氧化还原反应及其计算-2023年高考化学真题题源解密(新高考专用)含答案.pdf
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1、专题五氧化还原反应及其计算目录:2023年真题展现2023年真题展现考向一氧化还原反应的概念考向二氧化还原反应的计算真题考查解读近年真题对比真题考查解读近年真题对比考向一氧化还原反应的概念考向二氧化还原反应的计算命题规律解密名校模拟探源易错易混速记命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一氧化还原反应的概念1(2023全国乙卷第7题)下列应用中涉及到氧化还原反应的是()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2(2023北京卷第12题)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2;CaH2+2H2O
2、=Ca(OH)2+2H2。下列说法正确的是()A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键B.中水发生氧化反应,中水发生还原反应C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1:2,CaH2中阴、阳离子个数比为2:1D.当反应和中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同考向二氧化还原反应的计算3(2023浙江选考1月第10题)关于反应2NH2OH+4Fe3+=N2O+4Fe2+4H+H2O,下列说法正确是()A.生成1molN2O,转移4mol电子B.NH2OH是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物4(2023湖南卷第10题)油画创作通常需要用到多种无机
3、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()氧化还原反应及其计算-2023年高考化学真题题源解密(新高考专用)A.S2O32-和SO42-的空间结构都是正四面体形B.反应和中,元素As和S都被氧化C.反应和中,参加反应n O2n H2O:SO2B.每消耗1molSO2,转移4mol电子C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为21D.若该反应通过原电池来实现,则ClO2是负极产物17(2023福建南平三模)黄血盐 K4Fe CN6可用于制造工业颜料,制备反应的化学方程式为:Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)
4、6+H2+2CO2+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.1molCN-中含有的电子数为13NAB.2.7gHCN分子中含有的键数为0.2NAC.标准状况下每生成2.24LH2转移的电子数为0.4NAD.1L0.1molL-1的K2CO3溶液中含有的CO2-3离子数为0.1NA18(2023山东威海二模)向酸化的KI溶液中通入SO2,溶液变黄并出现浑浊,发生反应:SO2+4H+4I-=2I2+S+2H2O,继续通入SO2,溶液变为无色,发生反应:I2+SO2+2H2O=SO2-4+4H+2I-。下列说法错误的是A.SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关B.每生成0.1mol
5、 SO2-4,整个过程中转移0.4mol电子,同时消耗0.2mol KIC.该过程的总反应为:3SO2+2H2O=2SO2-4+S+4H+D.该反应过程中KI作催化剂一、氧化还原反应概念的一、氧化还原反应概念的“五个误区五个误区”误区一:某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原,也不一定被氧化。因为元素处于化合态时,其化合价可能为正,也可能为负。若元素由负价变为0价,则其被氧化,若元素由正价变为0价,则其被还原。误区二:在氧化还原反应中,非金属单质不一定只作氧化剂,大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性,只是以氧化性为主。如在反应Cl2+H2OHCl+HClO中,Cl2既表现氧化性
6、又表现还原性。误区三:物质的氧化性或还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。误区四:氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,有的反应物可能既不是氧化剂也不是还原剂。如Cl2+H2OHCl+HClO,H2O既不是氧化剂,也不是还原剂。误区五: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,也可能是同一元素既被氧化又被还原。如:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧元素一部分化合价升高,一部分化合价降低。二、氧化性、还原性强弱的比较方法二、氧化性、还原性强弱的比较方法物质氧化性(得电子的能力)、还原性(失电
7、子的能力)的强弱取决于物质得失电子的难易,与得失电子的数目无关,但也与外界因素(如反应条件、反应物浓度、酸碱性等)有关,具体判断方法如下:1.依据氧化还原反应原理来判断(1)氧化性强弱:氧化剂氧化产物。(2)还原性强弱:还原剂还原产物。2.依据“二表、一律”判断(1)依据元素周期表判断同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强。同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱,氧化性逐渐增强。-NaMgAlSiPSCl2还原性减弱,氧化性增强(2)依据元素的活动性顺序表判断(3)依据元素周期律判断非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其对应单质的氧化性越强。如酸性
8、:HClO4H2SO4H3PO4H2CO3H2SiO3,则氧化性:Cl2SPCSi。金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,其对应单质的还原性越强。如碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3,则还原性:NaMgAl。3.依据产物中元素价态的高低判断(1)相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:4.依据电化学原理判断(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极正极。(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先
9、放电的阴离子的还原性较强。5.依据影响因素判断(1)浓度:同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4稀H2SO4,浓HNO3稀HNO3;还原性:浓HCl稀HCl。(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。如氧化性:KMnO4(酸性)KMnO4(中性)KMnO4(碱性)。6.依据反应条件判断浓度同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4稀H2SO4,浓HNO3稀HNO3;还原性:浓HCl稀HCl温度同一种物质,温度越高其氧化性越
10、强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强三、价态规律三、价态规律1.升降规律氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。2.价态归中规律含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价-中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。3.歧化反应规律“中间价-高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。例如:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。四、强弱规律四、强弱规律1.根据氧化性和还原性规律判断同一个反应中,氧化剂的氧化性强(填“强”或“弱”)于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还
11、原性。如反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl中,氧化性:Fe3+I2;还原性:I-Fe2+。2.根据金属活动性或非金属活动性顺序判断K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag,由左至右,单质的还原性逐渐减弱;K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+,由左至右,阳离子的氧化性逐渐增强;F2、Cl2、Br2、I2、S,由左至右,单质的氧化性逐渐减弱;F-、Cl-、Br-、I-、S2-,由左至右,阴离子的还原性逐渐增强。3.根据产物中元素价态的高低判断如2Fe+3Cl2
