考向05 氧化还原反应- 高考化学一轮复习考点微专题（新高考地区专用）

考向05氧化还原反应【2022山东卷】高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。

开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是A.固体X主要成分是和S；金属M为ZnB.浸取时，增大压强可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.2~4.2D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成【答案】D【解析】CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产生为CuSO4、S、H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。【详解】A．经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；B．CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；C．根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；D．在用H2还原Cu2+变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H+，与溶液中OH-结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误；故合理选项是D。知识点一氧化还原反应的基本概念1．本质和特征2．相关概念及其关系3．电子转移的表示方法请分别用双线桥法和单线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目。(1)双线桥法。(2)单线桥法。4．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系5．常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如(2)常见的还原剂常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。如其中Fe2＋、SO2主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。知识点二物质氧化性、还原性强弱的比较1．氧化性、还原性(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力)；还原性是指物质失电子的性质(或能力)。(2)元素价态与氧化性、还原性的关系最高价态——只有氧化性，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、S、Cl2等。[名师点拨]氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如Na－e－=Na＋，Al－3e－=Al3＋，但根据金属活动性顺序，Na比Al活泼，还原性更强。2．氧化性、还原性强弱的判断(1)依据反应原理氧化性：氧化剂eq\a\vs4\al(＞)氧化产物；还原性：还原剂eq\a\vs4\al(＞)还原产物。(2)依据金属、非金属的活动性顺序(3)依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，O2＋4HCleq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2Cl2＋2H2O，由化学方程式知氧化性：KMnO4>Cl2，MnO2>Cl2，O2>Cl2，由反应条件知氧化性：KMnO4>MnO2>O2。(4)依据氧化还原反应的程度①相同条件下不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如，根据2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3，Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS，可以推知氧化性：Cl2＞S。②相同条件下不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如，根据Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，3Zn＋2Fe3＋=3Zn2＋＋2Fe，可以推知还原性：Zn＞Cu。知识点三氧化还原反应的基本规律及应用1．电子守恒规律氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数电子守恒规律常用于氧化还原反应方程式的配平及计算。如湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、Cl－、H2O，根据元素的化合价变化可知，eq\a\vs4\al(铁)元素的化合价升高，失去3个电子，而eq\a\vs4\al(氯)元素的化合价降低，得到2个电子，所以根据电子的得失守恒，并结合电荷守恒和质量守恒，反应的方程式是2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O。2．价态规律(1)升降规律氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。(2)价态归中规律含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。例如H2S与浓硫酸的反应：(3)歧化反应规律具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，遵循“中间价→高价＋低价”。如Cl2与NaOH溶液的反应：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。3．先后规律(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再与Cu2＋反应。4．强弱规律自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂制弱氧化剂，强还原剂制弱还原剂，即“强制弱”的规律。1．为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2)，再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se＋2H2SO4(浓)=2SO2↑＋SeO2＋2H2O；②SeO2＋4KI＋4HNO3=4KNO3＋Se＋2I2＋2H2O。下列说法错误的是()A.①中SO2是还原产物，SeO2是氧化产物B．②中KI是还原剂，HNO3是氧化剂C．②中每生成0.2molI2共转移0.4mol电子D．氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I22．