逍遥右脑 2013-04-14 16:15
专题1 第4讲 氧化还原反应
一、选择题
1．(2011•江南十校二模)Cl2是纺织工业常用的漂白剂，Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O32－和Cl2反应的产物之一为SO42－。下列说法不正确的是( )
A．该反应中还原剂是S2O32－
B．H2O参与该反应，且作氧化剂
C．根据该反应可判断氧化性：Cl2>SO42－
D．上述反应中，每生成l ol SO42－，可脱去2ol Cl2
答案：B
点拨：该反应方程式为：S2O32－＋4Cl2＋5H2O===2SO42－＋8Cl－＋10H＋，该反应中氧化剂是Cl2，还原剂是S2O32－，H2O参与反应，但既不是氧化剂也不是还原剂，故选B。
2．(2011•河南开封高三一模)分析如下残缺的反应：
RO3－＋________＋6H＋===3R2↑＋3H2O。下列叙述正确的是( )
A．R一定是周期表中的第ⅤA族元素
B．R的原子半径在同周期元素原子中最小
C．上式中缺项所填物质在反应中作氧化剂
D．RO3－中的R元素在所有的反应中只能被还原
答案：B
点拨：RO3－中R为＋5价，周期表中ⅤA、ⅦA元素均可形成RO3－离子，A错误；据元素守恒，反应中只有R、H、O三种元素，则缺项一定为R－，且配平方程式为RO3－＋5R－＋6H＋===3R2↑＋3H2O，据此可得R为ⅦA元素，B正确；R－中R处于最低价态，只能作还原剂，C错误；RO3－中R元素处于中间价态，在反应中既可被氧化又可被还原，D项错。
3．已知KH和H2O反应生成H2和KOH，反应中1 olKH( )
A．失去1 ol电子 B．得到1 ol电子
C．失去2 ol电子 D．没有电子得失
答案：A
点拨：KH中H为－1价，KH＋H2O===KOH＋H2↑
4．(2011•东潍坊高三一模)工业上制取碘酸钾的反应为：I2＋2KClO3===2KIO3＋Cl2，下列叙述正确的是( )
A．氧化性：I2>Cl2B．每生成1 ol KIO3转移电子2 ol
C．该反应是置换反应D．反应物和生成物中只含有共价键
答案：C
点拨：分析化合价变化，可得I2为还原剂，KClO3为氧化剂，则氧化性为Cl2>I2,1 ol KIO3生成时转移电子数为5 ol，B错误；反应物中KClO3、产物中KIO3都是离子化合物，一定含有离子键。
5．(2011•试题调研)常温下，在溶液中可以发生反应：X＋2Y3＋===X2＋＋2Y2＋，则下列解释：①X被氧化；②X是氧化剂；③X具有还原性；④Y2＋是氧化产物；⑤Y2＋具有还原性；⑥Y3＋的氧化性比X2＋要强。其中正确的是( )
A．②④⑥ B．①③④
C．①③⑤⑥ D．②⑤
答案：C
点拨：根据氧化还原反应的基本概念可知，X的化合价升高，被氧化，具有还原性，是还原剂，X2＋是氧化产物，Y3＋的化合价降低，被还原，具有氧化性，是氧化剂，Y2＋是还原产物，氧化剂(Y3＋)的氧化性大于氧化产物(X2＋)的氧化性。
6．(2011•试题调研)已知反应：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ③I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI，判断下列物质的还原性由大到小的顺序是( )
A．I－>Fe2＋>Cl－>SO2 B．Cl－>Fe2＋>SO2>I－
C．Fe2＋>I－>Cl－>SO2 D．SO2>I－>Fe2＋>Cl－
答案：D
点拨：根据氧化还原反应的规律，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，可以判断题中物质的还原性强弱，由反应①可知：I－>Fe2＋；由反应②可知：Fe2＋>Cl－；由反应③可知：SO2>I－，因此还原性由大到小的顺序是SO2>I－>Fe2＋>Cl－。
7．(2011•试题调研)实验室将NaClO3和Na2SO3按物质的量之比2∶1倒入烧瓶中，用水浴加热，同时滴入H2SO4，产生棕黄色气体X，反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应，则X为( )
A．Cl2 B．Cl2O
C．ClO2 D．Cl2O3
答案：C
点拨：根据化合价的变化：Na2SO3?→Na2SO4中S元素的化合价由＋4升高到＋6；根据氧化还原反应规律，则NaClO3中Cl元素的化合价必降低，可设降低到x价，根据得失电子守恒可得关系式：2×1×(5－x)＝1×1×(6－4)，解得x＝4。本题关键是根据得失电子守恒列等式：n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
8．(2011•试题调研)下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应；②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有①② B．只有②③
