通用版2022届高三化学一轮复习强化训练氧化还原反应规律及应用含解析

氧化还原反应规律及应用

1．(2020·山东八校联考)活性氧化锌是一种多功能的新型无机材料。某小组以粗氧化锌(含铁、铜的氧化物)为原料模拟工业生产活性氧化锌，流程如下：

已知相关氢氧化物沉淀pH范围如表所示：

下列说法不正确的是(　　)

A．“酸浸”中25%稀硫酸可用98%浓硫酸配制，需玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管等仪器

B．“除铁”中用ZnO粉调节溶液pH至4.1～4.7

C．“除铜”中加入过量Zn粉对活性氧化锌的产量没有影响

D．“沉锌”反应为2Zn2＋＋4HCO===Zn2(OH)2CO3↓＋3CO2↑＋H2O

解析：选C　“除铜”时，溶液仍然呈酸性，若此时加入过量的锌粉，则会增加溶液中Zn2＋的浓度，导致活性氧化锌的产量增大，C项错误。

2．(2020·株洲一模)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5NA个电子发生转移

D．若将该反应设计成原电池，则CN－在负极区发生反应

解析：选B　反应中Cl元素由0价降低到－1价，C元素由＋2价升高到＋4价，N元素由－3价升高到0价，可知Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物，A正确；由上述分析可知，配平后的离子方程式为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错误；由离子方程式可知，若有1 mol CN－发生反应，则有5NA个电子发生转移，C正确；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正确。

3．已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NO―→AsO＋ SO＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是(　　)

A．配平后水的化学计量数为4

B．反应后溶液呈酸性

C．配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28

D．氧化产物为AsO和SO

解析：选C　从所给的离子方程式知，As2S3转化成AsO和SO，而NO转化为NO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平后的离子方程式为3As2S3＋4H2O＋28NO===6AsO＋9SO＋28NO↑＋8H＋，则A、B、D正确；氧化剂与还原剂物质的量之比为28∶3，则C不正确。

4．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂，制取Na2FeO4的离子方程式为Fe3＋＋OH－＋Cl2―→FeO＋Cl－＋H2O，该反应配平的离子方程式中H2O的化学计量数是(　　)

A．4　　　　　　　　　　 B．6

C．8 D．10

解析：选C　反应Fe3＋＋OH－＋Cl2―→FeO＋Cl－＋H2O中，铁元素化合价：＋3→＋6，化合价升高3价；氯元素化合价：0→－1，Cl2参加反应，化合价降低1×2价，化合价变化的最小公倍数为6，所以Fe3＋的化学计量数为2、Cl2的化学计量数为3，根据氯原子守恒，Cl－的化学计量数为6，即2Fe3＋＋OH－＋3Cl2―→2FeO＋6Cl－＋H2O，根据电荷守恒，OH－的化学计量数为16，根据氢原子守恒，水的化学计量数为＝8。

5．(2020·石家庄一模)某离子反应涉及H2O、ClO－、NH、H＋、N2、Cl－六种粒子，其中c(NH)随反应进行逐渐减小。下列判断正确的是(　　)

A．反应的还原产物是N2

B．消耗1 mol氧化剂，转移电子3 mol

C．ClO－与NH的化学计量数之比为2∶3

D．反应后溶液的酸性明显增强

解析：选D　c(NH)随反应进行逐渐减小，NH为反应物，N2为生成物，氮元素化合价由－3价升高到0价，则离子方程式为3ClO－＋2NH===3H2O＋2H＋＋N2↑＋3Cl－。

6．高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：

__KMnO4＋__FeSO4＋__H2SO4===__K2SO4＋__MnSO4＋__Fe2(SO4)3＋__H2O

下列说法正确的是(　　)

A．MnO是氧化剂，Fe3＋是还原产物

B．Fe2＋的氧化性强于Mn2＋

C．取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有血红色沉淀生成

D．化学计量数依次为2　10　8　1　2　5　8

答案：D

7．[双选]把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是(　　)

