2024届高考化学一轮复习练习第一章化学物质及其变化第4讲氧化还原反应的基本概念和规律

这是一份2024届高考化学一轮复习练习第一章化学物质及其变化第4讲氧化还原反应的基本概念和规律，共19页。

考点一 氧化还原反应及相关概念
1．氧化还原反应
(1)判断依据：反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质：电子转移(得失或偏移)。
2．基于双线桥理解氧化还原反应的概念之间的关系
概括为“升失氧、降得还、剂性一致、其他相反”。
3．氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法：①标变价；②画箭头；③算数目；④说变化。
还原剂＋氧化剂===氧化失去ne－产物＋还原得到ne－产物
用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目：
(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得”“失”字样。
还原剂＋氧化ne－剂===氧化产物＋还原产物
用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目：
4．常见的氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质、过氧化物等。如：
学生用书第18页
(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如：
(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性
其中：Fe2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
5．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
[正误辨析]
(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( )
(2)金属阳离子一定只具有氧化性( )
(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原( )
(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂( )
(5)氧化还原反应一定属于四种基本反应类型( )
答案： (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
一、基于化合价、双线桥理解氧化还原反应的概念
1．指出下列加点元素的化合价。
(1)KCl·O3 Cl·O2 NaCl·O2 BrCl·
(2)Na2S2O3 CuFeS2 Cu2S FeS2
(3)NF3 NaNO2 H3PO2
(4)H2C2O4 HCN
(5)NaH NaBH4 LiAlH4
(6)Mn·O2 KMn·O4 K2Fe·O4
(7)H—O—O—H
(8)过二硫酸(H2S2O8)的结构式如下：
S 、O
答案： (1)＋5 ＋4 ＋3 －1
(2)＋2 －2 －2 －1
(3)＋3 ＋3 ＋1
(4)＋3 ＋2
(5)－1 －1 －1
(6)＋4 ＋7 ＋6
(7)－1
(8)＋6 －2、－1
2．某种类型的心脏起搏器工作时发生下列反应：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑，已知SOCl2中S显＋4价。下列有关判断正确的是( )
A．还原剂只有Li
B．SOCl2既是氧化剂又是还原剂
C．还原产物包括LiCl和S
D．生成1.12 L SO2时，反应转移电子的物质的量为0.2 ml
A [在反应4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑中，只有Li元素的化合价升高，Li作还原剂，SOCl2中一部分S元素的化合价降低，SOCl2作氧化剂，A项正确，B项错误；Li元素的化合价升高，被氧化，LiCl是氧化产物，S元素的化合价降低，被还原，单质S是还原产物，C项错误；因题目中未说明二氧化硫是否处于标准状况，所以无法计算转移电子的数目，D项错误。]
3．次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，有强还原性，可冶炼金属。已知：①2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑，②H3PO2＋NaOH(足量)===NaH2PO2＋H2O。下列推断错误的是( )
A．H3PO2的结构式为
B．H3PO2具有强还原性，可使重金属离子变为金属单质
C．NaH2PO2是正盐
D．每消耗2 ml P4，反应①中转移12 ml电子
D [根据反应②可知H3PO2是一元酸，只有—OH中的H原子能够电离，因此H3PO2的结构式为，故A正确；由于P元素的最高化合价是＋5，而在H3PO2中P元素化合价为＋1，说明该物质具有强还原性，可将重金属离子还原为金属单质，故B正确；根据A选项可知H3PO2是一元酸，所以NaH2PO2是正盐，故C正确；反应①中转移情况为：
可知在反应①中转移电子数是6，说明每有2 ml P4参加反应，转移6 ml电子，故D错误。]
二、重要还原剂——金属氢化物
4．硼氢化钠(NaBH4)在有机合成、化工生产方面有广泛应用。制备硼氢化钠的化学方程式为NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2NaBH4＋2Na2SiO3。下列有关该反应的说法错误的是( )
A．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
B．转移4 ml电子时，只需向装置中通入44.8 L H2(标准状况)
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C.装药品之前加热装置至100 ℃并持续一会儿
D．制备硼氢化钠的副产物可能有NaH
B [由反应可知氧化产物为Na2SiO3，还原产物是NaBH4，所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1，A项正确；转移4 ml电子时，根据化学方程式可知理论上需要2 ml氢气，在标准状况下的体积为2 ml×22.4 L·ml－1＝44.8 L，但由于是可逆反应，需要通入氢气的体积大于44.8 L，B项错误；由于钠极易被氧化且能与水反应，所以需要排尽装置中的空气和水蒸气，则装药品之前应加热装置至100 ℃并持续一会儿，C项正确。]
5．(2022·郑州测评)LiAlH4是重要的储氢材料，可与水发生反应：LiAlH4＋2H2O===LiAlO2＋4H2↑。下列说法正确的是( )
