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2021学年第3节 氧化还原反应第3课时课后练习题
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这是一份2021学年第3节 氧化还原反应第3课时课后练习题，共20页。试卷主要包含了有下列反应，常温下,发生下列几个反应，已知，1 ml I2时转移电子数为0，某反应中反应物与生成物有等内容，欢迎下载使用。
第3课时 氧化还原反应的应用
基础过关练
题组一 氧化性、还原性强弱的判断
1.(2020天津静海四校高一上月考)下列对于反应2KClO3+I2 2KIO3+Cl2↑的叙述中正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.氧化性:I2>KClO3
C.还原性:KClO3>I2
D.还原剂为KIO3,氧化剂为I2
2.(2020江西赣州高一上期中)已知反应2FeCl3+2KI 2FeCl2+I2+2KCl,H2S+I2 S↓+2HI,2FeCl2+Cl2 2FeCl3,由此得出下列微粒氧化性由强到弱的顺序为( )
A.Cl2>I2>FeCl3>S B.Cl2>FeCl3>I2>S
C.FeCl3>Cl2>I2>S D.S>I2>FeCl3>Cl2
3.(2020浙江绍兴诸暨中学高一上期中)有下列反应:
①2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②2H2O+Cl2+SO2 H2SO4+2HCl
下列说法不正确的是( )
A.还原性:SO2>HCl>MnCl2
B.氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2
C.反应①中HCl表现出酸性和氧化性
D.反应②中水既不是氧化剂也不是还原剂
4.(2020山东滨州五校高一上期中)常温下,发生下列几个反应:
①16H++10Z-+2XO4- 2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2 2A3++2B-
③2B-+Z2 B2+2Z-
根据上述反应提供的信息,判断下列结论不正确的是( )
A.氧化性:XO4->B2>A3+
B.X2+只有氧化性
C.溶液中可发生:Z2+2A2+ 2A3++2Z-
D.还原性:Z-
A.该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质
B.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
C.酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子方程式为Fe2++H2O2+2H+ Fe3++2H2O
D.将烧杯中溶液换成KI-淀粉溶液也能验证生成物具有氧化性
6.(2020安徽蚌埠二中高一上期中)已知:
①2K2CrO4+H2SO4 K2Cr2O7+K2SO4+H2O
②K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4 3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O
③Fe2(SO4)3+2HI 2FeSO4+I2+H2SO4
下列结论正确的是( )
A.①②③均是氧化还原反应
B.反应③中生成0.1 mol I2时转移电子数为0.1NA
C.反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1
D.氧化性强弱顺序是K2Cr2O7>Fe2(SO4)3>I2
7.某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是 。
(2)已知2个KBrO3在反应中得到10个电子生成X,则X的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 (填序号)。
a.氧化性:H3AsO4>KBrO3 b.氧化性:KBrO3>H3AsO4
c.还原性:X>AsH3 d.还原性:AsH3>X
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的化学计量数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目。
+
题组二 氯气的实验室制法
8.某化学小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是( )
A.该装置图中至少存在两处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理
D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
9.在实验室中用二氧化锰和浓盐酸反应制备干燥的氯气,装置如图所示:
(1)写出B中发生反应的化学方程式: 。
(2)C中饱和食盐水的作用是 。
(3)D中所盛试剂是 ,作用是 。
(4)E用的是向 排空气法收集气体(填“上”或“下”)。
(5)F中盛放的试剂是 (填化学式)溶液,反应的化学方程式为 。
10.(2019浙江嘉兴一中高一上期中)某学习小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物,进行如下实验,根据要求回答下列问题。
(1)仪器X的名称是 ,烧瓶中反应的离子方程式为 。
(2)试剂Y是 ,E装置中反应的离子方程式为 。
(3)装置C中Cl2与Na2CO3反应,反应的化学方程式中二者化学计量数之比为1∶1且生成的气体产物仅为Cl2O,固体产物有两种,其中之一为NaHCO3,则反应的化学方程式为 。
(4)设计实验方案验证C中生成的固体中存在HCO3-: 。
题组三 氧化还原反应的计算
11.在反应H2S+H2SO4S↓+SO2↑+2H2O中,若有32 g硫生成则转移电子的物质的量为( )
A.6 mol B.2 mol
C.3 mol D.4 mol
12.(2020江西赣州十五县市高一上期中)已知30 mL浓度为0.5 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与50 mL浓度为0.1 mol·L-1的KRO4溶液完全反应转化为Na2SO4。下列说法正确的是( )
A.R元素在产物中的化合价为+1价
B.氧化性KRO4
D.Na2SO4为还原产物
13.(2020江苏南通一中高一上期中)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列说法中,不正确的是( )
A.x=4
B.每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子总数为3 mol
C.1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为0.25 mol
D.可以通过丁达尔效应判断有无Fe3O4纳米颗粒生成
14.已知100 mL浓度为0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液恰好与20 mL浓度为0.2 mol·L-1的KRO4溶液完全反应,已知H2C2O4生成CO2,则R元素在产物中的化合价是( )
A.+1 B.+2
C.+3 D.+4
15.将1.95 g锌粉加入200 mL 0.1 mol·L-1的MO2+溶液中,恰好完全反应,其他物质忽略,则还原产物可能是( )
A.M2+ B.M
C.M3+ D.MO-
16.某温度下,将氯气通入氢氧化钾溶液中,反应后得到氯化钾、次氯酸钾、氯酸钾的混合溶液,经测定ClO-与ClO3-的物质的量之比为1∶2,则氯气与氢氧化钾反应时,被还原的Cl与被氧化的Cl的物质的量之比为 ( )
A.10∶3 B.11∶3
C.2∶3 D.4∶3
题组四 物质氧化性或还原性强弱的探究
17.某实验小组为探究ClO-、I2、SO42-在酸性条件下的氧化性强弱,设计如下实验:
实验①:向淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝;
实验②:向实验①的溶液中加入4 mL 0.5 mol/L的亚硫酸钠溶液,溶液蓝色恰好完全褪去。
(1)写出实验①中发生反应的离子方程式: 。
(2)实验②的化学反应中转移电子的物质的量是 。
(3)以上实验说明,在酸性条件下ClO-、I2、SO42-的氧化性由弱到强的顺序是 。
能力提升练
题组一 氧化性、还原性强弱的判断
1.(2020河北邯郸高一上期中,)已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力为W2>Z2>X2>Y2,下列氧化还原反应能发生的是( )
A.2NaW+Z2 2NaZ+W2
B.2NaX+Z2 2NaZ+X2
C.2NaW+Y2 2NaY+W2
D.2NaZ+X2 2NaX+Z2
