1.3 氧化还原反应 同步练习 2023-2024学年高一化学上学期人教版（2019）必修第一册

1.3 氧化还原反应 同步练习题 一、选择题 1．某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在Fe2+、、Fe3+、、H+和H2O六种粒子，在反应过程中测得Fe3+、的质量分数(W)随时间变化的曲线如图所示，下列有关判断中错误的是 A．在反应中被还原，发生还原反应 B．还原性： C．该反应中Fe2+被还原为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8:1 2．铋(Bi)为+3价时较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液，向其中依次滴加入下列溶液，对应的现象如下表所示： 加入溶液 ①适量铋酸钠溶液 ②过量的双氧水 ③适量KI-淀粉溶液 实验现象 溶液呈紫红色 紫红色消失，产生气泡 溶液变成蓝色 则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为 A． I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B． H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4 C． KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2 D． NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 3．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场顺利着陆。飞船的燃料可为肼(N2H4)，发射时发生的反应为：2N2H4+N2O4=3N2+4H2O。下列说法正确的是 A．肼在反应中作氧化剂 B．反应中每生成1molH2O转移4NA个电子 C．N2O4在反应中被氧化 D．N2既是氧化产物又是还原产物 4．我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用，其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑，则下列有关叙述错误的是 A．上述反应中C的化合价由0价变为+4价 B．KNO3的氧化性大于CO2的氧化性 C．上述反应中，碳是还原剂，KNO3和S是氧化剂 D．上述反应中生成3mol氧化产物时，转移6NA个e- 5．工业上通过反应2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2制取无水氯化铝，关于该反应下列说法正确的是 A．AlCl3是氧化产物 B．每生成1molCO2，转移4个电子 C．该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1 D．C发生还原反应 6．氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂，其中氢元素为价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为：NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中正确的是 A．该反应属于置换反应 B．H2O是还原剂 C．NaH中的氢元素被氧化 D．NaH在反应中体现了氧化性 7．下列转化必须用到还原剂才能实现的是 A． B． C． D． 8．是优良的饮用水处理剂。将、、KOH混合共熔可制备，反应为：。下列说法不正确的是 A．铁元素被氧化 B．反应中，氮原子得到电子 C．每生成1mol个，转移6mol电子 D．是还原产物 二、填空题 1．已知反应：①SO3＋H2O=H2SO4 ②Cl2＋H2O=HCl＋HClO(弱酸) ③2F2＋2H2O=4HF＋O2 ④2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ ⑤2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑ ⑥SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O (1)上述反应中属于氧化还原反应的是_______(填序号，下同)。H2O被氧化的是_______，H2O被还原的是_______。属于氧化还原反应，反应物中的H2O既不被氧化，又不被还原的是_______。 (2)写出化学方程式②的离子方程式：_______。 2．以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下： (1)“氧化”过程发生的离子方程式为___________ (2)向“过滤Ⅱ”所得滤液(富含Ni2＋)中加入N2H4·H2O，在碱性条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离子方程式：___________ 3．回答下列问题 (1)鉴别可选用的物质有①水、②淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋。根据上述反应，你认为必须选用的物质有_______(填序号)。 (2)某厂废液中，含有的，直接排放会造成污染，下列试剂能使转化为的是_______(填字母)。 A． B． C． D．浓 (3)已知反应。若该反应过程中转移，则生成标准状况下的体积为_______L。 4．改善大气质量、进行污水处理和将垃圾资源化等要靠化学等科学的发展。 (1)为了保护环境，防治酸雨的方法是减少_____的排放(填“氟氯代烷”“SO2”或“N2”，下同)；减缓臭氧层受损的方法是减少使用_____。 (2)垃圾是放错地方的资源。下列垃圾处理方式正确的是______(填字母代号)。 a.回收利用易拉罐 b.焚烧废旧报纸 c.随意丢弃废旧电池 (3)可用过滤的方法对污水进行初步处理，过滤属于_____(填“物理”或“化学”)方法：工业上可用中和法处理废水，现用Ca(OH)2处理含HCl的废水，反应的化学方程式为_____。 (4)ClO2可用于饮用水消毒。将Cl2通入NaClO2溶液中即可制得ClO2，反应的化学方程式为Cl2+2NaClO2=2X+2ClO2，则X的化学式为_____。 1．实验室用MnO2和浓盐酸制氯气：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。 (1)该反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为_________。 (2)该反应中，若有0.2 mol HCl被氧化，能生成标准状况下Cl2的体积为________L。 1．某学校组织学生进行实验探究活动，根据所学知识回答下列问题： Ⅰ.某无色溶液中可能含有中的某几种离子。为确认该溶液中的离子组成，甲组同学进行实验：取上述溶液，加入足量的溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀。若向该沉淀中加入过量的稀盐酸，仍有沉淀不溶。 (1)该无色溶液中一定不存在的离子为_______(填离子符号)。 (2)加入稀盐酸后溶解的沉淀为_______(填化学式，下同)，不溶解的沉淀为_______。 Ⅱ.胶体可用于净水。 乙组同学设计实验制备胶体，向沸水中逐滴加入5~6滴饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。 (3)证明有胶体生成的实验操作是_______，利用的胶体性质是_______。 Ⅲ.高铁酸钾可用于自来水消毒、净化。 (4)丙组同学在碱性条件下，利用与反应制备高铁酸钾，其反应的化学方程式为。在上述反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______，被氧化的元素为_______(填元素符号)。 1．铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂，在水中缓慢分解，遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。回答下列问题： I.制取铋酸钠。制取装置如图(加热和夹持仪器已略去)，部分物质性质如下： 物质 NaBiO3 Bi(OH)3 性质 不溶于冷水， 浅黄色 难溶于水，白色 (1)装二氧化锰的仪器名称是_______，B装置的作用是_______。 (2)C中盛放Bi(OH)3与NaOH的混合物，与Cl2反应生成NaBiO3，反应的化学方程式为： _______。 (3)当观察到C中_______(填现象)时，可以初步判断C中反应已经完成。 (4)拆除装置前必须先除去残留的Cl2，以免污染空气。除去烧瓶A中残留Cl2的操作是：关闭_______，打开_______(填K1、 K2或K3)。 (5)反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，需要的操作是_______、过滤、 洗涤、干燥。 II.铋酸钠的应用——检验Mn2+ (6)往待检液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，生成Bi3+，且溶液变为紫红色，证明待检液中存在Mn2+，产生紫红色现象的离子方程式为_______。 III.产品纯度的测定 (7)取上述NaBiO3产品wg，加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应，再用a mol·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的 (已知： 5H2C2O4+ 2+ 6H+=10CO2 + 2Mn2+ +8H2O)，当溶液紫红色恰好褪去时，消耗b mL标准溶液。该产品的纯度为_______(已知NaBiO3摩尔质量为Mg/mol，用含w、a、 b、M的代数式表示)。 【参考答案】 一、选择题 1．C 【分析】由图中可以看出，反应时Fe2+转化为Fe3+，转化为，则发生反应的离子方程式为：8Fe2+++10H+=8Fe3+++3H2O。 解析：A．由分析可知，在反应中转化为，N元素价态降低，被还原，发生还原反应，A正确； B．在反应中，Fe2+是还原剂，是还原产物，则还原性：，B正确； C．该反应中Fe2+作还原剂，被氧化为Fe3+，C错误； D．由分析可知，在反应中参加反应的还原剂Fe2+与氧化剂的物质的量之比为8:1，D正确； 故选C。 2．D 解析：铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色，加入一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液，溶液呈紫红色，则表明反应生成KMnO4，由此得出氧化性NaBiO3＞KMnO4；加入过量的双氧水，溶液的紫红色消失，并产生气泡(O2)，则表明氧化性KMnO4＞H2O2；加入适量KI-淀粉溶液，溶液变成蓝色，说明反应生成I2，则表明氧化性H2O2＞I2，从而说明NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2，故选D。 3．D 解析：A．