第3講氧化還原反應(yīng)A組基礎(chǔ)題組1.(2018山東濟南模擬)下列離子方程式書寫正確的是()A.醋酸和氨水反應(yīng):H+OH-H2OB.等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3溶液與Ba(OH)2溶液混合:HCO3-+Ba2+OH-BaCO3+H2OC.次氯酸鈣溶液中通入過量二氧化碳:Ca2+2ClO-+CO2+H2OCaCO3+2HClOD.苯酚鈉溶液中通入少量二氧化碳:2C6H5O-+CO2+H2O2C6H5OH+CO32-答案BA項,CH3COOH、NH3H2O均為弱電解質(zhì),不能拆,錯誤;C項,CO2過量,生成HCO3-,錯誤;D項,苯酚鈉溶液中通入過量或少量CO2,都生成HCO3-,錯誤。2.2018福建福州八縣(市)協(xié)作體聯(lián)考已知反應(yīng):O3+2I-+H2O O2+I2+2OH-,下列說法中不正確的是()A.O2為還原產(chǎn)物B.氧化性:O3>I2C.H2O既不是氧化劑也不是還原劑D.反應(yīng)生成1 mol I2時轉(zhuǎn)移2 mol電子答案A反應(yīng)O3+2I-+H2O O2+I2+2OH-中,O元素化合價降低,O3部分被還原生成OH-,I元素化合價升高,I-被氧化生成I2。O3生成O2時沒有發(fā)生化合價的變化,O2不是還原產(chǎn)物,A項錯誤;該反應(yīng)中I2是氧化產(chǎn)物,O3是氧化劑,氧化性:O3>I2,B項正確;H2O在反應(yīng)中所含元素化合價沒有發(fā)生變化,所以水既不是氧化劑也不是還原劑,C項正確;I元素化合價由-1價升高到0價,則反應(yīng)生成1 mol I2時轉(zhuǎn)移2 mol電子,D項正確。3.(2019安徽安慶月考)通過鹵素間的反應(yīng)實驗,可以比較出鹵素單質(zhì)氧化性的強弱。實驗如下:下列說法不正確的是()A.CCl4起萃取、富集I2的作用B.中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Br2+2I- I2+2Br-C.依據(jù)a、b中現(xiàn)象,可以證明Cl2的氧化性比Br2的強D.b中下層變無色,說明I2轉(zhuǎn)化為I-答案DI2易溶于CCl4,在水中溶解度較小,故CCl4起萃取、富集I2的作用,A正確;在KI溶液中加溴水,溴單質(zhì)與I-發(fā)生置換反應(yīng),故中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Br2+2I- I2+2Br-,B正確;依據(jù)現(xiàn)象可知,氯氣能繼續(xù)氧化碘單質(zhì),而溴單質(zhì)不能,故依據(jù)a、b中現(xiàn)象,可以證明Cl2的氧化性比Br2強,C正確;繼續(xù)滴加氯水,可以將I2氧化為IO3-(無色),D錯誤。4.(2018河南八市第二次測評)LiAlH4是重要的儲氫材料,可與水發(fā)生反應(yīng):LiAlH4+2H2O LiAlO2+4H2。下列說法中正確的是()A.氫氣既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物B.LiAlH4既是氧化劑又是還原劑C.若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L H2,則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子D.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為21答案A由反應(yīng)方程式可知,LiAlH4中H由-1價升高為0價,被氧化,H2O中H由+1價降為0價,被還原,氫氣既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,A項正確;LiAlH4中H由-1價升高為0價,被氧化,是還原劑,B項錯誤;由反應(yīng)方程式可知,每1 mol LiAlH4反應(yīng),轉(zhuǎn)移4 mol電子,生成4 mol H2,若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L(即0.2 mol)H2,則轉(zhuǎn)移0.2 mol電子,C項錯誤;LiAlH4為還原劑,水為氧化劑,還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為12,D項錯誤。5.已知下列實驗事實:Cr2O3固體既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;將K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液變藍(lán);向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得K2Cr2O7溶液。下列判斷不正確的是()A.化合物KCrO2中Cr為+3價B.實驗證明Cr2O3是兩性氧化物C.實驗證明氧化性:Cr2O72-<I2D實驗證明H2O2有氧化性答案C根據(jù)化合物中元素的正、負(fù)化合價代數(shù)和等于0可知,KCrO2中Cr為+3價,A正確;由實驗可知,Cr2O3既可溶于強堿又可溶于強酸,由此可證明Cr2O3屬于兩性氧化物,B正確;實驗說明反應(yīng)生成單質(zhì)碘,依據(jù)“氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性”可知氧化性:Cr2O72->I2,C不正確;實驗說明在酸性條件下,H2O2將CrO2-氧化為Cr2O72-,從而證明H2O2具有氧化性,D正確。