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文檔簡介
[考綱要求]1.了解氧化還原反應的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移,了解常見的氧化還原反應。2.初步掌握
用化合價升降法進行氧化還原反應方程式的配平。
考點一基于“雙線橋”辨析概念
X知識精講
理清知識線索
還原性_______化合價升/__________
‘還原劑一筌一班化反應—?的化聲物.
反應物,產(chǎn)物
.班化劑一處一還原反應——?還原產(chǎn)物.
II________I
輒化性化合價降低
X題組集訓
題組一氧化還原反應相關(guān)概念理解
1.正誤判斷,正確的劃“J”,錯誤的劃“X”。
_2+2+
(l)Cl2+2Br=2Cr+Br2>Zn+Cu=Zn+Cu均為單質(zhì)被還原的置換反應(X)
(2014?山東理綜,7C)
(2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t、CI2+H2()=HC1+HC1O均為水作還原劑的氧化還原反
應(X)
(2014?山東理綜,7D)
(3)因為Fe?+具有氧化性,所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3+(X)
(2013?廣東理綜,10B)
(4)化合反應均為氧化還原反應(X)
(2012?山東理綜,7A)
(5)工業(yè)上利用合成氨實現(xiàn)人工固氮不涉及氧化還原反應(X)
(2012?廣東理綜,10C)
(6)Na2C>2用作呼吸面具的供氧劑不涉及氧化還原反應(X)
(2012?廣東理綜,10A)
2.已知X和Y是兩種單質(zhì),X+Y-*2++丫2一,下列敘述正確的是()
①X被氧化②X是氧化劑③Y?一是還原產(chǎn)物④X2+具有氧化性⑤丫?一具有還原性⑥
Y單質(zhì)氧化性比X?+氧化性強
A.①②③B.①②⑥
C.①③④⑤⑥D(zhuǎn).①③④⑤
答案C
解析根據(jù)X化合價升高被氧化,知X是還原劑,X2+是氧化產(chǎn)物;Y化合價降低被還原,
Y是氧化劑,丫2-是還原產(chǎn)物;氧化劑和氧化產(chǎn)物都有氧化性,還原劑和還原產(chǎn)物都有還原
性,正確的是①③④⑤⑥,故C正確。
題組二基于“雙線橋”分析陌生反應
3.高鐵酸鈉(NazFeOQ對河水、湖水消毒是城市飲水處理的新技術(shù)。已知反應為Fe2O3+
3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O,下列說法正確的是()
A.Na?。?既是氧化劑又是還原劑
B.NazFeCU既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物
C.3moiNazOz發(fā)生反應,有12moi電子轉(zhuǎn)移
D.在NazFeCU中Fe為+4價,具有強氧化性,能消毒殺菌
答案B
解析A項,過氧化鈉只得電子,作氧化劑,錯誤;B項,氧元素和鐵元素都發(fā)生化合價變
化,所以Na2FeC>4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,正確;C項,3moiNa2()2發(fā)生反應,有6moi
電子轉(zhuǎn)移,錯誤;D項,在Na2FeC>4中Fe為+6價,錯誤。
4.(2015?上海,21改編)工業(yè)上將Na2c。3和Na2s以1:2的物質(zhì)的量之比配成溶液,再通入
S02,可制取Na2s2。3,同時放出CO?。在該反應中()
A.硫元素只被還原
B.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2
C.每生成ImolNa2s2O3,轉(zhuǎn)移4moi電子
D.相同條件下,每吸收l()m3s。2就會放出2.5m3c。2
答案D
失2x4c-
II
Na2CO3+2Na2S+4SO,——>3Na2s2O3+必
解析'??4x2e-,氧化劑是SO2,還原劑是Na2S,其物質(zhì)的量之
o
比為2:1;每生成ImolNa2s2O3,轉(zhuǎn)移產(chǎn)oM:相同條件下,每吸收40m3so2,會放出10m3co2,
所以每吸收10m3sCh,就會放出2.5m3co2。
方法技巧
理解概念抓實質(zhì),解題應用靠特征,即從氧化還原反應的實質(zhì)——電子轉(zhuǎn)移去分析理解有關(guān)
的概念,而在實際解題過程中,應從分析元素化合價有無變化這一氧化還原反應的特征入手。
具體方法是找變價、判類型、分升降、定其他。其中“找變價”是非常關(guān)鍵的一步,特別是
不同反應物中含有同種元素的氧化還原反應,必須弄清元素化合價的變化情況。
考點二氧化還原反應的基本規(guī)律及應用
X知識精講
1.性質(zhì)強弱規(guī)律
物質(zhì)氧化性、還原性的強弱取決于元素得失電子的難易程度,與得失電子的數(shù)目無關(guān),可從
“熱〉冷”(溫度)、“濃>稀”(濃度)、“易>難”(反應條件、劇烈程度),以及金屬活動性順序
表、元素在周期表中的位置、原電池原理、電解池中離子的放電順序等角度判斷;還要學會
從化學反應方向的角度判斷“齊b物”(同一反應中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,
還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性)。
2.反應先后規(guī)律
同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時,首先被氧化的是還原性較強
的物質(zhì);同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時,首先被還原的是氧
化性較強的物質(zhì),即強者優(yōu)先反應.
