1、第3课时氧化还原反应的应用课后篇素养形成合格考达标练1.用MnO2与浓盐酸反应制Cl2时,当2 mol HCl被氧化时,生成的Cl2在标准状况下的体积为()A.11.2 LB.22.4 LC.33.6 LD.44.8 L答案B解析根据实验室制Cl2的原理可知,2molHCl被氧化时生成1molCl2,1molCl2在标准状况下的体积为22.4L。2.在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气,制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗,有关理由叙述错误的是()A.防止氯气扩散到空气中造成污染B.便于控制加入盐酸的量C.长颈漏斗不便于添加液体D.尽量避免HCl挥发到空气中答案C解析制取Cl2时需要浓盐酸
2、,为防止HCl气体和氯气通过长颈漏斗扩散到空气中污染环境,同时又为了便于控制盐酸的量和反应速率应使用分液漏斗。3.关于实验室制Cl2,下列说法正确的是()A.可用KMnO4和浓盐酸反应制取B.用碱石灰干燥Cl2C.用排水法收集Cl2D.用饱和石灰水吸收尾气答案A解析KMnO4、MnO2都是氧化剂,都能与浓盐酸反应制取Cl2,A正确;Cl2是酸性气体,能溶于水,不能用碱石灰干燥,也不能用排水法收集,B、C错误;Ca(OH)2微溶于水,饱和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少,吸收尾气不彻底,D错误。4.下列物质中指定元素(括号内的元素)既可体现氧化性又可体现还原性的是()A.HCl(Cl)B.H2O
3、2(O)C.HClO4(Cl)D.KMnO4(Mn)答案B解析HCl中Cl元素的化合价为-1价,处于最低价,只有还原性,不能表现氧化性,故A不符合题意;H2O2中O元素的化合价为-1价,处于中间价,既有氧化性又有还原性,故B符合题意;HClO4中Cl元素的化合价为+7价,处于最高价态,只有氧化性,故C不符合题意;KMnO4中Mn元素的化合价为+7价,处于最高价态,只有氧化性,故D不符合题意。5.下图所示是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下列各组实验不能利用这套装置进行的是()A.H2O2溶液和MnO2制O2B.二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2C.Na2O2和H2O反应制O2D.碳酸钙
4、和稀盐酸反应制CO2答案B解析用MnO2跟浓盐酸反应制取氯气需加热,因此不能用题给装置进行相应的反应制Cl2。6.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并检验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是()A.只有和处B.只有处C.只有和处D.只有处答案D解析实验设计的目的是制备纯净、干燥的Cl2,并检验它的性质;中的NaOH溶液能与Cl2反应而使Cl2被吸收掉;导管应长进短出;试管封闭,不能使Cl2进入,还缺少加热装置(缺酒精灯)。7.在酸性溶液中,高锰酸钾发生的反应是Mn+5e-+8H+Mn2+4H2O。下列离子能让此反应
5、过程发生的是()Fe2+C2SiIA.B.C.D.答案A解析根据题意在酸性条件下,高锰酸根离子中Mn元素化合价由+7价变为+2价,发生还原反应而做氧化剂,要使该反应发生加入还原剂即可。还原剂在反应中失电子化合价升高,Fe2+中Fe元素化合价处于中间价态,具有还原性和氧化性,能被强氧化剂氧化,正确;C2中C元素为+3价,处于中间价态,具有还原性和氧化性,能被强氧化剂氧化,正确;Si中Si元素化合价为+4价,处于最高价态,所以没有还原性,错误;I中I元素化合价为+5价,具有氧化性,能氧化还原性微粒,错误。8.(2020浙江杭州长征中学高一期中)将0.2 mol MnO2和50 mL 12 molL
6、-1浓盐酸混合后缓缓加热,反应完全后,再向溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀的物质的量为(不考虑盐酸的挥发)()A.大于0.3 mol,小于0.6 molB.等于0.3 molC.小于0.3 molD.大于0.6 mol答案A解析50mL12molL-1浓盐酸中氯化氢的物质的量为0.05L12molL-1=0.6mol,根据反应的化学方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O可知,若盐酸完全反应则生成氯气的物质的量是0.15mol,由于二氧化锰与稀盐酸不反应,所以生成氯气的物质的量小于0.15mol,溶液中剩余氯离子的物质的量大于0.6mol-0.15mol2=0.