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 ml电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
A [反应中只有H元素的化合价发生变化，则氢气既是氧化产物又是还原产物，故A正确；LiAlH4中H元素的化合价从－1价升高到0价，LiAlH4是还原剂，故B错误；反应中生成1 ml氢气转移1 ml电子，若生成标准状况下4.48 L H2，即氢气为0.2 ml，则转移0.2 ml电子，故C错误；由方程式可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2，故D错误。]
6．硼氢化钠(NaBH4)中的氢元素为－1价，具有很强的还原性，被称为“万能还原剂”，NaBH4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示：
下列说法错误的是( )
A.过程②反应为BH3＋H2O===H2↑＋H2B(OH)
B．反应过程中硼元素的化合价发生了变化
C．若过程③和过程④均产生1 ml H2，则转移电子数目不相等
D．Ru可使上述反应活化分子的百分数提高，加快反应速率
B [由题图可知，过程②反应为BH3＋H2O===H2↑＋H2B(OH)，A项正确；各步骤中硼元素的化合价均为＋3价，B项错误；C.过程③反应为，生成1 ml H2时转移的电子数为NA，过程④反应为HB(OH)2＋2H2O＋e－=== eq \f(3,2) H2↑＋B(OH) eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，生成1 ml H2时转移的电子数 eq \f(2,3) NA，两者不相等，C项正确；Ru为催化剂，催化剂可提高活化分子的百分数，加快反应速率，D项正确。]
7．氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为 。
(2)NaH能与水剧烈反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，该反应中的氧化剂是 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为
。
答案： (1)－1 (2)H2O 1∶1 (3)2NaH＋TiCl4 eq \(=====,\s\up7(高温)) Ti＋2NaCl＋2HCl↑(或4NaH＋TiCl4 eq \(=====,\s\up7(高温)) Ti＋4NaCl＋2H2↑)
考点二 氧化还原反应的强弱规律、价态规律
一、强弱规律
1．氧化性、还原性
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)元素价态与氧化性、还原性的关系
最高价态——只有氧化性，如：Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；
最低价态——只有还原性，如：金属单质、Cl－、S2－等；
中间价态——既有氧化性又有还原性，如：Fe2＋、S、Cl2等。
(3)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。
2．氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据氧化还原反应方程式判断
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂>氧化产物
还原性：还原剂>还原产物
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件(如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等)要求越低，反应越剧烈，物质的氧化性或还原性越强。
例如：
(3)依据产物中元素价态的高低来判断
①相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：
②相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：
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3.先后规律
在浓度相差不大的溶液中：
(1)同时含有几种还原剂时 eq \(――→,\s\up7(加入氧化剂)) 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时 eq \(――→,\s\up7(加入还原剂)) 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如：在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入Fe粉，因为氧化性：Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以Fe粉先与Fe3＋反应，然后依次与Cu2＋、H＋反应。
二、价态转化规律
1．价态归中
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。例如，不同价态硫之间可以发生氧化还原反应的是①②③④。
注：⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2．歧化反应
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态＋低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。
如： eq \(Cl,\s\up6(0)) 2＋2NaOH===Na eq \(Cl,\s\up6(－1)) ＋Na eq \(Cl,\s\up6(＋1)) O＋H2O。
[正误辨析]
(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应( )
(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性( )
(3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼( )
(4)难失电子的物质一定易得电子( )
(5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性( )
(6)MnO2不与稀盐酸反应是因为H＋浓度小( )
(7)H2S、SO2均具有较强还原性，所以浓H2SO4不能干燥这两种气体( )
