专题四氧化还原反应

专题四 氧化还原反应

一、选择题

1．(2015·海淀期末)下列变化必须加入氧化剂才能实现的是( )

A ．Cr 2O 2－7―→CrO 2－4

B ．HNO 3―→NO 2

C ． SiO 2―→Si

D ．CH 3CH 2OH ―→CH 3CHO

答案：D 。解析：本题考查了氧化还原反应的知识，意在考查考生对氧化还原反应规律的理解及应用能力。Cr 2O 2－7―→CrO 2－4，元素的化合价都没有变化，与氧化还原反应无关；HNO 3―

→NO 2、SiO 2―→Si ，氮元素、硅元素的化合价降低，均是被还原的过程，需要加还原剂才能实现；CH 3CH 2OH ―→CH 3CHO 是被氧化的过程，需要加入氧化剂才能实现。

2．(2015·上海市浦东新区年第二学期高三二模)下列化工生产过程中的主要反应，不涉及氧化还原反应的是( )

A ．制纯碱

B ．制烧碱

C ．制漂白粉

D ．制硝酸

答案：A 。解析：本题考查氧化还原反应在化工生产过程中的应用的知识。A ．制纯碱的反应原理是：NH 3＋CO 2＋H 2O ＋NaCl === NaHCO 3↓＋NH 4Cl,2NaHCO 3 =====△ Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 。反应中元素的化合价没有发生变化，都是非氧化还原反应，正确；B ．制烧碱的反应原理是：2NaCl ＋2H 2O =====通电 Cl 2↑＋H 2↑＋2NaOH ，反应过程中有元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，错误；C ．制漂白粉的反应原理是：2Cl 2＋2Ca(OH)2＋CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O ，反应过程中存在元素的化合价的变化，是氧化还原反应，错误；

D ．制硝酸反应原理是：4NH 3＋5O 2 =====催化剂

加热

4NO ＋6H 2O,2NO ＋O 2 === 2NO 2；3NO 2＋H 2O === HNO 3＋NO ，反应中都有元素化的变化，因此都是氧化还原反应，错误。

3．(2015·山西质检)化学与社会、生活、生产息息相关。下列叙述正确且变化过程中没有电子转移的是( )

A ．向燃煤中加适量烧碱，减少SO 2排放

B ．从海水中获得金属镁、液溴和淡水

C ．工业上用石灰乳制漂白精，漂白精的有效成分是Ca(ClO)2

D ．用食醋可以清洗水壶中的水垢，水垢的主要成分是CaCO 3和Mg(OH)2

答案：D 。解析：烧碱价格较高，在燃煤中加适量生石灰或石灰石，将二氧化硫转化成硫酸钙，A 错误；海水中镁、溴以化合态存在，提取镁单质和溴单质，必发生氧化还原反应，有电子转移，B 错误；工业上用氯气与石灰乳反应制漂白精，发生了氧化还原反应，有电子转移，C 错误；食醋的主要成分是CH 3COOH ，其酸性比碳酸强，用食醋溶解CaCO 3和Mg(OH)2，发生复分解反应，没有电子转移，D 正确。

4．(2015·株洲一模)科学家发现了如下反应：O 2＋PtF 6 === O 2(PtF 6)，已知O 2(PtF 6)为离子化合物，Pt 为＋5价，下列说法正确的是( )

A ．O 和F 无正化合价

B ．1 mol O 2参加反应，转移1 mol e －

C ．上述反应中O 2作氧化剂

D ．上述反应属于加成反应 答案：B 。解析：根据题给条件，“O 2(PtF 6)为离子化合物，Pt 为＋5价”可知“O 2”整体显＋1价。F 无正价，O 有正价，A 选项错误；1 mol O 2参加反应转移1 mol e －

，B 选项正确；题述反应中氧元素的化合价升高，O 2作还原剂，C 选项错误；题述反应属于化合反应，也属于氧化还原反应，不属于加成反应，D 选项错误。

5．(2015·南昌零模)新型纳米材料MFe 2O x (3

常温MFe 2O y 。则下列判断正确的是( )

