第4節(jié) 氧化還原反應的基本概念一、選擇題1下列物質(zhì)直接參與的過程與氧化還原反應有關(guān)的是()A用乙醚從黃花蒿中提取青蒿素B用浸有酸性高錳酸鉀的硅藻土作水果保鮮劑C生石灰用作煤炭燃燒的固硫劑D服用阿司匹林出現(xiàn)水楊酸反應時用小蘇打解毒解析：選B。A用乙醚從黃花蒿中提取青蒿素，利用了物質(zhì)的溶解性，屬于物理性質(zhì)，A錯誤；B酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能氧化乙烯防止水果成熟，屬于氧化還原反應，B正確；C生石灰是氧化鈣，與二氧化硫反應生成亞硫酸鈣，不是氧化還原反應，C錯誤；D發(fā)生復分解反應生成二氧化碳，不是氧化還原反應，D錯誤。2下列反應中，Na2O2只表現(xiàn)強氧化性的是()A2Na2O22CO2=2Na2CO3O2BNa2O2MnO2=Na2MnO4C5Na2O22MnO16H=10Na2Mn25O28H2OD2Na2O22H2SO4=2Na2SO42H2OO2解析：選B。A項，Na2O2既是氧化劑又是還原劑；B項，Na2O2作氧化劑，表現(xiàn)氧化性；C項，Na2O2作還原劑，表現(xiàn)還原性；D項，Na2O2既是氧化劑又是還原劑。3NaClO2可用作造紙的漂白劑，它由H2O22ClO22NaOH=2NaClO22H2OO2制得，下列說法正確的是()AH2O2是氧化劑，H2O2中的氧元素被還原B每生成1 mol O2轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為4 molCClO2中的氯元素被氧化DClO2是氧化劑，H2O2是還原劑解析：選D。A根據(jù)方程式可知，雙氧水中氧元素的化合價從1價升高到0價，失去電子被氧化，雙氧水是還原劑，A不正確；B雙氧水中氧元素的化合價從1價升高到0價，失去1個電子，因此每生成1 mol O2轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2 mol，B不正確；CClO2中的氯元素化合價從4價降低到3價，得到1個電子被還原，C不正確；D根據(jù)以上分析可知，ClO2是氧化劑，H2O2是還原劑，D正確。4下列反應中，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為12的是()A3S6NaOH=2Na2SNa2SO33H2OB2CH3COOHCa(ClO)2=2HClOCa(CH3COO)2CI22NaClO3=2NaIO3Cl2D4HCl(濃)MnO2MnCl2Cl22H2O解析：選D。 A項氧化劑和還原劑均為S，物質(zhì)的量之比為21；B項為非氧化還原反應；C項NaClO3和I2分別為氧化劑和還原劑，物質(zhì)的量之比為21，D項MnO2和HCl分別為氧化劑和還原劑，4 mol HCl中有2 mol表現(xiàn)出還原性，另外2 mol表現(xiàn)出酸性，即氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為12。5N2O俗稱“笑氣”，曾用作可吸入性麻醉劑。以下反應能產(chǎn)生N2O：3CO2NO23CO2N2O。下列關(guān)于N2O的說法正確的是()A上述反應中每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol COB等物質(zhì)的量的N2O和CO2含有相等的電子數(shù)CN2O只具有氧化性，無還原性DN2O會迅速與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒解析：選B。由化學方程式知，生成1 mol N2O時消耗3 mol CO，A錯誤；1 mol N2O與1 mol CO2都含有22 mol電子，B正確；N2O中氮元素的化合價為1，是氮元素的中間價態(tài)，所以N2O既具有氧化性又具有還原性，C錯誤；N2O可作麻醉劑，則無毒，D錯誤。6工業(yè)上從含硒的廢液中提取硒的方法之一是用硫酸和硝酸處理廢料，獲得亞硒酸和少量硒酸，再與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸(2HClH2SeO4=H2SeO3Cl2H2O)，在亞硒酸溶液中通入SO2，有單質(zhì)硒析出。下列說法錯誤的是()A氧化性：H2SeO4>Cl2>H2SO3B酸性：H2SO4>H2SeO4C析出1 mol硒需要消耗標準狀況下22.4 L SO2D亞硒酸理論上既有氧化性，又有還原性，但還原性不及亞硫酸解析：選C。A在氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性。