答案： (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
一、氧化性、还原性强弱的比较
1．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2与NaOH溶液 ⑥Fe与HNO3溶液 ⑦Fe与H2SO4溶液 ⑧Na与O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是 (填序号，下同)。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是 。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是 。
解析： ⑥Fe 和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，稀HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。
答案： (1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
2．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。
由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是 _。
答案： Sn2＋＞Fe2＋＞Ce3＋
3．已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2＋，C2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。试判断下列反应能否发生。(答案填在题后横线上)
(1)3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
(2)Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
(3)C2O3＋6HCl(浓)===2CCl2＋Cl2↑＋3H2O
(4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
答案： (1)否 (2)能 (3)能 (4)能
eq \a\vs4\al(归纳总结)
假设法判定氧化还原反应能否发生
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二、先后规律的应用
4．向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。
回答下列问题：
(1)线段BC表示 物质的量的变化情况。
(2)FeBr2的物质的量为 。
(3)当通入2 ml Cl2时，溶液中的离子反应可表示为 。
(4)原溶液n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝ 。
解析： AB段发生反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，
BC段发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
DE段发生反应：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
(2)DE段发生的反应为
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
6 ml 3 ml
则n(FeBr2)＝3 ml。
(4)根据三段消耗氯气的量知，n(Fe2＋)＝4 ml，
n(I－)＝2 ml，n(Br－)＝6 ml，所以原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3。
答案： (1)Fe3＋ (2)3 ml (3)2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－ (4)2∶1∶3
三、价态规律的应用
5．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)：
①G―→Q＋NaCl ②Q＋H2O eq \(――→,\s\up7(电解)) X＋H2
③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O
④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是
。
解析： 由①得出Q中Cl元素价态高于G，因为－1价为氯元素的最低价，G中Cl元素价态必介于Q和－1价之间，将该结论引用到③，Y中Cl元素价态介于Q与G之间，故有Q中Cl元素价态高于Y，Y中Cl元素价态高于G；分析②：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X中Cl元素价态高于Q；最后分析④：Z中Cl元素价态介于Q、X之间，则X中Cl元素价态高于Q，则X中Cl元素价态高于Z，Z中Cl元素价态高于Q。
答案： G＜Y＜Q＜Z＜X
6．氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KX―→KY＋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( )
A．＋1 B．＋3 C．＋5 D．＋7
C [反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY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：KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，Cl化合价的高低是Z中Cl＞X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及KX―→KY＋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的化合价为＋5。]
真题演练 明确考向
1．(2022·浙江卷)关于反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，下列说法正确的是( )
A．H2SO4发生还原反应
B．Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D．1 ml Na2S2O3发生反应，转移4 ml电子
