内容正文:
[课下巩固精练卷(四)] 氧化还原反应的基本概念和规律
知识点
题目难易程度
较易
中档
较难
氧化还原反应及其相关概念
1、3
2
氧化还原反应的强弱规律与价态规律
4、5、6、7、8
氧化还原反应的综合考查
9、10、11
12
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.(2023·广东汕头三模)研究CO2的综合利用对构建低碳环保社会有重要意义。下列有关CO2的应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.利用CO2生产纯碱
B.利用CO2制甲酸
C.利用干冰灭火
D.利用CO2制碳酸饮料
解析:选B。利用CO2生产纯碱不涉及氧化还原反应,A项错误;利用CO2制甲酸的过程中二氧化碳生成了甲酸,化合价发生改变,B项正确;干冰灭火的原因有两点,首先干冰升华吸热将温度降低至可燃物着火点以下,其次二氧化碳不支持燃烧,不涉及氧化还原反应,C项错误;利用CO2制碳酸饮料是利用二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O===H2CO3,不涉及氧化还原反应,D项错误。
2.(2023·山东聊城二模)古代典籍富载化学知识,下述之物见其还原性者为( )
A.石胆(CuSO4·5H2O):“石胆能化铁为铜。”
B.强水(HNO3):“性最烈,能蚀五金,……”
C.矾(FeSO4·7H2O):“盖此矾色绿味酸,烧之则赤。”
D.金箔(Au):“凡金箔,每金七厘造方寸金一千片,……”
解析:选C。石胆能化铁为铜,铜元素化合价降低,表现为氧化性,A错误;HNO3只有氧化性,B错误;硫酸亚铁氧化为氧化铁,铁元素化合价升高,体现还原性,C正确;凡金箔,每金七厘造方寸金一千片,体现金的延展性,D错误。
3.吸入人体内的氧有大约2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。服用含硒(Se)元素的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3在人体中的作用是( )
A.作氧化剂
B.作还原剂
C.既作氧化剂又作还原剂
D.既不作氧化剂又不作还原剂
解析:选B。“活性氧”氧化性极强,服用含硒(Se)元素的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,表明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂。
4.(2023·浙江名校一模联考)NaH2PO2为正盐,关于化学反应NaH2PO2+4AgNO3+2H2O===4Ag+H3PO4+NaNO3+3HNO3,下列说法不正确的是( )
A.氧化产物是H3PO4
B.该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
C.此条件下氧化性:Ag+>H3PO4
D.该反应的离子方程式为PO+4Ag++2H2O===4Ag+H3PO4+H+
解析:选D。NaH2PO2为正盐即可电离生成Na+和H2PO,银元素由+1价降到0价,磷元素由+1价升高到+5价,磷元素化合价升高,即H3PO4属于氧化产物,A正确;NaH2PO2为还原剂,AgNO3为氧化剂,由得失电子守恒知氧化剂和还原剂物质的量之比为4∶1,B正确;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,即氧化性Ag+>H3PO4,C正确;离子方程式为H2PO+4Ag++2H2O===4Ag+H3PO4+3H+,D错误。
5.工业上以铜阳极泥(主要成分是Cu2Te)为原料提取碲(第五周期第ⅥA族),涉及反应:
①Cu2Te+2O2+2H2SO4===2CuSO4+TeO2+2H2O
②TeO2+2SO2+2H2O===2H2SO4+Te
以下说法正确的是( )
A.Cu2Te中Cu元素的化合价是+2价
B.氧化性强弱顺序为:O2>SO2>TeO2
C.反应②中氧化剂是SO2,氧化产物是H2SO4
D.每制备1 mol Te理论上共转移12 mol电子
解析:选D。碲为第五周期第ⅥA族,最低负化合价为-2价,根据化合价的正、负化合价代数和为0,Cu2Te中Cu元素的化合价是+1价,A错误;已知反应:Cu2Te+2O2+2H2SO4===2CuSO4+TeO2+2H2O,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以氧化性:O2>TeO2,在反应TeO2+2SO2+2H2O===2H2SO4+Te中,TeO2为氧化剂,SO2为还原剂,所以氧化性TeO2>SO2,所以氧化性:O2>TeO2>SO2,B错误;根据化合价的升降,SO2→H2SO4,硫元素的化合价升高,被氧化,SO2为还原剂,H2SO4为氧化产物,C错误;制备1 mol Te,反应①消耗2 mol O2,转移8 mol e-,反应②1 mol TeO2→1 mol Te,转移4 mol e-,共转移12 mol e-,D正确。
