新人教版高考化学一轮复习第2章化学物质及其变化第8讲氧化还原反应训练含解析

第8讲 氧化还原反应

一、选择题

1．(2021·太原期末)下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是(　　)

A．用葡萄糖制镜或保温瓶胆

B．用漂白液杀菌、消毒

C．用Na2SiO3溶液制备木材防火剂

D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果

解析：选C。用葡萄糖制镜或保温瓶胆时，葡萄糖与银氨溶液发生氧化还原反应，生成银单质，葡萄糖做还原剂被氧化，故A不选；用漂白液杀菌、消毒利用了NaClO的强氧化性，故B不选；用Na2SiO3溶液制备木材防火剂不发生氧化还原反应，与氧化性或还原性无关，故C选；高锰酸钾可氧化具有催熟作用的乙烯，从而达到保鲜水果的目的，故D不选。

2．(2021·北京模拟)下列生活中常见物质的用途与其还原性有关的是(　　)

解析：选B。碘酒用于杀菌消毒，I2表现氧化性，A项错误；铁粉中的铁元素处于0价，反应过程中容易失去电子，化合价升高，表现还原性，B项正确；氢氧化铝与胃酸中的酸反应体现氢氧化铝的碱性，与还原性无关，C项错误；纸尿裤中的聚丙烯酸钠利用的是聚丙烯酸钠的强吸水性，与还原性无关，D项错误。

3．下列实验中，颜色的变化与氧化还原反应有关的是(　　)

A．向紫色石蕊溶液中加入盐酸，溶液变红   

B．饱和FeCl3溶液在沸水中变成红褐色胶体

C．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的沉淀由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色

D．SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色

解析：选C。向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，首先得到白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速与空气中的O2发生氧化还原反应得到红褐色的Fe(OH)3。

4．(2021·上海黄浦区期末)在硫酸溶液中NaClO3和Na2SO3按2∶1的物质的量之比完全反应，生成一种棕黄色气体X。则X为(　　)

A．Cl2　　　　 B．Cl2O

C．ClO2  D．Cl2O5

解析：选C。Na2SO3被氧化为Na2SO4，S元素化合价由＋4价升高为＋6价；NaClO3中Cl元素的化合价降低，设Cl元素在还原产物中的化合价为x，根据得失电子守恒有1×(6－4)＝2×(5－x)，解得x＝＋4，故棕黄色气体X的化学式为ClO2。

5．ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO42ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　)

A．ClO2是氧化产物

B．KClO3在反应中得到电子

C．H2C2O4在反应中被还原

D．1 mol KClO3完全参与反应有2 mol电子转移

解析：选B。Cl元素的化合价由＋5价降低为＋4价，KClO3在反应中得到电子，ClO2是还原产物，A项错误，B项正确；H2C2O4为还原剂，在反应中被氧化，C项错误；1 mol KClO3完全参与反应，转移的电子有1 mol×(5－4)＝1 mol，D项错误。

6.水是一种重要的资源，它同时在化学反应中担任着重要的角色，既可作为反应物又可作为生成物，如图中和水相连的物质都能和水发生反应，则下列有关说法正确的是(　　)

A．上述反应中属于氧化还原反应的有①②④⑥⑦⑧

B．①和⑦中都有氧气生成，且生成1 mol O2转移的电子数相同

C．①④⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂

D．⑦中水做氧化剂，②中水做还原剂

解析：选C。H2O与Na2O、SO3、Mg3N2的反应属于非氧化还原反应，其余反应均属于氧化还原反应，A错误；①中2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成1 mol O2转移2 mol e－，⑦中2F2＋2H2O===4HF＋O2，生成1 mol O2转移4 mol e－，B错误；①④⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂，C正确；⑦中水做还原剂，②中水做氧化剂，D错误。

7．(2021·黑龙江哈师大附中高三第一次月考)某强氧化剂XO(OH)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10－3 mol XO(OH)，需要30 mL 0.2 mol·L－1 的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的价态是(　　)

A．＋2  B．＋1

C．0  D．－1

解析：选C。XO(OH)中X的化合价是＋5价，Na2SO3中S的化合价从＋4价升高到＋6价，设X元素被还原后的化合价为a，根据氧化还原反应中化合价升降总数相等可得：2.4×10－3 mol×(5－a)＝0.2 mol·L－1×0.03 L×(6－4)，解得a＝0。

8．O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是(　　)

A．氧气是氧化产物

B．O2F2既是氧化剂又是还原剂

C．若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子

D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4

解析：选D。A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，得到电子，所以氧气是还原产物，错误；B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，得到电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，所以H2S是还原剂，错误；C项，外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D项，根据反应的化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4，正确。

9．根据表中信息判断，下列选项正确的是(　　)

A．第①组反应的其余产物只有O2

B．第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比可能为 1∶2

C．第③组反应中生成1 mol Cl2，转移电子10 mol

D．氧化性由强到弱的顺序为MnO>Cl2>Fe3＋>Br2

解析：选B。根据原子守恒，产物中还应有H2O，故A错误；由MnO→Mn2＋知，反应③的另一反应物为HCl，则生成1 mol Cl2，转移2 mol电子，故C错误；在反应②中Br－没有被Cl2氧化，即Cl2先氧化Fe2＋，则氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，故D错误。

10．用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法除去，反应原理为3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4===2K2SO4＋3CO2↑＋2Cr2(SO4)3＋8X。下列说法错误的是(　　)