2.(2019北京人大附中高一上期末,)已知酸性H2CO3>HClO>HCO3-,氧化性HClO>Cl2>Br2>Fe3+>I2。下列叙述中正确的是( )
A.向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水褪色
B.能使酚酞显红色的溶液中,Fe3+、Cl-、Ba2+、Br-能大量共存
C.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O 2HClO+CO32-
D.向FeI2溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
3.(双选)()将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:
①SO2+2Fe3++2H2O SO42-+2Fe2++4H+
②Cr2O72-+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法错误的是( )
A.氧化性Cr2O72->Fe3+>SO2
B.K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4
C.每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子的数目为3NA
D.若6.72 L SO2(标准状况)参加反应,则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7
4.(2020黑龙江大庆实验中学高一上月考,)已知:还原性HSO3->I-,氧化性IO3->I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.O~b间反应的离子方程式为3HSO3-+IO3- 3SO42-+I-+3H+
B.a点时消耗NaHSO3的物质的量为1.2 mol
C.b点到c点,KIO3与NaHSO3反应生成I2
D.当溶液中I-与I2的物质的量之比为5∶2,加入的KIO3为1.08 mol
题组二 氯气的实验室制法
5.(2020天津静海四校高一上月考,)实验室用如图装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:
(1)A中盛有浓盐酸,B中盛有MnO2,写出反应的离子方程式: 。
(2)E中为红色干布条,F中为红色湿布条,可观察到的现象是 ,对比E和F中现象的差异可得出的结论是 。
(3)试管C和D中的试剂分别为 。
(4)装置G处发生反应的离子方程式为 。
(5)用离子方程式表示试剂X的作用: 。
(6)家庭中常用消毒液(有效成分为NaClO)与洁厕灵(有效成分为HCl)清洁卫生。某品牌消毒液包装上的说明如图。
注意事项
1.本品对棉织品有漂白作用,对金属制品有腐蚀作用。
2.密封保存,请勿与洁厕灵混合使用。
3.保质期为一年。
①与洁厕灵混合使用会产生有毒的氯气,写出反应的离子方程式: 。
②需“密封保存”的原因: 。
6.()实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。根据要求回答下列问题。
A
B
C
(1)A、B、C三套装置中,应选用的装置是 (选填“A”“B”或“C”)。
(2)写出制取氯气反应的化学方程式: 。
(3)为了防止氯气污染环境,B装置的烧杯中发生反应的化学方程式为 。
(4)由于氯气贮存、运输不方便,工业上常将氯气转化为漂白粉,工业上生产漂白粉的主要化学方程式是 ,漂白粉在空气中长期存放会变质而失效的原理是(用化学方程式说明) 。
题组三 氧化还原反应的计算
7.(2020江西赣州十五县市高一上期中,)已知:①2HI+Cl2 2HCl+I2,②Cu+Cl2 CuCl2,③2Fe+3Cl2 2FeCl3。在一定条件下HI、Cu、Fe分别与足量的Cl2反应,如果三个反应电子转移数目相等,则HI、Cu、Fe的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3
C.2∶1∶2 D.6∶3∶2
8.(2020河北邯郸高三上期中,)PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4价和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2;现将1 mol PbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3∶2,则剩余固体的组成及物质的量之比是( )
A.1∶2混合的PbO2、Pb3O4
B.1∶1混合的Pb3O4、PbO
C.1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO
D.4∶1∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO
9.()m mol Cu2S与足量的稀硝酸反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。则被还原的HNO3的物质的量为( )
A.4m mol B.2m3 mol
C.10m mol D.10m3 mol
题组四 物质氧化性或还原性强弱的探究
10.()为探究H2O2、SO2、Br2的氧化性强弱,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。
实验操作
实验现象
ⅰ.打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸
A中有气泡产生,B中红棕色溶液褪色,C中有白色沉淀产生
ⅱ.取C中沉淀加入盐酸
C中白色沉淀不溶解
ⅲ.打开B中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2溶液
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色
已知:SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色。
(1)A中发生反应的化学方程式是 。
(2)B中红棕色溶液褪色反应的离子方程式是 。
(3)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论,氧化性:H2O2>SO2。C中产生白色沉淀的离子方程式是 。
①乙同学认为不能得出此结论,认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是 。
②丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 。
③按乙同学和丙同学改进后的方案进行实验,C中产生白色沉淀,得出结论:氧化性H2O2>SO2。
(4)通过上述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是 。
答案全解全析
基础过关练
1.A
2.B
3.C
4.B
5.C
6.D
8.B
11.B
12.A
13.B
14.B
15.A
16.B
1.A 该反应属于置换反应,故A正确;氯元素的化合价由+5→0,碘元素的化合价由0→+5,KClO3为氧化剂,其氧化性大于I2,故B错误;I2为还原剂,其还原性大于KClO3,故C、D错误。
2.B 同一反应方程式中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,在反应2FeCl2+Cl2 2FeCl3中,氧化剂是Cl2,氧化产物是FeCl3,所以Cl2的氧化性大于FeCl3的氧化性;在反应2FeCl3+2KI 2FeCl2+I2+2KCl中,氧化剂是FeCl3,氧化产物是I2,所以FeCl3的氧化性大于I2的氧化性;在反应H2S+I2 S↓+2HI中,氧化剂是I2,氧化产物是S,所以I2的氧化性大于S的氧化性;氧化性由强到弱的顺序为Cl2>FeCl3>I2>S;故选B。
3.C 一般来说氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知,氧化性KMnO4>Cl2,还原性HCl>MnCl2,由2H2O+Cl2+SO2 H2SO4+2HCl可知,还原性SO2>HCl,所以还原性SO2>HCl>MnCl2,故A正确;高锰酸钾在常温下可氧化浓盐酸,而二氧化锰在加热条件下与浓盐酸反应,可知氧化性KMnO4>MnO2>Cl2,故B正确;反应①中氯元素的化合价升高,被氧化,HCl表现出还原性,故C错误;反应②中氢、氧元素化合价没有发生变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,故D正确。
4.B 反应①中XO4-为氧化剂,Z2为氧化产物,氧化性为XO4->Z2,反应②中B2为氧化剂,A3+为氧化产物,氧化性为B2>A3+,反应③中Z2为氧化剂,B2为氧化产物,氧化性为Z2>B2,所以氧化性:XO4->Z2>B2>A3+,故A正确;X2+既能被氧化成XO4-,又能被还原成0价,所以X2+既有还原性,又有氧化性,故B错误;由于氧化性Z2>A3+,则溶液中可发生反应Z2+2A2+ 2A3++2Z-,故C正确;反应②中A2+为还原剂,B-为还原产物,还原性为A2+>B-,③中还原性为B->Z-,则还原性:A2+>B->Z-,故D正确。
