專題1 第4講 氧化還原反應
一、選擇題
1．(2011•江南十校二模)Cl2是紡織工業(yè)常用的漂白劑，Na2S2O3可作為漂白布匹后的“脫氯劑”。S2O32－和Cl2反應的產(chǎn)物之一為SO42－。下列說法不正確的是( )
A．該反應中還原劑是S2O32－
B．H2O參與該反應，且作氧化劑
C．根據(jù)該反應可判斷氧化性：Cl2>SO42－
D．上述反應中，每生成l ol SO42－，可脫去2ol Cl2
答案：B
點撥：該反應方程式為：S2O32－＋4Cl2＋5H2O===2SO42－＋8Cl－＋10H＋，該反應中氧化劑是Cl2，還原劑是S2O32－，H2O參與反應，但既不是氧化劑也不是還原劑，故選B。
2．(2011•河南開封高三一模)分析如下殘缺的反應：
RO3－＋________＋6H＋===3R2↑＋3H2O。下列敘述正確的是( )
A．R一定是周期表中的第ⅤA族元素
B．R的原子半徑在同周期元素原子中最小
C．上式中缺項所填物質在反應中作氧化劑
D．RO3－中的R元素在所有的反應中只能被還原
答案：B
點撥：RO3－中R為＋5價，周期表中ⅤA、ⅦA元素均可形成RO3－離子，A錯誤；據(jù)元素守恒，反應中只有R、H、O三種元素，則缺項一定為R－，且配平方程式為RO3－＋5R－＋6H＋===3R2↑＋3H2O，據(jù)此可得R為ⅦA元素，B正確；R－中R處于最低價態(tài)，只能作還原劑，C錯誤；RO3－中R元素處于中間價態(tài)，在反應中既可被氧化又可被還原，D項錯。
3．已知KH和H2O反應生成H2和KOH，反應中1 olKH( )
A．失去1 ol電子 B．得到1 ol電子
C．失去2 ol電子 D．沒有電子得失
答案：A
點撥：KH中H為－1價，KH＋H2O===KOH＋H2↑
4．(2011•東濰坊高三一模)工業(yè)上制取碘酸鉀的反應為：I2＋2KClO3===2KIO3＋Cl2，下列敘述正確的是( )
A．氧化性：I2>Cl2B．每生成1 ol KIO3轉移電子2 ol
C．該反應是置換反應D．反應物和生成物中只含有共價鍵
答案：C
點撥：分析化合價變化，可得I2為還原劑，KClO3為氧化劑，則氧化性為Cl2>I2,1 ol KIO3生成時轉移電子數(shù)為5 ol，B錯誤；反應物中KClO3、產(chǎn)物中KIO3都是離子化合物，一定含有離子鍵。
5．(2011•試題調研)常溫下，在溶液中可以發(fā)生反應：X＋2Y3＋===X2＋＋2Y2＋，則下列解釋：①X被氧化；②X是氧化劑；③X具有還原性；④Y2＋是氧化產(chǎn)物；⑤Y2＋具有還原性；⑥Y3＋的氧化性比X2＋要強。其中正確的是( )
A．②④⑥ B．①③④
C．①③⑤⑥ D．②⑤
答案：C
點撥：根據(jù)氧化還原反應的基本概念可知，X的化合價升高，被氧化，具有還原性，是還原劑，X2＋是氧化產(chǎn)物，Y3＋的化合價降低，被還原，具有氧化性，是氧化劑，Y2＋是還原產(chǎn)物，氧化劑(Y3＋)的氧化性大于氧化產(chǎn)物(X2＋)的氧化性。
6．(2011•試題調研)已知反應：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2�、�2FeCl2＋Cl2===2FeCl3�、跧2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI，判斷下列物質的還原性由大到小的順序是( )
A．I－>Fe2＋>Cl－>SO2 B．Cl－>Fe2＋>SO2>I－
C．Fe2＋>I－>Cl－>SO2 D．SO2>I－>Fe2＋>Cl－
答案：D
點撥：根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性，可以判斷題中物質的還原性強弱，由反應①可知：I－>Fe2＋；由反應②可知：Fe2＋>Cl－；由反應③可知：SO2>I－，因此還原性由大到小的順序是SO2>I－>Fe2＋>Cl－。
7．(2011•試題調研)實驗室將NaClO3和Na2SO3按物質的量之比2∶1倒入燒瓶中，用水浴加熱，同時滴入H2SO4，產(chǎn)生棕黃色氣體X，反應后測得NaClO3和Na2SO3恰好完全反應，則X為( )
A．Cl2 B．Cl2O
C．ClO2 D．Cl2O3
答案：C
點撥：根據(jù)化合價的變化：Na2SO3?→Na2SO4中S元素的化合價由＋4升高到＋6；根據(jù)氧化還原反應規(guī)律，則NaClO3中Cl元素的化合價必降低，可設降低到x價，根據(jù)得失電子守恒可得關系式：2×1×(5－x)＝1×1×(6－4)，解得x＝4。本題關鍵是根據(jù)得失電子守恒列等式：n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值。
8．(2011•試題調研)下列物質反應后一定有＋3價鐵生成的是( )
①過量的Fe與Cl2反應；②Fe與過量稀H2SO4反應后，再向其中加KNO3；③Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸；④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
