高中化学专题训练氧化还原反应

氧化还原反应

1．下列有关化学与生活的说法错误的是( )

A ．铁粉、生石灰均可作食品抗氧化剂

B ．明矾、氯化铁均可作净水剂

C ．牛奶、鸡蛋清均可解救重金属中毒

D ．碘酒、双氧水均可用于伤口消毒

2．如图Z3-1是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H 2S 废气的工艺流程。该方法对H 2S 的吸收率达99%以上，并可制取H 2和S 。下列说法正确的是( )

图Z3- 1

A ．吸收H 2S 的离子方程式为Fe 3＋＋H 2S===Fe 2＋＋S ↓＋2H ＋

B ．电解过程中的阳极反应主要为2Cl －－2e －===Cl 2↑

C ．实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H 2S 污染

D ．该工艺流程体现绿色化学思想

3．白磷有剧毒，白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒，白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应：

(1)2P ＋5CuSO 4＋8H 2O===5Cu ＋2H 3PO 4＋5H 2SO 4；

(2)11P ＋15CuSO 4＋24H 2O===5Cu 3P ＋6H 3PO 4＋15H 2SO 4。

下列有关说法中错误的是( )

A ．在上述两个反应中，水既不是氧化剂也不是还原剂

B ．在上述两个反应中，氧化产物都是H 3PO 4

C ．在反应(2)中，当有5 mol CuSO 4发生反应时，共转移10 mol 电子

D ．在上述两个反应中，氧化剂都只有硫酸铜

4．PbO 2、KMnO 4、Cl 2、FeCl 3、CuCl 2的氧化性依次减弱。下列反应不可能发生的是

( )

A ．Cu ＋2Fe 3＋===Cu 2＋＋2Fe 2＋

B ．10Cl －＋2MnO －4＋16H ＋===2Mn 2＋＋5Cl 2↑＋8H 2O

C ．Cu ＋Cl 2=====点燃

CuCl 2

D ．5Pb 2＋＋2MnO －4＋2H 2O===5PbO 2↓＋2Mn 2＋＋4H ＋

5．将22.4 g 铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.2 mol NO 2和0.3 mol NO ，下列说法正确的是( )

A ．反应后生成的盐只有Fe(NO 3)3

B ．反应后生成的盐只有Fe(NO 3)2

C ．反应后生成的盐为Fe(NO 3)2和Fe(NO 3)3，其物质的量之比为1∶3

D ．反应后生成的盐为Fe(NO 3)2和Fe(NO 3)3，其物质的量之比为3∶1

6．LiAlH 4是重要的储氢材料，其组成类似于Na 3AlF 6。常见的供氢原理如下面两个方程式所示：①2LiAlH 4=====△2LiH ＋2Al ＋3H 2↑，②LiAlH 4＋2H 2O===LiAlO 2＋4H 2↑。下列说法正确的是( )

A ．若反应①中生成3.36 L 氢气，则一定有2.7 g 铝生成

B ．氢化锂也是一种储氢材料，供氢原理为LiH ＋H 2O===LiOH ＋H 2↑

C ．生成等质量的氢气，反应①②转移电子数之比为4∶3

D ．LiAlH 4是共价化合物，LiH 是离子化合物

7．完成下列方程式：

(1)在碱性条件下向绿色的K 2MnO 4溶液中通入CO 2后可得到紫色溶液和一种黑褐色固体，该反应的离子方程式为__________________________________。在弱酸性条件下，向FeSO 4 溶液中加入KMnO 4溶液可得到一种有特殊颜色的难溶性碱及一种难溶性氧化物，写出相应离子方程式：__________________________________________。

(2)将白磷(P 4)与氢氧化钡溶液反应生成PH 3气体和Ba(H 2PO 2)2，后者再与硫酸反应，写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式：____________________________。

(3)PbO 2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为

__________________________________________。PbO 2可由PbO 与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为__________________________。