7、3mol,所以生成AgCl沉淀的物质的量大于0.3mol,小于0.6mol,故A正确。9.资料一:考古工作者从安阳的商代铸铜遗址中,发现当时冶炼铜的主要矿物原料是孔雀石Cu2(OH)2CO3,主要燃料是木炭,冶炼温度估计在1 000 。资料二:西汉刘安著淮南万毕术中记载“曾青得铁则化为铜”,“曾青”可能是硫酸铜一类的物质,将孔雀石溶于硫酸中得此溶液,当把铁粉投入此溶液中即可得铜。(1)关于“曾青”和孔雀石的水溶性分析中,判断正确的是。A.前者可溶,后者难溶B.前者难溶,后者可溶C.两者均可溶D.两者均难溶(2)以孔雀石为原料的冶炼过程中,用现代化学的观念分析,可能涉及的化学反应有。Cu2(OH
8、)2CO32CuO+CO2+H2O2CuO+C2Cu+CO2CuO+COCu+CO2CO2+C2COA.B.C.D.(3)在(2)的四个反应中,不属于四种基本反应类型的有(填序号,下同),不属于氧化还原反应的有。(4)资料二中,假设溶解孔雀石的酸是稀硫酸,写出用此方法冶炼铜的化学方程式:。答案(1)A(2)D(3)(4)Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2+3H2O、CuSO4+FeFeSO4+Cu解析(1)由资料一:孔雀石为矿物原料,可知孔雀石难溶于水,由资料二:“曾青得铁则化为铜”可知铁把铜从它的盐溶液中置换出来,所以“曾青”可溶于水,答案选A。(2)以孔雀石为原料冶炼
9、时可能涉及的反应有孔雀石高温分解生成氧化铜、水和二氧化碳,碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,碳和二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳还原氧化铜,答案选D。(3)反应为一种物质生成三种物质,属于分解反应;反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;反应不符合四种基本反应类型;反应属于化合反应。反应没有元素化合价的变化,其他均有化合价的变化,故反应不是氧化还原反应。(4)孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜,可与稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,化学方程式为Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2+3H2O;然后用铁还原硫酸铜,化学方程式为CuSO4+FeFeSO
10、4+Cu。10.(1)氧化还原反应是化学反应中的重要类型。已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+2FeO+3SO2,该反应中被还原的元素是,氧化产物是。(2)已知下列3个反应:2Br+Cl2Br2+2Cl5Cl2+6H2O+I22HIO3+10HClCl+5Cl-+6H+3Cl2+3H2O则Cl、Br、I、Cl2的氧化性由弱到强的排序为。(3)某强氧化剂RO(OH)2+能将Na2SO3氧化。已知含2.010-3 molRO(OH)2+的溶液恰好与25.0 mL 0.2 molL-1的Na2SO3溶液完全反应,则反应后R的化合价为价。(4)已知Fe3+的氧化性强于I2的,请你从所给试剂中选择所需
11、试剂,设计一个实验加以证明。(提示:请写出实验步骤、现象及结论)FeCl3溶液碘水KI溶液稀硫酸淀粉溶液答案(1)Cu、OSO2(2)ICl2ClCl2FeCl3I2C.反应中FeCl2是氧化产物,反应中FeCl2是还原剂D.反应中若生成2 mol Cl2共转移5 mol 电子答案B解析根据题中所给反应的化学方程式及氧化还原反应的规律可得,氧化性强弱顺序为MnCl2Fe3+I2,还原性强弱顺序为I-Fe2+Cl-Mn2+,则A错误,B正确;在反应中FeCl2是还原产物,在反应中FeCl2是还原剂,C错误;在反应中生成5molCl2时转移10mol电子,则生成2molCl2时转移4mol 电子,
12、D错误。13.单质钛(Ti)的机械强度高,抗腐蚀能力强,有“未来金属”之称。以TiO2制金属钛,主要反应有:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。下列叙述不正确的是()A.反应中碳是还原剂B.反应中TiO2是氧化剂C.反应表现了金属镁还原性比金属钛强D.反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为11答案B解析分析反应中元素化合价变化情况可知,C是还原剂,Cl2是氧化剂,两者物质的量之比为11。反应中,Mg做还原剂,Ti为还原产物,故还原性MgTi。14.黑火药爆炸过程中发生反应的化学方程式为2KNO3+3C+SK2S+N2+3CO2。下列说法正确的是()A.