B [Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫，化合价发生变化的只有S元素一种，硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4转化为硫酸钠和水，其中所含元素的化合价均未发生变化，故其没有发生还原反应，A不正确；Na2S2O3中S的化合价为＋2，其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(＋4价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B说法正确；该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C不正确；根据其中S元素的化合价变化情况可知，1 ml Na2S2O3发生反应，要转移2 ml电子，D不正确。]
2．(2022·湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移(如a，b和c)，能将海洋中的NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 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 eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 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 eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) )＝1∶4
D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ===N2↑＋2H2O
D [由题图可知，过程Ⅰ中NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 转化为NO，氮元素化合价由＋3价降低到＋2价，NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 作氧化剂，被还原，发生还原反应，A错误；由图示可知，过程Ⅰ为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 在酶1的作用下转化为NO和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H＋＋e－ eq \(=====,\s\up7(酶1)) NO↑＋H2O，生成1 ml NO，a过程转移1 ml e－，过程Ⅱ为NO和NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NO＋NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋3e－＋2H＋ eq \(=====,\s\up7(酶2)) H2O＋N2H4，消耗1 ml NO，b过程转移3 ml e－，转移电子数目不相等，B错误；由题图可知，过程Ⅱ发生反应的离子方程式为：NO＋NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋3e－＋2H＋ eq \(=====,\s\up7(酶2)) H2O＋N2H4，n(NO)∶n(NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) )＝1∶1，C错误；由题图可知，过程Ⅲ为N2H4转化为N2和4H＋、4e－，反应的离子方程式为：N2H4 eq \(=====,\s\up7(酶3)) N2↑＋4H＋＋4e－，过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为：NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ===N2↑＋2H2O，D正确。]
3．(2021·浙江1月选考，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
D [NH3中H元素的化合价没有发生变化，故其未被氧化，被氧化的是N元素，A不正确；NO2在反应过程中得到电子，B不正确；该反应中，NH3是还原剂，NO2是氧化剂，由化学方程式可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3，C不正确；该反应中氧化产物和还原产物均为N2，还原剂被氧化后得到氧化产物，氧化剂被还原后得到还原产物，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3，因此，氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3 ，D正确。]
4．(2021·湖南选择考，8)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2＋11KClO3＋3H2O eq \(=====,\s\up7(△)) 6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A．产生22.4 L(标准状况)Cl2时，反应中转移10 ml e－
B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的存在
A [该反应中只有碘元素价态升高，由0价升高至KH(IO3)2中＋5价，每个碘原子升高5价，即6I2～60e－，又因方程式中6I2～3Cl2，故3Cl2～60e－，即Cl2～20e－，所以产生22.4 L(标准状况)Cl2即1 ml Cl2时，反应中转移20 ml e－，A错误；该反应中KClO3中氯元素价态降低，KClO3作氧化剂，I2中碘元素价态升高，I2作还原剂，由该方程式的化学计量数可知，11KClO3～6I2，故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6，B正确；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应，C正确；食盐中IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H＋、I－发生归中反应IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O生成I2，I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色，故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的存在，D正确。]