5.C 由酸性KMnO4溶液褪色说明H2燃烧生成了还原性的物质;烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液,溶液呈红色,说明生成了具有氧化性的物质,故A、B正确;离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,故C不正确;换成KI-淀粉溶液,I-有还原性,也能验证生成物具有氧化性,故D正确。
6.D 反应①中没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故A错误;反应③中生成0.1 mol I2时,消耗0.2 mol HI,转移的电子数为0.2NA,故B错误;反应②中K2Cr2O7为氧化剂,FeSO4为还原剂,则反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6,故C错误;反应②中K2Cr2O7为氧化剂,FeSO4为还原剂,Fe2(SO4)3为氧化产物,Cr2(SO4)3为还原产物,反应③中Fe2(SO4)3为氧化剂,HI为还原剂,I2为氧化产物,FeSO4为还原产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以氧化性强弱顺序是K2Cr2O7>Fe2(SO4)3>I2,故D正确。
7.答案 (1)AsH3 (2)Br2 (3)bd (4)
解析 (1)KBrO3在反应中得到电子,则溴元素的化合价降低,给出的物质中AsH3具有还原性,砷元素的化合价在反应中升高,故AsH3为还原剂。(2)设X中溴元素化合价为x,由元素化合价的变化可知2×(5-x)=10,解得x=0,则X为Br2;配平该反应为5AsH3+4H2SO4+8KBrO3 4K2SO4+5H3AsO4+4Br2+4H2O。(3)在反应5AsH3+4H2SO4+8KBrO3 4K2SO4+5H3AsO4+4Br2+4H2O中,由KBrO3 Br2,Br的化合价由+5价降低到0价,KBrO3做氧化剂,氧化性:KBrO3>H3AsO4,由AsH3 H3AsO4,As的化合价由-3价升高到+5价,AsH3做还原剂,所以还原性:AsH3>Br2。(4)KBrO3在反应中得到电子,AsH3失去电子,转移的电子数为40e-,则电子转移的方向和数目为 。
8.B 该装置中未用酒精灯加热以及没有进行尾气处理,A正确;可用向上排空气法收集Cl2,B错误;氯气有毒,必须进行尾气处理,C正确;在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸,若试纸变蓝,则说明有氯气逸出,D正确。
9.答案 (1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
(2)吸收挥发出来的HCl
(3)浓硫酸 吸收水蒸气(或干燥Cl2) (4)上
(5)NaOH Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
解析 (1)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑。(2)浓盐酸具有挥发性,Cl2能溶于水,在饱和食盐水中的溶解度较小,通常用饱和食盐水吸收挥发出来的HCl。(3)浓硫酸具有吸水性,用浓硫酸除去Cl2中混有的水蒸气。(4)氯气能溶于水,密度比空气大,实验室常用向上排空气法收集Cl2。(5)Cl2有毒,常用NaOH溶液吸收尾气,防止污染空气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。
10.答案 (1)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(3)2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
(4)取少量反应后的固体于试管中,加水溶解,滴加足量BaCl2溶液,如果没有明显现象,再向试管中滴加NaOH溶液,若变浑浊,说明固体中含有碳酸氢根离子(或取少量固体加热,将产生的气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则说明固体中含有碳酸氢根离子)(答案合理即可)
解析 (2)用饱和食盐水来吸收氯气中的氯化氢。(3)装置C中Cl2与Na2CO3以等物质的量反应,且生成的气体产物仅为Cl2O,固体产物有两种,其中之一为NaHCO3,则另一种是氯化钠,反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。
11.B n(S)=mM=32 g32 g/mol=1 mol,在反应H2S+H2SO4 S↓+SO2↑+2H2O中,H2S→S,H2SO4→SO2,S的化合价变化数值都为2,所以生成1 mol S,转移电子的物质的量为2 mol,B正确。
12.A 令R元素在产物中的化合价为a,根据得失电子守恒可得30×10-3 L×0.5 mol·L-1×(6-4)=50×10-3 L×0.1 mol·L-1×(7-a),解得a=+1,故A正确;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以氧化性KRO4>Na2SO4,故B错误;反应过程中共转移了30×10-3 L×0.5 mol·L-1×(6-4)=0.03 mol电子,故C错误;Na2SO3被氧化为Na2SO4,则Na2SO4为氧化产物,故D错误。
13.B 由电荷守恒可知:(+2)×3+(-2)×2+x×(-1)=-2,解得x=4,故A正确;每生成1 mol Fe3O4,只有1 mol氧气得到电子,则反应转移的电子总数为1 mol×2×(2-0)=4 mol,故B错误;由得失电子守恒可知,1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1mol×(3-2)2×(2-0)=0.25 mol,故C正确;胶体能产生丁达尔效应,故D正确。
14.B 由H2C2O4生成CO2,可知碳元素的化合价由+3价升高为+4价,则R元素的化合价降低,设R元素在产物中的化合价为x,由得失电子守恒可知0.1 L×0.1 mol·L-1×2×(4-3)=0.02 L×0.2 mol·L-1×(7-x),解得x=+2,故选B。
15.A 恰好完全反应时,1.95 g(0.03 mol)Zn失去0.06 mol电子,则0.02 mol MO2+得到0.06 mol电子,设还原产物中M元素的化合价为n,则0.02×(5-n)=0.06,解得n=+2,故选A。
16.B Cl2生成ClO-与ClO3-是被氧化的过程,化合价由0价分别升高为+1价和+5价,ClO-与ClO3-的物质的量之比为1∶2,则可设ClO-为1 mol,ClO3-为2 mol,被氧化的Cl为3 mol,失去电子的总物质的量为1 mol×(1-0)+2 mol×(5-0)=11 mol,氧化还原反应中得失电子守恒,Cl2生成KCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,则得到电子的物质的量也应为11 mol,被还原的Cl的物质的量为11mol1-0=11 mol,所以被还原的Cl和被氧化的Cl的物质的量之比为11 mol∶3 mol=11∶3,B正确。
17.答案 (1)ClO-+2I-+2H+ I2+Cl-+H2O
(2)0.004 mol
(3)SO42-
1.B
2.A
3.CD
4.C
7.D
8.B
9.D
1.B X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力是W2>Z2>X2>Y2,同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。A项,氧化性Z2>W2,与已知不符,所以不能发生;B项,氧化性Z2>X2,与已知符合,所以能发生;C项,氧化性Y2>W2,与已知不符,所以不能发生;D项,氧化性X2>Z2,与已知不符,所以不能发生。
2.A 因为氧化性:Br2>Fe3+,所以向溴水中加入足量氯化亚铁溶液,Fe2+与Br2反应使溴水褪色,故A正确;使酚酞显红色的溶液呈碱性,溶液中存在大量的OH-,OH-与Fe3+反应不能大量共存,故B错误;碳酸氢根离子的酸性小于次氯酸,所以向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为ClO-+CO2+H2O HClO+HCO3-,故C错误;向FeI2溶液中滴加少量氯水,先氧化I-,反应的离子方程式为2I-+Cl2 I2+2Cl-,故D错误。
3.CD 由反应①可知,铁元素的化合价降低,Fe3+为氧化剂,则氧化性为Fe3+>SO2,由反应②可知,铬元素的化合价降低,Cr2O72-为氧化剂,则氧化性为Cr2O72->Fe3+,故A正确;因为氧化性Cr2O72->SO2,所以K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4,故B正确;每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子为1 mol×2×(6-3)=6 mol,即转移电子的数目为6NA,故C错误;6.72 L SO2(标准状况)参加反应,n(SO2)=6.72 L22.4 L/mol=0.3 mol,由题述两个反应可知,存在3SO2~Cr2O72-,则最终消耗0.1 mol K2Cr2O7,故D错误。
4.C 由题图可知,O~b没有碘生成,则发生反应的离子方程式为3HSO3-+IO3- 3SO42-+I-+3H+,故A正确;a点碘酸钾的物质的量是0.4 mol,由反应可知碘酸钾和亚硫酸氢钠的物质的量之比为1∶3,消耗NaHSO3的物质的量为0.4 mol×3=1.2 mol,故B正确;b点到c点,发生反应的离子方程式为IO3-+6H++5I- 3H2O+3I2,故C错误;根据反应IO3-+3HSO3- I-+3SO42-+3H+,3 mol NaHSO3溶液消耗KIO3溶液的物质的量为1 mol,生成碘离子的量为1 mol,设生成的碘单质的物质的量为x mol,则根据反应IO3-+6H++5I- 3H2O+3I2,消耗的KIO3的物质的量为x3 mol,消耗碘离子的物质的量为5x3 mol,剩余的碘离子的物质的量为(1-5x3)mol,当溶液中n(I-)∶n(I2)=5∶2时,即(1-5x3)∶x=5∶2,x=0.24,根据原子守恒,加入碘酸钾的物质的量=1 mol+0.24 mol×13=1.08 mol,故D正确。
5.答案 (1)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色 氯气不具有漂白性,具有漂白性的为次氯酸
(3)饱和食盐水、浓硫酸
(4)Cl2+2I- 2Cl-+I2
(5)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(6)①Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O ②消毒液的有效成分为NaClO,NaClO能与空气中的CO2、H2O作用,使其变质
解析 (1)MnO2与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成氯气、氯化锰和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)干燥的氯气依次通过E中红色干布条,F中红色湿布条,看到的现象为E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色,说明氯气不具有漂白性,具有漂白性的为次氯酸。(3)制得的氯气混有HCl和水蒸气,由C中饱和食盐水除去HCl,D中浓硫酸吸收水蒸气。(4)装置G中是蘸有淀粉KI溶液的棉花团,氯气与KI反应生成碘单质和KCl,故离子方程式为Cl2+2I- 2Cl-+I2。(5)氯气有毒不能直接排放到空气中,可以用氢氧化钠溶液吸收过量的氯气,反应的离子方程式是Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(6)①次氯酸根离子与氯离子发生氧化还原反应生成氯气和水,离子方程式为Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O。②消毒液的有效成分次氯酸钠易与空气中的二氧化碳和水反应,反应生成的次氯酸不稳定,见光易分解,所以应该密封保存。
6.答案 (1)B
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O(答案合理即可)
(4)2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑
解析 (1)实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气,为防止浓盐酸挥发,需要用分液漏斗,不用长颈漏斗,B装置正确。(2)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)氯气有毒,需要进行尾气处理,一般用氢氧化钠溶液吸收氯气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(4)工业上制备漂白粉是利用石灰乳和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,有效成分为次氯酸钙,漂白粉长期暴露在空气中会变质,是因为次氯酸钙和空气中的二氧化碳、水反应生成碳酸钙、次氯酸和水,次氯酸见光易分解生成氧气和HCl,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑。
7.D 与足量氯气反应时,HI中碘元素的化合价由-1价升高为0价,铜元素的化合价由0价升高为+2价,铁元素的化合价由0价升高为+3价,三个反应电子转移数目相等,设均转移3 mol电子,则HI、Cu、Fe的物质的量之比为3mol1-0∶3mol2-0∶3mol3-0=6∶3∶2,故选D。
8.B PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与浓盐酸作用时,+4价的Pb被还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到PbCl2,1 mol PbO2在上述转化过程中共转移电子为1 mol×(4-2)=2 mol,设该过程得到O2的物质的量为3x mol,则Cl2的物质的量为2x mol,根据得失电子守恒有3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,即1 mol PbO2在受热分解过程中产生O2为0.125 mol×3=0.375 mol,根据原子守恒可知,受热后的剩余固体中n(O)=2 mol-0.375 mol×2=1.25 mol,所以剩余固体中n(Pb)∶n(O)=1 mol∶1.25 mol=4∶5。1∶2混合的PbO2、Pb3O4,n(Pb)∶n(O)=(1+6)∶(2+8)=7∶10,故A错误;1∶1混合的Pb3O4、PbO,n(Pb)∶n(O)=(3+1)∶(4+1)=4∶5,故B正确;1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO,n(Pb)∶n(O)=(1+12+1)∶(2+16+1)=14∶19,故C错误;4∶1∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO,n(Pb)∶n(O)=(4+3+1)∶(8+4+1)=8∶13,故D错误。
9.D 在反应中Cu2S是还原剂,HNO3是氧化剂。其中Cu的化合价由+1价升至+2价,S的化合价由-2价升至+6价,所以1 mol Cu2S共失去10 mol电子,m mol Cu2S失去10m mol电子,N的化合价由+5价降低为+2价,所以1 mol HNO3被还原得到3 mol电子,根据得失电子守恒,10m mol=3×n(被还原HNO3),解得n(被还原HNO3)=10m3 mol。被还原的HNO3的物质的量为10m3 mol,D正确。
10.答案 (1)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)SO2+Br2+2H2O SO42-+2Br-+4H+
(3)SO2+Ba2++H2O2 BaSO4↓+2H+ ①打开弹簧夹,通入N2,待排净装置内空气后,关闭弹簧夹 ②CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液
(4)H2O2>Br2>SO2
解析 (1)在A中浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应,该反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)溴单质具有氧化性,能将二氧化硫氧化为SO42-,反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O 2Br-+SO42-+4H+。(3)因为氧化性:H2O2>SO2,H2O2能将SO2氧化为SO42-,Ba2+与SO42-结合生成BaSO4白色沉淀,离子方程式为SO2+Ba2++H2O2 BaSO4↓+2H+;①由于装置中含有空气,空气中的氧气也能氧化SO2,所以在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是打开弹簧夹,通入N2,待排净装置内空气后,关闭弹簧夹;②进入C中的SO2中可能会混有Br2,所以还应该在B和C之间增加洗气瓶D来除去Br2,D中盛放的试剂可以是CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液。(4)氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以通过题述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是H2O2>Br2>SO2。
