鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界第3节 氧化还原反应第2课时习题

第2章元素与物质世界

第3节　氧化还原反应

第2课时　氧化剂和还原剂

课后篇素养形成

合格考达标练

1.(2020浙江建德新安江中学高一期末)在反应3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为(　　)

A.5∶1 B.4∶1 C.1∶5 D.1∶4

答案A

解析由反应的方程式3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O可知,Cl2自身发生氧化还原反应,生成KCl的反应为被还原的过程,Cl2为氧化剂,生成KClO3的反应为被氧化的过程,Cl2为还原剂。根据化学方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比是5∶1。

2.氢化钙可用作生氢剂。其反应原理为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑,其中水的作用是(　　)

A.既不是氧化剂也不是还原剂

B.是氧化剂

C.是还原剂

D.既是氧化剂又是还原剂

答案B

解析CaH2中H为-1价,具有还原性,反应后化合价升高,被氧化,H2O中H为+1价,具有氧化性,反应化合价降低,被还原。因此在题给反应中,CaH2是还原剂,H2O是氧化剂,B项正确。

3.(2020河南洛阳第一高级中学高一月考)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。工业上通过以下反应生产:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O。下列有关该反应的说法正确的是(　　)

A.氯元素的化合价升高

B.Fe(NO3)3是氧化剂

C.铁元素被氧化

D.NaOH发生氧化反应

答案C

解析氯元素的化合价由+1价降到-1价,所以氯元素的化合价降低,A项错误;铁元素由+3价升高到+6价,Fe(NO3)3是还原剂,B项错误;铁元素化合价升高,被氧化,C项正确;NaOH中各元素化合价不变,所以NaOH未发生氧化反应,D项错误。

4.(2020河北承德第一中学高一月考)吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。科学家尝试用Na2SeO3消除人体内的活性氧,则在此过程中Na2SeO3的作用是              (　　)

A.氧化剂

B.还原剂

C.既是氧化剂又是还原剂

D.以上均不是

答案B

解析由题意可知,活性氧具有较强氧化性,若要通过氧化还原反应除去人体内的活性氧,应该加入还原剂,故Na2SeO3的作用是还原剂。

5.实验室常利用此反应制取少量氮气:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,关于该反应的下列说法正确的是(　　)

A.NaNO2是氧化剂

B.每生成1 mol N2时,转移电子的物质的量为6 mol

C.NH4Cl中的氮元素被还原

D.N2既是氧化剂,又是还原剂

答案A

解析反应中NH4Cl中氮元素化合物升高,NaNO2中氮元素化合价降低,则NH4Cl是还原剂,NaNO2是氧化剂。

6.(2020天津塘沽一中高一期中)已知还原性I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性Cl2>Br2>Fe3+>I2,下列反应的化学方程式或叙述不成立的是(　　)

A.Br2+2HII2+2HBr

B.2FeCl2+Cl22FeCl3

C.2FeCl2+2HCl+I22FeCl3+2HI

D.Cl2通入NaBr和NaI的混合溶液中,I-先被氧化

答案C

解析根据Br2+2HII2+2HBr可知氧化性Br2>I2,符合题干已知条件,所以化学方程式成立,故A不符合题意;根据2FeCl2+Cl22FeCl3可知氧化性Cl2>Fe3+,符合题干已知条件,所以化学方程式成立,故B不符合题意;根据2FeCl2+2HCl+I22FeCl3+2HI可得氧化性I2>Fe3+,与题干已知条件矛盾,所以化学方程式不成立,故C符合题意;还原性强弱顺序是I->Br-,氧化剂氯气先氧化还原性强的离子,即优先氧化I-,叙述成立,故D不符合题意。

7.(2020辽宁沈阳铁路实验中学高一月考)科学家指出,食用虾类等水生甲壳类动物的同时服用维生素C容易中毒,这是因为对人体无害的+5价砷类物质在维生素C的作用下,能够转化为有毒的+3价砷类化合物。下列说法错误的是(　　)

