高考化学二轮复习专题07《氧化还原反应的实质及应用》精准培优专练(含详解)
展开1.氧化还原反应中的实质——电子转移
典例1.对于反应2P+4H2O2+2NaOH===Na2H2P2O6+4H2O,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.P是氧化剂
B.氧化性:H2O2>Na2H2P2O6
C.1ml H2O2反应,转移电子1ml
D.Na2H2P2O6中磷元素的化合价为+3
【解析】P由0价→+4价,化合价升高,属于还原剂,故A错误;根据氧化还原反应的规律,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,H2O2是氧化剂,Na2H2P2O6是氧化产物,故B正确;1ml H2O2反应,转移电子的物质的量为1ml×2×(2−1)=2ml,故C错误;Na、H的化合价均为+1价,O为-2价,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0,则P的化合价为+4价,故D错误。
【答案】B
2.氧化还原反应类题目的基本计算方法——得失电子守恒法
典例2. 24 mL浓度为0.05ml·L−1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02 ml·L−1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为( )
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
【解析】题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6;而Cr元素的化合价将从+6→+n(设化合价为n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有0.05ml·L−1×0.024L×(6-4)=0.02ml·L−1×0.020L×2×(6-n),解得n=3。
【答案】B
3.氧化还原反应方程式的配平
典例3.O3具有强氧化性,将O3通入KI溶液中发生反应:O3+I-+H+eq \(―→,\s\up7())I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是( )
A.配平后的离子方程式为2O3+2I-+4H+===I2+2O2+2H2O
B.每生成1ml I2转移电子2ml
C.O2是还原产物之一
D.该反应能说明O2的氧化性强于I2的
【解析】A项中方程式虽然满足原子守恒,但不满足电子守恒和电荷守恒,配平后正确的离子方程式为O3+2Ieq \\al(-,)+2H+===I2+O2+H2O,故每生成1ml I2转移电子2ml,A项错误,B项正确;O3和O2中O的化合价均为0,故O2既不是氧化产物,也不是还原产物,C项错误;该反应能说明O3的氧化性强于I2的,而不能说明O2的氧化性强于I2的,D项错误。
【答案】B
二.对点增分集训
1.水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为:3Fe2++2S2Oeq \\al(2-,3)+O2+aOH-===Y+S4Oeq \\al(2-,6)+2H2O。下列说法中,不正确的是( )
A.S2Oeq \\al(2-,3)是还原剂
B.Y的化学式为Fe2O3
C.a=4
D.每有1ml O2参加反应,转移的电子总数为4ml
【解析】由反应知还原剂是S2Oeq \\al(2-,3),氧化剂是O2,每有1ml O2参加反应,转移电子的物质的量为4ml,A、D正确;由原子守恒知Y的化学式为Fe3O4,B错误;由电荷守恒知,a=4,C正确。
【答案】B
2.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1ml硝酸锌时,被还原硝酸物质的量为( )
A.2 ml B.1 ml C.0.5 ml D.0.25 ml
【解析】依据Zn+HNO3(稀)eq \(――→,\s\up7())Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O,Zn:0eq \(――→,\s\up7())+2,化合价改变值为2,N:+5eq \(――→,\s\up7())-3,化合价改变值为8,根据化合价升降总值相等得:Zn(NO3)2的系数为4,NH4NO3的系数为1,然后根据原子守恒配平化学方程式为4Zn+10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O,当生成1ml Zn(NO3)2时,被还原的HNO3为0.25ml。
【答案】D
3.下列反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2的是( )
①O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2
②SiO2+2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si+2CO↑
③SiO2+3Ceq \(=====,\s\up7(高温))SiC+2CO↑
④4HCl(浓)+MnO2eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O
A.仅有② B.仅有②④ C.仅有②③④ D.①②③④
【解析】各反应中氧化剂和还原剂之比如下:
【答案】C
4.已知OCN-中每种元素都满足8电子稳定结构,在反应OCN-+OH-+Cl2―→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)中,如果有6ml Cl2完全反应,则被氧化的OCN-的物质的量是( )
A.2ml B.3ml C.4ml D.6ml
【解析】OCN-中C显+4价,N显-3价,反应中只有N和Cl的化合价改变,根据OCN-eq \(――→,\s\up8(失3e-))eq \f(1,2)N2、Cl2eq \(――→,\s\up8(得2e-))2Cl-,由得失电子守恒:2n(Cl2)=3n(OCN-),可知6ml Cl2完全反应,有4ml OCN-被氧化,C对。
【答案】C
5.根据表中信息判断,下列选项不正确的是( )
A.第①组反应的其余产物为H2O和O2
B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1ml Cl2,转移电子2ml
D.氧化性由强到弱的顺序为MnOeq \\al(-,4)>Cl2>Fe3+>Br2
【解析】A项MnSO4是还原产物,H2O2作还原剂,氧化产物是O2,依据原子守恒,产物中还应有水,正确;B项,Fe2+的还原性强于Br-,Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2时,1ml Cl2恰好氧化2ml Fe2+,Br-不被氧化,产物为FeCl3、FeBr3,正确;C项,MnOeq \\al(-,4)得电子转化为Mn2+,Cl2是氧化产物,只有Cl-失电子,生成1ml Cl2转移2ml电子,正确;D项,氧化产物的氧化性弱于氧化剂的氧化性,故氧化性MnOeq \\al(-,4)>Cl2>Br2>Fe3+(还原性Fe2+强于Br-,故氧化性Br2>Fe3+),D不正确。
【答案】D
铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况时的气体2.24L,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需通入多少升标况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?
