高考試題分類解析PAGE考點4氧化還原反應一、選擇題1.(2018·北京高考·9)下列實驗中的顏色變化,與氧化還原反應無關的是()ABCD實驗NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl濁液中熱銅絲插入稀硝酸中現象產生白色沉淀,隨后變為紅褐色溶液變紅,隨后迅速褪色沉淀由白色逐漸變為黑色產生無色氣體,隨后變為紅棕色【命題意圖】本題考查了實驗基本操作,意在考查學生通過實驗現象分析反應原理的能力。【解析】選C。A項,將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,產生白色沉淀,隨后變為紅褐色,發生的反應有Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,與氧化還原反應有關;B項,將石蕊溶液滴入氯水中,溶液變紅,隨后迅速褪色,是因為Cl2與水反應生成鹽酸和HClO,石蕊溶液遇酸變紅,同時HClO因強氧化性而具有漂白性,能使溶液迅速褪色,與氧化還原反應有關;C項,Na2S溶液滴入AgCl濁液中,發生沉淀轉化,生成更難溶的Ag2S沉淀,與氧化還原反應無關;D項,熱銅絲插入稀硝酸中,產生無色氣體,隨后變為紅棕色,發生的反應有3Cu+8HNO3(稀)2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O,2NO+O22NO2,與氧化還原反應有關。2.(2018·江蘇高考·10)下列說法正確的是 ()A.氫氧燃料電池放電時化學能全部轉化為電能B.反應4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發進行,該反應為吸熱反應C.3molH2與1molN2混合反應生成NH3,轉移電子的數目小于6×6.02×1023D.在酶催化淀粉水解反應中,溫度越高淀粉水解速率越快【命題意圖】本題考查能量轉化、反應自發性、氧化還原反應以及化學反應速率等知識,較易。【解析】選C。A項,能量在轉化中不可能僅以一種形式轉化,電池放電除了化學能轉化為電能外,還有熱能、光能等,錯誤;B項,該反應的氣體被消耗,熵減少,但是能自發,故一定屬于放熱反應,錯誤;C項,N2與H2合成NH3屬于可逆反應,1molN2生成2molNH3的過程中,由于N2不可以完全轉化,故轉移電子數小于6mol,正確;D項,酶在高溫下會發生變性而失去催化活性,在高溫下,淀粉水解速率反而變小,錯誤。二、非選擇題3.(2018·北京高考·28)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產生O2,在堿性溶液中較穩定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)①A為氯氣發生裝置。A中反應方程式是

(錳被還原為Mn2+)。

②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發生的反應有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有。

(2)探究K2FeO4的性質①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產生黃綠色氣體,得溶液a,經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產生Cl2,設計以下方案:方案Ⅰ取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產生。i.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有離子,但該離子的產生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由產生(用方程式表示)。ii.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是。

②根據K2FeO4的制備實驗得出:氧化性Cl2FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ實驗表明,Cl2和FeO42-的氧化性強弱關系相反,③資料表明,酸性溶液中的氧化性FeO42->MnO4-,驗證實驗如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現象能否證明氧化性FeO42->MnO4-。若能,請說明理由【命題意圖】本題考查了實驗方案設計與評價、含鐵化合物、Cl2、氧化還原反應等的相關知識,意在考查化學實驗設計與科學探究能力、分析問題和解決問題的能力。【解題關鍵】解答本題需要注意以下點:(1)裝置C中存在過量KOH,Cl2能與KOH反應。(2)K2FeO4具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產生O2,根據氧化還原反應原理可知,鐵元素價態降低,生成Fe3+。【解析】(1)①A中KMnO4與濃鹽酸反應,錳被還原為Mn2+,故反應方程式是2KMnO4+16HCl(濃)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。②Cl2中混有HCl,可用飽和食鹽水除去,故除雜裝置B為。③由圖示信息,溶液中有KOH,故還有Cl2與KOH之間的歧化反應:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(2)①“取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色”,說明a中含Fe3+,但該離子的產生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,因為K2FeO4具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產生O2,還可能由4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O產生。K2FeO4在堿性溶液中較穩定。ClO-與Cl-在酸性條件下反應生成Cl2,用KOH溶液洗滌的目的是排除ClO-的干擾。②K2FeO4的制備實驗中,溶液呈堿性,發生反應3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,故氧化性:Cl2>FeO42-。實驗Ⅱ中加入了鹽酸,溶液的酸堿性發生變化,Cl2和FeO42-的氧化性強弱關系發生變化。③若能證明,根據題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色,說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-,所以該實驗方案能證明氧化性FeO42->MnO4-。(或不能證明,因溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4答案:(1)①2KMnO4+16HCl(濃)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O②③Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(2)①i.Fe3+4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10Hii.排除ClO-的干擾②>溶液的酸堿性不同③能證明,理由:FeO42-在過量酸的作用下完全轉化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是(或不能證明,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀硫酸,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)4.(2018·江蘇高考·20)NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環境保護的重要課題。(1)用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下:2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=-116.1kJ·mol-13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=75.9kJ·mol-1反應3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=kJ·mol-1。

(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應式:。

(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收過程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應。寫出該反應的化學方程式:。

(4)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。①NH3與NO2生成N2的反應中,當生成1molN2時,轉移的電子數為mol。

②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應(裝置見題20圖-1)。題20圖-1反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如題20圖-2所示,在50~250℃范圍內隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是;當反應溫度高于380℃時,NOx的去除率迅速下降的原因可能是。

題20圖-2【命題意圖】本題考查化學反應原理綜合知識,涉及熱化學、電化學、氧化還原反應以及方程式書寫和陌生信息的閱讀處理能力等,難度中等。【解析】(1)根據蓋斯定律,將上式×3與下式相加后除以2,可得所求反應的焓變。ΔH=-116.1×3+75.92kJ·mol-1=-136.2kJ·mol-1。(2)HNO2轉化為HNO3,N由+3價升至+5價失去電子,陽極發生氧化反應,即HNO2失去電子,被氧化為HNO3,HNO2為弱酸,HNO3為強酸,在寫電極反應式時,仍要遵循離子方程式的書寫規則。(3)HNO2中N為+3價,(NH2)2CO中N為-3價,氮原子發生歸中反應生成N2,由氮原子得失電子守恒配平反應。(4)①NH3與NO2發生歸中反應,方程式為8NH3+6NO27N2+12H2O,生成7molN2時,轉移24mole-,則生成1molN2時,轉移247mole-。②催化劑的活性與反應溫度有關,在高溫下,催化劑的活性有可能會失效,從而造成NOx的去除率下降。在50~250℃時,NOx的去除率在增大,原因有二,一是溫度升高,反應