水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2＋＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋O2＋aOH－=Y＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))＋2H2O。下列说法中不正确的是()A．S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))是还原剂B．Y的化学式为Fe2O3C．a＝4D．每有1molO2参加反应，转移的电子总数为4mol3．NaNO2是一种食品添加剂，但食用过量可能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的化学方程式为MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋eq\x()→Mn2＋＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是()A．该反应中NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))被还原B．反应过程中溶液的pH减小C．生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4D．eq\x()中的粒子是OH－4．将3.2gCu投入100mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量H2O2，金属Cu逐渐溶解。则下列说法正确的是()A．反应过程中有刺激性气味的气体生成B．H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用C．若Cu和硫酸恰好完全反应，则稀硫酸的物质的量浓度为0.5mol·L－1D．反应中硫酸既表现出酸性又表现出氧化性5．我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S和Hg的协同脱除，部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是()A．产生清洁燃料H2B．H2S脱除率为100%C．H2S既被氧化又被还原D．脱Hg反应为Hg＋S=HgS1．（2022·上海普陀·二模）Na2S俗称硫化碱，是重要的工业原料。工业制备原理：Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑，下列说法正确的是A．还原性：C>Na2S B．Na2SO4：俗称芒硝C．反应1mol碳，生成22.4LCO2 D．该反应在常温下进行2．（2022·四川攀枝花·模拟预测）由含硒废料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)制取硒的流程如图：下列有关说法正确的是A．“分离”时得到含硫煤油的方法是蒸馏B．“酸溶”时能除去废料中的全部氧化物杂质C．“酸化”的离子反应为：+2H+=Se↓+SO2↑+H2OD．若向“酸溶”所得的滤液中加入少量铜，铜不会溶解3．（2022·安徽师范大学附属中学模拟预测）己知TiO2在光照下可以激发产生空穴(h+)和光电子(e-)。某课题组研究TiO2光催化降解室内污染物甲醛的机理如图所示，下列说法错误的是A．反应④中HCHO发生氧化反应B．TiO2每吸收32eV太阳能理论上可以产生10个h+C．TiO2在光照下同样可以催化CaCO3分解反应D．该过程总反应为：HCHO+O2CO2+H2O4．（2022·广东实验中学三模）以印刷线路板酸性蚀刻废液(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)为原料制备纳米CuO的流程如图：下列说法错误的是A．“沉淀”产生的CuC2O4，不洗涤直接灼烧不影响产品质量B．“在空气中灼烧”时发生了非氧化还原反应C．调节pH为3.2～4.7的目的是使Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀D．“沉淀”过程中用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，得到的CuC2O4中可能混有Cu(OH)25．（2022·广东·三模）科学家研究了钒系催化剂催化脱硝机理，部分反应机理如下图所示。有关该过程的叙述不正确的是(注：V和O元素右上角符号表示其元素化合价)A．是反应中间体 B．反应过程中V的成键数目发生变化C．反应过程中被还原 D．脱硝反应为：1．（2022·湖南卷）科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b和c)，能将海洋中的转化为进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是A．过程Ⅰ中发生氧化反应B．a和b中转移的数目相等C．过程Ⅱ中参与反应的D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为2．（2022·广东卷）我国科学家进行了如图所示的碳循环研究。下列说法正确的是A．淀粉是多糖，在一定条件下能水解成葡萄糖B．葡萄糖与果糖互为同分异构体，都属于烃类C．中含有个电子D．被还原生成3．（2021.1·浙江真题）关于反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O，下列说法正确的是A．NH3中H元素被氧化B．NO2在反应过程中失去电子C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4D．氧化产物与还原产物的质量之比为4：34．（2021·山东真题，双选）实验室中利用固体KMnO4进行如图实验，下列说法错误的是A．G与H均为氧化产物 B．实验中KMnO4只作氧化剂C．Mn元素至少参与了3个氧化还原反应 D．G与H的物质的量之和可能为0.25mol5．【2020年7月浙江选考】反应MnO2+4A．1:2 B．1:1 C．2:1 D．4:11．【答案】B【解析】反应①中，硒元素化合价升高被氧化，硒是还原剂，SeO2为氧化产物，硫元素化合价降低被还原，浓硫酸是氧化剂，SO2是还原产物，故A正确；反应②中，硒元素化合价降低被还原，二氧化硒为氧化剂，碘元素化合价升高被氧化，碘化钾是还原剂，氮元素化合价没有变化，硝酸既不是氧化剂也不是还原剂，故B错误；反应②中，生成2mol碘单质，转移4mol电子，则每生成0.2molI2共转移0.4mol电子，故C正确；在同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应①中硫酸为氧化剂，二氧化硒为氧化产物，氧化性：H2SO4(浓)>SeO2，反应②中SeO2为氧化剂，I2为氧化产物，氧化性：SeO2>I2，则氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2，故D正确。2．