人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应优秀随堂练习题
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1.3氧化还原反应同步练习(标准)人教版( 2019)高中化学必修第一册
一、单选题(本大题共10小题,共30.0分)
1. 已知FeS+HNO3−Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+NO2+N2O4+NO+H2O(未配平),当产物中n(NO2):n(N2O4):n(NO)=1:1:1时,下列说法错误的是( )
A. 反应中FeS是还原剂,NO2、N2O4、NO是还原产物
B. 氧化性:HNO3>Fe(NO3)3
C. 参加反应的n(FeS):n(HNO3)=1:6
D. 1 mol FeS参加反应时有9 mol电子转移
2. 氯酸是一种强酸,氯酸的浓度超过40%就会迅速分解,反应的化学方程式为:
8HClO3=3O2↑+2Cl2↑+4HClO4+2H2O。下列说法正确的是
A. 所得混合气体的平均相对分子质量为51.5
B. O2、Cl2是氧化产物
C. 生成标准状况下1.344 L O2,转移电子数0.4NA
D. 被氧化和被还原的氯元素之比为2:1
3. 把图乙中的物质补充到图甲中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。
对于该氧化还原反应的离子方程式,下列说法不正确的是 ( )
A. IO4−作氧化剂,具有氧化性
B. 氧化性:MnO4−>IO4−
C. Mn2+是还原剂,具有还原性
D. 若有2个Mn2+参加反应,则转移10个电子
4. 已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
这些化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是 ( )
A. G、Y、Q、Z、X B. X、Z、Q、G、Y C. X、Z、Q、Y、G D. G、Q、Y、Z、X
5. ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂.实验室中可通过以下反应制得:
下列说法不正确是( )
A. CO2是氧化产物
B. H2C2O4在反应中被氧化
C. H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性
D. ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性
6. 某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在Fe2+、NO3−、Fe3+、NH4+、H+和水六种粒子,在反应过程中测得Fe3+、NO3−的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列有关判断错误的是( )
A. 在反应中NO3−被还原,发生还原反应
B. 还原性:Fe2+>NH4+
C. 该反应中Fe2+被氧化为Fe3+
D. 在反应中参加反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为6:1
7. 已知A,B,C,D,E五种物质,它们是硫或硫的不同价态化合物,已知在一定条件下有如下未配平的转化关系。(注:每个关系式中化合价的升降都只有一处):①A+KOH→B+C+H2O ②C+E→B+H2O ③B+D→C+H2O ④C+Cl2+H2O→D+HCl,则这些物质中硫元素的化合价由低到高的顺序为( )
A. A < B < C < D < E B. D < C < A < B < E
C. E < B < A < C < D D. B < A < C < E < D
8. 下列关于反应As2S3+O2+H2O→H3AsO4+S(未配平)的说法错误的是( )
A. 参与反应的O2和H2O的物质的量之比为5︰6
B. 氧化性:O2>S
C. As2S3作还原剂,H3AsO4既是氧化产物又是还原产物
D. 每生成1 mol H3AsO4,转移2 mol e-
9. 高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂,工业上采用向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制备K2FeO4,发生反应:
①Cl2+KOH→KCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);
②2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O。
下列说法正确的是( )
A. 反应①中每消耗4mol KOH,会吸收44.8L Cl2
B. 氧化性:K2FeO4>KClO
C. 若反应①中n(ClO−):n(ClO3−)=5:1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
D. 若反应①的氧化产物只有KClO,则得到0.2mol K2FeO4时消耗0.3mol Cl2
