鲁科版必修1第3节 氧化剂和还原剂达标测试

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氧化还原反应的应用【学习理解】共45分一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)1．(教材二次开发·教材习题改编)根据下列元素在物质中的化合价判断物质既具有氧化性又具有还原性的物质是(　　)A．Mg　　　B．Cu　　　C．Cu2＋　　　D．H2O2【解析】选D。A和B物质化合价只能升高不能降低，因此只具有还原性不具有氧化性；C项化合价只能降低不能升高，因此只具有氧化性；D项中氧元素的化合价为－1价既能升高又能降低，因此既具有还原性又具有氧化性。2．(2021·大庆高一检测)从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是200多年前的事。下列跟这个先后顺序有关的是(　　)①地壳中金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性A．①③　　B．②⑤　　C．③⑤　　D．②④【解析】选D。对比金属活动性顺序表与人类利用金属的先后，可以发现人类较早使用的金属，其活动性较弱；结合对铁、铝冶炼的认识可知，青铜、铝、铁中，铝冶炼的技术要求是最高的，因此，金属活动性越强，金属的冶炼程度越难，会影响人类对金属的使用。 3．(2021·南昌高一检测)某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(　　)A.①中可用分液漏斗代替长颈漏斗B．①中缺少加热装置C．②中盛放的NaOH溶液可以净化氯气D．④中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气【解析】选C。①中可用分液漏斗代替长颈漏斗，避免盐酸挥发，气体逸出，同时便于控制反应速率，A正确；二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气，需要添加加热装置，B正确；NaOH溶液吸收氯气，不能净化Cl2，可以用饱和食盐水净化氯气，C错误；氢氧化钠溶液与氯气反应，可以吸收氯气，防止污染空气，D正确。4．(2021·盐城高一检测)用下列两种方法制取氯气：①用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应；②用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应；则所得氯气(　　)A．②比①多　       B．①比②多C．一样多　       D．无法比较【解析】选A。根据反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ ，用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应，所得氯气为1 mol，而用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，随反应的进行浓盐酸变为稀盐酸，反应逐渐停止，最后有一定量的氯化氢剩余，所得氯气的物质的量小于1 mol。5．(2021·怀化高一检测)中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中充分记载了古代化学研究成果。我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有：①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是(　　)A．①中水银“积变又还成丹砂”说明水银发生了还原反应B．②中反应的离子方程式为2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3CuC．根据①可知温度计打破后可以用硫粉覆盖水银，防止中毒D．水银能跟曾青发生置换反应生成单质铜【解析】选C。水银是汞，属于金属，Hg―→HgS应是水银发生了氧化反应，故A项错误；铁和Cu2＋发生置换反应生成Fe2＋，正确的离子方程式应是Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故B项错误；S和Hg反应生成HgS，因此用硫粉覆盖温度计打破后流出的水银，可以防止中毒，故C项正确；根据金属活动性顺序，Cu排在Hg的前面，因此Hg不能置换出Cu，故D项错误。6.纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。下列有关过氧化氢的说法错误的是(　　)A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂C．H2O2既有氧化性，又有还原性，与Cl2、KMnO4反应时H2O2表现氧化性D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似【解析】选C。H2O2、Na2O2都属于过氧化物；双氧水有氧化性，被还原时产物为水，是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂；H2O2既有氧化性，又有还原性，遇到强氧化剂(如Cl2、KMnO4)时表现还原性；HClO、H2O2作漂白剂均是利用其氧化性，漂白原理类似。二、非选择题(本题共1小题，共15分)7．(2021·南宁高一检测)“绿色试剂”双氧水可作为采矿业废液的消毒剂，可消除采矿废液中的氰化物(如KCN)，化学方程式为KCN＋H2O＋H2O2===A＋NH3↑。(已知KCN中C为＋2价)(1)生成物A的化学式为____________________________________________。(2)在标准状况下，有0.448 L氨气生成，转移电子的物质的量为________。(3)反应被氧化的元素为________________。(4)H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是_________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)根据原子守恒可知生成物A的化学式为KHCO3。(2)碳元素化合价从＋2价升高到＋4价，失去2个电子。在标准状况下，有0.448 L氨气生成，氨气是0.02 mol，因此根据方程式可知转移电子的物质的量为0.02 mol×2＝0.04 mol。(3)碳元素化合价升高，反应被氧化的元素为C。(4)H2O2作氧化剂，其还原产物一般是H2O，对环境无污染，因此H2O2被称为“绿色氧化剂”。