1、专题四氧化还原反应高考试题考点一 氧化还原反应基本概念1.(2012年广东理综,10,4分)下列应用不涉及氧化还原反应的是()A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.工业上电解熔融状态的Al2O3制备AlC.工业上利用合成氨实现人工固氮D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3解析:A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂是Na2O2与CO2反应生成O2,在这个反应中存在电子的得失,属于氧化还原反应。B.工业上电解Al2O3制备Al:2Al2O3(熔融)4Al+3O2,存在电子得失,属于氧化还原反应。C.工业合成NH3:N2+3H22NH3也是氧化还原反应。D.实验室制备NH3:Ca(OH)2+
2、2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O,没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。答案:D2.(双选题)(2011年上海化学,18,4分)氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是()A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2B.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3C.2F2+2H2O4HF+O2D.2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2解析:反应Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr中,水既不是氧化剂又不是还原剂。A中水既不是氧化
3、剂又不是还原剂;B中水既非氧化剂又非还原剂;C中水作还原剂;D中反应实质是:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,水作氧化剂。答案:CD3.(2010年安徽理综,7,6分)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为:Li2NH+H2LiNH2+LiH,下列有关说法正确的是()A.Li2NH中N的化合价是-1B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂C.Li+和H-的离子半径相等D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同解析:根据化合物中各元素化合价代数和为零,可知Li2NH中氮元素的化合价为-3,A选项错;H2中有一个
4、氢原子得到电子形成LiH作氧化剂,有一个氢原子失去电子,形成LiNH2作还原剂,B选项正确;Li+和H-的电子层结构相同,原子半径取决于核电荷数,核电荷数越大,半径越小,所以r(Li+)Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为:aFe2+bBr-+cCl2dFe3+eBr2+fCl-下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是()A.243226B.021012C.201202D.222214解析:因氧化性:Br2Fe3+,则还原性:Br-Br2I2Bc处先变红,后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性
5、物质De处变红色还原性:Fe2+Cl-解析:a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性:Cl2I2、Cl2Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;e处变红,说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+将Cl2还原为Cl-,可证明还原性:Fe2+Cl-,D项正确。答案:D3.(双选题)(2010年海南化学,7,4分)下列物质中既有氧化性又有还原性的是()A.HClOB.Al2O3
6、C.N2O3D.SiO2解析:在化合物中,元素处于中间价态时,既可表现氧化性,又可表现还原性,HClO中Cl元素为+1价,N2O3中N元素为+3价,满足题意要求。答案:AC4.(2009年上海化学,7,3分)在下列变化:大气固氮,硝酸银分解,实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是()A.B.C.D.解析:大气固氮:N2+O22NO,其中氮元素的化合价升高被氧化;硝酸银分解:2AgNO32Ag+2NO2+O2,其中氮元素的化合价降低被还原;实验室制氨气:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O,其中氮元素的化合价既不升高也不降低,故既
7、不被氧化又不被还原。答案:A5.(双选题)(2009年广东化学,17,4分)常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O2Fe3+H2O22Fe2+O2+2H+。下列说法正确的是()A.H2O2的氧化性比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降C.在H2O2分解过程中,Fe2+和Fe3+的总量保持不变D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+解析:结合题给两个方程式,根据氧化性、还原性强弱比较规律可得H2O2的氧化性Fe3+的氧化性,H2O2的还原性Fe2+的还原性,A错;H2O2显弱酸性,