【解析】存在以下过程:Cu+HNO3→NO(NO2), NO(NO2)+O2+H2O→HNO3 ,整个过程中铜失电子数=被还原的硝酸得的电子数=氧化硝酸的还原产物(NO,NO2)消耗的氧气得的电子数,省去中间计算,铜失电子数=氧气得电子数。则n(O2)=3.84g÷64g·ml-1×2×1/4=0.03ml;V(O2)=0.03ml×22.4L·ml-1=0.672L
【答案】V(O2)=0.672L
7.在热的稀硫酸中溶解了11.4g FeSO4固体,当加入50mL 0.5ml·L−1 KNO3溶液时,其中的Fe2+全部转化成Fe3+,KNO3也完全反应并放出NxOy气体。
(1)推算出x=________;y=________。
(2)配平该反应的方程式:
FeSO4+____KNO3+____H2SO4===____K2SO4+____Fe2(SO4)3+____eq \x( )(NxOy)+____H2O(配平时x、y用具体数值表示,物质填在eq \x( )中)。
(3)反应中氧化产物是________。
(4)用双线桥法表示该反应中的电子转移方向和数目:___________________________________。
【解析】n(FeSO4)=eq \f(11.4g,152g·ml-1)=0.075ml;n(KNO3)=0.05L×0.5ml·L-1=0.025ml;Fe2+转化为Fe3+共失去0.075ml电子,根据得失电子守恒原理,可知1ml N原子得到3ml电子,反应中N元素由+5价降为+2价,既得到的氧化物为NO。
【答案】(1)1 1
(2)6 2 4 1 3 2 NO↑ 4
(3)Fe2(SO4)3
(4)
8.氧化还原反应综合应用:氧化还原反应滴定
(1)配平氧化还原反应方程式:
C2Oeq \\al(2-,4)+____MnOeq \\al(-,4)+____H+===____CO2↑+____Mn2++____H2O
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250mL溶液。量取两份此
溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25ml·L-1 NaOH溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+的总物质的量为________ml。
②第二份溶液中滴加0.10ml·L-1的酸性高锰酸钾溶液。
A.KMnO4溶液在滴定过程中作________(填“氧化剂”或“还原剂”),该滴定过程________(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。滴至16 mL时反应完全,此时溶液颜色由________变为________。
B.若在接近终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测结果________(填“偏大” “偏小”或“无影响”)。
C.若在达到滴定终点时俯视读数,则所得结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为________,KHC2O4的质量分数为________。
【解析】(1)C:+3―→+4,改变量(4-3)×2=2,Mn:+7―→+2,改变量(7-2)×1=5,根据化合价升降总数相等,所以在C2Oeq \\al(2-,4)前配5,MnOeq \\al(-,4)前配2,根据C和Mn原子守恒,分别在CO2和Mn2+前配10和2,再由电荷守恒在H+前配16,最后根据离子方程式两边的H原子个数相等在水前面配8,经检验离子方程式的氧原子个数相等。(2)①由H++OH-===H2O知,n(H+)=n(OH-)=0.25 ml·L-1×0.02 L=0.005 ml。②原溶液无色,而KMnO4为紫红色,所以当溶液中的H2C2O4和KHC2O4反应完全时,溶液呈浅紫红色。由得失电子守恒得,n(还)×2=0.10ml·L-1×0.016L×5,n(还)=0.004 ml。③设6.0 g试样中H2C2O4·2H2O、KHC2O4的物质的量分别为n(H2C2O4·2H2O)、n(KHC2O4),由①得:2n(H2C2O4·2H2O)+n(KHC2O4)=0.05 ml,由②得:n(H2C2O4·2H2O)+n(KHC2O4)=0.04ml,解上述两个方程式得:n(H2C2O4·2H2O)=0.01ml,n(KHC2O4)=0.03ml,H2C2O4·2H2O的质量分数为eq \f(0.01ml×126 g·ml-1,6.0g)×100%=21%,KHC2O4的质量分数为
eq \f(0.03ml×128g·ml-1,6.0g)×100%=64%。
【答案】(1)5 2 16 10 2 8
(2)①0.005
②A.氧化剂 不需要 无色 浅紫红色 B.无影响 C.偏小 ③21% 64%反应
①
②
③
④
氧化剂
O3
SiO2
C
MnO2
还原剂
KI
C
C
HCl
物质的量之比
eq \f(1,3)∶2
1∶2
1∶2
1∶2
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnOeq \\al(-,4)
Cl2、Mn2+
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