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高效作业5 [第1课时 氧化还原反应](见学生用书P139)
[A级 新教材落实与巩固]
1.下列变化中,未涉及氧化还原反应的是( C )
A.螺丝和螺母生锈
B.酒精灯燃烧
C.冰融化成水
D.铁棒置于稀硫酸中
【解析】螺丝和螺母生锈,实质是铁被氧化,铁元素化合价改变,为氧化还原反应,A不符合题意;酒精燃烧是氧气参与的氧化反应,B不符合题意;冰融化成水为物理变化,C符合题意;铁棒置于稀硫酸中生成硫酸亚铁,为氧化还原反应,D不符合题意。
2.高氯酸(HClO4)可用于提纯人造金刚石和制造电影胶片,其中Cl元素的化合价为( D )
A.-1价 B.+1价
C.+5价 D.+7价
【解析】HClO4中H是+1价,O是-2价,依据化合物中元素化合价代数和为0可判断Cl的化合价是+7价。
3.下列含碳元素物质间发生转化,其中碳元素化合价发生变化的是( C )
CCOCO2H2CO3K2CO3
A.①③ B.③④ C.①② D.②④
【解析】单质中元素的化合价为零,在化合物中元素正、负化合价代数和为零。则C、CO、CO2、H2CO3、K2CO3中碳的化合价分别为0、+2、+4、+4、+4价,有元素化合价变化的过程为①②,C正确。
4.下列反应中有非金属元素被氧化的是( A )
A.H2+CuOCu+H2O
B.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
C.CaO+H2O===Ca(OH)2
D.Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
【解析】H2转化成H2O,氢元素的化合价由0价→+1价,化合价升高,被氧化,A项符合题意;Cl2中氯元素的化合价由0价→-1价,化合价降低,被还原,B项不符合题意;该反应中没有元素化合价的变化,C项不符合题意;HCl中氢元素的化合价由+1价→0价,化合价降低,被还原,D项不符合题意。
5.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( D )
A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
B.Na2O+H2O===2NaOH
C.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
D.Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
【解析】该反应是置换反应,属于氧化还原反应,A不符合题意;该反应是化合反应,但不属于氧化还原反应,B不符合题意;该反应是分解反应,属于氧化还原反应,C不符合题意;该反应不属于四种基本反应类型,但铜、铁元素化合价变化,属于氧化还原反应,D符合题意。
6.下列物质参加氧化还原反应时,氮元素只能被氧化的是( A )
A.NH3 B.N2
C.NO2 D.HNO3
【解析】N的最低化合价为-3价,则氮元素的化合价只能升高,氮元素只能被氧化,NH3中氮元素的化合价是-3价,A符合题意。
7.古籍中记载的下列事实或现象的形成,未涉及氧化还原反应的是( D )
A.《本草纲目》:“野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,或聚或散,俗称鬼火”
B.《淮南万毕术》:“曾青得铁,则化为铜”
C.《抱朴子》:“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”
D.《天工开物》:“凡石灰,经火焚炼为用”
【解析】鬼火指的是白磷的自燃现象,燃烧属于氧化还原反应,A不符合题意;曾青(硫酸铜溶液)与铁反应生成铜单质,Fe、Cu元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;HgS加热会分解生成S和Hg,Hg和S可以反应生成HgS,属于氧化还原反应,C不符合题意;“石灰”指的是CaCO3,高温煅烧CaCO3生成CaO和CO2,无元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,D符合题意。
8.已知:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,下列说法正确的是( D )
A.HCl发生了还原反应
B.KMnO4发生了氧化反应
C.该反应中HCl全部被氧化
D.该反应中转移的电子数为10
【解析】部分HCl中Cl-被氧化为Cl2,HCl发生了氧化反应,A项错误;KMnO4中锰元素化合价降低,发生了还原反应,B项错误;参加反应的HCl一部分被氧化,一部分作为酸参加反应转化为KCl和MnCl2,C项错误;该反应中锰元素的化合价由+7价降到+2价,由化学方程式中各物质的化学计量数可知,转移电子数为10,D项正确。
