1、1课后作业 3 氧化还原反应(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 5 分,共 50 分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2018宁波十校第一次联考)下列反应中,金属元素被氧化的是 ( )A.2FeCl2+Cl2 2FeCl3B.H2+CuO Cu+H2OC.Na2O+H2O 2NaOHD.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2答案 A解析 A 项,铁元素的化合价由+2 价+3 价,化合价升高,铁元素被氧化,故 A 正确;B 项,铜元素的化合价由+2 价0 价,化合价降低,铜元素被还原,故 B 错误;C 项,Na 2O+H2O 2NaOH 没有
2、元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,故 C 错误;D 项,钾元素的化合价没有发生变化,锰元素的化合价由+7价+6 和+4 价,化合价降低,锰元素被还原,故 D 错误。2.(2018嘉兴一中高三期末考试)下列转化必须通过加氧化剂才能发生的是( )A.NaHCO3Na 2CO3 B.KClO3O 2C.KII 2 D.Cl2HClO答案 C解析 NaHCO3Na 2CO3变化过程中,没有元素化合价发生变化,不需要加入氧化剂,故 A 不符合题意;由 KClO3生成 O2,可以利用 KClO3在催化剂作用下受热分解实现,不需要另外加入氧化剂,故 B 不符合题意;KII 2变化过程中,碘元素的化合价从
3、-1 价升高到 0 价,KI 是还原剂,需要加入氧化剂才能实现,故 C 符合题意;由 Cl2生成 HClO,可以利用 Cl2和水反应实现,在该反应中,Cl 2既是氧化剂又是还原剂,水既不是氧化剂也不是还原剂,故 D 不符合题意。3.(2018江苏南京统考)NaNO 2是一种食品添加剂,过量摄入能致癌。酸性 KMnO4溶液与 NaNO2反应的离子方程式是 Mn +N + Mn2+N +H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )O-4 O-2 O-3A.该反应中 N 被还原O-2B.反应过程中溶液的 pH 减小C.生成 1 mol NaNO3,需消耗 0.4 mol KMnO4D. 中的粒子是 O
4、H-答案 C解析由题意可知锰元素的化合价:+7+2,氮元素的化合价:+3+5,氮元素的化合价升高,则配平后的化学方程式为 2Mn +5N +6H+ 2Mn2+5N +3H2O,由此可知 C 正确。O-4 O-2 O-34.向 1 mol 炽热的 Cu2S 中通入足量的水蒸气,充分反应后生成 2 mol H2,则 Cu2S 应转化为( )A.Cu 和 SO2 B.Cu 和 SC.CuO 和 SO2 D.Cu2O 和 S答案 A2解析有 H2生成,则不会生成铜的氧化物,应生成单质 Cu,根据反应前后元素守恒可知,1mol 炽热的Cu2S 中通入足量的水蒸气,生成 2molH2,需要 2mol 水蒸
5、气参加反应,根据电子守恒可得:Cu 2S+2H2O2Cu+2H2+SO 2,故 A 项正确。5.下列叙述正确的是( )A.元素的单质一定是通过氧化或还原含该元素的化合物制得B.含有最高价元素的化合物不一定具有很强的氧化性C.阳离子只能得到电子被还原,阴离子只能失去电子被氧化D.在化学反应中,得电子越多的氧化剂,其氧化性就越强答案 B解析有些元素的单质本来就存在于自然界中,同素异形体之间也可以相互转化,A 项错;阳离子也可能被氧化,如 Fe2+、N 等,阴离子也可能被还原,如 N 、Mn 等,故 C 项错;氧化剂的氧化性强H+4 O-3 O-4弱与得电子数多少没有必然联系,D 项错。6.已知 I
6、-、Fe 2+、SO 2和 H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为 Fe2+Fe2+,反应能发生;B 项,还原性:SO 2I-,反应能发生;C 项,还原性:H 2O2Fe2+,反应能发生。7.高铁酸钾(K 2FeO4)是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( )A.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质B.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质C.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌D.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌答案 A解析由高铁酸钾的化学式可以看出,铁元素表现+6 价,反应中容易得电子,表现出强氧化性,可用于消毒杀菌,反应生成
