1、第三节氧化还原反应一、选择题(每小题6分,共66分)1.下列关于化学反应的描述正确的是(B)A.氧化还原反应一定是一种物质氧化另一种物质或一种物质被另一种物质还原B.化合反应、分解反应不一定属于氧化还原反应C.两种化合物相互间发生的反应属于复分解反应D.单质与化合物间的反应属于置换反应【解析】A项,氧化还原反应也可能是同一种物质既被氧化又被还原,如氯气与水的反应;C项,两种化合物相互间发生的反应不一定是复分解反应,如过氧化钠与水的反应;D项,如NO和O2的反应为化合反应。2.(2015江苏常州一中阶段测试)在下列变化中,一定要加入合适的氧化剂才能实现的是(C)A.Na2O2O2B.Cl2Cl-
2、C.Fe(OH)2Fe(OH)3D.NO2HNO3【解析】Na2O2、Cl2和NO2均能发生歧化反应,A、B、D项不符合题意;C项,铁的化合价升高,被氧化,一定要加入合适的氧化剂才能实现。3.(2015湖北重点高中联考)下列应用不涉及氧化还原反应的是(C)A.酸雨的形成B.根瘤菌固氮C.氨碱法制纯碱D.电池放电【解析】有电子转移的反应是氧化还原反应,氨碱法制纯碱涉及反应:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,均不属于氧化还原反应。4.(2014上海高考)下列反应与Na2O2+SO2Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是(D)
3、A.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2B.2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2C.Na2O2+H2SO4Na2SO4+H2O2D.3Na2O2+Cr2O32Na2CrO4+Na2O【解析】反应Na2O2+SO2Na2SO4中Na2O2只作氧化剂。A、B项,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂;C项,为复分解反应;D项,过氧化钠只作氧化剂。5.(2016安徽六校教育研究会联考)氮氧化铝(AlON)是一种透明高硬度防弹材料,可以由反应Al2O3+C+N22AlON+CO合成,下列有关说法正确的是(B)A.氮氧化铝中氮的化合价是-3B.反应中氮气作氧化剂C.反应中每生成5.7 g AlON
4、同时生成1.12 L COD.反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是21【解析】A项,氮氧化铝中铝为+3价,氧为-2价,所以氮的化合价是-1;B项,题给反应中氮元素化合价降低,所以氮气是氧化剂;C项,未指明生成气体的温度、压强,不能确定气体体积;D项,CO是氧化产物,AlON是还原产物,物质的量之比是12。6.(2015衡阳五校联考)已知:3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O,对于该反应的下列叙述中,不正确的是(C)A.氧化剂和还原剂的物质的量之比为13B.离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化C.每1 mol N发生氧化反应时转移3 mol e-D.若把该反应设计为原电池
5、,则负极反应为Fe2+-e-Fe3+【解析】A项,根据化合价变化情况,N是氧化剂,Fe2+是还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为13,正确;B项,酸性条件下,N能将Fe2+氧化成Fe3+,正确;C项,N发生的是还原反应,错误;D项,原电池负极发生氧化反应,所以负极反应为Fe2+-e-Fe3+,正确。7.(2016杭州重点中学期中检测)Cl2、HCl的混合气体通入足量的氢氧化钠溶液,充分反应后分析产物溶液中除大量OH-外,还有Cl-、ClO-、Cl,并知这三种离子的物质的量比为921。试问原混合气体中Cl2与HCl的体积比为(A)A.52B.31C.25D.11【解析】氯气与氢氧化钠反应生成C
6、l-、ClO-、Cl,设ClO-、Cl的物质的量分别为2 mol、1 mol,则反应中失电子7 mol,所以生成Cl- 7 mol,根据元素守恒知参与反应的氯气为5 mol,混合气体中HCl为2 mol,故A项正确。8.(2015哈尔滨师范大学附属中学月考)工业上用金红石(主要成分TiO2)制金属钛可通过以下反应进行:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;TiCl4+2MgTi+2MgCl2。对于上述两个反应的叙述正确的是(A)A.都是氧化还原反应B.都是置换反应C.反应中钛元素都被还原D.加热时金属钛和氩气(Ar)能反应【解析】A项,题给两个反应中都有元素化合价变化,所以都是氧化还原反
