1、课时分层提升练 五氧化还原反应一、选择题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【解析】选D。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、氢氧化镁反应而除去水垢,错误;D项,因漂白粉具有强氧化性而用于漂白织物,正确。2.(2018北京高考)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是()ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中
2、现象产生白色沉淀,随后变为红褐色溶液变红,随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体,随后变为红棕色【解析】选C。A项,将NaOH溶液滴入FeSO4 溶液中,产生白色沉淀,随后变为红褐色,发生的反应有Fe2+2OH-Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,与氧化还原反应有关;B项,将石蕊溶液滴入氯水中,溶液变红,随后迅速褪色,是因为Cl2与水反应生成盐酸和HClO,石蕊溶液遇酸变红,同时HClO因强氧化性而具有漂白性,能使溶液迅速褪色,与氧化还原反应有关;C项,Na2S 溶液滴入 AgCl 浊液中,发生沉淀转化,生成更难溶的Ag2S沉淀,与氧化还原反应无关;D项,
3、热铜丝插入稀硝酸中,产生无色气体,随后变为红棕色,发生的反应有3Cu+8HNO3(稀)2NO+3Cu(NO3)2+4H2O,2NO+O22NO2,与氧化还原反应有关。3.已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为ClSSCl,它易与水反应2S2Cl2+2H2O 4HCl+SO2+3S。对该反应的说法正确的是()A.S2Cl2既作氧化剂又作还原剂B.H2O作还原剂C.每生成1 mol SO2转移4 mol电子D.氧化产物与还原产物物质的量比为31【解析】选A。只有硫元素的化合价变化,则S2Cl2既作氧化剂又作还原剂,A正确;水中氢、氧元素的化合价均不变,则水不是还原剂,B错误;硫元素的化合价由+1升
4、高为+4,则每生成1 mol SO2转移3 mol电子,C错误;氧化产物为SO2,还原产物为S,由反应可知二者的物质的量比为13,D错误。【加固训练】ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制备ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O,下列说法正确的是()A.生成1 mol ClO2时转移1 mol电子B.ClO2是氧化产物C.H2C2O4在反应中被还原D.KClO3在反应中得到电子,发生氧化反应【解析】选A。根据化学方程式可知,氯元素的化合价从+5降低到+4,得到1 mol电子,选项A正确、选项B错误。H2C2
5、O4中碳元素从+3价升高到+4价,失去电子,被氧化,选项C错误。KClO3在反应中得到电子,发生还原反应,选项D错误。4.(2019大庆模拟)已知下述三个实验中的物质均能发生化学反应。将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铁钉放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A.实验和中的铁钉只作还原剂B.上述实验证明氧化性:Fe3+Fe2+Cu2+C.实验中Fe2+既显氧化性又显还原性D.实验中反应的离子方程式为Fe+Fe3+2Fe2+【解析】选A。实验中铁置换出铜,铁钉作还原剂,实验中铁钉被Fe3+氧化,铁钉作还原剂,A正确。由实验可知氧化性:Cu2+Fe2+,B错误。实验中Fe2+被硝
6、酸氧化为Fe3+,Fe2+是还原剂,C错误。D选项中的离子方程式的电荷和得失电子不守恒,正确的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,D错误。【加固训练】已知离子方程式:As2S3+H2O+NAs+S+NO+_(未配平),下列说法错误的是()A.配平后水的化学计量数为4B.反应后溶液呈酸性C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为328D.氧化产物为As和S【解析】选C。从所给的离子方程式知,As2S3转化成As和S,而N转化为NO,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,配平后的离子方程式为3As2S3+ 4H2O+28N6As+9S+28NO+8H+,则A、B、D正确;氧化剂与还原剂的物质的量
7、之比为283,则C不正确。二、非选择题5.已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:(1)该反应中,化合价升高的反应物是_,化合价没有发生变化的反应物是_。(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式: _。(3)上述反应中,氧化剂是_,1 mol氧化剂在反应中_(填“得到”或“失去”)_ mol电子。(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变紫红色,说出NaBiO3的一个性质:_。【解析】(1)反应原理为在酸性条件下,KMnO4将Cl-氧化为
