第8講 氧化還原反應一、選擇題1(2019邢臺期末)中國傳統(tǒng)文化對人類文明貢獻巨大，本草綱目中有如下記載：“(火藥)乃焰消(KNO3)、硫黃、杉木炭所合，以為烽燧銃機諸藥者”，其中利用的KNO3的性質是()A自燃性B穩(wěn)定性C還原性 D氧化性解析：選D?；鹚幈ǖ姆磻頌?KNO3S3CK2SN23CO2，反應中N元素化合價降低，KNO3為氧化劑，故反應中利用了KNO3的氧化性，D項正確。2固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜。某學習小組以Mg(NO3)2為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下4種猜想，其中不成立的是()AMg(NO2)2、O2 BMgO、NO2、O2CMg3N2、O2 DMgO、NO2、N2解析：選D。A、B、C三項中均有化合價的升降，符合氧化還原反應發(fā)生的條件；D項中由于產(chǎn)物中化合價只有降低，沒有升高，不滿足氧化還原反應的特征。3(2019皖江名校聯(lián)盟聯(lián)考)化學與科學、技術、社會、環(huán)境密切相關，下列說法中正確的是()A碘酒可用于傷口消毒，其原理是I2和酒精都有強氧化性而使蛋白質變性B高鐵車廂采用鋁合金材料，是利用其具有強度大、質量輕、抗腐蝕能力強等優(yōu)點C人體攝入膳食纖維，膳食纖維在人體內可水解為葡萄糖D去除家用天然氣中有特殊臭味的氣體，可減少環(huán)境污染解析：選B。酒精沒有強氧化性，A項錯誤；高鐵車廂采用鋁合金材料，是利用其具有強度大、質量輕、抗腐蝕能力強等優(yōu)點，B項正確；膳食纖維在人體內不能水解，C項錯誤；天然氣本身是一種無色、無味的氣體，泄漏時難于察覺，使用時常在天然氣中加入少量有特殊臭味的乙硫醇，能在泄漏時嗅到氣味，便于及時采取措施，D項錯誤。4(2017高考海南卷)在酸性條件下，可發(fā)生如下反應：ClO2M34H2O=M2OCl8H，M2O中M的化合價是()A4 B5C6 D7解析：選C。根據(jù)離子方程式中，反應前后電荷守恒，可得618n1，解得n2，M2O中M的化合價為6價，故C正確。5下列實驗中，顏色的變化與氧化還原反應有關的是()A向紫色石蕊試液中加入鹽酸，溶液變紅 B飽和FeCl3溶液在沸水中變成紅褐色膠體C向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的沉淀由白色迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色DSO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色解析：選C。向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，首先得到白色沉淀Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2迅速與空氣中的O2發(fā)生氧化還原反應得到紅褐色的Fe(OH)3。6(2019廣東六校聯(lián)考)下列氧化還原反應中，實際參加反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比正確的是()KClO36HCl(濃)=KCl3Cl23H2O；163Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；23SiO23CSiC2CO；123NO2H2O=2HNO3NO；21A BC D解析：選B。本題主要考查氧化還原反應的實質。結合氧化還原反應中得失電子守恒原理可知，反應中比例為15；反應中比例為12。7.(2019湖北部分重點中學適應性考試)某離子反應中涉及H2O、ClO、NH、H、N2、Cl六種微粒。常溫條件下反應時，N2的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列判斷錯誤的是()A該反應的氧化劑是ClOB該反應中有兩種離子生成C該反應生成1 mol氧化產(chǎn)物時，轉移的電子為6 molD參加反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為23解析：選D。由圖像分析可知，N2的物質的量隨反應進行逐漸增大，可知N2是生成物，具有還原性的NH為反應物，根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律可知，氯元素化合價降低，ClO應是反應物，是氧化劑，結合得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒可得此反應的離子方程式為3ClO2NH=N23H2O3Cl2H。該反應的氧化劑是ClO，故A正確；該反應中有Cl和H兩種離子生成，故B正確；由離子方程式可知，N元素化合價由3價升高到0價，則生成1 mol氧化產(chǎn)物(N2)時，轉移6 mol 電子，故C正確；由離子方程式可知，氧化劑(ClO)與還原劑(NH)的物質的量之比為32，故D錯誤。