内容正文:
课下巩固精练卷(三) 氧化还原反应的基本概念和规律
一、选择题
1.(2025·安徽阜阳模拟)下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是( )
A.新制氯水久置后,颜色变浅
B.切开的苹果断面变黄
C.染色衣服浸泡到含有双氧水的水中,一段时间后再清洗褪色
D.向黄色的铬酸钾(K2CrO4)溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色
答案:D
2.(2025·湖南长沙二模)下列物质应用体现其氧化性的是( )
A.酒精可用作消毒剂
B.NH4Fe(SO4)2用作净水剂
C.浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可用作水果的保鲜剂
D.山梨酸钾、山梨酸、NaNO2等常用作食品防腐剂
答案:C
3.已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是( )
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
解析:选B。已知反应中氯元素的化合价:+1价变为+5价和-1价,符合邻位转化规律。既然NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,选项A中均降低,选项D化合价均升高;选项B、C与题意相符,但选项C中NaClO不是最终产物。
4.(2025·浙江模拟预测)KNO3具有强氧化性,可发生反应:2KNO3+2NH4Cl===2N2↑+O2↑+4H2O+2KCl。下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.N2既是氧化产物,又是还原产物
B.KNO3仅作氧化剂
C.生成1 mol N2转移电子的数目为5NA
D.每生成36 g水,能产生33.6 L气体(在标准状况下)
解析:选B。KNO3中N元素化合价由+5价变为0价,NH4Cl中N元素化合价由-3价变为0价,则N2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;KNO3中N元素化合价由+5价变为0价,部分O元素化合价由-2价变为0价,则KNO3既是氧化剂又是还原剂,B错误;反应消耗2 mol KNO3生成2 mol N2,转移10 mol电子,则生成1 mol N2转移电子的数目为5NA,C正确;由反应可知,每生成4 mol水,产生3 mol气体(N2和O2),36 g水的物质的量为=2 mol,会产生1.5 mol气体,气体在标准状况下的体积为1.5 mol×22.4 L/mol=33.6 L,D正确。
5.(2025·湖南名校联盟二模)根据下列实验操作及现象,得出的结论正确的是( )
选项
操作及现象
结论
A
向FeSO4溶液中滴加苯酚溶液,溶液变紫色
FeSO4已变质
B
向CaCO3中滴加稀硫酸,没有明显现象
酸性:H2CO3>H2SO4
C
在酸性KMnO4溶液中滴加FeBr2溶液,溶液紫红色褪去
Br-还原MnO
D
在I2的四氯化碳溶液中加入KI溶液,下层液体颜色变浅
KI具有还原性
解析:选A。滴加苯酚溶液后显紫色,说明溶液中存在三价铁,则硫酸亚铁已变质,A正确;碳酸钙与稀硫酸反应后产生的硫酸钙会覆盖在表面,阻止反应的进行,硫酸是强酸,碳酸是弱酸,B错误;在酸性KMnO4溶液中滴加FeBr2溶液发生氧化还原反应,但是二价铁的还原性大于溴离子的还原性,因此二价铁优先还原高锰酸根,C错误;在I2的四氯化碳溶液中加入KI溶液,下层液体颜色变浅是由于I2+I-⇌I,碘离子浓度增大,平衡正向移动,导致碘单质减少,D错误。
6.向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。有关说法不正确的是( )
A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况
B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol·L-1
C.当通入2 mol Cl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
解析:选B。
溶液体积未知,无法计算浓度,B项不正确。
7.氧化还原电池的标准电极电势(φθ)可用来比较相应氧化剂的氧化性强弱,相关数据(酸性条件)如下。
氧化还原电池(氧化剂/还原剂)
电极反应式
φθ/V
Fe3+/Fe2+
Fe3++e-⇌Fe2+
0.77
I2/I-
I2+2e-⇌2I-
0.54
Cr2O/Cr3+
Cr2O+6e-+14H+⇌2Cr3++7H2O
1.36
Br2/Br-
Br2+2e-⇌2Br-
1.07
Co3+/Co2+
Co3++e-⇌Co2+
1.84
下列分析错误的是( )
A.氧化性:Cr2O>Br2>Fe3+
B.向K2Cr2O7溶液中滴加CoCl2溶液,反应的离子方程式为Cr2O+6Co2++14H+===2Cr3++6Co3++7H2O
C.向淀粉KI溶液中滴加CoCl3溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN的FeBr2溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
解析:选B。标准电极电势越大,对应氧化剂的氧化性越强,氧化性:Cr2O>Br2>Fe3+,A正确;Cr2O的氧化性低于Co3+,所以不能通过Cr2O氧化Co2+得到Co3+,所以不会发生反应,B错误;Co3+的氧化性高于I2,向淀粉KI溶液中滴加CoCl3溶液,得到I2,溶液变蓝色,C正确;氧化性大小为Cl2>Br2>Fe3+,所以氯水先氧化Fe2+,溶液变红,D正确。
8.(双选)某同学进行如下兴趣实验:
反应原理:①IO+3HSO===I-+3SO+3H+
②IO+5I-+6H+===3I2+3H2O
③Hg2++2I-===HgI2↓(橙红)
现象:立即产生橙红色沉淀,几秒钟后溶液颜色变为蓝色
下列说法不正确的是( )
A.反应①中IO表现氧化性
B.反应后混合液的pH增大
C.该实验条件下,反应速率:③>②
D.若用Na2SO3溶液代替NaHSO3溶液进行上述实验,现象相同