A．只有①② B．只有②③
C．只有①②③ D．全部
答案：C
點撥：本題易漏選①，認為在溶液中過量的鐵能還原氯化鐵，生成氯化亞鐵；如果③中忽視NO3－在酸性條件下具有強氧化性，能氧化＋2價鐵生成＋3價鐵，易漏選③。正確分析如下：
①中的Cl2氧化性強，它能將鐵氧化為＋3價，由于不是在溶液中反應，因此過量的鐵不會將氧化鐵還原。②中Fe與稀H2SO4反應只能生成Fe2＋，但要注意稀H2SO4過量，加入KNO3后形成HNO3，HNO3能將Fe2＋氧化成Fe3＋。③從表面上看不會發(fā)生反應，實際上發(fā)生了Fe2＋被HNO3氧化的反應。④中首先Fe與鹽酸反應生成FeCl2，然后Fe2O3與鹽酸反應生成FeCl3，但題中未給出反應物之間量的關系，若鐵是足量的，則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。
9．(2011•試題調研)在反應3BrF3＋5H2O===HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑，若有6 ol水發(fā)生氧化反應，則被水還原的BrF3的物質的量為( )
A．4 ol B．6 ol
C．7 ol D．9 ol
答案：A
點撥：該反應中參加反應的H2O是5 ol，其中作還原劑被BrF3氧化的是2 ol；反應中當有3 ol BrF3參與反應時，其中1 ol作還原劑、2 ol作氧化劑，故2 ol氧化劑“BrF3”被1 ol還原劑“BrF3”還原的物質的量為2/3 ol、被2 ol H2O還原的物質的量為4/3 ol，則當6 ol H2O發(fā)生氧化反應時，被H2O還原的BrF3是4 ol。本題巧解方法：6 ol水作還原劑，共失去12 ol電子，還原4 ol BrF3，則轉移12 ol電子。本題易錯選D，錯因是理解“被水還原”不準確。仔細審題是正確解題的先決條件，如果對題目要求把握不準，則很容易失去解題方向而導致出錯。本題要求判斷“被水還原的BrF3的物質的量”，有些同學未理解這一點，直接根據(jù)反應方程式列比例式：3∶2＝n∶6，得n＝9。其實BrF3除有一部分被水還原外，還有一部分發(fā)生了自身的氧化還原反應。
10．(2011•湖南岳陽高三一檢)N2O既是醫(yī)學上的一種麻醉劑，又是一種常見的溫室氣體。制取N2O的方法有很多，例如①NH4NO3===N2O↑＋2H2O�、贙2SO3＋2NO===K2SO4＋N2O↑ ③2NH3＋2O2===N2O↑＋3H2O�、�2NaNO3＋(NH4)2SO4===2N2O↑＋Na2SO4＋4H2O等。下列說法正確的是( )
A．反應①中硝酸銨既是氧化劑又是還原劑，H2O是氧化產(chǎn)物
B．反應②中K2SO3是還原劑，NO是氧化劑
C．反應③中1 ol O2參加反應轉移8 ol電子
D．反應④中NaNO3是還原劑，(NH4)2SO4是氧化劑
答案：B
點撥：分析各反應中元素的化合價變化情況：
③
④中 ，驗證四個選項，反應①中NH4NO3既是氧化劑又是還原劑，H2O中各元素價態(tài)未變，A錯誤；反應②中K2SO3作還原劑，NO作氧化劑，B正確；反應③中1 ol O2參加反應轉移4 ol e－，C錯誤；反應④中NaNO3作氧化劑，(NH4)2SO4作還原劑，D錯誤。
11．(2011•吉林長春高三二調)對于反應14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，下列說法正確的是( )
A．只有硫酸銅作氧化劑
B．SO42－既不是氧化產(chǎn)物又不是還原產(chǎn)物
C．被氧化的硫與被還原的硫的質量比為3∶7
D．1 ol硫酸銅可以氧化57 ol的硫
答案：C
點撥：分析反應中元素的化合價，價態(tài)升高的為FeS2中S，價態(tài)降低的為CuSO4中Cu、FeS2中S，方程式整理成： ，可得A、B錯誤；參加氧化反應的硫與參加還原反應的硫的物質的量比為3∶7，C正確；根據(jù)電子守恒，1 ol CuSO4得到1 ol e－，而失去1 ol e－需要S的物質的量為1 ol7＝17 ol，D錯誤。
12．(2012•遼寧大連高三雙基)已知：2KnO4＋16HCl===2KCl＋2nCl2＋5Cl2↑＋8H2O；Cl2＋2FeCl2===2FeCl3；2KI＋2FeCl3===2KCl＋I2＋2FeCl2。則下列判斷正確的是( )
A．氧化性：nO4－>Cl2>I2>Fe3＋
B．還原性：Fe2＋>I－>Cl－
C．Fe3＋只有氧化性，F(xiàn)e2＋只有還原性
D．FeCl3能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{
答案：D
點撥：分析三個反應的化合價變化，可得氧化性：KnO4>Cl2>FeCl3>KI，還原性：I－>Fe2＋>Cl－，A、B錯誤；Fe2＋在反應中可生成Fe3＋，也可生成Fe，C錯誤；由于氧化性；FeCl3>I2，則Fe3＋能氧化I－生成I2，D正確。
