专题03氧化还原反应(解析版)

1．火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为： 2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2。下列说法正确的是( )．SO2既是氧化产物又是还原产物B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化C．每生成 1molCu2S，有4mol硫原子被氧化D．每转移 1.2mol电子，有 0.2mol硫被还原答案：A2．将一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液，分别进行下列实验，能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的是()选项操作现象有红褐色沉A加入NaOH溶液淀WWW.zi加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀BC加入酸性KMnO4溶液紫色褪去D加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液有蓝色沉淀解析：A.有红褐色沉淀说明有Fe(OH)3生成，不能说明两者反应，A项错误；B.有白色沉淀生成，该白色沉淀可能是酸性条件下－生成的2－2＋NO3氧化SO2SO4与Ba反应生成BaSO4，不能说明FeCl3溶液与SO2反应，B项错误；C.紫色褪去可能因为SO2的还原性，不能说明两者反应， C项错误；D.铁氰化钾溶液是 Fe2＋的专属检验试剂，有蓝色沉淀能说明两者发生氧化还原反应生成了 Fe2＋，D项正确。答案：D3．下列化学反应先后顺序判断正确的是 ( )A．含有等物质的量的H＋、Al3＋的溶液中，逐滴加入NaOH溶液：H＋、A13＋、Al(OH)3B．含有等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中，缓慢通入氯气：－－2＋I、Br、FeC．含有等物质的量的NaCl、Na2S的溶液中加入AgNO3溶液：NaCl、Na2SD．含有等物质的量的 Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉： Cu2＋、Fe3＋答案：A4．在汽车排气管加装催化装置，可有效减少 CO和NOx的排放，催化装置内发生反应催化剂为：NOx＋CO――→N2＋CO2(未配平)，下列关于此反应的说法中正确的是()A．该反应中化合价变化的只有N元素B．当x＝2时，每生成1molN2，转移电子4molC．等物质的量N2和CO2中，共价键的个数比为3∶2D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时，NOx中氮元素的化合价为＋2价解析：分析可知C的化合价由＋2变为＋4，故A错；x＝2时，每生成1molN2，由2molN由＋4变为0价，转移电子 8mol，故B错；N2中有三键，CO2中为两个双键，应为3∶4，故C错；氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶1时，为NO，即氮元素化合价为＋2，D正确。答案：D5．下列关于氧化性、还原性的判断正确的是 ( )A．B的阳离子的氧化性比 A的阳离子强，说明 A元素的金属性一定比 B元素强B．发生氧化还原反应时 A原子失去的电子比 B原子多，证明A的金属性一定比 B强C．适量的Cl2通入FeI2溶液中可发生反应：3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3D．一定量氯气通入30mL10.00mol/L的氢氧化钠溶液中，加热后形成NaCl、NaClO、NaClO3共存的溶液，若反应中转移的电子为nmol，则0.15＜n＜0.25解析：A.铁离子的氧化性比铜离子的氧化性强，但是铁的金属性比铜强，所以错误，不选A；B.金属性强弱与失去电子的多少无关，错误，不选B；C.氯气和碘化亚铁反应时，碘离子先和氯气反应生成碘单质，错误，不选C；D.氯气和氢氧化钠的反应可以分两种，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O，发生前面的反应，当有

