内容正文:
课时作业(十三) 氧化剂和还原剂、氧化还原反应的应用
基础达标练
1.吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3的作用是( )
A.作还原剂
B.作氧化剂
C.既作氧化剂又作还原剂
D.既不作氧化剂又不作还原剂
解析:选A “活性氧”氧化性极强,应为氧化剂,故Na2SeO3应为还原剂。
2.(双选)已知反应:
①Cl2+2KBr===2KCl+Br2
②KClO3+6HCl===3Cl2↑+KCl+3H2O
③2KBrO3+Cl2===Br2+2KClO3
下列说法正确的是( )
A.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
B.①中KCl是氧化产物,KBr发生还原反应
C.③中1 mol氧化剂参加反应得到电子5 mol
D.反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
解析:选AC 氧化性①中:Cl2>Br2、②中:KClO3>Cl2、③中:KBrO3>KClO3,A对;①中KCl是还原产物,KBr发生氧化反应,B错;③中氧化剂是KBrO3,其转化为Br2,故1 mol KBrO3参加反应得到电子的物质的量为5 mol,C对;反应②中氧化剂是KClO3,Cl的化合价降低5价,还原剂是HCl,Cl的化合价升高1价,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5,D错。
3.在下列三个化学反应中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是( )
①N2+O22NO
②4AgNO32Ag2O+4NO2↑+O2↑
③2NH4Cl+Ba(OH)2BaCl2+2NH3↑+2H2O
A.①②③ B.②①③
C.③②① D.③①②
解析:选A ①中氮元素由0价升高到+2价,被氧化;②中AgNO3中氮元素为+5价,NO2中氮元素为+4价,氮元素被还原;③中氮元素的化合价没有变化。
4.常温下,在溶液中可以发生反应:X+2Y3+===X2++2Y2+,则下列解释:①X被氧化;②X是氧化剂;③X具有还原性;④Y2+是氧化产物;⑤Y2+具有还原性;⑥Y3+的氧化性比X2+强。其中正确的是( )
A.②④⑥ B.①③④
C.②⑤ D.①③⑤⑥
解析:选D 反应X+2Y3+===X2++2Y2+中X→X2+:X元素化合价升高、失电子、作还原剂、被氧化为X2+、发生氧化反应;Y3+→Y2+:Y元素化合价降低、得电子、作氧化剂、被还原为Y2+、发生还原反应;反应中X具有还原性,Y3+具有氧化性,X的还原性大于还原产物Y2+,Y3+的氧化性大于氧化产物X2+;①X被氧化、 ③X具有还原性、⑤Y2+具有还原性、⑥Y3+的氧化性比X2+强都正确,选项D符合题意。
5.已知下列反应:
反应Ⅰ:Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
反应Ⅱ:5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ中HCl是氧化剂
B.反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应
C.还原性:CoCl2>HCl>I2
D.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3
解析:选D A项,反应ⅠHCl中氯元素化合价升高,作还原剂,错误;B项,反应ⅡCl2中氯元素化合价降低,作氧化剂,发生还原反应,错误;C项,根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性分析,氯化氢的还原性强于CoCl2,错误;D项,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性分析,氧化钴的氧化性大于氯气,Cl2大于碘酸,正确。
6.实验室可以用KClO3晶体和浓盐酸反应制取Cl2。在反应6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O中,被氧化的氯元素与被还原的氯元素的物质的量之比是( )
A.5∶1 B.6∶1
C.3∶1 D.1∶6
解析:选A KClO3中的Cl由+5价降低为0价,化合价降低5,被还原;HCl中的Cl由-1价升高为0价,化合价升高1,被氧化,化合价升高和降低总数相等,故被氧化的氯元素与被还原的氯元素的物质的量之比为5∶1。
7.在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢(H2O2)为原料制取氧气(注:2H2O22H2O+O2↑),当制得同温、同压下相同体积的O2时,三个反应中转移的电子数之比为( )
A.1∶1∶1 B.2∶2∶1
C.2∶3∶1 D.4∶3∶2
解析:选B 根据
,
可知生成1 mol O2时,KMnO4、KClO3均转移4 mol e-,而H2O2转移2 mol e-。
8.已知反应4Zn+10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A.1∶4 B.1∶5
C.2∶3 D.2∶5
解析:选A 被还原的硝酸生成N2O,未被还原的硝酸生成Zn(NO3)2,由化学方程式知,n(N2O)∶n[Zn(NO3)2]=1∶4,由氮元素守恒知被还原的硝酸与未被还原的硝酸的质量比是1∶4。
9.已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5H2O。则RO中R的化合价是( )
A.+3 B.+4
C.+5 D.+6
解析:选D 根据氧化还原反应得失电子守恒(化合价升降相等),反应中氯元素化合价由+1→-1(化学计量数为3),因此R元素的化合价由+3升高到+6价(化学计量数为2),由此判断D正确。(另解可以根据电荷守恒快速判断n=2,进而确定R的化合价为+6价)。
10.水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型(用“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”来表示)与氧化还原反应的关系”可用如图表示。
一些单质或化合物均能与水反应,请回答下列问题:
(1)试写出一种活泼金属单质与水反应的离子方程式:
________________________________________________________________________,
该反应中,氧化剂为________,从四种基本反应类型的角度分析,该反应是________反应,所属反应类型在上图中的位置是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