3.價態(tài)歸中規(guī)律
即同種元素不同價態(tài)之間的反應,高價態(tài)的元素化合價降低,低價態(tài)的元素化合價升高,但
升高與降低的化合價不能交叉。
如:KC103+6HC1=3C12+KC1+3H20,氧化劑:KC103,還原劑:HC1,氧化產(chǎn)物:Cl2,
還原產(chǎn)物:Cl2?
4.鄰位價態(tài)規(guī)律
氧化還原反應發(fā)生時,其價態(tài)一般先變?yōu)猷徫粌r態(tài)。
如:(1)C「被氧化成CL而不是更高價態(tài)氯元素。
(2后2—一般被氧化為S,S單質(zhì)一般被氧化成S02。
(3)cicr、cio;作氧化劑、c「作還原劑時,一般被還原成cb,而不是
5.電子守恒規(guī)律
對于氧化還原反應的計算,關(guān)鍵是氧化還原反應的實質(zhì)——得失電子守恒,列出守恒關(guān)系求
解,即〃(氧化劑)X變價原子個數(shù)X化合價變化值=〃(還原劑)X變價原子個數(shù)義化合價變化
值。
X題組集訓
題組一性質(zhì)強弱規(guī)律的應用
(一)由方程式判斷強弱
1.已知常溫下,在溶液中可發(fā)生如下反應:Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+=2Fe2
++Sn4\由此推斷Fe2+、Ce3\Si?+的還原性由強到弱的順序是()
A.Sn2\Fe2+,Ce3+B.Fe2+,Ce3'\Sn2+
C.Fe2+>Sn2+,Ce3+D.Ce3+,Fe2+^Sn2+
答案A
解析根據(jù)氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,由兩個方程式可以得到
還原性強弱順序:Fe2+>Ce3+,Sn2+>Fe2+o故A項正確。
(二)依據(jù)強弱順序判斷反應是否發(fā)生
2.已知CO2O3在酸性溶液中易被還原成C(?+,CO2O3、。2、FeCb、b的氧化性依次減弱。
下列反應在水溶液中不可能發(fā)生的是()
A.3C12+6FeI2==2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+Fel2=FeCl2+l2
C.CO2O3+6HC1=2COC12+C12t+3H2O
3+2+
D.2Fe+2r=2Fe+l2
答案A
解析Fe'+能量化廣,所以不可能生成Feb,A錯,D對;B項,當Cb少量時,F(xiàn)先被氧化;
C項,由于Co2O3的氧化性強于CL的,所以Co2O3能氧化C「得到Cl2,而Co2O3被還原為
Co2+?
(三)相互競爭的反應
3.已知氧化性Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cb,發(fā)生反應的離子方程式為
aFe2'+/;Br+cC12—Fe'+eBr2+yCl
下列選項中的數(shù)字與離子方程式的a、b、c、d、e.f一一對應,其中不符合反應實際的是()
A.243226B.021012
C.201202D.222214
答案B
解析Cb先氧化Fe?+:A項,Cb過量;C項,Ck少量;D項,F(xiàn)eBr?和Cl?等量。
規(guī)律總結(jié)
正確運用有關(guān)氧化性、還原性強弱的比較規(guī)律,對于提高解題能力有很大幫助。有關(guān)物質(zhì)的
氧化性或還原性的比較可以從多個角度進行考查,涉及的知識面很廣,常考的判斷依據(jù):
(1)根據(jù)金屬活動性順序比較。
①金屬活動性順序:金屬單質(zhì)的還原性從K-Au逐漸減弱,其對應離子的氧化性從K+fAt?
