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氧化还原反应概念和规律
目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应，生成CO2和N2。
问题1：汽车尾气中的CO来源于石油的燃烧，那尾气中的NO是如何产生的呢？是否也来自石油的燃烧呢？产生NO的反应是氧化还原反应吗？(素养角度——宏观辨识与微观探析) 提示：石油的主要成分是烃，只含C、H两种元素，燃烧时不能产生NO。在汽车发动机的气缸中，空气中的N2和O2在火花塞放电的情况下化合生成NO，对应的方程式为N2+O2反应存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应。
问题2：写出在催化器中汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应生成CO2和N2的化学方程式，并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物；该反应对减少汽车尾气污染有何作用？(素养角度——变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任) 提示：2CO+2NO
2CO2+N2，NO为氧化剂，CO为还原剂，CO2为氧化产物，N2为还原产物；
2NO，该
该反应将大气污染物CO和NO转化为无污染的N2和CO2，有利于环境保护。
(双选)工业上从海水中提取溴单质时，可用纯碱溶液吸收空气吹出的溴，发生反应： (Ⅰ)3Br2+3Na2CO3
5NaBr+NaBrO3+3CO2；
3Na2SO4+3Br2+3H2O ( )
(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4 下列有关判断正确的是
A.反应(Ⅰ)中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1 B.溴元素由化合态转化成游离态时一定发生了还原反应 C.反应(Ⅱ)中生成3 mol Br2时，必有5 mol电子转移 D.氧化还原反应中化合价变化的元素一定是不同种元素 【解析】选A、C。反应(Ⅰ)3Br2+3Na2CO3
5NaBr+NaBrO3+3CO2中溴为氧化剂和还原剂，其中
作氧化剂的溴为2.5 mol，作还原剂的溴为0.5 mol，故二者比例为5∶1，A项正确；溴元素由化合态转化成游离态时化合价可能降低也可能升高，可能发生氧化反应或还原反应，B项错误；反应(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4
3Na2SO4+3Br2+3H2O中溴化钠中的溴从-1价升高到0价，
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溴酸钠中溴从+5价降低到0价，所以生成3 mol Br2时，必有5 mol电子转移，C项正确；在氧化还原反应中肯定有元素化合价变化，可能是一种元素也可能是不同的元素，D项错误。 【加固训练】
1.含a mol FeCl3的溶液中加入含b mol Fe和b mol Cu的混合粉末充分反应(忽略离子的水解)，下列说法中，不正确的是 ( ) A.当a≤2b时，发生的离子反应为2Fe+Fe
3+
3Fe
--
2+
B.当2b≤a≤4b时，反应中转移电子的物质的量n(e)为2b mol ≤n(e)≤4b mol C.当2a=5b时，发生的总离子反应为10Fe+4Fe+Cu
2+
2+
3+
14Fe+Cu
2+2+
D.当2b 【解析】选D。金属性铁>铜，铁离子首先氧化金属铁， 当a≤2b时铁离子不足，发生的离子反应为2Fe+Fe 3+ 3Fe，A项正确；当2b≤a≤4b时铁离子全部参与反应，因此反应中转移 -- 2+ 电子的物质的量n(e)为a mol，即为2b mol≤n(e)≤4b mol，B项正确；当2a=5b时铁全部反应，铜部分反应，发生的总离子反应为10Fe+4Fe+Cu 3+ 14Fe+Cu，C项正确；当2b 时铁全部反应，铜部分反应，与铁反应的铁离子是2b mol，则与铜反应的铁离子是a mol-2b mol，所以生成铜离子是0.5a mol-b mol，因此反应后的溶液中n(Fe)∶n(Cu)=2(a+b)∶ (a-2b)，D项错误。 2+ 2+ 2.(2020·吕梁模拟)已知酸性： H2CO3>HClO>HC子方程式正确的是 3+ - ，氧化性：HClO>Cl2>Br2>Fe>I2。下列离 3+ ( ) 3+ - A.Fe与I不能共存的原因：Fe+2IFe+I2 + 2+ B.向NaClO溶液中滴加浓盐酸：ClO+H - HClO 2+ - C.向含1 mol FeBr2溶液中通入1 mol Cl2：2Fe+2Br+2Cl22Fe+Br2+4Cl 3+- D.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳：2ClO+CO2+ H2O 3+ 3+ - - HClO+C 【解析】选C。根据氧化性Fe>I2，所以Fe可以和I反应生成I2，但题中所给方程式不满足得失电子守恒和电荷守恒关系，正确的离子方程式应该是2Fe+2I 2+ 3+ - 2Fe+I2，A项错误；因氧化性HClO>Cl2，所以向NaClO溶液中滴加浓盐酸可以发生氧化还原反应生成Cl2，离子反应为Cl+ClO+2H --+ H2O+Cl2↑，B项错误；向含1 mol FeBr2溶液中 3+ 通入1 mol Cl2，由氧化性顺序Cl2>Br2>Fe及得失电子守恒可知，离子反应正确的是 - 2 - 精品文档 欢迎下载 2Fe+2Br+2Cl2 2+- 2Fe+Br2+4Cl，C项正确；根据酸性强弱顺序：H2CO3>HClO>HC 3+- ，可知向 NaClO溶液中通入少量二氧化碳，反应的产物应该为HClO和HC，离子反应为 ClO+CO2+H2O - HClO+HC， D项错误。 