内容正文:
跟踪练(6) 氧化还原反应的概念和规律
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列过程所用的物质中,利用了其氧化性的是( )
A.用FeCl3溶液腐蚀覆铜板
B.用Zn块防止钢铁船体腐蚀
C.用SO2的水溶液吸收Br2
D.用Fe粉防止FeSO4溶液氧化
A 解析:用FeCl3溶液腐蚀覆铜板发生的反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,铁元素的化合价降低,被还原,利用其氧化性,A正确;用Zn块防止钢铁船体腐蚀,是利用其还原性,B错误;用SO2的水溶液吸收Br2,S元素的化合价升高被氧化,利用其还原性,C错误;用Fe粉防止FeSO4溶液氧化,利用其还原性,D错误。
2.向碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气,可以得到钠盐Na2H3IO6。下列有关该反应的说法错误的是( )
A.在该反应中碘酸钠作还原剂
B.碱性条件下,氯气的氧化性强于碘酸钠的氧化性
C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.反应中生成1 mol Na2H3IO6转移2 mol电子
C 解析:反应中,NaIO3→Na2H3IO6,I元素由+5价升高到+7价,则NaIO3作还原剂,A正确;该反应中,Cl2作氧化剂,NaIO3是还原剂,则碱性条件下,氧化性:Cl2>NaIO3,B正确;氧化产物是Na2H3IO6,还原产物是NaCl,根据得失电子守恒可知,其物质的量之比为1∶2,C错误;NaIO3→Na2H3IO6,I元素由+5价升高到+7价,则生成1 mol Na2H3IO6转移2 mol电子,D正确。
3.(2024·湖南邵阳统考)关于下列物质的应用或分析错误的是( )
A.常温下,用铁槽车运输浓硝酸利用了浓硝酸的强氧化性
B.“神舟十三号”返回舱烧蚀材料中含有石棉,说明石棉易燃烧
C.用维生素C作NaNO2中毒的急救药利用了维生素C的强还原性
D.《神农本草经》记载:“石硫黄(S)能化银、铜、铁”,这句话体现了石硫黄(S)的氧化性
B 解析:常温下,铁在浓硝酸中钝化,用铁槽车运输浓硝酸利用了浓硝酸的强氧化性,A正确;“神舟十三号”返回舱烧蚀材料中含有石棉,说明石棉不易燃烧,具有阻燃性,B错误;用维生素C作NaNO2中毒的急救药,维生素C被NaNO2氧化,利用了维生素C的强还原性,C正确;《神农本草经》记载:“石硫黄(S)能化银、铜、铁”,硫与金属单质生成金属硫化物,体现了石硫黄(S)的氧化性,D正确。
4.工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.碱性条件下,氧化性:O2<MnO<S2O
B.过程 Ⅰ 中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.过程 Ⅱ 中,反应的离子方程式为4MnO+2S2-+9H2O===S2O+4Mn(OH)2↓+10OH-
D.将1 mol S2-转化为SO理论上需要O2的体积为22.4 L (标准状况)
C 解析:根据氧化性:氧化剂>氧化产物,由过程 Ⅰ 、 Ⅱ 可得氧化性:O2>MnO、MnO>S2O,A错误;过程 Ⅰ ,氧化剂是O2,发生转化:O2→H2O,还原剂是Mn(OH)2,发生转化:Mn(OH)2→MnO,根据得失电子守恒推知,O2和Mn(OH)2的物质的量之比为1∶2,B错误;过程 Ⅱ 中,MnO与S2-反应生成Mn(OH)2和S2O,离子方程式为4MnO+2S2-+9H2O===S2O+4Mn(OH)2↓+10OH-,C正确;S2-→SO,1 mol S2-失去8 mol电子,而1 mol O2得到4 mol电子,根据得失电子守恒推知,理论上需要O2的体积为44.8 L(标准状况),D错误。
5.根据溶液中发生的两个反应:①2Mn2++5PbO2+4H+===2MnO+5Pb2++2H2O;②2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。下列说法错误的是( )
A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
B.酸性条件下,氧化性:PbO2>MnO>Cl2
C.实验室将高锰酸钾酸化时,常用盐酸酸化
D.反应②中每生成1.12 L(标准状况)的气体,则反应中转移的电子的物质的量为0.1 mol
C 解析:反应①中,Mn2+失电子是还原剂,PbO2得电子是氧化剂,则反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2,A正确;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,酸性条件下,氧化性:PbO2>MnO>Cl2,B正确;高锰酸钾能氧化HCl生成Cl2,故实验室将高锰酸钾酸化时,常用硫酸酸化而不用盐酸酸化,C错误;反应②中每生成1.12 L(标准状况)的气体,物质的量为n===0.05 mol,Cl-→Cl2,则反应中转移的电子的物质的量为0.05×2×[0-(-1)] mol=0.1 mol,D正确。
6.铅丹(Pb3O4)可用作防锈涂料,其中铅的化合价为+2和+4,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓)===3PbCl2+Cl2↑+4H2O。下列说法正确的是( )
A.Pb3O4与浓盐酸反应时,Pb3O4作还原剂
B.物质的氧化性:Pb3O4<Cl2
C.Pb3O4中+2价的铅与+4价的铅的物质的量之比为2∶1
D.当上述反应中消耗1 mol Pb3O4时,生成的氯气为22.4 L
C 解析:该反应中Pb元素的化合价由+4降低到+2,则Pb3O4作氧化剂,Cl元素的化合价由-1升高到0,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性:Pb3O4>Cl2,A、B错误;铅丹中Pb元素的化合价只有+2、+4,根据化合价代数和为0,则Pb3O4中+2价的铅与+4价的铅的物质的量之比为2∶1,C正确;选项中没有说明气体所处的温度和压强,不能计算生产氯气的体积,D错误。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性,受热易分解,可作漂白剂、食品消毒剂等,以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下图所示。