A ．MFe 2O x 作催化剂

B ．SO 2是该反应的还原剂

C ．x ＜y

D ．SO 2发生了置换反应 答案：C 。解析：由题目信息可知，SO 2转化为固体S ，S 元素化合价降低，说明SO 2在反应中作氧化剂，则MFe 2O x 为还原剂，故A 、B 项错误；MFe 2O x 为还原剂，反应后Fe 元素的化合价升高，根据化合价变化，有2y －2＞2x －2，即y ＞x ，故C 项正确；反应物为MFe 2O x 和SO 2，反应前没有单质参加，不符合置换反应的定义，故SO 2没有发生置换反应，D 项错误。

6．(2015·( )

A ．第①组反应的其余产物为H 2O 和O 2

B ．第②组反应中Cl 2与FeBr 2的物质的量之比为1∶2

C ．第③组反应中生成1 mol Cl 2，转移电子2 mol

D ．氧化性由强到弱顺序为MnO －4＞Cl 2＞Fe 3＋

＞Br 2

答案：D 。解析：本题考查氧化还原反应的分析计算，物质氧化性强弱的比较。A ．高锰酸钾与过氧化氢、硫酸的反应中，过氧化氢作还原剂，被氧化为氧气，高锰酸钾作氧化剂，被还原为硫酸锰，根据元素守恒，反应中还有水、硫酸钾生成，正确；B ．亚铁离子的还原性大于溴离子，所以氯气先与亚铁离子反应，则氧化物只有铁离子时，说明溴离子未被氧化，则氯气与亚铁离子的物质的量之比为1∶2，即Cl 2与FeBr 2的物质的量之比为1∶2，正确；C ．第③组反应的还原剂就是氯离子，Cl 元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，则生成1 mol 氯气时，转移电子2 mol ，正确；D ．根据以上反应，得出氧化性由强到弱顺序为MnO －4＞Cl 2＞Br 2＞Fe 3＋，错误，答案选D 。

7．(2015·海淀期末)工业上常用氯氧化法处理含氰(CN －)废水，一定条件下，氯气和CN －反应生成无毒气体。下列说法不正确的是( )

A ．CN －中碳元素的化合价为＋2

B ．该反应的产物之一是无毒的N 2

C ．当1 mol CN －参与反应时，转移3 mol e －

D ．处理含0.1 mol CN －的废水，理论上需要消耗标准状况下Cl 2 的体积为5.6 L

答案：C 。解析：本题考查氧化还原反应的有关知识，意在考查考生运用氧化还原反应规律分析解决问题的能力。CN －中碳元素的化合价为＋2，氮元素的化合价为－3，被氯气氧化的产物应为N 2和CO 2,1 mol CN －被氧化转移电子的物质的量为5 mol ，故处理含0.1 mol CN －的废水，转移的电子为0.5 mol ，理论上需要消耗0.25 mol Cl 2，其体积在标准状况下为5.6 L ，故只有C 项错误。

8．(2015·辽宁五校联考)纤维素还原法制ClO 2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物与

NaClO3反应生成ClO2。则消耗1 mol最终产物转移电子的物质的量为()

A．6 mol B．20 mol C．24 mol D．12 mol

答案：C。解析：本题考查氧化还原反应，意在考查考生的分析能力和计算能力。纤维素水解的最终产物为葡萄糖，葡萄糖具有还原性，可将NaClO3还原为ClO2，发生反应的离子方程式为C6H12O6＋24ClO－3＋24H＋=== 24ClO2↑＋6CO2↑＋18H2O，葡萄糖中C元素的化合价由0升高为＋4，则消耗1 mol葡萄糖转移电子的物质的量为1 mol×4×6＝24 mol，本题选C。

9．(2015·石家庄一模)某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知NO－3被还原为NO)。下列说法正确的是()

