2022版高考化学一轮复习 课时分层提升练课时分层提升练5 氧化还原反应

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一、选择题
1.(2019·桂林模拟)将燃着的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,镁条继续燃烧,反应的化学方程式为CO2+2MgC+2MgO,该反应属于( )
①化合反应 ②分解反应 ③置换反应 ④复分解反应 ⑤氧化还原反应
⑥离子反应 ⑦非氧化还原反应
A.①③⑦ B.②③⑥ C.③⑤ D.④⑥
【解析】选C。根据置换反应的定义可知该反应属于置换反应;碳元素、镁元素化合价反应前后有变化,该反应也属于氧化还原反应;没在溶液中进行,该反应不属于离子反应。
2.明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也。”下列说法正确的是(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,泥罐中掺有煤炭)
( )
A.炉甘石作还原剂
B.倭铅是氧化产物
C.反应中每生成3 ml CO,转移4 ml电子
D.该冶炼锌的方法属于热分解法
【解析】选C。炉甘石中锌元素化合价由+2变化为0,作氧化剂被还原,A错误;倭铅为金属锌为还原产物,B错误;反应为ZnCO3+2CZn+3CO↑,反应中碳元素化合价由0升高为+2,锌元素化合价由+2降低为0,另一部分碳元素化合价由+4降低为+2,每生成3 ml CO,转移4 ml电子,C正确;碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,为置换反应,D错误。
3.(2018·浙江11月选考真题)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl22NaCl+Br2
B.Br2+2NaI2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O
D.HBr+NaOHNaBr+H2O
【解析】选A。2NaBr+Cl22NaCl+Br2中溴元素仅被氧化,A正确;Br2+2NaI 2NaBr+I2中溴元素仅被还原,B错误;3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O中溴元素既被还原又被氧化,C错误;HBr+NaOHNaBr+H2O中溴元素化合价没有变化,D错误。
【加固训练】
ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制备ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是( )
A.生成1 ml ClO2时转移1 ml电子
B.ClO2是氧化产物
C.H2C2O4在反应中被还原
D.KClO3在反应中得到电子,发生氧化反应
【解析】选A。根据化学方程式可知,氯元素的化合价从+5降低到+4,得到1 ml电子,选项A正确、选项B错误。H2C2O4中碳元素从+3价升高到+4价,失去电子,被氧化,选项C错误。KClO3在反应中得到电子,发生还原反应,选项D错误。
4.(2019·大庆模拟)已知下述三个实验中的物质均能发生化学反应。
下列判断正确的是( )
A.实验①和③中的铁钉只作还原剂
B.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
C.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
D.实验③中反应的离子方程式为Fe+Fe3+2Fe2+
【解析】选A。实验①中铁置换出铜,铁钉作还原剂,实验③中铁钉被Fe3+氧化,铁钉作还原剂,A正确。由实验①可知氧化性:Cu2+>Fe2+,B错误。实验②中Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,Fe2+是还原剂,C错误。D选项中的离子方程式的电荷和得失电子不守恒,正确的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,D错误。
【加固训练】
已知离子方程式:As2S3+H2O+NAs+S+NO↑+________(未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后水的化学计量数为4
B.反应后溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28
D.氧化产物为As和S
【解析】选C。从所给的离子方程式知,As2S3转化成As和S,而N转化为NO,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,配平后的离子方程式为
3As2S3+4H2O+28N6As+9S+28NO↑+8H+,则A、B、D正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为28∶3,则C不正确。
二、非选择题
5.已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:
(1)该反应中,化合价升高的反应物是________,化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式:
______________________________________________________________。
(3)上述反应中,氧化剂是________,1 ml氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________ ml电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变紫红色,说出NaBiO3的一个性质:________________________________________________________。
