高考化学二轮专题复习与测试专题一第4讲氧化还原反应.docx
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高考化学二轮专题复习与测试专题一第4讲氧化还原反应.docx
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高考化学二轮专题复习与测试专题一第4讲氧化还原反应
专题一基本概念
第4讲氧化还原反应
1.(2016·上海卷)下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是( )
A.海带提碘 B.氯碱工业
C.氨碱法制碱D.海水提溴
解析:
A.海带提碘是由KI变为I2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;B.氯碱工业是由NaCl的水溶液在通电时反应产生NaOH、Cl2、H2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;C.氨碱法制取碱的过程中没有元素化合价的变化,是非氧化还原反应,正确;D.海水提溴是由溴元素的化合物变为溴元素的单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误。
答案:
C
2.(2016·廊坊模拟)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( )(导学号58870018)
A.H2O2是氧化剂,H2O2中的氧元素被还原
B.每生成1molO2转移的电子的物质的量为4mol
C.ClO2中的氯元素被氧化
D.ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂
解析:
A.根据方程式可知,H2O2中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去电子被氧化,H2O2是还原剂,A不正确;B.H2O2中氧元素的化合价从-1价升高到0价,一分子H2O2失去2个电子,因此每生成1molO2转移的电子的物质的量为2mol,B不正确;C.ClO2中的氯元素化合价从+4价降低到+3价,一分子ClO2得到1个电子被还原,C不正确;D.根据以上分析可知,ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂,D正确。
答案:
D
3.(2016·安阳模拟)已知下列反应:
Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O(Ⅰ);
5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3(Ⅱ)。
下列说法正确的是( )
A.还原性:
CoCl2>HCl>I2
B.氧化性:
Co2O3>Cl2>HIO3
C.反应(Ⅰ)中HCl是氧化剂
D.反应(Ⅱ)中Cl2发生氧化反应
解析:
A.由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知,(Ⅰ)中还原性为HCl>CoCl2,(Ⅱ)中还原性为I2>HCl,故A错误;B.由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,(Ⅰ)中氧化性为Co2O3>Cl2,(Ⅱ)中氧化性为Cl2>HIO3,则氧化性为Co2O3>Cl2>HIO3,B正确;C.反应(Ⅰ)中Cl元素的化合价升高,则HCl为还原剂,故C错误;D.反应(Ⅱ)中Cl元素的化合价降低,则氯气发生还原反应,故D错误。
答案:
B
4.(2015·海南卷)己知在碱性溶液中可发生如下反应:
2R(OH)3+3C1O-+4OH-===2RO
+3Cl-+5H2O。
则RO
中R的化合价是( )
A.+3B.+4
C.+5D.+6
解析:
根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得3+4=2n+3,解得n=2。
由于在任何化合物中正负化合价的代数和为0,
所以R的化合价为+(2×4-2)=+6,正确选项是D。
答案:
D
5.(2016·泰安模拟)已知离子方程式:
As2S3+H2O+NO
―→AsO
+SO
+NO↑+________(未配平),下列说法错误的是( )(导学号58870019)
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AsO
和SO
解析:
根据得失电子守恒,结合电荷守恒可配平方程式,3As2S3+4H2O+28NO
===6AsO
+9SO
+28NO↑+8H+,由此可知A、B、D正确,C项应为28∶3。
答案:
C
6.(2016·西安模拟)某离子反应中涉及H2O、ClO-、NH
、H+、N2、Cl-六种微粒。
其中N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
下列判断正确的是( )
A.该反应的还原剂是Cl-
B.消耗1mol还原剂,转移6mol电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D.反应后溶液的酸性明显增强
解析:
根据图象可知氮气的物质的量从0逐渐增大,这说明氮气是氧化产物,即次氯酸根离子氧化铵根离子,反应的离子方程式为3ClO-+2NH
===N2↑+3H2O+3Cl-+2H+。
A.由方程式可知反应的还原剂为NH
,A错误;B.N元素化合价由-3价升高到0价,则消耗1mol还原剂,转移3mol电子,B错误;C.由离子方程式可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2,C错误;D.反应生成H+,溶液酸性增强,D正确。
答案:
D
【考纲再现】
【错题记录】
1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化还原反应。
3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
1.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:
2CuFeS2+O2===Cu2S+2FeS+SO2。
下列说法正确的是( )
A.SO2既是氧化产物又是还原产物
B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化
C.每生成1molCu2S,有4mol硫原子被氧化
D.每转移1.2mol电子,有0.2mol硫被还原