9.高铁酸钾(K2FeO4)是高效、绿色的水处理剂,其工作原理如图所示,下列说法不正确的是( D )
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B.在a过程中K2FeO4被细菌还原
C.在b过程中形成的Fe(OH)3胶体能净水
D.在a过程中细菌发生还原反应
【解析】K2FeO4中钾为+1价,O为-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价,A正确;在a过程中K2FeO4中Fe元素的化合价由+6价降为+3价,被活细菌还原,B正确;在b过程中Fe3+水解形成的Fe(OH)3胶体能净水,C正确;在a过程中细菌被K2FeO4氧化,发生氧化反应,D不正确。
10.2024·遂昌中学高一下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( B )
【解析】反应中KClO3中的Cl由+5价降低为0价,HCl中的Cl由-1价升高为0价,故用双线桥表示的该反应为+KCl+3H2O,A错误;反应中FeCl2中的Fe由+2价升高为+3价,Cl2中的Cl由0价降低为-1价,故用单线桥表示的该反应为===2FeCl3,B正确;反应中CO中的C由+2价升高为+4价,O2中的O由0价降低为-2价,故用双线桥表示的该反应为,C错误;反应中CO中的C由+2价升高为+4价,NO中的N由+2价降低为0价,故用单线桥表示的该反应为N2+2CO2,D错误。
11.二氧化硒被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成SeO2来回收Se。涉及如下化学反应:
①SeO2+4KI+4HNO3===Se+2I2+4KNO3+2H2O;
②Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;
③Se+4HNO3(浓)===SeO2+4NO2↑+2H2O。
下列有关叙述错误的是( B )
A.三个反应都属于氧化还原反应
B.反应①中Se被氧化,I被还原
C.反应②中转移电子数是4
D.反应③中N被还原
【解析】三个反应都属于氧化还原反应,A项正确;反应①中,硒元素的化合价降低,被还原,碘元素的化合价升高,被氧化,B项错误;根据元素化合价的变化可知,反应②中转移电子数是4,C项正确;反应③中氮元素的化合价降低,被还原,D项正确。
12.已知下列反应:
①SO2+H2O===H2SO3
②C+H2O(g)H2+CO
③2Al+6H+===2Al3++3H2↑
④2Mg+CO22MgO+C
⑤2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(1)上述反应中不属于氧化还原反应的是__①__(填序号,下同);反应物中H2O被还原的是__②__;发生氧化反应的物质为单质的是__②③④__。
(2)用单线桥法表示反应④中电子转移的方向和数目:__2MgO+C__。
【解析】(1)①反应前后无元素化合价变化,则不属于氧化还原反应;②反应中氢元素的化合价降低,H2O被还原;②反应中碳元素的化合价升高,发生氧化反应,③反应中铝元素的化合价升高,发生氧化反应,④反应中镁元素的化合价升高,发生氧化反应。
[B级 素养养成与评价]
13.氯化亚铜常用作有机合成催化剂、石油工业脱色剂和脱硫剂。其制备方法如下:
①CuSO4+4NaCl===Na2+Na2SO4;
②2Na2+2Na2SO3===2CuCl↓+Na2SO4+SO2↑+6NaCl。
下列说法错误的是( D )
A.反应①为非氧化还原反应,反应②为氧化还原反应
B.CuCl中铜元素的化合价为+1价
C.反应①②涉及的物质中有一种酸性氧化物
D.每转移1个电子,生成1分子SO2
【解析】反应①中没有元素化合价的变化,为非氧化还原反应;反应②中硫元素和铜元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,A正确;CuCl中氯元素的化合价为-1价,铜元素的化合价为+1价,B正确;反应①②涉及的物质中,SO2为酸性氧化物,C正确;反应②中硫元素的化合价由+4价升高到+6价,则每转移2个电子,生成1个SO2,D错误。
14.下列反应中,氯元素全部被氧化的是( B )
A.2P+3Cl2===2PCl3
B.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
C.NaOH+HCl===NaCl+H2O
D.2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】氯元素全部被氧化,即氯元素的化合价都升高。A项中,氯元素的化合价都由0价降到-1价,氯元素被还原,不符合题意;B项中,氯元素的化合价都由-1价升高到0价,氯元素被氧化,符合题意;C项中,氯元素的化合价无变化,不符合题意;D项中,氯元素的化合价一部分由0价降到-1价,也有一部分由0价升高到+1价,既被氧化又被还原,不符合题意。