13、每生成55 g K2S转移电子数为6.021023B.S和KNO3均为还原剂C.反应过程中氮元素被还原D.CO2为还原产物答案C解析反应过程中S和KNO3为氧化剂,CO2为氧化产物,每生成55gK2S转移电子数为3.6121024。15.铀元素在核工业中有重要作用,自然界中存在的铀矿中含有二氧化铀(UO2),工业上可以选用钾、钙、镁等金属与二氧化铀反应制得单质铀。若要获得等量的铀,这三种金属中消耗质量最多的是()A.钾B.钙C.镁D.镁、钙一样多答案A解析1molUO2生成单质铀转移4mol电子,1mol还原剂K、Ca、Mg反应时分别失去电子1mol、2mol、2mol,结合摩尔质量可知,获得
14、等量的铀时消耗K最多。16.已知:向KMnO4晶体中滴加浓盐酸时产生黄绿色气体;向FeCl2溶液中通入少量实验产生的气体,溶液变为黄色;取实验生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。下列判断正确的是()A.实验证明Fe2+既有氧化性又有还原性B.上述实验中,共有2个氧化还原反应C.实验生成的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝D.上述实验证明氧化性:MnCl2I2Fe3+答案C解析实验中FeCl2是还原剂,失电子被氧化生成氯化铁,故A错误;题中三个反应中均有元素化合价的变化,则均属于氧化还原反应,故B错误;实验生成的氯气能与碘化钾发生置换反应生成单质碘,所以实验生成的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
15、,故C正确;实验中高锰酸钾是氧化剂、浓盐酸是还原剂,氧化性MnCl2;实验中氯化亚铁是还原剂、氯气是氧化剂,氧化性Cl2Fe3+;实验中碘离子是还原剂、铁离子是氧化剂,氧化性Fe3+I2。则氧化剂的氧化性顺序是MnCl2Fe3+I2,故D错误。17.钛因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不和非金属、强酸反应,红热时,却可与常见非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO2),目前大规模生产Ti的方法如下。第一步:金红石、炭粉混合物在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为,该反应的还原剂为(填名称)。第二步
16、:在氩气的气氛中,用过量的Mg在高温条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)此反应的化学方程式为。(2)如何从上述所得的产物中获取金属钛?简述实验步骤并写出有关反应的化学方程式。答案TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO炭粉(1)TiCl4+2MgTi+2MgCl2(2)在反应后的混合物中加入足量的盐酸除去剩余的镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛;Mg+2HClMgCl2+H2解析由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一为TiCl4可知,另一产物为碳的氧化物,又知该气体可燃,故为CO。显然Ti元素的化合价不变,而Cl元素的化合价降低,化合价升高的元素为碳元素,因而反应物炭粉为还原剂。利用
17、上述思路可得镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的,故在反应所得的混合物中提取钛必须除去镁粉和MgCl2,加足量的盐酸可除去镁,之后过滤,将滤渣用水洗涤可得钛。18.(2020辽宁实验中学高一期中)如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已省略)。已知:装置A是氯气的发生装置,发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2+2H2O。据此回答下列问题:(1)装置B中饱和食盐水的作用是。(2)装置B也是安全瓶,目的是监测实验进行时装置C中是否发生堵塞,请写出装置C中发生堵塞时装置B中的实验现象:。(3)装置C的作用是验证氯气是否具
18、有漂白性,则装置C中、处依次应放入的物质是(填字母)。序号a干燥的有色布条碱石灰湿润的有色布条b干燥的有色布条无水硫酸铜湿润的有色布条c湿润的有色布条浓硫酸干燥的有色布条d湿润的有色布条无水氯化钙干燥的有色布条(4)装置D的作用是。答案(1)除去Cl2中的HCl(2)装置B中长颈漏斗内液面上升,形成一段液柱(3)d(4)吸收多余的氯气,防止污染环境解析(1)实验室制备的氯气中含有氯化氢,氯化氢在饱和食盐水中溶解度较大,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,所以可以用B中饱和食盐水除去Cl2中的HCl。(2)监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,气体将溶液压入长颈漏斗中,装置B中长颈
19、漏斗内液面上升,形成一段液柱。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性。湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,选项中ab的中都是干燥的有色布条,中都是干燥剂,再通入中湿润的有色布条不能验证氯气是否具有漂白性;c中中为浓硫酸,Cl2不能通过,所以c不能检验Cl2是否具有漂白性,所以选d。(4)氯气有毒不能直接排放到空气中,故装置D的作用是吸收多余的氯气,防止污染空气。新情境创新练19.针对以下AD四个涉及H2O2的反应(未配平)填空:A.Na2O2+HClH2O2+NaClB.Ag2O+H2O2Ag+O2+H2OC.H2O2H2O+O2D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH
20、K2CrO4+K2SO4+H2O(1)H2O2仅体现氧化性的反应是(填反应代号,下同),H2O2仅体现还原性的反应是,H2O2既体现氧化性,又体现还原性的反应是,H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是。(2)用单线桥法标出D反应中电子转移的方向和数目:3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH2K2CrO4+3K2SO4+8H2O反应中氧化剂是,被氧化的元素是,还原产物是。答案(1)DBCA(2)H2O2CrH2O解析A反应中H2O2不是氧化剂,也不是还原剂;B反应中H2O2仅表现还原性;C反应中H2O2中氧元素一部分化合价升高,一部分化合价降低,既表现氧化性,又表现还原性;D反应中H2O2中的氧元素化合价降低,只表现氧化性。
