化学 专题一 第4讲 氧化还原反应课时规范练

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE7学必求其心得，业必贵于专精专题一化学基本概念第4讲氧化还原反应建议时间：40分钟1．在酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化钠粉末,溶液褪色，其中发生反应的离子方程式为2MnOeq\o\al（－，4）＋16H＋＋5Na2O2=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O＋10Na＋。下列判断正确的是()（导学号56470077）A．O2是还原产物，Mn2＋是氧化产物B．Na2O2既是氧化剂,又是还原剂C．标准状况下,产生22.4LO2时反应转移2mole－D．通常用浓盐酸酸化高锰酸钾溶液解析：Mn元素的化合价降低，被还原，O元素的化合价升高被氧化，则O2是氧化产物,Mn2＋是还原产物,故A错误；过氧化钠中O元素的化合价升高，则过氧化钠是还原剂，故B错误；标准状况下，产生22.4LO2时反应转移2mole－，故C正确；浓盐酸能与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，应利用稀硫酸酸化，故D错误。答案:C2．已知下列反应：Co2O3＋6HCl（浓）=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O（Ⅰ）;5Cl2＋I2＋6H2O=10HCl＋2HIO3(Ⅱ)。下列说法正确的是()A．还原性：CoCl2〉HCl〉I2B．氧化性：Co2O3〉Cl2〉HIO3C．反应Ⅰ中HCl是氧化剂D．反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应解析：由还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知,I中还原性为HCl＞CoCl2，II中还原性为I2＞HCl,故A错误;由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,I中氧化性为Co2O3＞Cl2，II中氧化性为Cl2＞HIO3，则氧化性为Co2O3＞Cl2＞HIO3，B正确;反应I中Cl元素的化合价升高，则HCl为还原剂，故C错误；II中Cl元素的化合价降低，则氯气发生还原反应，故D错误。答案：B3．（2017·海南卷）在酸性条件下,可发生如下反应:ClOeq\o\al(－，3）＋2M3＋＋4H2O=M2Oeq\o\al（n－,7)＋Cl－＋8H＋，M2Oeq\o\al(n－，7)中M的化合价是(）A．＋4 B．＋5C．＋6 D．＋7解析：根据离子反应方程式中，反应前后离子电荷数相等，可解得n＝2，从而得出M2Oeq\o\al（n－，7)中M的化合价为＋6价,C正确。答案：C4。（2017·合肥模拟)某离子反应中涉及H2O、ClO－、NHeq\o\al(＋,4）、H＋、N2、Cl－六种微粒。其中N2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示。下列判断正确的是（）A．该反应的还原剂是Cl－B．消耗1mol还原剂,转移6mol电子C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3D．反应后溶液的酸性明显增强解析：根据图像可知氮气的物质的量逐渐增大，这说明氮气是氧化产物,即次氯酸根离子氧化铵根离子,反应的离子方程式为3ClO－＋2NHeq\o\al（＋,4）=N2↑＋3H2O＋3Cl－＋2H＋.由反应方程式可知还原剂为NHeq\o\al(＋,4)，A错误；N元素化合价由－3价升高到0价，则消耗1mol还原剂，转移3mol电子，B错误；由方程式可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2，C错误；反应生成H＋，溶液酸性增强，D正确.答案：D5．一定条件下，向含HNO3的废水中加入CH3OH进行污水处理，发生反应5CH3OH＋6HNO3=3N2↑＋5CO2↑＋13H2O下列说法正确的是（)A．CH3OH被氧化，表现氧化性B．此条件下还原性强弱为N2＞CH3OHC．若氧化产物比还原产物多0。2mol，则该反应中转移3mole－D．该反应过程中断裂的化学键既有极性键又有非极性键解析：A显然错误;还原剂的还原性强于还原产物的还原性,故B错误；该反应过程中只断裂了极性键，故D错误。答案：C6．己知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3＋和Cr3＋.现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3＋的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如下图所示，下列说法中不正确的是(）A．图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7B．图中BC段发生的反应为2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2C．开始加入的K2Cr2O7为0。25molD．K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1∶3解析：开始时Fe3＋物质的量不变，说明Fe3＋没有参加反应，则AB段应为K2Cr2O7和碘化钾的反应,K2Cr2O7为氧化剂,A正确；BC段Fe3＋浓度逐渐减小，为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，B正确；由氧化剂和还原剂得失电子数目相等可知，反应的关系式为K2Cr2O7～6Fe3＋～6I－，共消耗的n（I－）＝1.5mol，则开始加入的K2Cr2O7的物质的量为1.5mol÷6＝0.25mol,C正确；根据氧化还原反应中得失电子数相等，K2Cr2O7与FeSO4物质的量之比为1∶6，D错误.答案：D7．将一定量的氯气通入30mL浓度为10。00mol·L－1的氢氧化钠浓溶液中，加热少许时间后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。下列判断正确的是(）A．与NaOH反应的氯气一定为0.3molB．n(Na＋)∶n(Cl－)可能为7∶3C．若反应中转移的电子为nmol，则0.15＜n＜0。25D．n（NaCl）∶n(NaClO)∶n(NaClO3）可能为11∶2∶1解析：根据质量守恒，2n(Cl2）＝n(Na＋),可知氯气的物质的量n（Cl2)＝0。