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2024版新教材高考化学复习特训卷课练3氧化还原反应
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课练3 氧化还原反应
练
1.宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理是4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O。下列说法正确的是( )
A.X的化学式为AgS
B.银针验毒时,空气中氧气失去电子
C.反应中Ag和H2S均是还原剂
D.每生成1 mol X,反应转移2 mol e-
2.下列变化中,气体被还原的是( )
A.水蒸气使CuSO4固体变蓝
B.氯气使浅绿色FeCl2溶液变黄
C.H2使灼热CuO固体变红
D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
3.把图2中的纸片补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是( )
A.IO作氧化剂
B.1 mol Mn2+参加反应转移5 mol 电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2
D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
4.某强氧化剂XO(OH)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH),需用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
5.含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+Cl2―→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C.该反应中,若有1 mol CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移
D.若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区发生反应
6.科研人员提出了雾霾微粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理,其主要过程示意图如下。下列说法错误的是( )
A.氧化性:NO2>SO,还原性:SO>HNO2
B.第Ⅱ、Ⅲ阶段总的化学方程式为:
SO+H2O+NO2===HNO2+HSO
C.该过程中NO为中间产物
D.上述反应过程中,S的成键数目保持不变
练
7.[2022·北京卷,6]下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是( )
A.向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀
B.向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3]
D.向H2S溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
8.[2021·山东卷,13](双选)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只作氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
9.[2022·湖南卷,9]科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-转移(如a、b和c),能将海洋中的NO转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中NO发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH)=1∶4
D.过程 Ⅰ→Ⅲ 的总反应为
NO+NH===N2↑+2H2O
10.[2021·浙江6月,8]关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
11.[2021·浙江1月,10]关于反应8NH3+6NO2===7N2+12H2O,下列说法正确的是( )
A.NH3中H元素被氧化
B.NO2在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3
练
12.[2023·娄底质检]Cu2HgI4是一种红色固体,常用作室温涂料。制备反应为:
2CuSO4+K2HgI4+SO2+2H2O===Cu2HgI4↓+K2SO4+2H2SO4。
下列说法正确的是( )
A.上述反应的产物Cu2HgI4中,Hg的化合价为+1
B.上述反应中Hg元素与Cu元素均被还原
C.上述反应中生成1 mol Cu2HgI4时,转移的电子数为4NA
D.由以上信息可推知:可发生反应
2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O===
2CuCl↓+Na2SO4+2H2SO4
13.[2023·杭州模拟]为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3===4KNO3+Se+2I2+2H2O。下列说法错误的是( )
A.①中SO2是还原产物,SeO2是氧化产物
B.②中KI是还原剂,HNO3是氧化剂
C.②中每生成0.2 mol I2共转移0.4 mol 电子
D.氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2
14.[2023·太原模拟]水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2O+O2+aOH-===Y+S4O+2H2O。下列说法中不正确的是( )
A.S2O是还原剂
B.Y的化学式为Fe2O3
C.a=4
D.每有1 mol O2参加反应,转移的电子总数为4 mol
15.[2023·鹤岗模拟]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:
KMnO4+FeSO4+H2SO4―→
K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.Fe2+的还原性强于Mn2+
B.MnO是氧化剂,Fe3+是还原产物
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶1
D.生成1 mol 水时,转移2.5 mol 电子
一、选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.下列颜色变化与氧化还原反应无关的是( )
