高考化學大二輪復習 第1部分 知識整合 專題1 化學基本概念 第4講 氧化還原反應

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第4講　氧化還原反應 [限時50分鐘，滿分70分] 一、選擇題(包括7個小題，每小題5分，共35分) 1．(雙選)(2015上海高考)工業(yè)上將Na2CO3和Na2S以1∶2的物質的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同時放出CO2。在該反應中 A．硫元素既被氧化又被還原 B．氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2 C．每生成1 mol Na2S2O3，轉移4 mol電子 D．相同條件下，每吸收10 m3 SO2就會放出2.5 m3 CO2 解析　在反應物Na2S中S元素的化合價為－2價，在SO2中S元素的化合價為＋4價，反應后產生的物質Na2S2O3中，S元素的化合價為＋2價，介于－2價與＋4價之間，因此硫元素既被氧化又被還原，正確。B.根據(jù)題意可得在溶液中發(fā)生反應的方程式是Na2CO3＋2Na2S＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2，在反應中氧化劑SO2與還原劑Na2S的物質的量之比為4∶2=2∶1，錯誤。C.根據(jù)B選項的化學方程式可知，每生成3 mol Na2S2O3，轉移8 mol電子，則產生1 mol Na2S2O3，轉移 mol電子，錯誤。D.根據(jù)反應方程式可知消耗的SO2與產生的CO2的物質的量之比是4∶1，相同條件下，消耗SO2與產生的CO2的體積之比也為4∶1，故D項正確。 答案　AD 2. (2016廊坊模擬)NaClO2可用作造紙的漂白劑，它由H2O2＋2ClO2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2制得，下列說法正確的是 A．H2O2是氧化劑，H2O2中的氧元素被還原 B．每生成1 mol O2轉移的電子的物質的量為4 mol C．ClO2中的氯元素被氧化 D．ClO2是氧化劑，H2O2是還原劑 解析　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轉移的電子的物質的量為2 mol，B不正確；C、ClO2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。 答案　D 3．(2016安陽模擬) 已知下列反應：Co2O3＋6HCl(濃)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O(Ⅰ)；5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3(Ⅱ)。下列說法正確的是 A．還原性：CoCl2>HCl>I2 B．氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3 C．反應Ⅰ中HCl是氧化劑 D．反應Ⅱ中Cl2發(fā)生氧化反應 解析　A．由還原劑的還原性大于還原產物的還原性可知，I中還原性為HCl＞CoCl2，Ⅱ中還原性為I2＞HCl，故A錯誤；B.由氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性可知，I中氧化性為Co2O3＞Cl2，Ⅱ中氧化性為Cl2＞HIO3，則氧化性為Co2O3＞Cl2＞HIO3，B正確；C.反應I中Cl元素的化合價升高，則HCl為還原劑，故C錯誤；D.Ⅱ中Cl元素的化合價降低，則氯氣發(fā)生還原反應，故D錯誤。 答案　B 4．(2015海南高考)己知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應： 2R(OH)3 ＋ 3ClO－ ＋ 4OH－===2RO＋3Cl－ ＋5H2O。則RO中R的化合價是 A．＋3　　　　　　　　　B．＋4 C．＋5 D．＋6 解析　根據(jù)離子反應中反應前后電荷守恒，可得3＋4=2n＋3，解得n=2。由于在任何化合物中元素正負化合價的代數(shù)和為0，所以R的化合價為＋(24－2)=＋6，選D。 答案　D 5．在汽車排氣管加裝催化裝置，可有效減少CO和NOx的排放，催化裝置內發(fā)生反應為NOx＋CON2＋CO2(未配平)，下列關于此反應的說法中正確的是 A．該反應中化合價變化的只有N元素 B．當x=2時，每生成1 mol N2，轉移電子4 mol C．等物質的量N2和CO2中，共價鍵的個數(shù)比為3∶2 D．氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1時，NOx中氮元素的化合價為＋2價 解析　分析可知C的化合價由＋2變?yōu)椋?，故A錯；x=2時，每生成1 mol N2，由2 mol N由＋4變?yōu)?價，轉移電子8 mol，故B錯；N2中含有1個叁鍵，CO2中含有兩個雙鍵，共價鍵的個數(shù)比應為3∶4，故C錯；氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1時，為NO，即氮元素化合價為＋2，D正確。 