6.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下图所示。有关说法不正确的是( )
A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况
B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol·L-1
C.当通入2 mol Cl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
解析:选B。
溶液体积未知,无法计算浓度,B项不正确。
7.氧化还原电池的标准电极电势(φθ)可用来比较相应氧化剂的氧化性强弱,相关数据(酸性条件)如下。
氧化还原电池 (氧化剂/还原剂)
电极反应式
φθ/V
Fe3+/Fe2+
Fe3++e-⇌Fe2+
0.77
I2/I-
I2+2e-⇌2I-
0.54
Cr2O/Cr3+
Cr2O+6e-+14H+⇌2Cr3++7H2O
1.36
Br2/Br-
Br2+2e-⇌2Br-
1.07
Co3+/Co2+
Co3++e-⇌Co2+
1.84
下列分析错误的是( )
A.氧化性:Cr2O>Br2>Fe3+
B.向K2Cr2O7溶液中滴加CoCl2溶液,反应的离子方程式为Cr2O+6Co2++14H+===2Cr3++6Co3++7H2O
C.向淀粉KI溶液中滴加CoCl3溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN的FeBr2溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
解析:选B。标准电极电势越大,对应氧化剂的氧化性越强,氧化性:Cr2O>Br2>Fe3+,A正确;Cr2O的氧化性低于Co3+,所以不能通过Cr2O氧化Co2+得到Co3+,所以不会发生反应,B错误;Co3+的氧化性高于I2,向淀粉KI溶液中滴加CoCl3溶液,得到I2,溶液变蓝色,C正确;氧化性大小为Cl2>Br2>Fe3+,所以氯水先氧化Fe2+,溶液变红,D正确。
8.(2023·北京师大实验中学模拟)某同学进行如下兴趣实验:
反应原理:①IO+3HSO===I-+3SO+3H+
②IO+5I-+6H+===3I2+3H2O
③Hg2++2I-===HgI2↓(橙红)
现象:立即产生橙红色沉淀,几秒钟后溶液颜色变为蓝色
下列说法不正确的是( )
A.反应①中IO表现氧化性
B.反应后混合液的pH减小
C.该实验条件下,反应速率:③>②
D.若用Na2SO3溶液代替NaHSO3溶液进行上述实验,现象相同
解析:选D。反应①中IO中I元素为+5价,生成物I-中I元素为-1价,IO为氧化剂,表现氧化性,A项正确;反应①生成的I-和H+的物质的量之比为1∶3,而反应②消耗的I-和H+的物质的量之比为5∶6,且反应③也消耗I-,所以总的来说H+生成的数量大于消耗的数量,H+数量增多,pH减小,B项正确;先产生橙红色沉淀后溶液颜色变蓝,说明反应速率③>②,C项正确;若用Na2SO3溶液代替NaHSO3溶液,则没有生成反应②所需的H+,反应②难以发生,现象应该不同,D项错误。
9.(双选)(2023·湖南邵阳三模)水合肼(N2H4·H2O)是一种重要的化工原料,其沸点约为118 ℃,具有强还原性,实验室将NaClO稀溶液缓慢滴加到CO(NH2)2和NaOH的混合溶液中制备水合肼,其流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“制备NaClO”过程中每消耗标准状况下2.24 L Cl2,转移0.2 mol电子
B.“氧化”步骤中发生反应的离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+H2O===Cl-+CO2↑+N2H4·H2O
C.“氧化”步骤中药品的滴加顺序不能颠倒
D.“蒸馏”操作需要用到的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、直形冷凝管、锥形瓶、酒精灯、尾接管
