第3節(jié) 氧化劑和還原劑課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、選擇題1下列應(yīng)用不涉及氧化還原反應(yīng)的是()ANa2O2用作呼吸面具的供氧劑B工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備AlC工業(yè)上利用合成氨實(shí)現(xiàn)人工固氮D實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3解析：選D。NH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng)制取NH3屬于復(fù)分解反應(yīng)，是非氧化還原反應(yīng)。2(2018高考北京卷)下列實(shí)驗(yàn)中的顏色變化，與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是()ABCD實(shí)驗(yàn)NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl濁液中熱銅絲插入稀硝酸中現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色溶液變紅，隨后迅速退色沉淀由白色逐漸變?yōu)楹谏a(chǎn)生無色氣體，隨后變?yōu)榧t棕色解析：選C。NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，發(fā)生反應(yīng)：2NaOHFeSO4=Fe(OH)2Na2SO4，生成白色沉淀Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2迅速被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，后一過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)不符合題意；氯水中含有HCl和HClO，溶液呈酸性，能使石蕊溶液變紅，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，能將紅色物質(zhì)氧化，溶液紅色退去，該過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)不符合題意；Na2S溶液滴入AgCl濁液中，發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化：Na2S2AgClAg2S2NaCl，此過程中不涉及氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)符合題意；將銅絲插入稀硝酸中，發(fā)生反應(yīng)：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，生成無色氣體NO，NO能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)變?yōu)榧t棕色：2NOO2=2NO2，這兩步反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)不符合題意。3(2019成都模擬)一定條件下，碘單質(zhì)與砹單質(zhì)以等物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng)可得AtI。它與Zn、NH3能發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)方程式為2AtI2Zn=ZnI2ZnAt2、AtI2NH3(l)=NH4IAtNH2。下列敘述正確的是()AZnI2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物BZnAt2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物CAtI與液氨反應(yīng)，AtI既是氧化劑，又是還原劑DAtI與Zn反應(yīng)，AtI既是氧化劑，又是還原劑解析：選B。在AtI中，因碘和砹屬于同一主族，根據(jù)元素周期律可知，碘的非金屬性比砹的強(qiáng)，所以在AtI中，At元素為1價(jià)，I元素為1價(jià)。根據(jù)2AtI2Zn=ZnI2ZnAt2可知，Zn元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到2價(jià)，是還原劑，而在AtI和ZnI2中I元素的化合價(jià)均為1價(jià)，所以I元素的化合價(jià)沒有變化，則AtI只是氧化劑，不是還原劑，ZnI2只是氧化產(chǎn)物，不是還原產(chǎn)物，在ZnAt2中At元素的化合價(jià)是1價(jià)，則At元素的化合價(jià)從1價(jià)降到1價(jià)，所以ZnAt2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，故A、D錯(cuò)誤，B正確；因?yàn)樵贜H4I中I元素為1價(jià)，在AtNH2中At元素為1價(jià)，所以AtI與液氨反應(yīng)時(shí)沒有化合價(jià)的變化，則AtI既不是氧化劑，也不是還原劑，故C錯(cuò)誤。4如圖為二氧化錳的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，下列有關(guān)說法中不正確的是()A反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)B反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為34C相同條件下生成等量的O2，反應(yīng)和轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為11D反應(yīng)生成的Cl2經(jīng)干燥后，可用鋼瓶貯運(yùn)解析：選C。每生成1 mol O2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2 mol電子，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移4 mol電子，則相同條件下生成等量的O2，反應(yīng)和轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為12，故C錯(cuò)誤。