内容正文:
专题三 氧化还原反应
考点
2016~2020年
2021年
2022年
2023年
2024年
2025年
合计
5.氧化还原反应的有关概念、规律和方程式的书写
4
3
5
4
1
6
23
6.氧化还原反应的定量计算
0
1
1
3
3
1
9
命题热度
本专题命题热度较高()
课程标准
备考策略
1.理解氧化还原反应的本质是电子的转移。
(1)氧化还原反应是全国卷每年的必考内容,但单独命题的概率较低,常分散在选择题的某个选项或非选择题的某些设问中,选择题往往与阿伏加德罗常数或化学计算相结合命题,非选择题则可能与基本理论、元素化合物、化学实验及工艺流程相结合命题,分值一般为4~6分。
(2)从考查的内容上来看,物质氧化性、还原性强弱的比较在元素周期律题目中是命题热点;氧化还原反应中电子转移数目的计算在NA题目中是命题热点;氧化还原反应方程式的书写与计算是必考内容,尤其是陌生方程式的书写,近年来“常考不衰”。电子转移数目的计算题目,其实质是考查考生的化合价分析能力、依据化学方程式计算的能力,能较好地考查考生“宏观辨识与微观探析”的素养。
复习备考中,有关氧化还原反应的灵活应用仍然是复习的重点,要多关注热点问题,强化对氧化还原反应概念的理解,能根据化合价进行概念的定性判断,根据电子转移进行概念的定量分析,随着新课标对能力要求的提高,陌生氧化还原反应方程式的书写仍将是命题热点。
2.能利用氧化还原反应等概念对常见反应进行分类和分析说明。
3.能从元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。
考点5氧化还原反应的有关概念、规律和方程式的书写答案P268
1.(2025·北京,5,3分,难度★★)下列反应中,体现N还原性的是 ( )
A.NH4HCO3加热分解有NH3生成
B.NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成
C.Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解
D.(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀
2.(2025·黑吉辽内蒙古,12,3分,难度★★★★)化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗O2的量(单位为mg·L-1)来表示。碱性KMnO4不与Cl-反应,可用于测定含Cl-水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是 ( )
A.Ⅱ中发生的反应有MnO2+2I-+4H+Mn2++I2+2H2O
B.Ⅱ中避光、加盖可抑制I-被O2氧化及I2的挥发
C.Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多,水样的COD值越高
D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含Cl-水样的COD值偏高
3.(2025·山东,1,2分,难度★)下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法
B.戴维电解盐酸得到H2和Cl2,从而提出了酸的含氢学说
C.拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说
D.哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法
4.(2025·山东,9,2分,难度★★★)用肼(N2H4)的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量CuSO4,反应原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.N2是还原反应的产物
B.还原性:N2H4<Fe2+
C.处理后溶液的pH增大
D.图示反应过程中起催化作用的是Cu2+
5.(2025·江苏,10,3分,难度★★★)CO2与N通过电催化反应生成CO(NH2)2,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是 ( )
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中N发生了氧化反应
C.电催化CO2与N生成CO(NH2)2的反应方程式:CO2+2N+18H+CO(NH2)2+7H2O
D.常温常压、无催化剂条件下,CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)2
6.(2025·云南,10,3分,难度★★★)铜催化下,由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C.Ⅳ的示意图为
D.催化剂Cu可降低反应热
7.(2024·黑吉辽,13,3分,难度★★★)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是 ( )
锌浸出液中相关成分
(其他成分无干扰)
离子
Zn2+
Cu2+
Cl-
浓度/(g·L-1)
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O22Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
8.(2023·全国新课标,12,6分,难度★★★)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是 ( )
A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B.反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成
C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+
D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2
9.(2023·辽宁,12,3分,难度★★★★)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是 ( )
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
10.(2023·湖北,2,3分,难度★★★)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是 ( )