+逐漸增強。
②非金屬活動性順序:一般某元素的非金屬性越強,對應單質(zhì)的氧化性越強,對應非金屬離
子的還原性越弱。
(2)根據(jù)原電池兩極和電解池兩極的放電順序進行判斷。原電池中,活動性較強的金屬作負極,
活動性較弱的金屬作正極;電解池中,陽極上物質(zhì)的放電順序即為對應物質(zhì)還原性由強到弱
的順序,陰極上的陽離子放電順序即為陽離子氧化性由強到弱的順序。
題組二守恒規(guī)律的靈活應用
(一)根據(jù)“守恒”進行計算
4.在100mL含等物質(zhì)的量的HBr和H2s。3的溶液中通入0.025molCl2,有一半Br一變?yōu)锽r2o
則原溶液中HBr和H2s。3的濃度都等于()
A.0.16molL-'B.0.02mol-L-1
C.0.20mol-L1D.0.25molL1
答案C
解析還原性H2sC)3>HBr,氯氣先氧化H2so3,H2sO3完全反應后,氯氣有剩余,剩余氯氣
再氧化HBr。設濃度為由電子轉(zhuǎn)移守恒可知,0.1cX2+0.1cX0.5=0.025X2,解
得c=0.2,故C正確。
5.(2014?上海,16)含有砒霜(AS2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應,生成的碑化氫(AsEh)在熱玻
璃管中完全分解成單質(zhì)碑和氫氣。若碎的質(zhì)量為1.50mg,貝U()
A.被氧化的砒霜為1.98mg
B.分解產(chǎn)生的氫氣為0.672mL
C.和砒霜反應的鋅為3.90mg
D.轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為6*10-5刈
答案C
解析本題考查氧化還原反應。砒霜(AS2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應的方程式為AS2O3+
6Zn+12HCl—?2AsH3+6ZnCb+3H2O。根據(jù)碑的相對原子質(zhì)量為75,若種的質(zhì)量為l.50mg,
物質(zhì)的量為0.02mmol,被還原的砒霜為0.02mmol+2X198g,mol㈠=1.98mg,和砒霜反應的鋅
為3.90mgo2Ash』-2As+3H2分解產(chǎn)生的氨氣標準狀況下為0.03mmolX22.4L-moL=
-3
0.672mL;轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.18X10^Ao
6.(2015?海南,6)已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應:
-
2R(OH)3+3C1O+4OH=2ROr+3Cr+5H2O,則ROr中R的化合價是()
A.+3B.+4
C.+5D.+6
答案D
解析根據(jù)反應前后電荷守恒,可得”=2,則ROT中R的化合價為+6價,即選D。
7.NaBrOs是一種分析試劑。向硫酸酸化的Nai溶液中逐滴加入NaBrO3溶液,當加入
2.6molNaBrC>3時,測得反應后溶液中溟和碘的存在形式及物質(zhì)的量分別為
粒子12
Br2I03
物質(zhì)的量/mol0.51.3
則原溶液中Nai的物質(zhì)的量為mol。
答案3
解析設10:的物質(zhì)的量為x,根據(jù)電子守恒得:
2.6molX5=0.5molX2+x-6,x=2mol,所以"(Nal)=2mol+0.5moiX2=3mol。
答題模板
步驟1找物質(zhì)
找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物;
步驟2定得失
確定一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學式中的原子個數(shù));
步驟3列等式
根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式;
步驟4找關(guān)系
對于多步連續(xù)進行的氧化還原反應,只要中間各步反應過程中沒有損耗,可直接找出起始物
和最終產(chǎn)物,刪去中間產(chǎn)物,建立二者之間的電子守恒關(guān)系,快速求解。
(二)根據(jù)守恒進行配平
8.(1)[2015?浙江理綜,27I⑷]完成以下氧化還原反應的離子方程式:
2+
()MnO4+()C20r+=()Mn+()C02t+
+
答案2516H2108H2O
解析C20r在酸化的高鎰酸鉀溶液中被氧化,其離子方程式為2MnO1+5c2OT+I6H+
2+
==2Mn+10CO2t+8H2OO
(2)[2015?天津理綜,10⑵②]完成NaC103氧化FeCl2的離子方程式:
□C。+□Fe2++口________=□+匚]Fe3++口_________
答案166H+163H2。
解析根據(jù)化合價升降法配平CIO:、Fe2+.C「、Fe3+的化學計量數(shù)分別為1、6、1、6,再
利用電荷守恒及元素守恒得出反應物中有6H+,產(chǎn)物中有3H2O。
(3)[2015?安徽理綜,27(2)]請配平化學方程式:
~|NaBO2+||siO2+|^Na+||H2——口NaBH4+||Na2SiO3
答案124212
(4)用氯氣對飲用水消毒副作用多,產(chǎn)生影響人體健康的有機氯衍生物。可用氯氣制取高鐵酸
3+
鈉凈水:Fe++Cb=FeOf++H20,補全缺項,并
配平上述離子方程式。
答案2160IT326C18
題組三信息型氧化還原反應方程式的書寫
9.(l)ZnS04溶液中含有少量Fe2+和Mi?+,為了除去這兩種離子,調(diào)節(jié)溶液pH為5,然后
加入高鎰酸鉀溶液,使之生成沉淀。已知高鋅酸鉀的還原產(chǎn)物是Mn02o請寫出該過程中兩
個反應的離子方程式:,
(2)高鐵酸鉀(KzFeO”是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCb與KC10在
強堿性條件下反應可制取K2FeO4,其反應的離子方程式為
(3)(2014?上海,28)硫化氫具有還原性,可以和許多氧化劑反應。在酸性條件下,H2S和KMnO4
