第三講 氧化還原反應一、選擇題1火星的巖層中含有豐富的高氯酸鹽，實驗室中可用碘水測定其含量，相關反應為：ClOI2ClIO，則X、Y分別為()AH、H2O BOH、H2OCH2O、H DH2O、OH解析由反應式可知，ClOCl氯元素由71，降低8價，I2IO碘元素由05，升高5價，綜合得失電子守恒和質量守恒，配平得：5ClO4I28OH=5Cl8IO4H2O知X為OH，Y為H2O。故B正確。答案B2根據(jù)以下幾個反應：Cl22KI=2KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32FeCl32KI=2FeCl22KClI2I2SO22H2O=H2SO42HI判斷氧化性由強到弱的順序是 ()ACl2I2Fe3SO2 BCl2Fe3I2SO2CCl2Fe3SO2I2 DFe3I2Cl2SO2解析先找出每個反應中有關物質(離子)氧化性或還原性的強弱，然后再將幾個不等式比較，即可得出結論。答案B3在一種酸性溶液中，可能存在NO、I、Cl、Fe3中的一種或幾種離子，向該溶液中加入溴水，溴單質被還原，則以下推測中不正確的是()A一定有碘離子B可能含鐵離子C可能有氯離子 D不含硝酸根離子解析溴單質能氧化的離子只有I，一定有碘離子，而Fe3和NO(H)能氧化I，故一定不含F(xiàn)e3和NO，可能含有Cl。答案B4下列物質中，按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是()AF2、K、HCl BCl2、Al、H2CNO2、Na、Br2 DO2、SO2、H2O解析元素具有最高價時只有氧化性，具有最低化合價時只有還原性，而處于中間價態(tài)時既具有氧化性又具有還原性；F無正價，故只具有氧化性；K沒有負化合價，只具有還原性；HCl中H具有氧化性，Cl具有還原性。答案A5高爐煉鐵過程中既被氧化又被還原的元素是()A鐵 B氮 C氧 D碳解析高爐煉鐵過程中，碳與氧氣反應生成二氧化碳，碳元素被氧化；二氧化碳在高溫下與碳反應生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被還原；CO再與Fe2O3反應，可得到鐵，其中一氧化碳中的碳被氧化。答案D6Na2FeO4是一種高效多功能水處理劑。一種制備Na2FeO4的方法可用化學方程式表示如下：2FeSO46Na2O2=2Na2FeO42Na2O2Na2SO4O2，下列說法中不正確的是()ANa2O2在上述反應中只作氧化劑BNa2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物CNa2FeO4處理水時，既能殺菌，又能在處理水時產(chǎn)生膠體凈水D2 mol FeSO4發(fā)生反應時，共有10 mol電子發(fā)生轉移解析6份的Na2O2中只有1份中的氧失去電子變成氧氣，另外5份中的氧得到電子變成2價的氧，A項錯；2 mol Fe2轉化為6價的鐵時，轉移8 mol電子，再加上生成1 mol O2時Na2O2失去的2 mol電子，反應中共轉移10 mol電子，D項對。答案A7銻(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在，我國銻的蘊藏量占世界第一。從硫化物中提取單質銻一般是先在高溫下將硫化物轉化為氧化物，再用碳還原：2Sb2S33O26FeSb4O66FeSSb4O66C4Sb6CO關于反應、的說法正確的是()A反應中的氧化劑分別是Sb2S3、Sb4O6B反應中每生成3 mol FeS時，共轉移6 mol電子C反應說明高溫下Sb的還原性比C強D每生成4 mol Sb時，反應與反應中還原劑的物質的量之比為43解析在中Sb、S兩元素的化合價沒有變化，所以Sb2S3既不是氧化劑，也不是還原劑；中碳是還原劑，其還原性強于Sb；生成4 mol Sb時中的還原劑是6 mol Fe，中還原劑是6 mol C，物質的量之比應為11，故B項正確。答案B8已知：向KMnO4晶體中滴加濃鹽酸，產(chǎn)生黃綠色氣體；向FeCl2溶液中通入少量實驗產(chǎn)生的氣體，溶液變黃色；取實驗生成的溶液滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍色。下列判斷正確的是 ()A上述實驗證明氧化性：MnO>Cl2>Fe3>I2B上述實驗中，共有兩個氧化還原反應C實驗生成的氣體不能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍D實驗證明Fe2既有氧化性又有還原性解析向KMnO4晶體滴加濃鹽酸，化學方程式為：2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，KMnO4MnCl2得到電子，KMnO4作氧化劑，MnCl2為還原產(chǎn)物；向FeCl2溶液中通入氯氣，化學方程式為2FeCl2Cl2=2FeCl3，其中氧化劑為氯氣，F(xiàn)eCl3即是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物；的方程式為：2KI2FeCl3=2KCl2FeCl2I2，F(xiàn)eCl3為氧化劑，KI為還原劑，F(xiàn)eCl2為還原產(chǎn)物，I2為氧化產(chǎn)物，由此可知A正確；這三個反應均有化合價的變化，均為氧化還原反應，B不正確；氯氣的氧化性大于FeCl3，所以氯氣也能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，C錯誤；實驗發(fā)生的反應可知Fe2具有還原性，不能說明Fe2具有氧化性。答案A二、非選擇題9小明為驗證NO2的氧化性和NO的還原性，設計了如下裝置制取NO2和NO，并驗證其性質，裝置圖如下：(1)寫出甲中反應的離子方程式：_，乙中的現(xiàn)象是_，可證明NO2的氧化性；在丙中鼓入空氣后現(xiàn)象是_，可證明NO的還原性。(2)實驗前丙中充滿水的作用是_(用反應方程式和簡要文字回答)。(3)小華對小明的實驗設計提出了質疑，他認為乙中的現(xiàn)象不足以證明NO2的氧化性，他的理由是_。你認為怎樣才能準確證明NO2的氧化性？(簡要回答出原理和現(xiàn)象即可)_。