【解析】(1)反应原理为在酸性条件下,KMnO4将Cl-氧化为Cl2,自身被还原。
(2)由(1)可知反应物为KMnO4、KCl、H2SO4,其余四种物质为生成物。
(3)该反应中KMnO4作氧化剂,1 ml KMnO4得到5 ml e-。
(4)溶液又显紫红色,说明NaBiO3将Mn2+氧化成了Mn,因而说明NaBiO3的氧化性比KMnO4的氧化性强。
答案:(1)KCl H2SO4
(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO46K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O
(3)KMnO4 得到 5
(4)NaBiO3具有强氧化性(或NaBiO3的氧化性比KMnO4的氧化性强)
【加固训练】
高锰酸钾分别在酸性、中性、碱性条件下发生的反应如下:
Mn+5e-+8H+Mn2++4H2O
Mn+3e-+2H2OMnO2↓+4OH-
Mn+e-Mn(溶液呈绿色)
(1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的________影响。
(2)将SO2通入高锰酸钾溶液中,发生还原反应的离子方程式为________。
(3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列说法正确的是________(填序号)。
a.氧化性:PbO2>KMnO4
b.还原性:PbO2>KMnO4
c.MnSO4溶液可以用盐酸酸化
【解析】(1)Mn在酸性条件下被还原成Mn2+,在中性条件下被还原成MnO2,在碱性条件下被还原成Mn,因此高锰酸根离子被还原的产物受溶液的酸碱性影响。(2)SO2溶于水生成H2SO3,呈酸性,高锰酸根离子被还原的产物应为Mn2+。(3)酸性条件下,PbO2将Mn2+氧化成紫红色的Mn,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知a正确,b错误;盐酸中的Cl-具有还原性,PbO2能将Cl-氧化,c错误。
答案:(1)酸碱性 (2)Mn+5e-+8H+Mn2++4H2O (3)a
6.向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层颜色会逐渐变浅,最后变成无色。完成下列填空:
(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式______________。
(2)整个过程中的还原剂是________。
(3)把KI换成KBr,则CCl4层变为________色;继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是______________________。
(4)加碘盐中含碘量为20～50 mg·kg-1。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg,若用KI与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2________L(标准状况,保留2位小数)。
【解析】开始滴加少许氯水时,Cl2将KI中的I-氧化成碘单质;CCl4层变紫色后,再滴加氯水时,Cl2将碘单质进一步氧化成碘酸。
(1)根据氧化还原反应方程式的配平原则,分析反应中的化合价变化,碘元素的化合价从0→+5,升高5价,氯元素的化合价从0→-1,降低1价,综合得失电子守恒和质量守恒,可配平得:I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl;
(2)分析整个过程中化合价升高的都是碘元素,还原剂为KI和I2;
(3)KI换成KBr时,得到的是溴单质,则其在CCl4中呈红棕色;继续滴加氯水时,颜色不变,可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3,故其氧化性强弱顺序为HBrO3>Cl2>HIO3;
(4)综合写出反应方程式:KI+3Cl2+3H2OKIO3+6HCl,根据化学方程式计算,按最小值计算时,1 000 kg加碘食盐中含碘20 g,根据质量守恒可知,需要消耗Cl2的体积为×3×22.4 L·ml-1≈10.58 L。
答案:(1)I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl
(2)KI、I2 (3)红棕 HBrO3>Cl2>HIO3 (4)10.58
7.(2019·成都模拟)酒后驾车是马路第一大杀手。已知乙醇(C2H5OH)能与K2Cr2O7和H2SO4的混合溶液在一定条件下发生如下反应:2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO42K2SO4 +2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O,且知Cr2和Cr3+在溶液中分别显橙色和绿色,回答下列问题:
(1)该反应________(填“是”或“不是”)离子反应。
(2)写出电离方程式:Cr2(SO4)3______________。
(3)该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,判断的依据是____________________。
