03 第一章 第三节 氧化还原反应 测试卷 -2025-2026学年高一化学上学期同步测试卷(人教版必修第一册)
2025-09-01
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内容正文:
第一章 第三节 氧化还原反应 测试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章 第三节 氧化还原反应(人教版2019)。
5.难度系数:0.65
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mn 55
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.“文化自信”是我党提出的四大自信之一,古诗词是我国重要的文化遗产,下列诗句中加点字部分涉及氧化还原的是
A.月波成露露成霜,借与南枝作淡妆 B.莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰
C.粉骨碎身浑不怕,要留清白在人间 D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
2.下列变化中,加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
3.被称为万能还原剂的溶于水并和水反应:(中元素为价),下列说法中正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂
B.是氧化剂,是还原剂
C.每生成1个分子,转移2个电子
D.被氧化的元素与被还原的元素质量比为1:1
4.科研人员发明一种可由氮气和水持续合成氨的系统,机理如图所示,已知锂(Li)元素的常见价态为0、+1,下列说法不正确的是
A.过程①中氮元素化合价降低 B.过程②属于氧化还原反应
C.该过程的最终产物为和 D.上述过程实现了锂循环使用
5.当溶液中和离子数之比为1:5时,正好完全发生氧化还原反应,被氧化为,则X在还原产物中的化合价为
A. B. C. D.
6.吸进入体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,中国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧,则Na2SeO3的作用是
A.还原剂 B.氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.以上均不是
7.已知还原性:,则将通入到、、的混合溶液中,、、生成的先后顺序为
A.,, B.,, C.,, D.,,
8.根据以下4个反应:①,②,③,④。判断的还原性由强到弱的顺序是
A. B.
C. D.
9.若在强热时分解的产物是、、和,则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为
A.1:4 B.1:2 C.2:1 D.4:1
10.如图为离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系,其中属于阴影部分的反应是
A.CO2+2OH-=H2O+ B.2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
C.Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
11.下列氧化还原反应方程式中,电子转移方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
12.高铁酸钠是一种高效的饮用水处理剂,可由下列方法制得:,关于该反应说法正确的是
A.中铁元素化合价为+3,只有氧化性
B.反应中NaClO是氧化剂,NaCl是氧化产物
C.该反应转移3个电子
D.具有强氧化性,可做氧化剂
13.纳米级可用于以太阳能为热源分解水制取,过程如图所示。下列说法中错误的是
A.过程I的反应:
B.过程II的反应:
C.两个转化过程元素都被氧化
D.纳米级是该分解水制取的催化剂
14.某离子反应涉及 H2O、ClO-、 NH、OH-、N2、Cl- 等微粒,其中 N2、ClO- 的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.该反应中Cl-为还原产物 B.消耗1个还原剂微粒,转移6 个电子
C.NH被ClO- 氧化成N2 D.反应后溶液的碱性减弱
15.元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系,下列判断不正确的是
A.反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质
B.反应②发生时应避免溶液温度过高
C.反应②的离子方程式为2+3H2O2+2OH-=2+4H2O
D.反应②③中铬元素的化合价均发生了变化
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16.(11分)高铁酸钾(K2FeO4,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