8、Cl2,自身被还原。(2)由(1)可知反应物为KMnO4、KCl、H2SO4,其余四种物质为生成物。(3)该反应中KMnO4作氧化剂,1 mol KMnO4得到5 mol e-。(4)溶液又显紫红色,说明NaBiO3将Mn2+氧化成了Mn,因而说明NaBiO3的氧化性比KMnO4的氧化性强。答案:(1)KClH2SO4(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO46K2SO4+2MnSO4+5Cl2+8H2O(3)KMnO4得到5(4)NaBiO3具有强氧化性(或NaBiO3的氧化性比KMnO4的氧化性强)【加固训练】高锰酸钾分别在酸性、中性、碱性条件下发生的反应如下:Mn+5e-+8H+Mn2
9、+4H2OMn+3e-+2H2OMnO2+4OH-Mn+e-Mn(溶液呈绿色)(1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的_影响。(2)将SO2通入高锰酸钾溶液中,发生还原反应的离子方程式为_。(3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列说法正确的是_(填序号)。a.氧化性:PbO2KMnO4b.还原性:PbO2KMnO4c.MnSO4溶液可以用盐酸酸化【解析】(1)Mn在酸性条件下被还原成Mn2+,在中性条件下被还原成MnO2,在碱性条件下被还原成Mn,因此高锰酸根离子被还原的产物受溶液的酸碱性影响。(2)SO2溶于水生成H2SO3,呈酸性,高锰酸根
10、离子被还原的产物应为Mn2+。(3)酸性条件下,PbO2将Mn2+氧化成紫红色的Mn,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知a正确,b错误;盐酸中的Cl-具有还原性,PbO2能将Cl-氧化,c错误。答案:(1)酸碱性(2)Mn+5e-+8H+Mn2+4H2O(3)a6.向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层颜色会逐渐变浅,最后变成无色。完成下列填空:(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式_。(2)整个过程中的还原剂是_。(3)把KI换成KBr,则CCl4层变为_色;继续滴加氯水,CCl4层的颜色没
11、有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是_。(4)加碘盐中含碘量为2050 mgkg-1。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg,若用KI与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2_L(标准状况,保留2位小数)。【解析】开始滴加少许氯水时,Cl2将KI中的I-氧化成碘单质;CCl4层变紫色后,再滴加氯水时,Cl2将碘单质进一步氧化成碘酸。(1)根据氧化还原反应方程式的配平原则,分析反应中的化合价变化,碘元素的化合价从0+5,升高5价,氯元素的化合价从0-1,降低1价,综合得失电子守恒和质量守恒,可配平得:I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl;(2)分析整个过
12、程中化合价升高的都是碘元素,还原剂为KI和I2;(3)KI换成KBr时,得到的是溴单质,则其在CCl4中呈红棕色;继续滴加氯水时,颜色不变,可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3,故其氧化性强弱顺序为HBrO3 Cl2HIO3;(4)综合写出反应方程式:KI+3Cl2+3H2OKIO3+6HCl,根据化学方程式计算,按最小值计算时,1 000 kg加碘食盐中含碘20 g,根据质量守恒可知,需要消耗Cl2的体积为322.4 Lmol-110.58 L。答案:(1)I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl(2)KI、I2(3)红棕HBrO3Cl2HIO3(4)10.587.(1)H3PO2的工
13、业制法是将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式_。(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为_。PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为_。【解析】(1)根据题意可知反应物和生成物,然后根据得失电子守恒和质量守恒配平,即可得到白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:6H2O+2P4+3Ba(OH)22PH3+3Ba(H2PO2)2。(2)由题意知:该反应中,氯元素的化合价升高,则可推出铅元素化合价降低,又由于+2价Pb较稳定,因此PbO2还原产物为P
14、b2+,其化学方程式为PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2+2H2O。由题意知:PbO+ClO-PbO2,铅元素化合价升高,则氯元素化合价应降低,故有PbO+ClO-PbO2+Cl-,利用化合价升降法配平,得反应的离子方程式为PbO+ClO- PbO2+Cl-。答案:(1)6H2O+2P4+3Ba(OH)22PH3+3Ba(H2PO2)2(2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2+2H2OPbO+ClO-PbO2+Cl-一、选择题1.(2019天水模拟)酸性溶液中过氧化氢能使Cr2转化成蓝色的过氧化铬(CrO5,分子结构为),该反应可用来检验Cr2的存在,其反应的离子方程式为4H