第3课时 氧化还原反应的应用
基础过关练
题组一 氧化性、还原性强弱的判断
1.(2020天津静海四校高一上月考)下列对于反应2KClO3+I2 2KIO3+Cl2↑的叙述中正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.氧化性:I2>KClO3
C.还原性:KClO3>I2
D.还原剂为KIO3,氧化剂为I2
2.(2020江西赣州高一上期中)已知反应2FeCl3+2KI 2FeCl2+I2+2KCl,H2S+I2 S↓+2HI,2FeCl2+Cl2 2FeCl3,由此得出下列微粒氧化性由强到弱的顺序为( )
A.Cl2>I2>FeCl3>S B.Cl2>FeCl3>I2>S
C.FeCl3>Cl2>I2>S D.S>I2>FeCl3>Cl2
3.(2020浙江绍兴诸暨中学高一上期中)有下列反应:
①2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②2H2O+Cl2+SO2 H2SO4+2HCl
下列说法不正确的是( )
A.还原性:SO2>HCl>MnCl2
B.氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2
C.反应①中HCl表现出酸性和氧化性
D.反应②中水既不是氧化剂也不是还原剂
4.(2020山东滨州五校高一上期中)常温下,发生下列几个反应:
①16H++10Z-+2XO4- 2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2 2A3++2B-
③2B-+Z2 B2+2Z-
根据上述反应提供的信息,判断下列结论不正确的是( )
A.氧化性:XO4->B2>A3+
B.X2+只有氧化性
C.溶液中可发生:Z2+2A2+ 2A3++2Z-
D.还原性:Z-
A.该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质
B.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
C.酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子方程式为Fe2++H2O2+2H+ Fe3++2H2O
D.将烧杯中溶液换成KI-淀粉溶液也能验证生成物具有氧化性
6.(2020安徽蚌埠二中高一上期中)已知:
①2K2CrO4+H2SO4 K2Cr2O7+K2SO4+H2O
②K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4 3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O
③Fe2(SO4)3+2HI 2FeSO4+I2+H2SO4
下列结论正确的是( )
A.①②③均是氧化还原反应
B.反应③中生成0.1 mol I2时转移电子数为0.1NA
C.反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1
D.氧化性强弱顺序是K2Cr2O7>Fe2(SO4)3>I2
7.某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是 。
(2)已知2个KBrO3在反应中得到10个电子生成X,则X的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 (填序号)。
a.氧化性:H3AsO4>KBrO3 b.氧化性:KBrO3>H3AsO4
c.还原性:X>AsH3 d.还原性:AsH3>X
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的化学计量数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目。
+
题组二 氯气的实验室制法
8.某化学小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是( )
A.该装置图中至少存在两处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理
D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
9.在实验室中用二氧化锰和浓盐酸反应制备干燥的氯气,装置如图所示:
(1)写出B中发生反应的化学方程式: 。
(2)C中饱和食盐水的作用是 。
(3)D中所盛试剂是 ,作用是 。
(4)E用的是向 排空气法收集气体(填“上”或“下”)。
(5)F中盛放的试剂是 (填化学式)溶液,反应的化学方程式为 。
10.(2019浙江嘉兴一中高一上期中)某学习小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物,进行如下实验,根据要求回答下列问题。
(1)仪器X的名称是 ,烧瓶中反应的离子方程式为 。
(2)试剂Y是 ,E装置中反应的离子方程式为 。
(3)装置C中Cl2与Na2CO3反应,反应的化学方程式中二者化学计量数之比为1∶1且生成的气体产物仅为Cl2O,固体产物有两种,其中之一为NaHCO3,则反应的化学方程式为 。
(4)设计实验方案验证C中生成的固体中存在HCO3-: 。
题组三 氧化还原反应的计算
11.在反应H2S+H2SO4S↓+SO2↑+2H2O中,若有32 g硫生成则转移电子的物质的量为( )
A.6 mol B.2 mol
C.3 mol D.4 mol
12.(2020江西赣州十五县市高一上期中)已知30 mL浓度为0.5 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与50 mL浓度为0.1 mol·L-1的KRO4溶液完全反应转化为Na2SO4。下列说法正确的是( )
A.R元素在产物中的化合价为+1价
B.氧化性KRO4
D.Na2SO4为还原产物
13.(2020江苏南通一中高一上期中)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列说法中,不正确的是( )
A.x=4
B.每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子总数为3 mol
C.1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为0.25 mol
D.可以通过丁达尔效应判断有无Fe3O4纳米颗粒生成
14.已知100 mL浓度为0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液恰好与20 mL浓度为0.2 mol·L-1的KRO4溶液完全反应,已知H2C2O4生成CO2,则R元素在产物中的化合价是( )
A.+1 B.+2
C.+3 D.+4
15.将1.95 g锌粉加入200 mL 0.1 mol·L-1的MO2+溶液中,恰好完全反应,其他物质忽略,则还原产物可能是( )
A.M2+ B.M
C.M3+ D.MO-
16.某温度下,将氯气通入氢氧化钾溶液中,反应后得到氯化钾、次氯酸钾、氯酸钾的混合溶液,经测定ClO-与ClO3-的物质的量之比为1∶2,则氯气与氢氧化钾反应时,被还原的Cl与被氧化的Cl的物质的量之比为 ( )
A.10∶3 B.11∶3
C.2∶3 D.4∶3
题组四 物质氧化性或还原性强弱的探究
17.某实验小组为探究ClO-、I2、SO42-在酸性条件下的氧化性强弱,设计如下实验:
实验①:向淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝;
实验②:向实验①的溶液中加入4 mL 0.5 mol/L的亚硫酸钠溶液,溶液蓝色恰好完全褪去。
(1)写出实验①中发生反应的离子方程式: 。
(2)实验②的化学反应中转移电子的物质的量是 。
(3)以上实验说明,在酸性条件下ClO-、I2、SO42-的氧化性由弱到强的顺序是 。
能力提升练
题组一 氧化性、还原性强弱的判断
1.(2020河北邯郸高一上期中,)已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力为W2>Z2>X2>Y2,下列氧化还原反应能发生的是( )
A.2NaW+Z2 2NaZ+W2
B.2NaX+Z2 2NaZ+X2
C.2NaW+Y2 2NaY+W2
D.2NaZ+X2 2NaX+Z2
2.(2019北京人大附中高一上期末,)已知酸性H2CO3>HClO>HCO3-,氧化性HClO>Cl2>Br2>Fe3+>I2。下列叙述中正确的是( )
A.向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水褪色