解析:
焙烧黄铜矿反应中元素价态的变化为
反应中SO2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;CuFeS2既作氧化剂,又作还原剂,硫元素被氧化,B错误;反应中每生成1molCu2S,只有1mol硫原子被氧化,C错误;反应中硫元素的化合价升高,硫元素被氧化而不是被还原,D错误。
答案:
A
2.将一定量的SO2通入FeCl3溶液中,取混合溶液,分别进行下列实验,能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的是( )
选项
操作
现象
A
加入NaOH溶液
有红褐色沉淀
B
加入Ba(NO3)2溶液
有白色沉淀
C
加入酸性KMnO4溶液
紫色褪去
D
加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液
有蓝色沉淀
解析:
A.有红褐色沉淀说明有Fe(OH)3生成,不能说明两者反应,A项错误;B.有白色沉淀生成,该白色沉淀可能是酸性条件下NO
氧化SO2生成的SO
与Ba2+反应生成BaSO4,不能说明FeCl3溶液与SO2反应,B项错误;C.紫色褪去可能因为SO2的还原性,不能说明两者反应,C项错误;D.铁氰化钾溶液是Fe2+的专属检验试剂,有蓝色沉淀能说明两者发生氧化还原反应生成了Fe2+,D项正确。
答案:
D
3.(2016·长沙模拟)下列化学反应先后顺序判断正确的是( )(导学号58870116)
A.含有等物质的量的H+、Al3+的溶液中,逐滴加入NaOH溶液:
H+、A13+、Al(OH)3
B.含有等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中,缓慢通入氯气:
I-、Br-、Fe2+
C.含有等物质的量的NaCl、Na2S的溶液中加入AgNO3溶液:
NaCl、Na2S
D.含有等物质的量的Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉:
Cu2+、Fe3+
解析:
逐滴加入NaOH溶液,反应先后顺序为H+、A13+、Al(OH)3,A正确;还原性由强到弱的顺序为I-、Fe2+、Br-,则缓慢通入氯气时反应的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,B错误;溶度积大小为Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S),则加入AgNO3溶液反应的先后顺序为Na2S、NaCl,C错误;氧化性为Fe3+>Cu2+,则加入铁粉反应的先后顺序为Fe3+、Cu2+,故D错误。
答案:
A
4.在汽车排气管加装催化装置,可有效减少CO和NOx的排放,催化装置内发生反应为:
NOx+CO
N2+CO2(未配平),下列关于此反应的说法中正确的是( )
A.该反应中化合价变化的只有N元素
B.当x=2时,每生成1molN2,转移电子4mol
C.等物质的量N2和CO2中,共价键的个数比为3∶2
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时,NOx中氮元素的化合价为+2价
解析:
分析可知C的化合价由+2变为+4,故A错;x=2时,每生成1molN2,由2molN由+4变为0价,转移电子8mol,故B错;N2中有三键,CO2中为两个双键,应为3∶4,故C错;氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时,为NO,即氮元素化合价为+2,D正确。
答案:
D
5.(2016·长沙模拟)下列关于氧化性、还原性的判断正确的是( )(导学号58870117)
A.B的阳离子的氧化性比A的阳离子强,说明A元素的金属性一定比B元素强
B.发生氧化还原反应时A原子失去的电子比B原子多,证明A的金属性一定比B强
C.适量的Cl2通入FeI2溶液中可发生反应:
3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
D.一定量氯气通入30mL10.00mol/L的氢氧化钠溶液中,加热后形成NaCl、NaClO、NaClO3共存的溶液,若反应中转移的电子为nmol,则0.15<n<0.25
解析:
A.铁离子的氧化性比铜离子的氧化性强,但是铁的金属性比铜强,所以错误,不选A;B.金属性强弱与失去电子的多少无关,错误,不选B;C.氯气和碘化亚铁反应时,碘离子先和氯气反应生成碘单质,错误,不选C;D.氯气和氢氧化钠的反应可以分两种,Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,发生前面的反应,当有2mol氢氧化钠反应就转移1mol电子,所以现有0.3mol氢氧化钠反应可转移0.15mol电子,发生后面的反应,当有6mol氢氧化钠反应转移5mol电子,所以现有0.3mol氢氧化钠反应可转移电子0.25mol,正确,选D。
答案:
D
6.(2016·郑州模拟)氯酸是一种强酸,浓度超过40%时会发生分解,反应可表示为:
aHClO3===bO2↑+cCl2↑+dHClO4+eH2O。
下列有关说法正确的是( )
A.由反应可确定:
氧化产物只有O2
B.若氯酸分解所得1mol混合气体质量为45g,则反应方程式可表示为:
3HClO3===2O2↑+C12↑+HClO4+H2O
C.由非金属性Cl>S,可推知酸性HClO3>H2SO4
D.若化学计量数a=8,b=3,则该反应转移电子数为8
解析:
A.根据化合价的变化,O由-2→0,化合价升高,被氧化,O2是氧化产物,一部分Cl由+5→+7,化合价升高,被氧化,HClO4属于氧化产物,故错误;B.b+c=1,32b+71c=45,解得,b=2/3,c=1/3,则反应方程式为:
3HClO3===2O2↑+Cl2↑+HClO4+H2O,故正确;C.非金属性强弱,可比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,HClO3中Cl显+5价,不是最高价,故说法错误;D.8HClO3===3O2↑+2Cl2↑+4HClO4+2H2O,根据反应方程式,转移电子数为20,故说法错误。
答案:
B
7.己知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3+和Cr3+。
现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7
B.图中BC段发生的反应为:
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