A．IO作氧化剂

B．1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子

C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5

D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、3

解析：选CD　A项，分析图1、图2可知，Mn2＋为反应物，作还原剂，则IO作氧化剂；B项，配平后的离子方程式为2Mn2＋＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，故1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子；C项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2；D项，配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、6。

8．(2019·重庆七校联考)氯酸是一种强酸，浓度超过40%时会发生分解，反应可表示为aHClO3===bO2↑＋cCl2↑＋dHClO4＋eH2O。下列说法正确的是(　　)

A．由反应可知：氧化产物只有HClO4

B．由非金属性：Cl>S可推知，酸性：HClO3>H2SO4

C．若a＝8，b＝3，则该反应转移8e－

D．若该反应所得1 mol混合气体的质量为45 g，则反应可表示为3HClO3===2O2↑＋Cl2↑＋HClO4＋H2O

解析：选D　该反应中氧化产物有O2和HClO4，A项错误；HClO3不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，故不能根据非金属性：Cl>S来推断酸性：HClO3>H2SO4，B项错误；若a＝8，b＝3，根据原子守恒和得失电子守恒得：①2c＋d＝8，②12＋2d＝10c，联立①②解得c＝2，d＝4，则该反应转移20e－，C项错误；设混合气体中O2为x mol，则Cl2为(1－x)mol,32x＋71(1－x)＝45，解得x＝，即1 mol混合气体中O2为 mol，Cl2为 mol，D项正确。

9．向暗红色CrO3固体表面喷洒酒精会剧烈反应，生成绿色固体Cr2O3，同时有具有刺激性气味的乙醛生成。下列判断错误的是(　　)

A．该反应说明乙醛既有氧化性又有还原性

B．若有1 mol乙醇参加反应，转移电子的物质的量为2 mol

C．由此反应可知，酒精严禁与强氧化性试剂混合存放

D．上述反应的化学方程式为

2CrO3＋3C2H5OH===Cr2O3＋3CH3CHO＋3H2O

解析：选A　由题目信息可写出该反应的化学方程式为2CrO3＋3C2H5OH===Cr2O3＋3CH3CHO＋3H2O，在该反应中C2H5OH为还原剂，乙醛是氧化产物，根据该反应无法说明乙醛既有氧化性又有还原性，A项错误。

10．建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：

NaNO2＋HI―→NO↑＋I2＋NaI＋H2O

(1)配平上述化学方程式。

(2)上述反应的氧化剂是________；若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是________。

(3)根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl，可选用的物质有：①水、②淀粉­碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，选取上述物质进行实验，下列组合合适的是________(填字母)。

A．③⑤　　 B．②④　　　

C．②⑤　　　 D．①②③⑤

(4)某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，使用NH4Cl处理，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(5)请配平以下化学方程式：

Al＋____NaNO3＋____NaOH===

NaAlO2＋____N2↑＋____

若反应过程中转移5 mol e－，则生成标准状况下N2的体积为________L。

解析：(1)NaNO2中氮元素化合价由＋3价降为＋2价，HI中碘元素化合价由－1价升为0价，根据化合价升高和降低的总数相等以及原子守恒配平化学方程式。

(2)2NaNO2＋4HI===2NO＋I2＋2NaI＋2H2O中，NaNO2中氮元素的化合价降低，所以NaNO2是氧化剂，若有4 mol HI参与反应，其中2 mol HI为还原剂，在反应中转移电子的物质的量是2 mol，所以若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是6.02×1023或NA。

(4)由题给信息和氧化还原反应的化学方程式书写规律可得NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。

(5)铝元素的化合价升高，NaNO3中氮元素的化合价降低，根据氧化还原反应中得失电子守恒及原子守恒进行配平：10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O；反应过程中转移30 mol电子时有3 mol N2生成，所以转移5 mol e－生成标准状况下N2的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。

答案：(1)2　4　2　1　2　2

(2)NaNO2　6.02×1023(或NA)

(3)C

(4)NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O

(5)10　6　4　10　3　2H2O　11.2

11．氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出相应反应的化学方程式。

(1)将含SO2的废气通入含Fe2＋(催化剂)的溶液中，常温下可使SO2转化为SO，其总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，写出第二步反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