反應生成S、MnSC)4、K2so4和H2O,寫出該反應的化學方程式:
(4)H2c2。4與酸性高鎰酸鉀溶液反應,現(xiàn)象是有氣泡(C02)產(chǎn)生,紫色消失。寫出反應的離子
方程式:___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________O
(5)CK)2是一種更高效、安全的消毒劑,工業(yè)上可用C102與水中的MnCk在常溫下反應,生
成MnCh和鹽酸,以除去水中Mi?+。寫出該反應的離子方程式:
_________________________________________________________________________________________________O
(6)在酸性、有氧條件下,一種叫ThibacillusFerroxidans的細菌能將黃銅礦轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,該
過程反應的離子方程式為。
(7)工業(yè)上可用次氯酸鈉和氨反應制肺(N2H。若反應只有一種氧化產(chǎn)物。寫出該方法制備朋
的化學方程式:
2++2+
答案(l)MnO4+3Fe+7H2O=3Fe(OH)3I+MnO2I+5H2MnO4+3Mn+
+
2H2O=5MnO2I+4H
3+
(2)2Fe+3C10+10OH-=2FeO3~+3Cl+5H2O
(3)3H2SO4+5H2S+2KMnO4—*5SI+2MnSO4+K2SO4+8H2O
+2+
(4)2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2t+8H2O
2++
(5)2C1O2+5Mn+6H2O=5MnO2I+12H+2CP
+2+3+
(6)4CuFeS2+4H+17O2=4Cu+4Fe+8S0f+2H2O
(7)NaC10+2NH3=N2H4+NaCl+H20
方法技巧
氧化還原反應方程式的配平可依據(jù)“得失電子守恒、電荷守恒和質(zhì)量守恒”順利解答,有關(guān)
氧化還原反應化學方程式的配平應掌握:
(1)配平步驟
標變價一列變化f求總數(shù)一配系數(shù)一細檢查。
(2)配平方法
①正向配平法:如果被氧化、被還原的元素分別是兩種不同的反應物,通常從方程式左邊進
行配平;
②逆向配平法:對于自身氧化還原反應或反應物只有一種,一般從方程式右邊配平較簡便;
③缺項配平法:這類方程式通常少寫一種反應物或生成物(通常這種物質(zhì)既不是氧化劑、還原
劑,也不是氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物)的化學式,要求確定其化學式。此類反應可先確定氧化劑、
還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學計量數(shù),最后由質(zhì)量守恒、電荷守恒確定所缺物質(zhì)(分子
或離子)的化學式和計量系數(shù)。
教學忠告在近幾年的高考中,氧化還原方程式配平不準的常見原因有:
(1)化合價判斷不準。
近幾年高考中??嫉囊恍┨厥馕镔|(zhì)中元素化合價如下:
CuFeS2:Cu(+2)、Fe(+2)、S(-2)
K2FeO4:Fe(+6)Li2NH:N(-3)
LiNH2:N(-3)AIN:N(-3)
Na2s2O3:S(+2)C20r:C(+3)
HCN:C(+2)、N(-3)CuH:Cu(+1)、H(-l)
FeOr:Fe[+(8-n)]Si3N4:Si(+4)、N(-3)
(2)依據(jù)電子得失守恒列等式時忽視變價原子的個數(shù)。
(3)缺項氧化還原方程式配平時,“匚]”中或“”上的化學計量數(shù)“1”容易忽略、漏
掉。
考點三氧化還原反應的綜合應用
知識精講
在高考中,氧化還原反應的考查往往滲透到綜合實驗(如中和滴定實驗)、工業(yè)流程制備中,
增大了試題的靈活度和難度。
、題組集訓I
題組一氧化還原反應在綜合實驗中的應用
1.(2015?全國卷II,28)二氧化氯(C1O2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑?;?/p>
答下列問題:
(1)工業(yè)上可用KC1O3與Na2so3在H2s。4存在下制得ClCh,該反應氧化劑與還原劑物質(zhì)的量
之比為o
(2)實驗室用N&Cl、鹽酸、NaCICH亞氯酸鈉)為原料,通過以下過程制備CIO?:
鹽酸NaClO,溶液八八
N
NH£I溶液一電,|——TCI;溶液|--------NH:1
I_?溶液X
H2
①電解時發(fā)生反應的化學方程式為____________________________________________________
②溶液X中大量存在的陰離子有。
③除去C1O2中的NH3可選用的試劑是(填標號)。
a.水b.堿石灰
c.濃硫酸d.飽和食鹽水
(3)用右圖裝置可以測定混合氣中C1O2的含量:
玻
璃
液
封
管
/-=."二二e
t=■二n
KI.H2SO4
I.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸;
I【.在玻璃液封裝置中加入水,使液面沒過玻璃液封管的管口;
III.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收;
IV.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中;
V.用O.lOOOmoll'硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液(l2+2S20T=2「+S40r),指
示劑顯示終點時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中:
①錐形瓶內(nèi)C1O2與碘化鉀反應的離子方程式為
②玻璃液封裝置的作用是。
③V中加入的指示劑通常為,滴定至終點的現(xiàn)象是O
④測得混合氣中C1O2的質(zhì)量為g?