5已知下列反應(yīng)：Co2O36HCl(濃)=2CoCl2Cl23H2O ()；5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3 ()。下列說法正確的是()A反應(yīng)()中HCl是氧化劑B反應(yīng)()中Cl2發(fā)生氧化反應(yīng)C還原性：CoCl2HClI2D氧化性：Co2O3Cl2HIO3解析：選D。反應(yīng)()中，Cl失去電子，HCl作還原劑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；反應(yīng)()中，Cl2得到電子變?yōu)镃l，發(fā)生還原反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)()可知，Co2O3(氧化劑)的氧化性強(qiáng)于Cl2(氧化產(chǎn)物)，HCl(還原劑)的還原性強(qiáng)于CoCl2(還原產(chǎn)物)，根據(jù)反應(yīng)()可知，Cl2的氧化性強(qiáng)于HIO3，I2的還原性強(qiáng)于HCl，選項(xiàng)D正確、選項(xiàng)C錯(cuò)誤。6已知：PbO2固體與濃鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生黃綠色氣體；向KSCN和FeBr2的混合溶液中通入少量實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體(僅與一種離子反應(yīng))，溶液變紅色；取少量FeCl3溶液滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍(lán)。下列判斷錯(cuò)誤的是()A上述實(shí)驗(yàn)中有三個(gè)氧化還原反應(yīng)B通過上述實(shí)驗(yàn)可得到結(jié)論，氧化性：PbO2Cl2Br2Fe3I2C實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明Fe2有還原性，不能證明Fe2有氧化性D實(shí)驗(yàn)生成的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)解析：選B。實(shí)驗(yàn)依次發(fā)生的反應(yīng)為PbO24HCl(濃)=PbCl2Cl22H2O、2Fe2Cl2=2Fe32Cl、2Fe32I=2Fe2I2，三個(gè)實(shí)驗(yàn)不能證明氧化性Cl2Br2；實(shí)驗(yàn)只能證明Fe2有還原性；實(shí)驗(yàn)生成的氣體為Cl2，Cl2能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)。7(2016高考北京卷)K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)H2O2CrO(黃色)2H。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：結(jié)合實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是()A中溶液橙色加深，中溶液變黃B中Cr2O被C2H5OH還原C對(duì)比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強(qiáng)D若向中加入70%H2SO4溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬馕觯哼xD。A項(xiàng)，在平衡體系中加入酸，平衡逆向移動(dòng)，重鉻酸根離子濃度增大，橙色加深，加入堿，平衡正向移動(dòng)，溶液變黃，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，中酸性重鉻酸鉀溶液氧化乙醇，重鉻酸鉀被還原為綠色的Cr3，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，是酸性條件，是堿性條件，K2Cr2O7在酸性條件下能氧化乙醇，而在堿性條件下不能，說明其在酸性條件下氧化性強(qiáng)，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，若向中加入70%H2SO4溶液至過量，溶液為酸性，K2Cr2O7可以氧化乙醇，溶液變?yōu)榫G色，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8(2019西安八校聯(lián)考)羥胺(NH2OH)是一種還原劑，能將某些氧化劑還原?，F(xiàn)用25.00 mL 0.049 molL1羥胺的酸性溶液與足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng)，生成的Fe2恰好與24.55 mL 0.020 molL1酸性KMnO4溶液完全反應(yīng)。已知(未配平)：FeSO4KMnO4H2SO4Fe2(SO4)3K2SO4MnSO4H2O，則羥胺的氧化產(chǎn)物是()AN2BN2OCNO DNO2解析：選B。根據(jù)題意，可以認(rèn)為羥胺被酸性KMnO4氧化，羥胺中N元素的化合價(jià)是1，設(shè)羥胺的氧化產(chǎn)物中N元素的化合價(jià)是x，根據(jù)得失電子守恒，存在25.00103 L0.049 molL1(x1)24.55103 L0.020 molL15，解得x1，故羥胺的氧化產(chǎn)物為N2O。9(2019試題調(diào)研)環(huán)保督察不是“一陣風(fēng)”，環(huán)保部對(duì)大氣污染、水體污染等高度重視。氰化物是污染水體的重要物質(zhì)，該類物質(zhì)有劇毒，特別是HCN具有揮發(fā)性，毒性更大。一般可采用次氯酸鈉法進(jìn)行處理，該處理方法的原理可分如下兩步。步驟：NaCN與NaClO反應(yīng)，生成NaOCN和NaCl；步驟：NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。