A.维生素C具有还原性

B.+5价砷转化为+3价砷时,得到电子

C.题述过程中+5价砷类物质做还原剂

D.上述过程中砷元素发生还原反应

答案C

解析+5价砷类物质在维生素C的作用下,能够转化为有毒的+3价砷类化合物,含砷元素的物质做氧化剂,维生素C做还原剂。维生素C做还原剂,具有还原性,故A正确;+5价砷转化为+3价砷时,化合价降低,得到电子,故B正确;含+5价砷的物质得电子,化合价降低,做氧化剂,故C错误;砷元素化合价由+5价变为+3价,所以砷元素化合价降低,发生还原反应,故D正确。

8.(2020辽宁沈阳铁路实验中学高一月考)(NH4)2Cr2O7是一种受热易分解的盐,下列各组对(NH4)2Cr2O7受热分解产物的判断可能正确的是(　　)

A.CrO3+NH3+H2

B.Cr2O3+NH3+H2O

C.CrO3+N2+H2O

D.Cr2O3+N2+H2O

答案D

解析根据各选项分析,(NH4)2Cr2O7受热分解发生的是氧化还原反应,再结合氧化还原反应的规律可得,D项符合题意。

9.世界卫生组织(WHO)将二氧化氯ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂,ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂,它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛的应用。

(1)实验室制备ClO2的方法之一为:

2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O(H2C2O4俗称草酸,其中H为+1价、O为-2价)

则下列说法正确的是　　　。 

A.KClO3在反应中得到电子

B.ClO2是氧化产物

C.H2C2O4在反应中被氧化

D.1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移

(2)下列关于ClO2的说法中正确的是　　　。 

A.二氧化氯是一种氧化剂

B.二氧化氯不能做还原剂

C.1个二氧化氯分子由2个氧原子和1个氯原子构成

D.二氧化氯分子中氯元素为-1价

(3)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应也会生成黄绿色的二氧化氯。其化学方程式为2KClO3+4HCl(浓)2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。

①浓盐酸在反应中显示出来的性质是　　　。 

A.只有还原性 B.还原性和酸性

C.只有氧化性 D.氧化性和酸性

②已知每产生0.1 mol Cl2,转移电子的物质的量为0.2 mol。ClO2具有很强的氧化性,因此常被用做消毒剂,其消毒后的还原产物是氯离子,则其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的　　　倍。 

答案(1)AC　(2)AC　(3)①B　②2.63

等级考提升练

10.检查驾驶员是否酒后驾车,交警对其呼出的气体进行酒精(乙醇)检测,原理是:橙色的K2Cr2O7酸性溶液与乙醇反应生成蓝绿色的Cr3+。下列有关叙述正确的是              (　　)

A.K2Cr2O7是氧化剂

B.乙醇表现氧化性和还原性

C.Cr3+是氧化产物

D.Cr元素发生氧化反应

答案A

解析K2Cr2O7与乙醇反应时,r3+,铬元素化合价降低,发生还原反应,K2Cr2O7是氧化剂,Cr3+是还原产物;乙醇是还原剂,表现还原性。

11.称为“万能还原剂”的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+2H2ONaBO2+4H2↑。则下列说法不正确的是(NaBH4中的H为-1价)(　　)

A.NaBH4是还原剂,H2O是氧化剂

B.H2既是氧化产物又是还原产物

C.硼元素被氧化,氢元素被还原

D.被氧化和被还原的元素质量比为1∶1

答案C

解析NaBH4中氢元素化合价升高,水中氢元素化合价降低,所以NaBH4是还原剂,H2O是氧化剂,故A正确;NaBH4中氢元素化合价升高生成H2,水中氢元素化合价降低也生成H2,所以H2既是氧化产物又是还原产物,故B正确;NaBH4中氢元素化合价升高,被氧化,硼元素化合价不变,故C错误;化合价升高的元素是NaBH4中的氢元素,化合价降低的是水中的氢元素,氧化剂和还原剂中氢元素化合价变化数值相同,则被氧化和被还原的元素质量比为1∶1,故D正确。

12.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是(　　)

