2019高考化学二轮复习第一部分专题四氧化还原反应专题强化练

专题四 氧化还原反应

专题强化练

1．下列生活常见的现象中，其反应原理不涉及氧化还原反应的是(　　)

A．铁的冶炼　　　　 B．电池放电

C．碳酸氢钠作发酵粉 D．天然气燃烧

解析：A项，铁的冶炼过程中，Fe元素从化合态变为游离态，存在化合价变化，属于氧化还原反应，不符合题意；B项，电池放电过程中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，属于氧化还原反应，不符合题意；C项，碳酸氢钠作发酵粉，为碳酸氢钠的分解，不存在化合价变化，则不属于氧化还原反应，符合题意；D项，天然气的燃烧属于氧化还原反应，不符合题意。

答案：C

2．(2018·邯郸一模)硫代硫酸钠溶液与氯气能发生如下反应：

Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===2NaCl＋6HCl＋2H2SO4。下列说法错误的是(　　)

A．氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶1

B．若0.5 mol Na2S2O3作还原剂；则转移4 mol电子

C．当Na2S2O3过量时，溶液能出现浑浊

D．硫代硫酸钠溶液吸收氯气后，溶液的pH降低

解析：硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应：Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===2NaCl＋6HCl＋2H2SO4。由化学方程式可知，氯气是氧化剂、硫代硫酸钠是还原剂、氯化钠和盐酸是还原产物、硫酸是氧化产物，反应中电子转移的数目为8e－。氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶3，A不正确；若0.5 mol Na2S2O3作还原剂，则转移4 mol电子，B正确；当Na2S2O3过量时，过量的部分可以与硫酸反应生成硫，所以溶液能出现浑浊，C正确；硫代硫酸钠溶液吸收氯气后生成了酸，故溶液的pH降低，D正确。

答案：A

3．废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NH完全转化为N2，该反应可表示为2NH＋3ClO－===N2↑＋3Cl－＋2H＋＋3H2O。下列说法中不正确的是(　　)

A．反应中氮元素被氧化，氯元素被还原

B．还原性NH>Cl－

C．反应中每生成1 mol N2，转移6 mol电子

D．经此法处理过的废水可以直接排放

解析：A项，反应中氮元素化合价由－3价升高为0价，被氧化，氯元素化合价由＋1价降低为－1价，被还原，正确；B项，根据上述分析，NH是还原剂，Cl－是还原产物，还原性NH>Cl－，正确；C项，反应中每生成1 mol N2，转移电子2×3＝6 mol，正确；D项，经此法处理过的废水中含有盐酸，属于酸性废水，不能直接排放，错误。

答案：D

4．一定条件下反应：R2O＋3S2－＋14H＋===2R3＋＋3S↓＋7H2O。则R2O中R的化合价是(　　)

A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋6

解析：在反应：R2O＋3S2－＋14H＋===2R3＋＋3S↓＋7H2O，设R2O中R的化合价为＋x，则R变价数目为(x－3)×2；反应中－2价硫升高为0价，化合价升高数目为3×[0－(－2)]，依据氧化还原反应得失电子守恒，(x－3)×2＝3×[0－(－2)]，解得x＝6，故选D。

答案：D

5．(2018·西安联考)CsICl2常用于化学上的分子筛技术，它既有氧化性又有还原性，下列有关的说法正确的是(　　)

A．CsICl2有氧化性，是因为Cs显＋3价

B．CsICl2有还原性，是因为含有较强还原性的I－

C．酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液，溶液褪色

D．在CsICl2溶液中滴加HNO3，可生成Cl2

解析：CsICl2有氧化性，是因为ICl类似I，A错误；CsICl2有还原性，是因为含有较强还原性的Cl－，B错误；酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液，由于含有[ICl2]－具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性而发生氧化还原反应，使溶液褪色，C正确；CsICl2溶液中滴加HNO3，可生成I2，D错误。