A.将乙醇滴入酸性K2Cr2O7溶液中,溶液由橙色变为绿色
B.将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去
C.将SO2通入氯水中,溶液黄绿色褪去
D.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
B.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3Cl2+2FeI2===2FeCl3+2I2
3.某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
实验1
实验2
实验3
装置
操作
和
现象
微热后,溶液颜色无明显变化;把蘸浓氨水的玻璃棒靠近试管口,产生白烟
溶液变黄;试管口有红棕色气体生成
溶液变深紫色;经检验溶液含单质碘
下列对实验的分析不合理的是( )
A.NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑
B.根据实验1和实验2能判断还原性:Br->Cl-
C.根据实验3能判断还原性:I->Br-
D.上述实验利用了浓H2SO4的难挥发性、强氧化性等
4.过氧化钠具有强氧化性,遇亚铁离子可将其氧化为一种常见的高效水处理剂,化学方程式为2FeSO4+6Na2O2===
2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
下列说法中不正确的是( )
A.氧化性:Na2O2>Na2FeO4>FeSO4
B.FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂
C.由反应可知每3 mol FeSO4完全反应时,反应中共转移12 mol 电子
D.Na2FeO4处理水时,不仅能杀菌消毒,还能起到净水的作用
5.根据表中信息,判断下列叙述中正确的是( )
序号
氧化剂
还原剂
其他
反应物
氧化
产物
还原
产物
①
Cl2
FeBr2
/
Fe3+、
Br2
②
KClO3
浓盐酸
/
Cl2
③
KMnO4
H2O2
H2SO4
O2
Mn2+
A.反应①中,当只有少量Cl2时,发生反应:
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
B.氧化性:KClO3>Fe3+>Cl2>Br2
C.②中反应的还原产物是Cl2,1 mol KClO3参加反应时转移电子数目是5NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.③中反应的离子方程式为2MnO+3H2O2+6H+===2Mn2++4O2↑+6H2O
6.NaClO2可用作造纸的漂白剂,它由
H2O2+2ClO2+2NaOH===
2NaClO2+2H2O+O2制得。
下列说法正确的是( )
A.H2O2是氧化剂,H2O2中的氧元素被还原
B.每生成1 mol O2,转移电子的物质的量为4 mol
C.ClO2中的氯元素被氧化
D.ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂
7.常温下,向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液,反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是( )
A.该反应过程中,M是Fe3+,M′是Fe2+
B.当有1 mol O2生成时,转移2 mol 电子
C.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐降低
D.H2O2的氧化性比Fe3+强,还原性比Fe2+弱
8.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其转化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅰ的离子方程式为
2Ce4++H2===2Ce3++2H+
B.反应前溶液中c(Ce4+)一定等于反应后溶液中的c(Ce4+)
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数一定保持不变
9.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是
3Fe2++2S2O+O2+4OH-===
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∶4
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,反应转移的电子为2 mol
D.O2是氧化剂,S2O与Fe2+是还原剂
10.用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时,发生反应 Ⅰ:MnO+Cu2S+H+―→
Cu2++SO+Mn2++H2O(未配平)
和反应Ⅱ:MnO+FeS2+H+―→
Fe3++SO+Mn2++H2O(未配平)。
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B.反应Ⅰ中每生成1 mol SO,转移电子的物质的量为10 mol
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3
二、非选择题:本题共3小题。
11.实验室可用KMnO4和浓盐酸反应制取氯气:KMnO4+HCl(浓)―→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)
(1)配平化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。
(2)在该反应中,如有1 mol Cl2生成,被氧化的HCl的物质的量是________,转移电子的数目是________。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到含有ClO-与ClO物质的量之比为1∶1的混合液,反应的化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)报纸报道了多起卫生间清洗时,因混合使用“洁厕灵”(主要成分是盐酸)与“84消毒液”(主要成分是NaClO)发生氯气中毒的事件。试根据你的化学知识分析,原因是__________________________________________(用离子方程式表示)
12.酸性KMnO4、H2O2在生活、卫生医疗中常用作消毒剂,其中H2O2还可用于漂白,是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(H2C2O4)去除,Fe(NO3)3也是重要的氧化试剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。