A.石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B.氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D.Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
11.(2023·全国乙,7,6分,难度★★)下列应用中涉及到氧化还原反应的是 ( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
12.(2022·北京,6,3分,难度★★)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是 ( )
A.向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀
B.向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3]
D.向H2S溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
13.(2022·辽宁,6,3分,难度★★★)镀锌铁钉放入棕色碘水中,溶液褪色;取出铁钉后加入少量漂白粉,溶液恢复棕色:加入CCl4,振荡,静置,液体分层。下列说法正确的是 ( )
A.褪色原因为I2被Fe还原
B.液体分层后,上层呈紫红色
C.镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈
D.溶液恢复棕色的原因为I-被氧化
14.(2022·山东,1,2分,难度★★)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为 ( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
15.(2022·浙江,10,2分,难度★★)关于反应Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
16.(2022·湖南,9,3分,难度★★★)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的N转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是 ()
A.过程Ⅰ中N发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O
17.(双选)(2021·山东,13,4分,难度★★★)实验室中利用固体KMnO4进行如下实验,下列说法错误的是 ( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只作氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
18.(2021·浙江,8,2分,难度★★★)关于反应K2H3IO6+9HI2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是 ( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
19.(讲解 2021·湖南,8,3分,难度★★★)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在
20.(讲解 2020·北京,2,3分,难度★★)下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是 ( )
A.用石灰乳脱除烟气中的SO2
B.用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]处理污水
C.用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O)
D.用“84”消毒液(有效成分NaClO)杀灭细菌
21.(讲解 2020·北京,3,3分,难度★)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是 ( )
A.Na B.Cl2 C.NO2 D.Na2O
22.(讲解 2020·山东,2,2分,难度★★)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.谷物发酵酿造食醋
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
23.(讲解 2020·浙江,10,2分,难度★★★)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1
考点6氧化还原反应的定量计算答案P270
1.(2025·陕晋宁青,11,3分,难度★★★)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )
A.G、K均能与NaOH溶液反应
B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中的离子种类相同
D.1 mol G与足量的J反应,转移电子数为NA
2.(2024·北京,10,3分,难度★★★)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-114.4 kJ·mol-1。如图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是 ( )
A.Y为反应物HCl,W为生成物H2O
B.反应制得1 mol Cl2,须投入2 mol CuO
C.升高反应温度,HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
3.(2024·北京,14,3分,难度★★★)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应
序号
起始
酸碱性
KI
KMnO4
还原
产物
氧化
产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
I
已知:Mn的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是 ( )
A.反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5
B.对比反应①和②,x=3