肼中N元素化合价升高发生氧化反应，则肼在反应中作还原剂，故A错误； B．根据化学方程式可知，肼中N元素化合价由-2变为0，反应中电子转移关系为，，则反应中每生成1molH2O转移2NA个电子，故B错误； C．中N元素化合价降低，在反应中被还原，故C错误； D．中N元素化合价由+4降低为0，中N元素化合价由-2升高为0，该反应中既是氧化产物又是还原产物，故D正确； 故选D。 4．D 解析：A．该反应中，反应前C为单质，其化合价为0价，反应后生成CO2，C的化合价为+4价，故A正确； B．该反应中，KNO3中N的化合价降低，做氧化剂，C的化合价升高，CO2是氧化产物，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：KNO3＞CO2，故B正确； C．该反应中C的化合价升高，碳做还原剂，KNO3中N的化合价降低，S的化合价也降低，KNO3和S是氧化剂，故C正确； D．该反应中碳的化合价从0价升高到+4价，CO2是氧化产物，生成1molCO2，转移4mol电子，则生成3molCO2时，转移12mol电子，故D错误； 故选D。 5．C 【分析】反应2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2中C元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低。 解析：A．反应中Cl元素的化合价降低，被还原，则AlCl3是还原产物，故A错误； B．反应中C的化合价从0价升高到+4价，则每生成1 mol CO2，转移4mol电子，故B错误； C．该反应中，Cl2为氧化剂，C为还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，故C正确； D．反应中C元素的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故D错误； 故答案选C。 6．C 解析：A．置换反应是单质+化合物→单质+化合物，根据该反应的特点，该反应不属于置换反应，A错误； B．H2O中部分H元素由＋1价→0价，化合价降低被还原，作氧化剂，B错误； C．NaH中H元素显－1价，在反应中转化成0价，化合价升高被氧化，C正确； D．NaH中H元素被氧化，体现还原性，D错误； 综上所述答案为C。 7．B 解析：A．钠化合价升高发生氧化反应，需要氧化剂，故A不符合题意； B．铬元素化合价降低，发生还原反应，需要还原剂，故B符合题意； C．锌化合价升高发生氧化反应，需要氧化剂，故C不符合题意； D．元素化合价没有改变，不需要氧化剂、还原剂，故D不符合题意； 故选B。 8．C 【分析】反应中，Fe元素从+3价升高到+6价，N元素从+5价降低到+3价，结合氧化还原反应的规律分析。 解析：A．铁元素从+3价升高到+6价，被氧化，A正确； B．反应中，氮原子得到电子，被还原，B正确； C．每生成1mol个，转移(6-3)mol=3mol电子，C错误； D．N元素从+5价降低到+3价，是还原产物，D正确； 故选C。 二、填空题 1．(1) ②③④⑤ ③ ④ ②⑤ (2) 解析：（1）①S的化合价不变，不属于氧化还原； ②Cl元素化合价由0价升高到+1价的HClO及降低到-1价的HCl； ③F2元素的化合价由0价降低到-1价的HF，F2为氧化剂，H2O中的O为-2价升高到0价O2，H2O为还原剂被氧化； ④Na的化合价由0价升高到+1价NaOH，Na为还原剂；H2O中的H元素由+1价降低到0价H2，H2O为氧化剂被还原； ⑤Na2O2中O由-1价升高到0价O2，降低到-2价的NaOH，Na2O2既作为氧化剂也作还原剂； ⑥没有化合价元素变红，不属于氧化还原； 综合，属于氧化还原反应的是②③④⑤；H2O被氧化的是③；H2O被还原的是④；反应物中的H2O既不被氧化，又不被还原的是②⑤； 故答案为：②③④⑤；③；④；②⑤； （2）HClO、H2O为弱电解质不能拆，Cl2是单质不拆，故离子方程式为； 故答案为：。 2．(1)2H＋＋2Fe2＋＋ClO-=2Fe3＋＋Cl-＋H2O (2)N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH-=2Ni↓＋N2↑＋5H2O 解析：（1）FeO被酸溶解生成Fe2＋，用NaClO氧化Fe2＋，前面加入了H2SO4，故为酸性条件下，ClO-将Fe2＋氧化生成Fe3＋，ClO-自身被还原为Cl-，根据Cl和Fe得失电子守恒配平反应，用H＋平衡电荷。故离子方程式为2H＋＋2Fe2＋＋ClO-=2Fe3＋＋Cl-＋H2O。N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH-=2Ni↓＋N2↑＋5H2O。 （2）Ni2＋氧化N2H4·H2O，生成N2，自身被还原为Ni，根据N和Ni得失电子守恒配平反应，用OH-平衡电荷。故离子方程式为N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH-=2Ni↓＋N2↑＋5H2O。 3．(1)②⑤(2)B(3)11.2 解析：（1）水、淀粉、白酒与都不反应，所以无明显现象；与必须在酸性条件下才能反应得到，食醋会电离出氢离子，故必须选用的物质有②⑤； （2），被还原，必须加还原剂，故选； （3）在反应中溶解转移电子，同时生成。若反应过程中转移，则生成标准状况下的体积为。 4．(1) SO2 氟氯代烷 (2)a (3) 物理 Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O (4)NaCl 解析：（1）防治酸雨主要是要减少SO2、氮氧化物等的排放；在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应，因此为减缓臭氧层受损需要减少使用氟氯代烷； （2）a．