课时精练(四) 氧化还原反应的基本概念和规律 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P325))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．亚硝酸(HNO2)在反应中既可作氧化剂，又可作还原剂。当它作氧化剂时，其还原产物可能是( )
①NO ②NO2 ③HNO3 ④N2 ⑤NH3
A．①③ B．①②④ C．①④⑤ D．全部
C [亚硝酸(HNO2)中N元素的化合价是＋3价，介于N元素的最高化合价＋5价和最低化合价－3价之间，因此在反应中既可作氧化剂，又可作还原剂。当它作氧化剂时，其还原产物的价态比＋3价低，可以是＋2价的NO、0价的N2，也可以是－3价的NH3，故①④⑤正确。]
2．已知X和Y是两种单质。X＋Y―→X2＋＋Y2－。下列叙述正确的是( )
①X被氧化 ②X是氧化剂 ③X具有氧化性
④Y2－是还原产物 ⑤Y2－具有还原性 ⑥X2＋具有氧化性 ⑦Y的氧化性比X2＋氧化性强
A．①②③④ B．①④⑤⑥⑦
C．①③④⑤ D．②③④
B [X＋Y―→X2＋＋Y2－，X化合价升高，作还原剂，发生氧化反应，X2＋是氧化产物；Y化合价降低，作氧化剂，发生还原反应，Y2－是还原产物。X作还原剂，被氧化，①正确；X是还原剂，②错误；X是还原剂，具有还原性，③错误；Y2－是还原产物，④正确；Y2－是还原产物具有还原性，⑤正确；X2＋是氧化产物具有氧化性，⑥正确；Y是氧化剂，X2＋是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，所以Y的氧化性比X2＋氧化性强，⑦正确。]
3．氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示，则下列化学反应属于4区的是( )
A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl
B．2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋H2O＋CO2
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
A [置换反应的定义是：一种单质和化合物反应，生成另一种单质和化合物，故A正确；分解反应的定义是：一种物质分解成两种或多种物质，B属于分解反应，故B错误；化合反应的定义是：两种或多种物质反应生成一种物质，C属于化合反应，故C错误；D项反应物中没有单质参与，不属于置换反应，属于氧化还原反应，故D错误。]
4．关于反应4CO2＋SiH4 eq \(=====,\s\up7(高温)) 4CO＋2H2O＋SiO2，下列说法正确的是( )
A．CO是氧化产物
B．SiH4发生还原反应
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D．生成1 ml SiO2时，转移8 ml电子
D [根据反应方程式，碳元素的化合价由＋4价降低为＋2价，故CO为还原产物，A错误；硅元素化合价由－4价升高为＋4价，故SiH4发生氧化反应，B错误；反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为SiH4，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，C错误；根据反应方程式可知Si元素的化合价由－4价升高至＋4价，因此生成1 ml SiO2时，转移8 ml电子，D正确。]
5．氮化铝(AlN)被广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，高温AlN可通过如下反应制取：Al2O3＋N2＋3C eq \(=====,\s\up7(高温)) 2AlN＋3CO。下列叙述正确的是( )
A．AlN中N元素的化合价为＋3
B．上述反应中AlN为氧化产物
C．上述反应中氮元素被还原，N2发生还原反应
D．上述反应中有电子的转移，是因为有元素的化合价发生变化
C [由金属与非金属元素组成的化合物中，金属元素显正价，非金属元素显负价，因此Al的化合价为＋3价，N元素的化合价为－3价，故A错误；题述反应中，N元素化合价由N2中的0价降低为AlN中的－3价，发生还原反应，AlN为还原产物，故B错误，C正确；氧化还原反应的本质为电子转移，电子转移导致元素的化合价发生变化，故D错误。]
6．溴化钾(KBr)可作为分析试剂、感光剂、神经镇静剂等，工业上制取溴化钾的方法之一为：先将尿素(H2NCONH2)加到K2CO3溶液中，然后在不断搅拌下缓慢注入液溴 ，随即发生反应：3K2CO3＋H2NCONH2＋3Br2===6KBr＋4CO2↑＋N2↑2H2O。下列有关此反应的说法正确的是( )
A．尿素作还原剂，CO2、N2是氧化产物
B．若制取1 ml KBr，转移电子数目为2NA
C．此方法成本低，且制得的KBr纯净
D．实验室中KBr密封保存在无色广口瓶中
C [尿素中C为＋4价，N为－3价，因此尿素作还原剂，N2是氧化产物，CO2不是氧化产物，A错误；Br从0价降低到－1价，若制取1 ml KBr，转移电子数目为NA，B错误；此反应制取的原料为碳酸钾、尿素和Br2，成本低，产物CO2、N2为气态，因此得到的KBr比较纯净，C正确；KBr作感光剂，说明KBr具有感光性，因此应密封保存在棕色广口瓶中，D错误。]
7．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＋2I2===I(IO3)3＋9O2。下列说法正确的是( )
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
C [从反应的化学方程式知，在反应中氧元素化合价降低，O3为氧化剂，A错误；在 eq \(I,\s\up6(＋3)) ( eq \(I,\s\up6(＋5)) O3)3中碘元素化合价有＋3、＋5两种价态，B错误；按照价态规律，通常价态高，氧化性强，则氧化性：I(IO3)3＞I2，C正确、D错误。]
8．关于反应3FeSO4＋2O3＋3NO===Fe2(SO4)3＋Fe(NO3)3，下列说法不正确的是( )
A．NO中N元素被氧化
B．O3在反应过程中得到电子
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶1
D．Fe2(SO4)3既是氧化产物又是还原产物
D [NO中N元素化合价从＋2价升高到＋5价，失去3个电子，N元素被氧化，A正确；O3中氧元素化合价从0价降低到－2价，在反应过程中得到电子，B正确；铁元素化合价从＋2价升高到＋3价，失去电子，被氧化，所以反应中氧化剂是臭氧，还原剂是硫酸亚铁和NO，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为(3＋3)∶2＝3∶1，C正确；根据分析可知Fe2(SO4)3是氧化产物，硝酸铁既是氧化产物又是还原产物，D错误。]
