2020版高考化學大一輪復習 第2章 元素與物質(zhì)世界 7 第3節(jié) 氧化劑和還原劑檢測 魯科版.doc
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第3節(jié) 氧化劑和還原劑 [課后達標檢測] 一、選擇題 1.下列應用不涉及氧化還原反應的是( ) A.Na2O2用作呼吸面具的供氧劑 B.工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al C.工業(yè)上利用合成氨實現(xiàn)人工固氮 D.實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3 解析:選D。NH4Cl與Ca(OH)2反應制取NH3屬于復分解反應,是非氧化還原反應。 2.(2018高考北京卷)下列實驗中的顏色變化,與氧化還原反應無關的是( ) A B C D 實驗 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl濁液中 熱銅絲插入稀硝酸中 現(xiàn)象 產(chǎn)生白色沉淀,隨后變?yōu)榧t褐色 溶液變紅,隨后迅速退色 沉淀由白色逐漸變?yōu)楹谏? 產(chǎn)生無色氣體,隨后變?yōu)榧t棕色 解析:選C。NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,發(fā)生反應:2NaOH+FeSO4===Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成白色沉淀Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2迅速被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,后一過程發(fā)生了氧化還原反應,A項不符合題意;氯水中含有HCl和HClO,溶液呈酸性,能使石蕊溶液變紅,次氯酸具有強氧化性,能將紅色物質(zhì)氧化,溶液紅色退去,該過程發(fā)生了氧化還原反應,B項不符合題意;Na2S溶液滴入AgCl濁液中,發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化:Na2S+2AgClAg2S+2NaCl,此過程中不涉及氧化還原反應,C項符合題意;將銅絲插入稀硝酸中,發(fā)生反應:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成無色氣體NO,NO能與空氣中的氧氣發(fā)生反應變?yōu)榧t棕色:2NO+O2===2NO2,這兩步反應都是氧化還原反應,D項不符合題意。 3.(2019成都模擬)一定條件下,碘單質(zhì)與砹單質(zhì)以等物質(zhì)的量進行反應可得AtI。它與Zn、NH3能發(fā)生反應,化學方程式為2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2、AtI+2NH3(l)===NH4I+AtNH2。下列敘述正確的是( ) A.ZnI2既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物 B.ZnAt2既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物 C.AtI與液氨反應,AtI既是氧化劑,又是還原劑 D.AtI與Zn反應,AtI既是氧化劑,又是還原劑 解析:選B。在AtI中,因碘和砹屬于同一主族,根據(jù)元素周期律可知,碘的非金屬性比砹的強,所以在AtI中,At元素為+1價,I元素為-1價。根據(jù)2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2可知,Zn元素的化合價從0價升高到+2價,是還原劑,而在AtI和ZnI2中I元素的化合價均為-1價,所以I元素的化合價沒有變化,則AtI只是氧化劑,不是還原劑,ZnI2只是氧化產(chǎn)物,不是還原產(chǎn)物,在ZnAt2中At元素的化合價是-1價,則At元素的化合價從+1價降到-1價,所以ZnAt2既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物,故A、D錯誤,B正確;因為在NH4I中I元素為-1價,在AtNH2中At元素為+1價,所以AtI與液氨反應時沒有化合價的變化,則AtI既不是氧化劑,也不是還原劑,故C錯誤。 4.如圖為二氧化錳的轉(zhuǎn)化關系圖,下列有關說法中不正確的是( ) A.反應①~⑥均屬于氧化還原反應 B.反應⑤中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶4 C.相同條件下生成等量的O2,反應③和④轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為1∶1 D.反應①生成的Cl2經(jīng)干燥后,可用鋼瓶貯運 解析:選C。每生成1 mol O2,反應③中轉(zhuǎn)移2 mol電子,反應④中轉(zhuǎn)移4 mol電子,則相同條件下生成等量的O2,反應③和④轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為1∶2,故C錯誤。 5.已知下列反應:Co2O3+6HCl(濃)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O (Ⅰ);5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3 (Ⅱ)。