(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,写出该反应的离子方程式________________________________________,氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
(2)取300 mL 0.2 mol ·L-1 KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则转移电子的物质的量是________ mol。
(3)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的原因是______________________________________________(用文字表达),又变为棕黄色的离子方程式是______________________________________________。
(4)测定KMnO4样品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定,取0.474 g KMnO4样品溶解酸化后,用0.100 mol ·L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定,标准Na2S2O3溶液应盛装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。配平上述反应的离子方程式:
__MnO+__S2O+__H+===
__Mn2++__SO+__H2O,实验中,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液12.00 mL,则该样品中KMnO4的物质的量是________。
13.水体中的Cr2O、HCrO和CrO是高毒性的重金属离子,可用Cr(Ⅵ)表示。常用的处理方法是将Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3。
(1)在一定pH的水溶液中,HS-、S2-可与CrO反应生成Cr(OH)3和单质硫。水溶液中S2-能与单质硫反应生成S,S能还原Cr(Ⅵ)。
①在pH=9的水溶液中CrO与HS-反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②25 ℃时用过量S2-还原Cr(Ⅵ),发现反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快。产生该现象的原因可能是________________________________________;
验证的实验方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)金属也可用于还原废水中的Cr(Ⅵ)。其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、ZnCu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图1所示。图中b对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用氧化铁包裹的纳米铁粉(用Fe@Fe2O3表示)能有效还原水溶液中的Cr(Ⅵ)。Fe@Fe2O3还原近中性废水中Cr(Ⅵ)的可能反应机理如图2所示。Fe@Fe2O3中Fe还原CrO的过程可描述为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课练3 氧化还原反应
狂刷小题 夯基础
[练基础]
1.D 根据原子守恒,X的化学式为Ag2S,A项错误;银针验毒时,氧元素化合价降低,空气中氧气得到电子,B项错误;反应中Ag是还原剂,氧气是氧化剂,H2S既不是氧化剂又不是还原剂,C项错误;银的化合价升高1,每生成1 mol X,反应转移2 mol e-,D项正确。
2.B 水蒸气使CuSO4固体变蓝,发生了反应:CuSO4+5H2O===CuSO4·5H2O,不是氧化还原反应,故A不选;氯气使浅绿色FeCl2溶液变黄,发生了反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3,Cl2中0价的Cl反应后降低到了FeCl3中的-1价,被还原,故B选;H2使灼热CuO固体变红,发生了反应:H2+CuOCu+H2O,H2中H的化合价从0价升高到了水中的+1价,被氧化,故C不选;氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀,发生了反应:AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl,不是氧化还原反应,故D不选。
3.D A项,分析图1、图2可知,Mn2+为反应物,作还原剂,则IO作氧化剂;B项,配平后的离子方程式为2Mn2++5IO+3H2O===2MnO+5IO+6H+,故1 mol Mn2+参加反应转移5 mol 电子;C项,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2;D项,配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6。
4.C XO(OH)中X的化合价是+5,Na2SO3中S的化合价从+4升高到+6,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必相等:2.4×10-3×(5-a)=0.2×0.03×(6-4),解得a=0。
5.B 反应中Cl元素由0价降低到-1价,C元素由+2价升高到+4价,N元素由-3价升高到0价,可知Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物,A正确;由分析可知,配平后的离子方程式为2CN-+8OH-+5Cl2===2CO2+N2+10Cl-+4H2O,反应中CN-是还原剂,Cl2是氧化剂,氧化剂与还原剂的化学计量数之比为5∶2,B错误;由离子方程式可知,若有1 mol CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移,C正确;若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区失去电子,发生氧化反应,D正确。
6.D 根据方程式SO+NO2===NO+SO和SO+H2O+NO2===HNO2+HSO可得氧化性:NO2>SO,还原性:SO>HNO2,A正确;根据图示可知:在第Ⅱ阶段,SO、NO2在H2O存在条件反应产生SO3、NO。在第Ⅲ阶段,SO3结合OH-变为HSO,NO结合H+变为HNO2,故第Ⅱ、Ⅲ阶段总的化学方程式为:SO+H2O+NO2===HNO2+HSO,B正确;根据图示的转化过程知该过程中NO2→NO→HNO2,NO为中间产物,C正确;由题图可知,由SO最终生成HSO,S的成键数目由3变为4,D错误。