答案：C

6．(2018·深圳质检)已知在酸性介质中，MnSO4与(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生反应：Mn2＋＋S2O―→MnO＋SO，下列说法正确的是(　　)

A．反应过程中，因消耗溶液中的H＋反应后溶液pH增大

B．氧化性：S2O>MnO

C．该反应中酸性介质可以为盐酸

D．0.1 mol氧化剂参加反应，转移电子0.5 mol

解析：根据得失电子守恒和原子守恒配平该离子方程式为：

2Mn2＋＋5S2O＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H＋，根据方程式可知，反应过程中，溶液中生成氢离子，反应后溶液pH减小，故A错误；该反应过程中，S2O中的硫元素得电子化合价降低，S2O是氧化剂，锰元素化合价升高，Mn2＋是还原剂生成氧化产物MnO，所以氧化性：S2O>MnO，故B正确；盐酸为还原性酸，能被S2O离子氧化生成氯气，所以不能用盐酸作酸性介质，故C错误；根据A项配平的方程式可知，若有5 mol氧化剂S2O参加反应，转移电子10 mol，则0.1 mol氧化剂参加反应，转移电子0.2 mol，故D错误。

答案：B

7．含氟的卤素互化物通常作氟化剂，使金属氧化物转化为氟化物，如2Co3O4＋6ClF3===6CoF3＋3Cl2＋4X。下列有关该反应的说法正确的是(　　)

A．X是还原产物

B．ClF3中氯元素为－3价

C．反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子

D．Co3O4在反应中作氧化剂

解析：根据元素守恒，X是O2，氧气是氧化产物，故A错误；ClF3中氯元素为＋3价，故B错误；氯元素由＋3价降为0价，反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子，故C正确；Co3O4中Co元素化合价升高、氧元素化合价降低，所以Co3O4在反应中既作氧化剂又作还原剂，故D错误。

答案：C

8．希腊哲学家亚里士多德在其著作中记载了Arsenikon(雌黄)，雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。

(1)在古特蔡特测砷法中，Na3AsO4溶液与Zn反应生成AsH3，该反应中Na3AsO4________(填字母)。

a．作氧化剂　b．作还原剂　c．既作氧化剂又作还原剂

(2)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体，若As2S3和SnCl2恰好完全反应，则还原剂与还原产物的物质的量之比为________。

(3)As2S3与足量浓硝酸发生反应，当生成48 g S时，生成NO2的体积为112 L(标准状况下)，元素As在生成物中的化合价为________(反应后的溶液中不含含硫微粒)，该反应的化学方程式为：

______________________________________________________。

(4)雄黄在空气中加热至300 ℃时会生成两种氧化物，其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3)，另一种氧化物为________(填化学式)，可用双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去，写出该反应的化学方程式：______________________________________________________

______________________________________________________。

解析：(1)③Na3AsO4溶液与Zn反应生成AsH3，As元素化合价由＋5价变化为－3价，化合价降低，Na3AsO4作氧化剂，锌作还原剂。(2)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体，则反应为2As2S3＋2SnCl2＋4HCl===As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑，根据电子得失守恒知2 mol As2S3作氧化剂被还原得到4 mol电子，生成1 mol As4S4，而2 mol SnCl2作还原剂失去4 mol电子得到氧化产物2 mol SnCl4，则还原剂与还原产物的物质的量之比为2∶1。(3)As2S3与足量浓硝酸发生反应，当生成48 g S，物质的量＝＝1.5 mol，反应的As2S3的物质的量为0.5 mol，生成标准状况下NO2的体积为11.2 L，物质的量为＝5 mol，S元素的化合价由－2价升高到0价，0.5 mol As2S3反应电子转移0.5 mol×[0－(－2)]×3＝3 mol，HNO3作氧化剂，生成二氧化氮5 mol，电子转移为5 mol×(5－4)＝5 mol，则根据电子守恒，设As失电子元素化合价变化为x，3＋0.5 mol×2(x－3)＝5 mol，x＝5，生成产物为H3AsO4，1 mol As2S3和10 mol HNO3发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：As2S3＋10HNO3===2H3AsO4＋3S＋10NO2↑＋2H2O，As元素化合价由－3价升高到＋5价，S元素化合价由－2价升高到0价，则生成2 mol H3AsO4，转移电子为2×2 mol－3×2 mol＝10 mol，故答案为：＋5。(4)雄黄在空气中加热至300 ℃时会生成两种氧化物，其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3)，依据原子守恒可知反应为：As4S4＋7O22As2O3＋4SO2，另一种氧化物为二氧化硫，双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去，氧化还原反应中过氧化氢中氧元素化合价－1价变化为－2价，As元素化合价＋3价变化为＋5价，结合电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式：2H2O2＋H2O＋As2O3===2H3AsO4。