15mol，A错误；根据电荷守恒n(Na＋）＝n(Cl－)＋n(ClO－)＋n（ClOeq\o\al(－,3）)，电子守恒n（Cl－）＝n(ClO－)＋5n(ClOeq\o\al（－，3）)可知，n(Na＋）∶n（Cl－）不能为7∶3,B错误；当n（NaCl）∶n（NaClO)∶n(NaClO3）为11∶2∶1时，得失电子数之比为11∶7,得失电子数不相等，D错误.答案：C8．书写下列反应的方程式（1）（2016·全国卷Ⅱ)FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________________________________________________。（2)（2016·全国卷Ⅱ)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________________________________。（3)（2015·安徽卷）请配平下面反应的化学方程式：eq\x（）NaBO2＋eq\x()SiO2＋eq\x(）Na＋eq\x(）H2=eq\x()NaBH4＋eq\x(）Na2SiO3(4)(2015·全国卷Ⅰ)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为________________。（5)（2015·全国卷Ⅱ）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________.解析:(1）Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。（2）酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋,H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。（3)在该反应中，金属Na由0价升高到＋1价,而H2中的H由0价降低到－1价，其余元素的化合价都未改变，可设NaBH4的系数为1，根据H守恒可知H2的系数为2,根据电子守恒可知，Na的系数为4，根据B守恒可知NaBO2的系数为1，根据Na守恒可知Na2SiO3的系数为2，根据Si守恒可知SiO2的系数为2。（4）结合氯气的实验室制法进行思考，还原产物是MnSO4(或Mn2＋)。(5）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,在反应中氯元素的化合价从＋5价降低到＋4价，得到1个电子，KClO3是氧化剂，S元素的化合价从＋4价升高到＋6价，失去2个电子,Na2SO3是还原剂，则根据电子得失守恒可知该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1。答案：（1)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O（3)124212(4）MnSO4（或Mn2＋）（5）2∶19．高铁电池能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。功率是民用电池的10～15倍，放电电流是普通电池的3～10倍，性价比极高。已知,以Zn和K2FeO4为电极材料制作的高铁电池放电时，电池内发生的总反应为eq\x(）Zn＋eq\x（)K2FeO4=eq\x()ZnO＋eq\x(）Fe2O3＋eq\x（）K2ZnO2（1)配平上面的化学方程式______________________________.(2)已知铁是26号元素，则1molFeOeq\o\al(2－,4)中含有电子的物质的量为______mol，K2FeO4是否具有还原性____，原因是_____________.(3)制备高铁酸钾可以将Fe(OH）3在碱性条件下与KClO溶液反应，若将该反应设计为原电池，则此电池的负极反应方程式为_____________________________________________________。(4)向1L1mol/L的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以产生O2和Fe3＋,该反应的离子方程式为_________________________.向酸化后的溶液中加入一定量的金属铜，使Fe3＋和Cu2＋浓度相等，若此时溶液密度为1。25g/mL，体积仍为1L，则此时溶液中Cu元素的质量分数约为______（精确到0。01)。解析:(1）根据氧化还原反应中得失电子数目相等，可判断出Zn和K2FeO4的化学计量数分别为3和2,同时根据K和Fe原子个数守恒得出产物Fe2O3和K2ZnO2的化学计量数分别为1和2。(2)1molFeOeq\o\al(2－，4）中含有e－数等于(26＋8×4＋2）mol＝60mol。－2价O元素化合价可以升高,表现还原性。（3)＋3价Fe被氧化为FeOeq\o\al(2－，4)，碱性环境用OH－保证电荷守恒,用水保证H和O守恒即可配平.（4）－2价O被氧化为O2，＋6价Fe元素被还原为Fe3＋，用H＋保证电荷守恒，用H2O保证H和O守恒。Cu加入溶液后发生反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，假设n（Cu2＋)＝xmol,则反应了的n（Fe3＋)＝2xmol,根据题意列等式得：1－2x＝x，则x＝eq\f(1，3）mol,故反应后溶液中Cu元素的质量分数w＝eq\f（m(Cu），m（溶液)）×100％＝eq\f(64g/mol×\f(1，3)mol，1。25g/mL×1000mL）×100％≈1。71%。答案：(1）32112(2）60有K2FeO4中O元素为－2价，化合价可以升高，表现还原性(3)5OH－＋Fe(OH）3－3e－=FeOeq\o\al（2－，4)＋4H2O（4)4FeOeq\o\al（2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O1.71%10．(2017·北京卷)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。（1)SCR（选择性催化还原）工作原理：①尿素[CO(NH2）2］水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：__________________________________________________。