10. 已知:①2KMnO4+ 16HCl(浓)=2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2↑ + 8H2O,②Cl2+2FeCl2=2FeCl3,③2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl。
由此判断,下列说法错误的是( )
A. 氧化性:MnO4−>Cl2>Fe3+>I2
B. 反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:8
C. 反应②中FeCl3既是氧化产物又是还原产物
D. 反应3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3不能发生
二、填空题(本大题共4小题,共32.0分)
11. 回答下列问题。
(1)Cu与浓H2SO4发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。其中氧化产物是_____,若反应中转移电子的物质的量为0.2mol,则生成的SO2气体在标准状况下的体积为_____。
(2)下列微粒:①S ②S2− ③Fe2+ ④H+ ⑤Cu ⑥HCl ⑦H2O在化学反应中只能被氧化的是___________(填序号,下同),只能表现出氧化性的是________________。
(3)在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的混合溶液中加入适量锌粉,最终反应容器中有固体剩余。则固体中一定含有___(填化学式),反应后溶液中一定含有的金属阳离子是____(填离子符号)
(4)自来水中的危害人类健康。为了降低自来水中的浓度,某研究人员提出两种方案。
①方案a:微碱性条件下,用Fe(OH)2还原,产物之一是NH3。生成3.4g NH3的同时会生成_____mol Fe(OH)3。
②方案b:碱性条件下,用Al粉还原,产物之一是N2。发生的反应如下所示,配平离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
。
12. 过氧化氢(H2O2,O的化合价为-1价)俗称双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口.研究下列涉及H2O2的反应,完成下列各题:
A.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
B.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
(1)写出一个H2O2既体现氧化性又体现还原性的化学反应方程式 ______ .
(2)将下列物质:H2O2、K2SO4、MnSO4、H2SO4、KMnO4、O2的化学式分别填在空白处组成一个不需配平的化学方程式:
______+ ______+ ______→ ______+ ______+ ______+H2O
①该反应中的还原剂是 ______ ,还原产物是_______②该反应中,发生还原反应的元素是 ______ .
(3)氧化性:KMnO4 ______K2CrO4(填>或<)
13. (1)铁钉与氯气反应生成棕黄色物质FeCl3,而铁钉在盐酸中生成浅绿色的FeCl2溶液。则在Cl2、Cl−、H+中,具有氧化性的是___________,其中氧化性较强的是__________。
(2)HCl在不同的反应中,可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现有如下反应,请写出HCl在反应中表现出的性质。
①NaOH+HCl=NaCl+H2O:______________________________________________________。
②2HClH2↑+Cl2↑:________________________________________________________。
(3)找出第(2)小题中氧化还原反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目:_________________________________________________________________________。
14. 氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)下列生产、生活中的事例中没有发生氧化还原反应的是__________(选填编号)。
a.海水提溴 b.工业制氯碱 c.海水晒盐 d.海带提碘
(2)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质。“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”可用下图表示。
试写出有水参加且符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:___________________。
(3)工业上利用NaIO3和NaHSO3反应来制取单质I2。
①配平下列化学方程式并标明电子转移的方向和数目:
__________NaIO3+__________NaHSO3→__________I2+__________Na2SO4+__________H2SO4+__________H2O
②该反应还原剂是__________,__________元素被还原,若生成1 mol氧化产物则转移电子数目为__________NA。
(4)已知:HSO3−、I2、I−、SO42−和一些未知物组成的一个氧化还原反应,其中SO42−是氧化产物,该反应中还原性HSO3−________I−(填“>”或“<”),完成该反应_______________。
三、实验题(本大题共2小题,共20.0分)
15. Ⅰ.某同学欲用绿矾(FeSO4⋅7H2O)配制100mL1mol/L的FeSO4溶液。(1)配制过程:
①将______g绿矾晶体放入______中溶解恢复至室温;
②将溶液转移到______容量瓶中,并将洗涤液一并转移。
③加水定容、摇匀、装瓶、贴标签。
(2)误差分析
①若该绿矾晶体已部分失去结晶水,则所配溶液浓度______;
②如图所示加水定容,所配溶液浓度______。
Ⅱ.高铁酸盐是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,可用湿法制备高铁酸钾。
2Fe(OH)3+ 3ClO¯ + 4OH¯ = 2FeO42−+ 3Cl¯ + 5H2O
①FeO42−中铁元素化合价为______。
②请用单线桥表示反应中电子转移情况______。
③根据化合价,推测FeO42−能和下列______反应(填序号)。
A. KMnO4 B. SO2 C. H2S D. O2
16. 钠、碳及它们的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
(1)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、 Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时,NaN3迅速分解产生N2和Na,同时放出大量的热。N2使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
①KClO4中氯元素的化合价是________,具有________(填“还原性”或“氧化性”)。
②Fe2O3可处理产生的Na,反应为6Na+Fe2O33Na2O+2Fe,反应中Na作________(填“还原剂”或“氧化剂”)。
③NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而分解,其分解的化学方程式是__________________________________________。
(2)Na2O2可用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源。某实验小组利用下图装置探究Na2O2与CO2的反应。请回答下列问题。
①根据实验目的,将虚线框中的装置补充完整并标出所用的试剂。
②装置C中观察到的现象是_________________________________________________,反应的化学方程式是____________________________。
③装置D的作用是吸收未反应的CO2便于O2的检验,吸收CO2的离子方程式是________________________。
四、计算题(本大题共1小题,共8.0分)
17. 高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,在酸性条件下可被还原为Mn2+。
(1)在用 KMnO4酸性溶液处理固体 Cu2S时,溶液变蓝,并有SO2气体生成:
①写出发生的反应的离子方程式_______________________________________:
②每生成 2.24 L(标况下)SO2,转移电子数目是_____________。
(2)用 KMnO4酸性溶液处理固体 CuS时,也可将 CuS反应成 Cu2+和 SO2.
①写出该离子反应方程式:____________________________________________________。
②酸化KMnO4溶液时选用的酸是( )
A.H2S B.H2SO4 C.盐酸 D.硝酸
(3)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以将硫酸亚铁氧化为硫酸铁。
①写出该反应的离子方程式__________________________________________________________。
②下列说法正确的是( )
A.MnO 4−是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Fe2+的还原性强于Mn2+
C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有红色沉淀生成
D.生成1 mol水时,转移2.5 mol电子
(4)15.8g KMnO4加热分解后剩余固体 15.0 g.该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应,生成单质气体 A,产物中锰元素以 Mn2+存在,请计算:
① KMnO4的分解率:__________。
②气体 A的物质的量为 ___________mol。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查氧化还原反应,注意结合氧化还原反应的特点,结合元素的化合价的变化,得失电子守恒进行分析解答,题目难度较大。
【解答】
反应前后Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,S元素的化合价由−2价升高为+6价,则1molFeS完全反应失去9mol电子;当产物中n(NO2):n(N2O4):n(NO)=1:1:1时,设反应生成1mol NO2、1mol N2O4、1mol NO,则N元素得到的电子的物质的量为6mol,根据得失电子守恒可得,反应的化学方程式为:6FeS+42HNO3=2Fe(NO3)3+2Fe2(SO4)3+9NO2+9N2O4+9NO+21H2O。
A.反应前后Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,S元素的化合价由−2价升高为+6价,则反应中FeS是还原剂,N元素的化合价降低,则NO2、N2O4、NO是还原产物,故A正确;
B.HNO3是氧化剂,Fe(NO3)3是氧化产物,则氧化性:HNO3>Fe(NO3)3,故B正确;
C.由分析可知参加反应的n(FeS):n(HNO3)=1:7,故C错误;
D.反应前后Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,S元素的化合价由−2价升高为+6价,则1molFeS完全反应失去9mol电子,故D正确;
故选C。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应的基本概念与计算、氧化产物判断等,难度中等,掌握氧化还原反应的基础知识是解题的关键。
【解答】
A.混合气体(O2和Cl2)的平均相对分子质量计算如下:(3×32+2×71)÷5=47.6,故A错误;
B.O2为氧化产物,Cl2是由HClO3中Cl由+5价下降至0价,属还原产物,故B错误;
C.该反应中,每生成3 mol O2,得、失电子数均为20NA,标准状况下1.344 L O2,即0.06 mol,转移电子数0.4NA,故C正确;
D.被氧化和被还原的氯元素之比为1:1,故D错误;
故选C。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了氧化还原反应基本概念、氧化性强弱比较、氧化还原反应有关计算的相关知识,试题难度一般。
【解答】
Mn2+是反应物,反应后生成MnO4−,则Mn2+失电子作还原剂,含有碘元素的离子在反应中作氧化剂,碘元素化合价降低,所以IO4−是反应物,IO3−是生成物,根据元素守恒知,水是反应物,根据氧化还原反应中得失电子守恒以及原子守恒,可以得出该反应的离子方程式为2Mn2++5IO4−+3H2O=2MnO4−+5IO3−+6H+。
A.IO4−中碘元素化合价降低,得电子,作氧化剂,具有氧化性,故A正确;
B.根据反应的离子方程式可知,该反应的氧化剂是IO4−,氧化产物是MnO4−,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性强弱顺序为IO4−>MnO4−,故B错误;
C.根据上述分析知Mn2+是还原剂,具有还原性,故C正确;
D.根据反应的离子方程式可知,有2个Mn2+参加反应时,转移电子的个数为2×(7−2)=10,故D正确。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题以卤族元素及化合物的性质考查氧化还原反应,为高频考点,明确氧化还原反应中元素的化合价变化是解答本题的关键。G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物,氧化还原反应中元素的化合价有升高,则必然有降低,以此来解答。
【解答】
①G→Q+NaCl中,NaCl中Cl元素为−1价,则Cl元素的化合价为Q>G>−1,
③Y+NaOH→G+Q十H2O中,为歧化反应,Y中Cl元素的化合价介于G、Q之间,结合①可知Cl元素的化合价为Q>Y>G,
中,H元素的化合价降低,则Cl元素的化合价升高,所以Cl元素的化合价为X>Q,
④Z+NaOH→Q+X+H2O中,为歧化反应,Z中Cl元素的化合价介于Q、X之间,结合②可知,Cl元素的化合价为X>Z>Q,
所以五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为G、Y、Q、Z、X,
故选A。
5.【答案】C
【解析】解:A.该反应中C元素的化合价由+3价升高到+4价,所以草酸是还原剂,则二氧化碳是氧化产物,故A正确;
B.该反应中草酸是还原剂,在反应中被氧化,故B正确;
C.该反应中草酸是还原剂,二氧化氯是还原产物,所以草酸的还原性大于ClO2的还原性,故C错误;
D.二氧化氯具有强氧化性,所以能杀菌消毒,二氧化氯作水处理剂时,利用了其强氧化性,故D正确;
故选:C。
本题考查氧化还原反应,明确元素化合价变化是解本题关键,难度不大.