B.能使酚酞显红色的溶液中,Fe3+、Cl-、Ba2+、Br-能大量共存
C.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O 2HClO+CO32-
D.向FeI2溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
3.(双选)()将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:
①SO2+2Fe3++2H2O SO42-+2Fe2++4H+
②Cr2O72-+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法错误的是( )
A.氧化性Cr2O72->Fe3+>SO2
B.K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4
C.每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子的数目为3NA
D.若6.72 L SO2(标准状况)参加反应,则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7
4.(2020黑龙江大庆实验中学高一上月考,)已知:还原性HSO3->I-,氧化性IO3->I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.O~b间反应的离子方程式为3HSO3-+IO3- 3SO42-+I-+3H+
B.a点时消耗NaHSO3的物质的量为1.2 mol
C.b点到c点,KIO3与NaHSO3反应生成I2
D.当溶液中I-与I2的物质的量之比为5∶2,加入的KIO3为1.08 mol
题组二 氯气的实验室制法
5.(2020天津静海四校高一上月考,)实验室用如图装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:
(1)A中盛有浓盐酸,B中盛有MnO2,写出反应的离子方程式: 。
(2)E中为红色干布条,F中为红色湿布条,可观察到的现象是 ,对比E和F中现象的差异可得出的结论是 。
(3)试管C和D中的试剂分别为 。
(4)装置G处发生反应的离子方程式为 。
(5)用离子方程式表示试剂X的作用: 。
(6)家庭中常用消毒液(有效成分为NaClO)与洁厕灵(有效成分为HCl)清洁卫生。某品牌消毒液包装上的说明如图。
注意事项
1.本品对棉织品有漂白作用,对金属制品有腐蚀作用。
2.密封保存,请勿与洁厕灵混合使用。
3.保质期为一年。
①与洁厕灵混合使用会产生有毒的氯气,写出反应的离子方程式: 。
②需“密封保存”的原因: 。
6.()实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。根据要求回答下列问题。
A
B
C
(1)A、B、C三套装置中,应选用的装置是 (选填“A”“B”或“C”)。
(2)写出制取氯气反应的化学方程式: 。
(3)为了防止氯气污染环境,B装置的烧杯中发生反应的化学方程式为 。
(4)由于氯气贮存、运输不方便,工业上常将氯气转化为漂白粉,工业上生产漂白粉的主要化学方程式是 ,漂白粉在空气中长期存放会变质而失效的原理是(用化学方程式说明) 。
题组三 氧化还原反应的计算
7.(2020江西赣州十五县市高一上期中,)已知:①2HI+Cl2 2HCl+I2,②Cu+Cl2 CuCl2,③2Fe+3Cl2 2FeCl3。在一定条件下HI、Cu、Fe分别与足量的Cl2反应,如果三个反应电子转移数目相等,则HI、Cu、Fe的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3
C.2∶1∶2 D.6∶3∶2
8.(2020河北邯郸高三上期中,)PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4价和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2;现将1 mol PbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3∶2,则剩余固体的组成及物质的量之比是( )
A.1∶2混合的PbO2、Pb3O4
B.1∶1混合的Pb3O4、PbO
C.1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO
D.4∶1∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO
9.()m mol Cu2S与足量的稀硝酸反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。则被还原的HNO3的物质的量为( )
A.4m mol B.2m3 mol
C.10m mol D.10m3 mol
题组四 物质氧化性或还原性强弱的探究
10.()为探究H2O2、SO2、Br2的氧化性强弱,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。
实验操作
实验现象
ⅰ.打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸
A中有气泡产生,B中红棕色溶液褪色,C中有白色沉淀产生
ⅱ.取C中沉淀加入盐酸
C中白色沉淀不溶解
ⅲ.打开B中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2溶液
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色
已知:SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色。
(1)A中发生反应的化学方程式是 。
(2)B中红棕色溶液褪色反应的离子方程式是 。
(3)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论,氧化性:H2O2>SO2。C中产生白色沉淀的离子方程式是 。
①乙同学认为不能得出此结论,认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是 。
②丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是 。
③按乙同学和丙同学改进后的方案进行实验,C中产生白色沉淀,得出结论:氧化性H2O2>SO2。
(4)通过上述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是 。
答案全解全析
基础过关练
1.A
2.B
3.C
4.B
5.C
6.D
8.B
11.B
12.A
13.B
14.B
15.A
16.B
1.A 该反应属于置换反应,故A正确;氯元素的化合价由+5→0,碘元素的化合价由0→+5,KClO3为氧化剂,其氧化性大于I2,故B错误;I2为还原剂,其还原性大于KClO3,故C、D错误。
2.B 同一反应方程式中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,在反应2FeCl2+Cl2 2FeCl3中,氧化剂是Cl2,氧化产物是FeCl3,所以Cl2的氧化性大于FeCl3的氧化性;在反应2FeCl3+2KI 2FeCl2+I2+2KCl中,氧化剂是FeCl3,氧化产物是I2,所以FeCl3的氧化性大于I2的氧化性;在反应H2S+I2 S↓+2HI中,氧化剂是I2,氧化产物是S,所以I2的氧化性大于S的氧化性;氧化性由强到弱的顺序为Cl2>FeCl3>I2>S;故选B。
3.C 一般来说氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知,氧化性KMnO4>Cl2,还原性HCl>MnCl2,由2H2O+Cl2+SO2 H2SO4+2HCl可知,还原性SO2>HCl,所以还原性SO2>HCl>MnCl2,故A正确;高锰酸钾在常温下可氧化浓盐酸,而二氧化锰在加热条件下与浓盐酸反应,可知氧化性KMnO4>MnO2>Cl2,故B正确;反应①中氯元素的化合价升高,被氧化,HCl表现出还原性,故C错误;反应②中氢、氧元素化合价没有发生变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,故D正确。
4.B 反应①中XO4-为氧化剂,Z2为氧化产物,氧化性为XO4->Z2,反应②中B2为氧化剂,A3+为氧化产物,氧化性为B2>A3+,反应③中Z2为氧化剂,B2为氧化产物,氧化性为Z2>B2,所以氧化性:XO4->Z2>B2>A3+,故A正确;X2+既能被氧化成XO4-,又能被还原成0价,所以X2+既有还原性,又有氧化性,故B错误;由于氧化性Z2>A3+,则溶液中可发生反应Z2+2A2+ 2A3++2Z-,故C正确;反应②中A2+为还原剂,B-为还原产物,还原性为A2+>B-,③中还原性为B->Z-,则还原性:A2+>B->Z-,故D正确。