(2)pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因：________________________________________________________________________。

(3)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：

①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

②写出ClO2发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目：________________________________________________________________________。

③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

解析：(1)总反应中Fe2＋作催化剂，由此可知第一步反应中生成的Fe3＋在第二步反应中又被SO2还原为Fe2＋，故第二步反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。

(2)若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，产生该现象的原因用化学方程式表示为3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。

(3)①根据电解原理，氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO；②二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2，HCl被氧化为氯气，反应过程为2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O；③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。该反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2。

答案：(1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋

(2)3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑

(3)①Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO

②2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O

③2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2

12．(2020·重庆巴蜀中学月考)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(主要成分为LiFePO4、炭黑和铝箔)中金属的流程如下：

(1)步骤①中“碱溶”的化学方程式为________________________________。

(2)步骤②中反应的离子方程式为_____________________________________________。

若用H2O2代替HNO3，其优点是_____________________________________________，

其反应的离子方程式为______________________________________________________。

(3)步骤③沉淀的主要成分是________。

(4)④步反应的离子方程式为_________________________________________________。

解析：(1)步骤①中“碱溶”时铝与碱液发生反应生成Na[Al(OH)4]。(2)根据流程图知，步骤②中磷酸亚铁锂与HNO3、H2SO4发生氧化还原反应，HNO3氧化＋2价Fe；如果用H2O2代替HNO3，将不产生大气污染物NO。(3)根据(2)知，步骤③中Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。(4)Li2CO3难溶。

答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O===3H2↑＋2Na[Al(OH)4]或2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(2)3LiFePO4＋NO＋13H＋===3Li＋＋3Fe3＋＋3H3PO4＋NO↑＋2H2O　不产生氮氧化物污染物大气　2LiFePO4＋H2O2＋8H＋===2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O　(3)Fe(OH)3

(4)2Li＋＋CO===Li2CO3↓

13．(1)某地污水中的有机污染物主要成分是三氯乙烯(C2HCl3)，向此污水中加入KMnO4(高锰酸钾的还原产物为MnO2)溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)SO2通入FeCl3溶液中，反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

(3)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)，溶液的紫色褪去，写出反应的化学方程式：________________________________________________。

(4)20世纪初期，化学家合成出极易溶于水的NaBH4。在强碱性条件下，常用NaBH4处理含Au3＋的废液生成单质Au，已知，反应后硼元素以BO形式存在，反应前后硼元素化合价不变，且无气体生成，则发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(5)酸性废水中的H3AsO3(弱酸)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成H3AsO4(弱酸)，其反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

答案：(1)2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2＋HCl

(2)SO2＋2H2O＋2FeCl3===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl

(3)5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑

(4)8Au3＋＋3BH＋24OH－===8Au＋3BO＋18H2O

(5)MnO2＋H3AsO3＋2H＋===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O

14．化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。

请推测并回答：

(1)甲的化学式________________。

(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式________________________________________________________________________。

(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式________________________________________________________________________。

(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式

________________________________________________________________________。

(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。

判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由

________________________________________________________________________。

解析：(1)由甲受热分解得到单质钠和H2分析，甲由Na、H两种元素组成，且4.80 g化合物甲分解得到0.1 mol H2，即0.2 g H2，说明同时得到4.6 g金属钠，所以甲的化学式为NaH；(2)NaH与AlCl3反应的化学方程式为4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl；(3)NaAlH4与H2O反应将生成NaAlO2和H2，其化学方程式为NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑；(4)Fe2O3与NaH反应生成Fe和NaOH，反应的化学方程式为Fe2O3＋3NaH===2Fe＋3NaOH；(5)由该同学的方法所制得的H2中含有HCl，所以反应所得固体产物中会含有NaCl。取该固体与水反应，一方面若该固体中有Na残留，Na与水反应也有H2产生；另一方面也无法验证固体中是否存在NaCl，所以得出固体是纯净的NaH也不合理。

答案：(1)NaH　(2)4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl

(3)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑

(4)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH　(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl