1、课时梯级作业 五氧化还原反应(45分钟100分)一、选择题(本题包括12小题,每题6分,共72分)1.下列过程中,没有发生氧化还原反应的是()A.钻木取火B.青铜器生锈C.燃放烟花爆竹D.利用焰色反应检验Na+【解析】选D。钻木取火、青铜器生锈、燃放烟花爆竹,都有氧气参与反应,存在元素化合价的变化,故A、B、C项都属于氧化还原反应;焰色反应属于物理变化,不是氧化还原反应。2.下列变化需要加入适当的氧化剂才能完成的是()A.CuOCuB.H2SO4H2C.FeFeCl2D.HNO3N2【解析】选C。CuOCu中铜元素的化合价降低,则需要加入合适的还原剂来实现,A错误;H2SO4H2中氢元素的化合
2、价降低,则需要加入合适的还原剂来实现,B错误;FeFeCl2中铁元素的化合价升高,则需要加入氧化剂才能实现,C正确;HNO3N2中氮元素的化合价降低,则需要加入合适的还原剂来实现,D错误。3.已知X和Y是两种单质,X+YX2+Y2-。下列叙述正确的是()X被氧化X是氧化剂Y2-是还原产物X2+具有氧化性Y2-具有还原性Y单质氧化性比X2+氧化性强A.B.C.D.【解析】选C。根据X化合价升高被氧化,得X是还原剂,X2+是氧化产物;Y化合价降低被还原,Y是氧化剂,Y2-是还原产物;氧化剂和氧化产物都有氧化性,还原剂和还原产物都有还原性,正确的是,故C正确。4.已知Fe2+或I2能与H2O2在一定
3、条件下发生下列反应:Fe2+:H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O;H2O2+2Fe3+2Fe2+2H+O2。I2:H2O2+I22HIO;下列说法错误的是()A.通过反应可知Fe2+为过氧化氢分解的催化剂B.根据反应可知,在该条件下,氧化性:H2O2Fe3+C.1 mol H2O2分解,转移的电子数为2NAD.反应为2HIO+H2O2I2+2H2O+O2【解析】选C。反应相加的总反应恰好为过氧化氢的分解:2H2O22H2O+O2,并且反应前后Fe2+无变化,A正确。反应H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O中,过氧化氢为氧化剂,Fe3+为氧化产物,所以氧化性:H2O2Fe3+,
4、B正确。过氧化氢分解方程式为2H2O22H2O+O2,反应的电子转移数为2NA,所以1 mol H2O2分解,转移的电子数为NA,C错误。过氧化氢分解反应为2H2O22H2O+O2,减去反应得到反应为2HIO+H2O2I2+2H2O+O2,D正确。5.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,蓝色溶液变为棕色。再向反应后的溶液中通入过量的SO2气体,溶液变成无色。则下列说法正确的是()A.通入22.4 L SO2参加反应时,有2NA个电子发生转移B.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性C.滴加KI溶液时,KI被氧化,CuI是氧化产物D.上述实验条件下,物
5、质的氧化性:Cu2+I2SO2【解析】选D。A中没指明气体状况为标准状况下,22.4 L SO2的物质的量不一定为1 mol,故A错误;二氧化硫具有还原性,通入碘水发生反应SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI而使碘水褪色,故B错误;在反应2CuSO4+4KI2K2SO4+2CuI+I2中Cu的化合价降低,CuI是还原产物,故C错误;氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性,在反应2CuSO4+4KI2K2SO4+2CuI+I2中,Cu2+为氧化剂,I2为氧化产物,所以氧化性:Cu2+I2;在反应SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI中,I2为氧
6、化剂,SO2为还原剂,所以氧化性:I2SO2;即物质的氧化性:Cu2+I2SO2,故D正确。【加固训练】氯酸是一种强酸,浓度超过40%时会发生分解,反应可表示为aHClO3bO2+cCl2+dHClO4+eH2O,下列有关说法错误的是()A.由反应可确定:氧化性HClO3O2B.由非金属性ClS,可推知酸性HClO3H2SO4C.若1 mol氯酸分解所得混合气体的质量为45 g,则反应方程式可表示为3HClO32O2+Cl2+HClO4+H2OD.若化学计量数a=8,b=3,则该反应转移电子数为20e-【解析】选B。A项,HClO3能将-2价的O氧化成O2,说明HClO3的氧化性大于O2;B项
7、,HClO3不是最高价含氧酸,不能与硫酸比较酸性的强弱;C项,混合气体的平均相对分子质量为45,据十字交叉法可计算n(O2)n(Cl2)=(71-45)/(45-32)=21;D项,由已知计量数可知,d+2e=8,4d+e=24-6=18,解得d=4,e=2,由此得出反应的方程式为8HClO33O2+2Cl2+4HClO4+2H2O,只有生成Cl2得电子,故转移电子数为225e-=20e-。6.NaIx在碱性溶液中可被Cl2氧化为NaIO3,若反应中NaIx与Cl2的物质的量之比为18,则x的值为()A.2B.3C.4D.5【解析】选B。在NaIx中I的化合价为-,根据得失电子守恒,可得x=2
8、8,解得x=3。7.新型纳米材料MFe2Ox(3xyD.SO2发生了置换反应【解析】选B。题干中SO2S化合价降低,被还原,因此SO2作氧化剂,A错误;SO2的化合价降低,则MFe2Ox中价态应是升高,作还原剂,B正确;MFe2Ox+SO2S+MFe2Oy,根据氧原子守恒,yx,故C错误;置换反应有单质参加和生成,此反应没有单质参加,故D错误。8.把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。对该氧化还原反应的离子方程式,下列说法不正确的是 ()A.I作氧化剂,具有氧化性B.氧化性: Mn IC.氧化剂和还原剂的物质的量之比为52D.若有2 mol Mn2+参