2mol

氢氧化钠反应就转移

1mol

电子，所以现有

0.3mol

氢氧化钠反应可转移

0.15mol

电子，发生后面的反应，当有

6mol

氢氧化钠反应转移

5mol

电子，所以现有

0.3mol

氢氧化钠反应可转移电子

0.25mol，正确，选

D。答案：

D6．氯酸是一种强酸，浓度超过 40%时会发生分解，反应可表示为： aHClO3===bO2↑＋cCl2↑＋dHClO4＋eH2O。下列有关说法正确的是 ( )A．由反应可确定：氧化产物只有 O2B．若氯酸分解所得 1mol混合气体质量为 45g，则反应方程式可表示为： 3HClO3===2O2↑＋C12↑＋HClO4＋H2OC．由非金属性 Cl＞S，可推知酸性 HClO3＞H2SO4D．若化学计量数 a＝8，b＝3，则该反应转移电子数为 8答案：B3＋和Cr3＋。现将硫酸酸化的K2Cr2O77．己知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe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3＋＋2I－2＋＋I2BC段发生的反应为：2Fe===2FeC．开始加入的K2Cr2O7为0.25molD．n(KCrO)∶n(FeSO)＝1∶32274答案：D8．(1)①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为___________________________________。(2)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式________________。(3)请配平第①步反应的化学方程式：□NaBO2＋□SiO2＋□Na＋□H2________□NaBH4＋□Na2SiO3完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：ClO－3＋□Fe2＋＋□________===□Cl－＋□Fe3＋＋□________。解析：(1)由题意可知，生成的黄绿色气体应为 Cl2，氯元素的化合价升高，则铅元素的△化合价降低，反应化学方程式为： PbO2＋4HCl(浓)=====PbCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)KClO3有氧化性，H2C2O4有还原性，在酸性条件下 KClO3可以和草酸(H2C2O4)反应生成高效的消毒杀菌剂 ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。则根据电子守恒及原子守恒，可得该反应的化学方程式是： 2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4===2ClO2＋2CO2↑＋2KHSO42H2O。根据还原剂钠化合价升高1，而还原剂NaBH4(其中B的化合价为＋3价、H的化合价为－1价)中H化合价下降4，可以直接配平。根据题意，氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从＋ 5价降低到－1价，得到6个电子，而 Fe元素的化合价从＋2价升高到＋3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的计量数为1，Fe2＋的计量数为6，则铁离子的计量数也是6，氯离子的计量数是1，根据电荷守恒，则氢离子的计量数是 6，水的计量数是 3。△答案：(1)PbO2＋4HCl(浓)=====PbCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O(3)1、2、4、2 === 1、2＋163H2O(4)166H9．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：Zn＋□K2FeO4===□ZnO＋□Fe2O3＋□K2ZnO2。配平上面的化学方程式______________________________。(2)已知铁是26号元素，则1molFeO24－中含有电子的物质的量为 ________mol，Na2FeO4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3＋，该反应的O2和Fe离子方程式为____________________________________________________________________________。向酸化后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)(4)4FeO24－＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O 1.71%10．Ⅰ.煤炭中以 FeS2形式存在的硫，在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次为：微生物2FeS2＋7O2＋2H2O=====4H＋＋2Fe2＋＋4SO24－；微生物Fe2＋＋O2＋H＋=====Fe3＋＋________；微生物FeS2＋2Fe3＋=====3Fe2＋＋2S；微生物2S＋3O2＋2H2O=====4H＋＋2SO24－。已知：FeS2中的硫元素为－ 1价。回答下列问题：根据质量守恒定律和电荷守恒定律，将上述②离子方程式配平并补充完整。反应③的还原剂是__________________。观察上述反应，硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来。Ⅱ.在淀粉KI溶液中，滴入少量 NaClO溶液，溶液立即变蓝，有关反应的离子方程式是____________________________。在上述蓝色溶液中， 继续滴加足量的 NaClO溶液，蓝色逐渐消失，有关反应的离子方程式是 ________________________。(提示：碘元素被氧化成IO－3)从以上实验可知，ClO－、I2、IO－3的氧化性由强到弱的顺序是 ________________。Ⅲ.工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜，副产品中有SO2，冶炼铜的反应为8CuFeS2＋高温21O2=====8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。当生成0.8mol铜时，此反应转移的电子数目是________。＋16SO2。CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应后被氧化为Fe2O3；S在反应前化合价是－2价，反应后被氧化为＋4价。Cu是＋2价，反应后被还原为0价，O2中O元素的化合价是0价，反应后被还原变为－2价，所以反应中被还原的元素是Cu、O；根据反应方程式可知：每产生8mol的Cu，转移电子100mol，所以当生成0.8mol铜时，此反应转移的电子数目是10NA。答案：Ⅰ.(1)4、1、4、4、2H2O(2)FeS2(3)硫酸盐Ⅱ.2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－I2＋5ClO－＋2OH－===2IO3－＋5Cl－＋H2O－