解析:选CD。“制备NaClO”发生反应Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O,为歧化反应,氯元素由0价既升至+1价,也降至-1价,标准状况下2.24 L氯气的物质的量为0.1 mol,其中有0.1 mol氯原子被氧化成+1价,0.1 mol氯原子被还原成-1价,转移电子0.1 mol,A错误;依题意溶液呈碱性,“氧化”步骤中发生反应的离子方程式为:ClO-+CO(NH2)2+2OH-===Cl-+CO+N2H4·H2O,B错误;若改将CO(NH2)2和NaOH的混合溶液滴入NaClO溶液中,生成的水合肼由于具有强还原性,会和具有强氧化性的NaClO发生反应,故不能颠倒,C正确;蒸馏所需的冷凝装置为直形冷凝管,D正确。
10.(2023·山东济宁二模)用Na2S2O3去除酸性废水中H3AsO3的反应机理如图所示(图中“HS·”为自由基)。下列说法错误的是( )
A.X的化学式为H2S2
B.HS·反应活性较强,不能稳定存在
C.步骤Ⅲ反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶1
D.步骤Ⅳ除砷的化学方程式为3H2S+2H3AsO3===As2S3↓+6H2O
解析:选C。S2O与氢离子在紫外线照射条件下可以生成HS·,两个HS·可以结合生成H2S2,H2S2分解得到S8和H2S,H2S与H3AsO3发生反应生成As2S3。X的化学式为H2S2,A正确;HS·反应活性较强,在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在,B正确;步骤Ⅲ反应中H2S2分解得到S8和H2S,化学方程式为:8H2S2===S8+8H2S,S元素化合价由-1价上升到0价,又由-1价下降到-2价,H2S2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,C错误;步骤Ⅳ中,H2S与H3AsO3发生反应生成As2S3,化学方程式为:3H2S+2H3AsO3===As2S3↓+6H2O,D正确。
二、非选择题(共2题,共25分)
11.(9分)HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物,试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是________(填字母)。(2分)
A.亚硝酸盐被还原
B.维生素C是还原剂
C.维生素C将Fe3+还原为Fe2+
D.亚硝酸盐是还原剂
(2)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。(3分)
(3)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4,若要将反应所得的酸性溶液中的Fe2+转化为Fe3+,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是______(填字母)。(2分)
a.Cl2 b.Fe c.H2O2 d.HNO3
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能的绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),K2FeO4的氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强。制备过程发生的主要反应:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
该反应中的氧化剂是________,还原剂是________________。(2分)
解析: (1)服用维生素C可以解毒,说明在维生素C作用下Fe3+又转化为Fe2+,Fe元素化合价降低,被还原,则维生素C具有还原性,而亚硝酸盐会导致Fe2+转化为Fe3+,说明亚硝酸盐具有氧化性,在反应中亚硝酸盐为氧化剂,维生素C是还原剂。(3)Cl2、HNO3都能氧化亚铁离子,但能引入新的杂质;铁不能氧化亚铁离子;双氧水的还原产物是水,不引入杂质,所以最佳试剂是双氧水。(4)该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价。得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂,所以Na2O2是氧化剂,Na2O2、FeSO4是还原剂。
答案:(1)D (2)NO+Cl2+H2O===NO+2H++2Cl- (3)c (4)Na2O2 Na2O2、FeSO4
12.(16分)KI是中学化学常用的还原剂,某小组设计实验探究I-的性质。回答下列问题:
实验(一):探究影响氧化剂与KI反应的因素。