8、H2O2分解:2H2O22H2O+O2,酸性降低,pH增大,B错;在H2O2分解过程中,Fe3+或Fe2+作催化剂,所以两者总量不变,C对;因为Fe2+可导致H2O2分解,所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+,D对。答案:CD考点三 氧化还原反应的配平及相关计算1.(2013年上海化学,22,4分)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体V L(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和S)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO 12.0 g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为11,则V可能为()A.9.0 LB.13.5 LC.15
9、.7 LD.16.8 L解析:若混合物全是CuS,其物质的量为mol=0.15 mol,电子转移:0.15(6+2)mol=1.2 mol,因NO与NO2两者体积相等,设NO x mol,NO2 x mol,根据电子守恒列式得:3x+x=1.2,计算得x=0.3,则气体体积V=0.622.4 L=13.44 L;若混合物全是Cu2S,其物质的量为0.075 mol,转移电子:0.07510 mol=0.75 mol,设NO为x mol,NO2为x mol,则根据电子守恒列式得:3x+x=0.75,计算得x=0.187 5,气体体积V=0.37522.4 L=8.4 L,因此V应介于8.4 L1
10、3.44 L之间,故选A。答案:A2.(2012年海南化学,6,2分)将0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 molL-1 M溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是()A.MB.M2+C.M3+D.MO2+解析:设反应后M元素的化合价为+x,参加反应的M的物质的量为0.002 mol,参加反应的锌的物质的量为0.003 mol,根据氧化还原反应中得失电子守恒,可得(5-x)0.002=0.0032,解得x=2,故选B。答案:B3.(2011年大纲全国理综,13,6分)某含铬(Cr2)废水用硫酸亚铁铵FeSO4(NH4)2SO46H2O处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉
11、淀经干燥后得到n mol FeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是()A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x)molB.处理废水中Cr2的物质的量为 molC.反应中发生转移的电子数为3nx molD.在FeOFeyCrxO3中,3x=y解析:在FeyCrxO3中,Fe为+3价,Cr为+3价,所以有x+y=2,又根据电子守恒yFe2+yFe3+,FeyO3得3x=y ,所以D正确;生成n mol FeOFeyCrxO3转移电子为3nx mol,所以C正确,处理废水中Cr2的物质的量,根据Cr元素守恒,知为 mol,B正确。消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(1+y)mo
12、l 或n(1+3x)mol 或n(3-x)mol,A错。故选A。答案:A4.(2013年福建理综,24,14分)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等杂质。其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的S,其原因是 已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10、Ksp(BaCO3)=5.110-9该法工艺原理示意图如图。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到
13、的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为 。(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:(D)+24NaClO3+12H2SO4ClO2+CO2+18H2O+(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的倍。解析:(1)由于所加物质都是过量的,前面加入的物质应被后面的物质除去,所以首先应加入过量的BaCl2溶液来沉淀S,过量的BaC
14、l2可经后面加入的Na2CO3溶液除去。观察BaSO4和BaCO3的Ksp不难发现,两者相差不大,在C浓度比较大时,BaSO4会转化为BaCO3而生成S。电解时,能得到H2,从ClO2发生器出来的气体可以合成HCl,说明有Cl2,因此可利用的单质是H2、Cl2,在发生器中发生的反应是2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O。(2)纤维素水解的最终产物是葡萄糖(C6H12O6),其具有还原性。依据原子守恒可知另一种产物应是Na2SO4,利用化合价升降法可配平。(3)氧化相同量的CN-,Cl2和ClO2转移的电子数应相同。1 mol Cl22Cl-转移2 mol e-,1
15、mol ClO2Cl-转移5 mol e-,则转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为52。答案:(1)BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)H2、Cl22NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(2)1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2+6CO2+18H2O+12Na2SO4(3)2.55.(2010年上海化学,24,8分)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层会逐渐
