内容正文:
课时梯级训练(6) 氧化剂和还原剂
1.(2025·广东清远九校联考期中)下列粒子:①Al3+、②Cl-、③N2、④S2-、⑤Cu、⑥H2O2、⑦Fe2+、⑧MnO,既具有氧化性又具有还原性的是 ( )
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦⑧
C.④⑤⑥⑧ D.①②③⑥
B 解析:元素的化合价处于最高价时只有氧化性,①Al3+中元素化合价是+3,是元素的最高化合价,只有氧化性;化合价处于最低价时只有还原性,②Cl-、④S2-、⑤Cu均处于最低价,只有还原性;③N2、⑥H2O2、⑦Fe2+处于最高价和最低价之间,⑧MnO中锰元素处于最高价,氧元素处于最低价,因此③⑥⑦⑧既有氧化性也有还原性,故选B。
2.(2025·河南商开联考期中)根据下列反应判断物质的氧化性强弱,其中排序正确的是 ( )
①2Fe3++2I-===2Fe2++I2
②2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
③2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
A.Fe3+>H2O2>MnO
B.Fe3+>H2O2>I2
C.I2>H2O2>Fe3+
D.MnO>H2O2>I2
D 解析:根据反应①判断氧化性:Fe3+>I2,根据反应②判断氧化性:H2O2>Fe3+,根据反应③判断氧化性:MnO>H2O2,综上所述氧化性:MnO>H2O2>Fe3+>I2,D正确。
3.(2022·浙江1月选考卷,改编)已知:SiH4中H显-1价。关于反应4CO2+SiH44CO+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.氧化剂与还原剂的个数之比为1∶4
D.生成1个SiO2时,转移8个电子
D 解析:CO2→CO,碳元素的化合价由+4降低到+2,故CO为还原产物,A错误;SiH4→H2O,氢元素化合价升高,则SiH4发生氧化反应,B错误;该反应中氧化剂是CO2,还原剂是SiH4,其个数之比为4∶1,C错误;生成1个SiO2同时消耗4个CO2,则转移电子数目为2e—×4=8e—,D正确。
4.(教材改编题)下列化学反应中,HCl作氧化剂的是 ( )
A.CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
B.Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
C.KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
D.Cu(OH)2+2HCl===CuCl2+2H2O
B 解析:HCl与CaCO3、Cu(OH)2的反应都不是氧化还原反应,A、D错误;HCl→H2过程氢元素的化合价降低,发生还原反应,HCl作氧化剂,B正确;HCl→Cl2过程氯元素的化合价升高,HCl作还原剂,C错误。
5.油画修复涉及的反应之一为PbS+4H2O2===PbSO4+4H2O,下列关于该反应的说法正确的是 ( )
A.PbS被还原
B.H2O2为氧化剂
C.属于复分解反应
D.PbSO4中硫元素的化合价为+4
B 解析:PbS→PbSO4,硫元素的化合价由-2升高到+6,则PbS被氧化,A、D错误;H2O2为氧化剂,得电子被还原,B正确;该反应是氧化还原反应,不是复分解反应,C错误。
6.通过相同实验条件下的三个反应事实:
①Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
②Cl2+2FeCl2===2FeCl3
③Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
判断下列物质在此实验条件下氧化性最强的是 ( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.Cl2
D 解析:①Fe+CuCl2===FeCl2+Cu;②Cl2+2FeCl2===2FeCl3;③Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2;由氧化还原反应规律:氧化剂的氧化性大于氧化产物,可以得出氧化性:①CuCl2>FeCl2;②Cl2>FeCl3;③FeCl3>CuCl2,结合以上分析可知,氧化性强弱关系:Cl2>FeCl3>CuCl2>FeCl2,氧化性最强的为氯气。
7.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效含氯消毒剂和漂白剂。可通过如下2步反应制得:
反应1:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl
反应2:2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O
下列说法正确的是 ( )
A.ClO2、Cl2、O2三种气体中氧化性最强的是O2
B.反应1中HCl只表现出还原性
C.反应2中H2O2作还原剂,被氧化