FeCl3、CuCl2、AgNO3溶液分别与KI反应,实验及现象如表所示:
实验操作
试剂及现象
①X为AgNO3溶液,产生黄色沉淀,溶液不变蓝
②X为CuCl2溶液,过滤,得到蓝色溶液和白色沉淀
③X为FeCl3溶液,溶液变蓝,没有沉淀产生;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生沉淀,过滤,沉淀为蓝色
已知:CuI为难溶于水的白色固体。常温下,Ksp(AgI)=8.5×10-17 ,Ksp(CuI)=1.2×10-12。
(1)实验②中的氧化产物为____________(填化学式)。(2分)
(2)实验③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________。(2分)
(3)已知:Ag+的氧化性比Fe3+的强,但氧化剂的氧化性强弱除受本身性质影响外,还与温度、浓度、溶液的酸碱度等外界条件有关。分析实验①③,试解释实验①中溶液没有变蓝的主要原因可能是_____________________________________________________________。(2分)
实验(二):探究氯气与KI反应的产物。
资料显示:I2和I-在溶液中会发生反应I2+I-⇌I,部分离子颜色如表所示。
离子
I
ICl
ICl
IO
颜色
棕黄色,
遇淀粉变蓝
红色
黄色
无色
(4)A中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。(3分)
(5)反应一段时间后,B中溶液颜色变为浅棕色,为了探究B溶液中的含碘物质,设计如下实验:
实验操作
实验现象
Ⅰ.取反应后B中的溶液10 mL,分成两等份,第一份滴入1滴碘水;第二份滴入1滴淀粉溶液
第一份溶液变蓝色;第二份溶液颜色没有变化
Ⅱ.将I2溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1 mol·L-1的溶液,取该溶液2 mL,向其中滴加1滴淀粉溶液,再通入少量氯气
加淀粉后溶液变蓝,通氯气后蓝色褪去,溶液显浅棕色
Ⅲ.向Ⅱ反应后的溶液中继续通入氯气
溶液几乎变为无色
①操作Ⅰ的目的是排除________________(填离子符号)的干扰。(2分)
②写出ICl在水溶液中与Cl2反应生成IO的离子方程式:
________________________________________________________________________。(3分)
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因可能是生成了____________(填离子符号),这两种离子混合后溶液呈浅棕色。(2分)
解析:(1)根据已知信息,说明生成了I2和CuI沉淀,所以氧化产物为I2。
(2)根据实验现象知生成了I2,反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。
(3)Ag+和I-优先反应生成AgI,降低了Ag+浓度,导致Ag+的氧化性减弱,无法与I-反应生成I2,溶液不变蓝。
(4)浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气的化学方程式:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(5)①第一份滴入1滴碘水,碘单质与淀粉作用显示蓝色,证明反应后的B溶液中有淀粉;I显棕黄色且遇淀粉变蓝,第二份滴入淀粉溶液,溶液颜色没有变化,说明溶液的浅棕色不是I造成的,B溶液中无I。②ICl中的碘为+1价,反应后生成IO,碘的价态升高4价,氯气具有氧化性,反应后生成Cl-,氯的价态降低2价,由电子守恒得ICl+2Cl2―→IO+6Cl-,由电荷守恒得ICl+2Cl2―→IO+6Cl-+6H+,最后由元素守恒得离子方程式为:ICl+2Cl2+3H2O===IO+6Cl-+6H+。③向Ⅱ所得溶液中继续通入氯气,溶液几乎变为无色,碘元素被氧化成IO(无色),B中溶液颜色变成浅棕色的原因是I-先被氯气氧化成I2,Cl2+2I-===I2+2Cl-,I2又被氯气氧化成ICl(红色)和ICl(黄色),两者的混合溶液呈浅棕色。
答案:(1)I2 (2)1∶1
(3)Ag+和I-优先反应生成AgI,降低了Ag+浓度,导致Ag+的氧化性减弱
(4)2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(5)①I ②ICl+2Cl2+3H2O===IO+6Cl-+6H+ ③ICl、ICl
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