C．只有①②③ D．全部
答案：C
点拨：本题易漏选①，认为在溶液中过量的铁能还原氯化铁，生成氯化亚铁；如果③中忽视NO3－在酸性条件下具有强氧化性，能氧化＋2价铁生成＋3价铁，易漏选③。正确分析如下：
①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氧化铁还原。②中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2＋，但要注意稀H2SO4过量，加入KNO3后形成HNO3，HNO3能将Fe2＋氧化成Fe3＋。③从表面上看不会发生反应，实际上发生了Fe2＋被HNO3氧化的反应。④中首先Fe与盐酸反应生成FeCl2，然后Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，但题中未给出反应物之间量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
9．(2011•试题调研)在反应3BrF3＋5H2O===HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑，若有6 ol水发生氧化反应，则被水还原的BrF3的物质的量为( )
A．4 ol B．6 ol
C．7 ol D．9 ol
答案：A
点拨：该反应中参加反应的H2O是5 ol，其中作还原剂被BrF3氧化的是2 ol；反应中当有3 ol BrF3参与反应时，其中1 ol作还原剂、2 ol作氧化剂，故2 ol氧化剂“BrF3”被1 ol还原剂“BrF3”还原的物质的量为2/3 ol、被2 ol H2O还原的物质的量为4/3 ol，则当6 ol H2O发生氧化反应时，被H2O还原的BrF3是4 ol。本题巧解方法：6 ol水作还原剂，共失去12 ol电子，还原4 ol BrF3，则转移12 ol电子。本题易错选D，错因是理解“被水还原”不准确。仔细审题是正确解题的先决条件，如果对题目要求把握不准，则很容易失去解题方向而导致出错。本题要求判断“被水还原的BrF3的物质的量”，有些同学未理解这一点，直接根据反应方程式列比例式：3∶2＝n∶6，得n＝9。其实BrF3除有一部分被水还原外，还有一部分发生了自身的氧化还原反应。
10．(2011•湖南岳阳高三一检)N2O既是医学上的一种麻醉剂，又是一种常见的温室气体。制取N2O的方法有很多，例如①NH4NO3===N2O↑＋2H2O ②K2SO3＋2NO===K2SO4＋N2O↑ ③2NH3＋2O2===N2O↑＋3H2O ④2NaNO3＋(NH4)2SO4===2N2O↑＋Na2SO4＋4H2O等。下列说法正确的是( )
A．反应①中硝酸铵既是氧化剂又是还原剂，H2O是氧化产物
B．反应②中K2SO3是还原剂，NO是氧化剂
C．反应③中1 ol O2参加反应转移8 ol电子
D．反应④中NaNO3是还原剂，(NH4)2SO4是氧化剂
答案：B
点拨：分析各反应中元素的化合价变化情况：
③
④中 ，验证四个选项，反应①中NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，H2O中各元素价态未变，A错误；反应②中K2SO3作还原剂，NO作氧化剂，B正确；反应③中1 ol O2参加反应转移4 ol e－，C错误；反应④中NaNO3作氧化剂，(NH4)2SO4作还原剂，D错误。
11．(2011•吉林长春高三二调)对于反应14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，下列说法正确的是( )
A．只有硫酸铜作氧化剂
B．SO42－既不是氧化产物又不是还原产物
C．被氧化的硫与被还原的硫的质量比为3∶7
D．1 ol硫酸铜可以氧化57 ol的硫
答案：C
点拨：分析反应中元素的化合价，价态升高的为FeS2中S，价态降低的为CuSO4中Cu、FeS2中S，方程式整理成： ，可得A、B错误；参加氧化反应的硫与参加还原反应的硫的物质的量比为3∶7，C正确；根据电子守恒，1 ol CuSO4得到1 ol e－，而失去1 ol e－需要S的物质的量为1 ol7＝17 ol，D错误。
12．(2012•辽宁大连高三双基)已知：2KnO4＋16HCl===2KCl＋2nCl2＋5Cl2↑＋8H2O；Cl2＋2FeCl2===2FeCl3；2KI＋2FeCl3===2KCl＋I2＋2FeCl2。则下列判断正确的是( )
A．氧化性：nO4－>Cl2>I2>Fe3＋
B．还原性：Fe2＋>I－>Cl－
C．Fe3＋只有氧化性，Fe2＋只有还原性
D．FeCl3能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
答案：D