[练高考]
7.D 向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,发生反应NaHSO4+BaCl2===BaSO4↓+NaCl+HCl,为非氧化还原反应,且溶液pH不变,A项错误;向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,发生氧化还原反应4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,c(OH-)增大,pH增大,B项错误;向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,发生反应2Cu2++4HCO===Cu2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑,为非氧化还原反应,C项错误;向H2S溶液中通入氯气,发生氧化还原反应H2S+Cl2===2HCl+S↓,且c(H+)增大,pH减小,D项正确。
8.BD KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2、O2,K2MnO4、MnO2均具有氧化性,在加热条件下能与浓盐酸发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2,因此气体单质G为O2,气体单质H为Cl2。加热KMnO4固体的反应中,O元素化合价由-2升高至0被氧化,加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中,Cl元素化合价由-1升高至0被氧化,因此O2和Cl2均为氧化产物,故A正确;KMnO4固体受热分解过程中,Mn元素化合价降低被还原,部分O元素化合价升高被氧化,因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂,故B错误;Mn元素在反应过程中物质及化合价变化为,Mn元素至少参加了3个氧化还原反应,故C正确;每生成1 mol O2转移4 mol 电子,每生成1 mol Cl2转移2 mol 电子,若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl-生成Cl2所失去的,则气体的物质的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,n(气体)max=0.25 mol,但该气体中一定含有O2,因此最终所得气体的物质的量小于0.25 mol,故D错误。
9.D
过程Ⅰ发生的是还原反应,A项错误,由以上分析可知,a、b中转移电子数目不相等,B项错误;过程Ⅱ中参加反应的n(NO)与n(NH)之比为1∶1,C项错误;由图知,总反应为NH+NO===N2↑+2H2O,D项正确。
10.D 本题考查氧化还原反应。
由反应可知,A、B错误;此反应转移7 mol电子,生成4 mol I2,故生成12.7 g(0.05 mol) I2时,转移0.087 5 mol 电子,C错误;此反应中1 mol K2H3IO6全部作氧化剂,9 mol HI中有7 mol HI作还原剂,故还原剂和氧化剂的物质的量之比为7∶1,D正确。
11.D 氨气中氢元素化合价在反应前后未发生变化,A错误;在反应过程中NO2中氮元素化合价降低,得到电子,B错误;NH3中氮元素化合价升高,被氧化,是还原剂,NO2中氮元素化合价降低,被还原,是氧化剂,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3,C错误;氧化产物由还原剂得到,还原产物由氧化剂得到,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶3,D正确。
[练模拟]
12.D 根据制备反应方程式可知,CuSO4中Cu的化合价由+2价降至+1价,作氧化剂,发生还原反应,SO2中S元素的化合价由+4价升至+6价,作还原剂,发生氧化反应,Cu2HgI4为还原产物。根据上述分析可知,Cu2HgI4中Cu的化合价为+1价,则Hg的化合价为+2价,A选项错误;反应中,只有Cu元素被还原,B选项错误;反应中,CuSO4中Cu的化合价由+2价降至+1价,生成1 mol Cu2HgI4时,转移2 mol 电子,转移的电子数为2NA,C选项错误;根据题干信息,CuSO4可与SO2在盐溶液中发生氧化还原反应,Cu2+被还原为Cu+,SO2被氧化为SO,则反应2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O===2CuCl↓+Na2SO4+2H2SO4可以发生,D选项正确。
13.B 反应①中,硒元素化合价升高被氧化,硒是还原剂,SeO2为氧化产物,硫元素化合价降低被还原,浓硫酸是氧化剂,SO2是还原产物,故A正确;反应②中,硒元素化合价降低被还原,二氧化硒为氧化剂,碘元素化合价升高被氧化,碘化钾是还原剂,氮元素化合价没有变化,硝酸既不是氧化剂也不是还原剂,故B错误;反应②中,生成2 mol 碘单质,转移4 mol 电子,则每生成0.2 mol I2共转移0.4 mol 电子,故C正确;在同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应①中硫酸为氧化剂,二氧化硒为氧化产物,氧化性:H2SO4(浓)>SeO2,反应②中SeO2为氧化剂,I2为氧化产物,氧化性:SeO2>I2,则氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2,故D正确。
14.B 反应前S的化合价是+2价,反应后是+2.5价,化合价升高,因此S2O是还原剂,故A正确;根据方程式可知,还原剂共失去2 mol电子,而1 mol 氧气得到4 mol 电子,所以亚铁离子应该再失去2 mol 电子,因此Y是四氧化三铁,故B错误;根据原子守恒可知,故C正确;每有1 mol O2参加反应,转移的电子总数为1 mol×4=4 mol,D正确。
15.A Fe2+化合价升高,是还原剂,Mn2+是还原产物,还原性:还原剂>还原产物,故A项正确;MnO中锰元素的化合价降低,是氧化剂,Fe3+是氧化产物,故B项错误;锰元素由+7价降至+2价,铁元素由+2价升至+3价,根据得失电子守恒,MnO、Mn2+的系数为1,Fe2+、Fe3+的系数为5,根据电荷守恒,H+的系数为8,根据质量守恒,H2O的系数为4,所以离子方程式为MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O,由此可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,故C项错误;根据离子方程式MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O,生成4 mol 水时转移5 mol 电子,所以生成1 mol 水时,转移1.25 mol 电子,故D项错误。