答案　D 6．(2016長沙模擬)下列關于氧化性、還原性的判斷正確的是 A．B的陽離子的氧化性比A的陽離子強，說明A元素的金屬性一定比B元素強 B．發(fā)生氧化還原反應時A原子失去的電子比B原子多，證明A的金屬性一定比B強 C．適量的Cl2通入FeI2溶液中可發(fā)生反應：3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3 D．一定量氯氣通入30 mL 10.00 molL－1 的氫氧化鈉溶液中，加熱后形成NaCl、NaClO、NaClO3共存的溶液，若反應中轉移的電子為n mol，則0.15＜n＜0.25 解析　A、鐵離子的氧化性比銅離子的氧化性強，但是鐵的金屬性比銅強，所以錯誤，不選A；B、金屬性與失去電子的多少無關，錯誤，不選B；C、氯氣和碘化亞鐵反應時，碘離子先和氯氣反應生成碘單質，錯誤，不選C；D、氯氣和氫氧化鈉的反應可以分兩種，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，3Cl2＋6NaOH===5NaCl＋NaClO3＋3H2O，發(fā)生前面的反應，當有2摩爾氫氧化鈉反應就轉移1摩爾電子，所以現(xiàn)有0.3摩爾氫氧化鈉反應轉移0.15摩爾電子，發(fā)生后面的反應，當有6摩爾氫氧化鈉反應轉移5摩爾電子，所以現(xiàn)有0.3摩爾氫氧化鈉反應轉移0.25摩爾，正確，選D。 答案　D 7．(2016寧波模擬)高錳酸鉀溶液在酸性條件下可以與硫酸亞鐵反應，化學方程式如下(未配平)：________KMnO4＋________FeSO4＋_________ H2SO4===________K2SO4＋________MnSO4＋________Fe2(SO4)3＋________H2O。下列說法正確的是 A．MnO是氧化劑，F(xiàn)e3＋是還原產物 B．Fe2＋的還原性強于Mn2＋ C．取反應后的溶液加KSCN溶液，可觀察到有血紅色沉淀生成 D．生成1 mol水時，轉移2.5 mol電子 解析　 Fe3＋為氧化產物，A項錯誤；Fe2＋在該反應中起還原性，Mn2＋為還原產物，B項正確；Fe3＋遇到SCN－生成的是難電離的Fe(SCN)3，而不是沉淀，C項錯誤；配平該反應方程式為2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，故生成1 mol水時，轉移1.25 mol電子，D項錯誤。 答案　B 二、非選擇題(包括4個小題，共35分) 8．(8分)(1)(2014新課標Ⅱ卷)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應的化學方程式為__________________________________________________________。 (2)(2015上海高考)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質。寫出該反應的化學方程式____________________________________________________________________。 (3)(2015安徽高考)請配平下列化學方程式： □NaBO2＋□SiO2＋□Na＋□H2===□NaBH4＋□Na2SiO3 (4)(2015天津高考)完成NaClO3 氧化FeCl2 的離子方程式： □ ClO＋□Fe2＋＋□________===□Cl－＋□Fe3＋＋□________ 解析　(1)由題意可知，生成的黃綠色氣體應為Cl2，氯元素的化合價升高，則鉛元素的化合價降低，反應化學方程式為PbO2＋4HCl(濃)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (2)KClO3有氧化性，H2C2O4有還原性，在酸性條件下KClO3可以和草酸(H2C2O4)生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質。則根據(jù)電子守恒及原子守恒，可得該反應的化學方程式為2KClO3＋ H2C2O4＋2H2SO4=== 2ClO2＋2CO2＋2KHSO4＋2H2O。 (3)在該反應中，金屬Na由0價升高到＋1價，而H2中的H由0價降低到－1價，其余元素的化合價都末改變，可設NaBH4的系數(shù)為1，根據(jù)H守恒可知H2的系數(shù)為2，根據(jù)電子守恒可知，Na的系數(shù)為4，根據(jù)B守恒可知NaBO2的系數(shù)為1，根據(jù)Na守恒可知Na2SiO3的系數(shù)為2，根據(jù)Si守恒可知SiO2的系數(shù)為2。 (4)根據(jù)題意，氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價從＋5價降低到－1價，得到6個電子，而Fe元素的化合價從＋2價升高到＋3價，失去1個電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的計量數(shù)為1，F(xiàn)e2＋的計量數(shù)為6，則鐵離子的計量數(shù)也是6，氯離子的計量數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，則氫離子的計量數(shù)是6，水的計量數(shù)是3。 