D.反应1中NaCl中的氯元素均来自NaClO3
C 解析:氧化剂的氧化性强于氧化产物,反应1:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl,氧化性:NaClO3>Cl2>ClO2,反应2:2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O,氧化性:ClO2>O2,ClO2、Cl2、O2三种气体中氧化性最弱的是O2,A错误;反应1中HCl中氯元素部分化合价升高,部分化合价不变,表现出还原性和酸性,B错误;反应2中H2O2中氧元素化合价升高,作还原剂,被氧化,C正确;反应1中NaCl中的氯元素均来自HCl,D错误。
8.(2025·牡丹江三校期中)臭氧(O3)在饮用水消毒过程中会将水中溴化物(Br-)转化成致癌物溴酸盐(BrO),反应过程可表示为Br-+3O3===BrO+3O2。新型消毒剂ClO2使用过程中相对安全,不会将Br-转化成BrO。下列说法错误的是 ( )
A.上述反应中,O3得到电子
B.上述反应中,溴化物(Br-)是还原剂
C.上述反应中,O2是还原产物
D.在上述条件下,氧化性:O3>BrO>ClO2
C 解析:在该反应Br-+3O3===BrO+3O2中,O3将Br-转化成BrO,因此-1价的Br-失去电子生成+5价的BrO,Br-失电子作还原剂,O3得电子作氧化剂。O3得电子作氧化剂,Br-失电子作还原剂,A正确、B正确;O3中部分氧元素得到电子变为-2价,生成BrO,O2中氧元素化合价不变,不是还原产物,C错误;氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据反应Br-+3O3===BrO+3O2可知,氧化性:O3>BrO,而ClO2不会将Br-转化成BrO,可知BrO的氧化性强于ClO2,因此氧化性:O3>BrO>ClO2,D正确。
9.已知常温下在溶液中可以发生如下两个反应:①Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+;②Sn2++2Fe3+===Sn4++2Fe2+。根据以上反应,判断下列说法不正确的是 ( )
A.①中Ce4+发生还原反应
B.②中Sn4+是氧化产物
C.氧化性强弱的顺序为Ce4+>Sn4+>Fe3+
D.Fe→Fe2+须加入氧化剂才能实现
C 解析:①中Ce4+→Ce3+,铈元素化合价降低,则Ce4+发生还原反应,A正确;②中Sn2+→Sn4+,锡元素化合价升高,发生氧化反应,则Sn4+是氧化产物,B正确;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,由①、②分别可得氧化性:Ce4+>Fe3+、Fe3+>Sn4+,则有氧化性:Ce4+>Fe3+>Sn4+,C错误;Fe→Fe2+过程中铁元素的化合价升高,发生氧化反应,故要加入氧化剂,D正确。
10.在3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O,下列说法不正确的是 ( )
A.Cl2既是氧化剂,又是还原剂
B.KCl是还原产物,KClO3是氧化产物
C.反应中每消耗3个Cl2,转移电子数为6e—
D.该反应中只有氯元素的化合价发生了变化
C 解析:Cl2→KCl中氯元素的化合价降低,发生还原反应,则KCl是还原产物;Cl2→KClO3中氯元素的化合价升高,发生氧化反应,则KClO3是氧化产物,B正确;Cl2发生还原反应和氧化反应,则Cl2既是氧化剂,又是还原剂,A正确;消耗3个Cl2,同时生成1个KClO3和5个KCl,则转移电子数为5e—,C错误;由A、B项分析可知,只有氯元素的化合价发生了变化,D正确。
11.汽车尾气中的NOx、CO、碳氢化合物通过排气系统的净化装置(催化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组成)转化过程如图。下列分析不正确的是 ( )
A.该净化装置可将有毒的氮氧化物转化为无毒的氮气
B.该过程中CO是还原剂
C.该过程中NOx发生了还原反应
D.该过程中,碳氢化合物没有发生反应
D 解析:根据图示信息,NOx经过该净化装置转化为无毒的氮气,A正确;CO经过该净化装置转化为CO2,碳元素化合价升高,为还原剂,B正确;NOx经过该净化装置转化为无毒的氮气,反应中氮元素化合价降低,被还原,发生还原反应,C正确;该过程中,碳氢化合物经过该净化装置转化为CO2、H2O,发生了化学反应,D错误。
12.(2025·广东广州协和学校、华侨中学、增城中学期中)SO2是造成酸雨的原因之一。酸性条件下,可利用MnO2进行脱硫处理,其原理主要是如图所示的两步反应。下列说法不正确的是 ( )
A.反应1中Mn2+是还原产物
B.反应MnO2+SO2===Mn2++SO在一定条件下可能发生
C.该条件下,还原性:Mn2+>Fe2+>SO2
D.反应2中硫元素的化合价升高,被氧化