9、加反应,则转移10 mol电子【解析】选B。已知Mn2+是反应物,反应后生成Mn,则Mn2+失电子作还原剂,含有碘元素的离子在反应中作氧化剂,碘元素应该得电子化合价降低,所以I是反应物,I是生成物,根据元素守恒知,水是反应物,根据氧化还原反应中化合价升降数值相等以及原子守恒知识,可以得出该反应方程式为2Mn2+5I+3H2O2Mn+5I+6H+,再根据各物理量之间的关系式判断。I中的碘元素在反应中化合价降低,作氧化剂,具有氧化性,故A正确;该反应的氧化剂是I,氧化产物是Mn,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性强弱顺序是IMn,故B错误;氧化剂I和还原剂Mn2+的物质的量之比为52
10、,故C正确;根据反应方程式:2Mn2+5I+3H2O2Mn+5I+6H+,有2 mol Mn2+参加反应时,转移电子的物质的量是2 mol(7-2)=10 mol,故D正确。9.据统计城市机动车辆每年以15%至20%的速度增长,交通事故也频发,汽车在剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2。则下列判断正确的是 ()A.还原剂与氧化产物的物质的量之比为58B.若氧化产物比还原产物多1.4 mol则转移电子为1 molC.每生成1.6 mol N2,则有0.2 mol KNO3被氧化D.NaN3是只含有离子键的离子化合物【解析】选B。KNO3为氧化剂,N
11、aN3为还原剂,N2既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物占,则还原剂与氧化产物的物质的量之比为10(16)=23,故A错误;由反应可知,转移10 mol电子时氧化产物比还原产物多14 mol,则氧化产物比还原产物多1.4 mol则转移电子为1 mol,故B正确;反应中KNO3是氧化剂,被还原,故C错误;NaN3是含有离子键和非极性共价键的离子化合物,故D错误。10.已知2Fe3+2I-I2+2Fe2+、2Fe2+Br22Br-+2Fe3+。现向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液,结果溶液变为红色,则下列叙述中正确的是()氧化性:Br2F
12、e3+I2原溶液中Br-一定被氧化通入氯气后,原溶液中的Fe2+一定被氧化不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2+若取少量所得溶液,加入CCl4后静置,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中Fe2+、Br-均被完全氧化A.B.C.D.【解析】选B。由已知的两个离子方程式及同一个反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性Fe3+I2、Br2Fe3+,故正确;向溶液中滴加KSCN,溶液变为红色说明溶液中含有Fe3+,则说明溶液中无I-存在,又氧化性Cl2Br2 Fe3+I2,氯气的量不确定,则Br-不一定被氧化,故错误;正确;由上述分析可知溶液中存在Fe3
13、+,但不能确定是否所有的Fe2+均被氧化为Fe3+,故正确;上层溶液中若含Br-,则产生淡黄色沉淀,只产生白色沉淀,则说明溶液中含Cl-,即溶液中的Fe2+、Br-均被完全氧化,故正确。11.NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式为Mn+N+ Mn2+N+H2O。下列叙述中正确的是()A.该反应中N被还原B.反应过程中溶液的pH减小C.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4D.方框中的粒子是OH-【解析】选C。N中N的化合价升高,N被氧化,A项错误;根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2Mn+5N+6H+2Mn2+5
14、N+3H2O,据此可知B、D项错误,C项正确。12.(能力挑战题)将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO-和Cl两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化示意图如图所示。下列说法正确的是 ()A.苛性钾溶液中KOH的质量是5.6 gB.反应中转移电子的物质的量是0.18 molC.在酸性条件下 ClO-和Cl可生成Cl2D.一定有3.136 L氯气参与反应【解析】选B。氯气和氢氧化钾溶液反应生成次氯酸钾、氯化钾和氯酸钾,根据图象知n(ClO-)=0.08 mol,n(Cl)=0.02 mol,根据得失电子守
15、恒可知生成的氯离子n(Cl-)=0.08 mol(1-0)+0.02 mol(5-0)=0.18 mol,且转移电子物质的量为0.18 mol,根据物料守恒可知n(K+)=n(Cl-)+n(ClO-)+n(Cl)=0.18 mol+0.08 mol+0.02 mol=0.28 mol。A、通过以上分析可知,氢氧化钾的物质的量是0.28 mol,质量是0.28 mol56 gmol-1=15.68 g,故A错误;B、根据上述分析可知,反应中转移电子的物质的量是0.18 mol,故B正确;C、因ClO-中Cl的化合价是+1价,Cl中Cl的化合价是+5价,而Cl2中Cl的化合价是0价,所以ClO-和