－ClO>IO3

>I2.Cu、O10NA易错起源 1、氧化还原反应的概念例1．下列说法正确的是 ( )．氧化还原反应的本质是元素的化合价发生变化B．还原剂是一种能够得到电子的物质C．物质所含元素化合价升高的反应是还原反应D．氧化反应和还原反应是同时发生的答案 D解析 氧化还原反应的本质是电子的转移；还原剂是一种能够失去电子的物质；物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应。【变式探究】下列反应中，水作氧化剂的是 ( )△A．C＋H2O=====CO＋H2△B．H2＋CuO=====Cu＋H2OC．Cl2＋H2O===HCl＋HClOD．SO3＋H2O===H2SO4答案 A【名师点睛】正确分析氧化还原反应中电子转移的数目， 其前提是确定物质中各元素 (特别是变价元素 )的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜、汞二价最常见。【锦囊妙计，战胜自我】近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断CuFeS2Cu＋2Fe＋2S－2K2FeO4Fe＋6Li2NHN－3LiNH2N－3AlNN－3Na2S2O3S＋2MO2＋M＋5C2O42－C＋3HCNC＋2N－3CuHCu＋1H－1FeO4n－Fe＋(8－n)Si3N4Si＋4N－3易错起源 2、氧化性、还原性强弱规律例2．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋由此可以确定 Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是 ( )2＋2＋3＋2＋3＋2＋A．Sn、Fe、CeB．Sn、Ce、FeC．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋答案 A【变式探究】已知 Co2O3在酸性溶液中易被还原成 Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 ( )A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2C．Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2答案A解析根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，可判断B中氧化性：Cl2>I2；C中氧化性：Co2O3>Cl2；D中氧化性：Fe3＋>I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于－2＋，所以Cl2应先氧化－，而不应先氧化2＋。I的还原性强于FeIFe【名师点睛】氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、 失电子的难易程度， 与得、失电子数目的多少无关。－＋－3＋Na比Al活泼，更如：Na－e===Na，Al－3e===Al，但根据金属活动性顺序表，易失去电子，所以Na比Al的还原性强。从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如： Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如：金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如：Fe2＋、S、Cl2等。【锦囊妙计，战胜自我】1．氧化性、还原性强弱的比较方法根据化学方程式判断氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===还原产物＋氧化产物氧化性：氧化剂 >氧化产物；还原性：还原剂 >还原产物。(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：Na>Mg>Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：△MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性： KMnO4>MnO2。当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态点燃高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如： 2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3，Fe＋S=====FeS，则氧化性：Cl2＞S。2.根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3，还原性：浓 HCl>稀HCl。温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如：热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如：酸性条件：2MnO－4＋6H＋＋5SO23－===2Mn2＋＋5SO24－＋3H2O－2－2－－中性条件：2MnO4＋H2O＋3SO3===2MnO2↓＋3SO4＋2OH其氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。易错起源3、氧化还原反应的“四条”规律例3．已知氧化性3＋。向含溶液amol的FeBr2溶液中通入bmolCl2，充分反应。Br2＞Fe下列说法不正确的是()A．离子的还原性强弱：2＋－－Fe＞Br＞ClB．当a≥2b时，发生的离子反应：2＋3＋－2Fe＋Cl2===2Fe＋2ClC．当a＝b时，反应后的离子浓度：c(Fe3＋)∶c(Br－)∶c(Cl－)＝1∶2∶2D．当3a≤2b时，发生的离子反应：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－答案 C【变式探究】氢化钙可以作为生氢剂 (其中CaH2中氢元素为－1价)，化学方程式为 CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，其中水的作用 ( )．既不是氧化剂也不是还原剂B．是氧化剂C．是还原剂D．既是氧化剂又是还原剂答案 B解析 CaH2→H2的过程中，H元素的化合价由－ 1→0，化合价升高，故CaH2为还原剂，而H2O→H2的过程中，H元素的化合价由＋1→0，化合价降低，故H2O为氧化剂。【名师点睛】1．反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性最强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。2．价态归中规律思维模型含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应：注意 ⑤中不会出现 H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。【锦囊妙计，战胜自我】1．歧化反应规律思维模型“中间价―→高价＋低价”。具有多种价态的元素 (如氯、硫、氮和磷元素等 )均可发生歧化反应，如： Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。2．守恒规律的思维模型氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移， 而氧化剂得电子总数 (或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数 (或元素化合价升高总数 )，即得失电子守恒。基于这种思想，可以对氧化还原反应进行配平和计算。易错起源 4、氧化还原反应配平与守恒法应用例4．(1)____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O(2)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3答案