(4)用C1O2處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽。若要除去超標的亞氯酸鹽,下列物質(zhì)
最適宜的是(填標號)。
a.明研b.碘化鉀
C.鹽酸d.硫酸亞鐵
答案(1)2:1
(2)?NH4C1+2HC1=^=3H2t+NC13②C「、OH
③c
h
(3)①2CIO2+10r+8H=2Cr+5I2+4H2O
②吸收殘余的二氧化氯氣體(其他合理答案均可)
③淀粉溶液溶液由藍色變?yōu)闊o色且30s內(nèi)不恢復原色
?0.02700
(4)d
+5+4
解析⑴由KC1O3與Na2s在H2SO4存在下制取C1O2的反應中,KCIChfCIO2,則KC1O3
+4+6
作氧化劑;Na2sCh-Na2so4,則Na2sCh作還原劑,根據(jù)得失電子守恒,n(KC103):“(Na2sCh)
=2:1。(2)①由制備CIO2的流程圖可知,電解NH4cl溶液和鹽酸的混合物得到NCb溶液和
H2,根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒可寫出該反應的化學方程式。②由制備C1O2的流程圖可知,
+3+4+37—3—1
NaCICh和NCL兩溶液反應生成NH3,說明溶液呈堿性;C1O;-C1O2,NCl3-NH3+Cr,因
此溶液X中大量存在的陰離子有OFT和C1,③CIO2和N%均是易溶于水的氣體,a項錯誤,
d項錯誤;b項,堿石灰與N%不反應,錯誤;c項,濃硫酸易吸收NH3,而與CIO2不反應,
正確。
+4—1
(3)①C1C>2與KI溶液反應時,cio2-cr,2r-L,反應環(huán)境為酸性,從而可寫出該反應的離
子方程式。②玻璃液封裝置的作用是防止殘余的C1O2氣體揮發(fā)到空氣中,污染空氣,同時防
止生成的碘單質(zhì)逸出。③步驟V反應中,12f2「,12使淀粉溶液顯藍色,故可選用淀粉溶液
作指示劑,滴定至終點時溶液由藍色變?yōu)闊o色。④由反應2C1O2+10「+8H+==2C「+5I2+
4H2O、l2+2S2O1=2r+S4O『可得關(guān)系式:2cl。2?5L?IOS2O;,/2(S2Or)=0.1000molL
-13_|3-3-4
X20.00mLX10-L-mL=2X10-mol,則n(C102)=2X10molX2/10=4X10mol,
-41
/n(C102)=4X10molX67.5gmor=0.02700g?(4)亞氯酸鹽(ClOf)具有氧化性,應選用還原
劑將C1O£還原為Cl,碘化鉀、鹽酸具有還原性,可分別被亞氯酸鹽氧化為b、Cl2,二者均
有毒,b、c錯誤;a項,明磯不具有還原性,錯誤;硫酸亞鐵具有還原性,可被亞氯酸鹽氧
化為Fe3+,且Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體可凈水,d正確。
題組二在工業(yè)制備中的應用
2.NF3具有很高的蝕刻速率和選擇性,因此NF3是微電子工業(yè)中一種優(yōu)良的等離子蝕刻氣體。
在1個標準大氣壓下,NF3的沸點為-129.0℃,能與空氣中的水蒸氣反應生成HF、NO和
HNO3?NF3可通過如下方法制備:
(1)氣一氣反應:在常溫下將OF?與干燥的空氣混合即得NO?和NF3?
①原料OF2中氧元素的化合價為。
②已知反應中每消耗ImolN2轉(zhuǎn)移7mol電子,配平反應:0F2+N2+
O7=N0?+NF3。反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為
(2)氣一固反應:由于氣一氣反應容易腐蝕設備,研究人員提出用氣一固反應制備NF?。氣一
固反應包括如下2個步驟:
(NH4)3A1F6+6F2=2NF3+8HF+NH4AIF4
NH4A1F4+3F2==NF3+4HF+A1F3
①氣一固反應的總化學方程式為,若有0.5mol
(NH4)3A1F6完全被氧化,則可制得NF3L(標準狀況下)。
②若要制備1.5molNF3,共有mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。
(3)電解法:NF3的電解制備工藝已經(jīng)比較成熟,國外一些公司均采用電解熔融NH4F-xHF的
方法制備NF3O
①電解過程中陽極反應式為,
陰極反應式為o
②陽極上的主要副產(chǎn)物為(不考慮產(chǎn)物與電極材料間的反應)。
(4)NF3在空氣中泄漏,還是易于發(fā)現(xiàn)的。判斷發(fā)生了NF3泄漏的現(xiàn)象是o一旦NF3
發(fā)生泄漏,可以用燒堿溶液噴淋的方法減少污染,其產(chǎn)物除NaNOz、NaF、氏0外還一定有
(填化學式)。
答案(1)①+2②641447:4
(2)①(NH4)3A1F6+9F2=3NF3+12HF+A1F3
33.6②9
+
(3)①NH;—6e-+3—=NF3t+4H+2H+2e'==H2t0F2
(4)觀察到有紅棕色氣體和白霧產(chǎn)生NaNO3
解析(1)①由于氟的非金屬性強于氧的,氟和氧成鍵時共用電子對偏向氟,因此OF2中氧元
素呈+2價,同理知NF?中氮元素的化合價為+3。②根據(jù)題意知OF2+N2+O2-NO2+NF3,