回收利用易拉罐，实现垃圾回收再利用，减少污染，a正确； b．焚烧废旧报纸会造成环境污染，b错误； c．随意丢弃废旧电池，会造成废液泄漏，污染地下水，c错误； 故选a。 （3）过滤属于物理方法；Ca(OH)2和HCl反应生成CaCl2和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O； （4）根据原子守恒，2X中含2个Na，2个Cl，则 X的化学式为NaCl。 1． 1:1 22.4 【分析】根据反应中元素化合价的变化及氧化还原反应原理分析解答；根据反应方程式及气体摩尔体积进行相关计算。 解析：（1）反应中Mn元素化合价降低，由+4价降低到+2价，被还原，MnO2作氧化剂；Cl元素化合价升高，由−1价升高到0价，被氧化，氧化产物为Cl2；则根据方程式可知氧化剂和氧化产物的物质的量之比为1:1，故答案为：1:1； （2）若有0.2 mol HCl被氧化，则失去0.2mol电子，由方程式可知应生成0.1mol氯气，则体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24。 1．(1) (2) BaCO3 BaSO4 (3) 用激光笔照射，若出现一条光亮的“通路”，证明有胶体生成 丁达尔效应 (4) 3:2 Fe 解析：溶液无色，则原溶液中无Fe3+，取200mL上述溶液，加入足量的BaCl2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30g，若向该沉淀中加入过量的稀盐酸，仍有2.33g沉淀不溶，说明白色沉淀为BaCO3和BaSO4，则溶液中含有、，与不共存，则原溶液中无，以此解题。 （1）加入氯化钡生成沉淀，加入盐酸，沉淀部分溶解，说明得到沉淀为BaCO3、BaSO4，原溶液中一定含有SO、CO，则一定不含能与CO生成沉淀的Fe3+、Mg2+； （2）BaCO3可以和盐酸反应，硫酸钡不反应，所以加入稀盐酸后溶解的沉淀为BaCO3，不溶解的沉淀为BaSO4； （3）胶体具有丁达尔效应，所以证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是：用激光笔照射，若出现一条光亮的“通路”，证明有胶体生成，利用的性质即丁达尔效应； （4）根据反应中中元素由价降低为价，可知为氧化剂，为还原剂，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为；反应中元素由价升高为价，即元素被氧化。 1．(1) 三颈烧瓶 除去HCl (2)Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3+2NaCl+3H2O (3)C中的白色固体消失(或黄色不再加深；C中上方充满黄绿色气体等) (4) K1、K3(K1可不填) K2 (5)在冰水中冷却结晶 (或冷却结晶) (6)5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO+5Na++7H2O (7)Mba×10-3/w或0.1Mba/w％ 【分析】用浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气，其中混合有挥发出的氯化氢气体，要用饱和食盐水进行除杂，然后利用氯气的强氧化性，在碱性环境下将Bi(OH)3氧化为NaBiO3；利用锰离子的还原性将NaBiO3还原，锰离子氧化为高锰酸根离子，检验NaBiO3的氧化性；实验结束后，产物有毒性，故打开三颈烧瓶的氢氧化钠溶液，吸收剩余的氯气；NaBiO3纯度的检测利用NaBiO3和锰离子反应生成高锰酸根，高锰酸根再与草酸反应来测定，根据氧化还原反应反应进行计算。 解析：（1）由图可知，装二氧化锰的仪器名称是三颈烧瓶；由于浓盐酸会挥发，则制备的氯气中含有氯化氢，故B装置的作用是除去HCl； （2）C中盛放Bi(OH)3与NaOH的混合物，与Cl2反应生成NaBiO3，根据氧化还原反应原理，Bi(OH)3+3NaOH+Cl2=NaBiO3+2NaCl+3H2O； （3）C中反应已经完成，则白色的Bi(OH)3全部变成了黄色的NaBiO3，白色固体消失，故答案为：C中的白色固体消失(或黄色不再加深；C中上方充满黄绿色气体等)； （4）氯气可以和NaOH溶液反应，从图上装置看，关闭K1、K3，打开K2可使氢氧化钠流下与剩余的氯气反应，将其吸收； （5）反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，由题意可知，NaBiO3不溶于冷水，接下来的操作尽可能在冷水环境下进行，需要的操作可在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； （6）往待检液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，生成Bi3+，且溶液变为紫红色，证明待检液中存在Mn2+，说明铋酸钠将锰离子氧化为高锰酸根离子，因为属于酸性环境，所以铋酸钠被还原为Bi3+，根据氧化还原反应原理可知，产生紫红色现象的离子方程式为： 5NaBiO3 + 2Mn2+ + 14H+ = 5Bi3+ + 2MnO+ 5Na+ + 7H2O； （7）根据得失电子守恒可知，草酸和高锰酸根离子的反应比例 H2C2O4~MnO=5:2，又因为5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2+5Na++7H2O，即：NaBiO3:H2C2O4=1:1，m(NaBiO3)= Mba×10-3 g，纯度为×100%，故答案为：Mba×10-3/w或0.1Mba/w％。 学科网（北京）股份有限公司 $$