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第08讲 氧化还原反应的基本概念和规律(强化训练)（解析版）
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这是一份第08讲 氧化还原反应的基本概念和规律(强化训练)（解析版），共10页。试卷主要包含了下列说法错误的是，K2Cr2O7溶液中存在平衡，实验室可用以下反应制得氯气等内容，欢迎下载使用。
第8讲 氧化还原反应的基本概念和规律(强化训练)
1.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 ( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
答案：A
【解析】 A项,硅太阳能电池工作时,光能转化为电能,与氧化还原反应无关;B项,锂离子电池放电时,化学能转化为电能,原电池总反应为氧化还原反应;C项,电解质溶液导电时,电能转化为化学能,总反应为氧化还原反应;D项,葡萄糖为人类生命活动提供能量时,葡萄糖发生氧化还原反应,化学能转化为热能。
2.下列说法错误的是 ( )
A.氯气使KBr溶液变黄,Cl2被还原
B.将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
C.O、Cl的某些单质或两元素间形成的某些化合物可作水的消毒剂
D.SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同
答案：B
【解析】 氧化剂(Cl2)被还原,还原剂(KBr)被氧化生成Br2,A项正确。氧化剂(HNO3)被还原,生成NO,还原剂(Fe)被氧化,证明还原剂(Fe)的还原性强于还原产物(NO)的,B项错误。O3、Cl2、ClO2均可用作水的消毒剂,C项正确。溴氧化SO2而褪色,KMnO4氧化乙烯而褪色,原理相同,D项正确。
3.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是 ( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
答案：D
【解析】在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A项正确;②中酸性重铬酸钾溶液氧化乙醇,本身被还原为绿色的Cr3+,B项正确;②是酸性条件,④是碱性条件,K2Cr2O7在酸性条件下能氧化乙醇,而在碱性条件下不能,说明其在酸性条件下氧化性强,C项正确;若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液为酸性,K2Cr2O7可以氧化乙醇,溶液变为绿色,D项错误。
4.某校化学课题组探究以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺，他们设计的流程如图所示，在“焙烧”过程中铁元素转化为Fe3O4。
下列推断正确的是( )
A．“焙烧”反应中，SO2是氧化产物，Fe3O4是还原产物
B．“酸溶”时的酸可以用稀硫酸代替
C．“过滤”后的滤液中Fe3＋和Fe2＋的浓度比为2∶1
D．“氧化”时的氧化剂只能选取Cl2
答案：C
【解析】“焙烧”时O2为氧化剂，FeS2为还原剂，SO2和Fe3O4都既是氧化产物，又是还原产物，A项错误；因目标产物为氯化物，故不能用稀硫酸代替盐酸，B项错误；Fe3O4可写成Fe3O4·FeO，其中Fe3＋和Fe2＋的浓度之比为2∶1，C项正确；“氧化”时的氧化剂可选取H2O2、Cl2等，D项错误。
5.（双选）下列说法错误的是 ( )
A .N2的氧化性比O2的强
B.向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,则Br-还原性强于Cl-
C.二氧化硫能使溴水褪色,说明二氧化硫具有漂白性
D.漂白粉可用于漂白纸张
答案：AC
【解析】根据元素周期律,N2的氧化性比O2的弱,A项错误。向NaBr溶液中加入少量氯水和苯,振荡、静置后溶液分层,且上层呈橙红色,说明Cl2置换出了Br2,说明Br-的还原性强于Cl-的,B项正确。二氧化硫使溴水褪色是因为发生了氧化还原反应,二氧化硫作还原剂,具有还原性,C项错误。漂白粉与CO2、水反应后,生成的次氯酸具有强氧化性,可漂白纸张,D项正确。
6.SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下化学反应：
①SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO42-＋2Fe2＋＋4H＋；
②Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
则下列有关说法不正确的是( )
A．氧化性：Cr2O72-＞Fe3＋＞SO42-
B．标准状况下，若有6.72 L SO2参加反应，则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7
C．反应②中，每有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移电子的数目为6NA
D．由上述反应原理推断：K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4
答案：B
【解析】根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，由已知反应可知，氧化性：Cr2O72-＞Fe3＋＞SO42-，A正确；n(SO2)＝＝0.3 mol，由得失电子守恒可知Cr2O72-～6Fe2＋～3SO2，消耗K2Cr2O7的物质的量为0.1 mol，B错误；若有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移电子的物质的量为1 mol×2×(6－3)＝6 mol，转移电子的数目为6NA，C正确；氧化性：Cr2O72-＞SO42-，则K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4，D正确。
7.实验室可用以下反应制得氯气：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O。反应中有1 mol 电子转移时制得氯气44 g，则反应物可能的组合是( )
A．K35ClO3＋6H35Cl B．K35ClO3＋6H37Cl
C．K37ClO3＋6H35Cl D．K37ClO3＋6H37Cl
答案：B
【解析】该反应中若有5 mol电子转移，则生成3 mol Cl2，质量为220 g，其中5 mol Cl原子来自HCl,1 mol Cl原子来自KClO3，因此6个Cl原子质量数相加应为220，只有B项符合。