12、=点燃2FeCl3,Fe+S=FeS,则氧化性:Cl2(填“”或“”)S。五、先后规律五、先后规律同一体系中,当有多个氧化还原反应发生时,反应的先后顺序遵循强者优先的规律。例如:向含相同物质的量浓度的S2-、I-、Br-溶液中,缓慢通入氯气,还原性强的离子优先发生反应,先后顺序为S2-、I-、Br-;向含等物质的量浓度的Fe3+、Cu2+、H+、Ag+溶液中,缓慢加入足量的镁粉,氧化性强的离子优先发生反应,先后顺序为Ag+、Fe3+、Cu2+、H+。六、电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用六、电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用1.对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质-反应中氧
13、化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。2.守恒法解题的思维流程(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价-低价)。3.得失电子守恒法得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等
14、于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。(1)应用电子守恒解题的一般步骤-“一、二、三”。“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值。(2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算:对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中
15、间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。专题五氧化还原反应及其计算目录:20232023年真题展现年真题展现考向一 氧化还原反应的概念考向二 氧化还原反应的计算真题考查解读真题考查解读近年真题对比近年真题对比考向一 氧化还原反应的概念考向二 氧化还原反应的计算命题规律解密命题规律解密名校模拟探源名校模拟探源易错易混速记易错易混速记考向一氧化还原反应的概念1(2023全国乙卷第7题)下列应用中涉及到氧化还原反应的是()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【答案】C【解
16、析】使用明矾对水进行净化过程中,明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来而水变得澄清,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,A不符合题意;雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,B不符合题意;暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质,形成当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作,化学能转化为电能,无数微小原电池堆积在一起使得电能又转化为热能,该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化,因此,该过程
17、涉及到氧化还原反应,C符合题意;荧光指示牌被照发光,是因为光被指示牌发生了反射,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,D不符合题意。2(2023北京卷第12题)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2;CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2。下列说法正确的是()A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键B.中水发生氧化反应,中水发生还原反应C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1:2,CaH2中阴、阳离子个数比为2:1D.当反应和中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同【答案】C【解析】Na2O2中有离子
18、键和非极性键,CaH2中只有离子键面不含非极性键,A错误;中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,中水发生还原反应,B错误;Na2O2由Na+和O22-组成阴、阳离子个数之比为12,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为21,C正确;中每生成1个氧气分子转移2个电子,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12,D错误。考向二氧化还原反应的计算3(2023浙江选考1月第10题)关于反应2NH2OH+4Fe3+=N2O+4Fe2+4H+H2O,下列说法正确是()A.生成1molN2O,转移4mol电子B.NH2OH是还原产物C.NH2OH
19、既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物【答案】A【解析】由方程式可知,反应生成1molN2O,转移4mol电子,故A正确;由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,故B错误;由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,故C错误;由方程式可知,反应中铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,若设计成原电池,Fe3+在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,Fe2+为正极产物,故D错误。4(2023湖南卷第10题)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
20、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.S2O32-和SO42-的空间结构都是正四面体形B.反应和中,元素As和S都被氧化C.反应和中,参加反应n O2n H2O:,C错误;As2S3中As为+3价,S为-2价,在经过反应后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1molAs2S3失电子34mol=12mol;在经过反应后,As变为+5价,S变为+6价,则1molAs2S3失电子22mol+38mol=28mol,则反应和中,氧化1molAs2S3转移的电子数之比为37,D正确。【命题意图】建立氧化还原反应的观点,掌握氧化还原反应的
21、规律,结合常见的氧化还原反应理解有关规律;通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应计算和配平的思维模型。认识科学探究是进行科学解释和发现。创造和应用的科学实践活动;能从氧化还原反应的角度,设计探究方案,进行实验探究,加深对物质氧化性、还原性的理解。【考查要点】考查氧化还原反应的本质和特征,会判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念。会根据氧化还原反应规律,判断氧化还原反应发生。依据电子转移守恒,进行相关计算。【课标链接】(1)能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。
22、(2)能认识离子反应和氧化还原反应的本质,能结合实例书写氧化还原反应化学方程式。(3)形成认识化学反应的微观视角,了解氧化还原反应本质的认识过程,建构氧化还原反应的认识模型。(4)通过对具体氧化还原反应的判断和分析,诊断并发展学生对氧化还原本质的认识进阶(物质水平、元素水平、微粒水平)和认识思路的结构化水平(视角水平、内涵水平)。考向一氧化还原反应的概念5(2022浙江卷)关于反应4CO2+SiH4=高温4CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是()A.CO是氧化产物B.SiH4发生还原反应C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为14D.生成1molSiO2时,转移8mol电子【答案】D【解析】根
23、据反应方程式,碳元素的化合价由+4价降为+2价,故CO为还原产物,A错误;硅元素化合价由-4价升为+4价,故SiH4发生氧化反应,B错误;反应中氧化剂为二氧化碳,还原剂为SiH4,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,C错误;根据反应方程式可知,Si元素的化合价由-4价升高至+4价,因此生成1molSiO2时,转移8mol电子,D正确。6(2021山东卷)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是()A.G与H均为氧化产物B.实验中KMnO4只作氧化剂C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应D.G与H的物质的量之和可能为0.25mol【答案】BD【解析】KMnO4固体受热分解生成
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