C 解析:反应1中MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,Fe2+被氧化为Fe3+,根据得失电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+===Mn2++2Fe3++2H2O;反应2中硫元素的化合价升高,被氧化,铁元素化合价降低,被还原,根据得失电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+,总反应的离子方程式应为MnO2+SO2===Mn2++SO。反应1中锰元素化合价由+4降低为+2,MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,反应1中Mn2+是还原产物,A正确;MnO2最终转化为Mn2+,SO2最终转化为硫酸根离子,所以脱硫的最终产物为MnSO4,离子方程式应为MnO2+SO2===Mn2++SO,B正确;反应1中MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,Fe2+被氧化为Fe3+,还原性:Mn2+<Fe2+,反应2中硫元素的化合价升高,被氧化,铁元素化合价降低,被还原,还原性:Fe2+<SO2,C错误;反应2中硫元素的化合价升高,被氧化,D正确。
13.元素铬(Cr)的几种化合物存在如下转化关系:
下列判断不正确的是 ( )
A.反应①②③都是氧化还原反应
B.反应①表明Cr2O3具有酸性氧化物的性质
C.反应②体现H2O2的氧化性
D.反应③中的离子方程式为2CrO+2H+===Cr2O+H2O
A 解析:反应②中铬元素、氧元素的化合价均发生变化,属于氧化还原反应,反应①和③不是氧化还原反应,A错误;反应①中Cr2O3与KOH溶液反应生成盐KCrO2,说明Cr2O3具有酸性氧化物的性质,B正确;反应②中H2O2作氧化剂,体现氧化性,C正确;反应③中K2CrO4在酸性条件下转化为K2Cr2O7,结合原子守恒和电荷守恒写出反应的离子方程式2CrO+2H+===Cr2O+H2O,D正确。
14.R2O在酸性溶液中与MnO反应,反应产物为RO2、Mn2+和H2O。已知反应中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶5,则x的值为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
B 解析:根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等,MnO转化为Mn2+过程中锰元素化合价从+7到+2降低5价,作氧化剂,反应中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶5,个数比等于物质的量之比,可看作化合价降低总数为5×2=10;R2O中R的化合价为=4-,转化为RO2中的+4价,化合价升高4-(4-)=,依题意,可看作化合价升高总数为×5×2=10,则x=2。
15.工业上常用氯氧化法处理含氰(CN-)废水,一定条件下,5Cl2+2NaCN+12NaOH===2K+10NaCl+N2+6H2O。若氰化物中氮元素的化合价为-3,下列说法错误的是 ( )
A.方框中的物质是Na2CO3
B.反应中仅氮元素被氧化
C.氧化性:Cl2>N2
D.若有1个N2生成,则反应中有10个电子转移
B 解析:根据原子守恒,可知方框中的物质是Na2CO3,A正确;反应中碳、氮元素化合价都升高,碳元素、氮元素都被氧化,B错误;该反应中,Cl2是氧化剂、N2是氧化产物,所以氧化性:Cl2>N2,C正确;反应中碳元素化合价由+2升高为+4、氮元素化合价由-3升高为0,若有1个N2生成,则反应中有10个电子转移,D正确。
16.已知:①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2FeCl3+2KI===2FeCl2+I2+2KCl
由此判断,下列说法错误的是 ( )
A.氧化性:MnO>Cl2>Fe3+>I2
B.反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为1∶5
C.反应②中,FeCl3既是氧化产物又是还原产物
D.一定条件下,反应3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3能够发生
D 解析:在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物;据①~③分别推知氧化性:MnO>Cl2、Cl2>Fe3+、Fe3+>I2,故氧化性:MnO>Cl2>Fe3+>I2,A正确;①中KMnO4是氧化剂,HCl是还原剂,但只有部分HCl被氧化,则氧化剂与还原剂的个数比为2∶10=1∶5,B正确;②中铁元素被氧化,Cl2中氯元素被还原,则FeCl3既是氧化产物又是还原产物,C正确;Fe3+的氧化性强于I2,Fe3+可将I—氧化生成I2,故Cl2与FeI2反应不能生成FeI3,D错误。
17.以黄铜矿[主要成分是二硫化亚铁铜(CuFeS2)]为主要原料的炼铜方法有火法炼铜、氧化浸出等。
Ⅰ .火法炼铜:8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
