内容正文:
课时跟踪检测(五) 氧化还原反应的基本知能评价
1.(2025·湖南长沙一模)化学与生产、生活密切相关,下列物质应用中涉及氧化还原反应的是 ( )
A.利用葡萄糖酸-δ-内酯使豆浆凝固
B.使用含氟牙膏预防龋齿
C.将植物油氢化以便于运输和储存
D.利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
解析:选C 豆浆凝固过程属于胶体的聚沉,没有发生氧化还原反应,A不符合题意;含氟牙膏预防龋齿涉及难溶电解质间的转化,不属于氧化还原反应,B不符合题意;植物油氢化即植物油与氢气发生加成反应,属于氧化还原反应,C符合题意;明矾中Al3+水解使溶液呈酸性,可用于清除铜镜表面的铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3],不属于氧化还原反应,D不符合题意。
2.有研究称金粉溶于过氧化氢—浓盐酸也可以安全环保地制备氯金酸(H[AuCl4]),其化学方程式为2Au+8HCl+5H2O22H[AuCl4]+8H2O+O2↑。下列有关说法错误的是 ( )
A.H[AuCl4]有强氧化性,其中Au3+与4个Cl-形成4个σ键
B.该反应中,HCl的作用是与Au配合,使其更易被氧化
C.当反应中溶解0.1 mol Au时,有0.2 mol H2O2发生还原反应
D.该反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶2
解析:选D H[AuCl4]中含有+3价的Au元素,具有强氧化性,[AuCl4]-中Au3+与4个Cl-形成4个σ键,A正确;Au3+与Cl-以配位键的形式结合,降低了Au的电极电势,使其更容易被氧化,B正确;2 mol Au反应失去6 mol电子,将3 mol H2O2还原生成6 mol H2O,同时2 mol H2O2发生歧化反应生成2 mol H2O和 1 mol O2,其中有1 mol H2O2发生还原反应,因此当反应中溶解0.1 mol Au时,有0.2 mol H2O2发生还原反应,C正确;该反应中,氧化产物为H[AuCl4]和O2,还原产物为H2O,二者物质的量之比为3∶8,D错误。
3.下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
解析:选D Cl2中Cl元素的化合价部分由0价升高到+1价,部分由0价降低到-1价,转移电子数目为1,故A错误;HCl中Cl元素的化合价由-1价升高到0价,KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低到0价,氧化产物与还原产物均为Cl2,且转移电子数目为5,故B错误;用单线桥表示电子转移时不标“得失”,故C错误。
4.(2025·湖南衡阳一模)红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理如图所示,在有氧层中,有机物通过微生物有氧呼吸来分解,在无氧层中,有机物通过微生物驱动硫酸盐还原来分解。下列说法错误的是 ( )
A.随着沉积物深度的增加,S主要作氧化剂将有机物氧化分解
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Fe3+与HS-的反应为2Fe3++2HS-FeS2+Fe2++2H+
D.红树林沉积物中Fe元素主要以FeS2形式存在
解析:选B 随着沉积物深度的增加,S转化为S单质,进而转化为HS-/S2-,该过程中S元素化合价降低,S主要作氧化剂,A正确;反应①中S单质转化为S,失去6个电子,S单质转化为HS-或S2-,得到2个电子,由得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1,B错误;反应②中Fe3+与HS-反应的离子方程式为2Fe3++2HS-FeS2+Fe2++2H+,C正确;红树林沉积物中Fe元素转化为FeS2,主要以FeS2形式存在,D正确。
5.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)微生物在电子供体的作用下可将Sb(+5)(存在形式为Sb)还原为更易被去除的Sb(+3),根据电子供体的不同可分为自养还原和异养还原。为去除水中锑(+5)酸盐,某大学建立升流式硫自养固定床生物反应器,其反应机理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在生物反应器中可以实现S单质的循环利用
B.自养还原过程的离子方程式为3Sb+S+10H+S+3Sb3++5H2O
C.歧化过程中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1
D.Sb(+3)的沉淀去除过程发生了氧化还原反应
解析:选B 在生物反应器中并没有再重新生成S单质,没有实现S单质的循环利用,故A错误;自养还原过程的离子方程式为3Sb+S+10H+S+3Sb3++5H2O,故B正确;S单质歧化生成S和H2S,正确的离子方程式为4S+4H2O3H2S+S+2H+,氧化产物(S)与还原产物(H2S)的物质的量之比为1∶3,故C错误;Sb(+3)的沉淀去除过程中,Sb元素和S元素的化合价均未发生变化,故D错误。
6.[双选](2025·山东济南一模)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。“R7法”制备二氧化氯的优点是副产品氯气经处理后可循环利用,具体制备流程如图所示(已知:消毒效率=)。下列说法正确的是 ( )
A.ClO2和Cl2的消毒效率之比为27∶71
B.反应①生成ClO2的离子方程式为2Cl+2Cl-+4H+2ClO2↑+2H2O+Cl2↑
C.反应①消耗的H2SO4与反应②生成的H2SO4物质的量相等
D.反应②中SO2作还原剂,物质X为H2SO4
解析:选AB 氯气与热氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和氯酸钠,向反应后的溶液中加入H2SO4生成ClO2和Cl2,反应②中Cl2和SO2反应生成H2SO4和HCl,X为H2SO4和HCl的混合物。ClO2中氯元素化合价由+4价变为-1价时,消毒效率为,Cl2中氯元素化合价由0价变为-1价时,消毒效率为,则ClO2和Cl2的消毒效率之比为∶=27∶71,A正确;反应①中氯化钠和氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2和Cl2:2Cl+2Cl-+4H+2ClO2↑+2H2O+Cl2↑,B正确;反应②中Cl2和SO2反应生成H2SO4:Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,反应①为2Cl+2Cl-+4H+2ClO2↑+2H2O+Cl2↑,当反应①生成1 mol Cl2时,消耗2 mol H2SO4,当反应②消耗1 mol Cl2时,生成1 mol H2SO4,C错误;反应②为Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,S元素化合价上升,SO2作还原剂,物质X为H2SO4和HCl的混合物,D错误。
