2024届高考化学一轮复习课件 第一章 物质及其变化 第3讲 氧化还原反应

第3讲　氧化还原反应

(40分钟)

选题表

1.(2022·山东师大附中月考)化学是严谨的,诗歌是浪漫的。严谨的化学融入浪漫精美的诗歌中,为化学教学与古诗的结合提供了重要的素材。下列古诗中描述的反应中不属于氧化还原反应的是(　B　)

A.王安石的《元丰行示德逢》:“雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋”

B.医学家陶弘景的《本草经集注》记载:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”

C.李商隐的《无题》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”

D.李白的《秋浦歌》:“炉火照天地,红星乱紫烟”

解析:A项,涉及反应N2+O22NO,属于氧化还原反应,不符合题意;B项,涉及焰色试验,属于物理变化,符合题意;C项,涉及石蜡燃烧,属于氧化还原反应,不符合题意;D项,涉及金属的冶炼,属于氧化还原反应,不符合题意。

2.(2022·广东学业模拟)在45～50 ℃时,臭氧(O3)可以将碘氧化为碘酸碘[I(IO3)3]。反应的化学方程式如下:9O3+2I2I(IO3)3+9O2。下列说法正确的是(　C　)

A.O3既不是氧化剂也不是还原剂

B.I(IO3)3中碘元素的化合价均为+5

C.氧化性:I(IO3)3>I2

D.氧化性:I2>I(IO3)3

解析:该反应中氧元素化合价降低,即O3为氧化剂,A错误;碘酸碘[I(IO3)3]中碘元素分别为+3价、+5价,B错误;该反应中,I2为还原剂,I(IO3)3是氧化产物,故氧化性I(IO3)3>I2,C正确,D错误。

3.LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH4+2H2OLiAlO2+

4H2↑。下列说法正确的是(　A　)

A.氢气既是氧化产物又是还原产物

B.LiAlH4既是氧化剂又是还原剂

C.若生成标准状况下4.48 L H2,则转移0.4 mol电子

D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1

解析:由该化学方程式可知,LiAlH4中H由-1价升至0价,被氧化,是还原剂,H2O中H由+1价降至0价,被还原,是氧化剂,H2既是氧化产物又是还原产物,A正确、B错误;由化学方程式可知,1 mol LiAlH4反应,转移4 mol电子,生成4 mol H2,若生成标准状况下4.48 L

(即0.2 mol)H2,则转移0.2 mol电子,C错误;LiAlH4为还原剂,水为氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,D错误。

4.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOHKX+

KY+H2O(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KXKY+KZ(未配平,

KY与KZ关系比为1∶3),以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯的化合价是(　C　)

A.+1 B.+3 

C.+5 D.+7

解析:反应Cl2+KOHKX+KY+H2O是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也发生歧化反应KXKY+KZ,可断定KY为KCl,化合价高低为Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl元素为+a价,KZ中Cl元素的化合价为+b价,依据得失电子守恒及

KXKY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5代入上式讨论,可知a=5时,b=7,符合题意。则KX中Cl元素的化合价为+5。

5.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(　D　)

A.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物

B.Fe2+的氧化性强于Mn2+的

C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有红色沉淀生成

D.化学计量数依次为2、10、8、1、2、5、8

解析:该反应中Mn元素由+7价降至+2价,Fe元素由+2价升至+3价,即Mn是氧化剂,Fe3+是氧化产物,A错误;FeSO4作还原剂,MnSO4为还原产物,即还原性Fe2+>Mn2+,B错误;反应后的溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液会变成红色,C错误;根据化合价升降法可配平该氧化还原反应为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,D正确。

6.(不定项)(2022·湖南师大附中月考)(NH4)2S2O8具有强氧化性,在酸性溶液中,可将Mn2+氧化为Mn,但一般情况下,该反应进行得非常缓慢,而加入几滴AgNO3溶液后,混合液迅速变为紫红色。下列说法错误的是(　CD　)