設當有ImolN?反應時,生成NOzxmol,NFjymol,根據(jù)N原子守恒得x+y=2,根據(jù)得失電
子守恒得4x+3y=7,聯(lián)立解得x=y=l,由此可知反應的化學方程式為6OF2+4N2+
O2=4NO2+4NF3,反應中氧化劑是OF2和O2,還原劑是N2,兩者的物質(zhì)的量之比為7:4。
(2)①消去中間產(chǎn)物NH4A1F4,①+②得總反應方程式為(NH4bAlF6+9F2==3NF3+12HF+
AIF3,同時得當有0.5mol(NH)A1F6完全被氧化可得1.5molNF3,在標準狀況下的體積為
33.6L。②由總反應方程式可知,制備3moiNF3,共轉(zhuǎn)移18moi電子,因此制備1.5molNF3,
共有9mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。
(3)①陽極上發(fā)生氧化反應,因此NF3是NH;在陽極被氧化所得,電極反應式為NH:—6e-+
_+
3F=NF3t+4H,陰極上發(fā)生還原反應,H+得電子被還原,電極反應式為2H++2e-==H2
t?②陽極上能發(fā)生氧化反應的微粒還有F,無其他能發(fā)生氧化反應的粒子,F(xiàn)-發(fā)生氧化反
應后得F20
(4)根據(jù)題干信息,NF?與空氣中的水蒸氣反應的產(chǎn)物有HF、NO和HNC>3,NO遇空氣呈紅
綜色,同時氫氟酸、硝酸小液滴在空氣中產(chǎn)生白霧。這些產(chǎn)物和NaOH反應后,除了生成
NaNCh、NaF、氏0外,還應有NaNCh生成。
專題強化練
1.(2015?四川理綜,1)下列物質(zhì)在生活中應用時,起還原作用的是()
A.明磯作凈水劑
B.甘油作護膚保濕劑
C.漂粉精作消毒劑
D.鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑
答案D
解析A項,明磯作凈水劑是因為它溶于水生成的A1(OH)3膠體具有較大的表面積,能夠吸
附水中的懸浮物而沉降,錯誤;B項,甘油作護膚保濕劑是因為它具有吸濕性,錯誤;C項,
漂粉精作消毒劑是因為它具有強氧化性,能夠殺死水中的細菌和病毒,錯誤;D項,鐵粉作
食品袋中的脫氧劑是因為鐵粉具有還原性,能夠和氧氣發(fā)生反應,降低食品袋中的氧氣濃度,
正確。
2.(2015?海南,1)化學與生活密切相關(guān)。下列應用中利用了物質(zhì)氧化性的是()
A.明研凈化水B.純堿去油污
C.食醋除水垢D.漂白粉漂白織物
答案D
解析A項,明磯凈水是利用A「+水解生成的氫氧化鋁膠體具有吸附能力,錯誤;B項,純
堿去油污是利用碳酸鈉水解溶液呈堿性,錯誤;C項,食醋除水垢是利用醋酸的酸性,能與
碳酸鈣反應而除去,錯誤;D項,因漂白粉具有強氧化性而用于漂白織物,正確。
3.已知某反應中反應物與生成物有:KK)3、Na2sO3、H2sO4、b、K2SO4>叢0和未知物x。
下列說法中不正確的是()
A.該未知物x為Na2s。4
B.該反應的氧化劑是KIC>3
C.該反應中,發(fā)生氧化反應的過程是KIO3f12
D.由反應可知還原性強弱順序為Na2s。3>12
答案C
解析A項,由題意可知發(fā)生反應的化學方程式為2KlCh+5Na2sO3+H2sC)4=K2sO4+
5Na2so4+I2+H2O,從化學方程式可以看出,未知物x為Na2s。4,正確;B項,該反應中反
應物KK)3中的1(+5),生成物中L碘元素的化合價為0,KIC>3中碘的化合價降低,被還原,
自身作氧化劑,B正確、C錯誤;D項,Na2so3在反應中作還原劑,b為還原產(chǎn)物,還原性:
還原劑)還原產(chǎn)物,正確。
4.工業(yè)上以鋁鐵礦(主要成分為FeO-Cr2O3),碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重銘酸鈉
(Na2Cr2O7-2H2O),其主要反應為
百篇
s
(l)4FeOCr2O3+8Na2cO3+7O2==8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(2)2Na2CrO4+H2so4=Na2sO4+Na2Cr2O7+H20
下列說法正確的是()
A.反應(1)和(2)均為氧化還原反應
B.反應⑴的氧化劑是。2,還原劑是FeOCrzCh
C.局溫F,。2的氧化性強于FezOs,弱于NazCrOd
D.反應(1)中每生成ImolNazCrOd時電子轉(zhuǎn)移3mol
答案B
解析A項,(2)中元素化合價沒有發(fā)生變化;C項,高溫下,。2的氧化性強于FezCh,也強
7X2X2
于NazCrO/D項,每生成ImolNa2cl應轉(zhuǎn)移---Q---=3.5mol電子。
O
5.已知:①向KC103晶體中滴加濃鹽酸,產(chǎn)生黃綠色氣體。②向Nai溶液中通入少量實驗
①產(chǎn)生的氣體,溶液變黃色。③取實驗②生成的溶液滴在淀粉-KI試紙上,試紙變藍色。下
列判斷不正確的是()
A.實驗①證明C「具有還原性
B.實驗②中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1
C.實驗③說明KI被氧化
D.上述實驗證明氧化性:C10r>Cl2>I2
答案B