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应计算、氧化还原反应的规律,意在考查学生的分析能力和知识应用能力,根据曲线变化图分析反应物、产物是解答的关键。
【解答】
由曲线变化图可知,随反应进行NO3−的物质的量减小,而Fe3+的物质的量从0开始增加,故Fe3+是生成物,则Fe2+和NO3−应是反应物,N元素化合价应该是降低,其还原产物为NH4+,结合化合价升降守恒,反应的离子方程式应为8Fe2++NO3−+10H+=8Fe3++NH4++3H2O。
A.反应中NO3−被还原,发生还原反应,故A正确;
B.根据还原剂的还原性大于还原产物,可知还原性:Fe2+>NH4+,故B正确;
C.该反应中Fe2+被氧化为Fe3+,故C正确;
D.在反应8Fe2++NO3−+10H+=8Fe3++NH4++3H2O中参加反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为8:1,故D错误。
故选D。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查了化合价变化情况的比较的相关知识,较为基础,难度不大,注意氧化还原反应的原理。
【解答】
从④C+Cl2+H2O→D+HCl分析氯元素化合价降低,所以硫元素化合价升高,D>C。根据③B+D→C+H2O分析,化合价为D>C>B。结合②C+E→B+H2O分析,D>C>B>E;①A+KOH→B+C+H2O中A中硫元素化合价在B、C之间,所以有D>C>A>B>E。
故选C。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应,掌握氧化还原反应的概念和规律是解题的关键,难度一般。
【解答】
反应中As的化合价从+3升高到+5价,S的化合价从−2价升高到0价,O的化合价从0价降低到−2价,根据电子守恒,反应方程式配平为:2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S,据此回答。
A.根据反应2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S可知,参与反应的O2和H2O的物质的量之比为5:6,故A正确;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物,故氧化性:O2>S,故B正确;
C.As2S3中As和S的化合价均升高,被氧化,作还原剂;H3AsO4中As的化合价升高,O的化合价降低,既是氧化产物又是还原产物,故C正确;
D.反应2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S中转移电子数为20,故生成1molH3AsO4,转移5mol电子,故D错误。
故选D。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
本题综合考查了氧化还原反应的相关知识,涉及了计算等知识,综合性较强,应多练习,题目难度不大。
【解答】
A.由于KCl、KClO、KClO3中K与Cl个数比均是1:1,所以每消耗4molKOH,应吸收标准状况下44.8LCl2,故A错误;
B.在反应②中KClO是氧化剂,而K2FeO4是氧化产物,所以氧化性应为K2FeO4
D.根据反应②可知,得到0.2molK2FeO4消耗0.3molKClO,而反应①的氧化产物只有KClO,所以应有Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,所以应消耗0.3molCl2,故D正确。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应,为高频考点,侧重于学生的分析能力和应用能力的考查,注意从元素化合价的角度解答该类题目,试题难度不大。
【解答】
A.2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中KMnO4做氧化剂,氧化HCl得到氧化产物Cl2,氧化性KMnO4>Cl2; 2FeCl2+Cl2=2FeCl3反应中Cl2是氧化剂,氧化FeCl2得到氧化产物FeCl3,氧化性Cl2>FeCl3; 2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2中,FeCl3是氧化剂,氧化KI为I2,氧化性FeCl3>I2;
综上所述氧化性由大到小的顺序为:MnO 4−>Cl2>Fe3+>I2,故A正确;
B.反应中2mol高锰酸钾全部作氧化剂,16molHCl只有10mol作还原剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5,故B错误;
C.反应②中Cl2是氧化剂,被还原得到Cl−,FeCl2是还原剂,被氧化得到Fe3+,所以FeCl3既是氧化产物又是还原产物,故C正确;
