2022年 江苏高考 命题区间三 角度二 氧化还原反应规律及应用

角度二　氧化还原反应规律及应用
1．常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂 Cl2 O2 浓H2SO4 HNO3 KMnO4(H＋)、MnO2 Fe3＋ KClO3、ClO－ H2O2
还原 产物 Cl－ O2－、H2O、OH－ SO2 NO或NO2 Mn2＋ Fe2＋ Cl－ H2O
2.常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂 I－(HI) S2－(H2S) CO、C Fe2＋ NH3 SO2、SO H2O2
氧化产物 I2 S CO2 Fe3＋ NO SO O2
3.新情境下氧化还原反应方程式的书写技巧
以2017年全国卷Ⅲ28题(2)为例予以说明。
工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：__________________________________。
第一步：书写“主干物质”，即反应物中的氧化剂、还原剂，产物中的氧化产物、还原产物。
As2S3＋O2―→H3AsO4＋S
第二步：标出发生变价的元素的化合价，利用得失电子守恒配平“主干物质”。
223＋52―→4H34＋6
第三步：利用质量守恒补充完整反应的化学方程式。
2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S
注意　(1)若为离子方程式，第二步之后应先进行电荷守恒，再原子守恒。一般原则是酸性条件用H＋，碱性条件用OH－调平电荷，最后用观察法使原子守恒，补水原则是“H”不够水来凑。
(2)对于电化学以氧化还原反应为核心的电极反应方程式的书写，该方法同样有效。
4．反应循环转化图分析思路
第一步：根据循环图外箭头和箭尾的标注确定反应物和反应产物。
第二步：根据循环图物质的标注确定中间产物和催化剂。
第三步：审准要求，是写总反应式还是写分步转化的反应式。
第四步：根据电子守恒、电荷守恒、质量守恒书写方程式。
1．工业上可用PbO2来制备KClO4。在酸性条件下，PbO2与NaClO3反应生成NaClO4。过滤，向滤液中加入KNO3，常温下结晶可得KClO4晶体。下列说法错误的是(　　)
A．NaClO3与PbO2反应中，PbO2作氧化剂
B．常温下KClO4的溶解度比NaClO4小
C．21.3 g NaClO3完全反应，转移电子0.2 mol
D．由上述反应得知氧化性：PbO2>NaClO4
答案　C
解析　A项，PbO2与NaClO3反应生成NaClO4，氯元素价态升高，铅元素的价态降低，所以PbO2作氧化剂，正确；B项，NaClO4溶液中加入KNO3后，常温下可析出KClO4晶体，说明常温下KClO4的溶解度比NaClO4小，正确；C项，NaClO3反应生成NaClO4，氯元素化合价升高，所以转移电子物质的量为×2＝0.4 mol，错误；D项，PbO2是氧化剂，NaClO4是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，正确。
2．向H2O2溶液中加入Br2可以加快H2O2的分解速率。其反应机理可能有两步，第1步：H2O2＋Br2===2H＋＋O2↑＋2Br－。下列说法正确的是(　　)
A．H2O2分子中含有离子键和非极性键
B．第2步反应为2H2O2＋2Br－===2H2O＋Br2＋O2↑
C．第1步反应每生成0.1 mol O2，转移0.2 mol电子
D．该反应机理中，Br－催化H2O2分解产生O2
答案　C
解析　A项，H2O2分子中仅含有共价键，错误；B项，总反应为过氧化氢分解生成氧气和水，溴为反应的催化剂，由第1步反应可知第2步反应为2H＋＋H2O2＋2Br－===2H2O＋Br2，错误；C项，在第1步反应中，O元素化合价由－1价升高到0价，则每生成0.1 mol O2，转移0.2 mol电子，正确；D项，总反应为过氧化氢分解生成氧气和水，溴为反应的催化剂，不是Br－，错误。
3．(2021·济南市实验中学高三模拟)采用Pd-Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的NO、NO。Fe3O4中Fe的价态有＋2、＋3价，用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示，其反应历程如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A．用该法处理后水体的pH降低
B．过程③中NO被Fe(Ⅱ)还原为NH
C．过程④每生成1 mol N2，转移3 mol电子
D．Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用
答案　A
解析　A项，根据上述分析，废水为酸性，总反应是5H2＋2NO＋2H＋===N2↑＋6H2O、3H2＋2NO＋2H＋===N2↑＋4H2O，用该法处理后水体的pH升高，错误；B项，根据图示，反应③中NO转化成NH，N的化合价降低，NO被还原，Fe(Ⅱ)失电子转化成Fe(Ⅲ)，正确；C项，反应④为NH＋NO===N2↑＋2H2O，每生成1 mol N2，转移电子物质的量为3 mol，正确；D项，根据上述分析，Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用，正确。
4．(2021·青岛高三期末)氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素，现处理某氮肥厂产生的氨氮废水(其中氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在)的一种设计流程如下。
下列相关叙述错误的是(　　)
A．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ发生的化学反应都属于氧化还原反应
B．过程Ⅰ中调pH至9的目的是将NH转化为NH3·H2O
C．过程Ⅱ中NH―→NO，每转化1 mol NH转移8NA个电子
D．过程Ⅲ中甲醇作还原剂，将硝酸还原为N2
答案　A
解析　A项，由分析可知，过程Ⅰ发生的反应元素化合价没有发生变化，属于非氧化还原反应，错误；B项，由分析可知，过程Ⅰ中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为9时，废水中铵根离子与氢氧化钠溶液反应生成一水合氨，正确；C项，过程Ⅱ中NH转化为NO时，氮元素的化合价升高被氧化，反应每消耗1 mol铵根离子转移8NA个电子，正确。
5．某学校实验小组发现，可用如下两种方法制备MnO。
(1)NaBiO3(铋酸钠)是少数难溶性的钠盐，可用铋酸钠和稀硫酸酸化的MnSO4溶液反应制取MnO，铋酸钠被还原为Bi3＋。写出该反应的离子方程式：______________________________。
(2)还可以用(NH4)2S2O8溶液和MnSO4溶液混合制取MnO，补全并配平下列方程式：
____Mn2＋＋____S2O＋________===____MnO＋____SO＋________。
答案　(1)5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋===5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO＋7H2O
(2)2　5　8H2O　2　10　16H＋
6．提取有效信息完成下列有关变化中的化学方程式。
(1)下图是吸收SO2制取氢气的过程：
①写出该流程的一个优点：___________________________________________________。
②制得H2SO4溶液的化学方程式：_____________________________________________。
(2)利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2)制备纳米Fe3O4的工艺流程如图：
①“还原”时FeS2被氧化为SO，该反应的离子方程式：______________________。
②“氧化”时Fe(OH)2被氧化为纳米Fe3O4的离子方程式：___________________________。
答案　(1)①可以循环利用I2和HI　②SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI
(2)①14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
②3Fe(OH)2＋2NO===Fe3O4＋2NO↑＋2OH－＋2H2O