备战2020年高考化学临考--押题山东卷化学第12题 氧化还原反应分析与计算（解析版）

押山东卷化学第 12 题 氧化还原反应分析与计算 高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★★☆ 考题分析与预测 氧化还原反应是高中化学重要理论，在高考中，氧化还原反应的考查可能分散在选择题和非选择题中。而 在 2020 年的山东卷化学试卷的不定项选择题中，则很可能会有一道试题重点考查氧化还原反应，且难度偏 大。主要命题点：氧化还原反应的基本概念、氧化性和还原性强弱判断、电子得失守恒的计算等。 典例引领 例 1 (2020·山东等级模拟考)已知 Pb 3O4 与 HNO3 溶液发生反应Ⅰ：Pb3O4＋4H＋===PbO2＋2Pb2＋＋2H2O； PbO2 与酸化的 MnSO4 溶液发生反应Ⅱ：5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋＋5SO2－4 ===2MnO－4 ＋5PbSO4＋2H2O。下列 推断正确的是(　　) A.由反应Ⅰ可知，Pb3O4 中 Pb(Ⅱ)和 Pb(Ⅳ)含量之比为 2∶1 B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知，氧化性：HNO3＞PbO2＞MnO－4 C.Pb 可与稀硝酸发生反应：3Pb＋16HNO3===3Pb(NO3)4＋4NO↑＋8H2O D.Pb3O4 可与盐酸发生反应：Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑ 【答案】AD 【解析】反应Ⅰ中 HNO3 未将 Pb2＋氧化，可证明氧化性：HNO3＜Pb(Ⅳ)，故 B、C 错误；D 选项，根据反 应Ⅱ可知氧化性：PbO2＞MnO－4 ，又知氧化性(酸性条件)：MnO－4 ＞Cl2，故能发生反应。 例 2 （山东省潍坊市 2020 届高三 4 月模拟）钒元素在酸性溶液中有多种存在形式，其中 VO2+为蓝色，VO2+ 为淡黄色，VO2+具有较强的氧化性，Fe2+、SO32-等能把 VO2+还原为 VO2+。向 VOSO4 溶液中滴加酸性 KMnO4 溶液，溶液颜色由蓝色变为淡黄色。下列说法正确的是（ ） A．在酸性溶液中氧化性：MnO4->VO2+>Fe3+ B．亚硫酸钠溶液与酸性(VO2)2SO4 溶液发生反应：2VO2++2H++SO32-=2VO2++SO42-+H2O C．向 VOSO4 溶液中滴加酸性 KMnO4 溶液反应化学方程式为： 10VOSO4+2H2O+2KMnO4=5(VO2)2SO4+2MnSO4+2H2SO4+K2SO4 D．向含 1molVO2+的酸性溶液中滴加含 1.5molFe2+的溶液完全反应，转移电子为 1.5mol 【答案】BC 【解析】A．VOSO4 溶液中滴加酸性 KMnO4 溶液，溶液颜色由蓝色变为淡黄色，说明高锰酸根将 VO2+氧化 为 VO2+，则氧化性 MnO4->VO2+，Fe2+能把 VO2+还原为 VO2+，离子方程式应为：Fe2++ VO2+=Fe3++ VO2+， 说明氧化性 VO2+> Fe3+，但无法说明 VO2+和 Fe3+的氧化性强弱关系，故 A 错误；B．SO32-等能把 VO2+还原为 VO2+，亚硫酸根被氧化成硫酸根，结合电子守恒和电荷守恒可知方程式为： 2VO2++2H++SO32-=2VO2++SO42-+H2O，故 B 正确； C．酸性环境下高锰酸根将 VO2+氧化为 VO2+，无沉淀生成说明高锰酸根被还原成 Mn2+，结合电子守恒和元 素守恒可知方程式为：10VOSO4+2H2O+2KMnO4=5(VO2)2SO4+2MnSO4+2H2SO4+K2SO4，故 C 正确； D．向含 1molVO2+的酸性溶液中滴加含 1.5molFe2+的溶液发生反应 Fe2++ VO2+=Fe3++ VO2+，则 VO2+的量不 足，所以转移电子为 1mol，故 D 错误； 故答案为 BC。 【点睛】氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，但氧化产物和还 原产物的氧化性强弱关系无法判断。 提分技巧 一、必备知识 1.辨析 4 对概念，理清知识关系 2.氧化还原反应“四大规律” 二、解题技巧 氧化还原反应类试题在解题中抓住氧化还原反应的特征和本质—化合价的升降和电子的转移，进行分析，根据“失—升—氧—还，得—降—还—氧”，分析相关对应的物质，然后根据电子得失守恒进行相关配 平和计算，运用氧化还原反应的基本规律解决问题。 