(4)能否用这一反应来检测司机是否酒后驾车________(填“能”或“否”),理由是________________________。
【解析】(1)有离子参加或生成的反应都属于离子反应;(3)K2Cr2O7中铬元素、C2H5OH中碳元素化合价发生改变,属于氧化还原反应;(4)由于该反应前后有物质颜色的变化,可以用来检验司机是否酒后驾车。
答案:(1)是 (2)2Cr3++3S (3)是 铬元素在反应后化合价降低,碳元素在反应后化合价升高
(4)能 该反应前后有颜色变化,K2Cr2O7在酸性条件下遇乙醇发生反应,颜色由橙色变为绿色
一、选择题
1.(2019·天水模拟)酸性溶液中过氧化氢能使Cr2转化成蓝色的过氧化铬(CrO5,分子结构为),该反应可用来检验Cr2的存在,其反应的离子方程式为4H2O2+Cr2+2H+2CrO5+5H2O。下列说法正确的是( )
A.过氧化铬中铬元素的化合价为+5价
B.该反应为非氧化还原反应
C.该反应中Cr2发生还原反应
D.该反应中H2O2表现了还原性
【解析】选B。过氧化铬中铬的化合价为+6价,A错误;该反应中过氧化氢中的氧为-1价,在每个过氧化铬中有4个氧为-1价,所以没有元素化合价变化,属于非氧化还原反应,B正确,C、D错误。
2.已知:①A+B2+A2++B ②D+2H2OD(OH)2+H2↑ ③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-E和B-2e-B2+。下列说法正确的是 ( )
A.氧化性:E2+>B2+>A2+>D2+
B.氧化性:D2+>E2+>A2+>B2+
C.反应E+A2+A+E2+能够进行
D.提取某废水中含有的少量A2+时可以选用D
【解析】选A。同一化学反应中,氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性。①A+B2+A2++B,该反应中氧化剂是B2+,氧化产物是A2+,所以B2+的氧化性>A2+的氧化性;②D+2H2OD(OH)2+H2↑,该反应中氧化剂是H2O,氧化产物是D(OH)2,所以H2O的氧化性>D2+的氧化性;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-E,B-2e-B2+。该电池的电池反应式为E2++BE+B2+,所以氧化剂是E2+,氧化产物是B2+,所以E2+的氧化性>B2+的氧化性。所以各离子的氧化性大小为E2+>B2+>A2+>D2+,A正确,B错误。根据氧化性的强弱顺序可知C、D选项中反应不能发生。
【加固训练】
已知在酸性溶液中的还原性强弱顺序为SO2>I->H2O2>Fe2+>Cl-,下列反应不可能发生的是( )
A.2I-+2Fe3+I2+2Fe2+
B.2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+
C.SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI
D.H2O2+H2SO4SO2↑+O2↑+2H2O
【解析】选D。A项,还原性I->Fe2+,发生氧化还原反应;B项,SO2>Fe2+,SO2能还原Fe3+生成Fe2+; C项,因该反应中S的化合价升高,I的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>I-,与已知的还原性强弱一致,能发生; D项,若该反应发生,S的化合价降低,O的化合价升高,则H2O2为还原剂,还原性强弱为H2O2>SO2,与已知的还原性强弱矛盾。
3.(2019·东营模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛
B.生成O3的反应属于氧化还原反应
C.反应Ⅰ属于复分解反应
D.该过程中O2作催化剂
【解析】选A。根据图示可知,丙烯与臭氧发生反应3CH3CHCH2+2O33CH3CHO+ 3HCHO,反应中丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛,A正确;氧气和O生成O3的过程中没有化合价变化,该反应不属于氧化还原反应,B错误;反应Ⅰ中的反应物、生成物有单质或原子,而复分解反应的反应物、生成物都为化合物,所以反应Ⅰ不属于复分解反应,C错误;根据图示可知,该过程中O2为反应物,不是催化剂,D错误。
4.(2019·柳州模拟)在CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑的反应中,下列叙述正确的是
( )
①H2是氧化产物 ②H2是还原产物 ③H2O是氧化剂 ④CaH2中氢元素既被氧化又被还原 ⑤氧化产物和还原产物质量比为1∶1
A.①②④ B.③④⑤ C.①②③⑤ D.④
【解析】选C。负一价的氢与正一价的氢发生氧化还原反应生成氢气。
二、非选择题
5.(2019·北京东城区模拟)现有中学化学中常见的几种物质:①O2、②Mg、③CO、④WO3、⑤W、⑥CO2。请回答下列问题:
(1)①、②、③、④四种物质中常用作还原剂的有________(填序号)。
(2)请将③、④、⑤、⑥对应物质填入下列横线上,以组成一个氧化还原反应方程式:
________+______ ________+________。
(3)随着人们环保意识的增强,许多汽车都已经装上了如图所示的尾气处理装置。在催化剂的作用下,尾气中两种主要的有毒气体反应生成两种无害气体,两种无害气体均为空气中的成分,写出该反应的化学方程式: _________________
_________________________________________________________________。
该反应中______________是氧化剂。