6.將幾滴KSCN(SCN-是“類鹵離子”)溶液加入含有Fe3+的酸性溶液中,溶液變成紅色。將該紅色溶液分為兩份:一份中加入適量KMnO4溶液,紅色褪去;另一份中通入SO2,紅色也褪去。下列推測肯定不正確的是()A.SCN-在適當(dāng)條件下可被氧化為(SCN)2B.中紅色褪去的原因是KMnO4將SCN-氧化C.中紅色褪去的原因是SO2將Fe3+還原為Fe2+D.中紅色褪去的原因是SO2將SCN-還原答案D由于SCN-是“類鹵離子”,性質(zhì)與鹵素離子(Cl-、Br-、I-)相似,因此可通過鹵素離子的性質(zhì)推測SCN-的性質(zhì)。如Cl-可被酸性KMnO4溶液氧化為Cl2,則SCN-也能被酸性KMnO4溶液氧化為(SCN)2,所以A、B項都正確;Fe3+具有較強的氧化性,可將SO2氧化為H2SO4,本身被還原為Fe2+,C項正確;鹵素離子不能被SO2還原,由此可推知SCN-也不能被SO2還原,故D項不正確。7.將一定量的SO2通入FeCl3溶液中,取混合溶液,分別進行下列實驗,能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的是()操作現(xiàn)象A加入NaOH溶液有紅褐色沉淀B加入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀C加入酸性KMnO4溶液紫色褪去D加入K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液有藍(lán)色沉淀答案DA項,有紅褐色沉淀說明有Fe(OH)3生成,不能說明SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng);B項,酸性條件下,NO3-可將SO2氧化為SO42-,產(chǎn)生白色沉淀不能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng);C項,SO2具有還原性,可使酸性KMnO4溶液的紫色褪去;D項,加入K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液有藍(lán)色沉淀生成,說明有Fe2+,即SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。8.(2018河北“名校聯(lián)盟”教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測一,13)根據(jù)表中信息判斷,下列選項正確的是()序號反應(yīng)物產(chǎn)物KMnO4、H2O2、H2SO4K2SO4、MnSO4Cl2、FeBr2FeCl3、FeBr3MnO4-Cl2、Mn2+A.第組反應(yīng)的其余產(chǎn)物只有O2B.第組反應(yīng)中Cl2與FeBr2的物質(zhì)的量之比為12C.第組反應(yīng)中生成1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子10 molD.氧化性由強到弱順序為MnO4->Cl2>Fe3+>Br2答案BA項,根據(jù)氫原子守恒可知還生成水,錯誤;B項,反應(yīng)中只有亞鐵離子被氧化,根據(jù)得失電子守恒可知2n(Cl2)=n(FeBr2),即n(Cl2)n(FeBr2)=12,正確;C項,MnO4-氧化Cl-為Cl2,Cl化合價由-1價升高為0價,則生成1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子為2 mol,錯誤;D項,氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性,由可知氧化性MnO4->Cl2,由可知氧化性Cl2>Fe3+,由可知Fe3+不能氧化Br-,氧化性Br2>Fe3+,錯誤。9.將22.4 g鐵粉逐漸加入含0.8 mol HNO3的硝酸溶液中,反應(yīng)生成的氣體的物質(zhì)的量(假設(shè)HNO3的還原產(chǎn)物只有NO)隨消耗鐵粉的物質(zhì)的量的變化關(guān)系正確的是()答案C首先發(fā)生的反應(yīng)為Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO+2H2O,再發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2,通過計算,可得出C項正確。10.(2018江西百所名校第一次聯(lián)考)已知NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,下列說法中正確的是()A.氧氣是還原產(chǎn)物B.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為11C.反應(yīng)物中有水,且反應(yīng)方程式中水的化學(xué)計量數(shù)為2D.若生成4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.8 mol電子答案CNaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,Ag、O元素的化合價升高,Cl元素的化合價降低,由得失電子守恒和原子守恒可配平反應(yīng)方程式:4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2。