在解题过程中需要储备的知识有：氧化还原反应的基本规律有：守恒律、强弱律、价态律、转化律、 难易律，下面就各种规律及其作用做个介 绍： （1）守恒律：化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降 低总数相等，失电子总数与得电子总数相等。 作用：有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原方程式。 （2）强弱律：较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧 化产物。 作用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原 性较弱的物质。亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。 （3）价态律：元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧 化性又有还原性，但主要呈现一种性 质。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。 作用：判断元素或物质氧化性或还原性的有无。 （4）转化律：氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素 的化合价只靠近而不交叉；同种元素，相邻价态间不发生氧化还原反应。 作用：分析判断氧化还原反应中的物质变化及推测变化产物。 （5）难易律——越易失电子的物质，失电子后就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后就越难失去电 子；一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性强的还原剂发生反应。同理，一种还原剂遇 多种氧化剂时，氧化性最强的氧化剂优先发生反应。 作用：判断物质的稳定性及反应顺序。 这类试题解题的基本方法为： 找 出 氧 化 还 原 反 应的发生审题 析题 解题 通过读题，找出氧化还原反应发生的物质，然后通 过其基本原理，判断产物，并标出化合价进行配平 判断题目要求 是判断氧化还原反应的概念、产物、配平，还是氧 化还原反应规律的应用、氧化还原反应的计算。 得出结果 结合上面两步，运用相关规律及电子得失守恒定律， 进行解题，最终得到答案。实战演练 1．（山东省六地市部分学校 2020 届高三下学期 3 月 2 日线上考试）雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂 改修正液。浓硝酸氧化雌黄可制得硫磺，并生成砷酸和一种红棕色气体，利用此反应原理设计为原电池。 下列叙述正确的是（ ） A．砷酸的分子式为 H2AsO4 B．红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出 C．该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为 10：1 D．该反应中每析出 4.8g 硫磺转移 1mol 电子 【答案】C 【解析】A.　As 位于第四周期 VA 族，因此砷酸的分子式为 H3AsO4，故 A 错误； B.　红棕色气体为 NO2，N 的化合价由＋5 价→＋4 价，根据原电池工作原理，负极上发生氧化反应，化合 价升高，正极上发生还原反应，化合价降低，即 NO2 应在正极区生成并逸出，故 B 错误； C.　根据题中信息，As 的化合价由＋3 价→＋5 价，S 的化合价由－2 价→0 价，化合价都升高，即 As2S3 为 还原剂，HNO3 为氧化剂，根据得失电子数目守恒，因此有 n(As2S3)×[2×(5－3)＋3×2]=n(HNO3)×(5－4)，因 此 n(HNO3)：n(As2S3)=10：1，故 C 正确； D.　4.8g 硫磺的物质的量为： =0.15mol，根据硫原子守恒 n(As2S3)=0.05mol，根据 C 选项分析， 1molAs2S3 参与反应，转移 10mole－，则 0.05molAs2S3 作还原剂，转移电子物质的量为 0.05mol×10=0.5mol， 故 D 错误； 答案：C。 2．酸性溶液中过氧化氢能使 Cr2O 2－7 转化成蓝色的过氧化铬(CrO5，分子结构为 )，该反应可用来 检验 Cr2O 2－7 的存在，其反应的离子方程式为 4H2O2＋Cr2O2－7 ＋2H＋===2CrO5＋5H2O。下列说法正确的是 (　　) A．过氧化铬中铬元素的化合价为＋5 价 B．1 mol CrO5 分子中含有 σ 键数为 7NA C．