C.对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变
4.(2024·浙江,6,3分,难度★★★)通过下列反应可使溶液中的氮元素无害化并离开体系,对于反应H++CH3OH+NCO2+X+H2O(未配平),下列说法正确的是 ( )
A.X是NO2
B.可用臭氧代替甲醇
C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 6∶5
D.每生成11.2 L CO2,转移2NA电子
5.(2023·浙江,6,3分,难度★★★)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是 ( )
A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有2 mol S—S断裂,则转移4 mol电子
C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型
6.(2023·重庆,4,3分,难度★★★)已知反应:2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O,NA为阿伏加德罗常数的值,若消耗44.8 L(标准状况)F2,下列叙述错误的是 ( )
A.转移的电子数为4NA
B.生成的NaF质量为84 g
C.生成的氧化产物分子数为2NA
D.生成的H2O含有的孤电子对数为2NA
7.(2023·湖南,10,3分,难度★★★)油画创作通常需要用到多种无机颜料,研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了如图两种化学反应。
下列说法正确的是 ( )
A.S2和S的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
8.(2022·北京,12,3分,难度★★★)某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:
已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是 ( )
A.温度升高后,不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后,促进2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动
C.制备HNO3的反应为:2N2O4+O2+2H2O4HNO3
D.每制备0.4 mol HNO3,转移电子的数目为6.02×1022
9.(2021·北京,9,3分,难度★★★)用电石(主要成分为CaC2,含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时,常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应为:
①CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4
②11PH3+24CuSO4+12H2O3H3PO4+24H2SO4+8Cu3P↓
下列分析不正确的是 ( )
A.CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式:CaS+2H2OCa(OH)2+H2S↑、Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑
B.不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱
C.反应②中每24 mol CuSO4氧化11 mol PH3
D.用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时,H2S、PH3有干扰
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$$
专题三 氧化还原反应
考点5 氧化还原反应的有关概念、
规律和方程式的书写
1.B NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O,N中N化合价没变,A项错误;NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O,N中N化合价升高,体现还原性,B项正确;Mg(OH)2+2NH4ClMgCl2+2NH3·H2O,N中N化合价没变,C项错误;(NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl,N中N化合价没变,D项错误。
2.C 本题测定水样的COD思路:Ⅰ操作中过量KMnO4与水样反应;Ⅱ操作中过量KI把Mn、MnO2全部还原成Mn2+,I-被氧化成碘单质;Ⅲ操作中用硫代硫酸钠标准液滴定Ⅱ得到的溶液,根据消耗硫代硫酸钠的量间接求算操作Ⅰ中被还原成MnO2的KMnO4的物质的量,最后折算成水样的COD。Ⅱ中Mn、MnO2均被I-还原成Mn2+,A选项正确。避光可以减少碘单质挥发,加盖减少进入瓶中的O2,抑制I-被O2氧化,B选项正确。根据前面思路分析,Ⅲ中消耗的硫代硫酸钠越多,水样的COD值越低,C选项错误。若Ⅰ为酸性条件,Mn会氧化水样中的Cl-,导致第一步中更多的Mn被还原成MnO2,进而导致测得水样的COD值偏高,D选项正确。
题中涉及反应较多时,一定要围绕一系列过程的最终目的去分析,找出一系列反应中的联系。
3.A 侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法的原理为NaCl+H2O+CO2+NH3NaHCO3↓+NH4Cl,该反应过程中没有元素化合价发生变化,为非氧化还原反应;戴维电解盐酸得到H2和Cl2的反应原理为2HClH2↑+Cl2↑,反应过程中氯元素化合价升高,氢元素化合价降低,属于氧化还原反应;拉瓦锡基于金属与O2的反应提出了燃烧的氧化学说,燃烧属于氧化还原反应;哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的反应原理为N2+3H22NH3,反应过程中氢元素化合价升高,氮元素化合价降低,属于氧化还原反应。
4.C 该反应总化学方程式为2Fe3O4+N2H4+12H+6Fe2++N2↑+8H2O。N2是氧化反应的产物,A项错误;N2H4为还原剂,还原性:N2H4>Fe2+,B项错误;由反应原理可知,H+被消耗,处理后溶液的pH增大,C项正确;图示反应过程中起催化作用的是[Cu(N2H4)2]2+,D项错误。