点拨：分析三个反应的化合价变化，可得氧化性：KnO4>Cl2>FeCl3>KI，还原性：I－>Fe2＋>Cl－，A、B错误；Fe2＋在反应中可生成Fe3＋，也可生成Fe，C错误；由于氧化性；FeCl3>I2，则Fe3＋能氧化I－生成I2，D正确。
13．(2011•福建福州高三模考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒、又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的反应离子方程式为Fe(OH)3＋ClO－＋OH－?→FeO42－＋Cl－＋H2O(未配平)下列有关说法不正确的是( )
A．由上述反应可知，Fe(OH)3的氧化性强于FeO42－
B．高铁酸钾中铁显＋6价
C．上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D．K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，而且生成的Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
答案：A
点拨：反应中Fe(OH)3作还原剂，ClO－作氧化剂，配平后的方程式为 2Fe＋3 (OH)3＋3Cl＋1O－＋4OH－===2Fe＋6O42－＋3Cl－＋5H2O，B正确，C也正确；FeO42－作氧化剂时其还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，具有吸附性，可作净水剂。
二、非选择题
14．(2011•北京顺义一模)X、Y、Z是中学化学常见的三种元素，其中，X、Z位于短周期。常温下，X单质为黄绿色气体；向含Y离子的溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；Z的最外层电子数与核外电子总数之比为3∶13。请回答下列问题：
(1)Z在元素周期表中的位置是________，X单质分子的电子式是________。
(2)Z单质与Y的氧化物在高温条件下反应是冶炼Y单质的一种方法，该反应的化学方程式是：
________________________________________________________________________。
(3)含上述元素的某些物质常用于处理工业废水，部分流程如下图：
①处理含铬废水时，在反应池中Cr2O72－变为Cr3＋，当反转移1 ol电子时，有________ olCr2O72－转化(计算结果保留两位小数)。
②含Z化合物可以使水中的悬浮颗粒发生凝聚，原因是__________________________ (用字和化学方程式表示)。
③处理含氰废水时，CN－最终转化为两种无毒气体，该反应的离子方程式是__________ ______________。
(4)利用下图装置电解可得到一种新型净水剂K2YO4，阳极的电极反应式为______________________。
答案：(1)第3周期ⅢA族 ••Cl••••••Cl••••••
(2)Fe2O3＋2Al=====高温Al2O3＋2Fe或3Fe3O4＋8Al=====高温4Al2O3＋9Fe或3FeO＋2Al=====高温Al2O3＋3Fe
(3)①0.17
②Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮颗粒，使之沉淀下
③2CN－＋5Cl2＋8OH－===2CO2＋N2＋4H2O＋10Cl－
(4)Fe－6e－＋8OH－===FeO42－＋4H2O
点拨：依据题给条件，可推出X、Y、Z三种元素依次为氯、铁、铝。(3)③CN－中碳元素的化合价为＋2价，氮元素为－3价，然后根据各元素的化合价变化，不难写出此反应的化学方程式。
15．(2011•河北邢台一模)以黄铜矿(CuFeS2)为原料冶炼铜的反应为：
8CuFeS2＋21O2=====高温8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
(1)若Cu为＋2价，则反应中每生成1 ol Cu需要转移________ol电子。
(2)为综合利用炉气中的大量SO2，下列方案合理的是________。
a．用浓硫酸吸收b．用于制备硫酸
c．高空排放d．用纯碱溶液吸收制亚硫酸钠
(3)为检验所得矿渣中是否含有FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3、SiO2等氧化物，进行了以下实验：
①取一定量矿渣粉末，加入适量浓硫酸后加热，固体全部溶解，得溶液A；将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色，由此判断矿渣中一定含有________，一定没有________。
②将溶液A稀释后分成两份，取其中一份，加入过量NaOH溶液，有沉淀产生，静置后取上层清液，通入过量的CO2，溶液变浑浊。由此判断出矿渣中一定含有________，写出通入过量的CO2所发生反应的离子方程式：______________________________。