【查阅资料】向胶体中加入电解质后,胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀,称为电解质对胶体的聚沉作用,简称胶体的聚沉。
请回答下列问题:
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为 。
(2)过程①中活性菌表现了 (填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是 ;过程③属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有 (填两个)。
(4)制备高铁酸钾常用的反应原理为2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O
①该反应中氯元素的化合价由 价变为 价;通过该反应说明:在碱性条件下,氧化性ClO﹣ (填“>”、“═”或“<”)。
②并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目: 。
17.(11分)亚硝酸钠()是一种工业盐,外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品中添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组设计实验探究的性质。
(1)已知能发生如下反应:。用双线桥标出该反应的电子转移方向和数目: 。
(2) (填“是”或“不是”)电解质,根据中N的化合价是 ,推测具有 (填“氧化性”、“还原性”或“氧化性和还原性”)。
(3)实验操作如表所示,请完善表格中的实验现象和结论(已知遇淀粉变蓝)。
实验
实验操作及现象或结果
结论
1
取溶液于试管中,加入少量KI溶液,充分反应后,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝
具有①
2
取溶液(先酸化好)于试管中,滴加足量的溶液,可观察到的实验现象为②
具有还原性
3
固体与70%硫酸反应生成了NO和两种气体
具有氧化性和还原性
③通过上述实验可知,、、的氧化性由强到弱的顺序为 。
④写出实验3中发生反应的化学方程式: 。
18.(11分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如图所示(部分产品未标出)。
(1)Ⅰ中发生反应的还原剂是 (填名称),Ⅱ中发生反应的氧化剂是 (填化学式)。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是 。
(3)ClO2是一种高效水处理剂,可用NaClO2和稀盐酸为原料制备:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的微粒数之比是 。
②研究表明:在上述过程中会发生副反应NaClO2+4HCl=NaCl+2Cl2↑+2H2O,若反应开始时盐酸浓度越大,则气体产物中Cl2的含量越大。请推测其原因是 。
19.(11分)请根据条件书写画出方程式:
(1)银首饰在空气中容易发黄变黑,原因是与空气中的H2S和O2反应生成黑色的Ag2S,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。可以用NaClO3、H2O2和H2SO4反应制备ClO2。写出该制备反应的化学方程式: 。
(3)人体血红蛋白分子中含有Fe2+,正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,而自身被还原为+2价氧化物,试写出该反应的离子方程式: 。
20.(11分)高锰酸盐具有强氧化性,常用于杀菌消毒。
(1)已知是一种不稳定的物质,具有强氧化性。可发生反应:
。
①配平该反应的离子方程式: 。
②该反应的实验现象为 。
③上述反应中,发生还原反应的粒子是 (写化学式),每消耗3个,反应转移电子的个数为 。
(2)已知某容器中发生了一个化学反应,反应过程中存在六种粒子。在反应过程中测得和的粒子数目随时间变化的曲线如图所示。
①写出该反应的离子方程式: 。
②该反应中,氧化剂与还原剂的粒子数目之比为 。
③若消耗,则生成氧气的质量为 。
(3)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。将水样与碱性悬浊液混合,反应生成,实现氧的固定。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
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第一章 第三节 氧化还原反应 测试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第一章 第三节 氧化还原反应(人教版2019)。
5.难度系数:0.65
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Mn 55
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.“文化自信”是我党提出的四大自信之一,古诗词是我国重要的文化遗产,下列诗句中加点字部分涉及氧化还原的是
A.月波成露露成霜,借与南枝作淡妆 B.莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰
C.粉骨碎身浑不怕,要留清白在人间 D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
【答案】D
【详解】A.露水变成霜没有新物质生成,属于物理变化,故A不选;
B.雪融成水水成冰没有新物质生成,属于物理变化,故B不选;
C.石灰石加热分解生成CaO和二氧化碳,元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,故C不选;
D.石蜡的主要成分为烃类物质,燃烧生成二氧化碳和水,C和O元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故D选;
故选D。
2.下列变化中,加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.氯气与水反应生成次氯酸,故A错误;
B.,属于非氧化还原反应,加入盐酸即可实现,故B错误;
C.铜元素化合价升高,被氧化,需要氧化剂,故C项正确;
D.亚硫代硫酸钠可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得,硫粉不属于氧化剂,故D错误;
故选C。
3.被称为万能还原剂的溶于水并和水反应:(中元素为价),下列说法中正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂
B.是氧化剂,是还原剂
C.每生成1个分子,转移2个电子
D.被氧化的元素与被还原的元素质量比为1:1
【答案】D
【详解】A.中元素为价,则元素为价,被氧化生成H2,NaBH4只是还原剂,A错误;
B.是还原剂,中元素由价降低至0价,则是氧化剂,B错误;
C.根据化合价变化,反应中生成4个分子,转移4个电子,则每生成1个氢气分子,转移1个电子,C错误;
D.由反应式可知,1mol中的元素被氧化时,有2mol中的元素被还原,则被氧化的元素与被还原的元素质量比为,D正确;
故选D。
4.科研人员发明一种可由氮气和水持续合成氨的系统,机理如图所示,已知锂(Li)元素的常见价态为0、+1,下列说法不正确的是
A.过程①中氮元素化合价降低 B.过程②属于氧化还原反应
C.该过程的最终产物为和 D.上述过程实现了锂循环使用
【答案】B
【详解】A.过程①中氮元素化合价由0降低为-3价,故A正确;
B.过程②中元素化合价不变,属于非氧化还原反应,故B错误;
C.根据图示,该过程生成氮气和水反应生成氨气和氧气,最终产物为和,故C正确;
D.根据图示,Li是该反应的催化剂,实现了锂循环使用,故D正确;
答案选B。
5.当溶液中和离子数之比为1:5时,正好完全发生氧化还原反应,被氧化为,则X在还原产物中的化合价为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】被氧化为,Fe元素化合价升高1价;设元素X被还原后的化合价为y,则化合价降低总数为,由化合价升高总数等于化合价降低总数:,解得;
故答案为:D。
6.吸进入体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,中国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧,则Na2SeO3的作用是
A.还原剂 B.氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.以上均不是
【答案】A
【详解】活性氧具有较强的氧化性,亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的活性氧,因此亚硒酸钠具有还原性,与活性氧反应时,亚硒酸钠作还原剂,答案选A。
7.已知还原性:,则将通入到、、的混合溶液中,、、生成的先后顺序为
A.,, B.,, C.,, D.,,
【答案】C
【详解】同一种氧化剂与不同还原剂反应时,还原性强的还原剂先反应,已知还原性:,将通入到、、的混合溶液中,反应顺序为S2-,I-,Br-,故产物生成的先后顺序为,,,故答案为C。
8.根据以下4个反应:①,②,③,④。判断的还原性由强到弱的顺序是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】同一氧化还原反应中还原性:还原剂>还原产物>氧化剂。
①反应中H2S为还原剂,I-为还原产物,则还原性H2S>I-;
②反应中H2S为还原剂,SO2为氧化剂,则还原性H2S>SO2;
③反应中I-为还原剂,Br-为还原产物,则还原性I->Br-;
④反应中SO2为还原剂,I-为还原产物,则还原性SO2>I-
综上所述还原性由强到弱的顺序为。
故答案选B。
9.若在强热时分解的产物是、、和,则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为
A.1:4 B.1:2 C.2:1 D.4:1
【答案】B
【详解】利用化合价升降法将该氧化还原反应方程式配平,反应方程式为
3(NH4)2SO43SO2+N2+4NH3+6H2O,该反应中铵根离子和氨气分子中氮原子的化合价都是-3价,化合价不变,所以则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为1:2,选B。