D.还原性I−>Fe2+,氯气优先氧化I−,反应3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3不能发生,故D正确。
11.【答案】(1)CuSO4;2.24L;
(2)②⑤;④;
(3)Ag;Mg2+、Zn2+;
(4)①1.6;②。
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应及其计算,为高考常见题型,侧重氧化还原反应的基本概念、氧化还原反应的计算、电子守恒的应用等内容的考查,把握元素的化合价变化是解题的关键,题目难度中等。
【解答】
(1)Cu与浓H2SO4发生化学反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,铜元素化合价升高,发生氧化反应,对应氧化产物为CuSO4,该反应转移电子2e-,根据2e-~SO2可知,若反应中转移的电子的物质的量为0.2mol,则生成的SO2气体在标况下的体积为22.4L/mol×0.2mol2=2.24L;
(2)①S的化合价处于中间价态,所以既有氧化性又有还原性;
②S2-的化合价处于最低价态,只有还原性;
③Fe2+的化合价处于中间价态,所以既有氧化性又有还原性;
④H+的化合价处于最高价态,只有氧化性;
⑤Cu的化合价处于最低价态,只有还原性;
⑥HCl中氢元素的化合价处于最高价态,只有氧化性;Cl元素的化合价处于最低价态,只有还原性;所以HCl既有氧化性又有还原性;
⑦H2O中氢元素的化合价处于最高价态,只有氧化性;O的化合价处于最低价态,只有还原性;所以H2O既有氧化性又有还原性;
结合以上分析可知,在化学反应中,该物质做还原剂,只能被氧化的是②⑤;该物质只做氧化剂,只能表现出氧化性的是④;
(3)根据金属活动性顺序可知,金属的还原性顺序:Mg>Zn>Cu>Ag;向含有Cu2+、Mg2+、Ag+的混合液中加入适量锌粉,锌首先置换出银,当银离子完全反应后,锌再置换出铜;锌不能置换镁,所以最终反应容器中有固体剩余,则固体中一定含有银,反应后溶液中一定含有的阳离子是Zn2+、Mg2+;
(4)①方案a:3.4gNH3的物质的量为3.4g17g/mol=0.2mol;Fe(OH)2→Fe(OH)3,铁元素化合价由+2价变为+3价,NO3-→NH3,氮元素化合价由+5价变为-3价,根据电子得失守恒可知,(3-2)×n[Fe(OH)3]=0.2×(5+3),解得:n[(Fe(OH)3]=1.6mol;
②方案b:Al→AlO2-中,铝元素化合价升高了3价,2NO3-→N2中,氮元素化合价降低了5价,共变化了10价;根据氧化还原反应中化合价升降总数相等规律可知,Al填系数10,AlO2-填系数10,NO3-填系数6,N2填系数3,最后根据电荷守恒及原子守恒配平其它物质的系数,具体如下:10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O;根据方程式可知,该反应中转移了30e-,电子转移的方向和数目如下:。
12.【答案】(1)2H2O2=2H2O+O2↑
(2)H2O2;KMnO4;H2SO4;MnSO4;O2;K2SO4
①H2O2;MnSO4;② Mn
(3)>
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应方程式的书写及配平,氧化还原反应的相关概念等,题目难度不大。
【解答】
(1)过氧化氢分解生成水和氧气,过氧化氢中氧元素的化合价一部分升高到0价,一部分降低到−2价,过氧化氢既做氧化剂又做还原剂,既体现氧化性又体现还原性,化学方程式为:;
(2)根据变价元素分析,此反应是高锰酸钾将过氧化氢氧化,过氧化氢中氧元素升高到氧气中的0价,高锰酸钾中锰元素化合价降低到硫酸锰中的+2价,根据元素守恒得一个不配平的方程式为:KMnO4+H2O2+H2SO4→K2SO4+MnSO4+O2↑+H2O;
①该反应中过氧化氢中氧元素化合价升高,被氧化,还原剂是H2O2;氧化剂是高锰酸钾,高锰酸钾被还原得到还原产物为硫酸锰;
②锰元素化合价降低,被还原,发生还原反应的元素是 Mn;
(3)根据B反应,过氧化氢为氧化剂,铬酸钾为氧化产物,则氧化性:H2O2>K2CrO4,根据(2)分析,氧化性:KMnO4>H2O2,则氧化性:KMnO4>K2CrO4。
13.【答案】(1)Cl2、H+;Cl2
(2)①酸性 ②氧化性和还原性
(3)
【解析】
【分析】本题考查了氧化还原反应基本概念,氧化性、还原性强弱的比较,氧化还原反应中电子转移的表示等,试题难度一般。
【解答】
(1)Cl−中氯元素处于最低价态,只表现还原性,H+中氢元素处于最高价态,只表现氧化性,Cl2中氯元素处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性,所以具有氧化性的是Cl2和H+;又由于铁钉与氯气反应生成FeCl3,而铁钉与盐酸反应生成FeCl2,故Cl2的氧化性强于H+的氧化性。