反應(yīng)中氧元素的化合價升高,氧氣是氧化產(chǎn)物,A項錯誤;NaClO既是氧化劑,又是還原劑,還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為64=32,B項錯誤;反應(yīng)物中水的化學(xué)計量數(shù)為2,C項正確;4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2的物質(zhì)的量為0.2 mol,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.6 mol電子,D項錯誤。11.酸性高錳酸鉀溶液是實驗里常用的氧化劑,其氧化性強于二氧化錳。(1)實驗室利用二氧化錳和雙氧水制取O2,有關(guān)的化學(xué)方程式是。(2)軟錳礦的主要成分是MnO2,如果用足量濃鹽酸處理30.0 g軟錳礦礦石(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2 5.6 L。則該軟錳礦礦石中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為。(3)某同學(xué)提出“可以利用酸性高錳酸鉀溶液鑒別FeCl3溶液中是否含有FeCl2”的方案。完成并配平離子方程式:MnO4-+Fe2+Mn2+Fe3+H2O。判斷該同學(xué)的方案是否合理?(填“合理”或“不合理”)。(4)工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的工藝流程如圖所示:操作的名稱是。軟錳礦與一定量的KOH和KClO3混合固體在熔融狀態(tài)下充分反應(yīng),該反應(yīng)的氧化劑是(填化學(xué)式);產(chǎn)物加水溶解、過濾后,濾液中主要含有KCl和K2MnO4,則濾液酸化時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。答案(1)2H2O2 2H2O+O2(2)72.5%3.011023(或0.5NA)(3)158H+154不合理(4)過濾KClO33MnO42-+4H+ MnO2+2MnO4-解析(2)n(Cl2)=5.6L22.4L/mol=0.25 mol,根據(jù)反應(yīng)方程式MnO2+4HCl(濃) MnCl2+2H2O+Cl2,則n(MnO2)=0.25 mol,m(MnO2)=0.25 mol87 g/mol=21.75 g,故軟錳礦礦石中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.75g30.0g100%=72.5%;生成1 mol Cl2轉(zhuǎn)移2 mol電子,故生成0.25 mol Cl2時轉(zhuǎn)移0.5 mol電子。(3)酸性KMnO4將Fe2+氧化為Fe3+,有H+參與反應(yīng),根據(jù)氧化還原方程式的配平方法配平該反應(yīng)方程式。酸性KMnO4溶液還能夠氧化Cl-,所以該方案中看到KMnO4溶液的紫色褪去,不一定是因為與可能存在的Fe2+發(fā)生了反應(yīng),還可能是與Cl-發(fā)生了反應(yīng),故不合理。(4)操作是分離KMnO4溶液和不溶于水的MnO2固體的操作,故操作為過濾。MnO2、KOH和KClO3反應(yīng)生成K2MnO4,Mn化合價升高,作還原劑,故KClO3作氧化劑。12.SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:。當(dāng)燃油中含硫量較高時,尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:。尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。(2)NSR(NOx儲存還原)工作原理:NOx的儲存和還原在不同時段交替進行,如圖a所示。圖a圖b用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是。還原過程中,有時會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下,15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時,得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補充完整:15NNO+H2O答案(1)CO(NH2)2+H2O CO2+2NH38NH3+6NO2 7N2+12H2O2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO46V1c1-3c2V2100a100%(2)81415NO+4NH3+3O246解析(2)觀察圖b可知,當(dāng)Ba(NO3)2用H2還原時,氮元素開始時轉(zhuǎn)化為NH3,由得失電子守恒可得消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比為81。