在2HClH2SeO4=H2SeO3Cl2H2O中，氧化劑是H2SeO4，氧化產(chǎn)物是Cl2，所以氧化性H2SeO4>Cl2；在Cl2SO22H2O=2HClH2SO4反應中，氯氣是氧化劑，H2SO3是還原劑，則氧化性Cl2>H2SO3，A項正確；B同一主族的元素，元素的非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性就越強，元素的非金屬性S>Se，所以酸性H2SO4>H2SeO4，B項正確；C根據(jù)氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知，析出1 mol 硒，轉(zhuǎn)移4 mol電子，則需要消耗標準狀況下44.8 L SO2，C項錯誤；D在亞硒酸中Se的化合價為4價，介于該元素的最高化合價和最低化合價之間，理論上既有氧化性，又有還原性，根據(jù)化學反應2HClH2SeO4=H2SeO3Cl2H2O、Cl2SO22H2O=2HClH2SO4，還原性：亞硫酸大于亞硒酸，D項正確。7三氟化氮(NF3)是微電子工業(yè)中一種優(yōu)良的等離子蝕刻氣體。它無色，在潮濕的空氣中能發(fā)生下列反應：3NF35H2O=2NOHNO39HF。下列說法正確的是()A反應中NF3是氧化劑，H2O是還原劑B反應中被氧化與被還原的氮原子的物質(zhì)的量之比為21C若反應生成0.2 mol HNO3，則反應中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子DNF3在潮濕的空氣中泄漏會產(chǎn)生白霧、紅棕色氣體等現(xiàn)象解析：選D。反應3NF35H2O=2NOHNO39HF中，只有N元素的化合價發(fā)生變化，自身發(fā)生氧化還原反應，當有3 mol NF3參加反應，生成2 mol NO、1 mol HNO3，反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為21，結(jié)合方程式以及對應物質(zhì)的性質(zhì)解答該題。A根據(jù)上述分析，只有N元素的化合價發(fā)生變化，NF3既是氧化劑，又是還原劑，A項錯誤；B當有3 mol NF3參加反應，生成2 mol NO、1 mol HNO3，反應中被氧化與被還原的氮原子的物質(zhì)的量之比為12，B項錯誤；C若反應中生成0.2 mol HNO3，N元素化合價由3價升高到5價，則反應共轉(zhuǎn)移0.4 mol e，C項錯誤；D反應中生成NO，與氧氣反應生成紅棕色的NO2，同時生成硝酸，易與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成白霧，D項正確。8將濃鹽酸滴入KMnO4溶液，產(chǎn)生黃綠色氣體，溶液的紫紅色褪去，向反應后的溶液中加入NaBiO3，溶液又變?yōu)樽霞t色，BiO反應后變?yōu)闊o色的Bi3。據(jù)此判斷下列說法正確的是()A滴加鹽酸時，HCl是還原劑，Cl2是還原產(chǎn)物B已知Bi為第A族元素，上述實驗說明Bi具有較強的非金屬性C若有0.1 mol NaBiO3參加了反應，則整個過程轉(zhuǎn)移電子0.4NAD此實驗條件下，物質(zhì)的氧化性：KMnO4NaBiO3Cl2解析：選C。 AHCl中Cl由1價0價，化合價升高，被氧化，作還原劑，氯氣為氧化產(chǎn)物，故錯誤；BBi屬于金屬元素，具有金屬性，故錯誤；C發(fā)生的離子反應方程式為2MnO10Cl16H=2Mn25Cl28H2O，14H5BiO2Mn2=5Bi32MnO7H2O，消耗0.1 mol NaBiO3轉(zhuǎn)移電子0.1 mol20.2 mol，根據(jù)離子反應方程式，消耗n(Mn2)0.04 mol，則第一個離子反應式轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.045 mol0.2 mol，整個過程中轉(zhuǎn)移電子0.4 mol，故正確；D根據(jù)氧化還原反應的強弱規(guī)律，第一個離子反應中得出氧化性：MnO>Cl2，第二個離子反應中得出氧化性：BiO>MnO，因此氧化性有NaBiO3>KMnO4>Cl2，故錯誤。9根據(jù)表中信息，判斷下列敘述中正確的是()序號氧化劑還原劑其他反應物氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物Cl2FeBr2/Fe3、Br2KClO3濃鹽酸/Cl2KMnO4H2O2H2SO4O2Mn2A由表中組的信息可知通入Cl2的量不同，氧化產(chǎn)物可能不同B反應中，當只有少量Cl2時，反應可表示為Cl2Fe2=Fe32ClC表中組反應的還原產(chǎn)物是KCl，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是6eD表中組反應的離子方程式為2MnO3H2O26H=2Mn24O26H2O解析：選A。