16、Cl中Cl的化合价都比Cl2中Cl的化合价高,故ClO- 和Cl不可能生成Cl2,所以C错误;D、因n(Cl-)+n(ClO-)+n(Cl)=0.18 mol+0.08 mol+0.02 mol=0.28 mol,则根据原子守恒可知Cl2的物质的量是0.14 mol,但题目未说明是标准状况,所以无法计算Cl2的体积,故D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共28分)13.(14分)消毒剂在生产生活中有极其重要的作用,开发具有广谱、高效、低毒的杀菌剂和消毒剂是今后发展的趋势。(1)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl-)、O3(1 mol O3转化为1 mol O2和1 mol H2O)等
17、物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是_(填序号)。A.Cl2B.H2O2C.ClO2D.O3(2)H2O2有时可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。如消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN),经以下反应实现:KCN+H2O2+H2OA+NH3,则生成物A的化学式为_,H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是_。(3)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年。亚氯酸不稳定,可分解,反应的离子方程式为HClO2ClO2+H+Cl-+H2O(未配平)。在该反应中,当有1 mol ClO2生成时转移的电子个数约为_。(4)“84”消毒液(主要成分是NaClO)和洁厕剂
18、(主要成分是浓盐酸)不能混用,原因是 _(用离子方程式表示)。(5)实验室常用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,反应的化学方程式为_。被还原的元素是_,还原剂是_,氧化产物是_。【解析】(1)1 mol Cl2、H2O2、ClO2、O3分别消毒时,转移电子依次为1 mol、1 mol、5 mol、2 mol,等物质的量的上述物质反应,ClO2转移的电子数最多,消毒效率最高。(2)根据元素守恒原理,可知反应KCN+H2O2+H2OA+NH3中的A为KHCO3。在反应中,H2O2作氧化剂,其还原产物H2O没有污染性。(3)该反应是氯元素化合价既升高又降低的反应,HClO2中+3价的氯元素一部分升高
19、到ClO2中的+4价,一部分降低到-1价。当有1 mol ClO2生成时,反应中转移1 mol电子,即转移的电子个数约为6.021023。(4)ClO-与浓盐酸中的Cl-会发生反应生成有毒的Cl2。(5)反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,Mn从+7价下降至+2价,被还原;HCl中-1价的氯部分化合价升高作还原剂;HCl被氧化得到氧化产物Cl2。答案:(1)C(2)KHCO3H2O2作氧化剂,其还原产物是H2O,没有污染(3)6.021023(4)ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O(5)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+
20、5Cl2+8H2OMnHClCl214.(14分)(能力挑战题)(1)已知Fe(OH)3能与次氯酸盐发生如下反应(未配平):Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O。已知有10.7 g Fe(OH)3参加反应,共转移了0.3NA个电子,则n=_,Fe中铁元素的化合价为_。根据所学的知识,推测Fe能和下列_(填序号)物质反应。A.KMnO4B.SO2C.H2SD.O2(2)KnFeO4可作为水处理剂,简要说明KnFeO4作为水处理剂时所起的作用:_。(3)干法制备KnFeO4的主要反应为FeSO4+Na2O2NanFeO4+Na2O+Na2SO4+O2(未配平)。配平后的反应方程式为
21、 _。该反应中的氧化剂是_,还原剂是_,每生成1 mol NanFeO4转移_mol电子。【解析】(1)10.7 g Fe(OH)3的物质的量为0.1 mol,所以如果1 mol Fe(OH)3参加反应,则转移3 mol电子,Fe的化合价升高3价,为+6价,n=2;根据信息可知Fe为强氧化剂,能与还原剂SO2、H2S反应。(2)K2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降。(3)该反应中得电子的物质是过氧化钠,失电子的物质是过氧化钠和硫酸亚铁,所以氧化剂是过氧化钠,还原剂是过氧化钠和硫酸亚铁;反应方程式为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2转移电子 2 mol 10 mol 1 mol 5 mol所以每生成1 mol Fe转移电子5 mol。答案:(1)2+6B、C(2)高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降(3)2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2Na2O2Na2O2和FeSO45