10.如图为离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系,其中属于阴影部分的反应是
A.CO2+2OH-=H2O+ B.2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
C.Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【答案】B
【详解】A.反应CO2+2OH-=H2O+CO不是氧化还原反应,A不符合题意;
B.反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O不是置换反应且属于氧化还原的离子反应,B符合题意;
C.反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+是置换反应,C不符合题意;
D.反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2不是离子反应,D不符合题意;
故选B。
11.下列氧化还原反应方程式中,电子转移方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.Cl元素的化合价由0降低为-1,共得到2个电子,Cl元素由0价升高为+1价,共失去2个电子,用双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为,A错误;
B.Cu元素的化合价由0价升高为+2价,失去2e-,S元素由+6价降低为+4价,得到2e-,用单线桥标出反应中电子的转移方向和数目为:,B错误;
C.根据价态归中原理,S元素由H2S中-2价升高为S中0价,共失去2个电子,S元素由H2SO4中+6价降低为SO2中+4价,共得到2个电子,用双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为,C错误;
D.O元素由-2价升高为0价,共失去2×2e-,Mn元素由+7价降低为+4价,得到3e-,Mn元素由+7价降低为+6价,得到1个e-,用双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为,D正确;
故答案为:D。
12.高铁酸钠是一种高效的饮用水处理剂,可由下列方法制得:,关于该反应说法正确的是
A.中铁元素化合价为+3,只有氧化性
B.反应中NaClO是氧化剂,NaCl是氧化产物
C.该反应转移3个电子
D.具有强氧化性,可做氧化剂
【答案】D
【详解】A.Fe(OH)3中铁元素化合价为+3,为中间价,具有氧化性和还原性,故A错误;
B.反应中Cl元素的化合价降低,NaClO是氧化剂,反应中被还原,NaCl是还原产物,故B错误;
C.生成5mol H2O,消耗3molNaClO,由Cl元素的化合价变化可知,生成5mol H2O有6mol电子转移,故C错误;
D.Na2FeO4中Fe元素为最高价,具有强氧化性,可做氧化剂,故D正确;
故选:D。
13.纳米级可用于以太阳能为热源分解水制取,过程如图所示。下列说法中错误的是
A.过程I的反应:
B.过程II的反应:
C.两个转化过程元素都被氧化
D.纳米级是该分解水制取的催化剂
【答案】C
【详解】A.根据图示,过程I是分解为氧化亚铁和氧气,反应方程式为,故A正确;
B.根据图示,过程II是氧化亚铁和水反应生成和氢气,反应方程式为,故B正确;
C.过程I中部分铁元素化合价降低,铁元素发生还原反应,过程II中部分铁元素化合价升高,铁元素发生氧化反应,故C错误;
D.过程I消耗,过程II又生成,总反应为,纳米级是该分解水制取的催化剂,故D正确;
答案选C。
14.某离子反应涉及 H2O、ClO-、 NH、OH-、N2、Cl- 等微粒,其中 N2、ClO- 的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.该反应中Cl-为还原产物 B.消耗1个还原剂微粒,转移6 个电子
C.NH被ClO- 氧化成N2 D.反应后溶液的碱性减弱
【答案】B
【详解】由图像可知氮气为生成物,次氯酸根为反应物,氧化还原反应中次氯酸根为氧化剂,将还原性铵根离子氧化为氮气,根据守恒关系配平方程:;
A.该反应中Cl-为还原产物,A正确;
B.铵根离子由-3升高为氮气中的0价,故消耗1个铵根离子,转移3个电子,B错误;
C.NH被ClO- 氧化成N2,C正确;
D.反应消耗氢氧根,故反应后溶液的碱性减弱,D正确;
故选B。
15.元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系,下列判断不正确的是
A.反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质
B.反应②发生时应避免溶液温度过高
C.反应②的离子方程式为2+3H2O2+2OH-=2+4H2O
D.反应②③中铬元素的化合价均发生了变化
【答案】D
【详解】A.反应①是Cr2O3和KOH反应生成KCrO2和水,表明Cr2O3有酸性氧化物的性质,故A正确;
B.反应②有过氧化氢参与反应,应避免反应温度过高使过氧化氢分解,故B正确;
C.反应②中KCrO2被H2O2氧化为K2CrO4,根据得失电子守恒可得反应的离子方程式为2+3H2O2+2OH-=2+4H2O,故C正确;
D.反应①③中铬元素化合价没有变化,②中铬元素的化合价由+3升高为+6,故D错误;