答案：(1)a　(2)2∶1

(3)＋5　As2S3＋10HNO3===2H3AsO4＋3S＋10NO2↑＋2H2O

(4)SO2　As2O3＋2H2O2＋H2O===2H3AsO4

9．高铁电池能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。功率是民用电池的10～15倍，放电电流是普通电池的3～10倍，性价比极高。已知，以Zn和K2FeO4为电极材料制作的高铁电池放电时，电池内发生的总反应为：

□Zn＋□K2FeO4===□ZnO＋□Fe2O3＋□K2ZnO2

(1)配平上面的化学方程式______________________________。

(2)已知铁是26号元素，则1 mol FeO中含有电子的物质的量为________mol，Na2FeO4是否具有还原性________，原因是

______________________________________________________。

(3)制备高铁酸钾可以将Fe(OH)3在碱性条件下与KClO溶液反应，若将该反应设计为原电池，则此电池的负极反应方程式为

_____________________________________________________。

(4)向1 L 1 mol·L－1的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以产生O2和Fe3＋，该反应的离子方程式为________________________

_____________________________________________________。

向酸化后溶液中加入一定量的金属铜，使Fe3＋和Cu2＋浓度相等，若此时溶液密度为1.25 g·mL－1，体积仍为1 L，则此时溶液中Cu元素的质量分数约为________。(精确到0.01)

解析：(1)根据氧化还原反应得失电子数目相等，可判断出Zn和K2FeO4的化学计量数分别为3和2，同时根据K和Fe原子个数守恒得出产物Fe2O3和K2ZnO2的化学计量数分别为1和2。(2)1 mol FeO中含有e－数等于26＋8×4＋2＝60 mol。－2价O元素化合价可以升高，表现还原性。(3)＋3价Fe被氧化为FeO，碱性环境用OH－保证电荷守恒，用水保证H和O守恒即可配平。(4)－2价O被氧化为O2，＋6价Fe元素被还原为Fe3＋，用H＋保证电荷守恒，用H2O保证H和O守恒。Cu加入反应后的溶液发生反应，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，假设n(Cu2＋)＝x mol，则反应了的n(Fe3＋)＝2x mol，根据题意列等式得：1－2x＝x，则x＝mol，故反应后溶液中Cu元素的质量分数w＝×100%＝×100%≈1.71%。

答案：(1)3　2　1　1　2

(2)60　有　K2FeO4中O元素为－2价，化合价可以升高，表现还原性

(3)5OH－＋Fe(OH)3－3e－===FeO＋4H2O

(4)4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O　1.71%

10．(2017·北京卷)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_________________________________________________。

②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：___________________

_____________________________________________________。

③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：

______________________________________________________。

④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 mg·

L－1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L－1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L－1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。