9．2022年我国空间站的建设举世瞩目，神州十四飞船整装待发。飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是：
反应①：2FeTiO3＋6C＋7Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2TiCl4＋2FeCl3＋6CO
反应②：在氩气环境中，2Mg＋TiCl4 eq \(=====,\s\up7(高温)) Ti＋2MgCl2
下列有关说法不正确的是( )
A．反应①中Cl2是氧化剂，C、FeTiO3是还原剂
B．反应①中每生成标准状况下6.72 L CO气体，转移0.7NA个电子
C．反应②中Mg被氧化，TiCl4被还原
D．反应①、②中钛元素的化合价都发生了变化
D [FeTiO3中Fe显＋2价，O显－2价，化合物的各元素化合价代数和为0，则Ti的价态为＋4价，根据反应①，Cl2中Cl的化合价降低，Cl2为氧化剂，C的价态升高，C作还原剂，铁元素的价态升高，FeTiO3作还原剂，其余元素的化合价没发生变化，故A正确；根据分析，生成6 ml CO，转移电子的物质的量为14 ml，即每生成标准状况下6.72 L CO气体，转移电子物质的量为 eq \f(\f(6.72 L ,22.4 L /ml)×14,6) ＝0.7 ml，故B正确；反应②中Mg的化合价由0价升高为＋2价，Mg为还原剂，TiCl4中Ti的化合价由＋4价降低为0价，TiCl4为氧化剂，故C正确；根据上述分析，反应①中Ti的价态没有发生变化，反应②中Ti的价态发生变化，故D错误。]
10．探究H2O2溶液的性质，根据实验所得结论不正确的是( )
B [将H2O2溶液加入溶有SO2的BaCl2溶液中，H2O2先与SO2发生氧化还原反应，即H2O2＋SO2===H2SO4，H2O2作氧化剂，体现氧化性，BaCl2与生成的H2SO4反应生成BaSO4沉淀，即H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，故A正确；将H2O2溶液加入酸性KMnO4溶液中，发生氧化还原反应，即2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中Mn元素由＋7价得电子变成＋2价，发生还原反应，作氧化剂，生成了Mn2＋，紫红色溶液褪色，H2O2中氧元素由－1价失电子变成0价，发生氧化反应，作还原剂，体现还原性，故B错误；将H2O2溶液加入KI淀粉溶液中，发生氧化还原反应，即H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，H2O2中氧元素由－1价得电子变成－2价，发生还原反应，作氧化剂，体现氧化性，生成的I2遇淀粉变蓝，故C正确；将H2O2溶液加入盐酸酸化的FeCl2溶液中，发生氧化还原反应，即2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，H2O2中氧元素由－1价得电子变成－2价，发生还原反应，作氧化剂，体现氧化性，反应生成了Fe3＋，溶液变黄，故D正确。]
11．硫化氢的转化是资源利用的研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化历程如图所示。下列说法正确的是( )
A．历程①发生反应S2－＋Cu2＋===CuS↓
B．历程②中CuS作氧化剂
C．历程③中n(Fe2＋)∶n(O2)＝4∶1
D．转化的总反应为H2S===H2＋S
C [根据图示可知历程①是Cu2＋与H2S气体发生复分解反应产生CuS黑色沉淀和H＋，根据电荷守恒及物质的拆分原则，可知发生反应的离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，A错误；在历程②中，CuS与Fe3＋发生氧化还原反应，产生S、Cu2＋、Fe2＋，该反应的离子方程式为：CuS＋2Fe3＋===S＋Cu2＋＋2Fe2＋，S元素化合价升高，失去电子被氧化，CuS作还原剂，B错误；在历程③中，Fe2＋与O2发生氧化还原反应，产生Fe3＋、H2O，根据氧化还原反应4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O可知：n(Fe2＋)∶n(O2)＝4∶1，C正确；根据流程图可知总反应方程式为：2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，D错误。]
12．氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4溶液和“另一物质”在40～50 ℃时反应可生成它。CuH具有的性质有：不稳定，易分解，在氯气中能燃烧，与稀盐酸反应能生成气体，Cu＋在酸性条件下发生的反应是2Cu＋===Cu2＋＋Cu。
根据以上信息，结合自己所掌握的化学知识，回答下列问题：
(1)在CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中，用氧化还原观点分析，这“另一物质”在反应中所起的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式： _
。
(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是 (填化学式)。
(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO，请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式： 。
解析： (1)CuSO4反应后生成CuH，铜元素化合价由＋2变为＋1，CuSO4作氧化剂，另一物质作还原剂。(2)CuH在Cl2中燃烧，Cl2作氧化剂，CuH作还原剂，反应生成CuCl2、HCl，化学方程式为2CuH＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2CuCl2＋2HCl。(3)CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H－失电子，盐酸中H＋得电子，所以得到的气体是H2。(4)Cu＋在酸性条件下发生的反应是
2Cu＋===Cu2＋＋Cu，稀硝酸具有强氧化性，CuH具有还原性，二者反应生成Cu2＋、NO、H2O。
答案： (1)还原剂 (2)2CuH＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) 2CuCl2＋2HCl (3)H2 (4)CuH＋3H＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===Cu2＋＋2H2O＋NO↑