Cl2與FeBr2反應，Cl2少量時，只氧化Fe2；足量時，可氧化Fe2和Br，A正確； Cl2Fe2=Fe32Cl不符合電荷守恒、得失電子守恒，正確的離子方程式為Cl22Fe2=2Fe32Cl，B錯誤； 組反應的化學方程式為KClO36HCl(濃)=KCl3Cl23H2O，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為Cl2，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為5e，C錯誤；D項中配平錯誤，得失電子不守恒，正確為2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O。10常溫下，在溶液中可發(fā)生以下反應：16H10Z2XO=2X25Z28H2O2A2B2=2A32B2BZ2=B22Z由此判斷下列說法不正確的是()A常溫下反應2A2Z2=2A32Z可以自發(fā)進行BZ元素在反應中被氧化，在反應中被還原C氧化性強弱順序為XO< Z2 <B2 <A3D還原性強弱順序為X2<Z<B<A2解析：選C。還原性Z<A2，常溫下反應2A2Z2=2A32Z可以自發(fā)進行，A正確；Z元素在反應中的化合價升高，被氧化，在反應中的化合價降低，被還原，B正確；從反應可以看出氧化性B2<Z2，C錯誤；還原性強弱順序為X2<Z< B< A2，D正確。二、非選擇題11硫、氯的單質(zhì)和化合物應用廣泛。(1)將硫鐵礦和焦炭按物質(zhì)的量之比為32混合放在煉硫爐中，通入適量空氣中，發(fā)生下列燃燒反應：FeS2CO2Fe3O4COS。配平上述化學反應方程式：_。生成3 mol硫，被氧化物質(zhì)的物質(zhì)的量為_。(2)鹽酸是應用廣泛的酸之一，它具有a.酸性；b.氧化性；c.還原性；d.揮發(fā)性。請回答下列問題：濃鹽酸長時間露置在空氣中，溶液的質(zhì)量減輕，鹽酸表現(xiàn)了_(填序號)。實驗室用稀鹽酸和鋅粒反應制取氫氣，鹽酸表現(xiàn)了_(填序號)，反應的離子方程式為_。用鹽酸除去鐵表面的鐵銹，鹽酸表現(xiàn)了_(填序號)，反應的離子方程式為_。實驗室常用KMnO4和濃鹽酸反應制取Cl2，反應的化學方程式為2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。被還原的元素是_，還原劑是_，氧化產(chǎn)物是_。解析：(1)根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，配平可得：3FeS22C3O2Fe3O42CO6S，被氧化的物質(zhì)為FeS2和C，根據(jù)化學方程式可知，當生成3 mol硫時，消耗FeS2和C的物質(zhì)的量為1.5 mol1 mol2.5 mol。(2)濃鹽酸易揮發(fā)，露置在空氣中溶質(zhì)揮發(fā)使溶液的質(zhì)量減輕。鹽酸與金屬鋅反應的化學方程式為Zn2HCl=ZnCl2H2，其中H化合價下降，表現(xiàn)出氧化性，Cl化合價不變，與氧化產(chǎn)物結(jié)合形成鹽，表現(xiàn)出酸性。鹽酸與金屬氧化物反應時，沒有改變金屬離子的化合價，表現(xiàn)出酸性。結(jié)合反應方程式中各物質(zhì)的化合價變化情況可確定，Mn從7價下降至2價，被還原；HCl中1價的氯部分化合價升高作還原劑；HCl被氧化得到氧化產(chǎn)物Cl2。答案：(1)3FeS22C3O2Fe3O42CO6S25 mol(2)dabZn2H=Zn2H2aFe2O36H=2Fe33H2OMnHClCl212某實驗小組為探究ClO、I2、SO在酸性條件下的氧化性強弱，設計實驗如下：實驗：在淀粉碘化鉀溶液中加入少量次氯酸鈉溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即變藍；實驗：向?qū)嶒灥娜芤褐屑尤? mL 0.5 mol/L的亞硫酸鈉溶液，藍色恰好完全褪去。(1)寫出實驗中發(fā)生反應的離子方程式：_。(2)實驗的化學反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是_。(3)以上實驗說明，在酸性條件下ClO、I2、SO的氧化性由弱到強的順序是_。解析：(1)在酸性環(huán)境中，ClO具有強氧化性，能將I氧化為I2，同時生成Cl和H2O：ClO2I2H=I2ClH2O。(2)實驗中生成的I2具有氧化性，將SO氧化為SO，根據(jù)SO2eSO，0.002 mol Na2SO3失去電子(轉(zhuǎn)移電子)的物質(zhì)的量20.002 mol0.004 mol。