下列有關(guān)判斷正確的是()ANaCN與NaOCN中C、N的化合價(jià)分別相等B步驟可在酸性條件下進(jìn)行C步驟的氧化產(chǎn)物是CO2、Na2CO3、N2D步驟生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移0.75 mol電子解析：選D。NaCN與NaOCN中Na元素的化合價(jià)均為1，NaOCN中含有O，O元素的化合價(jià)不是0，故該兩種化合物中C元素、N元素的化合價(jià)至少有一種不相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；HCN易揮發(fā)且有毒，而酸性條件下CN易與H結(jié)合生成HCN，故步驟不能在酸性條件下進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；步驟的離子方程式為2OCN3ClO=CO2CO3ClN2，氧化劑是NaClO，還原劑是NaOCN，氧化產(chǎn)物是N2，還原產(chǎn)物是NaCl，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)離子方程式可知，生成1 mol N2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6 mol，N2的體積占?xì)怏w總體積的，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L氣體時(shí)，n(e)60.75 mol，D項(xiàng)正確。二、非選擇題10儲(chǔ)氫納米碳管的成功研制體現(xiàn)了科技的進(jìn)步。用電弧法合成的納米碳管常伴有大量的雜質(zhì)碳納米顆粒，這種碳納米顆?？捎醚趸瘹饣ǔ?。該反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2O等七種物質(zhì)。(1)請(qǐng)用上述物質(zhì)填空，并配平化學(xué)方程式：C_H2SO4=_Cr2(SO4)3H2O。(2)上述反應(yīng)中氧化劑是_(填化學(xué)式)，被氧化的元素是_(填元素符號(hào))。(3)H2SO4在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是_(填字母)。A氧化性B酸性C氧化性和酸性 D還原性和酸性(4)若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了0.8 mol電子，則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_L。解析：(1)C在反應(yīng)中被氧化為CO2，反應(yīng)物中氧化劑應(yīng)為K2Cr2O7，其還原產(chǎn)物為Cr2(SO4)3，根據(jù)元素守恒知，另一產(chǎn)物應(yīng)為K2SO4。反應(yīng)方程式可按如下3步完成配平：CH2SO4K2Cr2O7CO2K2SO4Cr2(SO4)3H2O3C2K2Cr2O7H2SO43CO2K2SO42Cr2(SO4)3H2O3C2K2Cr2O78H2SO4=3CO22K2SO42Cr2(SO4)38H2O(2)氧化劑是K2Cr2O7，被氧化的元素是C。(3)上述反應(yīng)中H2SO4中元素化合價(jià)未改變，僅表現(xiàn)出酸性。(4)每生成1 mol CO2需轉(zhuǎn)移4 mol電子，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.8 mol電子時(shí)，生成0.2 mol CO2，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 L。答案：(1)32K2Cr2O783CO22K2SO428(2)K2Cr2O7C(3)B(4)4.4811(2016高考上海卷)NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理：(1)NaCN與NaClO反應(yīng)，生成NaOCN和NaCl。(2)NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。已知HCN(Ka6.31010)有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價(jià)相同。完成下列填空：(1)第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為_(選填“酸性”“堿性”或“中性”)；原因是_。(2)寫出第二次氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(3)處理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的廢水，實(shí)際至少需NaClO_g(實(shí)際用量應(yīng)為理論值的4倍)，才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(4)(CN)2與Cl2的化學(xué)性質(zhì)相似。(CN)2與NaOH溶液反應(yīng)生成_、_和H2O。解析：(1)依據(jù)HCN的電離平衡常數(shù)可知HCN是極弱的酸，所以NaCN極易與酸反應(yīng)生成HCN。為防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣，因此第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為堿性。(2)NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2，首先確定反應(yīng)物和生成物；再依據(jù)反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)從1價(jià)降低到1價(jià)，得到2個(gè)電子。N元素化合價(jià)從3價(jià)升高到0價(jià)，失去3個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是23，反應(yīng)的離子方程式為2OCN3ClO=COCO23ClN2。(3)NaCN被氧化的兩個(gè)階段氧化劑均為NaClO，所以可以合并一起進(jìn)行計(jì)算，即反應(yīng)物為NaCN和NaClO，生成物為Na2CO3、CO2、NaCl和N2。