13.某探究学习小组用如图所示装置进行SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较实验，实验过程如下：
Ⅰ.先向B中的FeCl2溶液(约10 mL)中通入Cl2，当B中溶液变黄时，停止通气。
Ⅱ.打开活塞b，使约2 mL的溶液流入D试管中，检验取出溶液中的离子。
Ⅲ.接着再向B中通入一定量的SO2气体。
Ⅳ.更新试管D，重复过程Ⅱ，检验取出溶液中的离子。
(1)棉花中浸润的溶液为 ，目的是
。
(2)实验室制备氯气的化学方程式为 _
。
(3)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为 _
；
过程Ⅳ中检验取出溶液中是否含有硫酸根离子的操作是
。
(4)该小组对SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较期望达到的结论是 _。
(5)甲、乙、丙三同学分别完成了上述实验，下表是他们的检测结果，他们的检测结果一定能够证明SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱关系的是 _。
解析： (1)向B中的FeCl2溶液中通入氯气，氯气不可能完全和亚铁离子反应，多余的氯气污染空气，需要除去，所以棉花中浸润的溶液为NaOH溶液。(2)实验室制备氯气用的是二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)B中的亚铁离子被氧化为铁离子，在含铁离子的溶液中通入二氧化硫，发生氧化还原反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋；检验硫酸根离子，先要用盐酸酸化排除碳酸根离子和亚硫酸根离子的干扰，再加入BaCl2溶液，如果出现白色沉淀，说明有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反之无SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。(4)SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱的顺序为SO2＞Fe2＋＞Cl－。(5)过程Ⅱ是为了检验氯气氧化后的产物，过程Ⅳ是为了检验二氧化硫被氧化后的产物。甲：过程Ⅱ检出离子有Fe3＋无Fe2＋，说明氯气过量，过程Ⅳ中检出有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 不能说明二氧化硫就是被铁离子氧化的，也可能是被氯气氧化的，甲错误；乙：过程Ⅱ检出离子既有Fe3＋又有Fe2＋，亚铁离子未被氧化完全，说明氯气量不足，过程Ⅳ中检出有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，一定是二氧化硫被铁离子氧化得到的，乙正确；丙：过程Ⅱ检出离子有Fe3＋无Fe2＋，而过程Ⅳ中检出有Fe2＋，说明二氧化硫把铁离子还原为亚铁离子，丙正确。
答案： (1)NaOH溶液 防止尾气污染环境
(2)MnO2＋4HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋ 取溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸酸化，再滴加少量BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，反之无SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (4)SO2＞Fe2＋＞Cl－ (5)乙、丙
14．黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
①图1转化过程的总反应中，FeS2作 (填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是作 。
②写出图1中Fe3＋与FeS2反应的离子方程式： 。
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋的过程中，控制起始时Fe2＋的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，Fe2＋被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6 ml NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为 ml。
②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋转化率的原因： _
。
解析： (1)①转化过程FeS2中S元素被氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，FeS2是还原剂，反应前后NO没有变化，所以NO是催化剂。②反应的离子方程式是14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋。(2)①根据离子方程式可知，反应中若有6 ml NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为4 ml。②NO是该反应的催化剂，加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2I－===
2NO↑＋I2＋2H2O，生成的NO更多，加快了反应速率。
答案： (1)①还原剂 催化剂 ②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率
学生用书第22页具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2＋
Fe3＋
Fe
SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
S
H2O2
O2
H2O
选项
实验
试剂a
现象
结论
A
溶有SO2的
BaCl2溶液
产生
沉淀
H2O2
有氧化性
B
酸性KMnO4
溶液
紫红色
溶液褪色
H2O2有
氧化性
C
KI淀粉溶液
溶液变蓝
H2O2有
氧化性
D
盐酸酸化
的FeCl2溶液
溶液
变黄
H2O2有
氧化性
过程Ⅱ中检出离子
过程Ⅳ中检出离子
甲
有Fe3＋无Fe2＋
有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
乙
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