下列說法正確的是( ) A.反應(Ⅰ)中HCl是氧化劑 B.反應(Ⅱ)中Cl2發(fā)生氧化反應 C.還原性:CoCl2>HCl>I2 D.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3 解析:選D。反應(Ⅰ)中,Cl-失去電子,HCl作還原劑,選項A錯誤;反應(Ⅱ)中,Cl2得到電子變?yōu)镃l-,發(fā)生還原反應,選項B錯誤;根據(jù)反應(Ⅰ)可知,Co2O3(氧化劑)的氧化性強于Cl2(氧化產(chǎn)物),HCl(還原劑)的還原性強于CoCl2(還原產(chǎn)物),根據(jù)反應(Ⅱ)可知,Cl2的氧化性強于HIO3,I2的還原性強于HCl,選項D正確、選項C錯誤。 6.已知:①PbO2固體與濃鹽酸反應,產(chǎn)生黃綠色氣體;②向KSCN和FeBr2的混合溶液中通入少量實驗①產(chǎn)生的氣體(僅與一種離子反應),溶液變紅色;③取少量FeCl3溶液滴在淀粉KI試紙上,試紙變藍。下列判斷錯誤的是( ) A.上述實驗中有三個氧化還原反應 B.通過上述實驗可得到結論,氧化性:PbO2>Cl2>Br2>Fe3+>I2 C.實驗②能證明Fe2+有還原性,不能證明Fe2+有氧化性 D.實驗①生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍 解析:選B。實驗①②③依次發(fā)生的反應為PbO2+4HCl(濃)===PbCl2+Cl2↑+2H2O、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、2Fe3++2I-===2Fe2++I2,三個實驗不能證明氧化性Cl2>Br2;實驗②只能證明Fe2+有還原性;實驗①生成的氣體為Cl2,Cl2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。 7.(2016高考北京卷)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黃色)+2H+。用K2Cr2O7溶液進行下列實驗: 結合實驗,下列說法不正確的是( ) A.①中溶液橙色加深,③中溶液變黃 B.②中Cr2O被C2H5OH還原 C.對比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強 D.若向④中加入70%H2SO4溶液至過量,溶液變?yōu)槌壬? 解析:選D。A項,在平衡體系中加入酸,平衡逆向移動,重鉻酸根離子濃度增大,橙色加深,加入堿,平衡正向移動,溶液變黃,A項正確;B項,②中酸性重鉻酸鉀溶液氧化乙醇,重鉻酸鉀被還原為綠色的Cr3+,B項正確;C項,②是酸性條件,④是堿性條件,K2Cr2O7在酸性條件下能氧化乙醇,而在堿性條件下不能,說明其在酸性條件下氧化性強,C項正確;D項,若向④中加入70%H2SO4溶液至過量,溶液為酸性,K2Cr2O7可以氧化乙醇,溶液變?yōu)榫G色,D項錯誤。 8.(2019西安八校聯(lián)考)羥胺(NH2OH)是一種還原劑,能將某些氧化劑還原?,F(xiàn)用25.00 mL 0.049 molL-1羥胺的酸性溶液與足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應,生成的Fe2+恰好與24.55 mL 0.020 molL-1酸性KMnO4溶液完全反應。已知(未配平):FeSO4+KMnO4+H2SO4―→Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O,則羥胺的氧化產(chǎn)物是( ) A.N2 B.N2O C.NO D.NO2 解析:選B。根據(jù)題意,可以認為羥胺被酸性KMnO4氧化,羥胺中N元素的化合價是-1,設羥胺的氧化產(chǎn)物中N元素的化合價是x,根據(jù)得失電子守恒,存在25.0010-3 L0.049 molL-1(x+1)=24.5510-3 L0.020 molL-15,解得x=1,故羥胺的氧化產(chǎn)物為N2O。 9.(2019試題調(diào)研)環(huán)保督察不是“一陣風”,環(huán)保部對大氣污染、水體污染等高度重視。氰化物是污染水體的重要物質(zhì),該類物質(zhì)有劇毒,特別是HCN具有揮發(fā)性,毒性更大。一般可采用次氯酸鈉法進行處理,該處理方法的原理可分如下兩步。 步驟①:NaCN與NaClO反應,生成NaOCN和NaCl; 步驟②:NaOCN與NaClO反應,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。 下列有關判斷正確的是( ) A.NaCN與NaOCN中C、N的化合價分別相等 B.步驟①可在酸性條件下進行 C.步驟②的氧化產(chǎn)物是CO2、Na2CO3、N2 D.步驟②生成標準狀況下5.6 L氣體時,轉(zhuǎn)移0.75 mol電子 解析:選D。NaCN與NaOCN中Na元素的化合價均為+1,NaOCN中含有O,O元素的化合價不是0,故該兩種化合物中C元素、N元素的化合價至少有一種不相等,A項錯誤;HCN易揮發(fā)且有毒,而酸性條件下CN-易與H+結合生成HCN,故步驟①不能在酸性條件下進行,B項錯誤;步驟②的離子方程式為2OCN-+3ClO-===CO2↑+CO+3Cl-+N2↑,氧化劑是NaClO,還原劑是NaOCN,氧化產(chǎn)物是N2,還原產(chǎn)物是NaCl,C項錯誤;根據(jù)離子方程式可知,生成1 mol N2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6 mol,N2的體積占氣體總體積的,生成標準狀況下5.6 L氣體時,n(e-)=6=0.75 mol,D項正確。 