A．反应后生成NO的体积为28 L

B．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1

C．所得溶液中c(NO－3)＝2.75 mol·L－1

D．所得溶液中的溶质只有FeSO4

答案：B。解析：本题考查元素化合物的性质与反应和考生对氧化还原反应的掌握情况与计算能力。反应前n(NO－3)＝4 mol，n(H＋)＝5 mol，n(Fe)＝1.5 mol。先发生反应：NO－3＋4H＋＋Fe === NO↑＋Fe3＋＋2H2O，Fe和NO－3过量，H＋全部反应，故消耗的NO－3为1.25 mol，生成的n(NO)＝1.25 mol，n(Fe3＋)＝1.25 mol，剩余0.25 mol Fe继续发生反应：2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋。消耗Fe3＋0.5 mol，剩余的Fe3＋为1.25 mol－0.5 mol ＝0.75 mol，该反应生成0.75 mol Fe2＋。选项A没有指明NO气体是否处于标准状况，A项错误；最终溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量相同，且共存于同一溶液中，故其浓度之比为1∶1，B项正确；因第一个反应消耗1.25 mol NO－3，即剩余4 mol－1.25 mol＝2.75 mol NO－3，但题中没有给出溶液的体积，故不能计算溶液中离子的浓度，C项错误；由上述分析可知所得溶液中的溶质有硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钾、硝酸钾等，D项错误。

10．(2015·辽宁五校联考)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。NaH2PO2为正盐，可将溶液中的Ag＋还原为Ag，从而可用于化学镀银。利用NaH2PO2进行化学镀银反应中，若氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物的化学式为()

A．H3PO4B．Na3PO4C．Ag D．Na2HPO2

答案：A。解析：本题考查氧化还原反应，意在考查考生的判断能力和计算能力。该反应中Ag＋为氧化剂，NaH2PO2为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，设氧化产物中P的化合价为＋x，根据化合价升降相等可得，4×(1－0) ＝1×(x－1)，解得x＝5，所以氧化产物中P为＋5价，发生反应的离子方程式为4Ag＋＋H2PO－2＋2H2O === H3PO4＋3H＋＋4Ag↓，氧化产物为H3PO4，本题选A。11．(2015·超级中学预测卷)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如下图所示：下列有关判断正确的是()

A．若铜片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3

B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应

C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L

D．反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物

答案：A。解析：本题考查氧化还原反应及化学计算，意在考查考生对氧化还原反应理论的应用能力及计算能力。分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即Cu→Cu2＋，HNO3→NaNO2,51.2 g Cu为0.8 mol，共失电子0.8 mol×2 ＝1.6 mol，由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，由Na元素守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol，A正确；常温下，Cu能与浓硝酸反应，B错误；部分NO2会转化为N2O4，而N2O4在标准状况下不是气体，C错误；反应过程中生成的Cu(NO3)2、NaNO3是氧化产物，NaNO2和氮的氧化物是还原产物，D错误。12．(2015·四川省仁寿县高三第三次诊断)已知：2Fe2＋＋Br2 === 2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2。向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如下图所示。下列有关说法中，不正确的是()

A．还原性：I－＞Fe2＋＞Br－

B．原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 mol

C．当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2 === 2Fe3＋＋I2＋4Cl－D．原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3

答案：B。解析：A．已知：2Fe2＋＋Br2 === 2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2，则根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知还原性：I－>Fe2＋>Br－，A正确；B．在通入氯气的量为0～1 mol的过程中，碘离子从最大量降到0，碘离子先被氧化，即碘化亚铁是1 mol，所以溴化亚铁中亚铁离子是3 mol，则溴化亚铁是3 mol，B错误；C．当通入2 mol Cl2时，碘完全被氧化，亚铁离子有2 mol被氧化，则溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2＋＋2I－＋2Cl2 === 2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C正确；D．根据以上分析可知原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3，D正确，答案选D。

二、填空题

13．(2015·山东省邹城市第一中学高三4月高考模拟)Ⅰ.已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有—个氧化还原反应的体系中共有KCl、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：

(1)该反应中，化合价升高的反应物是______________________________。

(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式：_______________________________________。

(3)上述反应中，氧化剂是________，1 mol氧化剂在反应中得到________mol电子。

Ⅱ.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉，并进行漂白粉有效成分的质量分数测定

(1)装置④中的x试剂为________。

(2)装置③中发生反应的化学方程式为______________________________。该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生。改进该实验装置以减少副反应发生的方法是____________________________。

(3)测定漂白粉有效成分的质量分数称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中，加水溶解，调节溶液的pH，以淀粉为指示剂，用0.1000 mol·L－1 KI溶液进行滴定，溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为：3ClO－＋I－=== 3Cl－＋IO－3IO－3＋5I－＋3H2O === 6OH－＋3I2