综合测评 提能力
1.B 将乙醇滴入酸性 K2Cr2O7溶液中,乙醇被氧化,Cr元素化合价由+6价变为+3价,属于氧化还原反应,A不符合题意;SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,发生反应生成盐和H2O,没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,B符合题意;SO2通入氯水中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,有电子转移,属于氧化还原反应,C不符合题意;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性,次氯酸具有强氧化性,石蕊溶液褪色是因为发生氧化还原反应,D不符合题意。
2.B 氧化剂是铁离子,氧化产物是碘,氧化性强弱符合题意,能发生,A不符合题意;FeI2中Fe2+、I-均可被氯气氧化,而还原性I->Fe2+,氯气应先氧化I-而非Fe2+,B符合题意;氧化剂是三氧化二钴,氧化产物为氯气,氧化性强弱符合题意,能发生,C不符合题意;氧化剂是氯气,氧化产物为铁离子,但是铁离子能氧化碘离子,氯气应该首先氧化碘离子能发生,D不符合题意。
3.C 实验1中浓硫酸与氯化钠固体反应生成氯化氢气体,符合难挥发性酸制取挥发性酸,反应为NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑,故A正确;实验1溶液颜色无明显变化说明浓硫酸不能氧化氯离子,实验2溶液变黄说明浓硫酸能氧化溴离子,所以判断还原性:Br->Cl-,故B正确;②中溶液含有浓硫酸和溴单质,加入碘化钠生成碘单质,可能是浓硫酸把碘离子氧化为碘单质,不能得出还原性:I->Br-的结论,故C错误;根据分析,实验1体现浓硫酸的难挥发性、实验2体现浓硫酸的强氧化性,故D正确。
4.C 由同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Na2O2>Na2FeO4>FeSO4,A正确;2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,Fe元素的化合价由+2价升高为+6价,O元素的化合价部分由-1价降低为-2价,部分由-1价升高为0价,所以FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,B正确;2FeSO4~10e-,所以每3 mol FeSO4完全反应时,反应中共转移15 mol 电子,C错误;Na2FeO4处理水时,Na2FeO4可以氧化杀死微生物,生成的还原产物氢氧化铁又具有吸附作用,可以起到净水的作用,D正确。
5.C 因为还原性:Fe2+>Br-,当只有少量Cl2时,Fe2+先被Cl2氧化,发生反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+,A错误;根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应①中,氧化性:Cl2>Fe3+,反应②中,氧化性:KClO3>Cl2,故氧化性强弱顺序为KClO3>Cl2>Fe3+,B错误;反应②中化学方程式为KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,则反应②中的还原产物、氧化产物均是Cl2,KClO3中Cl元素化合价由+5价降低到0价,则1 mol KClO3参加反应时,转移电子数目是5NA,C正确;根据氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知,③中反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O,D错误。
6.D A项,根据方程式可知,双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去电子被氧化,双氧水是还原剂,错误;B项,双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到O2中的0价,1个H2O2分子失去2个电子,因此每生成1 mol O2转移电子的物质的量为2 mol,错误;C项,ClO2中氯元素的化合价从+4价降低到+3价,1个ClO2分子得到1个电子被还原,错误;D项,根据以上分析可知,ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂,正确。
7.B 根据反应原理图,H2O2+M+H+―→H2O+M′的过程中H2O2被还原成H2O,M′+H2O2―→M+O2+H+的过程中H2O2被氧化成O2,根据氧化还原反应的特点,M为Fe2+,M′为Fe3+。根据分析,A错误;图示中生成O2的反应为2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+,反应过程中O元素的化合价由-1价升至0价,因此当有1 mol O2生成时,转移2 mol 电子,故B正确;图示中的反应为2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+、2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,则总反应为2H2O22H2O+O2↑,在H2O2分解过程中生成了H2O,溶液变稀,则溶液的pH会逐渐增大,故C错误;根据2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+说明H2O2的还原性强于Fe2+,2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O说明H2O2的氧化性强于Fe3+,故D错误。
8.B 根据图示,可知反应Ⅰ为2Ce4++H2===2Ce3++2H+,反应Ⅱ为4Ce3++2NO+4H+===4Ce4++N2+2H2O,在整个过程中,Ce4+是催化剂,Ce3+是中间产物,A正确;反应中Ce4+是催化剂,反应前后物质的量不变,但是由于反应生成了水,故Ce4+的浓度会降低,B错误;由反应Ⅱ知氧化剂是NO,还原剂是Ce3+,两者物质的量之比为1∶2,C正确;根据原子守恒,溶液中Ce元素总量始终不变,故Ce4+和Ce3+的总数保持不变,D正确。
9.C 反应中3Fe2+→Fe3O4,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,Fe2+、S2O被氧化,作还原剂,O2为氧化剂,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶(2+2)=1∶4,A、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3Fe2+→Fe3O4,2S2O―→S4O,当3 mol Fe2+参加反应时,有2 mol Fe2+化合价升高,S元素由+2价升高到+价,所以每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为4 mol,C项错误。