C.开始加入的K2Cr2O7为0.25mol
D.n(K2Cr2O7)∶n(FeSO4)=1∶3
解析:
A.开始时Fe3+浓度不变,则说明Fe3+没有参加反应,则AB段应为K2Cr2O7和碘化钾的反应,K2Cr2O7为氧化剂,A正确;B.BC段Fe3+浓度逐渐减小,为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,B正确;C.由氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知反应的关系式为K2Cr2O7~6Fe3+~6I-,共消耗的n(I-)=1.5mol,则开始加入的K2Cr2O7的物质的量为1.5mol÷6=0.25mol,C正确;D.由方程式2Fe3++2I-===2Fe2++I2可知,BC段消耗KI0.9mol,则n(Fe3+)=n(Fe2+)=0.9mol,n(K2Cr2O7)∶n(FeSO4)=0.25mol∶0.9mol=5∶18,D错误。
答案:
D
8.
(1)(2014·课标全国Ⅱ卷节选)①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为___________________________________。
(2)(2015·上海卷)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式________________。
(3)(2015·安徽卷)请配平第①步反应的化学方程式:
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2________□NaBH4+□Na2SiO3
(4)(2015·天津卷)完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
□ClO
+□Fe2++□________===□Cl-+□Fe3++□________。
解析:
(1)由题意可知,生成的黄绿色气体应为Cl2,氯元素的化合价升高,则铅元素的化合价降低,反应化学方程式为:
PbO2+4HCl(浓)
PbCl2+Cl2↑+2H2O
(2)KClO3有氧化性,H2C2O4有还原性,在酸性条件下KClO3可以和草酸(H2C2O4)反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
则根据电子守恒及原子守恒,可得该反应的化学方程式是:
2KClO3+H2C2O4+2H2SO4===2ClO2+2CO2↑+2KHSO4+2H2O。
(3)根据还原剂钠化合价升高1,而还原剂NaBH4(其中B的化合价为+3价、H的化合价为-1价)中H化合价下降4,可以直接配平。
(4)根据题意,氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl元素的化合价从+5价降低到-1价,得到6个电子,而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的计量数为1,Fe2+的计量数为6,则铁离子的计量数也是6,氯离子的计量数是1,根据电荷守恒,则氢离子的计量数是6,水的计量数是3。
答案:
(1)PbO2+4HCl(浓)
PbCl2+Cl2↑+2H2O
(2)2KClO3+H2C2O4+2H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O
(3)1、2、4、2 === 1、2
(4)1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
9.高铁电池能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。
功率是民用电池的10~15倍,放电电流是普通电池的3~10倍,性价比极高。
已知,以Zn和K2FeO4为电极材料制作的高铁电池放电时,电池内发生的总反应为:
□Zn+□K2FeO4===□ZnO+□Fe2O3+□K2ZnO2。
(导学号58870118)
(1)配平上面的化学方程式______________________________。
(2)已知铁是26号元素,则1molFeO
中含有电子的物质的量为________mol,Na2FeO4是否具有还原性________,原因是_________________________________________________________。
(3)制备高铁酸钾可以将Fe(OH)3在碱性条件下与KClO溶液反应,若将该反应设计为原电池,则此电池的负极反应方程式为__________________________________________________________。
(4)向1L1mol/L的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化,可以产生O2和Fe3+,该反应的离子方程式为_______________________
_____________________________________________________。
向酸化后溶液中加入一定量的金属铜,使Fe3+和Cu2+浓度相等,若此时溶液密度为1.25g/mL,体积仍为1L,则此时溶液中Cu元素的质量分数约为________。
(精确到0.01)
解析:
(1)根据氧化还原反应得失电子数目相等,可判断出Zn和K2FeO4的化学计量数分别为3和2,同时根据K和Fe原子个数守恒得出产物Fe2O3和K2ZnO2的化学计量数分别为1和2。
(2)1molFeO
中含有e-物质的量等于26mol+8mol×4+2mol=60mol。
-2价O元素化合价可以升高,表现还原性。
(3)+3价Fe被氧化为FeO
,碱性环境用OH-保证电荷守恒,用水保证H和O守恒即可配平。
(4)-2价O被氧化为O2,+6价Fe元素被还原为Fe3+,用H+保证电荷守恒,用H2O保证H和O守恒。
Cu加入反应后的溶液发生反应,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,假设n(Cu2+)=xmol,则反应了的n(Fe3+)=2xmol,根据题意列等式得:
1mol-2x=x,则x=1/3mol,故反应后溶液中Cu元素的质量分数w=
×100%=
≈1.71%。
答案:
(1)3、2、1、1、2
(2)60 有 K2FeO4中O元素为-2价,化合价可以升高,表现还原性。
(3)5OH-+Fe(OH)3-3e-===FeO
+4H2O
(4)4FeO