15.反应8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2中,被还原的分子与被氧化的分子个数比为( D )
A.2∶3 B.8∶3
C.6∶3 D.3∶2
【解析】分析化学方程式可知,参加反应的8分子NH3中有2分子被氧化为N2,参加反应的3分子Cl2全部被还原为NH4Cl,即被还原的氯分子与被氧化的氨分子个数比为3∶2,D项正确。
16.2024·东海中学高一纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制取H2,过程如图所示。下列说法不正确的是( B )
A.过程Ⅰ的反应:2Fe3O46FeO+O2↑
B.过程Ⅱ的反应:2H2O===2H2↑+O2↑
C.两个转化过程都发生了氧化还原反应
D.整个过程实现了太阳能向化学能的转化
【解析】过程Ⅰ为Fe3O4分解生成FeO和O2,化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑,A项正确;过程Ⅱ为FeO和水反应生成H2和Fe3O4,化学方程式为3FeO+H2O===H2↑+Fe3O4,B项错误;由以上分析可知,两个反应均为氧化还原反应,C项正确;由图示可知,整个过程实现了太阳能向化学能的转化,D项正确。
17.有下列反应:
①16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②CaO+H2O===Ca(OH)2
③Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O
④Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
⑤2KClO32KCl+3O2↑
⑥CaCO3CaO+CO2↑
⑦2CO+O22CO2
⑧Ba2++SO===BaSO4↓
(1)既是分解反应又是氧化还原反应的是__⑤__(填序号,下同),既是化合反应又是氧化还原反应的是__⑦__。
(2)请用双线桥法表示反应①中电子转移的方向和数目:
+8H2O;
其中,发生氧化反应的物质是__HCl__,发生还原反应的物质是__KMnO4__。
【解析】(1)反应前后有元素化合价变化的反应是氧化还原反应,由一种物质生成两种或两种以上物质的反应是分解反应,由两种或两种以上物质生成一种物质的反应是化合反应。
①中锰元素和氯元素的化合价变化,是氧化还原反应,但不是化合反应,也不是分解反应;②中元素化合价均不变,不是氧化还原反应,属于化合反应;③是复分解反应,不是氧化还原反应;④中锌元素和氢元素的化合价变化,是氧化还原反应,属于置换反应;⑤中氯元素和氧元素的化合价变化,是氧化还原反应,属于分解反应;⑥中元素化合价均不变,不是氧化还原反应,属于分解反应;⑦中碳元素和氧元素的化合价变化,是氧化还原反应,属于化合反应;⑧中元素化合价均不变,不是氧化还原反应,属于复分解反应;因此既是分解反应又是氧化还原反应的是⑤,既是化合反应又是氧化还原反应的是⑦。
(2)反应①中锰元素的化合价从+7价降到+2价得到5个电子,氯元素的化合价从-1价升到0价失去1个电子,其中,发生氧化反应的物质是HCl,发生还原反应的物质是KMnO4。
18.2024·东阳中学高一古代青铜器的修复主旨是“修旧如旧”。
(1)铜锈的一种主要成分为Cu2CO3,俗称铜绿,可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值,推测参与形成铜绿的物质有Cu和__O2、H2O、CO2__。
(2)铜锈的成分非常复杂,主要成分有Cu2CO3和Cu2Cl,考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图所示:
Cu2Cl属于__有害__(填“无害”或“有害”)锈,请解释原因:__结构疏松,潮湿空气易腐蚀内部__。
(3)青铜器的修复方法之一是碳酸钠法,是将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡,使CuCl(白色不溶于水的固体)转化为难溶的Cu2CO3。写出碳酸钠法的离子方程式:__4CuCl+2CO+2H2O+O2===2Cu2(OH)2CO3+4Cl-__。
【解析】(1)参与形成铜绿的物质有Cu和O2、H2O、CO2。(2)Cu2Cl结构疏松,潮湿空气易进一步腐蚀内部,属于有害锈。(3)将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡,使CuCl(白色不溶于水的固体)转化为难溶的Cu2CO3。碳酸钠法的离子方程式为4CuCl+2CO+2H2O+O2===2Cu2(OH)2CO3+4Cl-。
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