解析本題利用Cu與濃HNO3的反應制取NO2，再利用NO2與水的反應制NO；分別在不同的裝置中檢驗它們的性質，在小明的實驗設計中乙裝置不能區(qū)分NO2和HNO3是誰氧化了Na2S，故應在無水的環(huán)境中檢驗NO2的氧化性。答案(1)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O溶液變渾濁有紅棕色氣體生成(2)3NO2H2O=2HNO3NO，制取NO，并用排水法收集NO(3)NO2和水反應生成的HNO3是一種氧化性酸，可將Na2S氧化，使溶液變渾濁可將干燥的NO2與干燥的H2S氣體混合，若有淡黃色固體生成，即可證明NO2的氧化性10磷、硫元素的單質和化合物應用廣泛。(1)磷元素的原子結構示意圖是_。(2)磷酸鈣與焦炭、石英砂混合，在電爐中加熱到1 500 生成白磷，反應為：2Ca3(PO4)26SiO2=6CaSiO3P4O1010CP4O10=P410CO每生成1 mol P4時，就有_mol電子發(fā)生轉移。(3)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是常用的還原劑。在維生素C(化學式C6H8O6)的水溶液中加入過量I2溶液，使維生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可測定溶液中維生素C的含量。發(fā)生的反應為：C6H8O6I2=C6H6O62H2I2S2OI2=S4O2I在一定體積的某維生素C溶液中加入a mol·L1 I2溶液V1 mL，充分反應后，用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2，消耗b mol·L1Na2S2O3溶液V2 mL。該溶液中維生素C的物質的量是_mol。解析(2)磷在反應中的價態(tài)由5價變成0價，故每生成1 mol P4就會得到20 mol電子。(3)由題目給出的兩個離子方程式知，n(I2)n(C6H8O6)0.5n(S2O)，即aV1×103n(C6H8O6)0.5bV2×103，則n(C6H8O6)aV1×1030.5bV2×103。答案(1)(2)20(3)(或其他合理答案)11某反應中反應物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。(1)已知KBrO3在反應中得到電子，則該反應的還原劑是_。(2)已知0.2 mol KBrO3在反應中得到1 mol電子生成X，則X的化學式為_。(3)根據(jù)上述反應可推知_(填序號)。a氧化性：KBrO3>H3AsO4b氧化性：H3AsO4>HBrO3c還原性：AsH3>Xd還原性：X>AsH3(4)將氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數(shù)填入下列方框中，并標出電子轉移的方向和數(shù)目。解析(1)該反應為氧化還原反應，KBrO3在反應中得電子，作氧化劑。通過分析各物質化合價知：AsH3中As的化合價升高，AsH3作還原劑。(2)KBrO3中溴的化合價為5,0.2 mol KBrO3得到1 mol電子，1個KBrO3得到5個電子，化合價降低5價，為0，故X為Br2。(3)反應中KBrO3是氧化劑，Br2為還原產(chǎn)物，AsH3為還原劑，H3AsO4為氧化產(chǎn)物，在同一氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，可推知a、c正確。(4)根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等，可配平該反應為：4H2SO45AsH38KBrO3=5H3AsO44Br24H2O4K2SO4。答案(1)AsH3(2)Br2(3)ac(4)8KBrO35A40esH312化學實驗的微型化可有效地減少污染，實現(xiàn)化學實驗綠色化的要求。某學生按下列操作做一個實驗：在一塊下襯白紙的玻璃片的不同位置分別滴加濃度為0.1 mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴，每種液滴彼此分開，圍成半徑小于表面皿的圓形(如下圖所示)，在圓心處放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶體，向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸，再立即將表面皿蓋好。已知：2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O(1)e處反應的離子方程式為_。該反應中發(fā)生反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為_。(2)b處的實驗現(xiàn)象為_，d處的實驗現(xiàn)象為_。(3)c處反應的化學方程式為_。標準狀況下，當有0.224 L Cl2被NaOH溶液吸收后，轉移電子的物質的量為_mol。(4)通過該實驗能否比較Cl2、FeCl3、KMnO4三種物質氧化性的強弱？_(填“能”或“不能”)，若能，其氧化性由強到弱的順序是_。解析(1)根據(jù)e處發(fā)生反應的化學方程式判斷反應中的氧化劑為KMnO4，還原劑為HCl，其中氧化劑和還原劑的物質的量之比為21015，而不是18。(2)b處發(fā)生的反應為2KICl2=2KClI2，I2遇淀粉顯藍色；d處發(fā)生的反應為：2FeCl2Cl2=2FeCl3，F(xiàn)e3和SCN反應使溶液變紅色。(3)Cl2與NaOH溶液反應的化學方程式：當有0.01 mol Cl2被吸收時，轉移0.01 mol電子。(4)e處實驗說明氧化性KMnO4Cl2，d處實驗說明氧化性Cl2FeCl3，因此，三種物質氧化性強弱順序為：KMnO4Cl2FeCl3。答案(1)2MnO16H10Cl=2Mn25Cl28H2O15(2)溶液由無色變?yōu)樗{色溶液由淺綠色變?yōu)榧t色(3)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O0.01(4)能KMnO4Cl2FeCl3