7、应;B项,反应不是置换反应;C项,反应中钛元素化合价未发生改变;D项,氩气(Ar)没有参与反应。9.(2015呼和浩特调研)已知NH4CuSO3与足量的6 molL-1硫酸混合微热,产生下列现象:有红色金属生成;产生刺激性气味的气体;溶液呈现蓝色。请你据此判断下列说法正确的是(D)A.反应中硫酸作氧化剂B.NH4CuSO3中硫元素被氧化C.刺激性气味的气体是氨气D.1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子【解析】NH4CuSO3与硫酸反应生成的红色金属为铜,溶液呈蓝色,说明有Cu2+生成,即该反应为歧化反应,生成的有刺激性气味的气体是SO2。A项,NH4CuSO3既是氧化剂又
8、是还原剂,硫酸在反应中只表现酸性,错误;B项,NH4CuSO3中硫元素化合价未发生变化,错误;C项,铵盐与碱反应生成氨气,与酸反应不会生成氨气,错误。10.(2015安徽蚌埠一中月考)已知FeS2中铁元素的化合价为+2价,关于反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4的下列说法正确的是(D)A.该反应的氧化剂只有CuSO4B.S既不是氧化产物也不是还原产物C.1 mol CuSO4还原了 mol的SD.被还原的S和被氧化的S的质量比为73【解析】根据题给化学方程式可知硫酸铜中铜元素从+2价降低到+1价,得到1个电子,硫酸铜是氧化剂。FeS2中部分S从-
9、1价升高到+6价,失去7个电子,作还原剂,部分S从-1价降低到-2价,作氧化剂,A项不正确;部分S是氧化产物,B项不正确;硫酸铜是氧化剂,因此1 mol CuSO4氧化了 mol的S,C项不正确;5 mol FeS2中有3.5 mol是氧化剂,则有1.5 mol是还原剂,所以被还原的S和被氧化的S的质量比=3.521.52=73,D项正确。11.Cl2可漂白布匹,而Na2S2O3可作为漂白布匹的“脱氯剂”,S2与Cl2反应的产物之一为S。下列说法中错误的是(B)A.“脱氯剂”Na2S2O3是该反应的还原剂B.SO2与氯气的漂白原理相同,所以也可以用SO2作纺织工业的漂白剂C.上述反应中,每生成
10、1 mol S,可脱去2 mol Cl2D.根据该反应可判断氧化性:Cl2S【解析】由题意知,该反应的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+。A项,S2中硫元素化合价升高,Na2S2O3作还原剂,正确;B项,SO2漂白的原理是SO2和有色物质反应生成无色物质,氯气的漂白原理是氯气和水反应生成的次氯酸有强氧化性,能漂白有色物质,两者原理不同,错误;C项,每生成1 mol S,可脱去2 mol Cl2,正确;D项,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性:Cl2S,正确。二、非选择题(共34分)12.(11分)(2015福建福清西山高中模拟)双氧水和漂白粉具有广泛用途。H2O2既有
11、氧化性又有还原性,稳定性较差,能微弱电离,可以看成是二元弱酸。根据要求回答下列问题:(1)过氧化氢电离方程式为H2O2H+H+。(2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。(3)通常情况下,铜粉不溶于稀硫酸,但添加某种物质后则可反应生成硫酸铜(必要时可以加热)。加入或通入下列物质时,肯定不能促使铜粉溶解的是C(填字母代号)。A.O2B.H2O2C.FeCl2D.NaNO3E.FeCl3(4)配平下列反应方程式,并标明电子转移方向和数目:2+3H2SO41K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O(5)在酸化的硫酸亚铁溶液中滴加KSC
12、N溶液,无明显变化,再滴入双氧水,溶液变红。过氧化氢参与反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。【解析】(1)书写电离方程式可类比于H2CO3的电离:H2O2H+H+。(2)工业上用Cl2与石灰乳反应制取漂白粉。(3)酸性条件下,O2、H2O2、N都能将铜氧化为Cu2+,Fe3+具有强氧化性,能够将铜氧化:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。(4)反应中KO4Mn2+,得5e-,H2,失2e-,利用得失电子守恒可知:KMnO4与H2O2的计量系数之比为25;然后根据元素守恒即可配平反应方程式。(5)双氧水具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+:2Fe2+H2O2+2H+