15、2O2+Cr2+2H+2CrO5+5H2O。下列说法正确的是()A.过氧化铬中铬元素的化合价为+5价B.该反应为非氧化还原反应C.该反应中Cr2发生还原反应D.该反应中H2O2表现了还原性【解析】选B。过氧化铬中铬的化合价为+6价,A错误;该反应中过氧化氢中的氧为-1价,在每个过氧化铬中有4个氧为-1价,所以没有元素化合价变化,属于非氧化还原反应,B正确,C、D错误。2.已知:A+B2+A2+BD+2H2OD(OH)2+H2以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2+2e-E和B-2e-B2+。下列说法正确的是 ()A.氧化性:E2+B2+A2+D2+B.氧化性:D2+E2+A2+B
16、2+C.反应E+A2+A+E2+能够进行D.提取某废水中含有的少量A2+时可以选用D【解析】选A。同一化学反应中,氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性。A+B2+ A2+B,该反应中氧化剂是B2+,氧化产物是A2+,所以B2+的氧化性A2+的氧化性;D+ 2H2OD(OH)2+H2,该反应中氧化剂是H2O,氧化产物是D(OH)2,所以H2O的氧化性D2+的氧化性;以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2+2e- E,B-2e-B2+。该电池的电池反应式为E2+BE+B2+,所以氧化剂是E2+,氧化产物是B2+,所以E2+的氧化性B2+的氧化性。所以各离子的氧化性大小为E2+B2+A2+D
17、2+,A正确,B错误。根据氧化性的强弱顺序可知C、D选项中反应不能发生。【加固训练】已知在酸性溶液中的还原性强弱顺序为SO2I-H2O2Fe2+Cl-,下列反应不可能发生的是()A.2I-+2Fe3+I2+2Fe2+B.2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+S+4H+C.SO2+2H2O+I2H2SO4+2HID.H2O2+H2SO4SO2+O2+2H2O【解析】选D。A项,还原性I-Fe2+,发生氧化还原反应;B项,SO2Fe2+,SO2能还原Fe3+生成Fe2+; C项,因该反应中S的化合价升高,I的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2I-,与已知的还原性强弱一致,能发生; D项
18、,若该反应发生,S的化合价降低,O的化合价升高,则H2O2为还原剂,还原性强弱为H2O2SO2,与已知的还原性强弱矛盾。3.某强氧化剂XO(OH被Na2SO3还原。如果还原2.410-3 mol XO(OH,需用30 mL 0.2 molL-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是()A.+2B.+1C.0D.-1【解析】选C。XO(OH中X的化合价是+5,Na2SO3中S的化合价从+4升高到+6,设X元素被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中化合价升降必相等:2.4 10-3(5-a)=0.20.03(6-4),解得a=0。4.(新题预测)已知NH4CuSO3与足量的1 molL-
19、1硫酸混合微热,产生下列现象:有红色金属生成;有刺激性气味的气体产生;溶液呈蓝色。据此判断下列说法合理的是()A.NH4CuSO3中硫元素被氧化了B.刺激性气味的气体是二氧化硫和氨的混合气体C.该反应中NH4CuSO3既作氧化剂又作还原剂D.该反应中硫酸既表现酸性又表现强氧化性【解析】选C。根据实验现象可知有Cu单质生成,根据实验现象可知溶液中有Cu2+生成,酸性条件下不可能生成氨,故根据实验现象可知刺激性气味的气体是二氧化硫,B项错误;NH4CuSO3中硫元素的化合价不变,A项错误;NH4CuSO3中铜元素的化合价部分升高,部分降低,故该反应中NH4CuSO3既作氧化剂又作还原剂,C项正确;
20、该反应中硫酸只表现了酸性,D项错误。二、非选择题5.(2019衡阳模拟)Na2S2O5常用作纺织业棉麻脱氯剂,酸化时可放出SO2气体。其制备工艺流程如下:(1)Na2S2O5的名称为_(选填“焦硫酸钠”或“焦亚硫酸钠”)。(2)“反应 ”中应先通入的气体是_,反应后析出的固体产物是_。(3)“反应”的化学方程式为_。(4)若反应条件或用量等控制不当,则所得的Na2S2O5产品中往往含有杂质。若产品中含有杂质Na2SO3,其具体原因可能是_ (任答一条即可);若检验产品中含有杂质Na2CO3,下列试剂的使用顺序依次为_(填编号)。a.稀硫酸b.澄清石灰水c.品红溶液d.酸性KMnO4溶液(5)N
21、a2S2O3也可用作棉麻的脱氯剂。Na2S2O5溶液与Cl2反应的离子方程式为_;Na2S2O5与Na2S2O3脱氯等效时,消耗二者的质量之比为_。【解析】该原理为反应生成NaHCO3,加热生成Na2CO3,在反应中SO2与Na2CO3反应生成NaHSO3和CO2,加热NaHSO3生成Na2S2O5。(1)S为+4价, Na2S2O5的名称为焦亚硫酸钠。(2)由工艺流程可知,反应为生成NaHCO3,反应方程式为CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl;反应进行时应先通入NH3,增大HC的浓度,便于NaHCO3析出。(3) “反应”的化学方程式为Na2CO3+2SO2+H2O2N