(4)银锌电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池在放电时，正极的Ag 2O 2转化为Ag ，负极的Zn 转化为K 2Zn(OH)4，则该电池反应的化学方程式为

__________________________________。

(5)在酸性溶液中，Ca(NO 2)2会发生分解，产物之一是NO ，其反应的离子方程式为

________________________________________。

(6)碱性条件下用NaClO 处理含CN －的废水，生成一种无毒气体，该反应的离子方程式为__________________________________________。

8．金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M 和Ca ，并含有3.5%(质量分数)CaO 。

(1)Ca 与最活泼的非金属元素A 形成化合物D ，D 的电子式为____________________，D 的沸点比A 与Si 形成的化合物E 的沸点________(填“高”或“低”)。

(2)配平用钙线脱氧脱磷的化学方程式：

P ＋____FeO ＋____CaO=====高温Ca 3(PO 4)2＋____Fe

(3)将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量NaOH 溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色M(OH)n 。则金属M 为________；检测M n ＋的方法是

______________________________(用离子方程式表达)。

(4)取1.6 g 钙线试样，与水充分反应，生成224 mL H 2(标准状况)，再向溶液中通入适量的CO 2，最多能得到CaCO 3________g 。

9．近几年来关于氮污染的治理倍受关注。

(1)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的CO 、C x H y 、NO x 三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图Z3-2所示，化合物X 可借助红外光

谱图(如图Z3-3所示)确定。

图Z3- 2 图Z3- 3

①在图示的转化中，被还原的元素是________，X的化学式为________。

②SCR技术可使NO x与NH3直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为4∶1时，写出与NH3发生反应的化学方程式：____________________________。

(2)加入过量次氯酸钠可使废水中NH＋4完全转化为N2，而本身被还原为NaCl。

①写出上述反应的离子方程式：____________________。

②若处理废水产生了0.448 L N2(标准状况)，则需消耗浓度为0.5 mol·L－1的次氯酸

钠的体积为________mL。

(3)某工业废水中含有毒性较大的CN－，可用电解法将其转变为N2，装置如图Z3-4所示。气体甲是________(写化学式)，电解池中生成N2的电极反应式为

______________________________________。

图Z3- 4

10．过氧化氢是实验室常用的试剂，在医疗、军事及工业上用途也非常广泛。回答下

列问题：

(1)实验室常用BaO2与稀硫酸反应制取H2O2，每生成1 mol H2O2，消耗

BaO2________mol。

(2)用H2O2、硼砂(Na2B4O7)及氢氧化钠可合成过硼酸钠(NaBO3·4H2O)，该反应的还原

剂是________(填化学式)。

(3)实验室检验H2O2时，先加入乙醚，然后加入K2Cr2O7的硫酸溶液，可在上层的乙醚

层中产生稳定的蓝色有机相，4H2O2＋2H＋＋Cr2O2－7===2CrO5(蓝色)＋5H2O。若不加乙醚，则蓝色立刻消失。

①乙醚的作用是稳定剂和________。

②不加乙醚时，蓝色迅速消失并生成Cr3＋，该反应的离子方程式为

______________________________________。

(4)过氧化氢在I－、Fe3＋及MnO2等催化下均能迅速分解，Broughton等提出I－催化分

解H2O2的机理如下，请补充①的离子方程式。

①____________________________________________；②H2O2＋IO－===H2O＋I－＋O2↑

11．2015年8月12日，天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠(NaCN)、亚硝酸钠等，氰化钠毒性很强，遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体。氰化氢的沸点只有26 ℃，因此相当容易挥发而进入空气，这就大大增加了中毒的风险。同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸。回答下列问题：

(1)写出氰化钠遇水产生氰化氢的离子方程式：

____________________________________。

(2)爆炸现场约700 t的氰化钠大约需要900 t的过氧化氢溶液来处理。氰化钠与过氧化氢溶液相遇后，会释放出氨气同时析出白色晶体，使得氰化钠的毒性大大降低，写出氰化钠与过氧化氢溶液反应的化学方程式：

