1、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(如图所示)。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+O22NO,该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
2、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+2NO2CO2+N2,NO为氧化剂,CO为还原剂,CO2为氧化产物,N2为还原产物;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。1.(2023年曲靖模拟)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:()3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2;()5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4 3Na2SO4+3Br2+3H2O下列有关判断正确的是()A.反应()中氧化剂与还
3、原剂的物质的量之比为11B.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()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C。反应()3Br2+3Na2CO35NaBr+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51,A项错误;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()5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4 3Na2SO4+3Br2+ 3H2O中溴化钠中的溴从-1价升高到0价,溴酸钠中
4、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。2.(2023年吕梁模拟)已知酸性: H2CO3HClOHC,氧化性:HClOCl2Br2Fe3+I2。下列离子方程式正确的是()A.Fe3+与I-不能共存的原因:Fe3+2I-Fe2+I2B.向NaClO溶液中滴加浓盐酸:ClO-+H+HClOC.向含1 mol FeBr2溶液中通入1 mol Cl2:2Fe2+2Br-+2Cl22Fe3+Br2+4Cl-D.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳:2ClO-+CO2+ H2OHC
5、lO+C【解析】选C。根据氧化性Fe3+I2,所以Fe3+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2Fe3+2I- 2Fe2+I2,A项错误;因氧化性HClOCl2,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溶液中通入1 mol Cl2,由氧化性顺序Cl2Br2Fe3+及得失电子守恒可知,离子反应正确的是2Fe2+2Br-+2Cl22Fe3+Br2+4Cl-,C项正确;根据酸性强弱顺序:H2CO3HClOHC,可知向NaClO溶液中
6、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+H2OHClO+HC, D项错误。3.(2023年年山东等级考模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:下列说法错误的是()A.反应阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为21B.若反应通过原电池来实现,则ClO2是正极产物C.反应中的H2O2可用NaClO4代替D.反应条件下,ClO2的氧化性大于 H2O2【解析】选C。A.根据流程图反应中氧化剂是NaClO3,还原剂是SO2,还原产物是ClO2,氧化产
7、物是NaHSO4。根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为21,A项正确;B.由反应化合价变化情况,再根据原电池正极表面发生还原反应,所以ClO2是正极产物,B项正确;C.据流程图反应,在ClO2与H2O2的反应中,ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低,作氧化剂;H2O2只能作还原剂,氧元素的化合价升高,不能用NaClO4代替H2O2,C项错误;D.据流程图反应ClO2与H2O2反应的变价情况,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,可以推出ClO2的氧化性大于H2O2,D项正确。【加固训练】含a mol FeCl3的溶液中加入含b mol Fe和b mol Cu的混合粉
8、末充分反应(忽略离子的水解),下列说法中,不正确的是()A.当a2b时,发生的离子反应为2Fe3+Fe3Fe2+B.当2ba4b时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为2b mol n(e-)4b molC.当2a=5b时,发生的总离子反应为10Fe3+4Fe+Cu14Fe2+Cu2+D.当2ba铜,铁离子首先氧化金属铁, 当a2b时铁离子不足,发生的离子反应为2Fe3+Fe3Fe2+,A项正确;当2ba4b时铁离子全部参与反应,因此反应中转移电子的物质的量n(e-)为a mol,即为2b moln(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10Fe3+4Fe+Cu14Fe2+Cu2+,C项正确;当2ba4b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(Fe2+)n(Cu2+)=2(a+b)(a-2b),D项错误。 - 3 -