CrO5 分子中既有极性键又有非极性键 D．该反应中 H2O2 表现了还原性 【答案】BC 4.8g 32g/mol【解析】过氧化铬中铬元素的化合价为＋6 价，A 项错误；过氧化氢中的氧元素为－1 价，在每个过氧化铬 中有 4 个氧为－1 价，所以没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，B 项正确，D 项错误。 3．（山东省青岛市 2020 届高三下学期质量检测）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂， 其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是 A．在转化过程中，氮元素均被还原 B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C．还原过程中生成 0.1mol N2，转移电子数为 0.5 mol D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx 三种成分的净化 【答案】D 【解析】A、根据图中信息可知，NOx 被氧气氧化得到硝酸盐，氮元素被氧化，硝酸盐还原产生氮气，氮元 素被还原，选项 A 错误；B、催化剂参与储存和还原过程，但反应前后质量和化学性质不变，选项 B 错误； C、还原过程中氮元素从+5 价降为 0 价，生成 0.1mol N2，转移电子数为 1.0 mol，选项 C 错误；D、三效催 化剂能有效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx 三种成分的净化，转化为无污染的气体再排放，选项 D 正确。 答案选 D。 4．（山东省潍坊市 2020 届高三下学期第三次线上检测）含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。 下列说法错误的是 A．反应①利用了 H2Te 的还原性 B．反应②中 H2O 作氧化剂 C．反应③利用了 H2O2 的氧化性 D．H2Te2O5 转化为 H2Te4O9 发生了氧化还原反应 【答案】D 【解析】A．H2Te 被 O2 氧化生成 Te，体现 H2Te 具有还原性，故 A 正确；B．反应②中 Te 与 H2O 反应 H2TeO3，Te 元素化合价升高，是还原剂，则 H2O 为氧化剂，应有 H2 生成， 故 B 正确； C．反应③中 H2TeO3→H6TeO6，Te 元素化合价升高，发生氧化反应，则 H2O2 作氧化剂，体现氧化性，故 C 正确； D．H2Te2O5 转化为 H2Te4O9 时不存在元素化合价的变化，未发生氧化还原反应，故 D 错误； 故答案为 D。 5．根据图示转化关系判断下列说法不正确的是(反应条件已略去)(　　) A．反应①③中 MnO2 均被还原 B．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1 C．反应②中，Cl2 既是氧化剂，又是还原剂 D．Mn 基态原子有 7 个单电子 【答案】BD 【解析】反应①③中 MnO2 中的 Mn 元素化合价均降低，被还原，A 项正确；反应①中 Mn 元素的化合价 由＋4 价降低为＋2 价，HCl 中 Cl 元素的化合价由－1 价升高为 0 价，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2， B 项错误；反应②中氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，只有 Cl 元素化合价发生变化，C 项正确； 基态 Mn 原子的价电子排布为 3d54s2，因而有 5 个单电子，D 项错误。 6．（山东省、高密一中、 2020 届高三下学期第一次在线联考）现代工艺冶金过程中会 产生导致水污染的 CN-，在碱性条件下，双氧水可将其转化为碳酸盐和一种无毒气体。关于该转化反应，下 列说法不正确的是 A．氰化物有毒，CN- 易与人体内的 Fe2+、Fe3+ 络合 B．处理 1molCN-，消耗 2.5molH2O2 C．反应中每转移 10mol 电子生成 22.4L 无毒气体 D．用双氧水处理后的废水可直接排放 【答案】CD 【解析】A．人体内含有 Fe3+、Fe2+，易与 CN- 络合形成络合物，A 选项正确； B．CN-在碱性条件下被 H2O2 氧化，生成 CO32-和 N2，反应方程式为：2CN-+5H2O2+2OH-===2CO32-+N2↑+6H2O， 根据方程式可知，处理 1molCN-，消耗 2.5molH2O2，B 选项正确；C．