答案　(1)PbO2＋4HCl(濃) PbCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)2KClO3＋ H2C2O4＋2H2SO4===2ClO2＋2CO2＋2KHSO4＋2H2O (3)1　2　4　2　1　2 (4)1　6　6H＋　1　6　3H2O 9．(8分)高鐵電池能量密度大、體積小、重量輕、壽命長、無污染。功率是民用電池的10～15倍，放電電流是普通電池的3～10倍，性價比極高。已知，以 Zn和K2FeO4為電極材料制作的高鐵電池放電時，電池內發(fā)生的總反應為 □Zn＋□K2FeO4===□ZnO＋□Fe2O3＋□K2ZnO2 (1)配平上面的化學方程式。 (2)已知鐵是26號元素，則1 mol FeO中含有電子的物質的量為________mol，Na2FeO4是否具有還原性________，原因是____________________________________________________________________。 (3)制備高鐵酸鉀可以將Fe(OH)3在堿性條件下與KClO溶液反應，若將該反應設計為原電池，則此電池的負極反應方程式為____________________________________________________________________。 (4)向1 L 1 molL－1的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以產生O2和Fe3＋，該反應的離子方程式為______________________________________________。 向酸化后溶液中加入一定量的金屬銅，使Fe3＋和Cu2＋濃度相等，若此時溶液密度為1.25 gmL－1，體積仍為1 L，則此時溶液中Cu元素的質量分數(shù)約為________。(精確到0.01) 解析　(1)根據(jù)氧化還原反應得失電子數(shù)目相等，可判斷出Zn和K2FeO4的化學計量數(shù)分別為3和2，同時根據(jù)K和Fe原子個數(shù)守恒得出產物Fe2O3和K2ZnO2的化學計量數(shù)分別為1和2。 (2)1 mol FeO中含有e－的物質的量26＋84＋2=60 mol。－2價O元素化合價可以升高，表現(xiàn)還原性。 (3)＋3價Fe被氧化為FeO，堿性環(huán)境用OH－保證電荷守恒，用水保證H和O守恒即可配平。 (4)－2價O被氧化為O2，＋6價Fe元素被還原為Fe3＋，用H＋保證電荷守恒，用H2O保證H和O守恒。Cu加入反應后的溶液發(fā)生反應，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，假設n(Cu2＋)=x mol，則反應了的n(Fe3＋)=2x mol，根據(jù)題意列等式得：1－2x=x，則x=1/3 mol，故反應后溶液中Cu元素的質量分數(shù)w=100%=≈1.71%。 答案　(1)3、2、1、1、2 (2)60　有　K2FeO4中O元素為－2價，化合價可以升高，表現(xiàn)還原性 (3)5OH－＋Fe(OH)3 － 3e－===FeO＋4H2O (4)4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O　1.71% 10．(10分)(2016青島模擬)I、煤炭中以FeS2形式存在的硫，在有水和空氣及在脫硫微生物存在下發(fā)生生物氧化還原反應，有關反應的離子方程式依次為 ①2FeS2＋7O2＋2H2O4H＋＋2Fe2＋＋4SO ； ②□Fe2＋＋□O2＋□H＋□Fe3＋＋□________； ③FeS2＋2Fe3＋3Fe2＋＋2S； ④2S＋3O2＋2H2O4H＋＋2SO。 已知：FeS2中的硫元素為－1價。 回答下列問題： (1)根據(jù)質量守恒定律和電荷守恒定律，將上述②離子方程式配平并補充完整。 (2)反應③的還原劑是______________________________________________。 (3)觀察上述反應，硫元素最終轉化為____________從煤炭中分離出來。 Ⅱ、在淀粉KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，溶液立即變藍，有關反應的離子方程式為________________________________________________________。 在上述藍色溶液中，繼續(xù)滴加足量的NaClO溶液，藍色逐漸消失，有關反應的離子方程式為______________________________。(提示：碘元素被氧化成IO)從以上實驗可知，ClO－、I2、IO的氧化性由強到弱的順序是____________。 Ⅲ、工業(yè)上用黃銅礦( CuFeS2)冶煉銅，副產品中也有SO2 ，冶煉銅的反應為8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe 的化合價為＋2價，反應中被還原的元素是____________(填元素符號)。