内容正文:
1.(2023·盐城期中)我国下列科技成果或其应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.引爆黑火药开采矿石
B.用乙醚提取青蒿素
C.用天然磁石造出司南
D.用侯氏制碱法制取纯碱
解析 用乙醚提取青蒿素,属于萃取,没有生成新物质,属于物理变化,故不选B;用天然磁石造出司南,没有生成新物质,属于物理变化,故不选C;用侯氏制碱法制取纯碱,是氯化钠、CO2、氨气反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠分解生成碳酸钠、CO2、水,元素化合价不变,属于非氧化还原反应,故不选D;故选A。
答案 A
2.(2024·南京模拟)2023年3月,“三星堆”遗址考古又发掘出大量青铜器。火法炼铜主要发生的反应为Cu2S+O2高温,2Cu+SO2,下列说法正确的是( )
A.Cu2S中铜的化合价为+2
B.该反应为复分解反应
C.SO2是酸性氧化物
D.反应中氧化剂仅为O2
解析 Cu2S中S为-2价,则铜的化合价为+1,A错误;从反应物和生成物的种类和个数,可知该反应属于置换反应,B错误;反应中氧元素化合价降低,铜元素化合价也降低,Cu2S和O2都做氧化剂,D错误;故选C。
答案 C
3.(2024·聊城模拟)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.矶(FeSO4·7H2O):“盖此矶色绿味酸,烧之则赤。”
D.金箔(Au):“凡金箔,每金七厘造方寸金一千片,……”
解析 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;盖此矶色绿味酸,烧之则赤,硫酸亚铁氧化为氧化铁,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。
答案 C
4.(2023·河北承德月考)氨基钠(NaNH2)是重要的化学试剂,其与氧气的反应如下:4NaNH2+3O2===2NaOH+2NaNO2+2NH3。下列说法正确的是( )
A.n氧化剂∶n还原剂=3∶4
B.每消耗0.3 mol O2,转移电子数是2.4NA
C.NH3是氧化产物
D.NaNH2中N的化合价部分发生变化
解析 由化学方程式可知,3 mol O2中所含氧元素化合价降低,作氧化剂,4 mol NaNH2中,只有2 mol NaNH2所含氮元素化合价升高,作还原剂,则n氧化剂∶n还原剂=3∶2,A错误;每消耗3 mol O2,反应转移12 mol电子,则每消耗0.3 mol O2,转移1.2 mol电子,转移电子数是1.2NA,B错误;生成物NH3中的N和H元素,反应前后化合价无变化,则NH3既不是氧化产物也不是还原产物,C错误;NaNH2→NaNO2,N元素化合价升高,NaNH2→NH3,N元素化合价不变,即NaNH2中N的化合价部分发生变化,D正确。
答案 D
5.下列物质属于常见氧化剂的一组是( )
A.Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B.O2、KMnO4、C、H2
C.Na、K、FeCl2、H2、CO
D.CuO、CO、Fe2O3、H2
解析 常作氧化剂的有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。
答案 A
6.(2024·杭州模拟)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有银针验毒的记载,“银针验毒”的原理是4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O。下列说法正确的是( )
A.X的化学式为AgS
B.银针验毒时,空气中氧气失去电子
C.反应中Ag和H2S均是还原剂
D.每生成1个X,反应转移2e-
解析 根据原子守恒配平方程式:4Ag+2H2S+O2===2Ag2S+2H2O,X的化学式为Ag2S,A错误;反应中O2中O元素化合价降低,得电子被还原,B错误;反应中H2S中的元素化合价没有变化,不是还原剂,C错误;根据方程式化合价的变化可知,4个Ag由0价变为+1价,转移电子为4个,生成2个X;故每生成1个X,转移2个电子,D正确。
答案 D
7.(2023·江苏连云港高三月考)已知工业上制备氧缺位铁酸盐[ZnFe2Ox(3<x<4)]部分流程如图,该方法可实现硫、氮氧化物的废气利用。
下列有关说法错误的是( )
A.ZnFe2O4中铁的价态为+3价
B.除去SO2、NO2时,ZnFe2Ox在反应中表现了氧化性
C.若使1 mol ZnFe2Ox完全转化为ZnFe2O4,需失去(8-2x) mol电子
D.ZnFe2O4与H2的反应要在无氧条件下进行
解析 ZnFe2O4中Zn为+2价,O为-2价,Fe的价态为+3价,A正确;ZnFe2O4被氢气还原生成ZnFe2Ox,而除去NO2、SO2时,ZnFe2Ox被NO2、SO2氧化生成ZnFe2O4,ZnFe2Ox在反应中表现了还原性,B错误;ZnFe2O4中Zn为+2价,Fe为+3价,ZnFe2Ox中Zn为+2价,Fe为+(x-1)价,1 mol ZnFe2Ox完全转化为ZnFe2O4,需失去(8-2x) mol电子,C正确;温度较高时氢气和氧气反应生成H2O,则ZnFe2O4与H2的反应要在无氧条件下进行,D正确。
答案 B
8.关于下列转化过程分析错误的是( )
A.Fe3O4是反应的催化剂
B.过程Ⅰ中每消耗116 g Fe3O4转移1 mol电子
C.过程Ⅱ中水是氧化剂
D.过程Ⅰ是分解反应,过程Ⅱ是置换反应
解析 根据图示可知:在过程Ⅰ中Fe3O4在太阳能作用下反应产生FeO、O2,反应方程式为①2Fe3O46FeO+O2↑,过程Ⅱ中H2O与FeO反应产生Fe3O4、H2,反应方程式为②H2O+3FeO===Fe3O4+H2↑,①+②×2,整理可得总反应方程式为2H2O2H2↑+O2↑,可见Fe3O4是反应的催化剂,A正确;过程Ⅰ的反应方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑,每反应消耗2 mol Fe3O4,反应过程中转移4 mol电子,参加反应的116 g Fe3O4的物质的量是0.25 mol,则反应过程中转移电子的物质的量是1 mol,B正确;过程Ⅱ的反应方程式为:H2O+3FeO===Fe3O4+H2↑,H2O中H化合价降低,发生还原反应,所以水是氧化剂,C正确;根据过程Ⅰ中的反应方程式可知该反应为分解反应;根据过程Ⅱ的反应方程式可知该反应不属于置换反应,D错误。
答案 D
9.已知在光催化材料中,铋酸钠(NaBiO3)是一种新型有效的光催化剂,其中铋(Bi)位于元素周期表中第ⅤA族,以+3价较为稳定,NaBiO3溶液呈无色。现取一定量的MnSO4溶液,向其中依次加入下列溶液,对应的现象如下表所示:
加入的溶液
①适量铋酸钠溶液
②过量双氧水
③适量淀粉KI溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,产生气泡
溶液缓慢变成蓝色
下列结论错误的是( )
A.实验③说明O2的氧化性比I2的氧化性强
B.向铋酸钠溶液中滴加淀粉KI溶液,溶液不一定变成蓝色
C.实验②中每转移2 mol电子,会生成标准状况下22.4 L O2
D.还原性:Bi3+<Mn2+
解析 实验②中加入过量双氧水,实验③再加入适量淀粉KI溶液,溶液缓慢变成蓝色,不一定是氧气氧化的I-,A错误;由题述实验可知,氧化性:BiO>MnO>H2O2>I2,则向铋酸钠溶液中滴加淀粉KI溶液,铋酸钠能把KI氧化成I2,但有可能进一步氧化成IO,所以溶液不一定变成蓝色,B正确;根据得失电子守恒可知,实验②中每转移2 mol电子会生成1 mol氧气,在标准状况下的体积为22.4 L,C正确;结合实验①的现象,NaBiO3氧化了MnSO4,根据还原剂的还原性比还原产物的还原性强可知,还原性:Bi3+<Mn2+,D正确。
答案 A
10.NaClO2是一种高效的漂白剂,实验室中一种制备NaClO2的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.NaClO2的漂白原理与SO2不同
B.每生成1 mol ClO2有0.5 mol H2C2O4被氧化
C.反应2过程中,H2O2作氧化剂
D.粗产品经重结晶可得到纯度更高的NaClO2
解析 NaClO2的漂白原理是依靠其氧化性,SO2的漂白原理是与有色物质反应生成无色的物质,NaClO2的漂白原理与SO2不同,故A正确;反应1中NaClO3生成ClO2过程Cl元素由+5价变为+4价,H2C2O4反应生成CO2过程C元素由+3价变为+4价。每生成1 mol ClO2有0.5 mol H2C2O4被氧化,故B正确;反应2的反应之一为2NaOH+2ClO2+H2O2===2NaClO2+O2↑+2H2O,反应过程中Cl元素由+4价变为+3价,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,故C错误;粗产品经重结晶可得到纯度更高的NaClO2,故D正确。
答案 C
11.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)。
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)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4,若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)。
a.Cl2 b.Fe
c.H2O2 d.HNO3
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强,主要反应:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
①该反应中的氧化剂是________,还原剂是________。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用:_________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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。①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;②K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价,具有强氧化性,且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,能吸附除去水中的悬浮杂质。
答案 (1)D
(2)NO+Cl2+H2O===NO+2H++2Cl-
(3)c
(4)①Na2O2 Na2O2、FeSO4
②高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
12.(2023·沧州模拟)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
实验及现象
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)实验③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(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_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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________________________________。
(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写出ICl在水溶液中与Cl2反应生成IO的离子方程式:________________________。
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。
解析 (1)X为CuCl2溶液,与KI淀粉溶液反应得到蓝色溶液和白色沉淀,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X为FeCl3溶液,溶液变蓝,没有沉淀产生,则生成了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,无I;
②ICl中的碘为+1价,反应后生成IO,碘的价态升高4价,氯气生成Cl-,氯的价态降低2价,由电子守恒1ICl+2Cl2―→1IO+6Cl-,由电荷守恒1ICl+2Cl2―→1IO+6Cl-+6H+,最后由质量守恒得离子反应式为:ICl+2Cl2+3H2O===IO+6Cl-+6H+;
③向Ⅱ所得溶液继续通入氯气,溶液几乎变为无色,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),两者混合呈浅棕色溶液。
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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