未注明标准状况，不能够准确得出气体体积，C 选项错误； D．用双氧水处理后的废水有较强的碱性，需用酸中和后方可排放，D 选项错误； 答案选 CD。 7．含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理 高浓度氰化物污水，发生的主要反应为：CN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)。下列说法错 误的是(其中 NA 表示阿伏加德罗常数的值)(　　) A．Cl2 是氧化剂，CO2 和 N2 是氧化产物 B．上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为 2∶5 C．该反应中，若有 1 mol CN－发生反应，则有 3NA 电子发生转移 D．若将该反应设计成原电池，则 CN－在负极区发生反应 【答案】BC 【解析】在反应 CN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O 中，Cl 元素化合价由 0 价降低为－1 价，C 元素 化合价由＋2 价升高为＋4 价，N 元素化合价由－3 价升高为 0 价，可知 Cl2 是氧化剂，CO2 和 N2 是氧化产 物，A 项正确；由上述分析可知，反应方程式为 2CN－＋8OH－＋5Cl2===2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O，反应中 CN－是还原剂，Cl2 是氧化剂，氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 5∶2，B 项错误；由上述分析，根据电 子守恒、原子守恒可知，若有 1 mol CN－发生反应，则有[(4－2)＋(3－0)]NA＝5NA 电子发生转移，C 项错误； 若将该反应设计成原电池，则 CN－在负极区失去电子，发生氧化反应，D 项正确。 8．CuS、Cu2S 用于处理酸性废水中的 Cr2O2－7 ，反应如下。 反应Ⅰ：CuS＋Cr2O2－7 ＋H＋―→Cu2＋＋SO2－4 ＋Cr3＋＋H2O(未配平)　 反应Ⅱ：Cu2S＋Cr2O2－7 ＋H＋―→Cu2＋＋SO2－4 ＋Cr3＋＋H2O(未配平) 下列有关说法正确的是(　　) A．反应Ⅰ和Ⅱ中各有 2 种元素的化合价发生变化 B．处理 1 mol Cr2O 2－7 时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗 H＋的物质的量相等 C．反应Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 3∶5 D．质量相同时，CuS 能去除更多的 Cr2O2－7 【答案】CD 【解析】在反应Ⅰ中 S、Cr 元素化合价发生变化，在反应Ⅱ中 Cu、S、Cr 三种元素的化合价发生了变化，A 错误；反应Ⅰ方程式配平后为 3CuS＋4Cr2O2－7 ＋32H＋===3Cu2＋＋3SO2－4 ＋8Cr3＋＋16H2O，反应Ⅱ配平后的 方程式为 3Cu2S＋5Cr2O2－7 ＋46H＋===6Cu2＋＋3SO2－4 ＋10Cr3＋＋23H2O，可见处理 1 mol Cr2O 2－7 时，反应Ⅰ 消耗 H＋的物质的量是 8 mol，反应Ⅱ消耗 H＋的物质的量是 9.2 mol，B 错误；反应Ⅱ中还原剂是 Cu2S，氧化剂是 Cr2O2－7 ，二者反应的物质的量之比为 3∶5，C 正确；根据方程式可知 3 mol 即 3×96 g CuS 处理 4 mol Cr2O2－7 ，每克处理 Cr2O 2－7 的物质的量为4 mol 3 × 96＝ 1 72 mol；3 mol 即 3×160 g Cu2S 处理 5 mol Cr2O2－7 ，每克处 理 Cr2O 2－7 的物质的量为 5 mol 3 × 160＝ 1 96 mol，可见质量相同时，CuS 能去除更多的 Cr2O2－7 ，D 正确。 9．（山东省济南二中 2020 届高三线上检测）工业上用发烟 HClO4 把潮湿的 CrCl3 氧化为棕色的烟 [CrO2(ClO4)2]来除去 Cr(Ⅲ)，HClO4 中部分氯元素转化为最低价态。下列说法不正确的是（ ） A．HClO4 属于强酸，反应还生成了另一种强酸 B．该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为 3∶8 C．CrO2(ClO4)2 中 Cr 元素显+6 价 D．