解析B項,反應2「+C12==l2+2C「,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2。
6.對于氧化還原反應:11P+15CUSO4+24H2O=5CU3P+6H3PO4+15H2SC)4,下列說法正
確的是()
A.亮的磷被氧化
B.3moicuSC)4可氧化gnolP
3
C.每摩爾起氧化作用的磷能氧化生成磷酸的物質(zhì)的量為fmol
D.當ImolP參加反應時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3moi
答案c
解析
得5x3e~
I「
1IP+15CUSO4+24H2O=5CU3P+6H,PO4+15H2SO4
I.t
失6x5e~
A項,應有2的磷被氧化;B項,設3moicuSC)4氧化磷的物質(zhì)的量為x,則3moiXl=5x,x
3
:C項,在llmolP中,起氧化作用的磷為5mol,設其氧化磷生成磷酸的物質(zhì)的量為
...3
y,則5moiX3=y5,y=3mol,所以Imol起氧化作用的磷能氧化生成磷酸的物質(zhì)的量為mnol;
30
D項,當ImolP參加反應時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為ypnol。
7.CIO2是一種高效安全的殺菌消毒劑,還可用于除去水中的CN,轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體。
下列判斷正確的是()
A.0。2是還原劑
B.ImolCICh轉(zhuǎn)移3moi電子
C.CN轉(zhuǎn)化為NO?和CO?
D.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是1:1
答案D
解析反應的離子方程式為
-
2C1O2+2CN=2CO2t+N2t+2C1-
CIO2為氧化劑,A錯;1molClO2應得到5moi電子,B錯。
8.現(xiàn)有M、N、P、E4種元素的單質(zhì),能發(fā)生以下反應:
①在水溶液中,M+N2+=M?++N②P+2H2。(冷)==P(0H)2+H2t③N、E相連浸入稀
+
H2s中,電極反應式為N—2e-=N2+,2H+2e=H2t
判斷它們的還原性由強到弱的順序是()
A.M、N、P、EB.P、M、N、E
C.M、N、E、PD.E、P、M、N
答案B
解析根據(jù)①可知還原性:M>N,根據(jù)③可知還原性:N>E,而P能與冷水直接反應,故P
的還原性最強,由此可得還原性:P>M>N>E,
9.R、X、Y和Z是四種元素,其常見化合價均為+2,且X?+與單質(zhì)R不反應;X2++Z=X
+z2+;Y+Z2+=Y2'+Z?這四種元素的離子被還原成0價時表現(xiàn)的氧化性強弱順序正確的
是()
A.R2+>X2+>Z2+>Y2+
B.X2+>R2+>Y2+>Z2+
C.Y2+>Z2+>R2h>X2+
D.Z2+>X2+>R2+>Y2+
答案A
解析據(jù)x2++z=x+z2+知氧化性:X2+>Z2+,據(jù)Y+z2+=y2++Z知氧化性:Z2+>Y2+,
由X2+與單質(zhì)R不反應推知氧化性:R2+>X2+O
10.微型化學實驗可以有效實現(xiàn)化學實驗綠色化的要求.如下圖所示在一塊襯白紙的玻璃片
的不同位置分別滴加濃度為O.lmolL'的KI(含淀粉)溶液、NaOH(含酚獻)溶液、FeCb(含
KSCN)溶液各一滴,在圓心處放置一芝麻粒大小的KMnC)4晶體,向KMnCU晶體上滴加一滴
濃鹽酸,再立即用表面皿蓋好。
KI(含淀粉)
FeCl2溶液_[£,TNaOH溶液
(含KSCN)T<t夕丁(含酚酸)
KMnO;晶體
根據(jù)上面描述涉及到的元素,回答(1)?(3)題。
(l)KMnO4中Mn元素的化合價為_____________________________________________________
,Fe在周期表中的位置是:___________________________________
(2)結(jié)合已學知識分析a、c處可能出現(xiàn)的現(xiàn)象:
a:___________________________________________________________________________
(3)b處可能發(fā)生反應的離子方程式:_______________________________________________
已知溶液中,還原性為HSO>「氧化性為10>12>50/。在含3moiNaHSCh的溶液中逐滴
加入KIO3溶液,加入的KICh和析出的12的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如下圖所示。
n(I2)/mol
請回答(4)?(5)題。
(4)。點處的還原產(chǎn)物是(填離子符號)。
b點LC點反應的離子方程式是____________________________________________________
(5)當溶液中的I為0.5mol時,加入的KICh可能是mol。
答案(1)+7第4周期VIII族
(2)溶液變?yōu)樗{色紅色褪去(或紅色變淺)
2+33+
(3)2Fe+CI2=2Fe++2C「、Fe+3SCN-=Fe(SCN)3