+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O 1.71%
10.(2016·青岛模拟)Ⅰ.煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为:
①2FeS2+7O2+2H2O
4H++2Fe2++4SO
;
②Fe2++O2+H+
Fe3++________;
③FeS2+2Fe3+
3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O
4H++2SO
。
已知:
FeS2中的硫元素为-1价。
回答下列问题:
(导学号58870119)
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整。
(2)反应③的还原剂是__________________。
(3)观察上述反应,硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来。
Ⅱ.在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式是____________________________。
在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式是________________________。
(提示:
碘元素被氧化成IO
)从以上实验可知,ClO-、I2、IO
的氧化性由强到弱的顺序是________________。
Ⅲ.工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜,副产品中有SO2,冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是________(填元素符号)。
当生成0.8mol铜时,此反应转移的电子数目是________。
解析:
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,上述②离子方程式是:
4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O;
(2)反应③的还原剂是FeS2;(3)通过观察分析三个反应可知:
硫元素最终转化为硫酸盐从煤炭中分离出来;Ⅱ.在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,根据质量守恒、电荷守恒及电子守恒,该反应的离子方程式是:
2I-+ClO-+H2O===I2+Cl-+2OH-;在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,I2会继续被氧化使蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式是:
I2+5ClO-+2OH-===2IO
+5Cl-+H2O;根据氧化性:
氧化剂>氧化产物,所以氧化性:
ClO->I2;ClO->IO
,对于同一元素来说,一般是元素的化合价越高,化合物的氧化性就越强,所以氧化性:
IO
>I2;故ClO-、I2、IO
的氧化性由强到弱的顺序是ClO->IO
>I2;Ⅲ.在反应中8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。
CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应后被氧化为Fe2O3;S在反应前化合价是-2价,反应后被氧化为+4价。
Cu是+2价,反应后被还原为0价,O2中O元素的化合价是0价,反应后被还原变为-2价,所以反应中被还原的元素是Cu、O;根据反应方程式可知:
每产生8mol的Cu,转移电子100mol,所以当生成0.8mol铜时,此反应转移的电子数目是10NA。
答案:
Ⅰ.
(1)4、1、4、4、2H2O
(2)FeS2 (3)硫酸盐
Ⅱ.2I-+ClO-+H2O===I2+Cl-+2OH- I2+5ClO-+2OH-===2IO
+5Cl-+H2O ClO->IO
>I2
Ⅲ.Cu、O 10NA
11.(2016·全国Ⅰ卷)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式__________
______________________________________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为________(计算结果保留两位小数)。
解析:
(1)由化合价规则知,NaClO2中Cl的化合价为+3。
(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物,ClO2、NaHSO4为生成物,再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4。
(3)粗盐水精制时除去Mg2+通常用NaOH溶液,生成氢氧化镁沉淀,过滤除去;除去Ca2+通常用Na2CO3溶液,生成碳酸钙沉淀,过滤除去。
电解时阴极发生得电子反应,因此产物的化合价应降低,即生成NaClO2。
(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知,反应物之一为ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是NaOH、H2O2,由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2,由ClO2生成NaClO2,Cl的化合价由+4变为+3,化合价降低,ClO2为氧化剂,则H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,该反应中氧化产物是O2。
(5)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,先求得1gNaClO2变为Cl-转移的电子数为
×4,再设有质量为x的Cl2(变为Cl-)的氧化能力与1gNaClO2的氧化能力相当,列方程得
×4=
×2,解得x=1.57g,即为有效氯含量。
答案:
(1)+3
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2↑+2N
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- 高考 化学 二轮 专题 复习 测试 氧化 还原 反应