5.C 由酸性KMnO4溶液褪色说明H2燃烧生成了还原性的物质;烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液,溶液呈红色,说明生成了具有氧化性的物质,故A、B正确;离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,故C不正确;换成KI-淀粉溶液,I-有还原性,也能验证生成物具有氧化性,故D正确。
6.D 反应①中没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故A错误;反应③中生成0.1 mol I2时,消耗0.2 mol HI,转移的电子数为0.2NA,故B错误;反应②中K2Cr2O7为氧化剂,FeSO4为还原剂,则反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6,故C错误;反应②中K2Cr2O7为氧化剂,FeSO4为还原剂,Fe2(SO4)3为氧化产物,Cr2(SO4)3为还原产物,反应③中Fe2(SO4)3为氧化剂,HI为还原剂,I2为氧化产物,FeSO4为还原产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以氧化性强弱顺序是K2Cr2O7>Fe2(SO4)3>I2,故D正确。
7.答案 (1)AsH3 (2)Br2 (3)bd (4)
解析 (1)KBrO3在反应中得到电子,则溴元素的化合价降低,给出的物质中AsH3具有还原性,砷元素的化合价在反应中升高,故AsH3为还原剂。(2)设X中溴元素化合价为x,由元素化合价的变化可知2×(5-x)=10,解得x=0,则X为Br2;配平该反应为5AsH3+4H2SO4+8KBrO3 4K2SO4+5H3AsO4+4Br2+4H2O。(3)在反应5AsH3+4H2SO4+8KBrO3 4K2SO4+5H3AsO4+4Br2+4H2O中,由KBrO3 Br2,Br的化合价由+5价降低到0价,KBrO3做氧化剂,氧化性:KBrO3>H3AsO4,由AsH3 H3AsO4,As的化合价由-3价升高到+5价,AsH3做还原剂,所以还原性:AsH3>Br2。(4)KBrO3在反应中得到电子,AsH3失去电子,转移的电子数为40e-,则电子转移的方向和数目为 。
8.B 该装置中未用酒精灯加热以及没有进行尾气处理,A正确;可用向上排空气法收集Cl2,B错误;氯气有毒,必须进行尾气处理,C正确;在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸,若试纸变蓝,则说明有氯气逸出,D正确。
9.答案 (1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
(2)吸收挥发出来的HCl
(3)浓硫酸 吸收水蒸气(或干燥Cl2) (4)上
(5)NaOH Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
解析 (1)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑。(2)浓盐酸具有挥发性,Cl2能溶于水,在饱和食盐水中的溶解度较小,通常用饱和食盐水吸收挥发出来的HCl。(3)浓硫酸具有吸水性,用浓硫酸除去Cl2中混有的水蒸气。(4)氯气能溶于水,密度比空气大,实验室常用向上排空气法收集Cl2。(5)Cl2有毒,常用NaOH溶液吸收尾气,防止污染空气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。
10.答案 (1)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(3)2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
(4)取少量反应后的固体于试管中,加水溶解,滴加足量BaCl2溶液,如果没有明显现象,再向试管中滴加NaOH溶液,若变浑浊,说明固体中含有碳酸氢根离子(或取少量固体加热,将产生的气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则说明固体中含有碳酸氢根离子)(答案合理即可)
解析 (2)用饱和食盐水来吸收氯气中的氯化氢。(3)装置C中Cl2与Na2CO3以等物质的量反应,且生成的气体产物仅为Cl2O,固体产物有两种,其中之一为NaHCO3,则另一种是氯化钠,反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。
11.B n(S)=mM=32 g32 g/mol=1 mol,在反应H2S+H2SO4 S↓+SO2↑+2H2O中,H2S→S,H2SO4→SO2,S的化合价变化数值都为2,所以生成1 mol S,转移电子的物质的量为2 mol,B正确。
12.A 令R元素在产物中的化合价为a,根据得失电子守恒可得30×10-3 L×0.5 mol·L-1×(6-4)=50×10-3 L×0.1 mol·L-1×(7-a),解得a=+1,故A正确;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以氧化性KRO4>Na2SO4,故B错误;反应过程中共转移了30×10-3 L×0.5 mol·L-1×(6-4)=0.03 mol电子,故C错误;Na2SO3被氧化为Na2SO4,则Na2SO4为氧化产物,故D错误。
13.B 由电荷守恒可知:(+2)×3+(-2)×2+x×(-1)=-2,解得x=4,故A正确;每生成1 mol Fe3O4,只有1 mol氧气得到电子,则反应转移的电子总数为1 mol×2×(2-0)=4 mol,故B错误;由得失电子守恒可知,1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1mol×(3-2)2×(2-0)=0.25 mol,故C正确;胶体能产生丁达尔效应,故D正确。
14.B 由H2C2O4生成CO2,可知碳元素的化合价由+3价升高为+4价,则R元素的化合价降低,设R元素在产物中的化合价为x,由得失电子守恒可知0.1 L×0.1 mol·L-1×2×(4-3)=0.02 L×0.2 mol·L-1×(7-x),解得x=+2,故选B。
15.A 恰好完全反应时,1.95 g(0.03 mol)Zn失去0.06 mol电子,则0.02 mol MO2+得到0.06 mol电子,设还原产物中M元素的化合价为n,则0.02×(5-n)=0.06,解得n=+2,故选A。
16.B Cl2生成ClO-与ClO3-是被氧化的过程,化合价由0价分别升高为+1价和+5价,ClO-与ClO3-的物质的量之比为1∶2,则可设ClO-为1 mol,ClO3-为2 mol,被氧化的Cl为3 mol,失去电子的总物质的量为1 mol×(1-0)+2 mol×(5-0)=11 mol,氧化还原反应中得失电子守恒,Cl2生成KCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,则得到电子的物质的量也应为11 mol,被还原的Cl的物质的量为11mol1-0=11 mol,所以被还原的Cl和被氧化的Cl的物质的量之比为11 mol∶3 mol=11∶3,B正确。
17.答案 (1)ClO-+2I-+2H+ I2+Cl-+H2O
(2)0.004 mol
(3)SO42-
1.B
2.A
3.CD
4.C
7.D
8.B
9.D
1.B X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力是W2>Z2>X2>Y2,同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。A项,氧化性Z2>W2,与已知不符,所以不能发生;B项,氧化性Z2>X2,与已知符合,所以能发生;C项,氧化性Y2>W2,与已知不符,所以不能发生;D项,氧化性X2>Z2,与已知不符,所以不能发生。
2.A 因为氧化性:Br2>Fe3+,所以向溴水中加入足量氯化亚铁溶液,Fe2+与Br2反应使溴水褪色,故A正确;使酚酞显红色的溶液呈碱性,溶液中存在大量的OH-,OH-与Fe3+反应不能大量共存,故B错误;碳酸氢根离子的酸性小于次氯酸,所以向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为ClO-+CO2+H2O HClO+HCO3-,故C错误;向FeI2溶液中滴加少量氯水,先氧化I-,反应的离子方程式为2I-+Cl2 I2+2Cl-,故D错误。
3.CD 由反应①可知,铁元素的化合价降低,Fe3+为氧化剂,则氧化性为Fe3+>SO2,由反应②可知,铬元素的化合价降低,Cr2O72-为氧化剂,则氧化性为Cr2O72->Fe3+,故A正确;因为氧化性Cr2O72->SO2,所以K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4,故B正确;每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子为1 mol×2×(6-3)=6 mol,即转移电子的数目为6NA,故C错误;6.72 L SO2(标准状况)参加反应,n(SO2)=6.72 L22.4 L/mol=0.3 mol,由题述两个反应可知,存在3SO2~Cr2O72-,则最终消耗0.1 mol K2Cr2O7,故D错误。