解析:选BD。反应①中IO中I元素为+5价,生成物I-中I元素为-1价,IO为氧化剂,表现氧化性,A项正确;反应①生成的I-和H+的物质的量之比为1∶3,而反应②消耗的I-和H+的物质的量之比为5∶6,且反应③也消耗I-,所以总的来说H+生成的数量大于消耗的数量,H+数量增多,pH减小,B项错误;先产生橙红色沉淀后溶液颜色变蓝,说明反应速率③>②,C项正确;若用Na2SO3溶液代替NaHSO3溶液,则没有生成反应②所需的H+,反应②难以发生,现象应该不同,D项错误。
9.(2025·贵州黔西一模)实验室利用固体PbO2进行如图实验,已知Pb3O4中Pb为+2、+4价。下列说法不正确的是( )
A.Pb3O4可表示为PbO2·2PbO
B.氧化性强弱:PbO2>PbO>Cl2
C.受热分解过程中,超过的PbO2表现氧化性
D.此过程中O2物质的量大于Cl2
解析:选B。Pb3O4中Pb为+2、+4价,Pb3O4可表示为PbO2·2PbO,A正确;“加热”过程中PbO2被还原为Pb3O4和PbO,因此氧化性:PbO2>PbO,步骤Ⅰ中部分HCl被Pb3O4氧化为Cl2,根据化合价变化可知该反应中氧化剂为Pb3O4,即氧化性Pb3O4>Cl2,无法比较PbO与Cl2的氧化性,B错误;受热分解过程中,若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,的PbO2表现氧化性,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO的混合物,所以超过的PbO2表现氧化性,C正确;若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,根据得失电子守恒,生成1 mol Pb3O4的同时生成1 mol O2,1 mol Pb3O4与浓盐酸反应生成1 mol Cl2,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO的混合物,所以生成O2的物质的量大于Cl2,D正确。
10.(2025·湖南长沙二模)在PtBaO催化下,NO的“储存-还原”过程如图1所示。其中“还原”过程依次发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,各气体的物质的量变化如图2所示。
下列说法不正确的是( )
A.NO2、O2与BaO的反应中,NO2是还原剂,O2是氧化剂
B.反应Ⅰ为Ba(NO3)2+8H2===BaO+2NH3+5H2O
C.反应Ⅱ中,最终生成N2的物质的量为0.2a mol
D.反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的Ba(NO3)2的物质的量之比是3∶5
解析:选D。由图可知,NO和O2在Pt表面发生反应生成NO2,NO2、O2和BaO反应生成Ba(NO3)2,则NO2是还原剂,O2是氧化剂,A正确;反应Ⅰ为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3,反应方程式为Ba(NO3)2+8H2===BaO+2NH3+5H2O,B正确;反应Ⅱ为NH3还原Ba(NO3)2生成BaO和N2等,反应方程式为10NH3+3Ba(NO3)2===3BaO+8N2+15H2O,相应的关系式为5NH3~4N2,图中NH3最大物质的量为0.25a mol,则最终生成N2的物质的量为0.2a mol,C正确;根据得失电子守恒可知,反应Ⅱ的关系式为10NH3~3Ba(NO3)2,再结合反应Ⅰ可知,反应Ⅰ的关系式为5Ba(NO3)2~10NH3,则反应Ⅰ和Ⅱ中消耗的Ba(NO3)2的物质的量之比是5∶3,D错误。
二、非选择题
11.某化学探究学习小组用如图所示装置进行SO2、Fe2+和Cl-还原性强弱比较实验,实验过程如下:
Ⅰ.先向B中的FeCl2溶液(约10 mL)中通入Cl2,当B中溶液变黄时,停止通气。
Ⅱ.打开活塞k,使约2 mL的溶液流入试管A中,检验取出溶液中的离子。
Ⅲ.接着再向B中通入一定量的SO2气体。
Ⅳ.更新试管A,重复过程Ⅱ,检验取出溶液中的离子。
(1)棉花中浸润的溶液为________________,目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验室制备氯气的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
过程Ⅳ中检验取出溶液中是否含有硫酸根离子的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该小组对SO2、Fe2+和Cl-还原性强弱比较得到的结论是________________________________________________________________________。
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,下表是他们的检测结果,他们的检测结果一定能够证明SO2、Fe2+和Cl-还原性强弱关系的是________________________________________________________________________。
项目
过程Ⅱ中检出离子
过程Ⅳ中检出离子
甲
有Fe3+无Fe2+
有SO
乙
既有Fe3+又有Fe2+
有SO
丙
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
解析:(1)向B中的FeCl2溶液中通入氯气和二氧化硫,为防止多余的氯气和二氧化硫污染空气,需要将其除去,所以棉花中浸润的溶液为NaOH溶液。(5)过程Ⅱ是为了检验Fe2+被氯气氧化后的产物,过程Ⅳ是为了检验二氧化硫被Fe3+氧化后的产物。甲:过程Ⅱ中检出离子有Fe3+无Fe2+,说明氯气可能过量,过程Ⅳ中检出离子有SO,不能说明二氧化硫是被铁离子氧化的,也可能是被氯气氧化的,甲错误;乙:过程Ⅱ中检出离子既有Fe3+又有Fe2+,说明亚铁离子未被氧化完全,氯气量不足,过程Ⅳ中检出离子有SO,一定是二氧化硫被铁离子氧化得到的,乙正确;丙:过程Ⅱ检出离子有Fe3+无Fe2+,而过程Ⅳ中检出离子有Fe2+,说明二氧化硫把铁离子还原为亚铁离子,丙正确。
答案:(1)NaOH溶液 防止尾气污染环境
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+ 取少许溶液于洁净的试管中,先加入足量稀盐酸酸化,再滴加少量BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,证明有SO,反之无SO
(4)SO2>Fe2+>Cl- (5)乙、丙
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