②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：______________________________________________________________________。③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4）2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示（NH4)2SO4的形成：______________________________________________________。④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60g·mol－1）含量的方法如下：取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol·L－1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2mLc2mol·L－1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。(2）NSR(NOx储存还原）工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。图a图b①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba（NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba（NO3）2的物质的量之比是______。③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关.在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：____________________eq\o（=，\s\up7(催化剂))____15NNO＋____H2O。解析:（1)①尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO（NH2)2＋H2Oeq\o（=，\s\up7(△))2NH3↑＋CO2↑。②从图中可以看出NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3＋6NO2eq\o(=，\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O。③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4）2SO4,此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O=2（NH4)2SO4。④吸收NH3的硫酸的物质的量为V1×10－3L×c1mol·L－1－V2×10－3L×c2mol·L－1×eq\f(1，2)＝eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1（V1c1－\f(1，2)V2c2）)×10－3mol，尿素的物质的量为eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（V1c1－\f（1,2)V2c2)）×10－3mol，则尿素溶液中溶质的质量分数是eq\b\lc\[(\a\vs4\al\co1（\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（V1c1－\f（1，2)V2c2))×10－3mol×））eq\b\lc\\rc\］（\a\vs4\al\co1（60g/mol）)÷ag×100％＝eq\f（6c1V1－3c2V2，a）％。（2)①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba（NO3)2，Ba(NO3）2再还原为N2,则储存NOx的物质是BaO。②由图示可知,第一步反应为H2与Ba（NO3)2作用生成NH3，每摩尔Ba(NO3)2生成NH3转移的电子数为16mol，根据电子守恒,参加反应的氢气的物质的量为16mol÷2＝8mol，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1。③反应物有15NO与NH3，结合产物中有水,可知还有另一反应物O2，反应中NH3是还原剂，15NO与O2是氧化剂，因产物均为15NNO,则15NO与NH3以1∶1参加反应,结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为415NO＋4NH3＋3O2eq\o(=，\s\up7（催化剂）)415NNO＋6H2O。答案：（1）①CO(NH2)2＋H2Oeq\o（=，\s\up7（△）)2NH3↑＋CO2↑②8NH3＋6NO2eq\o（=，\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O=2(NH4)2SO4④eq\f（6c1V1－3c2V2,a）％(2)①BaO②8∶1③415NO＋4NH3＋3O24611．(2016·全国卷Ⅰ）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下:回答下列问题：(导学号56470078)(1）NaClO2中Cl的化合价为______。(2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式___________________________________________________________________。（3）“电解"所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时,为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。“电解"中阴极反应的主要产物是______________________________________。（4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2.此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，该反应中氧化产物是________。(5)“有效氯含量"可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____（计算结果保留两位小数）