13．(2011•福建福州高三�？�)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種既能殺菌、消毒、又能絮凝凈水的水處理劑。工業(yè)制備高鐵酸鉀的反應離子方程式為Fe(OH)3＋ClO－＋OH－?→FeO42－＋Cl－＋H2O(未配平)下列有關說法不正確的是( )
A．由上述反應可知，F(xiàn)e(OH)3的氧化性強于FeO42－
B．高鐵酸鉀中鐵顯＋6價
C．上述反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為3∶2
D．K2FeO4處理水時，不僅能消毒殺菌，而且生成的Fe3＋水解形成Fe(OH)3膠體能吸附水中的懸浮雜質
答案：A
點撥：反應中Fe(OH)3作還原劑，ClO－作氧化劑，配平后的方程式為 2Fe＋3 (OH)3＋3Cl＋1O－＋4OH－===2Fe＋6O42－＋3Cl－＋5H2O，B正確，C也正確；FeO42－作氧化劑時其還原產(chǎn)物為Fe3＋，F(xiàn)e3＋水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，具有吸附性，可作凈水劑。
二、非選擇題
14．(2011•北京順義一模)X、Y、Z是中學化學常見的三種元素，其中，X、Z位于短周期。常溫下，X單質為黃綠色氣體；向含Y離子的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，生成白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；Z的最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3∶13。請回答下列問題：
(1)Z在元素周期表中的位置是________，X單質分子的電子式是________。
(2)Z單質與Y的氧化物在高溫條件下反應是冶煉Y單質的一種方法，該反應的化學方程式是：
________________________________________________________________________。
(3)含上述元素的某些物質常用于處理工業(yè)廢水，部分流程如下圖：
①處理含鉻廢水時，在反應池中Cr2O72－變?yōu)镃r3＋，當反轉移1 ol電子時，有________ olCr2O72－轉化(計算結果保留兩位小數(shù))。
②含Z化合物可以使水中的懸浮顆粒發(fā)生凝聚，原因是__________________________ (用字和化學方程式表示)。
③處理含氰廢水時，CN－最終轉化為兩種無毒氣體，該反應的離子方程式是__________ ______________。
(4)利用下圖裝置電解可得到一種新型凈水劑K2YO4，陽極的電極反應式為______________________。
答案：(1)第3周期ⅢA族 ••Cl••••••Cl••••••
(2)Fe2O3＋2Al=====高溫Al2O3＋2Fe或3Fe3O4＋8Al=====高溫4Al2O3＋9Fe或3FeO＋2Al=====高溫Al2O3＋3Fe
(3)①0.17
②Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(膠體)＋3H＋，氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮顆粒，使之沉淀下
③2CN－＋5Cl2＋8OH－===2CO2＋N2＋4H2O＋10Cl－
(4)Fe－6e－＋8OH－===FeO42－＋4H2O
點撥：依據(jù)題給條件，可推出X、Y、Z三種元素依次為氯、鐵、鋁。(3)③CN－中碳元素的化合價為＋2價，氮元素為－3價，然后根據(jù)各元素的化合價變化，不難寫出此反應的化學方程式。
15．(2011•河北邢臺一模)以黃銅礦(CuFeS2)為原料冶煉銅的反應為：
8CuFeS2＋21O2=====高溫8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
(1)若Cu為＋2價，則反應中每生成1 ol Cu需要轉移________ol電子。
(2)為綜合利用爐氣中的大量SO2，下列方案合理的是________。
a．用濃硫酸吸收b．用于制備硫酸
c．高空排放d．用純堿溶液吸收制亞硫酸鈉
(3)為檢驗所得礦渣中是否含有FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3、SiO2等氧化物，進行了以下實驗：
①取一定量礦渣粉末，加入適量濃硫酸后加熱，固體全部溶解，得溶液A；將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，溶液褪色，由此判斷礦渣中一定含有________，一定沒有________。
②將溶液A稀釋后分成兩份，取其中一份，加入過量NaOH溶液，有沉淀產(chǎn)生，靜置后取上層清液，通入過量的CO2，溶液變渾濁。由此判斷出礦渣中一定含有________，寫出通入過量的CO2所發(fā)生反應的離子方程式：______________________________。