8(2019昆明七校調研)下列是從海藻灰和智利硝石礦層中提取碘的主要反應：2NaIMnO23H2SO4=2NaHSO4MnSO42H2OI22NaIO35NaHSO3=2Na2SO43NaHSO4H2OI2下列說法正確的是()A氧化性：MnO2>SO>IO>I2BI2在反應中是還原產(chǎn)物，在反應中是氧化產(chǎn)物C反應中生成等量的I2時轉移電子數(shù)之比為15DNaHSO3溶液呈酸性，NaHSO3溶液中c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)解析：選C。由反應知，氧化性MnO2>I2，由反應知，氧化性IO>SO，A項錯誤；反應中I2是氧化產(chǎn)物，反應中I2是還原產(chǎn)物，B項錯誤；根據(jù)碘元素化合價變化知，C項正確；NaHSO3溶液呈酸性，說明HSO的電離程度大于其水解程度，故c(HSO)>c(SO)>c(H2SO3)，D項錯誤。9(2019齊齊哈爾模擬)據(jù)統(tǒng)計城市機動車輛每年以15%至20%的速度增長，交通事故也頻發(fā)，汽車在劇烈碰撞時，安全氣囊中發(fā)生反應10NaN32KNO3=K2O5Na2O16N2。下列判斷正確的是()A還原劑與氧化產(chǎn)物的物質的量之比為58B若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.4 mol，則轉移電子為1 molC每生成1.6 mol N2，則有0.2 mol KNO3被氧化DNaN3是只含有離子鍵的離子化合物解析：選B。KNO3為氧化劑，NaN3為還原劑，N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，其中氧化產(chǎn)物占，則還原劑與氧化產(chǎn)物的物質的量之比為1023，故A錯誤；由反應可知，轉移10 mol電子時氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多14 mol，則氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.4 mol時轉移電子為1 mol，故B正確；反應中KNO3是氧化劑，被還原，故C錯誤；NaN3是含有離子鍵和非極性共價鍵的離子化合物，故D錯誤。10(2019山西第一次階段性測試)銻(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在，我國銻的蘊藏量為世界第一，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：2Sb2S33O26FeSb4O66FeS；Sb4O66C4Sb6CO。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反應中FeS既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物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：選B。反應氧氣中氧元素的化合價降低，氧氣為氧化劑，反應Sb4O6中Sb元素的化合價降低，Sb4O6為氧化劑，A項錯誤；反應中每生成 3 mol FeS時， 鐵失去6 mol電子，共轉移 6 mol 電子，B項正確；反應中FeS只是氧化產(chǎn)物，不是還原產(chǎn)物，C項錯誤；每生成4 mol Sb時，反應消耗6 mol鐵，反應消耗6 mol碳，所以二者的物質的量之比為11，D項錯誤。二、非選擇題11(2019濰坊模擬)消毒劑在生產(chǎn)生活中有極其重要的作用，開發(fā)具有廣譜、高效、低毒的殺菌劑和消毒劑是今后發(fā)展的趨勢。(1)Cl2、H2O2、ClO2(還原產(chǎn)物為Cl)、O3(1 mol O3轉化為1 mol O2和1 mol H2O)等物質常被用作消毒劑。等物質的量的上述物質消毒效率最高的是_(填序號)。ACl2 BH2O2CClO2 DO3(2)H2O2有時可作為礦業(yè)廢液消毒劑，有“綠色氧化劑”的美稱。如消除采礦業(yè)膠液中的氰化物(如KCN)，經(jīng)以下反應實現(xiàn)：KCNH2O2H2O=ANH3，則生成物A的化學式為_，H2O2被稱為“綠色氧化劑”的理由是_。(3)漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)在常溫與黑暗處可保存一年。亞氯酸不穩(wěn)定，可分解，反應的離子方程式為HClO2ClO2HClH2O(未配平)。在該反應中，當有1 mol ClO2生成時轉移的電子個數(shù)約為_。(4)“84”消毒液(主要成分是NaClO溶液)和潔廁劑(主要成分是濃鹽酸)不能混用，原因是_(用離子方程式表示)。(5)實驗室常用KMnO4和濃鹽酸反應制取Cl2，反應的化學方程式為_。被還原的元素是_，還原劑是_，氧化產(chǎn)物是_。答案：(1)C(2)KHCO3H2O2做氧化劑，其還原產(chǎn)物是H2O，沒有污染(3)6.021023(4)ClOCl2H=Cl2H2O(5)2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2OMnHClCl212某廢水中含有CN和Cr2O等離子，需經(jīng)污水處理達標后才能排放，污水擬采用下列流程進行處理：回答下列問題： (1)步驟中，CN被ClO氧化為CNO的離子方程式為_。(2)步驟中反應的離子方程式為S2OCr2OHSOCr3H2O(未配平)，每消耗0.4 mol Cr2O時，反應中S2O失去_mol電子。