5.A 过程Ⅱ为*CO2和*N在酸性条件下被还原为*CO和*NH2的反应,有N—H极性共价键的形成;过程Ⅲ为*CO与*NH2生成*CO(NH2)2的反应,生成了C—N极性共价键,A项正确;由图可知过程Ⅱ N元素化合价由+5降为-2,C元素的化合价由+4降为+2,故过程Ⅱ发生还原反应,B项错误;C项中方程式不符合电荷守恒,C项错误;常温常压、无催化剂条件下,CO2与NH3·H2O反应生成(NH4)2CO3或NH4HCO3,D项错误。
6.C Ⅰ到Ⅱ过程中得电子发生还原反应,A项错误;观察Ⅱ、Ⅲ物质的结构知,过程中无非极性键生成,B项错误;催化剂Cu只能改变反应历程(路径),不改变化学反应的焓变,D项错误。
7.C “脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。“浸铜”时,酸性条件下H2O2氧化Cu:Cu+2H++H2O2Cu2++2H2O,应使铜单质过量,过量的Cu用于“脱氯”过程生成CuCl:Cu+Cu2++2Cl-2CuCl,A、B项错误,C项正确;电解冶炼Zn时,Zn在阴极析出,D项错误。
8.D NH2OH、NH3、H2O分子中正负电荷中心不重合,三种分子均为极性分子,A正确;从反应历程看,NH2OH中存在N—O键断裂、NH3分子中存在N—H键断裂,NH2NH2中存在N—N键的生成,B正确;反应过程中,Fe2+先失去电子转移至NH2OH的N原子上,又被N还原,C正确;根据反应历程可知:产物中两部分—NH2分别来自NH2OH和氨气,将NH2OH替换为ND2OD反应得到ND2NH2,D错误。
9.C Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,而Mn(Ⅱ)在13 min左右逐渐增大,说明Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A项错误;13 min前,Mn(Ⅱ)变化不大,但Mn(Ⅶ)的浓度迅速下降,则说明该时间段反应速率有增大趋势,B项错误;Mn(Ⅶ)浓度在13 min时为0,Mn(Ⅱ)迅速增大,则Mn(Ⅶ)和Mn(Ⅱ)在该条件下不能大量共存,C项正确;H2C2O4是弱酸,书写离子方程式应写化学式:2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项错误。
10.D 石灰乳中存在沉淀形成与沉淀溶解相对立的平衡体系,A正确;Cl2与强碱反应,Cl元素一部分化合价升高,一部分化合价降低,B项正确;铜锌原电池,正极发生还原反应(得电子)、负极发生氧化反应(失电子),二极对立统一,C项正确;Li、Na、K金属性存在递变性,不是对立统一关系,D错误。
11.C 明矾净水是由于Al3+水解产生的Al(OH)3胶体具有吸附性,与氧化还原反应无关,A错误;雪天道路撒盐可降低雪的熔点,促进雪融化,与氧化还原反应无关,B错误;暖贴利用了原电池原理,涉及氧化还原反应,C正确;荧光指示牌利用了光的反射原理,与氧化还原反应无关,D错误。
12.D 向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,发生的反应不是氧化还原反应,A项不符合题目要求;向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,氢氧化亚铁被氧化生成红褐色的氢氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,该过程中消耗了水,增大了氢氧根离子的浓度,溶液pH会变大,B项不符合题目要求;向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3],各元素的化合价没有发生变化,即没有发生氧化还原反应,C项不符合题目要求;向H2S溶液中通入氯气,发生反应生成HCl和单质硫沉淀,是氧化还原反应且增大了溶液中H+的浓度,溶液pH减小,D项符合题目要求。
13.D Zn比Fe活泼,更容易失去电子,还原性更强,Zn先与I2发生氧化还原反应,故溶液褪色原因为I2被Zn还原,A项说法错误;液体分层后,I2在CCl4层,CCl4的密度比水大,故下层呈紫红色,B项说法错误;由于活泼性:Zn>Fe>Sn,镀锌铁钉镀层破损后形成原电池时,铁为原电池的正极不易被腐蚀,镀锡铁钉镀层破损后形成原电池时,铁为原电池的负极易被腐蚀,C项说法错误;漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,其具有强氧化性,可将I-氧化,D项说法正确。
14.C 金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,说明金的化学性质很稳定,另外金属单质具有还原性,不具有氧化性,A项错误;石灰(CaO)“以水沃之,即热蒸而解”是指向生石灰中加水发生了化学反应CaO+H2OCa(OH)2,且该反应是放热反应,但反应过程中没有化合价的改变,属于非氧化还原反应,B项错误;石硫黄(S)“能化……银、铜、铁,奇物”是指硫黄与银、铜、铁混合时发生了反应2Ag+SAg2S、2Cu+SCu2S、Fe+SFeS,反应过程中S作氧化剂,表现氧化性,C项正确;石钟乳(CaCO3)“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指石钟乳与苦酒混合时发生了反应CaCO3+2CH3COOH(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,属于非氧化还原反应,D项错误。
15.B Na2S2O3中的硫元素为+2价,H2SO4中的硫元素为+6价,Na2SO4中的硫元素为+6价,所以该反应中H2SO4中硫元素的化合价不发生变化,Na2S2O3中硫元素的化合价一部分上升到+4价,一部分下降到0价,故Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂,H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol电子。综上所述,B项正确。
16.D 过程Ⅰ中N转化为NO,氮元素化合价降低,N发生了还原反应,A项错误;根据题图所示及电荷守恒和原子数目守恒,过程Ⅰ可表示为N+H2O+NO↑,过程Ⅱ可表示为N+NO+H2O+N2H4,即a和b中转移的电子数并不相等,B项错误;由过程Ⅱ表达式分析,过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶1,C项错误;综合过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知总反应为N+NN2↑+2H2O,D项正确。