13、2Fe3+2H2O。13.(12分)(2016衡阳五校联考)化学实验的微型化可有效地减少污染,实现化学实验绿色化的要求。某学生按下列操作做一个实验:在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1 mol/L的KBr、KI(含淀粉)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴,每种液滴彼此分开,围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示),在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体,向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸,再立即将表面皿盖好(e处反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O)。(1)e处反应中被氧化的HCl与参加反应的HCl的物质的量
14、之比为58。(2)b处的实验现象为溶液由无色变为蓝色。(3)c处反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,标准状况下,当有0.224 L Cl2被NaOH溶液吸收后,转移电子的物质的量为0.01mol。(4)通过该实验比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性,则氧化性由强到弱的顺序是KMnO4Cl2FeCl3。【解析】(1)根据反应2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O知被氧化的HCl与参加反应的HCl的物质的量之比为58。(2)b处KI与氯气反应生成I2,I2遇淀粉溶液变蓝。(3)c处反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+N
15、aClO+H2O,当有1 mol Cl2反应时转移1 mol e-。(4)根据氧化剂的氧化性强于氧化产物知氧化性:KMnO4Cl2FeCl3。14.(11分)(2015河北省衡水中学调研)过渡金属的离子具有很多不同的化合价,并且不同价态会有不同的颜色。钒离子的颜色尤其多。用锌瓶盛装含钒的溶液经常被用于化学演示,因为这溶液的颜色会随着钒元素的化合价态改变而改变,分别变成黄色、蓝色、绿色、淡紫色等。种类颜色化合价V(s)金属光泽的银白色、灰色0V2+(aq)淡紫色+2V3+(aq)绿色+3VO2+(aq)深蓝色+4V(aq)黄色+5+2价钒离子(V2+)经常被用于氧化还原滴定含Fe3+的未知浓度溶
16、液,使在酸性环境中的Fe3+转变成Fe2+。(1)请写出该反应的离子方程式:V2+Fe3+V3+Fe2+。Fiona,一个年轻的分析化学家,决定配制0.500 mol/L的+2价钒离子的硫酸盐溶液(VSO4),她用一瓶含结晶水的硫酸氧钒溶液(VOSO42H2O),但这溶液中溶解了夹杂少量水银催化剂的过量锌粒。由于天色将晚,Fiona决定先把溶液过滤并放置,以便第二天可以完成滴定。可是,事与愿违,Fiona发现她精心准备的淡紫色溶液居然部分转变成了浅绿色。(2)写出在空气中V2+发生的可能反应:4V2+O2+4H+4V3+2H2O。Fiona粗略地了解了一些原理后,决定用如图装置进行滴定。这个装
17、置便于制取和存储V2+,并且充满H2以隔绝空气。Fiona懂得很少量的溶解氧也能影响滴定效果。为了求得含Fe3+的溶液浓度,她往含Fe3+的溶液中滴加饱和Na2CO3溶液,生成红褐色沉淀;接着又滴加稀盐酸,产生了气泡,这些气泡用以赶跑溶液中很少量的溶解氧。(3)写出生成红褐色沉淀可能的离子方程式:2Fe3+3C+3H2O2Fe(OH)3+3CO2。取25.00 mL含Fe3+的溶液,用V2+标准溶液滴定。滴定过程中的指示剂为KSCN。所需标准液的体积平均为22.14 mL。(4)Fe3+溶液的浓度为0.443mol/L(计算结果保留3位有效数字)。为了改进滴定的精确度,V2+溶液用标准KMnO
18、4溶液滴定。已知反应中V2+转变为V,Mn转变为Mn2+。(5)写出V2+和Mn反应的离子方程式:5V2+3Mn+3H2O5V+3Mn2+6H+。【解析】(1)根据题意知反应的离子方程式为V2+Fe3+V3+Fe2+。(2)根据溶液变成了浅绿色知V2+在空气中被氧化生成V3+。(3)生成的红褐色沉淀是Fe(OH)3,故Fe3+与C发生相互促进的水解反应,生成了Fe(OH)3沉淀和CO2气体。(4)滴定过程中由于发生反应V2+Fe3+V3+Fe2+,故n(Fe3+)=n(V2+)=0.02214 L0.5 mol/L=0.01107 mol,所以c(Fe3+)=0.01107 mol/0.025 L0.443 mol/L。(5)利用得失电子守恒和质量守恒配平。