______________________________________________。

(3)氰化钠遇到亚硝酸钠能生成两种气体发生爆炸，写出化学反应方程式：

____________________________。

(4)残留在废水中的CN－可以用Cr2O2－7处理，拟定下列流程进行废水处理：

图Z3- 5

①上述处理废水流程中主要使用的方法是________；

a．混凝法 b．中和法

c．沉淀法 d．氧化还原法

②步骤②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为

____________________________；

③步骤③中，每处理0.4 mol Cr2O2－7时转移电子2.4 mol，该反应的离子方程式为

__________________________________；

④处理酸性Cr2O2－7废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O2－7还原成Cr3＋，调节pH，Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FeⅢx CrⅢ（2－x）]O4(铁氧磁体，罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2O2－7，需加入a mol FeSO4·7H2O，下列结论正确的是

________。

A．x＝0.5，a＝6 B．x＝0.5，a＝10

C．x＝1.5，a＝6 D．x＝1.5，a＝10

答案：

1．A

2．D [解析] FeCl 3有氧化性，H 2S 有还原性，二者在溶液中发生氧化还原反应为2Fe 3＋＋H 2S===2Fe 2＋＋S ↓＋2H ＋，A 错误；将上述混合物过滤得到的滤液中含有FeCl 2和HCl ，

电解时由于溶液中的离子的还原性Fe 2＋＞Cl －＞OH －

，所以电解过程中的阳极反应主要为Fe 2＋－e －===Fe 3＋，B 错误；若点燃则发生反应2H 2S ＋3O 2=====点燃2SO 2＋2H 2O ，燃烧产物SO 2也是大气污染物，C 错误；由于电解的产物又重新用来吸收处理石油炼制过程中产生的大量H 2S 废气，物质得到充分的利用。所以该工艺流程充分体现绿色化学思想，D 正确。

3．D 4.D

5．C [解析] 铁失电子，HNO 3得电子生成NO 和NO 2，得失电子守恒。由题意可知，HNO 3共得1.1 mol 电子；而n(Fe)＝

22.4 g 56 g/mol ＝0.4 mol ，这些电子由0.4 mol 的Fe 提供，每生成1 mol Fe 3＋失去3 mol 电子，每生成1 mol Fe 2＋失去2 mol 电子。

设Fe(NO 3)3的物质的量为x ，Fe(NO 3)2的物质的量为y 。

联立方程组：

?

????3x ＋2y ＝1.1 mol （电子守恒）x ＋y ＝0.4 mol （铁元素守恒） 解得：x ＝0.3 mol ，y ＝0.1 mol

所以，n[Fe(NO 3)3]∶n[Fe(NO 3)2]＝3∶1。

6．B [解析] 状态不知，无法由体积求物质的量，A 错误；氢化锂中的氢是－1价，与水发生归中反应，方程式为LiH ＋H 2O===LiOH ＋H 2↑，所以氢化锂也是一种储氢材料，B 正确；LiAlH 4中的Li 、Al 都是主族金属元素，H 是非金属元素，故Li 为＋1价、Al 为＋3价、H 为－1价，受热分解时，根据Al 的价态变化即可得出2 mol LiAlH 4完全分解，转移6 mol 电子，生成3 mol 的H 2，而LiAlH 4＋2H 2O===LiAlO 2＋4H 2↑生成4 mol 的氢气转移4 mol 的电子，所以生成1 mol 的氢气转移电子分别为2 mol 和1 mol ，所以反应①②转移电子数之比为2∶1，C 错误；LiAlH 4是离子化合物，LiH 是离子化合物，D 错误。

7．(1)2CO 2＋3MnO 2－4===2MnO －4＋MnO 2↓＋2CO 2－3

3Fe 2＋＋7H 2O ＋MnO －4===MnO 2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H ＋