答案：(1)KHCO3　(2)0.04 mol　(3)碳元素(或C)　(4)H2O2作氧化剂，其还原产物一般是H2O，对环境无污染【补偿训练】(2021·沈阳高一检测)实验室里迅速制备少量氯气可利用如下反应：KMnO4＋HCl(浓)―→KCl＋MnCl2＋Cl2↑＋H2O，此反应不需加热，常温下就可以迅速进行，而且对盐酸的浓度要求不高。(1)该反应中，氧化剂是__________，还原剂是__________。(2)配平上述方程式：_______________________________________________。(3)当参加反应的氧化剂的物质的量是1 mol时，电子转移数目为__________。(4)氯化氢在该反应过程中表现出的化学性质有__________(填字母)。A．酸性　　　　   B．还原性C．氧化性        D．挥发性【解析】根据电子守恒和质量守恒可知，由元素化合价变化可知，KMnO4作氧化剂，HCl作还原剂，而且n(氧化剂)∶n(还原剂)＝2∶10＝1∶5。当n(KMnO4)＝1 mol时，转移的电子数目为5NA。由化学方程式可知，16 mol HCl参加反应，只有10 mol作还原剂，所以HCl在反应中既表现还原性又表现酸性。答案：(1)KMnO4　HCl(2)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(3)5NA　(4)A、B【应用实践】　共35分一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)8．(2021·成都高一检测)下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)A.a—b—c—d—e—f—g—hB．a—e—d—c—b—h—i—gC．a—d—e—c—b—h—i—gD．a—c—b—d—e—h—i—f【解析】选B。按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。9．根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)(　　)A.反应①②③④⑤中有非氧化还原反应B．反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属C．相同条件下生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶1D．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4【解析】选B。①为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰、水，②为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，③为过氧化氢分解生成水和氧气，④为氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，⑤为铝和二氧化锰发生铝热反应生成Mn和氧化铝，均存在元素化合价的变化，均属于氧化还原反应，故A错误；⑤为金属之间的置换反应，一般可用于制熔点较高的金属，故B正确；③中O元素的化合价由－1价升高为0价，④中O元素的化合价由－2价升高为0价，则相同条件下生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶2，故C错误；反应①4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，Mn元素的化合价由＋4价降低为＋2价，Cl元素的化合价由－1价升高为0价，由电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故D错误。10．(2021·安庆高一检测)钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用以冶炼钛，主要有以下五个反应：①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4③H2TiO3TiO2＋H2O④TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2⑤TiCl4＋2Mg(熔融)===2MgCl2＋Ti针对以上五个反应，下列叙述错误的是(　　)A．反应①是非氧化还原反应B．反应②生成了两种酸C．反应④中的TiO2是氧化剂D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强【解析】选C。反应①中没有化合价的变化，A正确；反应②中，H2TiO3和H2SO4均为酸，B正确；反应④中，Cl2是氧化剂，C错误；反应⑤中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛，D正确。11．(2021·绥化高一检测)如图所示是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组实验不能利用这套装置进行的是(　　)A．H2O2溶液和MnO2制O2B．二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2C．Na2O2和H2O反应制O2D．碳酸钙和稀盐酸反应制CO2【解析】选B。用MnO2和浓盐酸反应制取氯气需加热，因此不能用题中所给装置进行相应的反应制Cl2。二、非选择题(本题共1小题，共15分)12．(2021·永州高一检测)如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已省略)。已知：装置A是氯气的发生装置，发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。据此回答下列问题：(1)装置B中饱和食盐水的作用是__________________________________________________________________________________________________________。 (2)装置B也是安全瓶，目的是监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出装置C中发生堵塞时装置B中的实验现象：___________________________。 (3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，则装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次应放入的物质是________(填序号)。序号ⅠⅡⅢa干燥的有色布条碱石灰湿润的有色布条b干燥的有色布条无水硫酸铜湿润的有色布条c湿润的有色布条浓硫酸干燥的有色布条d湿润的有色布条无水氯化钙干燥的有色布条(4)装置D的作用是_______________________________________________。 