(2)①NaOH与HCl反应生成盐和水,发生中和反应,HCl表现酸性。
②HCl中H元素化合价降低,Cl元素化合价升高,HCl既作氧化剂又作还原剂,HCl表现氧化性和还原性。
(3)反应2HClH2↑+Cl2↑属于氧化还原反应,电子转移的方向和数目用双线桥法表示为。
14.【答案】(1)c
(2)2F2+2H2O=4HF+O2或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或C+H2OCO+H2
(3)①
②NaHSO3;I;2
(4)>;H2O+I2+HSO3−→2I−+SO42−+3H+
【解析】
【分析】
本题考查了四种基本反应类型和氧化还原反应的关系,氧化还原反应的配平和计算、氧化还原反应中的概念等,题目难度不大,熟练掌握概念是解答的关键。
【解答】
(1)a.海水提溴,涉及溴离子被氧化为溴单质,有氧化还原反应,故不选;
b.工业制氯碱是电解饱和氯化钠溶液得到氯气、氢气和氢氧化钠,有氧化还原反应,故不选;
c.海水晒盐,只是将水蒸发,是物理过程,不涉及氧化还原反应,故选;
d.海带提碘涉及将I−氧化为碘单质,有氧化还原反应,故不选;
故选c;
(2)反应类型Ⅳ属于置换反应,有水参与的置换反应有:2F2+2H2O=4HF+O2或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或C+H2OCO+H2;
(3)①根据化合价升降守恒或电子得失守恒配平方程式及电子转移为: ;
②该反应中反应前后S元素化合价升高,亚硫酸氢钠被氧化,还原剂为:NaHSO3;I元素化合价降低,被还原;HSO3−被氧化生成SO42−,S元素升高2价,所以生成1 mol氧化产物则转移电子数目为2NA;
(4)HSO3−、I2、I−、SO42−和一些未知物组成的一个氧化还原反应,其中SO42−是氧化产物,说明还原剂为HSO3−,氧化剂为I2,还原产物为I−,还原剂还原性大于还原产物,所以还原性:HSO3−>I−;该反应的离子方程式为:H2O+I2+HSO3−→2I−+SO42−+3H+。
15.【答案】Ⅰ.(1)①27.8;烧杯
②100mL
(2)①偏大
②偏小
Ⅱ.①+6价
② +4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O
③BC
【解析】
Ⅰ.【分析】
本题考查了一定体积物质的量浓度溶液的配制,明确物质的量浓度定义,熟悉配制原理及操作步骤是解题关键,注意误差分析的方法和技巧。
【解答】
(1)①需要绿矾的质量为:0.1L×1mol/L×278g/mol=27.8g;在烧杯中溶解并恢复至室温;
故答案为:27.8;烧杯;
②配制100mL溶液,需用规格为100mL的容量瓶,故答案为:100mL;
(2)①若该绿矾晶体已部分失去结晶水,则绿矾晶体中铁元素的含量增大,根据c=nV可知,所以所配溶液浓度偏大;
故答案为:偏大;
②如图所示,仰视加水定容,则溶液体积偏大,根据c=nV可知,所配溶液浓度偏小;
故答案为:偏小。
Ⅱ.【分析】
本题考查了氧化还原反应的分析,注意根据元素化合价的变化分析,题目难度较小。
【解答】
①FeO42−中,O元素的化合价为−2价,根据化合价代数和为0价,则铁元素化合价为+6价;故答案为:+6价;
②该反应中,铁元素由+3价升高到+6价,共失去6e−,氯元素由+1价降低到−1价,共得到6e−,用单线桥表示反应中电子转移情况为:+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O;
故答案为:+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O;
③FeO42−中铁元素化合价为+6价,是最高价,只能与具有还原性的物质反应,
A.KMnO4只具有强氧化性,故A不符合;
B.SO2中S元素为+4价,具有很强的还原性,故B符合;
C.H2S中S元素为−2价,只具有很强的还原性,故C符合;
D.O2只具有强氧化性,故D不符合。
故答案为:BC。
16.【答案】(1)①+7;氧化性;②还原剂;③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)①;②淡黄色固体变为白色;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;③CO2+2OH−=CO 32−+H2O
【解析】
【分析】
本题考查了性质实验方案的设计,为高考常见题型,注意掌握常见物质的性质及检验方法,明确物质性质实验方案设计与评价的方法,试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力,题目难度中等。
【解答】
(1)①KClO4中氯元素的化合价为+7价,为最高价态,具有氧化性。