【答案】B【解析】反应前S的化合价是＋2价，反应后是＋2.5价，化合价升高，因此S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))是还原剂，故A正确；根据方程式可知，还原剂共失去2mol电子，而1mol氧气得到4mol电子，所以亚铁离子应该再失去2mol电子，因此Y是四氧化三铁，故B错误；根据原子守恒可知，故C正确；每有1molO2参加反应，转移的电子总数为1mol×4＝4mol，D项正确。3．【答案】C【解析】NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))中N元素的化合价升高，NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))被氧化，A项错误；根据元素化合价升降总数相等、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋6H＋=2Mn2＋＋5NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋3H2O，据此可知B、D项错误，C项正确。4．【答案】C【解析】双氧水具有氧化性，在酸性环境下能将金属铜氧化，反应方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O，由反应方程式可知，无气体生成，故A错误；分析化合价，过氧化氢中氧元素的化合价从－1→－2，化合价降低，故B错误；3.2g铜的物质的量为n(Cu)＝eq\f(m,M)＝eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.05mol，根据反应方程式中的比例关系可知，恰好消耗0.05mol硫酸，则硫酸的浓度为c(H2SO4)＝eq\f(n,V)＝eq\f(0.05mol,0.1L)＝0.5mol·L－1，故C正确；由反应方程式可知，反应中硫酸中所含元素的化合价没有变化，故只起酸性的作用，没有表现出氧化性，故D错误。5．【答案】B【解析】A项，H2S被吸附在催化剂活性炭表面形成H原子，H原子与H原子成键生成H2，正确；B项，由图可知，H2S分解产生的H2和S单质会再次生成H2S，脱除率小于100%，错误；C项，由图可知，H2S生成S单质的过程中，硫元素的化合价升高，被氧化，H2S生成H2的过程中，H元素化合价降低，被还原，正确；D项，该过程是H2S和Hg的协同脱除，故生成的S单质与Hg反应生成HgS，正确。1．【答案】A【详解】A．C是反应物，化合价升高，做还原剂，Na2S是生成物，做还原产物，故还原性：C>Na2S，故A项正确；B．Na2SO4：俗称无水芒硝，故B项错误；C．标准状况下，反应1mol碳，生成22.4LCO2，故C项错误；D．常温下Na2SO4与C不反应，故D项错误；故答案选A。2．【答案】C【分析】由流程可知，煤油溶解S后，过滤分离出含硫的煤油，分离出Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2后，加硫酸溶解、过滤，滤液含硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁，滤渣含Se、SiO2，再加亚硫酸钠浸取Se生成Na2SeSO3，最后酸化生成粗硒。【详解】A．煤油溶解S后，过滤分离出含硫的煤油，滤渣为Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2，“分离”时得到含硫煤油的方法是过滤，故A错误；B．加硫酸溶解、过滤，滤液含硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁，滤渣含Se、SiO2，“酸溶”时能除去废料中的部分氧化物杂质，二氧化硅不溶于硫酸，故B错误；C．Na2SeSO3酸化生成粗硒，“酸化”的离子反应为：+2H+=Se↓+SO2↑+H2O，故C正确；D．若向“酸溶”所得的滤液中加入少量铜，滤液含硫酸铁，铜会溶解，2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，故D错误；故选C。3．【答案】C【详解】A．由图可知，反应④的反应物为HCHO、·OH，生成物为CO2、H2O，反应方程式为HCHO+4·OH=CO2+3H2O，HCHO中碳元素化合价由0价升高到+4价，发生氧化反应，A正确；B．由图可知，一个e-吸收3.2ev的能量可以生成一个h+，产生10个h+，需要吸收32ev的能量，B正确；C．催化剂具有专一性，二氧化钛不能催化碳酸钙分解反应，C错误；D．由图可知，总反应的反应物为HCHO、O2，生成物为CO2、H2O，反应的方程式为，D正确；故答案选C。4．【答案】B【分析】印刷线路板酸性蚀刻废液含有、、，氧化过程中加入是为了把氧化为，加入CuO调节pH到3.2~4.7是为了除去，加入过量是为了使沉淀。【详解】A．沉淀上附着有和杂质，受热时易分解，所以可以不洗涤直接灼烧，A正确；B．在空气中灼烧时发生的主要反应为：，碳元素化合价发生了变化，发生的为氧化还原反应，B错误；C．流程的目的是获得纳米CuO，调节pH到3.2~4.7可以使变成沉淀而被除去，不发生改变，C正确；D．若“沉淀”过程中用代替，由于溶液呈碱性，得到的同时，会产生，从而导致产生的沉淀中混有杂质，D正确；故合理选项为B。5．【答案】D【详解】A．由转化示意图可知，是反应中间体，故A正确；B．中V为双键，H-O-V4+中V为单键，故B正确；C．反应过程中中V由+5价降低到+4价，故被还原，故C正确；D．由转化示意图可知，在催化剂作用下脱硝反应为：，故D错误；故选D。1．【答案】C【解析】A．由图示可知，过程I中NO转化为NO，氮元素化合价由+3价降低到+2价，NO作氧化剂，被还原，发生还原反应，A错误；B．由图示可知，过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NO+2H++e-NO+H2O，生成1molNO，a过程转移1mole-，过程II为NO和NH在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：2NO+8NH2H2O+5N2H4+8H+，消耗1molNO，b过程转移4mole-，转移电子数目不相等，B错误；C．由图示可知，过程II发生反应的参与反应的离子方程式为：2NO+8NH2H2O+5N2H4+8H+，n(NO):n(NH)=1:4，C正确；D．由图示可知，过程III为N2H4转化为N2和4H+、4e-，反应的离子方程式为：N2H4=N2+4H++4e-，过程I-III的总反应为：2NO+8NH=5N2↑+4H2O+24H++18e-，D错误；答案选C。2．【答案】A【解析】A．淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，在一定条件下水解可得到葡萄糖，故A正确；B．葡萄糖与果糖的分子式均为C6H12O6，结构不同，二者互为同分异构体，但含有O元素，不是烃类，属于烃的衍生物，故B错误；C．一个CO分子含有14个电子，则1molCO中含有14×6.02×1023=8.428×1024个电子，故C错误；D．未指明气体处于标况下，不能用标况下的气体摩尔体积计算其物质的量，故D错误；答案选A。3．【答案】D【解析】由反应8NH3+6NO2==7N2+12H2O可知，其中NH3的N元素的化合价由-3升高到0、NO2中的N元素的化合价由-+4降低到0，因此，NH3