(3)根據(jù)實驗知氧化性：ClO>I2，根據(jù)實驗知氧化性：I2>SO，故氧化性：ClO>I2>SO。答案：(1)ClO2I2H=I2ClH2O(2)0.004 mol(3)SO<I2<ClO13高錳酸鉀在不同的條件下發(fā)生的反應如下：MnO5e8H=Mn24H2OMnO3e2H2O=MnO24OHMnOe=MnO(溶液綠色)(1)從上述三個半反應中可以看出高錳酸根離子被還原的產(chǎn)物受溶液的_影響。(2)將SO2通入高錳酸鉀溶液中，發(fā)生還原反應的離子反應過程為_。(3)將PbO2投入到酸性MnSO4溶液中攪拌，溶液變?yōu)樽霞t色。下列說法正確的是_(填字母)。a氧化性：PbO2>KMnO4b還原性：PbO2>KMnO4c該反應可以用鹽酸酸化(4)將高錳酸鉀逐滴加入到硫化鉀溶液中發(fā)生如下反應，其中K2SO4和S的物質(zhì)的量之比為32。完成下列化學方程式：_KMnO4_K2S_=_K2MnO4_K2SO4_S_。若生成6.4 g單質(zhì)硫，反應過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_。解析：(1)上述的反應分別是酸性、堿性和中性時的半反應，說明酸堿性對被還原的產(chǎn)物的影響。(2)通入SO2屬于酸性條件下的反應。(3)PbO2氧化Mn2，產(chǎn)物是Pb2和MnO，說明氧化性：PbO2>KMnO4，由于氧化性：KMnO4>Cl2，故不能用鹽酸酸化。(4)配平后的化學方程式是28KMnO45K2S24KOH=28K2MnO43K2SO42S12H2O。n(S)0.2 mol，n(KMnO4)2.8 mol，轉(zhuǎn)移n(e)2.8 mol。答案：(1)酸堿性(2)MnOMn2(3)a(4)28524KOH283212H2O2.8 mol14某探究學習小組用如圖所示裝置進行SO2、Fe2和Cl還原性強弱比較實驗，實驗過程如下：.先向B中的FeCl2溶液(約10 mL)中通入Cl2，當B中溶液變黃時，停止通氣。.打開活塞b，使約2 mL的溶液流入D試管中，檢驗取出溶液中的離子。.接著再向B中通入一定量的SO2氣體。.更新試管D，重復過程，檢驗取出溶液中的離子。(1)棉花中浸潤的溶液為_，目的是_。(2)實驗室制備氯氣的化學方程式為_。(3)過程中一定發(fā)生反應的離子方程式為_；過程中檢驗取出溶液中是否含有硫酸根的操作是_。(4)該小組對SO2、Fe2和Cl還原性強弱比較期望達到的結(jié)論是_。(5)甲、乙、丙三同學分別完成了上述實驗，下表是他們的檢測結(jié)果，他們的檢測結(jié)果一定能夠證明SO2、Fe2和Cl還原性強弱關(guān)系的是_。過程中檢出離子過程中檢出離子甲有Fe3無Fe2有SO乙既有Fe3又有Fe2有SO丙有Fe3無Fe2有Fe2解析：(1)向B中的Fe2中通入氯氣，氯氣不可能完全和亞鐵離子反應，防止多余的氯氣污染空氣，需要除去，所以棉花中浸潤的溶液為NaOH溶液。(2)實驗室制備氯氣用的是二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下反應，化學反應方程式為MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O。(3)B中的亞鐵離子被氧化為了鐵離子，在鐵離子中通入二氧化硫，發(fā)生氧化還原反應：2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H；檢驗硫酸根離子，先要用鹽酸酸化排除碳酸根離子和亞硫酸根離子的干擾，再加入BaCl2溶液，如果出現(xiàn)白色沉淀，說明有SO，反之無SO。(4)SO2、Fe2和Cl還原性強弱的順序為SO2>Fe2>Cl。(5)過程是為了檢驗氯氣氧化后的產(chǎn)物，過程是為了檢驗二氧化硫被氧化后的產(chǎn)物。甲：過程檢出離子有Fe3無Fe2，說明氯氣過量，過程中檢出有SO不能說明二氧化硫就是被鐵離子氧化的，也可能是被氯氣氧化的，甲錯誤；乙：過程檢出離子既有Fe3又有Fe2，亞鐵離子未被氧化完全，說明氯氣量不足，過程中檢出有SO，一定是二氧化硫被鐵離子氧化得到的，乙正確；丙：過程檢出離子有Fe3無Fe2，而過程中檢出有Fe2，說明二氧化硫把鐵離子還原為了亞鐵離子，丙正確。答案：(1)NaOH溶液防止尾氣污染環(huán)境(2)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(3)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO，反之無SO(4)SO2Fe2Cl(5)乙、丙