分析可知,反應(yīng)物15NO、NH3與產(chǎn)物15NNO的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)是一樣的,然后結(jié)合得失電子守恒及原子守恒可得反應(yīng)的化學(xué)方程式。B組提升題組13.(2018河南洛陽第一次質(zhì)量預(yù)測)將過量H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中,加熱后冷卻,生成暗棕紅色晶體M化學(xué)式為Cr(NH3)3O4,其離子方程式為:CrO42-+3NH3+3H2O2 M+2H2O+2OH-+O2,測得M中有2個過氧鍵。下列敘述正確的是()A.M中Cr的化合價為+3B.參與反應(yīng)的H2O2全部被氧化C.向FeSO4溶液中滴加幾滴M的溶液,沒有明顯現(xiàn)象D.轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時,生成M的質(zhì)量為16.7 g答案D因M化學(xué)式為Cr(NH3)3O4中有2個過氧鍵,則M中Cr的化合價為+4,A項錯誤;M中有2個過氧鍵,所以3 mol H2O2沒有全部被氧化,B項錯誤;向FeSO4溶液中滴加幾滴M的溶液,亞鐵離子被M中的過氧鍵氧化為三價鐵,溶液由淺綠色變棕黃色,C項錯誤;由方程式可知每生成1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol電子,同時生成1 mol Cr(NH3)3O4,則轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時,生成M的質(zhì)量為16.7 g,D項正確。14.(2019湖北黃岡聯(lián)考)亞氯酸鈉(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白劑。(1)草酸(H2C2O4)是一種弱酸,利用硫酸酸化的草酸還原氯酸鈉,可較安全地生成ClO2,反應(yīng)的離子方程式為。(2)自來水用ClO2處理后,有少量ClO2殘留在水中,可用碘量法作如下檢測(已知ClO2存在于pH為46的溶液中,ClO2-存在于中性溶液中):取0.50 L水樣,加入一定量的碘化鉀,用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,再加入淀粉溶液,溶液變藍(lán)。寫出ClO2與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式:。已知:2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI,向所得溶液中滴加5.0010-4 molL-1的Na2S2O3溶液至恰好反應(yīng),消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,判斷達(dá)到滴定終點的方法是,該水樣中ClO2的濃度是mg/L。(3)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下裝置制取亞氯酸鈉(NaClO2)。裝置A中產(chǎn)生的ClO2氣體,在裝置C中反應(yīng)生成NaClO2,寫出生成NaClO2的化學(xué)方程式:。將NaClO2溶液在一定條件下處理即可得到NaClO2晶體。裝置B的作用是。某同學(xué)認(rèn)為上述裝置并不完整,請在圖中畫出需補充的裝置圖。答案(1)H2C2O4+2ClO3-+2H+ 2CO2+2ClO2+2H2O(2)2ClO2+2KI 2KClO2+I2當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏蜰a2S2O3溶液時,溶液藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色1.35(3)2NaOH+2ClO2+H2O2 2NaClO2+2H2O+O2防止C中試管中的溶液倒吸到A中在裝置C后畫(或其他合理裝置)解析(1)H2C2O4被強氧化劑氧化時一般被氧化成CO2,CO2和ClO2同時生成,CO2對ClO2起到稀釋作用,符合“較安全地生成ClO2”的要求,因此該反應(yīng)的離子方程式是H2C2O4+2ClO3-+2H+ 2CO2+2ClO2+2H2O。(2)由題中信息可知,ClO2-存在于中性溶液中,所以在中性溶液中ClO2將KI氧化為I2,本身被還原為ClO2-,反應(yīng)的化學(xué)方程式是2ClO2+2KI 2KClO2+I2。由關(guān)系式2ClO2I22Na2S2O3有:n(ClO2)=n(Na2S2O3)=5.0010-4 molL-10.020 0 L=1.0010-5 mol,m(ClO2)=1.0010-5 mol67.5 gmol-1=6.7510-4g=0.675 mg,所以該水樣中ClO2的濃度是0.675 mg0.5 L=1.35 mg/L。(3)在C中,ClO2在堿性條件下被H2O2還原為NaClO2,H2O2被氧化為O2,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+2ClO2+H2O2 2NaClO2+2H2O+O2。補充裝置一般要從安全和環(huán)境保護角度考慮。ClO2易發(fā)生爆炸,不能直接排放,故要安裝尾氣處理裝置,由題中信息可知,ClO2易與堿反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽,所以可在裝置C后用NaOH溶液吸收ClO2并要防止倒吸。