(2)过氧化钠也能与水反应,写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(3)有人设想将太阳能转化为电能,进而将水电解生成氢气,氢气是一种清洁能源。请分析电解水的过程中,水______________________(填“仅被氧化”“仅被还原”“既被氧化又被还原”或“既不被氧化又不被还原”)。
(4)野营爱好者携带氢化钙固体作为生氢剂,化学方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中水____________(填“仅被氧化”“仅被还原”“既被氧化又被还原”或“既不被氧化又不被还原”),在该反应中若有1 mol CaH2发生反应转移电子的物质的量是____mol。
解析:(1)一种活泼金属单质与水反应的离子方程式如钠与水反应的离子方程式即2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,该反应氧化剂是水,该反应是置换反应。
(2)过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,该反应有化合价的变化,是氧化还原反应。
(3)电解水的过程中,水中氢的化合价降低,水中氧的化合价升高,所以水既被氧化又被还原。
(4)在反应CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑中,CaH2中的氢元素从-1价变成0价,H2O中的氢元素从+1价变成0价,所以水的作用是氧化剂,被还原;当有1 mol CaH2发生反应时,有2 mol-1价的氢变成0价,转移电子的物质的量是2 mol。
答案: (1)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ H2O 置换 Ⅳ
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 是
(3)既被氧化又被还原 (4)仅被还原 2
能力提升练
11.在2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中,氧化剂与氧化产物的物质的量之比为( )
A.1∶8 B.8∶1
C.2∶5 D.5∶2
解析:选C 在2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中,锰元素化合价降低,被还原,氯元素化合价升高,被氧化,KMnO4为氧化剂,HCl为还原剂,Cl2为氧化产物,MnCl2为还原产物。当有2 mol KMnO4参加反应时,有10 mol HCl被氧化,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5,氧化剂与氧化产物的物质的量之比为2∶5。
12.如图所示为在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置,图中a、b是可控制的弹簧铁夹。(已知:氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小)
(1)仪器A的名称是________;烧杯中盛放的是________;烧瓶中反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在收集氯气时,应________________________________________________________________________
(填如何控制a、b,下同);当氯气收集完毕时应________________________________________________________________________
__________________。
(3)若要制得标准状况下的Cl2 0.672 L,理论上需要MnO2的质量是________。
解析:(1)制备氯气的反应原理为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;使用氢氧化钠溶液或其他强碱溶液吸收多余的氯气。
(2)在收集氯气时,应关闭b,打开a;当氯气收集完毕时应关闭a,打开b。
(3)n(MnO2)=n(Cl2)=0.03 mol
m(MnO2)=0.03 mol×87 g·mol-1=2.61 g。
答案:(1)分液漏斗 氢氧化钠溶液(答案不唯一,合理即可)
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)关闭b,打开a 关闭a,打开b
(3)2.61 g
13.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质,甲同学设计了如下图所示的实验装置。按要求回答问题:
(1)下列方法中,可制得Cl2的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②KMnO4和浓盐酸混合 ③NaClO和浓盐酸混合 ④K2Cr2O7和浓盐酸混合 ⑤KClO3和浓盐酸混合共热
A.①② B.②③④
C.①④ D.①②③④⑤
(2)写出实验室制取Cl2的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)①装置B的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②装置C和D出现不同现象说明的问题是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
③装置E的作用是________________________________________________________________________。
(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,乙同学提出应该在装置________与________(填装置字母序号)之间增加一个装置,增加装置里面的试剂可为________。
A.湿润的淀粉KI试剂
B.浓硫酸
C.湿润的红色布条
D.饱和食盐水
解析:(1)KMnO4、NaClO、K2Cr2O7、KClO3都是强氧化剂,在酸性条件下均可把HCl氧化为Cl2;(3)③氯气易溶于CCl4,吸收HCl中的Cl2防止干扰HCl的检验;(4)应该证明HCl气体中无Cl2,A、C均可检验氯气,D选项可用于除去Cl2中的HCl气体。
答案:(1)D
(2)4H++2Cl-+MnO22H2O+Cl2↑+Mn2+
(3)①证明有水蒸气并除去水蒸气 ②Cl2无漂白性,次氯酸有漂白性 ③吸收Cl2
(4)E F AC
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