1、专题一 化学基本概念第4讲 氧化还原反应课时规范练建议时间：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2MnO16H5Na2O2=2Mn25O28H2O10Na。下列判断正确的是()(导学号 56470077)AO2是还原产物，Mn2是氧化产物BNa2O2既是氧化剂，又是还原剂C标准状况下，产生22.4 L O2时反应转移2 mol eD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.
2、4 L O2时反应转移2 mol e，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：Co2O36HCl(浓)=2CoCl2Cl23H2O()；5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3()。下列说法正确的是()A还原性：CoCl2HClI2B氧化性：Co2O3Cl2HIO3C反应中HCl是氧化剂D反应中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HClCoCl2，II中还原性为I2HCl，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Co2O3Cl2，II中氧化性为Cl2HIO3，则氧化
3、性为Co2O3Cl2HIO3，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：ClO2M34H2O=M2OCl8H，M2O中M的化合价是()A4B5C6 D7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n2，从而得出M2O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、NH、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ClB消耗1 mol还原
4、剂，转移6 mol电子 C氧化剂与还原剂的物质的量之比为23D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3ClO2NH=N23H2O3Cl2H。由反应方程式可知还原剂为NH，A错误；N元素化合价由3价升高到0价，则消耗1 mol还原剂，转移3 mol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32，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5CH3OH6HNO3=3N25CO213H2O下列说法正确的是()ACH3
5、OH被氧化，表现氧化性B此条件下还原性强弱为N2CH3OHC若氧化产物比还原产物多0.2 mol，则该反应中转移3 mol eD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2F
6、e32I=2Fe2I2C开始加入的K2Cr2O7为0.25 molDK2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为13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2Fe32I=2Fe2I2，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K2Cr2O76Fe36I，共消耗的n(I)1.5 mol，则开始加入的K2Cr2O7的物质的量为1.5 mol60.25 mol，C正确；根据氧化还原反应中得失电子数相等，K2Cr2O7与FeS
7、O4物质的量之比为16，D错误。答案：D7将一定量的氯气通入30 mL浓度为10.00 molL1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0.3 molBn(Na)n(Cl)可能为73C若反应中转移的电子为n mol，则0.15n0.25Dn(NaCl)n(NaClO)n(NaClO3)可能为1121解析：根据质量守恒，2n(Cl2)n(Na)，可知氯气的物质的量n(Cl2)0.15 mol，A错误；根据电荷守恒n(Na)n(Cl)n(ClO)n(ClO)，电子守恒n(Cl)n(ClO)5n(ClO
8、)可知，n(Na)n(Cl)不能为73，B错误；当n(NaCl)n(NaClO)n(NaClO3)为1121时，得失电子数之比为117，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)FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(2)(2016全国卷)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：NaBO2SiO2NaH2=NaBH4Na2SiO3(4)(2015全国卷)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
9、应的还原产物为_。(5)(2015全国卷)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2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(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H2O22Fe22H=2Fe32H2O。(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
10、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21。答案：(1)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(3)124212(4)MnSO4(或Mn2)(5)219高铁电池能
11、量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。功率是民用电池的1015倍，放电电流是普通电池的310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ZnK2FeO4=ZnOFe2O3K2ZnO2(1)配平上面的化学方程式_。(2)已知铁是26号元素，则1 mol FeO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1 L 1 mol/L的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以产生O2和Fe
12、3，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1.25 g/mL，体积仍为1 L，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)1 mol FeO中含有e数等于(26842) mol60 mol。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FeO，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
13、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：2Fe3Cu=2Fe2Cu2，假设n(Cu2)x mol，则反应了的n(Fe3)2x mol，根据题意列等式得：12xx，则x mol，故反应后溶液中Cu元素的质量分数w100%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)5OHFe(OH)33e=FeO4H2O(4)4FeO20H=4Fe33O210H2O1.71%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
14、催化还原)工作原理： 尿素CO(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_。 反应器中NH3还原NO2的化学方程式：_。 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：_。 尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M60 gmol1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1 mL c1 molL1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用V2 mL c2 molL1 NaOH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
15、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b 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_。 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_。 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：_15NNO_H2O。解析：(1)尿素CO(NH2)2水溶液热分解
16、为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO(NH2)2H2O2NH3CO2。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8NH36NO27N212H2O。SO2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2SO2O24NH32H2O=2(NH4)2SO4。吸收NH3的硫酸的物质的量为V1103 Lc1 molL1V2103 Lc2 molL1103 mol，尿素的物质的量为103 mol，则尿素溶液中溶质的质量分数是a g1
17、00%。(2)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。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16 mol，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16 mol28 mol，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是81。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11参加反应，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为415NO4NH33O2
18、415NNO6H2O。答案：(1)CO(NH2)2H2O2NH3CO28NH36NO27N212H2O2SO2O24NH32H2O=2(NH4)2SO4%(2)BaO81415NO4NH33O24611(2016全国卷)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
19、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)。解析：(1)由化合价规则知，NaClO2中Cl的化合价为3。(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物，ClO2、NaHSO4为生成物，再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2H2SO42NaClO3=2ClO22NaHSO4。(3)粗盐水精制时除去Mg2通常用NaOH溶液，生成氢氧化镁沉淀，过滤除去；除去Ca2通
20、常用Na2CO3溶液，生成碳酸钙沉淀，过滤除去。电解时阴极发生得电子反应，反应中元素的化合价应降低，即生成NaClO2。(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知，反应物之一为ClO2，再由生产工艺流程图知，用的吸收试剂是NaOH、H2O2，产物之一为NaClO2，由ClO2生成NaClO2，Cl的化合价由4价变为3价，化合价降低，ClO2为氧化剂，则H2O2为还原剂，氧元素化合价升高，生成氧气，再由电子守恒得，此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21，该反应中氧化产物是O2。(5)由信息知，要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，先求得1 g NaClO2变为Cl转移的电子为 mol，再设有x g Cl2变为Cl的氧化能力与1 g NaClO2的氧化能力相当，列方程得 mol，解得x1.57 g，即为有效氯含量。答案：(1)3价(2)2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO(或NaClO2)(4)21O2(5)1.57