(1)反应中被还原的元素是________(填元素符号),氧化产物有________(填化学式)。
(2)用此法炼铜,每制得32 t铜会产生污染气体二氧化硫的质量为________,冶炼过程中产生大量SO2,下列处理方案中合理的是________(填标号)。
A.高空排放 B.制备硫酸 C.用氨水吸收
Ⅱ .氧化浸出:在硫酸介质中用H2O2溶液将黄铜矿氧化,测得有SO生成。
(3)配平该反应的离子方程式:
CuFeS2+____H2O2+____H+===____Cu2++____Fe3++____SO+____H2O
(4)该反应在25~50 ℃下进行,实际生产中H2O2溶液的消耗量要远远高于理论值,除温度较高H2O2溶液分解之外,还可能的原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案: Ⅰ .(1)Cu、O Fe2O3、SO2 (2)64 t BC
Ⅱ .(3)2 17 2 2 2 4 18
(4)生成产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解
解析: Ⅰ .(1)根据化学方程式可知,铜元素由+2价降低到0价,氧元素由0价降低到-2价,故被还原的元素是Cu、O;其中铁元素由+2价变为+3价,硫元素由-2价变为+4价,则氧化产物为Fe2O3、SO2。
(2)根据化学方程式可知,每制得32 t铜会产生污染气体二氧化硫的质量为(×64) t=64 t;二氧化硫会污染空气,可以和氨水反应,也可以被用来制备硫酸。
Ⅱ .(3)CuFeS2转化成Fe3+、SO,化合价升高的元素有Fe、S,H2O2转化成H2O,化合价降低的元素有O,根据得失电子守恒和原子守恒配平,反应的化学方程式为2CuFeS2+17H2O2+2H+===2Cu2++2Fe3++4SO+18H2O。
(4)H2O2溶液的消耗量要远远高于理论值,说明产物中有物质催化过氧化氢分解。
18.(2025·湖北四校联考期中) Ⅰ .已知铁在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式为Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。请回答下列问题:
(1)上述反应中,被氧化的物质是__________(填化学式),氧化剂与还原剂的个数比为__________。
(2)用双线桥法标出该反应的电子转移方向和数目:
________________________________________________________________________。
Ⅱ .过氧化氢(H2O2,氧显-1价)的水溶液俗称双氧水,医疗上利用它杀菌消毒的作用来清洗伤口。已知过氧化氢可以发生如下反应:
①2H2O22H2O+O2↑;
②Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O;
③3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O。
请回答下列问题:
(3)H2O2仅体现氧化性的反应是________(填序号,下同),H2O2仅体现还原性的反应是__________,H2O2既体现氧化性,又体现还原性的反应是________。
(4)根据上述反应可知,H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。
答案: Ⅰ .(1)Fe 1∶1
Ⅱ .(3)③ ② ①
(4)Ag2O>H2O2>K2CrO4
解析: Ⅰ .(1)Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O反应,Fe化合价升高发生氧化反应,被氧化的物质是Fe;Fe化合价升高,Fe是还原剂,硝酸中N化合价降低,硝酸是氧化剂,4个硝酸中只有1个N化合价降低,即有1个硝酸作氧化剂,氧化剂与还原剂的个数比为1∶1。
(2)Fe化合价由0升高为+3,硝酸中N化合价由+5降低为+2,用双线桥法标出电子转移方向和数目为。
Ⅱ .(3)①2H2O22H2O+O2↑,H2O2中氧元素化合价既升高又降低,H2O2既表现还原性又表现氧化性;②Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O,H2O2中氧元素化合价升高,H2O2只表现还原性;③3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O,H2O2中氧元素化合价降低,H2O2只表现氧化性。
(4)Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O反应,Ag2O是氧化剂,H2O2是还原剂,氧化性:Ag2O>H2O2; 3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O反应,H2O2是氧化剂,K2CrO4是氧化产物,氧化性:H2O2>K2CrO4;所以氧化性Ag2O>H2O2>K2CrO4。
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