7、的 Fe3+能发生水解,生成的氢氧化铁胶体具有较强的吸附能力,可吸附水中的杂质使水净化,故选 A 项。8.某含铬(Cr 2 )废水用硫酸亚铁铵FeSO 4(NH4)2SO46H2O处理,反应中铁元素和铬元素完全O2-7转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到 n mol FeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是( )A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(2-x) molB.处理废水中 Cr2 的物质的量为 molO2-7nx2C.反应中发生转移的电子为 3nx molD.在 FeOFeyCrxO3中,3 x=y3答案 A解析由铁原子和铬原子守恒可知消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n
8、(1+y)mol,处理废水中 Cr2 的物O2-7质的量为 mol,A 项错误,B 项正确;Cr 2 具有强氧化性,Fe 2+具有还原性,二者作用后铁元素由+2nx2 O2-7价被氧化为+3 价,失电子总物质的量为 nymol,铬元素由+6 价被还原为+3 价,得电子总物质的量为3nxmol,再由得失电子物质的量相等得 3x=y,C、D 项正确。9.某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在 H2O、ClO -、CN -、HC 、N 2、Cl -六种物质。在反O-3应过程中测得 ClO-和 N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列有关判断中正确的是 ( )A.还原剂是含 CN-的物质,氧化产
9、物只有 N2B.氧化剂是 ClO-,还原产物是 HCO-3C.配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 52D.若生成 2.24 L N2(标准状况),则转移电子 0.5 mol答案 C解析本题考查氧化还原反应的判断,由曲线变化图可以确定 ClO-为反应物,N 2为产物。该反应为2CN-+5ClO-+H2O 2HC +N2+5Cl -。氧化产物为 N2和 HC ,A 错、B 错;若生成 2.24LN2(标准状O-3 O-3况),则转移电子 1.0mol,D 错。10.已知 H2SO3+I2+H2O H2SO4+2HI,将 0.1 mol Cl2通入 100 mL 含等物质的量的 HI 与 H2S
10、O3的混合溶液中,有一半的 HI 被氧化,则下列说法正确的是( )A.物质的还原性:HIH 2SO3HClB.HI 与 H2SO3的物质的量浓度为 0.6 molL-1C.通入 0.1 mol Cl2发生反应的离子方程式:5Cl 2+4H2SO3+2I-+4H2O 4S +I2+10Cl-+16H+O2-4D.若再通入 0.05 mol Cl2,恰好能将 HI 和 H2SO3完全氧化答案 C解析由题意可知氧化性 Cl2I2H2SO4,故还原性 HClHIH2SO3,A 错;B 项,设 c(HI)=c(H2SO3)=x,则H2O+Cl2+H2SO3 2HCl+H2SO4x xCl2 + 2HI
11、2HCl+I2x4x2x+ =0.1mol,解得 x=0.08mol,c(HI)=c(H2SO3)= =0.8molL-1;C 项,Cl 2先与 H2SO3反应,再x4 0.08mol0.1L与 HI 反应且 HI 消耗了一半,故化学方程式中 H2SO3和 HI 的化学计量数之比为 21;D 项,若将H2SO3和 HI 完全反应,需消耗 Cl2的物质的量: n(Cl2)=n(H2SO3)+ =0.12mol。n(HI)24二、非选择题(本题包括 4 小题,共 50 分)11.(8 分)铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:(1)黄铁矿(主要成分是 FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁
12、的重要原料。反应:3FeS 2+8O2 Fe3O4+6SO2反应:4FeS 2+11O2 2Fe2O3+8SO2若反应和反应中 FeS2的量相等,则电子转移数之比为 。 (2)淀粉 KI 试纸可以检测硫酸亚铁溶液是否变质,写出反应的离子方程式: 。 (3)用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板,在废液中加入适量铁粉,过滤。在滤渣中加入稀盐酸,产生气泡,则滤液中的金属离子主要是 。 (4)取一定量磁性氧化铁溶于 200 mL 5 molL-1盐酸中,再加入一定量铁粉,恰好完全溶解,收集到2.24 L(标准状况)气体。经检测,反应后的溶液不能使 KSCN 溶液变血红色,则参加反应的铁粉的质量是 。 答案(1)
13、3233 (2)2Fe 3+2I- 2Fe2+I2(3)Fe2+ (4)11.2 g解析(1)反应:3FeS 2+8O2 Fe3O4+6SO2,反应:4FeS 2+11O2 2Fe2O3+8SO2,两个反应中氧化剂均为氧气,若反应和反应中 FeS2的物质的量均为 12mol,则反应消耗的氧气的物质的量为 32mol,反应消耗的氧气的物质的量为 33mol,则两反应电子转移数之比为 3233。(2)Fe3+可氧化 I-生成 I2,淀粉溶液遇 I2显蓝色,可利用此原理检测硫酸亚铁溶液是否变质,发生反应的离子方程式为 2Fe3+2I- 2Fe2+I2。(3)Fe 能还原 Fe3+和 Cu2+,滤渣中
14、加稀盐酸产生气泡,说明滤渣中有 Fe,则滤液中无 Fe3+和 Cu2+,则滤液中的金属离子主要是 Fe2+。(4)氢气的物质的量为 =0.1mol,2.24L22.4Lmol-1Fe 2HCl H 20.1mol 0.2mol 0.1mol溶解 Fe3O4所需 HCl 的物质的量为 0.2L5molL-1-0.2mol=0.8mol,根据Fe3O4+8HCl 2FeCl3+FeCl2+4H2O,与 0.2molFeCl3反应的 Fe 的物质的量为 0.1mol,则参与反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)56gmol -1=11.2g。12.(12 分)(1)当汽车发生碰撞时,汽车安
15、全气囊中的产气药剂发生反应,产生大量气体使气囊迅速膨胀,其中 Fe2O3是主氧化剂,与 Na 反应生成的还原产物为 (已知该反应为置换反应)。 (2)一定条件下金属钠与 H2反应生成 NaH,该物质与 AlCl3反应生成 NaAlH4的化学方程式为 。NaAlH 4与水发生氧化还原反应的化学方程式为 。 NaH 在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为 Fe2O3),脱锈过程发生反应的化学方程式为 。 (3)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加 MnO2和 H2SO4,即可得到 I2。该反应的还原产物为 。 5(4)碱性条件下,S 将 NO2转化为 N ,其离子
16、方程式为 O2-3 O-2。 答案(1)Fe(2)4NaH+AlCl 3 NaAlH4+3NaCl NaAlH 4+2H2O NaAlO2+4H23NaH+Fe 2O3 2Fe+3NaOH(3)MnSO4(4)S +2NO2+2OH- S +2N +H2OO2-3 O2-4 O-213.(14 分).某厂废水中含 KCN,其浓度为 0.01 molL-1,现用氯氧化法处理,发生如下反应(化合物中氮元素的化合价均为-3 价):KCN+2KOH+Cl2 KOCN+2KCl+H2O(1)上述反应中被氧化的元素是 (用元素符号表示)。 (2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气,请配平下列化学方程
17、式:KOCN+ Cl 2+ K 2CO3+ N 2+ KCl+ (3)若将 10 L 含 KCN 的浓度为 0.01 molL-1的废水中 KCN 氧化除去,最少需要氯气 mol。 .某实验小组为了测定(3)中溶液多余 Cl2的含量,常用 Na2S2O3标准溶液进行定量测定。(4)现实验室需用 480 mL 一定浓度的 Na2S2O3溶液,配制该溶液所需玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需 。 (5)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被 Cl2氧化成 S ,因此 Na2S2O3常用作脱氯剂,该反应的离子O2-4方程式为 。 (6)现取(3)中溶液 20.00 mL,用 a molL