已知:消毒能力即每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
下列说法错误的是( )
A.“母液”中溶质的主要成分是Na2SO4
B.相同质量ClO2的消毒能力是Cl2的2.5倍
C.“反应2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度,提高产品产率
B 解析:反应1为二氧化硫与稀硫酸、氯酸钠反应生成硫酸钠、二氧化氯和水,反应2为二氧化氯与过氧化氢、氢氧化钠混合溶液反应生成亚氯酸钠、氧气和水,反应得到的亚氯酸钠在55 ℃条件下减压蒸发、冷却结晶、过滤得到亚氯酸钠粗产品。根据元素转化分析可知“母液”中溶质的主要成分是Na2SO4,A正确;1 mol Cl2完全反应转化2 mol e-,1 mol ClO2完全反应转化5 mol e-,所以等物质的量ClO2的消毒能力是Cl2的2.5倍,B错误;“反应2”中发生反应的化学方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH===2NaClO2+2H2O+O2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C正确;温度过高,NaClO2会分解,所以采用“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度,提高产品产率,D正确。
8.(2025·广东部分学校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,碘及其化合物有如图所示的转化关系。下列叙述正确的是( )
A.反应①中,常温常压下,2.24 L Cl2完全反应转移的电子数为0.1NA
B.反应②中,生成氧化产物和还原产物的数目均为0.2NA
C.反应③中,每生成1 mol IO,转移的电子数为5NA
D.反应④中,每生成3 mol I2,转移的电子数为5NA
D 解析:反应①为I-和少量氯气反应生成碘单质和氯离子,离子方程式为2I-+Cl2===2Cl-+I2;反应②为碘酸根离子和亚硫酸氢钠反应生成碘单质、硫酸钠和水,离子方程式为3OH-+2IO+5HSO===5SO+I2+4H2O;反应③为I-和足量氯气反应生成碘酸根离子和氯离子,离子方程式为I-+3Cl2+3H2O===IO+6Cl-+6H+;反应④为I-和碘酸根离子在酸性条件下反应生成碘单质,离子方程式为5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 L/mol,无法准确计算,A错误;氧化产物和还原产物的量未知,无法计算,B错误;根据离子方程式可知,每生成1 mol IO,转移6 mol电子,则转移电子数为6NA,C错误;根据离子方程式可知,反应④中,每生成3 mol I2,转移5 mol电子,则转移的电子数为5NA,D正确。
9.ClO2是一种绿色的饮用水消毒剂。常用下列两种反应原理制备:
反应1:4HCl+2KClO3===2ClO2↑+Cl2↑+2KCl+2H2O
反应2:C6H12O6+24KClO3+12H2SO4===12K2SO4+24ClO2↑+6CO2↑+18H2O
下列说法正确的是( )
A.两个反应中KClO3都作氧化剂
B.反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
C.反应2中每转移6 mol电子,生成气体的物质的量为15 mol
D.制备等量的ClO2,反应1比反应2转移的电子总数多
AB 解析:反应1中KClO3→ClO2及反应2中KClO3→ClO2中Cl元素化合价均降低,故两个反应中KClO3都作氧化剂,A正确;反应1中KClO3→ClO2,KClO3作氧化剂,HCl→Cl2中Cl元素化合价升高,HCl作还原剂,还有一半HCl未变价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,B正确;反应2中C元素由0价升高到+4价,每转移24 mol电子,生成气体的物质的量为30 mol,则转移6 mol电子,生成气体的物质的量为7.5 mol,C错误;反应1中制取1 mol ClO2转移1 mol电子,反应2中制取1 mol ClO2转移1 mol电子,故制备等量的ClO2,反应1与反应2转移电子总数相等,D错误。
10.(2024·山东济宁模拟)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比为8∶1
D.步骤Ⅳ除砷的化学方程式为3H2S+2H3AsO3===As2S3↓+6H2O
答案:C
三、非选择题
11.钒具有众多优良的性能,用途十分广泛,有“金属维生素”之称。
(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,溶液中含VO2+、K+、SO等离子。写出该反应的化学方程式: ____________。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向__________________。
(3)在20.00 mL的0.1 mol/L VO溶液中,加入0.195 g锌粉,恰好完全反应,则还原产物可能是________(填标号)。
a.V b.V2+ c.VO d.VO2+
(4)已知V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2+。请再写一个离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
说明还原性:SO>Cl->VO2+。
答案:(1)V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O
(2)
(3)b
(4)Cl2+SO+H2O===2Cl-+2H++SO
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