③另取一份溶液A加入過量的鐵粉，充分反應后過濾，得到的固體中有紅色物質，由此判斷礦渣中有________，寫出此步操作中得到紅色物質所發(fā)生反應的離子方程式________________________________。
答案：(1)12.5 (2)bd (3)①FeO SiO2�、贏l2O3 AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－�、跜uO Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
點撥：(1)根據(jù)化合價變化：銅(Cu)：＋2→0，氧(O)：0→－2，可知8 ol CuFeS2參加反應時共得電子：8 ol×2＋21 ol×4＝100 ol，故生成1 ol Cu時需要轉移100 ol/8＝12.5 ol電子。
(3)根據(jù)①中加入適量濃硫酸后加熱，固體全部溶解，知樣品中一定沒有SiO2；又知產(chǎn)生的氣體能使品紅溶液褪色，則該氣體為SO2，原樣品中應有還原性物質即FeO。
根據(jù)②中加NaOH溶液有沉淀生成且上層清液通入過量的CO2時變渾濁，可知該沉淀為Al(OH)3，與CO2反應的離子方程式為：AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－，原樣品中含有Al2O3。根據(jù)③中有紅色物質生成可判斷原樣品中含有CuO。
16．(2011•試題調研)一種以黃銅礦和硫磺為原料制取銅和其他產(chǎn)物的新工藝，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：
注：反應Ⅱ的離子方程式為Cu2＋＋CuS＋4Cl－===2[CuCl2]－＋S
請回答下列問題：
(1)反應Ⅰ的產(chǎn)物為________(填化學式)，反應Ⅲ的離子方程式為_____________ _____________。
(2)一定溫度下，向反應Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸銅晶體，其原因是____________________________________________________________。
(3)反應Ⅳ的主要反應為4FeS2＋11O2=====高溫2Fe2O3＋8SO2，其中氧化產(chǎn)物為________，當1.2 g FeS2參與反應時，轉移的電子數(shù)為________NA。
(4)某硫酸廠為測定反應Ⅳ所得氣體中SO2的體積分數(shù)，取280 L(已折算成標準狀況)氣體樣品與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應后，用0.020 00 ol/L K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液25.00 L。已知：Cr2O72－＋Fe2＋＋H＋?→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O(未配平)。
①SO2通入Fe2(SO4)3溶液中，發(fā)生反應的離子方程式為_______________ ___________________。
②反應Ⅳ所得氣體中SO2的體積分數(shù)為________，
答案：(1)FeS2、CuS 4[CuCl2]－＋O2＋4H＋===4Cu2＋＋8Cl－＋2H2O
(2)該溫度下，硫酸銅的溶解度小于氯化銅的
(3)Fe2O3、SO2 0.11
(4)①SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ ②12.00%
點撥：本題利用工業(yè)生產(chǎn)工藝考查氧化還原反應方程式的書寫、配平和相關計算，(1)根據(jù)反應Ⅱ的反應物和濾渣成分可知反應Ⅰ的產(chǎn)物有FeS2、CuS。反應Ⅱ中[CuCl2]－中Cu為＋1價，被氧氣氧化成＋2價，在酸性條件下O2被還原成水，離子反應方程式為[CuCl2]－＋O2＋H＋?→Cu2＋＋Cl－＋H2O，最后根據(jù)得失電子守恒配平方程式；(2)反應Ⅲ的產(chǎn)物是CuCl2，加入稀硫酸后，因硫酸銅的溶解度小于氯化銅的，硫酸銅晶析出；(3)反應Ⅳ中Fe、S元素的化合價升高，被氧化，氧化產(chǎn)物有Fe2O3、SO2,1 ol FeS2參與反應時轉移11 ol電子，1.2 g FeS2(0.01 ol)參與反應時，轉移的電子數(shù)為0.11 NA；(4)SO2中S為＋4價，被氧化成＋6價，產(chǎn)物為SO42－，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，產(chǎn)物中氧原子數(shù)增多，表明反應物中有水，產(chǎn)物中有H＋，仍須用得失電子守恒配平離子方程式；根據(jù)得失電子守恒可知：n(SO2)×2＝n(Cr2O72－)×6＝0.020 00 ol/L×0.025 L×6＝0.003 ol，n(SO2)＝0.001 5 ol，體積分數(shù)為12.00%。
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