该反应离子方程式为 19ClO4-+8Cr3++8OH-=8CrO2(ClO4)2+3Cl-+4H2O 【答案】D 【解析】【分析】根据题意，写出该反应的化学方程式：19HClO4+8CrCl3+4H2O = 8CrO2(ClO4)2+27HCl，据 此解答。 【详解】A．HClO4 属于强酸，反应生成的 HCl 也是强酸，A 项正确； B．该反应的氧化剂为 HClO4，氧化产物为 CrO2(ClO4)2，根据方程式，当有 19molHClO4 参加反应时，其中 有 3mol 作氧化剂，生成的氧化产物[CrO2(ClO4)2]为 8mol，因此参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之 比为 3∶8，B 项正确； C．CrO2(ClO4)2 中 O 元素显-2 价，ClO4-显-1 价，所以 Cr 元素显+6 价，C 项正确； D．该反应在酸性条件下发生，离子方程式为 19ClO4-+8Cr3++4H2O = 8CrO2(ClO4)2+8H++3Cl-，D 项错误； 答案选 D。 10．（ 2020 届高三 4 月份线上化学模拟试题）KIO3 是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补 碘剂。利用“KClO3 氧化法”制备 KIO3 包括以下两个反应： ①11KClO3+6I2+3H2O == 6KH(IO3)2 +3Cl2↑+5KCl ②KH(IO3)2+KOH==2KIO3+H2O 下列说法正确的是（ ） A．化合物 KH(IO3)2 中含有共价键、离子键和氢键等化学键 B．反应①中每转移 4mol 电子生成 2.24LCl2 C．向淀粉溶液中加入少量碘盐，溶液会变蓝 D．可用焰色反应实验证明碘盐中含有钾元素 【答案】D【解析】A. 化合物 KH(IO3)2 为离子化合物，包含离子键与共价键，氢键不属于化学键，A 项错误； B. 气体的状态未指明，不能利用标况下气体的摩尔体积计算，B 项错误； C. 碘盐中所含的碘元素在水溶液中以 IO3-离子存在，没有碘单质，不能使淀粉变蓝，C 项错误； D. 钾元素的焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃），若碘盐的焰色反应显紫色，则证明碘盐中含有钾元素，D 项正确； 答案选 D。 【点睛】本题考查化学基本常识，A 项是易错点，要牢记氢键不属于化学键，且不是所有含氢元素的化合 物分子之间就有氢键。要明确氢键的存在范围是分子化合物中，可以分为分子内氢键，如邻羟基苯甲醛， 也可存在分子间氢键，如氨气、氟化氢、水和甲醇等。 11．某同学设计并完成了以下两个实验： ①向盛有 KI 溶液的试管中加入少许 CCl4 后滴加氯水，CCl4 层变成紫色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4 层颜色逐渐变浅，最后变成无色(生成了 HIO3)。 ②向盛有 KBr 溶液的试管中加入少许 CCl4 后滴加氯水，CCl4 层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水，振荡， CCl4 层的颜色没有变化。 下列说法不正确的是(　　) A．实验①生成 HIO3 时发生反应的化学方程式为 I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl B．实验②中当 CCl4 层变成红棕色时，可通过分液的方法获得 Br2 的 CCl4 溶液 C．由上述实验得出氧化性：Cl2＞Br2＞I2 D．由上述实验得出氧化性：HBrO3＞HIO3＞Cl2 【答案】CD 【解析】由继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4 层颜色逐渐变浅，最后变成无色(生成了 HIO3)可知，氯气 可氧化碘单质，发生反应的离子方程式为 I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl，A 项正确；由盛有 KBr 溶液 的试管中加入少许 CCl4 后滴加氯水，CCl4 层变成红棕色可知，Br2 易溶于 CCl4，则可通过萃取分液的方法 获得 Br2 的 CCl4 溶液，B 项正确；由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，①中氧化性：Cl2＞I2，② 中氧化性 Cl2＞Br2，不能比较 Br2、I2 的氧化性，C 项错误；由①②中继续滴加氯水的现象及氧化剂的氧化 性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：HBrO3＞Cl2＞HIO3，D 项错误。