(4)PIO;+6H'+5r=3H2O+3l2
(5)0.5或1.1
解析(2)a處發(fā)生反應為C12+2r==l2+2C「,其現(xiàn)象為溶液變藍。
c處發(fā)生反應為C12+2Na0H==NaCl+NaC10+H2。,堿性變?nèi)酰约t色變淺或褪去。
(3)Ck可把Fe?+氧化成Fe3+,Fe?+與SCN一發(fā)生反應。
(4)由題意可知依次發(fā)生的反應為IO]+3HSO?=I-+3SOr+3H+,IOf+5「+6H+=3l2
+3H2OO所以。點處的還原產(chǎn)物為「,b點到c點發(fā)生105與「之間的歸中反應。
+
(5)根據(jù)離子方程式IO「+3HSO;=「+3SOr+3H+,IOr+5r+6H=3I2+3H2Oo
當加入10]不足時,由于生成「為0.5mol,所以所加10;也為0.5mol;
當加入10:過量時,"(I0;)=lmol+(l—0.5)molXpnol=1.1molo
11.某小組用下圖所示裝置對Cl2與Na2s2O3的反應進行探究(氣密性已檢驗)。
實驗操作和現(xiàn)象:
操作現(xiàn)象
i.A中有黃綠色氣體生成,C中液面上方
打開分液漏斗活塞,滴加一定量濃鹽酸,
有白霧,溶液中開始出現(xiàn)少量渾濁;
加熱
ii.一段時間后,C中產(chǎn)生大量黃色沉淀
用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗c中白霧淀粉碘化鉀試紙變藍
C中濁液過濾后,取少量濾液用鹽酸酸
有白色沉淀生成
化,滴加氯化鋼溶液
查閱資料:a.S2?!赣休^強的還原性。b.酸性條件下S2O「迅速分解為S和SO2。
(1)A中發(fā)生反應的離子方程式是_____________________________________________________
(2)B中飽和NaCl溶液的作用是
(3)C中生成黃色沉淀的離子方程式是.
(4)為檢驗C中是否有S02生成,需進行的操作是
(5)C中濾液與氯化鐵溶液反應生成白色沉淀,甲同學認為利用該現(xiàn)象可證明Na2s2O3被Cl2
氧化,反應的離子方程式是__________________________________________________________
(6)乙同學認為,C中濾液用硝酸酸化后滴加硝酸銀溶液,若有白色沉淀,也能證明Na2s2O3
被Cb氧化,丙同學認為不能證明,理由是______________________________________________
答案⑴MnC)2+4H++2cr^=Mn2++Cbt+2H2O
(2)除去Cl2中的HC1,防止對Cb與Na2s2O3的反應產(chǎn)生干擾
+
(3)S20r+2H==SI+S02t+H20
⑷把白霧通入Ba(NC>3)2溶液中,若有白色沉淀,證明有S02生成
+
(5)S2Or+4Cl2+5H2O=8Cr+2S0f+10H
(6)氯氣與水反應也能生成cr,所以檢驗出溶液中有C「也不能證明是C12氧化了Na2s2。3(其
他合理答案均可)
12.堿式氧化鎮(zhèn)(NiOOH)可用作銀氫電池的正極材料。以含銀網(wǎng)產(chǎn))廢液為原料生產(chǎn)NiOOH
的一種工藝流程如下:
Na2cos溶液H2SO4空氣
用女同;0,卜|丁50,溶液黑洞志消皆用0(^
(1)加入Na2co3溶液時,確認Ni?+已經(jīng)完全沉淀的實驗方法是
-152+5
(2)已知常溫下Ksp[Ni(OH)2]=2X10,欲使NiSCU溶液中殘留c(Ni)^2X10^molL,
調(diào)節(jié)pH的范圍是o
(3)寫出在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學方程式:
(4)若加熱不充分,制得的NiOOH中會混有Ni(OH)2,其組成可表示為xNiOOHyNi(OH)2o
現(xiàn)稱取9.18g樣品溶于稀硫酸,加入100mLL0mol【TFe2+標準溶液,攪拌至溶液清亮,定容
至200mL。取出20.00mL,用O.OlOmolLTKMnCU標準溶液滴定,用去KMnCU標準溶液
20.00mL,試通過計算確定小y的值(寫出計算過程)。
涉及反應如下(均未配平):
2++2+
NiOOH+Fe+H--Ni+Fe"+H2O
Fe2++MnO;+H+—^63++1\4112++^0
答案(1)靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加1?2滴Na2cCh溶液,無沉淀生成
(2)pH>9
(3)4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O
(4)消耗KMnCU物質(zhì)的量:0.01molL1X0.02L=2X10-4mol
與NiOOH反應后剩余的Fe?+物質(zhì)的量:2X107moiX5X(200+20)=0.01mol
Fe?+總物質(zhì)的量:1.0mol-L'XO.IL=0.1mol
與NiOOH反應的Fe?+的物質(zhì)的量:0.1mol-0.01mol=0.09mol
/z(NiO
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