A．X为H2O

B．H2SO4在上述反应中表现出氧化性和酸性

C．氧化性：K2Cr2O7>CO2

D．若反应中转移0.8 mol电子，则产生标准状况下CO2的体积为4.48 L

解析：选B。根据原子守恒可知X为H2O，A项正确；在题述反应中H2SO4所含元素化合价不变，与金属阳离子结合生成盐，表现出酸性，B项错误；K2Cr2O7是氧化剂，CO2是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物，C项正确；根据化学方程式可知每生成3 mol CO2气体，反应转移电子的物质的量为12 mol，所以若反应中转移0.8 mol电子，则生成CO2的物质的量为0.2 mol，在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L，D项正确。

11．(2021·上海十三校高三第二次联考)足量铜溶于一定量浓硝酸中，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为(　　)

A．6.4 g  B．9.6 g

C．19.2 g  D．24 g

解析：选C。设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子。则根据得失电子守恒可知，2x＝×4，解得x＝0.1 mol，所以原所得溶液中NO的物质的量为0.2 mol；

3Cu＋　8H＋＋　2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

1 mol　　0.2 mol

H＋过量，所以继续溶解的Cu的质量为×3×64 g·mol－1＝19.2 g。

12．四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是在临床诊断、生物技术和环境化学领域有多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4↓＋S4O＋2H2O。下列说法不正确的是(　　)

A．参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5

B．若有2 mol Fe2＋被氧化，则被Fe2＋还原的O2的物质的量为0.5 mol

C．每生成1 mol Fe3O4，反应转移的电子的物质的量为4 mol　

D．O2是氧化剂，S2O与Fe2＋是还原剂

解析：选A。从电荷守恒的角度分析，配平的离子方程式为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋4OH－===Fe3O4↓＋S4O＋2H2O。当3 mol Fe2＋参加反应时，有2 mol Fe2＋化合价升高，反应中Fe和S元素的化合价升高，被氧化，Fe2＋与S2O是还原剂，O2是氧化剂，参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 mol∶(2＋2) mol＝1∶4，A项错误，D项正确；若有2 mol Fe2＋被氧化，失去2 mol电子，则被Fe2＋还原的O2的物质的量为0.5 mol，B项正确；反应中Fe和S元素的化合价升高，被氧化，O2为氧化剂，每生成1 mol Fe3O4，反应转移的电子的物质的量为4 mol，C项正确。

二、非选择题

13．按要求回答下列问题：

(1)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO、Cl－、H2O。

①写出并配平湿法制备高铁酸钾反应的离子方程式：

___________________________________________________________。

②每生成1 mol FeO转移________mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________mol。

③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，原因是_________________________________________________________。

(2)工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法：

①向海水中通入Cl2将海水中溴化物氧化，其离子方程式为____________。

②向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，其化学方程式为___________________________________________。

③将②所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴后，还可得到副产品Na2SO4。这一过程可用化学方程式表示为_____________________________________________________________。

答案：(1)①2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O　②3　0.15　③该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小

(2)①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　②3Na2CO3＋3Br2===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2(或6Na2CO3＋3Br2＋3H2O===5NaBr＋NaBrO3＋6NaHCO3)　③5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O

14．FeCl3是一种常用的净水剂，某化学兴趣小组模拟工业上生产无水FeCl3的装置如下，利用如图所示装置向500～600 ℃的铁屑中通入Cl2生产无水FeCl3。

已知：FeCl3固体呈黑棕色、易潮解、易升华。

回答下列问题：

(1)写出KMnO4和浓盐酸在装置A中反应制备Cl2的离子方程式：_____________________________________________________________。

(2)装置B中加入的试剂是_____________________，装置C中玻璃丝的作用是_________________________________，

D中为碱液，其作用是__________________________________。

(3)有同学认为气体通入C装置前应先除去其中含有的HCl，否则会影响所得FeCl3的纯度，对此你的观点是_______________________________________。

(4)Cl2通入FeCl2溶液中能够得到FeCl3溶液，已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

则从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是加入少量盐酸、________、________、过滤、洗涤、干燥。

(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取2.300 g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸中，再转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入某一指示剂并用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定，到达滴定终点时用去12.50 mL Na2S2O3溶液。

已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O

①写出加入稍过量的KI溶液后反应的离子方程式：

_________________________________________________________。

②样品中氯化铁的质量分数为________。

解析：(1)MnO被还原成Mn2＋，盐酸的氧化产物为Cl2，利用化合价升降法配平即可。(2)氯气中混有的杂质有HCl、H2O(g)，只有一个洗气装置，因为FeCl3固体易潮解，而HCl的存在对实验几乎没有影响，因此装置B中盛浓硫酸，除去H2O(g)。氯化铁易升华，若不用玻璃丝，升华后的氯化铁易在右侧导管内凝华，造成堵塞。(3)即使HCl和Fe反应生成氯化亚铁，FeCl2也会被氯气氧化成氯化铁，故HCl的存在不影响产品的纯度。(4)由表中数据可知，温度越高六水合氯化铁的溶解度越大，故由溶液获得晶体需蒸发浓缩、冷却结晶。因Fe3＋易水解故应先加入少量的盐酸，抑制Fe3＋水解，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得FeCl3·6H2O晶体。(5)测定时反应的离子方程式依次为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O，10.00 mL所配氧化铁溶液中，n(FeCl3)＝2n(I2)＝n(Na2S2O3)＝12.50×10－3 L×0.100 0 mol·L－1＝1.25×10－3 mol，则样品中氯化铁的质量分数＝162.5 g·mol－1×1.25×10－3 mol×÷2.300 g×100% ≈88.32%。

答案：(1)2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑

(2)浓硫酸　吸附生成的FeCl3，防止堵塞右侧导管　吸收多余的氯气

(3)HCl的存在不会影响FeCl3的纯度，因为Cl2的氧化性比HCl强，Fe优先和Cl2反应(或Cl2能将生成的FeCl2氧化成FeCl3)

(4)蒸发浓缩　冷却结晶

(5)①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　②88.32%