(1)3

6 2 1

3 (2)2

9 3

3 5【变式探究】Na2Sx在碱性溶液中可被

NaClO氧化为

Na2SO4，而NaClO

被还原为

NaCl，若反应中

Na2Sx与

NaClO

的物质的量之比为

1∶16，则

x的值为

(

)A．2B．3C．4D．5答案 D【名师点睛】 配平步骤标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。求总数：求元素化合价升高和降低的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。配化学计量数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。【锦囊妙计，战胜自我】守恒法解题的思维流程找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式：－ －a×be＝a′×b′ea、a′指变价原子个数 (物质的量)。b、b′指元素的化合价变化数。1．化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是 ( )A．明矾净化水 B．纯碱去油污C．食醋除水垢 D．漂白粉漂白织物答案D解析A项，明矾净水是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附能力，错误；B项，纯碱去油污是利用碳酸钠水解，溶液呈碱性，错误；C项，食醋除水垢是利用醋酸的酸性，能与碳酸钙反应而除去，错误； D项，因漂白粉具有强氧化性而用于漂白织物，正确。2．下列反应中，属于氧化还原反应的是 ( )A．SO2＋2KOH===K2SO3＋H2OB．CaO＋H2O===Ca(OH)2C．Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaClD．Fe＋2FeCl3===3FeCl2答案 D3．汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，消除这两种物质产生的大气污染的方法是安装催化转换器，使它们发生反应生成CO2和N2。其反应的化学方程式为2CO＋催化剂)2NO=====2CO2＋N2，其中NO(△A．是氧化剂B．是还原剂C．既是氧化剂又是还原剂D．既不是氧化剂又不是还原剂答案A解析根据反应的化学方程式可知，NO中氮元素的化合价从＋2价降低到0价，得到电子发生还原反应，因此 NO是氧化剂。4．下列反应中， H2O作还原剂的是( )A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑B．Cl2＋H2O===HCl＋HClOC．2F2＋2H2O===4HF＋O2D．SO2＋H2 2SO3答案

C解析

A项，H2O作氧化剂；

B项，H2O

既不是氧化剂，也不是还原剂；

D选项不是氧化还原反应。5．向含 0.78molFeCl2的溶液中通入 0.09molCl2，再加入 100mL1mol·L－1的X2O27－酸性溶液，使溶液中的 Fe2＋恰好全部被氧化，则产物中 X的化合价为( )A．＋1B．＋2C．＋3D．＋5答案 C解析 0.78molFe2＋→0.78molFe3＋，共失去 0.78mole－，0.09molCl2→0.18molCl－，获得0.18mole－，根据得失电子守恒可知，X2O72－获得电子的物质的量＝0.78mol－0.18mol＝2－－1＝0.1mol，设产物中X的化合价为x，则有0.1×2×(60.60mol，n(X2O7)＝0.1L×1mol·L－x)＝0.60，得x＝3，C项正确。高温6．工业上生产氮化硅陶瓷的反应为 3SiCl4＋2N2＋6H2=====Si3N4＋12HCl，有关该反应的说法正确的是()A．SiCl4是氧化剂B．Si3N4是氧化产物C．H2被还原D．N2发生还原反应答案D解析高温是氧3SiCl4＋2N2＋6H2=====Si3N4＋12HCl反应中N元素的化合价降低，则N2化剂，发生还原反应，Si3N4是还原产物，H元素的化合价升高，则H2是还原剂，发生氧化反应，故D正确。7．已知H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI，将0.1molCl2通入100mL含等物质的量的HI与H2SO3的混合溶液中，有一半的HI被氧化，则下列说法正确的是()A．物质的还原性HI＞H2SO3＞HClB．HI与H2SO3的物质的量浓度为0.6mol·L－1C．通入0.1molCl2发生反应的离子方程式：5Cl2＋4H2SO3＋2I－＋4H2O===4SO42－＋I2＋10Cl－＋16H＋D．若再通入0.05molCl2，恰好能将HI和H2SO3完全氧化答案C8．过氧化氢(H2O2)的水溶液俗称双氧水，被称为 “绿色氧化剂”。你认为H2O2被称为“绿色氧化剂”的主要原因是______________________________