7.[双选]已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“E”表示),E越大,则该电对中氧化型物质的氧化性越强,E越小,则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。根据表格数据分析,下列说法错误的是 ( )
氧化还原电对
(氧化型/还原型)
电极电势
E/V
氧化还原电对
(氧化型/还原型)
电极电势
E/V
Fe3+/Fe2+
0.77
Cl2/Cl-
1.36
PbO2/PbSO4(或Pb2+)
1.69
Sn4+/Sn2+
0.151
Mn/Mn2+
1.51
I2/I-
0.54
A.向含0.2 mol FeCl2的溶液中加0.1 mol PbO2,滴加KSCN溶液,可观察到溶液变红
B.往淀粉-KI溶液中滴加SnCl4溶液,溶液变蓝色
C.还原性:Sn2+>Fe2+>Cl-
D.酸化高锰酸钾溶液时,可使用盐酸
解析:选BD 由题给数据可知,电极电势:PbO2/PbSO4(或Pb2+)>Fe3+/Fe2+,说明PbO2的氧化性强于Fe3+,则向含0.2 mol FeCl2的溶液中加0.1 mol PbO2,Fe2+被氧化,故滴加KSCN溶液,可观察到溶液变红,A正确;由题给数据可知,电极电势:I2/I->Sn4+/Sn2+,则往淀粉-KI溶液中滴加SnCl4溶液,I-不能被Sn4+氧化,故溶液不变蓝,B错误;由题给数据可知,电极电势:Cl2/Cl->Fe3+/Fe2+>Sn4+/Sn2+,故还原性:Sn2+>Fe2+>Cl-,C正确;由题给数据可知,电极电势:Mn/Mn2+>Cl2/Cl-,即Mn能够将Cl-氧化为Cl2,故酸化高锰酸钾溶液时,不可使用盐酸,应该使用硫酸,D错误。
8.(10分)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强、无二次污染的绿色水处理剂。工业制高铁酸钠的方法有如下两种:
湿法制备的主要离子反应为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O;
干法制备的主要反应为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
(1)高铁酸钠中铁显 价。(2分)
(2)湿法中Fe是 产物。(2分)
(3)干法中每生成1 mol Na2FeO4转移 mol电子。(2分)
(4)简要说明Na2FeO4作为水处理剂时所起的作用:
。(2分)
(5)用单线桥法表示湿法制备高铁酸钠反应中电子转移的方向与数目。(2分)
答案:(1)+6 (2)氧化 (3)5
(4)Na2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
(5)2Fe+3Cl-+5H2O
9.(15分)(2025·河南郑州一模)氧化还原反应在生产和生活中使用非常广泛。
(1)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于区域3的是 。(2分)
A.Cl2+2KBrBr2+2KCl
B.2KClO32KCl+3O2↑
C.K2Cr2O7+14HCl(浓)2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O
D.Cl2+2FeCl22FeCl3
(2)NaNO2外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生反应:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑。
①上述反应中氧化剂是 (填化学式,下同),氧化产物是 ,还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。(3分)
②若反应中有2.24 L(标准状况下)气体生成,则反应中转移电子的物质的量为 。(2分)
③某厂废液中,含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是 (填字母)。(2分)
A.NaCl B.NH4Cl
C.HNO3 D.浓H2SO4
(3)过氧化氢俗名双氧水,在生产、生活中有多种用途,涉及的化学反应如下:
A.Na2O2+2HCl2NaCl+H2O2
B.Ag2O+H2O22Ag+O2↑+H2O
C.2H2O22H2O+O2↑
D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
①上述反应中,H2O2仅表现氧化性的是 (填字母,下同),H2O2既表现氧化性又表现还原性的是 ,H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序是
。(4分)
②某酸性反应体系中发生一个氧化还原反应,反应物和生成物共六种微粒:O2、Mn、H2O、Mn2+、H2O2、H+。已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2,则该反应的离子方程式为
。(2分)
解析:(2)③NaNO2N2:N元素化合价降低,NaNO2作氧化剂,则需加还原剂实现:NaCl中Cl-具有还原性,但其氧化产物为氯气,A不符合题意;NH4Cl具有还原性,与NaNO2发生归中反应生成N2,B符合题意;HNO3与浓H2SO4均具有强氧化性,C、D不符合题意。(3)①反应A为复分解反应,不属于氧化还原反应,H2O2为生成物,既不表现还原性也不表现氧化性;反应B中H2O2转化为O2,O元素化合价升高,H2O2作还原剂,表现还原性;反应C中, H2O2分解为H2O和O2,O元素部分化合价升高,部分降低,H2O2既表现氧化性又表现还原性;反应D中,H2O2转化为H2O,O元素化合价降低,H2O2作氧化剂,表现氧化性;根据氧化性:氧化剂>氧化产物,同一反应中氧化剂的氧化性一般大于还原剂,由反应B可得氧化性:Ag2O>H2O2,由反应D可得氧化性:H2O2>K2CrO4,故氧化性:Ag2O>H2O2>K2CrO4。②H2O2→O2发生氧化反应,则Mn发生还原反应转化为Mn2+,根据得失电子守恒以及元素守恒得离子方程式:2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑。
答案:(1)C (2)①NaNO2 Na2FeO2 3∶1 ②0.6 mol ③B (3)①D C Ag2O>H2O2>K2CrO4 ②2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑
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