3.(2018·北京高考)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。 (1)制备K2FeO4(夹持装置略) ①A为氯气发生装置。A中反应方程式是 __(锰被还原为Mn)。 ②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 ③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH(2)探究K2FeO4的性质 ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl而产生Cl2，设计以下方案： 方案Ⅰ 方案Ⅱ 量b，滴加盐酸，有Cl2产生。 i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化，还可能由__ 产生(用方程式表示)。 ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗涤的目的是 __。 ---2+ 2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有______。 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少 - 3 - 精品文档 欢迎下载 ②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2________Fe(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ实验 表明，Cl2和Fe的氧化性强弱关系相反，原因是__ __。 ③资料表明，酸性溶液中的氧化性Fe>Mn，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足 量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性Fe请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案： ____。 >Mn。若能， 【解析】(1)①A中KMnO4与浓盐酸反应，锰被还原为Mn，故反应方程式是2KMnO4+ 16HCl(浓) 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。②Cl2中混有HCl，可用饱和食盐水除去，故除杂装 2+ 置B为Cl2+2OH -- 。③由图示信息，溶液中有KOH，故还有Cl2与KOH之间的歧化反应： Cl+ClO+H2O。 3+ - (2)①“取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色”，说明a中含Fe，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化，因为K2FeO4具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生 - O2，还可能由4Fe - +20H + 4Fe+3O2↑+10H2O产生。K2FeO4在碱性溶液中较稳定。ClO与 - 3+- Cl在酸性条件下反应生成Cl2，用KOH溶液洗涤的目的是排除ClO的干扰。②K2FeO4的制备实验中，溶液呈碱性，发生反应3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O，根据氧化剂的氧化 性大于氧化产物的氧化性，故氧化性：Cl2>Fe。实验Ⅱ中加入了盐酸，溶液的酸碱性发生 变化，Cl2和Fe的氧化性强弱关系发生变化。③若能证明，根据题意K2FeO4在足量H2SO4 溶液中会转化为Fe和O2，最后溶液中不存在Fe 3+ ，溶液振荡后呈浅紫色一定是Mn的 颜色，说明Fe将Mn氧化成Mn 2+ ，所以该实验方案能证明氧化性Fe>Mn(或不能 - 4 - 精品文档 欢迎下载 证明，因溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c(Fe)变小，溶液的紫 色也会变浅；则设计一个空白对比的实验方案，方案为向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)。 答案：(1)①2KMnO4+16HCl(浓) 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O ②③Cl2+2OH - Cl+ClO+H2O -- (2)①i.Fe 4Feii.排除ClO的干扰 - 3+ +20H + 4Fe+3O2↑+10H2O 3+ ②> 溶液的酸碱性不同 ③能证明，理由：Fe在过量酸的作用下完全转化为Fe和O2，溶液浅紫色一定是Mn 3+ 的 颜色(或不能证明，方案：向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色) - 5 -
2021版高考化学一轮复习2.3氧化还原反应概念和规律练习含解析新人教版