18、-1 Na2S2O3溶液进行滴定,经过平行实验测得消耗 Na2S2O3标准溶液 b mL,计算废液中 Cl2的浓度为 molL -1(用含 a、 b 的表达式表示)。 答案(1)C (2)2 3 8KOH 2 1 6 4H 2O (3)0.25(4)500 mL 容量瓶 (5)S 2 +4Cl2+5H2O 2S +8Cl-+10H+ (6)0.2 abO2-3 O2-4解析.(1)反应 KCN+2KOH+Cl2 KOCN+2KCl+H2O 中氯元素的化合价降低,被还原。碳元素的化合价从+2 价升高到+4 价,失去电子,因此被氧化的元素是 C。(2)氯元素的化合价从 0 价降低到-1 价,得到
19、1 个电子。氮元素的化合价从-3 价升高到 0 价,失去 3 个电子,因此根据电子得失守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比是 32,根据原子守恒可知还有水生成,因此反应的化学方程式为 2KOCN+3Cl2+8KOH 2K2CO3+N2+6KCl+4H2O。(3)根据以上分析可知 1molKCN 最终被氧化为碳酸钾和氮气,失去 5mol 电子,1mol 氯气得到2mol 电子,根据电子得失守恒可知将 10L 含 KCN 的浓度为 0.01molL-1的废水中 KCN 氧化除去,最少需要氯气 =0.25mol。10L0.01molL-152.(4)没有 480mL 规格的容量瓶,所以还需 500m
20、L 容量瓶。(6)消耗 Na2S2O3的物质的量是 0.001abmol,根据反应的离子方程式 S2 +4Cl2+5H2O 2SO2-3+8Cl-+10H+可知,消耗氯气的物质的量是 0.004abmol,因此废液中 Cl2的浓度为O2-4=0.2abmolL-1。0.004abmol0.02L614.(16 分)黄铜矿(CuFeS 2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为:8CuFeS 2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,若 CuFeS2中 Fe 的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。 (2)利用黄铜矿冶炼铜产生
21、的炉渣(含 Fe2O3、FeO、SiO 2、Al 2O3)可制备 Fe2O3。方法为:用稀盐酸浸取炉渣,过滤。滤液先氧化,再加入过量 NaOH 溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得 Fe2O3。除去 Al3+的离子方程式是 。 (3)为验证炉渣中含有 FeO,先将炉渣用稀酸溶解,再在酸性条件下加入适当的氧化剂。(提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、酸性 KMnO4溶液、NaOH 溶液、碘水)所选试剂为 、 ,证明炉渣中含有 FeO 的实验现象为 。 (4)配平上述反应的离子方程式(氧化性物质依据你的选择填入“ ”,若计量数为 1 在横线上填写 1)Fe 2+ H + Fe 3+ + H
22、 2O (5)如果证明炉渣中含有 FeO,将炉渣溶于稀硝酸,每含有 1 mol FeO,可产生气体的体积是 L(标准状况,假设硝酸的还原产物只有 NO)。 (6)Fe2O3可以作为染料,也可进一步制得净水剂 Fe2(SO4)3,Fe2(SO4)3的净水原理是 (用相应的离子方程式表示)。 答案(1)Cu、O(2)Al3+4OH- 2H2O+AlO-2(3)稀硫酸 酸性 KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性 KMnO4溶液褪色(4)5 8 1Mn 5 1Mn 2+ 4O-4(5)7.47(6)Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H +解析(2)因为滤液中加入了过量的 NaOH 溶
23、液,故 Al3+与过量的 NaOH 反应生成 Al 。(3)Fe 2+和 Cl-O-2都具有还原性,都能使酸性 KMnO4溶液褪色,故在溶解炉渣时选用的酸为稀硫酸而不是稀盐酸;通过Fe2+将 Mn 还原而使溶液褪色来证明溶解液中含有 Fe2+。(4)Fe 2+可被 Mn 氧化为 Fe3+,同时得到O-4 O-4Mn2+,根据电子守恒和电荷守恒配平方程式为 5Fe2+8H+Mn 5Fe3+Mn2+4H2O。(5)稀硝酸在将O-4FeO 氧化时被还原为 NO,故 1molN 得 3mol 电子,而 1molFeO 被氧化时失去 1mol 电子,产生的气体O-3在标准状况下的体积= mol22.4Lmol-1=7.47L。13