22、aHSO3+CO2。(4)反应中发生反应Na2CO3+H2O+2SO22NaHSO3 +CO2,2NaHSO3Na2S2O5+H2O,故SO2与Na2CO3的物质的量之比接近21恰好完全反应,若SO2不足,Na2S2O5产品中Na2SO3、Na2CO3等杂质含量增加,Na2S2O5产率降低,若产品中含有杂质Na2SO3,其具体原因可能是反应中SO2的用量不足,NaHSO3分解时反应温度不高。检验产品中含有杂质Na2CO3的方法a.加稀硫酸产生SO2、CO2,通入d.酸性KMnO4溶液,除去SO2,再通入 c.品红溶液,确定SO2已除尽,最后再通入 b.澄清石灰水,检验CO2。故试剂的使用顺序依
23、次为a、d、c、b。(5)Na2S2O5溶液与Cl2反应的离子方程式为 S2+2Cl2+3H2O6H+2S+4Cl- , S2+4Cl2+5H2O10H+2S+8Cl- ,由方程式可知,当Cl2相同时,2Na2S2O5Na2S2O3,消耗二者的质量之比为(1902)158=19079(或2.41)。答案:(1)焦亚硫酸钠(2)NH3(或氨气)NaHCO3(或碳酸氢钠)(3)Na2CO3+2SO2+H2O2NaHSO3+CO2(4)反应中SO2的用量不足;NaHSO3分解时反应温度不高a、d、c、b(5)S2+2Cl2+3H2O6H+2S+4Cl-19079(或2.41)6.“钢是虎,钒是翼,钢
24、含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的,但室温下能溶解于浓硝酸中生成V。(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式:_。(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式: _ _。(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式:_。(4)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为V),溶于强酸生成含钒氧离子(V)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式:_、_。(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中,450 时发生V2
25、O5与VO2之间的转化:V2O5+SO22VO2+SO3、4VO2+O22V2O5,说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是_。【解析】(1)钒室温下能溶解于浓硝酸中生成V,故金属钒与浓硝酸反应:V+6H+5NV+5NO2+3H2O。(2)根据题意灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,其化学方程式为2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O。(3)浓盐酸与V2O5反应生成氯气,氯元素的化合价升高,钒元素被还原为蓝色的VO2+,其反应的离子方程式为V2O5+6H+2Cl-2VO2+Cl2+3H2O。(4)V2O5与强碱反应生成Na3VO4,V2O5与强酸反应生成(VO2)2SO4。(5
26、)由方程式V2O5+SO22VO2+SO3、4VO2+O22V2O5可知,说明V2O5在接触法制硫酸过程中起到催化作用。答案:(1)V+6H+5NV+5NO2+3H2O(2)2NH4VO3V2O5+2NH3+H2O(3)V2O5+6H+2Cl-2VO2+Cl2+3H2O(4)Na3VO4(VO2)2SO4(5)作催化剂或催化作用【加固训练】称取6.0 g含H2C2O42H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25 molL-1NaOH溶液至20 mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶
27、液被中和的H+的总物质的量为_ mol 。第二份溶液中滴加0.10 molL-1的酸性高锰酸钾溶液。已知:5C2+2Mn+16H+10CO2+2Mn2+8H2OA.KMnO4溶液在滴定过程中作_(填“氧化剂”或“还原剂”),该滴定过程_(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。滴至16 mL时反应完全,此时溶液颜色由_变为_。B.若在接近终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。C.若在达到滴定终点时俯视读数,则所得结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。原试样中H2C2O42H2O的质量分数为_,KHC2O4的质量分数为_。【解
28、析】由H+OH-H2O知,n(H+)=n(OH-)=0.25 molL-10.02 L=0.005 mol 。原溶液无色,而KMnO4为紫红色,所以当溶液中的H2C2O4和KHC2O4反应完全时,溶液呈浅紫红色。由得失电子守恒得,n(还)2=0.10 molL-10.016 L5,n(还) =0.004 mol 。设6.0 g试样中H2C2O42H2O、KHC2O4的物质的量分别为n(H2C2O42H2O)、n(KHC2O4),由得:2n(H2C2O42H2O)+n(KHC2O4)=0.05 mol,由得:n(H2C2O42H2O)+n(KHC2O4)=0.04 mol,解上述两个方程式得:n(H2C2O42H2O) =0.01 mol,n(KHC2O4)=0.03 mol,H2C2O42H2O的质量分数为100%=21%,KHC2O4的质量分数为100%=64%。答案:0.005A.氧化剂不需要无色浅紫红色B.无影响C.偏小21%64%