(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：

NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。

②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是______。

③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：________Ｋ15NNO＋ＫH2O

解析：(1)①根据题意，反应物为H2O和CO(NH2)2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。④根据题意，加入硫酸的总物质的量为c1v1×10－3mol，NaOH消耗硫酸的物质的量为mol，因此与NH3反应的硫酸的物质的量为mol，根据关系式：CO(NH2)2～2NH3～H2SO4，得n[CO(NH2)2]＝(c1v1－c2v2)×10－3mol，m[CO(NH2)2]＝×10－3mol×60 g·mol－1＝0.06g，因此尿素溶液中溶质的质量分数为×100%＝。(2)①由图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba(NO3)2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由图b可知，Ba(NO3)2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 mol Ba(NO3)2转化成NH3得到2 mol×8＝16 mol电子，1 mol氢气失去2 mol电子，因此消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为8∶1。③根据题意，有氧气参与反应，同时根据生成物为15NNO和H2O，可推测出参加反应的15NO与NH3的物质的量之比为1∶1，结合得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。

答案：(1)①CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3

②8NH3＋6NO27N2＋12H2O

③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4

④

(2)①BaO　②8∶1

③415NO＋4NH3＋3O2415NNO＋6H2O

11．Ⅰ.煤炭中以FeS2形式存在的硫，在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次为：

①2FeS2＋7O2＋2H2O4H＋＋2Fe2＋＋4SO；

②(　　)Fe2＋＋(　　)O2＋(　　)H＋(　　)Fe3＋＋________；

③FeS2＋2Fe3＋3Fe2＋＋2S；

④2S＋3O2＋2H2O4H＋＋2SO。

已知：FeS2中的硫元素为－1价。

回答下列问题：

(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律，将上述②离子方程式配平并补充完整。

(2)反应③的还原剂是__________________。

(3)观察上述反应，硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来

Ⅱ.在淀粉KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，溶液立即变蓝，有关反应的离子方程式是___________________________________。

在上述蓝色溶液中，继续滴加足量的NaClO溶液，蓝色逐渐消失，有关反应的离子方程式是_________________________________

________________。(提示：碘元素被氧化成IO)从以上实验可知，ClO－、I2、IO的氧化性由强到弱的顺序是____________。

Ⅲ.工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜，副产品中也有SO2，冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O28Cu＋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)。当生成0.8 mol铜时，此反应转移的电子数目是________。

解析：Ⅰ.(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律，上述②离子方程式是4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O。(2)在反应③的还原剂是FeS2。(3)通过观察分析三个反应可知：硫元素最终转化为硫酸盐从煤炭中分离出来。

Ⅱ.在淀粉KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，溶液立即变蓝，根据质量守恒定律及电荷守恒及电子守恒，则该反应的离子方程式是2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－；在上述蓝色溶液中，继续滴加足量的NaClO溶液，I2会继续被蓝色逐渐消失，有关反应的离子方程式是I2＋5ClO－＋2OH－===2IO＋5Cl－＋H2O；根据氧化性：氧化剂>氧化产物，所以氧化性：ClO－>I2；ClO－>IO，对于同一元素来说，一般是元素的化合价越高，化合物的氧化性就越强，所以氧化性：IO>I2；故ClO－、I2、IO的氧化性由强到弱的顺序是ClO－>IO>I2。

Ⅲ.在反应中8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应后被氧化为Fe2O3；S在反应前化合价是－2价，反应后被氧化为＋4价的SO2。Cu是＋2价，O2中O元素的化合价是0价，反应后被还原变为－2价，所以反应后被还原为0价，被反应中被还原的元素是Cu、O；根据反应方程式可知：每产生8 mol的Cu，转移电子100 mol，所以当生成0.8 mol铜时，此反应转移的电子数目是10NA。

答案：Ⅰ.(1)4　1　4　4　2H2O　(2)FeS2

(3)硫酸盐

Ⅱ.2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－

I2＋5ClO－＋2OH－===2IO＋5Cl－＋H2O

ClO－>IO>I2

Ⅲ.Cu、O　10NA

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