A.滴加KI溶液时,转移2个e-时生成“1分子”CuI白色沉淀

B.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的还原性

C.通入SO2时,SO2与I2反应,I2做还原剂

D.上述实验条件下,物质的氧化性:I2>Cu2+>SO2

答案B

解析由题意可知,向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色,说明Cu2+氧化I-生成I2和Cu+,同时Cu+结合I-生成CuI,再通入SO2气体,溶液逐渐变成无色,说明I2又氧化二氧化硫,自身被还原成I-。根据得失电子守恒,滴加KI溶液时,转移2个e-时生成“2分子”CuI白色沉淀,A错误;通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的还原性,B正确;通入SO2时,SO2与I2反应,I2做氧化剂,C错误;根据实验事实分析,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2,D错误。

13.水热法制纳米Fe3O4颗粒的总反应为3Fe2++2S2+O2+xOH-Fe3O4+S4+2H2O。下列说法正确的是(　　)

A.O2、S2都是氧化剂

B.x=2

C.将纳米Fe3O4颗粒分散在水中会产生丁达尔现象

D.氧化产物只有S4

答案C

解析在反应3Fe2++2S2+O2+xOH-Fe3O4+S4+2H2O中,铁元素的化合价变化为+2价→+价,硫元素的化合价变化为+2价→+价,氧元素的化合价变化为0价→-2价,所以氧化剂是O2,还原剂是Fe2+和S2,故A错误;由电荷守恒可知,2×3+2×(-2)-x=-2,x=4,故B错误;纳米Fe3O4粒子直径介于1~100 nm,将纳米Fe3O4分散在水中可形成胶体,能产生丁达尔现象,故C正确;由上述分析可知,还原剂是Fe2+、S2,则氧化产物有Fe3O4和S4,故D错误。

14.在离子方程式xR2++yH++O2mR3++nH2O中,对系数m和R3+的判断正确的是(　　)

A.m=4;R2+是氧化剂

B.m=y;R3+是氧化产物

C.m=2;R2+是氧化剂

D.m=y;R3+是还原产物

答案B

解析在反应xR2++yH++O2mR3++nH2O中由原子守恒可知x=m,n=2,y=4,由电荷守恒可知,2x+4=3m,所以m=4,该反应中R元素的化合价升高,被氧化,则R2+是还原剂,R3+是氧化产物,O元素的化合价降低,被还原,水是还原产物。

15.某工业废水中含有剧毒的CN-,可以加入适量NaClO溶液除去,发生反应的离子方程式为5ClO-+2CN-+2OH-5Cl-+2C+N2↑+H2O。下列关于该反应的相关说法正确的是(　　)

A.该反应中只有碳元素被氧化

B.该反应中每生成22.4 L氮气,转移电子的物质的量为10 mol

C.还原产物与氧化产物的物质的量之比为5∶3

D.该反应中还原剂是ClO-

答案C

解析该反应中碳元素和氮元素被氧化,故A错误;未注明该反应是否在标准状况下,无法计算转移电子的物质的量,故B错误;根据化合价的变化可知,C和N2为氧化产物,Cl-为还原产物,所以还原产物与氧化产物的物质的量之比为5∶3,故C正确;CN-中碳元素化合价由+2价升高为+4价,氮元素由-3价升高为0价,所以该反应的还原剂为CN-,故D错误。

16.利用绿矾(FeSO4·7H2O)对某工厂废水(含有强氧化性离子Cr2)进行处理。

(1)工业上还可用空气、水、黄铁矿(主要成分为FeS2)来制取FeSO4。已知该反应除生成硫酸亚铁外,还生成一种中学化学常见的强酸,试写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)请配平下列离子方程式:

　Fe2++　Cr2+　　　　　Fe3++　Cr3++　H2O 

答案(1)2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO4

(2)6　1　14H+　6　2　7

解析(1)利用空气、水、黄铁矿(主要成分为FeS2)来制取绿矾,已知该反应除生成硫酸亚铁外,还生成一种中学化学常见的强酸,这种强酸与硫元素有关,只能是硫酸,硫由-1价变成+6价,说明硫被氧化,故空气中的氧气做氧化剂,反应的化学方程式为2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO4。

(2)Fe2+由+2价→+3价,而Cr2中Cr元素由+6价→+3价,根据电荷守恒和质量守恒分析可知,还应有H+参与反应,则配平后的离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。