【解析】(1)Mg是活泼金属,CO是低价态的化合物,二者常用作还原剂。(2)据题干中四种物质可判断,该反应为3CO+WO3W+3CO2。(3)由示意图知两种有毒气体为CO和NO,两者反应生成的无害气体均为空气中的成分,即为N2和CO2,化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,在该反应中CO作还原剂,NO作氧化剂。
答案:(1)②③ (2)3CO WO3 W 3CO2
(3)2CO+2NON2+2CO2 NO
6.“钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的,但室温下能溶解于浓硝酸中生成V。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式: ____________________。
(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式:
________________________________________________________。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式:_____________________________。
(4)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为V),溶于强酸生成含钒氧离子(V)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式:________________、________________。
(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中,450 ℃时发生V2O5与VO2之间的转化:V2O5+SO22VO2+SO3、4VO2+O22V2O5,说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是______________________________________。
【解析】(1)钒室温下能溶解于浓硝酸中生成V,故金属钒与浓硝酸反应: V+6H++5NV+5NO2↑+3H2O。
(2)根据题意灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,其化学方程式为2NH4VO3 V2O5+2NH3↑+H2O。
(3)浓盐酸与V2O5反应生成氯气,氯元素的化合价升高,钒元素被还原为蓝色的VO2+,其反应的离子方程式为V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2↑+3H2O。
(4)V2O5与强碱反应生成Na3VO4,V2O5与强酸反应生成(VO2)2SO4。
(5)由方程式V2O5+SO22VO2+SO3、4VO2+O22V2O5可知,说明V2O5在接触法制硫酸过程中起到催化作用。
答案:(1)V+6H++5NV+5NO2↑+3H2O
(2)2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O
(3)V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2↑+3H2O
(4)Na3VO4 (VO2)2SO4 (5)作催化剂或催化作用
【加固训练】
称取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25 ml·L-1NaOH溶液至20 mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+的总物质的量为________ ml 。
②第二份溶液中滴加0.10 ml·L-1的酸性高锰酸钾溶液。
已知:5C2+2Mn+16H+10CO2↑+2Mn2++8H2O
A.KMnO4溶液在滴定过程中作________(填“氧化剂”或“还原剂”),该滴定过程________(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。滴至16 mL时反应完全,此时溶液颜色由________变为________。
B.若在接近终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
C.若在达到滴定终点时俯视读数,则所得结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为________,KHC2O4的质量分数为________。
【解析】①由H++OH-H2O知,n(H+)=n(OH-)=0.25 ml·L-1×0.02 L=0.005 ml 。②原溶液无色,而KMnO4为紫红色,所以当溶液中的H2C2O4和KHC2O4反应完全时,溶液呈浅紫红色。由得失电子守恒得,n(还)×2=0.10 ml·L-1×0.016 L×5,n(还)
=0.004 ml 。③设6.0 g试样中H2C2O4·2H2O、KHC2O4的物质的量分别为n(H2C2O4·2H2O)、n(KHC2O4),由①得:2n(H2C2O4·2H2O)+n(KHC2O4)=0.05 ml,由②得:n(H2C2O4·2H2O)+n(KHC2O4)=0.04 ml,解上述两个方程式得:n(H2C2O4·2H2O)
=0.01 ml,n(KHC2O4)=0.03 ml,H2C2O4·2H2O的质量分数为
×100%=21%,KHC2O4的质量分数为×100%=64%。
答案:①0.005 ②A.氧化剂 不需要 无色 浅紫红色 B.无影响 C.偏小 ③21% 64%
①
②
③
将铁钉放入硫
酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中
滴入几滴浓硝酸
将铁钉放入氯
化铁溶液中