10.B 反应Ⅰ中Cu2S中Cu和S的化合价都升高,发生氧化反应,则Cu2S为还原剂,Mn元素的化合价降低,发生还原反应,MnO为氧化剂,A错误;反应Ⅰ中每生成1 mol SO,参加反应的Cu2S为1 mol,Cu2S化合价共升高2×(2-1)+(6+2)=10,反应转移电子的物质的量为10 mol,B正确;反应Ⅱ中氧化剂MnO化合价降低(7-2)=5,还原剂FeS2化合价共升高1+2×(6+1)=15,根据得失电子相等,氧化剂与还原剂的物质的量之比为15∶5=3∶1,C错误;若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,1 mol KMnO4得到5 mol 电子,Cu2S化合价共升高10,应氧化0.5 mol Cu2S,FeS2化合价共升高15,应氧化 mol = mol FeS2,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为0.5 mol∶ mol =3∶2,D错误。
11.答案:(1)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)2 mol 2NA
(3)4Cl2+8NaOH===6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O
(4)Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
解析:(1)反应中氯元素化合价从-1价升高到0价,锰元素化合价从+7价降低到+2价,单线桥由失电子一方指向得电子一方,并在单线桥上标出电子转移数,因为HCl在反应时只有部分被氧化,转移电子总数要根据锰元素来计算。(2)根据反应方程式2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,每生成1 mol Cl2,被氧化的HCl的物质的量是2 mol;转移的电子数为2NA。(3)产物中ClO-与ClO物质的量之比为1∶1,设NaClO3和NaClO的化学计量数都是1,还原产物为氯化钠,根据得失电子守恒和原子守恒,可得发生反应的化学方程式为4Cl2+8NaOH===6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O。(4)次氯酸钠与盐酸发生氧化还原反应生成氯气,可写出离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O。
12.答案:(1)Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O 1∶2
(2)0.16 (3)Fe3+被还原成Fe2+ 3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
(4)碱式 8 5 14 8 10 7 1.92×10-3 mol
解析:(1)盐酸不能与金属铜反应,加入H2O2后,发生氧化还原反应,铜片溶解生成氯化铜、水,该反应的离子方程式为Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O,氧化产物氯化铜与还原产物水的物质的量之比为1∶2。(2)n(KI)=0.06 mol,与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则n(I2)=n(KIO3)=0.02 mol,共失去电子的物质的量为2×0.02 mol +0.02 mol×[5-(-1)]=0.16 mol。(3)先由棕黄色变为浅绿色,说明Fe3+先被还原为Fe2+,变为浅绿色的离子方程式是2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+,后变为棕黄色的原因是反应生成的H+与NO组成的硝酸将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式是3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。(4)Na2S2O3在溶液中水解,使溶液显碱性,所以标准Na2S2O3溶液应盛装在碱式滴定管中;酸性条件下MnO能将S2O氧化为SO,本身被还原为Mn2+,反应的离子方程式为8MnO+5S2O+14H+===8Mn2++10SO+7H2O;实验中,消耗n(S2O)=0.100 mol·L-1×0.012 L=0.001 2 mol,由得失电子数目守恒得:n(MnO)×5=0.001 2 mol×4×2,得n(MnO)=1.92×10-3 mol, 则该样品中KMnO4的物质的量是1.92×10-3 mol。
13.答案:(1)①2CrO+3HS-+5H2O===2Cr(OH)3↓+3S↓+7OH- ②S2-过量,水溶液中S2-能与单质硫反应生成S,S能还原Cr(Ⅵ),所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快 可以在不同反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度 (2)ZnCu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率 (3)单质铁发生吸氧腐蚀,3Fe-6e-===3Fe2+,3Fe2++CrO+4H2O===Cr(OH)3↓+5OH-+3Fe3+
解析:(1)①pH=9的水溶液为碱性,所以发生的离子反应方程式为2CrO+3HS-+5H2O===2Cr(OH)3↓+3S↓+7OH-;②水溶液中S2-能与单质硫反应生成S,S能还原Cr(Ⅵ),加入过量的 S2-,生成S增多,所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快;Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3,Cr(Ⅵ)为橙黄色,Cr3+为绿色,Cr(OH)3为灰绿色沉淀,可以在不同反应时间但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度;(2)原电池原理可以加快反应速率,ZnCu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率;(3)还原近中性废水中Cr(Ⅵ),单质铁发生吸氧腐蚀,3Fe-6e-===3Fe2+,二价铁离子发生氧化反应,CrO发生还原反应生成三价铬,符合图中所示原理,3Fe2++CrO+4H2O===Cr(OH)3↓+5OH-+3Fe3+。
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