17.一个体重50 kg的健康人体内含铁元素2 g,这2 g铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在。Fe2+易被吸收。所以给贫血者补充铁时,应补充含Fe2+的亚铁盐(如FeSO4)。服用维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+,有利于人体对铁的吸收。请回答下列问题:

(1)维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+,在此过程中　　　　　是氧化剂,说明维生素C具有　　　　　性。 

(2)已知下列反应:①H2O2+2Fe3+2Fe2++O2↑+2H+,②2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。反应①中生成1 mol O2转移电子的物质的量为　　　　　,反应①②的总反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,在该反应中Fe3+的作用为　。 

答案(1)Fe3+　还原

(2)2 mol　2H2O22H2O+O2↑　催化剂

解析(1)Fe3+Fe2+被还原,故维生素C具有还原性。

(2)反应①中氧元素的化合价由-1价变为0价,故每生成1 mol O2转移2 mol 电子。

新情境创新练

18.(2020湖北武汉市部分重点中学高一期中)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO气体和NO2(红棕色)气体;亚硝酸还是一种还原剂,能被常见的强氧化剂氧化,但在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+(浅绿色)氧化成Fe3+(棕黄色);AgNO2是一种难溶于水(白色)、易溶于酸的化合物。请仔细阅读以上信息,并结合有关原理回答以下问题:

(1)人体正常的血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转换为Fe3+而中毒,可以服用维生素C解毒。下列对此过程中叙述不正确的是　　　　　(填字母)。 

a.亚硝酸盐被还原

b.亚硝酸盐是还原剂

c.维生素C将Fe3+还原为Fe2+

d.维生素C被氧化

(2)下列方法中,不能用来区别NaNO2和NaCl的是　　　　　(填字母)。 

a.取样加水溶解后,向其中加入稀硫酸

b.取样加水溶解后,向其中加入AgNO3溶液

c.取样加水溶解后,向其中加入稀硫酸酸化的KI淀粉溶液

(3)某同学把氯气通入到NaNO2溶液中,生成NaNO3和HCl,请写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)工业废水中的N可用铝粉除去。已知此反应体系中包含Al、NaOH、Na[Al(OH)4]、NaNO2、NH3和H2O六种物质,该反应的化学方程式为　。 

答案(1)b　(2)b

(3)Cl2+N+H2ON+2H++2Cl-

(4)2Al+NaNO2+NaOH+5H2O2Na[Al(OH)4]+NH3↑

解析(1)服用维生素C可以解毒,说明在维生素C的作用下Fe3+又转化为Fe2+,Fe元素化合价降低,则维生素C具有还原性,而亚硝酸盐会导致Fe2+转化为Fe3+,亚硝酸盐具有氧化性,亚硝酸盐在反应中为氧化剂,故选b。

(2)取样加水溶解后,向其中加入稀硫酸,亚硝酸钠能和H2SO4反应生成HNO2,然后分解生成NO和NO2,NaCl和H2SO4不反应,故能鉴别,故a不符合题意;取样加水溶解后,向其中加入AgNO3溶液,AgNO3能与N、Cl-均生成白色沉淀,无法鉴别,故b符合题意;取样加水溶解后,向其中加入稀硫酸酸化的KI淀粉溶液,在酸性条件下,亚硝酸钠和碘离子反应的离子方程式为2N+2I-+4H+2NO↑+I2+2H2O,淀粉遇碘变蓝色,氯离子和碘离子不反应,反应现象不同,所以可以用酸性条件下的KI淀粉溶液来区别,故c不符合题意。

(3)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,反应的离子方程式为N+Cl2+H2ON+2H++2Cl-。

(4)工业废水中的N可用铝粉除去,此反应体系中包含Al、NaOH、Na[Al(OH)4]、NaNO2、NH3和H2O六种物质,从化合价变化的角度分析,铝化合价升高,得到Na[Al(OH)4],NaNO2中氮元素化合价降低,得到氨气,该反应的化学方程式为2Al+NaNO2+NaOH+5H2O2Na[Al(OH)4]+NH3↑。