4.C 由题图可知,O~b没有碘生成,则发生反应的离子方程式为3HSO3-+IO3- 3SO42-+I-+3H+,故A正确;a点碘酸钾的物质的量是0.4 mol,由反应可知碘酸钾和亚硫酸氢钠的物质的量之比为1∶3,消耗NaHSO3的物质的量为0.4 mol×3=1.2 mol,故B正确;b点到c点,发生反应的离子方程式为IO3-+6H++5I- 3H2O+3I2,故C错误;根据反应IO3-+3HSO3- I-+3SO42-+3H+,3 mol NaHSO3溶液消耗KIO3溶液的物质的量为1 mol,生成碘离子的量为1 mol,设生成的碘单质的物质的量为x mol,则根据反应IO3-+6H++5I- 3H2O+3I2,消耗的KIO3的物质的量为x3 mol,消耗碘离子的物质的量为5x3 mol,剩余的碘离子的物质的量为(1-5x3)mol,当溶液中n(I-)∶n(I2)=5∶2时,即(1-5x3)∶x=5∶2,x=0.24,根据原子守恒,加入碘酸钾的物质的量=1 mol+0.24 mol×13=1.08 mol,故D正确。
5.答案 (1)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色 氯气不具有漂白性,具有漂白性的为次氯酸
(3)饱和食盐水、浓硫酸
(4)Cl2+2I- 2Cl-+I2
(5)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(6)①Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O ②消毒液的有效成分为NaClO,NaClO能与空气中的CO2、H2O作用,使其变质
解析 (1)MnO2与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成氯气、氯化锰和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)干燥的氯气依次通过E中红色干布条,F中红色湿布条,看到的现象为E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色,说明氯气不具有漂白性,具有漂白性的为次氯酸。(3)制得的氯气混有HCl和水蒸气,由C中饱和食盐水除去HCl,D中浓硫酸吸收水蒸气。(4)装置G中是蘸有淀粉KI溶液的棉花团,氯气与KI反应生成碘单质和KCl,故离子方程式为Cl2+2I- 2Cl-+I2。(5)氯气有毒不能直接排放到空气中,可以用氢氧化钠溶液吸收过量的氯气,反应的离子方程式是Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(6)①次氯酸根离子与氯离子发生氧化还原反应生成氯气和水,离子方程式为Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O。②消毒液的有效成分次氯酸钠易与空气中的二氧化碳和水反应,反应生成的次氯酸不稳定,见光易分解,所以应该密封保存。
6.答案 (1)B
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O(答案合理即可)
(4)2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑
解析 (1)实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气,为防止浓盐酸挥发,需要用分液漏斗,不用长颈漏斗,B装置正确。(2)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)氯气有毒,需要进行尾气处理,一般用氢氧化钠溶液吸收氯气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(4)工业上制备漂白粉是利用石灰乳和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,有效成分为次氯酸钙,漂白粉长期暴露在空气中会变质,是因为次氯酸钙和空气中的二氧化碳、水反应生成碳酸钙、次氯酸和水,次氯酸见光易分解生成氧气和HCl,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑。
7.D 与足量氯气反应时,HI中碘元素的化合价由-1价升高为0价,铜元素的化合价由0价升高为+2价,铁元素的化合价由0价升高为+3价,三个反应电子转移数目相等,设均转移3 mol电子,则HI、Cu、Fe的物质的量之比为3mol1-0∶3mol2-0∶3mol3-0=6∶3∶2,故选D。
8.B PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与浓盐酸作用时,+4价的Pb被还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到PbCl2,1 mol PbO2在上述转化过程中共转移电子为1 mol×(4-2)=2 mol,设该过程得到O2的物质的量为3x mol,则Cl2的物质的量为2x mol,根据得失电子守恒有3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,即1 mol PbO2在受热分解过程中产生O2为0.125 mol×3=0.375 mol,根据原子守恒可知,受热后的剩余固体中n(O)=2 mol-0.375 mol×2=1.25 mol,所以剩余固体中n(Pb)∶n(O)=1 mol∶1.25 mol=4∶5。1∶2混合的PbO2、Pb3O4,n(Pb)∶n(O)=(1+6)∶(2+8)=7∶10,故A错误;1∶1混合的Pb3O4、PbO,n(Pb)∶n(O)=(3+1)∶(4+1)=4∶5,故B正确;1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO,n(Pb)∶n(O)=(1+12+1)∶(2+16+1)=14∶19,故C错误;4∶1∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO,n(Pb)∶n(O)=(4+3+1)∶(8+4+1)=8∶13,故D错误。
9.D 在反应中Cu2S是还原剂,HNO3是氧化剂。其中Cu的化合价由+1价升至+2价,S的化合价由-2价升至+6价,所以1 mol Cu2S共失去10 mol电子,m mol Cu2S失去10m mol电子,N的化合价由+5价降低为+2价,所以1 mol HNO3被还原得到3 mol电子,根据得失电子守恒,10m mol=3×n(被还原HNO3),解得n(被还原HNO3)=10m3 mol。被还原的HNO3的物质的量为10m3 mol,D正确。
10.答案 (1)Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)SO2+Br2+2H2O SO42-+2Br-+4H+
(3)SO2+Ba2++H2O2 BaSO4↓+2H+ ①打开弹簧夹,通入N2,待排净装置内空气后,关闭弹簧夹 ②CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液
(4)H2O2>Br2>SO2
解析 (1)在A中浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应,该反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)溴单质具有氧化性,能将二氧化硫氧化为SO42-,反应的离子方程式是SO2+Br2+2H2O 2Br-+SO42-+4H+。(3)因为氧化性:H2O2>SO2,H2O2能将SO2氧化为SO42-,Ba2+与SO42-结合生成BaSO4白色沉淀,离子方程式为SO2+Ba2++H2O2 BaSO4↓+2H+;①由于装置中含有空气,空气中的氧气也能氧化SO2,所以在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是打开弹簧夹,通入N2,待排净装置内空气后,关闭弹簧夹;②进入C中的SO2中可能会混有Br2,所以还应该在B和C之间增加洗气瓶D来除去Br2,D中盛放的试剂可以是CCl4或苯或饱和NaHSO3溶液。(4)氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以通过题述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是H2O2>Br2>SO2。
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