參加反應(yīng)的NaCN是20 mol，反應(yīng)中C由2價(jià)升高到4 價(jià)，N元素化合價(jià)從3價(jià)升高到0價(jià)，即1 mol NaCN失去5 mol電子，1 mol次氯酸鈉得到2 mol電子，所以處理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的廢水，實(shí)際至少需NaClO的質(zhì)量為74.5 g/mol414 900 g。(4)(CN)2與Cl2的化學(xué)性質(zhì)相似，則根據(jù)氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)的方程式可知(CN)2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaOCN、NaCN和H2O。答案：(1)堿性防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣(2)2OCN3ClO=COCO23ClN2(3)14 900(4)NaOCNNaCN12(2016高考全國(guó)卷)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問題：(1)NaClO2中Cl的化合價(jià)為_。(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式：_。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2和Ca2，要加入的試劑分別為_、_。“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是_。(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。解析：(1)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和等于0，計(jì)算出NaClO2中氯元素化合價(jià)為3。(2)從流程圖看出，反應(yīng)物是氯酸鈉、二氧化硫、硫酸，產(chǎn)物為硫酸氫鈉、二氧化氯，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒配平化學(xué)方程式：2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4。(3)粗鹽提純中加入氫氧化鈉溶液沉淀鎂離子，加入碳酸鈉溶液沉淀鈣離子。電解過程中ClO2在陰極放電得到ClO，故陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物為NaClO2。(4)依題意，用含氫氧化鈉的雙氧水吸收尾氣中的二氧化氯，發(fā)生反應(yīng)：2ClO2H2O22OH=2ClOO22H2O，ClO2作氧化劑，H2O2作還原劑，故氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為21，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為O2。(5)氯氣、亞氯酸鈉的氧化能力就是得電子能力，得電子數(shù)相等時(shí)，氧化能力相當(dāng)。氯氣、亞氯酸鈉的最終還原產(chǎn)物為氯離子。根據(jù)：NaClO2Cl，Cl22Cl，可知得電子數(shù)相等時(shí)存在NaClO22Cl2，故亞氯酸鈉的有效氯含量為1.57。答案：(1)3(2)2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO(或NaClO2)(4)21O2(5)1.5713工業(yè)上用亞硫酸氫鈉與碘酸鈉反應(yīng)可制備單質(zhì)碘。(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液，發(fā)生下列反應(yīng)。請(qǐng)配平反應(yīng)方程式，并用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。NaIO3NaHSO3=I2Na2SO4H2SO4H2O(2)在NaIO3溶液中滴加過量NaHSO3溶液，反應(yīng)完全后，推測(cè)反應(yīng)后溶液中的還原產(chǎn)物為_(填化學(xué)式)。(3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液，加入NaIO3的物質(zhì)的量和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示。寫出反應(yīng)過程中與AB段曲線對(duì)應(yīng)的離子方程式：_；當(dāng)溶液中I與I2的物質(zhì)的量之比為53時(shí)，加入的NaIO3為_mol(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)。解析：(1)I的化合價(jià)由5降到0，S的化合價(jià)由4升到6，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等及原子守恒即可配平該氧化還原反應(yīng)方程式。(2)根據(jù)NaHSO3和NaIO3的性質(zhì)可知NaHSO3為還原劑，NaIO3為氧化劑，由于還原性HSOI，故當(dāng)NaHSO3溶液過量時(shí)，IO先被還原成I2，再被還原成I。(3)由圖像可知，OA段是隨著IO的加入量增多，NaHSO3的量逐漸減小，IO被還原成I，該反應(yīng)為IO3HSO=3SOI3H，至A點(diǎn)恰好完全反應(yīng)；此時(shí)繼續(xù)加入NaIO3溶液，又發(fā)生NaIO3氧化I的反應(yīng)，即IO6H5I=3I23H2O。當(dāng)溶液中I與I2的物質(zhì)的量之比為53時(shí)，設(shè)第一個(gè)反應(yīng)加入的NaIO3為x mol，第二個(gè)反應(yīng)加入的NaIO3為y mol，則第一個(gè)反應(yīng)生成的I為x mol，第二個(gè)反應(yīng)消耗的I為5y mol，生成的I2為3y mol，故(x5y)3y53，即x10y，因第一個(gè)反應(yīng)消耗5 mol NaHSO3，故x，y，所以加入的NaIO3為xy1.83(mol)。答案：(1)4NaIO310NaHS20eO3=2I27Na2SO43H2SO42H2O(2)NaI(3)IO6H5I=3I23H2O1.83