②Na元素化合价升高,被氧化,为还原剂。
③NaHCO3不稳定,易分解,可生成碳酸钠、二氧化碳和水,方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)①B用为干燥装置,可用浓硫酸除去水,装置图为。
②装置C中发生 2Na2O2 +2CO2=2Na2CO3 +O2,观察到的现象是淡黄色固体变为白色。
③二氧化碳与氢氧化钠反应可生成碳酸钠,反应的离子方程式为CO2 +2OH−=CO32−+H2O。
17.【答案】(1)①8MnO4−+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O ②0.8NA
(2)①6MnO4−+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O ②B
(3)① MnO4−+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O ②B
(4)①50% ②0.2
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应的相关计算、基本概念等,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,难度中等,注意从元素化合价的变化以及氧化还原反应中得失电子数目相等的角度解答该题.
【解答】
(1)①在用 KMnO4 酸性溶液处理固体 Cu2S时,溶液变蓝,并有SO2气体生成:写出发生的反应的离子方程式:8MnO4−+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O,故答案为:8MnO4−+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O;
②2.24 L(标况下)SO2的物质的量为22.4L22.4L/mol=0.1mol,由方程式可知消耗MnO4−为0.1mol×85=0.16mol,反应中Mn元素化合价有+7降低到+2价,故转移电子为0.16mol×(7−2)=0.8mol,转移电子数目为0.8NA,故答案为:0.8NA;
(2)①用 KMnO4 酸性溶液处理固体 CuS时,也可将 CuS反应成 Cu2+和 SO2,离子反应方程式:6MnO4−+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O ,故答案为:6MnO4−+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O ;
②H2S和盐酸容易被高锰酸钾氧化,硝酸本身具有强氧化性,只有硫酸适合酸化KMnO4溶液,故答案为:B;
(3)①高锰酸钾溶液在酸性条件下可以将硫酸亚铁氧化为硫酸铁离子方程式:MnO4−+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,故答案为:MnO4−+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;
②A.MnO 4−是氧化剂,Fe3+是氧化产物,故A错误;
B.还原剂的还原性强于还原产物的还原性,故Fe2+的还原性强于Mn2+,故B正确;
C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到溶液变红,Fe(SCN)3不是沉淀,故C错误;
D.生成1 mol水时,消耗Fe2+为:1mol×54=1.25mol,故转移电子为1.25 mol,故D错误;
故选B;
(4)高锰酸钾加热分解的反应方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,15.8g KMnO4的物质的量为:n(KMnO4)=15.8g158g/mol=0.1mol,加热分解后剩余固体 15.0 g,减少的重量为氧气的质量,m(O2)=15.8g−15g=0.8g,n(O2)=0.8g32g/mol=0.025mol。
①消耗的KMnO4物质的量为0.025mol×2=0.05mol,则KMnO4的分解率为:0.050.1×100%=50%,故答案为:50%;
②在反应后剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应,生成单质气体为氯气,根据电荷守恒,整个过程中,Mn元素获得电子等于O元素、Cl元素失去的电子,设氯气的物质的量为xmol,
由电子转移守恒可得:Mn总获得的电子为0.1mol(7−2),O元素、Cl元素失去的电子为4n(O2)+2n(Cl2)=4×0.025mol+2x,则0.1mol(7−2)=4×0.025mol+2x,得x=0.2mol,故答案为:0.2。
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