16、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(如果系数是1,不用填写):+HIO3+。(2)整个过程中的还原剂是。(3)把KI换成KBr,则CCl4层变成色;继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是。(4)加碘盐中含碘量为20 mg50 mg/kg。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Cl2L(标准状况,保留2位小数)。解析:(1)CCl4层变紫色,说明有I2生成,继续滴加氯水,I2又被氧化生成HIO3,同时生成HCl。据氧化还原反应中的电子得
17、失守恒得反应的化学方程式为:(2)根据题意,反应过程中Cl2首先氧化KI生成单质碘,Cl2过量时I2继续被氧化生成HIO3,因此整个过程中还原剂为KI和I2。(3)Cl2与KBr反应生成Br2,Br2溶于CCl4呈红棕色;由题中现象可知,Cl2不能氧化Br2生成HBrO3,所以氧化性顺序为:HBrO3Cl2HIO3。(4)要消耗最少的Cl2,则含碘量为最低值。I-KIO33Cl21 mol 3 mol mol n(Cl2)则n(Cl2)= mol,V(Cl2)= mol22.4 L/mol=10.58 L。答案:(1)5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl(2)KI、I2(3)红棕HB
18、rO3Cl2HIO3(4)10.58模拟试题考点一 氧化还原反应基本概念1.(2013山东泰安模拟)已知Cu+在酸性条件下能发生下列反应:Cu+Cu+Cu2+(未配平)。NH4CuSO3与足量的1.0 molL-1硫酸溶液混合微热,产生下列现象:有红色金属生成有刺激性气味气体产生溶液呈蓝色。据此判断下列说法一定合理的是()A.该反应显示硫酸具有酸性B.NH4CuSO3中铜元素全部被氧化C.刺激性气味的气体是氨气D.反应中硫酸作氧化剂解析:NH4CuSO3中的Cu显+1价,由题给信息知,加入H2SO4后,Cu+Cu+Cu2+,所以铜元素部分被氧化,部分被还原,B错;S+2H+SO2+H2O,刺激
19、性气味气体为SO2,C错;H2SO4中各元素化合价未变,D错。答案:A2.(2013合肥质检)在Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2反应中,下列说法中正确的是()A.Cu2O在反应中被氧化B.Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂C.Cu既是氧化产物又是还原产物D.若反应中转移12 mol电子,则生成6 mol Cu解析:,由此可见,Cu2S既是氧化剂又是还原剂,Cu2O是氧化剂,Cu是还原产物,SO2是氧化产物,该反应转移6 mol电子。答案:B3.(2013衡阳八中质检)过氧化氢溶液俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。回答下列有关双氧水的问题:(1)下述反应中,H2O2仅体现氧化
20、性的反应是(填代号)。A.Na2O2+2HCl2NaCl+H2O2B.Ag2O+H2O22Ag+O2+H2OC.2H2O22H2O+O2D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH2K2CrO4+3K2SO4+8H2O(2)保存双氧水的试剂瓶上最适合贴上的一个标签是(填代号)。(3)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,试指出生成物A的化学式为。解析:(1)物质中所含元素化合价降低,得到电子的反应是还原反应,该物质就作氧化剂,所以选项D正确。A中H2O2是生成物,且该反应不是氧化还
21、原反应;B中H2O2是还原剂,C中H2O2既是氧化剂,也是还原剂,答案选D。(2)过氧化氢是一种氧化剂,所以选项B正确。(3)根据原子守恒和电子得失守恒可知,生成物A应该是KHCO3。答案:(1)D(2)B(3)KHCO3考点二 氧化还原反应的规律及应用4.(2013陕西长安一中模拟)有下列三个反应:Cl2+FeI2FeCl2+I22Fe2+Br22Fe3+2Br-Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2+3H2O,下列说法中正确的是()A.中氧化产物分别是FeCl2、Fe3+、Cl2B.根据以上方程式可以得到氧化性Cl2Co2O3Fe3+C.在反应中生成1 mol Cl2时,有2 mol H
22、Cl被氧化D.根据反应一定可以推理得到Cl2+FeBr2FeCl2+Br2解析:中的氧化产物为I2,A错;根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知氧化性Co2O3Cl2Fe3+,B错;根据氧化还原反应中电子转移情况分析知,C对;根据反应可知,还原性Fe2+Br-,若有Br2产生,则Fe2+全部转化为Fe3+,D错。答案:C5.(2013甘肃高三质检)根据表中信息,判断下列叙述中正确的是()序号氧化剂还原剂其他反应物氧化产物还原产物FeBr2/Cl-KClO3浓盐酸/Cl2KMnO4H2O2H2SO4O2Mn2+A.表中组的反应可能有一种或两种元素被氧化B.氧化性强弱的比较:KClO3Fe3
23、+Cl2Br2C.表中组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6NAD.表中组反应的离子方程式为:2Mn+3H2O2+6H+2Mn2+4O2+6H2O解析:由于Cl2既能氧化Fe2+,也能氧化Br-,所以A正确;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以B不正确,应该是KClO3Cl2Br2Fe3+,中氧化产物和还原产物都是Cl2,转移5NA个电子,C不正确;电子的得失不守恒,应该是2Mn+5H2O2+6H+2Mn2+5O2+8H2O,D不正确。答案:A6.(2013山东临沂)新型纳米材料MFe2Ox(3xy D.氧化性:MFe2OySO2解析:MFe2Ox(3x4)+SO2MFe2Oy+SA项