该漂白粉中有效成分的质量分数为________。若滴定过程中未充分振荡溶液局部变浅蓝色时就停止滴定，则测定结果将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

解析：本题考查了氯气的制备、性质检验、氧化还原的分析、误差分析。Ⅰ.在所给7种物质中，高锰酸钾的氧化性大于氯气，所以高锰酸钾作氧化剂，KCl作还原剂，则化合价升高的物质是KCl；(2)硫酸起到酸性作用，可增强高锰酸钾的氧化性。所以高锰酸钾、硫酸、KCl发生氧化还原反应，生成氯气、硫酸锰、硫酸钾、水，化学方程式是2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4 === 6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O；(3)上述反应中的氧化剂是KMnO4，Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子，所以1 mol KMnO4参加反应，转移电子的物质的量是5 mol。

Ⅱ.(1)装置④的作用是吸收多余氯气及防止倒吸，所以x溶液为NaOH溶液；(2)氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，化学方程式是2Ca(OH)2＋2Cl2=== CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；该反应是放热反应，温度升高会产生氯酸钙的副产物，所以将装置③放于冷水浴中进行实验，可降低温度，减少副产物的生成；(3)根据表中数据可知消耗KI溶液的体积为三次的平均值为20 mL，设次氯酸钙的物质的量是x，则次氯酸根离子的物质的量为2x，则消耗KI的物质的量为2x/3＋10/3＝4x，所以4x＝0.02 L×0.1 mol/L，解得x＝5×10－4 mol，所以漂白粉中次氯酸钙的质量是5×10－4 mol×143 g/mol＝7.15×10－2 g，所以漂白粉中有效成分的质量分数是7.15×10－2 g/1.000 g×100%＝7.15%；若滴定过程中未充分振荡溶液局部变浅蓝色时就停止滴定，说明反应未完全，消耗KI体积偏少，造成测定结果偏低。

答案：Ⅰ.(1)KCl (2)2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4 === 6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O (3)KMnO4 5 Ⅱ.(1)NaOH (2)2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O将装置③放于冷水浴中进行实验

(3)7.15%偏低

14．(2015·云南名校统考)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知：常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。大多数＋1价铜的化合物是难溶物，如：Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。

(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为：________，某同学实验时却有黑色物质出现，这种黑色物质的化学式为：____________________________________________________。

(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生：

a．2Cu2＋＋4I－=== 2CuI↓(白色)＋I2b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－=== 2CuCl↓(白色)＋I2

为顺利观察到白色沉淀，可以加入的最佳试剂是________。

A．SO2B．苯C．NaOH溶液D．乙醇

(3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。

①已知NH5是离子晶体且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH5的电子式：____________。

②写出CuH在过量稀盐酸中生成气体的反应的离子方程式____________________________________。

③将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式。

CuH＋HNO3 === Cu(NO3)2＋H2↑＋＋

解析：本题考查了氧化还原反应的规律、反应方程式的配平等，意在考查考生运用所学知识分析、解

决综合问题的能力。(1)在加热条件下新制Cu(OH)2悬浊液可被葡萄糖溶液还原为砖红色的氧化亚铜(Cu2O)。

(2)由于I2溶于水呈棕黄色，干扰白色沉淀的观察，故加入苯将溶液中的I2萃取出来，便于观察白色沉淀。

(3)①由已知信息可知NH5是由H－与NH＋4构成的。②由“Cu＋易在酸性条件下发生反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu”可知，CuH与过量稀盐酸反应时，氢元素发生“归中反应”，而铜元素发生“歧化反应”，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平方程式即可。③铜元素的化合价由＋1→＋2，氢元素的化合价由－1→0，两种元素在同一种物质中，故1 mol CuH失去2 mol电子，而稀硝酸作氧化剂时的还原产物为NO，每生成1 mol NO转移3 mol电子，根据得失电子守恒，可知CuH与NO的物质的量之比为3∶2，再结合原子守恒可配出其他各物质的计量数，为了保证方程式中各物质的计量数均为整数，各计量数均乘以2即可。

答案：(1)砖红色CuO (2)B

⑶①②2CuH＋2H＋=== Cu＋Cu2＋＋2H2↑③616634NO↑8H2O