A.AgNO3为该反应的催化剂

B.S为还原产物

C.S2中硫元素化合价为+7价

D.反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶5

解析:催化剂改变化学反应速率,根据现象描述可知,AgNO3为该反应的催化剂,A正确;(NH4)2S2O8具有强氧化性,在酸性溶液中,将Mn2+氧化为Mn,自身被还原为S,即还原产物为S,B正确;N整体为+1价,S2中存在,S元素的最高价为+6价,即S元素不可能是+7价,C错误;反应中氧化剂为(NH4)2S2O8,还原剂为Mn2+,结合产物可知,每个(NH4)2S2O8转移2个电子,每个Mn2+转移5个电子,由得失电子数守恒可知,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶2,D错误。

7.(不定项)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,则有关说法正确的是(　C　)

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,水都既不作氧化剂也不作还原剂

D.⑦中水作氧化剂,②中水作还原剂

解析:H2O与Na2O、SO3、Mg3N2的反应不属于氧化还原反应,其余反应均属于氧化还原反应,A错误;①中发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,生成1 mol O2转移2 mol e-,⑦中发生反应2F2+2H2O4HF+O2,生成1 mol O2转移4 mol e-,B错误;①④⑧反应中,水都既不作氧化剂也不作还原剂,C正确;⑦中水作还原剂,②中水作氧化剂,D错误。

8.(不定项)(2022·山东莱芜一中期中)铅位于ⅣA族,PbO偏碱性,易溶于硝酸,PbO2偏酸性,难溶于硝酸。已知PbS与稀硝酸发生反应Ⅰ:3PbS+8HNO3(稀)3Pb(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O;PbS与浓HNO3发生反应Ⅱ:PbS+8HNO3(浓)PbSO4+8NO2↑+4H2O。下列推断正确的是(　AD　)

A.Pb3O4与HNO3溶液发生反应:Pb3O4+4H+PbO2+2Pb2++2H2O

B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀)>PbO2

C.反应Ⅰ若生成4.48 L NO,转移0.6NA个电子

D.S可以与浓硝酸反应:S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O

解析:Pb3O4中有+2价和+4价铅,结合PbO偏碱性,易溶于硝酸,PbO2偏酸性,难溶于硝酸,则Pb3O4与硝酸反应生成Pb(NO3)2和PbO2,其离子方程式为Pb3O4+4H+PbO2+2Pb2++2H2O,A正确;根据题意,硝酸不能把+2价铅氧化为+4价铅,说明硝酸的氧化性小于PbO2的,B错误;没有说明是否是标准状况,无法计算气体的物质的量与反应中转移的电子数,C错误;浓硝酸具有强氧化性,能把S氧化为硫酸,则S与浓硝酸反应为S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O,D正确。

9.已知工业盐中含有NaNO2,外观和食盐相似,有咸味,人若误食会引起中毒,致死量为0.3～0.5 g。已知NaNO2能发生如下反应(离子方程式已配平):2N+xI-+yH+2NO↑+I2+zH2O,请回答下列问题。

(1)上述反应中,x=　  　　　,y=　　  　　,z=　　  　　,氧化剂是　　　　。 

(2)某工厂废弃液中含有2%～5%的NaNO2,直接排放会造成水污染,但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2,该物质是　　　　(填字母)。 

A.NaCl B.KMnO4

C.浓硫酸 D.NH4Cl

(3)饮用水中的N对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中N的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将N还原为N2,其化学方程式如下:

　　Al+　　NaNO3+　　NaOH　　NaAlO2+　　N2↑+　　H2O。 

①请配平化学方程式;

②用双线桥法标出反应中转移电子的方向和数目;

③若反应过程中转移0.5 mol电子,则生成标准状况下的N2体积为　　　　。 

解析:(1)由反应中碘原子守恒可知x=2,由电荷守恒可计算y=4,由氢原子守恒可知z=2,该反应中氮元素的化合价降低,则N为氧化剂。

(2)因NaNO2转化为不引起污染的N2的过程中N的化合价降低,另一物质化合价必升高,物质具有还原性,只有NH4Cl符合。(3)①由信息可知,生成氮气,碱性条件下还生成NaAlO2,铝元素化合价升高,被氧化,氮元素化合价降低,被还原,由电子守恒和原子守恒可知,反应为10Al+6NaNO3+4NaOH10NaAlO2+3N2↑+2H2O。②根据反应前后Al、N元素的化合价变化,可标出电子转移方向和数目为