③另取一份溶液A加入过量的铁粉，充分反应后过滤，得到的固体中有红色物质，由此判断矿渣中有________，写出此步操作中得到红色物质所发生反应的离子方程式________________________________。
答案：(1)12.5 (2)bd (3)①FeO SiO2 ②Al2O3 AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－ ③CuO Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
点拨：(1)根据化合价变化：铜(Cu)：＋2→0，氧(O)：0→－2，可知8 ol CuFeS2参加反应时共得电子：8 ol×2＋21 ol×4＝100 ol，故生成1 ol Cu时需要转移100 ol/8＝12.5 ol电子。
(3)根据①中加入适量浓硫酸后加热，固体全部溶解，知样品中一定没有SiO2；又知产生的气体能使品红溶液褪色，则该气体为SO2，原样品中应有还原性物质即FeO。
根据②中加NaOH溶液有沉淀生成且上层清液通入过量的CO2时变浑浊，可知该沉淀为Al(OH)3，与CO2反应的离子方程式为：AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－，原样品中含有Al2O3。根据③中有红色物质生成可判断原样品中含有CuO。
16．(2011•试题调研)一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：
注：反应Ⅱ的离子方程式为Cu2＋＋CuS＋4Cl－===2[CuCl2]－＋S
请回答下列问题：
(1)反应Ⅰ的产物为________(填化学式)，反应Ⅲ的离子方程式为_____________ _____________。
(2)一定温度下，向反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其原因是____________________________________________________________。
(3)反应Ⅳ的主要反应为4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2，其中氧化产物为________，当1.2 g FeS2参与反应时，转移的电子数为________NA。
(4)某硫酸厂为测定反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数，取280 L(已折算成标准状况)气体样品与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用0.020 00 ol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00 L。已知：Cr2O72－＋Fe2＋＋H＋?→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O(未配平)。
①SO2通入Fe2(SO4)3溶液中，发生反应的离子方程式为_______________ ___________________。
②反应Ⅳ所得气体中SO2的体积分数为________，
答案：(1)FeS2、CuS 4[CuCl2]－＋O2＋4H＋===4Cu2＋＋8Cl－＋2H2O
(2)该温度下，硫酸铜的溶解度小于氯化铜的
(3)Fe2O3、SO2 0.11
(4)①SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ ②12.00%
点拨：本题利用工业生产工艺考查氧化还原反应方程式的书写、配平和相关计算，(1)根据反应Ⅱ的反应物和滤渣成分可知反应Ⅰ的产物有FeS2、CuS。反应Ⅱ中[CuCl2]－中Cu为＋1价，被氧气氧化成＋2价，在酸性条件下O2被还原成水，离子反应方程式为[CuCl2]－＋O2＋H＋?→Cu2＋＋Cl－＋H2O，最后根据得失电子守恒配平方程式；(2)反应Ⅲ的产物是CuCl2，加入稀硫酸后，因硫酸铜的溶解度小于氯化铜的，硫酸铜晶析出；(3)反应Ⅳ中Fe、S元素的化合价升高，被氧化，氧化产物有Fe2O3、SO2,1 ol FeS2参与反应时转移11 ol电子，1.2 g FeS2(0.01 ol)参与反应时，转移的电子数为0.11 NA；(4)SO2中S为＋4价，被氧化成＋6价，产物为SO42－，Fe3＋被还原成Fe2＋，产物中氧原子数增多，表明反应物中有水，产物中有H＋，仍须用得失电子守恒配平离子方程式；根据得失电子守恒可知：n(SO2)×2＝n(Cr2O72－)×6＝0.020 00 ol/L×0.025 L×6＝0.003 ol，n(SO2)＝0.001 5 ol，体积分数为12.00%。