當生成0.8 mol銅時，此反應轉移的電子數(shù)目是____________。 解析　(1)根據(jù)質量守恒定律和電荷守恒定律，上述②離子方程式是4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O；(2)在反應③的還原劑是FeS2；(3)通過觀察分析三個反應可知：硫元素最終轉化為硫酸鹽從煤炭中分離出來；Ⅱ、在淀粉KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，溶液立即變藍，根據(jù)質量守恒定律及電荷守恒及電子守恒，則該反應的離子方程式是2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－；在上述藍色溶液中，繼續(xù)滴加足量的NaClO溶液，藍色逐漸消失，有關反應的離子方程式是I2＋5ClO－＋2OH－===2IO＋5Cl－＋H2O；根據(jù)氧化性：氧化劑>氧化產物，所以氧化性：ClO－> I2; ClO－> IO，對于同一元素來說，一般是元素的化合價越高，化合物的氧化性就越強，所以氧化性：IO> I2；故ClO－、I2、IO的氧化性由強到弱的順序是ClO－> IO> I2；Ⅲ. 在反應中8CuFeS2＋ 21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。CuFeS2中Fe 的化合價為＋2，反應后被氧化為Fe2O3；S在反應前化合價是－2價，反應后被氧化為＋4價的SO2。Cu是＋2價，O2中O元素的化合價是0價，反應后被還原變?yōu)椋?價，所以反應后被還原為0價，被反應中被還原的元素是Cu、O；根據(jù)反應方程式可知：每產生8 mol的Cu，轉移電子100 mol，所以當生成0.8 mol銅時，此反應轉移的電子數(shù)目是10NA。 答案　I、(1)4　1　4　4　2H2O　(2)FeS2　(3)硫酸鹽 Ⅱ、2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－ I2＋5ClO－＋2OH－===2IO＋5Cl－＋H2O ClO－> IO> I2 Ⅲ、Cu、O　10NA 11．(9分)(2016全國Ⅰ卷)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下： 回答下列問題： (1)NaClO2中Cl的化合價為____________。 (2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為____________、____________?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產物是____________。 (4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為__________，該反應中氧化產物是____________。 (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于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為____________。(計算結果保留兩位小數(shù)) 解析　(1)由化合價規(guī)則知，NaClO2中Cl的化合價為＋3價。 (2)由工藝流程圖可以看出SO2、H2SO4、NaClO3為反應物，ClO2、NaHSO4為生成物，再根據(jù)化合價升降法配平得出化學方程式為SO2＋H2SO4＋2NaClO3===2ClO2＋2NaHSO4。 (3)粗鹽水精制時除去Mg2＋通常用NaOH溶液，生成氫氧化鎂沉淀，過濾除去；除去Ca2＋通常用Na2CO3溶液，生成碳酸鈣沉淀，過濾除去。電解時陰極為得電子極，因此產物的化合價應降低，即生成NaClO2。 (4)由信息“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2知，反應物之一為ClO2，再由生產工藝流程圖知，用的吸收試劑是NaOH、H2O2，由生產工藝流程圖知產物之一為NaClO2，由ClO2生成NaClO2，Cl的化合價由＋4變?yōu)椋?，化合價降低，ClO2為氧化劑，則H2O2為還原劑，化合價升高，生成氧氣，再由電子守恒得，此吸收反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1，該反應中氧化產物是O2。 (5)由信息知，要求出每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力，先求得1 g NaClO2變?yōu)镃l－轉移的電子數(shù)為190.54，再設有x g Cl2變?yōu)镃l－的氧化能力與1 g NaClO2的氧化能力相當，列方程得190.54=x712，解得x=1.57，即為有效氯含量。 答案　(1)＋3 (2)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4 (3)NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO(或NaClO2) (4)2∶1　O2　(5)1.57