故答案选D。
二、非选择题:本题共5个小题,共55分。
16.(11分)高铁酸钾(K2FeO4,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。
【查阅资料】向胶体中加入电解质后,胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀,称为电解质对胶体的聚沉作用,简称胶体的聚沉。
请回答下列问题:
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为 。
(2)过程①中活性菌表现了 (填“氧化”或“还原”)性,该过程的还原产物是 ;过程③属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有 (填两个)。
(4)制备高铁酸钾常用的反应原理为2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O
①该反应中氯元素的化合价由 价变为 价;通过该反应说明:在碱性条件下,氧化性ClO﹣ (填“>”、“═”或“<”)。
②并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目: 。
【答案】
(1)+6
(2)还原 Fe3+ 物理
(3)消毒杀菌、净水
(4)+1 −1 >
【详解】(1)K2FeO4中K为+1,O为−2价,则铁元素的化合价为+6价;故答案为:+6。
(2)过程①中K2FeO4中Fe化合价降低,活性菌中元素化合价升高,因此活性菌表现了还原性,化合价降低得到的产物为还原产物,因此该过程的还原产物是Fe3+;过程③是胶体吸附悬浮杂质而达到净水作用,属于物理变化;故答案为:还原;Fe3+;物理。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4作氧化剂,能消毒杀菌,得到的产物生成胶体具有净水作用,因此K2FeO4的作用有消毒杀菌、净水;故答案为:消毒杀菌、净水。
(4)①该反应中氯元素的化合价由+1价变为−1价;通过该反应说明:在碱性条件下,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性ClO﹣>;故答案为:+1;−1;>。
②并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目:;故答案为:。
17.(11分)亚硝酸钠()是一种工业盐,外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品中添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组设计实验探究的性质。
(1)已知能发生如下反应:。用双线桥标出该反应的电子转移方向和数目: 。
(2) (填“是”或“不是”)电解质,根据中N的化合价是 ,推测具有 (填“氧化性”、“还原性”或“氧化性和还原性”)。
(3)实验操作如表所示,请完善表格中的实验现象和结论(已知遇淀粉变蓝)。
实验
实验操作及现象或结果
结论
1
取溶液于试管中,加入少量KI溶液,充分反应后,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝
具有①
2
取溶液(先酸化好)于试管中,滴加足量的溶液,可观察到的实验现象为②
具有还原性
3
固体与70%硫酸反应生成了NO和两种气体
具有氧化性和还原性
③通过上述实验可知,、、的氧化性由强到弱的顺序为 。
④写出实验3中发生反应的化学方程式: 。
【答案】
(1)
(2)是 +3 氧化性和还原性
(3)氧化性 酸性高锰酸钾溶液褪色
【详解】(1)已知能发生如下反应:,亚硝酸钠中氮化合价降低,HI中碘化合价升高,因此用双线桥标出该反应的电子转移方向和数目: ;故答案为: 。
(2)是盐,属于电解质,根据中钠为+1价,氧为−2价,则N的化合价是+3,处于中间价态,则具有氧化性和还原性;故答案i:是;+3;氧化性和还原性。
(3)①取溶液于试管中,加入少量KI溶液,充分反应后,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝,亚硝酸钠将碘离子氧化为单质碘,则具有氧化性;故答案为:氧化性。
②具有还原性,则会使酸性高锰酸钾溶液褪色;故答案为:酸性高锰酸钾溶液褪色。
③根据第二个实验得到高锰酸钾具有氧化性,亚硝酸钠具有还原性,则氧化性,根据第一个实验分析亚硝酸钠是氧化剂,单质碘是氧化产物,则氧化性,则三者的氧化性由强到弱的顺序为;故答案为:。
④实验3是固体与70%硫酸反应生成了NO和两种气体,则发生反应的化学方程式:;故答案为:
。
18.(11分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如图所示(部分产品未标出)。
(1)Ⅰ中发生反应的还原剂是 (填名称),Ⅱ中发生反应的氧化剂是 (填化学式)。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是 。
(3)ClO2是一种高效水处理剂,可用NaClO2和稀盐酸为原料制备:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的微粒数之比是 。