(2)2P 4＋3Ba(OH)2＋6H 2O===3Ba(H 2PO 2)2＋2PH 3↑

(3)PbO 2＋4HCl(浓)=====△

PbCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

PbO ＋ClO －===PbO 2＋Cl －

(4)Ag 2O 2＋2Zn ＋4KOH ＋2H 2O===2K 2Zn(OH)4＋2Ag

(5)3NO －2＋2H ＋===NO －3＋2NO ↑＋H 2O

(6)5ClO －＋2OH －＋2CN －===2CO 2－3＋H 2O ＋N 2↑＋5Cl －

[解析] (1)得到紫色溶液说明有MnO －4生成，黑褐色固体是MnO 2，由此可先写出CO 2＋MnO 2－4―→MnO －4＋MnO 2↓，再结合溶液显碱性及质量守恒定律可得到完整的离子方程式；由

题目涉及的元素知难溶性碱是Fe(OH)3，难溶性氧化物是MnO 2，故可先写出Fe 2＋＋MnO －4―→MnO 2↓＋Fe(OH)3↓，再结合质量守恒、电荷守恒可得到3Fe 2＋＋7H 2O ＋MnO －4===MnO 2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H ＋。(2)根据题中信息和反应前后元素化合价变化写出化学方程式为2P 4＋3Ba(OH)2＋6H 2O===2PH 3↑＋3Ba(H 2PO 2)2。(3)PbO 2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，说明二者反应生成氯气，同时生成氯化铅和水，反应方程式为PbO 2＋4HCl(浓)=====△PbCl 2＋ Cl 2↑＋2H 2O ；由PbO 和NaClO 反应制PbO 2，PbO →PbO 2，Pb 的化合价升高，则NaClO 作氧化剂，本身被还原为NaCl ，故离子方程式为PbO ＋ClO －===PbO 2＋Cl －。(4)根据题意知，碱性条件下，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上Ag 2O 2得电子发生还原反应，所以电池反应式为Ag 2O 2＋2Zn ＋4KOH ＋2H 2O===2K 2Zn(OH)4＋2Ag 。(5)在酸性溶液中，NO －2发生自身的氧化还原反应，由产物NO 可推断出另一种产物为NO －3，据此写出离子反应方程式3NO －2＋2H

＋===NO －3＋2NO ↑＋H 2O 。(6)NaClO 溶液在碱性条件下将CN －氧化成无毒的碳酸根离子和N 2，根据氧化还原反应中电子转移数目相等及离子反应的电荷守恒可得该反应离子方程式是5ClO －＋2OH －＋2CN －===2CO 2－3＋H 2O ＋N 2↑＋5Cl －

。 8．(1)

高 (2)2P ＋5FeO ＋3CaO=====高温

Ca 3(PO 4)2＋5Fe

(3)Fe Fe 3＋＋3SCN －===Fe(SCN)3 (4)1.1 [解析] (1)最活泼的非金属元素是F ，则D 为CaF 2，属于离子晶体，其电子式为

，F 与Si 形成的化合物为SiF 4，而SiF 4属于分子晶体，一

般离子晶体的沸点高于分子晶体。(3)生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀，说明M 为Fe ，此时红褐色沉淀为Fe(OH)3，因此检验Fe 3＋，需要用KSCN 溶液，此反应为Fe 3＋＋3SCN －===Fe(SCN)3。(4)钙线中钙与水反应生成氢气，发生Ca ＋