。③若反应过程中转移0.5 mol电子,则生成标准状况下的N2体积为0.5 mol××22.4 L· mol-1=

1.12 L。

答案:(1)2　4　2　N　(2)D  (3)①10　6　4　10　3　2　

②　③1.12 L

10.(2021·全国甲卷,节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:

(1)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入过量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为               　。 

(2)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为　　　　 mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是　　　　　　　

　　　          　　。 

解析:(1)NaIO3具有氧化性,NaHSO3具有还原性,两者发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4,反应的离子方程式是I+3HS3S+

I-+3H+;NaI和NaIO3在酸性条件下,继续发生氧化还原反应生成I2,反应的离子方程式是5I-+I+6H+3I2+3H2O,故制备I2的总反应的离子方程式是2I+5HSI2+5S+H2O+3H+。(2)由题给信息可推断出CuSO4和KI发生反应的化学方程式是2CuSO4+4KI2CuI↓+I2+2K2SO4,故若生成1 mol I2,消耗的KI至少为 4 mol;的生成增大了I2在水中的溶解度,反应中加入过量的KI可以防止单质碘析出。

答案:(1)2I+5HSI2+5S+H2O+3H+

(2)4　防止单质碘析出

11.(2022·福建龙岩模拟)五氧化二钒(V2O5)在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机化合物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下:

已知:含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系:

请回答下列问题:

(1)含钒废料中的有机化合物主要在　　　  　工序中除去。 

(2)“焙烧”产物之一是Mg(VO3)2,写出它在“酸浸”(溶液pH<2)过程中发生反应的化学方程式:　                 。 

(3)“净化Ⅱ”时若加入过量的(NH4)2CO3,可能导致的后果为　   。

(4)“滤渣2”中含有Mg2(OH)2CO3,写出生成Mg2(OH)2CO3的离子方程式:                            　。 

(5)“煅烧”时,除生成V2O5外,还生成了参与大气循环的气体,写出煅烧时的化学方程式:                       　。 

解析:含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机化合物等)加入足量碳酸镁粉末焙烧,除去有机化合物,并将V2O3氧化为V2O5,之后加入硫酸酸溶,金属元素进入溶液,然后加入适量氨水调节pH可生成氢氧化物除去Fe3+、Cu2+、Al3+,过滤后滤液中含有V、N、Mg2+等离子,根据后续产物可知净化Ⅱ加入碳酸铵主要是除去Mg2+,过滤后滤液中再加入足量碳酸铵得到NH4VO3沉淀,空气中煅烧可生成V2O5。(1)焙烧过程中有机化合物会被氧化为CO2、H2O等,从而除去有机化合物。(2)溶液pH<2,根据题目所给信息可知酸浸后生成(VO2)2SO4,结合元素守恒可得化学方程式为Mg(VO3)2+2H2SO4(VO2)2SO4+MgSO4+2H2O。(3)加入过量的(NH4)2CO3,铵根离子浓度过大,且溶液碱性增强,会生成NH4VO3沉淀,降低钒的利用率。(4)“滤渣2”中含有Mg2(OH)2CO3,说明部分Mg2+和C发生相互促进的水解反应,但由于C浓度较大,溶液碱性较强,故C的水解不彻底,有HC生成,则离子方程式为2Mg2++3C+2H2OMg2(OH)2CO3↓+2HC。(5)根据元素守恒,煅烧NH4VO3时产生的参与大气循环的气体应为N2,结合元素守恒和电荷守恒可得化学方程式为4NH4VO3+3O22V2O5+8H2O+2N2。

答案:(1)焙烧　

(2)Mg(VO3)2+2H2SO4(VO2)2SO4+MgSO4+2H2O

(3)会生成NH4VO3沉淀,降低钒的利用率

(4)2Mg2++3C+2H2OMg2(OH)2CO3↓+2HC

(5)4NH4VO3+3O22V2O5+8H2O+2N2