(3)利用Cr2O測定某SnCl2的純度(雜質不參與反應，溶液中Sn4較為穩(wěn)定)：將a g SnCl2樣品制成溶液的操作為_，向得到的SnCl2溶液中加入過量的FeCl3溶液，用b molLl K2Cr2O7滴定生成的Fe2(已知酸性環(huán)境下，Cr2O可被還原為Cr3)，共用去K2Cr2O7溶液x mL。則樣品中SnCl2的質量分數(shù)是_。(SnCl2的摩爾質量為M gmol1，用含a、b、x、M的代數(shù)式表示)解析：(1)步驟中，CN被ClO氧化為CNO，因為是在堿性環(huán)境中，所以ClO只能被還原為Cl，因此反應的離子方程式為CNClO=CNOCl。(2)根據(jù)方程式可知，在反應中Cr元素的化合價從6價降低到3價，得到3個電子，所以0.4 mol Cr2O轉化為Cr3時轉移電子的物質的量0.4 mol(63)22.4 mol。(3)Sn2能水解，所以將a g SnCl2樣品制成溶液的操作為將SnCl2樣品溶于鹽酸，然后用蒸餾水稀釋至所需濃度；令樣品中SnCl2的物質的量為n mol，則：3Sn26Fe2Cr2O 31 n molb molL1x103 L解得n3bx103 mol，樣品中SnCl2的質量為3bx103 molM gmol13bx103M g，所以樣品中SnCl2的質量分數(shù)為100%100%。答案：(1)CNClO=CNOCl(2)2.4(3)將SnCl2樣品溶于鹽酸，然后用蒸餾水稀釋至所需濃度100%13(2019試題調研)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種易溶于水，高效的多功能水處理劑。工業(yè)上通常先制得高鐵酸鈉，然后在一定溫度下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和，從而使高鐵酸鉀析出。(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為_，推測其具有的化學性質是_。(2)高鐵酸鉀與水反應生成O2、Fe(OH)3(膠體)和KOH。該反應的離子方程式為_。高鐵酸鉀作為水處理劑起到的作用是_。(3)在無水條件下制備高鐵酸鈉的主要反應為2FeSO4aNa2O2=2Na2FeO4bX2Na2SO4cO2，該反應中物質X的化學式為_，b與c的關系是_。一定溫度下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀，原因是_。(4)在堿性條件下，由氯化鐵、氯氣可制備出高鐵酸鉀，寫出該反應的離子方程式：_。(5)某同學配制了一瓶K2FeO4溶液，但標簽丟失了，測定該瓶溶液物質的量濃度的實驗步驟如下。步驟1：準確量取V mL溶液加入錐形瓶中；步驟2：在強堿溶液中，用過量CrO與FeO反應生成Fe(OH)3和CrO；步驟3：加足量稀硫酸，使CrO轉化為Cr2O，CrO轉化為Cr3，F(xiàn)e(OH)3轉化為Fe3；步驟4：加入二苯胺磺酸鈉做指示劑，用c molL1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液V1 mL。滴定時發(fā)生反應的離子方程式為_。原溶液中K2FeO4的物質的量濃度為_(用含字母的代數(shù)式表示)。解析：(1)根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零，可得鐵元素的化合價為6；高鐵酸鉀中鐵元素處于最高價態(tài)，則高鐵酸鉀具有強氧化性。(2)高鐵酸鉀與水反應生成O2、Fe(OH)3(膠體)和KOH，則反應的離子方程式為4FeO10H2O=4Fe(OH)3(膠體)8OH3O2。高鐵酸鉀具有強氧化性，作為水處理劑能起到殺菌消毒的作用，同時其還原產(chǎn)物為Fe(OH)3 膠體，又能起到凈水的作用。(3)根據(jù)元素守恒可知，X應是Na2O，根據(jù)鈉元素守恒有2a82b，根據(jù)氧元素守恒有2a8b2c，兩式聯(lián)立，可得b2c。一定溫度下，向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀，原因是該條件下高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉的溶解度。(4)用氯氣在堿性條件下氧化氯化鐵可制備高鐵酸鉀，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒及電荷守恒，反應的離子方程式為2Fe33Cl216OH=2FeO6Cl8H2O。(5)根據(jù)題意，步驟2中發(fā)生反應FeOCrO2H2O=Fe(OH)3CrOOH，步驟3中CrO在稀硫酸作用下發(fā)生反應2CrO2HCr2OH2O，步驟4滴定時發(fā)生反應Cr2O6Fe214H=6Fe32Cr37H2O，故可得關系式FeO3Fe2，原溶液中K2FeO4的物質的量濃度為 molL1。答案：(1)6強氧化性(2)4FeO10H2O=4Fe(OH)3(膠體)8OH3O2殺菌消毒、凈水(3)Na2Ob2c相同條件下高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉的溶解度(4)2Fe33Cl216OH=2FeO6Cl8H2O(5)Cr2O6Fe214H=6Fe32Cr37H2O molL1