高考化学大二轮专题复习 专题04 氧化还原反应训练

在近几年的高考中，氧化还原方程式配平不准的常见原因有： (1)化合价判断不准。

近几年高考中常考的一些特殊物质中元素化合价如下： CuFeS2：Cu(＋2) Fe(＋2) S(－2) K2FeO4：Fe(＋6) Li2NH：N(－3) LiNH2：N(－3) AlN：N(－3) Na2S2O3：S(＋2) C2O4：C(＋3)

HCN：C(＋2) N(－3) CuH：Cu(＋1) H(－1) FeO4：Fe[＋(8－n)] Si3N4：Si(＋4) N(－3) (2)依据电子得失守恒列等式时忽视变价原子的个数。

(3)缺项氧化还原方程式配平时，“□”中或“______”上的化学计量数“1”容易忽略、漏掉。

考点三 氧化还原反应的综合应用

n－

2－

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在《新课标》高考中，氧化还原反应的考查往往渗透到综合实验(如中和滴定实验)、工业流程制备中，增大了试题的灵活度和难度。

题组一 氧化还原反应在综合实验中的应用

1．(2012·江苏，18)硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定：

①准确称取1.770 0 g样品，配制成100.00 mL溶液A。

②准确量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.582 5 g。

③准确量取25.00 mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.020 00 mol·L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下： 2MnO4＋5H2O2＋6H===2Mn＋8H2O＋5O2↑ (1)已知室温下BaSO4的Ksp＝1.1×10

2＋

－10

－

＋

2＋

－1

，欲使溶液中c(SO4)≤1.0×10 mol·L，应保持

2－－6－1

溶液中c(Ba)≥__________mol·L。

(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO4被还原为MnO2，其离子方程式为__________________ ____________________________________________________。 (3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。 答案 (1)1.1×10

(2)2MnO4＋3H2O2===2MnO2↓＋3O2↑＋2OH＋2H2O

0.582 5 g

(3)n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝－1 233 g·mol＝2.50×10 mol

2MnO4＋5H2O2＋6H===2Mn＋8H2O＋5O2↑

－1

50.020 00 mol·L×25.00 mL－3

n(H2O2)＝×＝1.25×10 mol －1

21 000 mL·L

－

＋

2＋

－3－

－

－4

－

－1

m(Na2SO4)＝142 g·mol－1×2.50×10－3 mol＝0.355 g

- 10 -

m(H2O2)＝34 g·mol－1×1.25×10－3 mol＝0.042 5 g

25.00 mL

1.770 0 g×－0.355 g－0.042 5 g

100.00 mL－3

n(H2O)＝＝2.50×10 mol －1

18 g·mol

x∶y∶z＝n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)＝2∶1∶2

故样品的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。 解析 (1)BaSO4在溶液中存在溶解平衡：BaSO4(s)

＋

Ba(aq)＋SO4(aq)，则有Ksp＝c(Ba

－6

－1

2＋

2＋2－2

)·c(SO4)＝1.1×10

－10

2－－10

。欲使溶液中c(SO4)≤1.0×10 mol·L，则有c(Ba)≥2－

Ksp

－

cSO24

1.1×10－1－4－1

＝－6 mol·L＝1.1×10 mol·L。 1.0×10

(2)H2O2与KMnO4溶液反应，MnO4被还原为MnO2，据得失电子守恒、质量守恒可写出离子方程式为2MnO4＋3H2O2===2MnO2↓＋3O2↑＋2OH＋2H2O。

(3)25.00 mL溶液A中含有Na2SO4的物质的量为n(Na2SO4)＝n(BaSO4)＝2.50×10 mol。

55－1－3

含有H2O2的物质的量为n(H2O2)＝n(KMnO4)＝×0.020 00 mol·L×25.00×10 L＝1.25×10

22

－3

－3－

－

－

0.582 5 g

－1＝

233 g·mol

mol。

25.00 mL－3

所取25.00 mL溶液A中所含样品中水的质量为m(H2O)＝1.770 0 g×－2.50×10

100.00 mL

0.045 00 g－1－3－1

mol×142 g·mol－1.25×10 mol×34 g·mol＝0.045 00 g，则n(H2O)＝－1＝

18 g·mol2.50×10 mol。

综上可知，x∶y∶z＝n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)＝2∶1∶2，故硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。 题组二 在工业制备中的应用

2．(2013·福建理综，24)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 (1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。

①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca、Mg、SO4等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________________(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO4，其原因是________________________________________________________________________ [已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10

－10

2－

2＋

2＋

2－

－3

、Ksp(BaCO3)＝5.1×10]。

－9

②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有____________(填化学式)，发生器中生成ClO2的化学方程式为__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

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(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式： __(D)__＋24NaClO3＋12H2SO4=== ClO2↑＋ CO2↑＋18H2O＋ ________

(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl。处理含CN相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的______倍。

答案 (1)①BaCl2 BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO3时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)

②H2、Cl2 2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O

(2)1C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4===24ClO2↑＋6CO2↑＋18H2O＋12Na2SO4 (3)2.5

解析 注意分析题目信息和图示信息，能够分析出二氧化氯发生器中有Cl2生成，是正确解决第(1)小题②问的关键。(1)①根据后面加入的物质为Na2CO3和NaOH，可知前面缺少除去SO4的试剂BaCl2。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO3时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)。②在特定条件下电解食盐水，除了生成NaClO3外还应有H2；根据题干信息，NaClO3与HCl反应生成ClO2，结合得失电子守恒及图示中从二氧化氯发生器中出来的气体进入了氯化氢合成塔可知，NaClO3与HCl反应除生成ClO2外还有Cl2，可写出化学方程式2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。

(2)纤维素水解得到的最终产物D应为葡萄糖(C6H12O6)，生成物可利用元素守恒推知，然后配平即可。

(3)处理相同量的CN，Cl2和ClO2转移的电子数应相同。1 mol Cl2―→2Cl转移2 mol e，1 mol ClO2―→Cl转移5 mol e，则转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为5∶2。

专题突破练

1．宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有银针验毒的记载，“银针验毒”涉及反应的化

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