17.BD 加热KMnO4生成气体单质G的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,所得固体为K2MnO4和MnO2的混合物;固体混合物与足量浓盐酸共热发生反应的化学方程式为K2MnO4+8HCl2KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O、MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O,生成的气体单质H为Cl2。由上述分析可知,O2和Cl2均为氧化产物,A项说法正确;在KMnO4分解反应中,KMnO4既是氧化剂,也是还原剂,B项说法错误,符合题目要求;由上述反应可知,锰元素至少参加了3个氧化还原反应,C项说法正确;由反应的化学方程式可知,0.1 mol KMnO4完全分解生成0.05 mol O2、0.05 mol K2MnO4和0.05 mol MnO2,0.05 mol K2MnO4与浓盐酸完全反应生成0.1 mol Cl2,0.05 mol MnO2与浓盐酸完全反应生成0.05 mol Cl2,故生成G和H(O2和Cl2)的物质的量之和为0.2 mol,如果0.1 mol KMnO4不分解生成O2,完全与盐酸反应,由2KMnO4+8HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知,生成Cl2 0.25 mol,但由于反应中有G(O2)生成,故生成两种气体单质物质的量之和一定小于0.25 mol,D项说法错误,符合题目要求。
18.D K2H3IO6中碘的化合价是+7价,反应中得电子发生还原反应,A项错误;KI中的K、I元素的化合价在反应前后均未发生变化,B项错误;生成4 mol I2转移电子7 mol,12.7 g I2的物质的量是0.05 mol,则转移电子0.087 5 mol,C项错误;该反应中的还原剂是HI,氧化剂是K2H3IO6,二者物质的量之比为7∶1,D项正确。
19.A 反应中的电子转移情况为:
。据此可知,生成1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,A项说法错误;根据电子转移情况,可判断反应中碘单质作还原剂,氯酸钾作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比是11∶6,B项说法正确;工业上常将氯气通入石灰乳中制得漂白粉,C项说法正确;酸化的碘化钾溶液可与食盐中的碘酸根发生归中反应生成碘单质(I+5I-+6H+3I2+3H2O),淀粉遇碘单质变蓝,D项说法正确。
20.D SO2是酸性氧化物,可与碱反应,用石灰乳脱除烟气中的SO2时,SO2与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙,反应过程中无元素的化合价变化,不属于氧化还原反应,故A错误;把明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水中,铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物,该过程利用胶体的吸附性,反应中没有发生元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O),发生的主要反应为6HCl+ Fe2O32FeCl3+3H2O,反应中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,故C错误;84消毒液有效成分NaClO具有强氧化性,能使蛋白质发生变性从而杀死细菌病毒,杀菌消毒的过程利用了氧化还原反应,故D正确。
净水与杀菌消毒的区别
明矾净水是利用胶体的吸附性净化水,但不能杀菌消毒;高铁酸钠是一种新型的水处理剂,其具有强氧化性,能杀菌消毒,其还原产物为Fe3+,Fe3+发生水解生成胶体,又能净化水,因此高铁酸钠既能杀菌消毒又能净化水。
21.A 2Na+2H2O2NaOH+H2↑,H2O中H元素化合价由+1价降为0价,得电子被还原,作氧化剂,在反应中表现出氧化性,A项正确;Cl2+H2OHCl+HClO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,B项错误;3NO2+H2O2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,C项错误;Na2O+H2O2NaOH,该反应中元素化合价没有变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,D项错误。
22.B A项,谷物发酵酿造食醋的过程是:谷物葡萄糖乙醇乙酸;B项,小苏打做膨松剂是因为小苏打受热分解及能与酸反应放出CO2,发生的是非氧化还原反应;C项,含氯消毒剂给环境消毒是利用了消毒剂的强氧化性,使蛋白质变性;D项,NO2形成酸雨过程中,NO2与H2O发生的反应为3NO2+H2O2HNO3+NO,该反应属于氧化还原反应。
23.B ,还原产物是MnCl2,氧化产物是Cl2,二者的物质的量之比为1∶1,B项正确。
考点6 氧化还原反应的定量计算
1.D 由“常温常压下J为无色气体,且有漂白性”可知:气体J为SO2,则G→H→J→K→L的转化关系为H2SSSO2SO3Na2SO4;SO2与足量NaOH生成Na2SO3(N)、与少量NaOH生成NaHSO3(M)。H2S、SO3都能与NaOH溶液反应,A项正确;S、Na2SO3中硫元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B项正确;NaHSO3、Na2SO3两溶液中均含有Na+、H+、HS、S、OH-,C项正确;H2S与SO2反应方程式为2H2S+SO23S↓+2H2O,1 mol H2S与足量SO2反应,转移电子数为2NA,D项错误。
2.B 由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl与Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O。由分析可知,Y为反应物HCl,W为生成物H2O,A项正确。CuO在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B项错误。总反应为放热反应,其他条件一定,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,C项正确。图中涉及的两个氧化还原反应是2CuCl22CuCl+Cl2↑和4CuCl+O22Cu2OCl2,D项正确。