②研究表明:在上述过程中会发生副反应NaClO2+4HCl=NaCl+2Cl2↑+2H2O,若反应开始时盐酸浓度越大,则气体产物中Cl2的含量越大。请推测其原因是 。
【答案】亚硫酸钠 ClO2 2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+O2+2H2O 1:4 ClO2的氧化性(或Cl-的还原性)随溶液的酸性和浓度的增大而增强
【详解】根据流程可知,氯酸钠与硫酸、亚硫酸钠反应生成硫酸钠和二氧化氯;二氧化氯与双氧水、NaOH反应生成亚氯酸钠和氧气。
(1)由氯元素的化合价变化判断氧化剂、还原剂,反应I中,亚硫酸钠中的S化合价升高作还原剂;反应II中,二氧化氯中的Cl化合价降低作氧化剂;
(2)Ⅱ中被还原,则H2O2被氧化,故气体a应为O2,反应的离子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+O2+2H2O。
(3)①NaClO2既作氧化剂又作还原剂,其中1个NaClO2作氧化剂,转化为1个NaCl,4个NaClO2作还原剂,转化为4个ClO2,故氧化剂与还原剂的微粒数之比为1:4。
②反应NaClO2+4HCl=NaCl+2ClO2↑+2H2O中,NaClO2作氧化剂,HCl部分作还原剂,反应开始时,盐酸浓度越大,气体产物中Cl2的含量越大,可能的原因是溶液酸性增强,导致ClO2的氧化性增强,Cl-的还原性增强。
19.(11分)请根据条件书写画出方程式:
(1)银首饰在空气中容易发黄变黑,原因是与空气中的H2S和O2反应生成黑色的Ag2S,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。可以用NaClO3、H2O2和H2SO4反应制备ClO2。写出该制备反应的化学方程式: 。
(3)人体血红蛋白分子中含有Fe2+,正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,而自身被还原为+2价氧化物,试写出该反应的离子方程式: 。
【答案】
(1)4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O
(2)2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
(3)Fe2++NO+2H+=Fe3++NO↑+H2O
【详解】(1)根据题中信息,反应中H2S中的H元素和S元素的化合价均未发生改变,Ag→Ag2S,Ag化合价由0价升高到+1价,而O2中氧元素只能由0价降低为-2价生成水,可以写出Ag+H2S+O2→Ag2S+H2O,根据化合价升高和降低总数相等得 ,配平得到4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O。
(2)根据题目信息,反应中Cl元素化合价降低,则必有H2O2被氧化,O元素价态升高,根据化合价升高和降低总数相等、原子守恒可以写出:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O。
(3)NaNO2中N化合价为+3价,根据题意反应后生成NO,N化合价降低为+2价,根据化合价变化先配平为Fe2++NO→Fe3++NO,根据电荷守恒在左边加上H+得Fe2++NO+2H+→Fe3++NO,最后根据原子守恒得到Fe2++NO+2H+=Fe3++NO↑+H2O。Fe2+发生氧化反应,说明NaNO2具有氧化性。
20.(11分)高锰酸盐具有强氧化性,常用于杀菌消毒。
(1)已知是一种不稳定的物质,具有强氧化性。可发生反应:
。
①配平该反应的离子方程式: 。
②该反应的实验现象为 。
③上述反应中,发生还原反应的粒子是 (写化学式),每消耗3个,反应转移电子的个数为 。
(2)已知某容器中发生了一个化学反应,反应过程中存在六种粒子。在反应过程中测得和的粒子数目随时间变化的曲线如图所示。
①写出该反应的离子方程式: 。
②该反应中,氧化剂与还原剂的粒子数目之比为 。
③若消耗,则生成氧气的质量为 。
(3)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。将水样与碱性悬浊液混合,反应生成,实现氧的固定。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
【答案】
(1) 有气泡产生,溶液显紫红色 15
(2) 2∶5 8g
(3)
【详解】(1)①反应中,Xe由+6价降低到0价,降6价,Mn由+2升高到+7价,升5价,根据得失电子守恒,Xe乘以5,Mn乘以6,结合电荷守恒和原子守恒,故可得。
②该反应的实验现象为有气泡产生,溶液显紫红色。
③化合价降低,被还原,发生还原反应;Mn由+2升高到+7价,升5价,每消耗3个,反应转移电子的个数为15。
(2)①由图知,MnO减少,为反应物;氧气增多,为生成物;可得离子方程式为。
②氧化剂为MnO,还原剂为,故氧化剂与还原剂的粒子数目之比为2∶5。
③的物质的量为=0.1mol,则生成氧气的物质的量为0.25mol,质量为0.25mol×32g/mol=8g。
(3)“氧的固定” 即为氧气与反应生成,Mn由+2升高到+4价,升2价,氧气中氧元素降低2价,则发生反应的化学方程式为。
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