转移至过程Ⅰ、Ⅱ中,根据图中转化关系可知,过程Ⅰ的反应方程式为NO↑+H2O,过程Ⅱ的反应方程式为NO+H2O+N2H4,过程Ⅲ的反应方程式为N2H4N2↑+4H++4e-。过程Ⅰ中得电子转化为NO,发生还原反应,A错误;由过程Ⅰ、Ⅱ的方程式可知,a中转移1个e-,b中转移3个e-,Ⅱ中参与反应的=1∶1,故B、C错误;将3个方程式相加,得到过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为===N2↑+2H2O,故D正确。
解题必备知能
1.氧化还原反应中的两主线
2.氧化还原反应的规律及其应用
题组跟进演练
1.(2024·湖南长沙二模)下列物质应用体现其氧化性的是( )
A.酒精可用作消毒剂
B.NH4Fe(SO4)2用作净水剂
C.浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土可用作水果的保鲜剂
D.山梨酸钾、山梨酸、NaNO2等常用作食品防腐剂
解析:选C。A.酒精能使蛋白质变性,可用作消毒剂,不体现氧化性;B.NH4Fe(SO4)2用作净水剂,是因为铁离子水解生成胶体可以净水,不体现氧化性;C.浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土可用作水果的保鲜剂,是因为酸性高锰酸钾能和催熟剂乙烯发生氧化还原反应,体现酸性KMnO4的氧化性;D.山梨酸钾、山梨酸、NaNO2等能使蛋白质变性而杀灭病菌,有抑菌防腐作用,能延长食物保质期,常用作食品防腐剂,不体现氧化性。
2.(2024·湖南名校联盟二模)根据下列实验操作及现象得出的结论正确的是( )
选项
操作及现象
结论
A
向FeSO4溶液中滴加苯酚溶液,溶液变紫色
FeSO4已变质
B
向CaCO3中滴加稀硫酸,没有明显现象
酸性:H2CO3>H2SO4
C
在酸性KMnO4溶液中滴加FeBr2溶液,溶液褪色
D
在I2的四氯化碳溶液中加入KI溶液,下层液体颜色变浅
KI具有还原性
解析:选A。滴加苯酚溶液后显紫色,说明溶液中存在三价铁,则硫酸亚铁已变质,A正确;碳酸钙与稀硫酸反应后产生的硫酸钙会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行,硫酸是强酸,碳酸是弱酸,B错误;向酸性KMnO4溶液中滴加FeBr2溶液,酸性KMnO4溶液因发生氧化还原反应而褪色,但是二价铁的还原性大于溴离子的还原性,因此二价铁优先还原高锰酸根离子,C错误;在I2的四氯化碳溶液中加入KI溶液,下层液体颜色变浅是由于I2+,碘离子浓度增大,平衡正向移动,导致碘单质减少,D错误。
3.(双选)(2024·北京人大附中一模)溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等生产中。一种利用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下。
浓缩海水酸化海水含溴空气含溴溶液……→产品溴
已知:①与Na2CO3反应时,Br2转化为和Br-。
②HBrO3为强酸。
下列说法不正确的是( )
A.酸化海水通入Cl2提取溴的反应:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
B.脱氯过程脱除1 mol Cl2可能消耗mol FeBr2
C.用Na2CO3溶液吸收足量溴蒸气后,所得产物中的含碳粒子主要是
D.H2SO4酸化后重新得到Br2的反应中氧化剂和还原剂的物质的量比为1∶6
解析:选CD。由流程可知,海水浓缩、酸化后通入氯气发生2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,用热空气吹出溴,得到含有溴的空气,将含溴空气通入FeBr2溶液脱氯,再与Na2CO3溶液反应,Br2转化为和Br-,再用硫酸酸化和Br-在酸性环境下反应生成Br2,经过一系列操作得到溴。酸化海水通入Cl2,Cl2将溴离子氧化为溴单质,发生反应Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,A正确;脱氯过程中可能发生反应3Cl2+2FeBr2===2FeCl3+2Br2,此时脱除1 mol氯气消耗 mol FeBr2,B正确;用Na2CO3溶液吸收足量溴蒸气,反应生成、Br-和CO2,则所得产物中的含碳粒子主要是CO2,C错误;H2SO4酸化时发生反应+5Br-+6H+===3Br2+3H2O,反应中化合价降低作氧化剂,Br-化合价升高作还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量比为1∶5,故D错误。
4.(2024·湖南长沙二模)在PtBaO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.NO2、O2与BaO的反应中,NO2是还原剂,O2是氧化剂
B.反应Ⅰ为Ba(NO3)2+8H2===BaO+2NH3+5H2O
C.反应Ⅱ中,最终生成N2的物质的量为0.2a mol
D.反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的Ba(NO3)2的物质的量之比是3∶5
解析:选D。由图可知,NO和O2在Pt表面发生反应生成NO2,NO2、O2和BaO反应生成Ba(NO3)2,则NO2是还原剂,O2是氧化剂,A正确;反应Ⅰ为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3,反应方程式为Ba(NO3)2+8H2===BaO+2NH3+5H2O,B正确;反应Ⅱ为NH3还原Ba(NO3)2生成BaO和N2等,反应方程式为10NH3+3Ba(NO3)2===3BaO+8N2+15H2O,相应的关系式为5NH3~4N2,图中NH3最大物质的量为0.25a mol,则最终生成N2的物质的量为0.2a mol,C正确;根据得失电子守恒可知,反应Ⅱ的关系式为,再结合反应Ⅰ可知关系式为5Ba(NO3)2~10NH3,则反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的Ba(NO3)2的物质的量之比是5∶3,D错误。
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