24、反应中铁元素化合价升高,MFe2Ox(3x4)作还原剂,故正确。B项二氧化硫中的硫元素得电子生成硫,二氧化硫作氧化剂,不是催化剂,故错误。C项根据化合物中元素化合价的代数和为0知,xMFe2Oy,故错误。答案:A考点三 氧化还原反应的配平及相关计算7.(2013四川射洪模拟)下列有关说法正确的是()A.1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NAB.在反应KIO3+6HIKI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2转移的电子数为6NAC.根据反应中HNO3(稀)NO,而HNO3(浓)NO2可知,氧化性HNO3(稀)HNO3(浓)D.含有大量N的溶液中,不能同时大量存在H+、Fe2+、C
25、l-解析:在Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O的反应中,1 mol Cl2参加反应转移电子数为NA,则A项错;在反应KIO3+6HIKI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2转移的电子数为5NA,B项错误;不能根据还原产物的价态确定氧化剂氧化性的强弱,实际上氧化性:HNO3(浓)HNO3(稀),C项错误;N+H+具有强氧化性,能氧化Fe2+,D项正确。答案:D8.(2012杭州师大附中高三模拟)三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。它无色、无臭,在潮湿的空气中能发生下列反应:3NF3+5H2O2NO+HNO3+9HF,下列有关说法正确的是()A.反应中NF
26、3是氧化剂,H2O是还原剂B.反应中被氧化与被还原的原子物质的量之比为21C.若反应中生成0.2 mol HNO3,则反应共转移0.2 mol e-D.NF3在潮湿的空气中泄漏会产生白雾、红棕色气体等现象解析:NF3中N是+3价,F是-1价,HNO3中N是+5价,故此反应是歧化反应,被氧化与被还原的原子都是N,画出双线桥,就可以得出反应中NF3既是氧化剂又是还原剂,H2O既不是氧化剂也不是还原剂;反应中被氧化与被还原的原子物质的量之比为12;若反应中生成0.2 mol HNO3,则反应共转移0.4 mol e-,由题给方程式知,白雾是由HF形成的,红棕色气体是由NO氧化成NO2所致。答案:D9
27、.(2012合肥质检)NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2的反应方程是:Mn+N+Mn2+N+H2O(未配平)。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.中的粒子是OH-解析:先根据得失电子守恒写出:2Mn+5N+2Mn2+5N+H2O,再根据电荷守恒,确定出反应物的中应为阳离子,再结合生成物H2O,知中应为6H+,D错,根据原子守恒,则H2O的系数为3。该反应配平后的反应式为:2Mn+5N+6H+2Mn2+5N+3H2O。反应中Mn是氧化剂,N是还原剂,A错;反应消耗
28、H+,则pH增大,B错;由配平后的离子方程式知,C正确。答案:C综合演练10.(2013浙江嵊泗中学质检)Cu与一定浓度的HNO3反应为:3Cu+2N+xH+3Cu2+2R+yH2O。(1)反应中的x=。(2)反应产物R的化学式为。(3)参加反应的Cu和消耗HNO3的物质的量之比为。(4)1.5 mol Cu完全反应时转移的电子数为。解析:根据化合价升降和电子守恒知R为NO,再根据电荷守恒可知x=8,把此离子方程式改写为化学方程式:3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O,则参加反应的Cu和消耗HNO3的物质的量之比为38,1.5 mol Cu失去电子的数目为1.52NA=3NA
29、。答案:(1)8(2)NO(3)38(4)3NA11.(2013福建四地六校模拟)小明做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上出现了难看的黑斑,老师告诉他可以用草酸的稀溶液进行清洗,其反应的离子方程式为:Mn+H2C2O4+H+CO2+Mn2+(未配平),下列说法中正确的是(填字母)。A.该反应的氧化剂为H2C2O4B.该反应右边横线上的产物为OH-C.该反应配平后H+的化学计量数为6D.在该反应中有1 mol H2C2O4参加反应,转移电子总数为6NA解析:反应物中有H+和氧元素,则生成物中有H2O,最后一个横线上填H2O,B错;配平离子方程式:2Mn+5H2C2O4+6H+10CO2+2Mn
30、2+8H2O,则1 mol H2C2O4参加反应,转移电子总数为2NA,D错;Mn为氧化剂,A错。答案:C12.(2012杭州师大附中模拟)氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在4050 时反应可生成它。CuH不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是2Cu+Cu2+Cu。根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答:(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中所起的作用是。(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式 。(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是,如果反应中
31、生成了标准状况下22.4 L的气体,被还原的离子得电子的物质的量是。解析:(1)Cu2+Cu+,铜元素化合价降低,被还原,所以加入的应该是还原剂。(2)CuH在氯气中能燃烧,铜元素和氢元素都被氯气氧化,故可推知产物为氯化铜和氯化氢,根据得失电子守恒和原子守恒就可以配平反应方程式。(3)CuH溶解在稀盐酸中,氢元素发生归中反应,生成的气体为氢气,同时根据信息Cu+在酸性条件下发生的反应是2Cu+Cu2+Cu,综上所述总化学方程式是:2CuH+2HClCuCl2+Cu+2H2,则生成2 mol H2时,转移电子3 mol,生成1 mol H2时,转移电子为1.5 mol。答案:(1)还原剂(2)2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl(3)H21.5 mol