【解析】(1)实验室制备的氯气中含有氯化氢，氯化氢在饱和食盐水中溶解度较大，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，所以可以用B中饱和食盐水除去Cl2中的HCl。(2)监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的压强增大，气体将溶液压入长颈漏斗中，装置B中长颈漏斗内液面上升，形成一段液柱。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性。湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，选项ab的Ⅰ中都是干燥的有色布条，Ⅱ中都是干燥剂，再通入Ⅲ中湿润的有色布条不能验证氯气是否具有漂白性；选项c的Ⅱ中为浓硫酸，Cl2不能通过，所以c不能检验Cl2是否具有漂白性。(4)氯气有毒不能直接排放到空气中，故装置D的作用是吸收多余的氯气，防止污染空气。答案：(1)除去Cl2中的HCl(2)装置B中长颈漏斗内液面上升，形成一段液柱(3)d(4)吸收多余的氯气，防止污染环境【补偿训练】(2021·银川高一检测)某同学利用如图实验装置制备少量的漂白粉。回答下列问题：(1)漂白粉的有效成分是__________________(填化学式)。(2)仪器a的名称是__________，利用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的化学方程式为____________________________________________________________。(3)装置B中反应放热会使体系温度升高，导致氯气和石灰浆发生副反应产生杂质Ca(ClO3)2，该副反应中氧化剂与还原剂的质量之比为______；为防止该副反应发生，可采取的措施是__________。(4)装置C的作用是______________________________________，C中发生反应的离子方程式为_________________________________。【解析】(1)漂白粉是CaCl2和Ca(ClO)2的混合物，有效成分是Ca(ClO)2。(2)仪器a的名称是分液漏斗，利用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)温度较高时，Cl2与石灰浆发生副反应产生杂质Ca(ClO3)2的化学方程式为6Cl2＋6Ca(OH)2===5CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O，该副反应中发生还原反应(作氧化剂)的Cl2与发生氧化反应(作还原剂)的Cl2的质量之比为5∶1；为防止该副反应发生，可将装置B放在冷水中降温。(4)装置C 中NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气，防止污染环境，发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。答案：(1)Ca(ClO)2　(2)分液漏斗MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(3)5∶1　将装置B放在冷水中 (4)吸收多余的氯气，防止污染环境Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O【迁移创新】　共20分非选择题(本题共1小题，共20分)13．实验室用如图所示的仪器药品制取氯化铁粉末，已知氯化铁粉末很容易吸水生成结晶水合物：FeCl3＋6H2O===FeCl3·6H2O。(1)按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序)①接________，________接________，________接________。(2)装置A中发生反应的还原剂是________，B中反应的化学方程式是___________________________________________________________________。(3)容器D的作用是_____________，容器E的作用是_____________。(4)A、B中的酒精灯应先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精灯，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)这套实验装置是否完整？________(填“是”或“否”)，若不完整还需补充______________装置(若第一问填“是”，则此问不需要作答)。【解析】(1)用A装置制取氯气，气体分别通入E盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯气中的氯化氢，①接⑦；D盛有浓硫酸的洗气瓶除去氯气中的水蒸气，⑥接④；除杂干燥后和B装置中的铁反应，⑤接②；装置C防止空气中的水蒸气进入。(2)烧瓶A中发生反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，所以还原剂为HCl；B中反应是铁和氯气的反应，反应生成氯化铁，化学方程式为3Cl2＋2Fe2FeCl3。(3)容器D中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，所以可用浓硫酸干燥氯气；容器E中是饱和食盐水，浓盐酸有挥发性，所以氯气中含有氯化氢气体，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，离子方程式为Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体。(4)A处是制取氯气，B处是氯气和铁反应，所以先点燃A处的酒精灯，使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化。(5)氯气有毒，污染环境，所以不能直接排入空气中，所以这套实验装置不完整，氯气能和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以可补充用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气的尾气吸收装置。答案：(1)⑦　⑥　④　⑤　②(2)HCl　3Cl2＋2Fe2FeCl3(3)干燥氯气　除去氯气中的氯化氢气体(4)A　使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化(5)否　装有氢氧化钠溶液的烧杯(或尾气吸收)