3.B 反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式为10I-+2Mn+16H+2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误。根据反应①可得关系式10I-~2Mn,可以求得n=0.000 2,则反应②的n(I-)∶n(Mn)=0.001∶(10×0.000 2)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2Mn~2MnO2~I~6e-,I中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正、负化合价的代数和,可知x=3,反应②的离子方程式为I-+2Mn+H2O2MnO2↓+I+2OH-,B项正确。已知Mn的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和反应②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误。根据反应①和②的离子方程式可知,反应①消耗H+、产生水,pH增大,反应②产生OH-、消耗水,pH增大,D项错误。
4.C 利用得失电子守恒和元素守恒配平该离子方程式6H++5CH3OH+6N5CO2↑+3N2↑+13H2O。使溶液中N无害化转化为N2,A项错误;反应中甲醇作还原剂,而臭氧有强氧化性,B项错误;依据上述离子方程式知,N作氧化剂,CH3OH作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5,C项正确;题目没有指明气体所处状态,无法确定11.2 L CO2的物质的量,D项错误。
5.C 在药剂A的作用下,①→②过程S—S断裂,S—H形成,①中增加了氢原子变为②,①是氧化剂,具有氧化性,药剂A是还原剂,具有还原性,A正确;①→②过程S的化合价由-1价变为-2价,若有2 mol S—S断裂,则转移4 mol电子,B正确;②→③过程S—H断裂,S—S形成,②中S的化合价由-2价变为-1价,②是还原剂,发生氧化反应,若药剂B是H2O2,B是氧化剂,则氧元素的化合价应降低,其还原产物为H2O,C错误;通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S位置发生了改变,因此化学烫发可通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型,D正确。
6.C 反应2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O中F的化合价由0价转化为-1价,O的化合价由-2价变为+2价,转移电子数为4e-,若消耗44.8 L(标准状况)F2即=2 mol,故转移的电子数为4NA,A正确;根据反应2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O,每消耗2 mol F2生成的NaF质量为2 mol×42 g·mol-1=84 g,B正确;根据反应2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O可知反应生成的氧化产物为OF2,每消耗2 mol F2生成的氧化产物OF2分子数为NA,C错误;根据反应2F2+2NaOHOF2+2NaF+H2O可知,每消耗2 mol F2生成H2O的物质的量为 1 mol,又知1个H2O中含有2对孤电子对,即生成的H2O含有的孤电子对数为2NA,D正确。
7.D As2S3在紫外光作用下,主要发生反应Ⅰ:
2As2S3+6O2+3H2O2As2O3+3H2S2O3;
As2S3在自然光作用下,主要发生反应Ⅱ:
As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4。
S、S2的中心原子S都为sp3杂化,S是正四面体结构,由于S2中S和O原子半径不同,S2是四面体结构,不是正四面体结构,A项错误;反应Ⅰ中的S由-2价被氧化到+2价,反应Ⅱ中的As由+3价被氧化到+5价,反应Ⅱ中的S由-2价被氧化到+6价,反应Ⅰ中As的化合价未变,未被氧化,B项错误;根据上述化学方程式可知,反应Ⅰ中=2,反应Ⅱ中=,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C项错误;反应Ⅰ中氧化1 mol As2S3转移12 mol电子,反应Ⅱ中氧化1 mol As2S3转移28 mol电子,转移的电子数之比为3∶7,D项正确。
8.D 二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,四氧化二氮的浓度减小,所以温度升高后,不利于四氧化二氮的固定,A项说法正确;四氧化二氮被固定后,四氧化二氮的浓度减小,二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动,所以四氧化二氮被固定后,有利于二氧化氮的转化,B项说法正确;由题意可知,被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O4HNO3,C项说法正确;四氧化二氮转化为硝酸的反应中,生成1 mol硝酸转移1 mol电子,则每制备0.4 mol硝酸,转移电子数约为0.4 mol×6.02×1023mol-1=2.408×1023,故D项说法错误,符合题目要求。
9.C 水解过程中元素的化合价不变,根据水解原理结合乙炔中常混有H2S、PH3可知CaS水解的化学方程式为CaS+
2H2OCa(OH)2+H2S↑;Ca3P2水解的化学方程式为Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑,A项不符合题目要求。该反应能发生是因为有不溶于水也不溶于酸的CuS生成,并不是强酸制备弱酸的反应原理,因此反应①不能说明H2S的酸性强于H2SO4,事实上硫酸的酸性强于氢硫酸,B项不符合题目要求。反应②中Cu元素化合价从+2价降低到+1价,得到1个电子,P元素化合价从-3价升高到+5价,失去8个电子,则24 mol CuSO4完全反应时,可氧化PH3的物质的量是3 mol,C项符合题目要求;H2S、PH3均可被酸性KMnO4溶液氧化,所以会干扰用酸性KMnO4溶液对乙炔性质的检验,D项不符合题目要求。
关系式法在计算中的应用
根据O2MnO(OH)2I2S4可知,O元素的化合价由0价变为-2价,1 mol O2得4 mol电子,S元素的化合价由+2价变为+2.5价,1 mol S2失去1 mol电子,因此可建立O2与S2的关系式为O2~4S2,可利用此式直接计算。
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