2H 2O===Ca(OH)2＋H 2↑，根据产生氢气的体积，得出n(Ca)＝224×10－322.4

mol ＝0.01 mol ，氧化钙中钙的物质的量为1.6×3.5%56

mol ＝0.001 mol ，根据钙元素守恒，n(CaCO 3)＝(0.01＋0.001) mol ＝0.011 mol ，即质量为1.1 g 。

9．(1)①N 、O Ba(NO 3)2

②8NH 3＋8NO ＋2NO 2===9N 2＋12H 2O

(2)①2NH ＋4＋3ClO －===N 2↑＋3Cl －＋2H ＋＋3H 2O

②120

(3)H 2 2CN －＋12OH －－10e －===2CO 2－3＋N 2↑＋6H 2O

[解析] (1)②因为NO x 与NH 3的直接反应，可实现无害转化，则生成氮气和水，所以当NO 与NO 2的物质的量之比为4∶1时，发生反应的化学方程式为8NH 3＋8NO ＋2NO 2===9N 2＋12H 2O 。(2)①因为次氯酸钠氧化废水中NH ＋4完全转化为N 2，而本身被还原为NaCl ，根据得失电子守恒，离子方程式为2NH ＋4＋3ClO －===N 2↑＋3Cl －＋2H ＋＋3H 2O 。②由2NH ＋4＋3ClO －

===N 2↑＋3Cl －＋2H ＋＋3H 2O 得，处理废水产生了标准状况下0.448 L 气体即0.448 L 22.4 L/mol

＝0.02 mol N 2(标准状况)，则需消耗浓度为0.5 mol ·L －1的次氯酸钠的体积为0.02 mol ×30.5 mol ·L

－1×1000 mL/L ＝120 mL 。

10．(1)1 (2)Na 2B 4O 7 (3)①萃取剂

②2CrO 5＋7H 2O 2＋6H ＋===2Cr 3＋＋7O 2↑＋10H 2O

(4)①H 2O 2＋I －===H 2O ＋IO －

[解析] (1)BaO 2与稀硫酸发生复分解反应，生成硫酸钡沉淀和H 2O 2，反应方程式为BaO 2＋H 2SO 4===BaSO 4↓＋H 2O 2，由方程式可知，每生成1 mol H 2O 2，消耗BaO 2 1 mol 。(4)①I －催化分解H 2O 2，根据信息②可知，反应①中产生IO －，为过氧化氢氧化－1价的碘，生成＋1价的碘，所以离子反应方程式为H 2O 2＋I －===H 2O ＋IO －。

11．(1)CN －＋H 2O HCN ＋OH －

(2)NaCN ＋H 2O 2＋H 2O===NaHCO 3＋NH 3↑

(3)3NaCN ＋5NaNO 2===3CO 2↑＋4N 2↑＋4Na 2O

(4)①d ②CN －＋ClO －===CNO －＋Cl －

③3S 2O 2－3＋4Cr 2O 2－7＋26H ＋===6SO 2－4＋8Cr 3＋＋13H 2O

④D

[解析] (1)氰化钠易发生水解产生氰化氢，离子方程式为CN －＋H 2O HCN ＋OH －；(2)反应生成氨气和碳酸氢钠，化学方程式为NaCN ＋H 2O 2＋H 2O===NaHCO 3＋NH 3↑；(3)氰化钠遇到亚硝酸钠会生成两种气体发生爆炸，气体为二氧化碳和氮气，根据原子守恒可知还有氧化钠生成，则反应的方程式为3NaCN ＋5NaNO 2===3CO 2↑＋4N 2↑＋4Na 2O ；(4)②步骤②中，无气体放出，CN －被ClO －氧化为CNO －，因为是在碱性环境中，故ClO －只能被还原为Cl －

；③每处理0.4 mol Cr 2O 2－7转移2.4 mol 的电子，设还原后Cr 的化合价为x ，则0.4 mol ×2×(6－x)＝2.4 mol ，解得x ＝＋3，则离子方程式为3S 2O 2－3＋4Cr 2O 2－7＋26H ＋===6SO 2－4＋8Cr 3＋＋13H 2O ；④处理1 mol Cr 2O 2－7，需加入a mol FeSO 4·7H 2O ，根据铬原子守恒得，1 mol

Cr 2O 2－7完全反应后得到22－x mol Fe Ⅱ[Fe Ⅲx Cr Ⅲ（2－x ）]O 4，根据铁原子守恒得a mol ＝2（1＋x ）2－x

mol ①，该反应中得失电子数相等，1 mol ×2×3＝22－x

mol ×(3－2)×x ，解得x ＝1.5，将x ＝1.5代入①得a ＝10，D 正确。