二、非選擇題 10.儲氫納米碳管的成功研制體現(xiàn)了科技的進步。用電弧法合成的納米碳管常伴有大量的雜質(zhì)碳納米顆粒,這種碳納米顆粒可用氧化氣化法除去。該反應中的反應物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2O等七種物質(zhì)。 (1)請用上述物質(zhì)填空,并配平化學方程式: C+_____+H2SO4===____↑+_____+Cr2(SO4)3+H2O。 (2)上述反應中氧化劑是_________(填化學式),被氧化的元素是_________(填元素符號)。 (3)H2SO4在上述反應中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是________(填字母)。 A.氧化性 B.酸性 C.氧化性和酸性 D.還原性和酸性 (4)若反應中轉(zhuǎn)移了0.8 mol電子,則產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為________L。 解析:(1)C在反應中被氧化為CO2,反應物中氧化劑應為K2Cr2O7,其還原產(chǎn)物為Cr2(SO4)3,根據(jù)元素守恒知,另一產(chǎn)物應為K2SO4。反應方程式可按如下3步完成配平: ①C+H2SO4+K2Cr2O7―→CO2↑+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O ②3C+2K2Cr2O7+H2SO4―→3CO2↑+K2SO4+2Cr2(SO4)3+H2O ③3C+2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O (2)氧化劑是K2Cr2O7,被氧化的元素是C。 (3)上述反應中H2SO4中元素化合價未改變,僅表現(xiàn)出酸性。 (4)每生成1 mol CO2需轉(zhuǎn)移4 mol電子,當轉(zhuǎn)移0.8 mol電子時,生成0.2 mol CO2,其在標準狀況下的體積為4.48 L?!? 答案:(1)3 2 K2Cr2O7 8 3 CO2 2 K2SO4 2 8 (2)K2Cr2O7 C (3)B (4)4.48 11.(2016高考上海卷)NaCN超標的電鍍廢水可用兩段氧化法處理: (1)NaCN與NaClO反應,生成NaOCN和NaCl。 (2)NaOCN與NaClO反應,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。 已知HCN(Ka=6.310-10)有劇毒;HCN、HOCN中N元素的化合價相同。 完成下列填空: (1)第一次氧化時,溶液的pH應調(diào)節(jié)為________(選填“酸性”“堿性”或“中性”);原因是______________________________________________________________。 (2)寫出第二次氧化時發(fā)生反應的離子方程式:_______________________________。 (3)處理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的廢水,實際至少需NaClO________g(實際用量應為理論值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mg/L,達到排放標準。 (4)(CN)2與Cl2的化學性質(zhì)相似。(CN)2與NaOH溶液反應生成________、________和H2O。 解析:(1)依據(jù)HCN的電離平衡常數(shù)可知HCN是極弱的酸,所以NaCN極易與酸反應生成HCN。為防止生成HCN,造成人員中毒或污染空氣,因此第一次氧化時,溶液的pH應調(diào)節(jié)為堿性。 (2)NaOCN與NaClO反應,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2,首先確定反應物和生成物;再依據(jù)反應中氯元素的化合價從+1價降低到-1價,得到2個電子。N元素化合價從-3價升高到0價,失去3個電子,則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是2∶3,反應的離子方程式為2OCN-+3ClO-===CO+CO2↑+3Cl-+N2↑。 (3)NaCN被氧化的兩個階段氧化劑均為NaClO,所以可以合并一起進行計算,即反應物為NaCN和NaClO,生成物為Na2CO3、CO2、NaCl和N2。參加反應的NaCN是=20 mol,反應中C由+2價升高到+4 價,N元素化合價從-3價升高到0價,即1 mol NaCN失去5 mol電子,1 mol次氯酸鈉得到2 mol電子,所以處理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的廢水,實際至少需NaClO的質(zhì)量為74.5 g/mol4=14 900 g。 (4)(CN)2與Cl2的化學性質(zhì)相似,則根據(jù)氯氣與氫氧化鈉反應的方程式可知(CN)2與NaOH溶液反應生成NaOCN、NaCN和H2O。 答案:(1)堿性 防止生成HCN,造成人員中毒或污染空氣 (2)2OCN-+3ClO-===CO+CO2↑+3Cl-+N2↑ (3)14 900 (4)NaOCN NaCN 12.(2016高考全國卷Ⅰ)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下: 回答下列問題: (1)NaClO2中Cl的化合價為________。 (2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式:____________________________。 (3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時,為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為____________、__________?!半娊狻敝嘘帢O反應的主要產(chǎn)物是________。 (4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________,該反應中氧化產(chǎn)物是________。 (5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為________(計算結果保留兩位小數(shù))。 解析:(1)根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和等于0,計算出NaClO2中氯元素化合價為+3。(2)從流程圖看出,反應物是氯酸鈉、二氧化硫、硫酸,產(chǎn)物為硫酸氫鈉、二氧化氯,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒配平化學方程式:2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4。(3)粗鹽提純中加入氫氧化鈉溶液沉淀鎂離子,加入碳酸鈉溶液沉淀鈣離子。電解過程中ClO2在陰極放電得到ClO,故陰極反應的主要產(chǎn)物為NaClO2。(4)依題意,用含氫氧化鈉的雙氧水吸收尾氣中的二氧化氯,發(fā)生反應:2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2+2H2O,ClO2作氧化劑,H2O2作還原劑,故氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1,該反應中氧化產(chǎn)物為O2。(5)氯氣、亞氯酸鈉的氧化能力就是得電子能力,得電子數(shù)相等時,氧化能力相當。氯氣、亞氯酸鈉的最終還原產(chǎn)物為氯離子。根據(jù):NaClO2Cl-,Cl22Cl-,可知得電子數(shù)相等時存在NaClO2~2Cl2,故亞氯酸鈉的有效氯含量為≈1.57。 答案:(1)+3 (2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4 (3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO(或NaClO2) (4)2∶1 O2 (5)1.57 13.工業(yè)上用亞硫酸氫鈉與碘酸鈉反應可制備單質(zhì)碘。 (1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,發(fā)生下列反應。請配平反應方程式,并用單線橋法標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 KNaIO3+KNaHSO3===KI2+KNa2SO4+KH2SO4+KH2O (2)在NaIO3溶液中滴加過量NaHSO3溶液,反應完全后,推測反應后溶液中的還原產(chǎn)物為______________________(填化學式)。 (3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液,加入NaIO3的物質(zhì)的量和析出I2的物質(zhì)的量的關系曲線如圖所示。寫出反應過程中與AB段曲線對應的離子方程式:__________________________________;當溶液中I-與I2的物質(zhì)的量之比為5∶3時,加入的NaIO3為____________mol(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)。 解析:(1)I的化合價由+5降到0,S的化合價由+4升到+6,根據(jù)化合價升降總數(shù)相等及原子守恒即可配平該氧化還原反應方程式。 (2)根據(jù)NaHSO3和NaIO3的性質(zhì)可知NaHSO3為還原劑,NaIO3為氧化劑,由于還原性HSO>I-,故當NaHSO3溶液過量時,IO先被還原成I2,再被還原成I-。 (3)由圖像可知,OA段是隨著IO的加入量增多,NaHSO3的量逐漸減小,IO被還原成I-,該反應為IO+3HSO===3SO+I-+3H+,至A點恰好完全反應;此時繼續(xù)加入NaIO3溶液,又發(fā)生NaIO3氧化I-的反應,即IO+6H++5I-===3I2+3H2O。當溶液中I-與I2的物質(zhì)的量之比為5∶3時,設第一個反應加入的NaIO3為x mol,第二個反應加入的NaIO3為y mol,則第一個反應生成的I-為x mol,第二個反應消耗的I-為5y mol,生成的I2為3y mol,故(x-5y)∶3y=5∶3,即x=10y,因第一個反應消耗5 mol NaHSO3,故x=,y=,所以加入的NaIO3為x+y=+=≈1.83(mol)。 答案:(1)4NaIO3+10NaHS20e-O3===2I2+7Na2SO4+3H2SO4+2H2O (2)NaI (3)IO+6H++5I-===3I2+3H2O 1.83- 配套講稿:
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