8．用H2O2溶液处理含NaCN的废水的反应原理为NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3，已知：HCN酸性比H2CO3弱。下列有关说法正确的是( )
A．该反应中氮元素被氧化
B．该反应中H2O2作还原剂
C．实验室配制NaCN溶液时，需加入适量的NaOH溶液
D．0.1 mol·L－1 NaCN溶液中含HCN和CN－总数目为0.1×6.02×1023
答案：C
【解析】A项，NaCN中N显－3价，NH3中N显－3价，化合价未变，N未被氧化，错误；B项，H2O2为氧化剂，NaCN为还原剂，错误；C项，HCN为弱酸，CN－水解，为抑制水解，需加入适量NaOH溶液，正确；D项，无溶液体积，错误。
9.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2
答案：C
【解析】根据流程图，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4 。根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A项正确；由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应，所以ClO2是正极产物，B项正确；反应②中ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低，做氧化剂；H2O2只能做还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，C项错误；根据反应②ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2做氧化剂，H2O2做还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D项正确。
10．向含S2－、Fe2＋、Br－、I－各0.1 mol的溶液中通入Cl2，通入Cl2的体积(标准状况)和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是( )
答案：C
【解析】还原性：S2－>I－>Fe2＋>Br－，所以发生反应的顺序：①Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，②Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，③Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，④Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，消耗Cl2体积分别为2.24 L、1.12 L、1.12 L、1.12 L，图C正确。
11．已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3＋和Cr3＋。现将 硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3＋的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7
B．图中BC段发生的反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
C．开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol
D．K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1∶3
答案：D
【解析】A项，开始时Fe3＋浓度不变，说明Fe3＋没有参加反应，则AB段应为K2Cr2O7
和KI的反应，正确；B项，BC段Fe3＋浓度逐渐减小，说明Fe3＋和KI发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，正确；C项，由图像可知，整个过程中，酸性K2Cr2O7将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋又被I－还原为Fe2＋，相当于K2Cr2O7只与I－发生氧化还原反应：Cr2O72-＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，则n(Cr2O72-)＝n(I－)＝×1.5 mol＝0.25 mol，正确；D项，6Fe2＋＋Cr2O72-＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1∶6，错误。
12.将过量H2O2溶液加入(NH4)2CrO4的氨水中,加热后冷却,生成暗棕红色晶体M[化学式为Cr(NH3)3O4],其离子方程式为CrO42-+3NH3+3H2O2M+2H2O+2OH-+O2,测得M中有2个过氧键,下列有关说法正确的是 ( )
A.M中Cr的化合价为+3
B.参与反应的H2O2全部被氧化
C.向FeSO4溶液中滴加几滴M溶液,没有明显现象
D.转移0.2 mol电子时,生成M的质量为16.7 g
答案：D
【解析】根据题意知,M的化学式为Cr(NH3)3O4,且含有2个过氧键,而H2O2含有1个过氧键,类比H2O2的结构可知,M中O为-1价,则Cr为+4价,A项错误;由已知方程式可知,Cr(NH3)3O4中过氧键来自H2O2,反应前有3个H2O2,反应后生成的M中含有2个过氧键,则参与反应的H2O2只有三分之一被氧化,B项错误;因为Cr(NH3)3O4中Cr为+4价,具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,溶液会由浅绿色变为黄色,C项错误;由反应方程式可知,生成1 mol M,转移2 mol电子,则转移0.2 mol电子时,生成M的质量为16.7 g,D项正确。
13.羟胺(NH2OH)是一种还原剂。将25.00 mL 0.049 mol·L-1的羟胺酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应,生成的Fe2+又恰好被 24.50 mL 0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液所氧化。在上述反应中,羟胺的氧化产物为 ( )
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2
答案：C
【解析】设羟胺的氧化产物中氮元素的化合价为x,根据得失电子守恒可知,25.00×10-3 L×0.049 mol·L-1×(x+1)=24.50×10-3 L× 0.020 mol·L-1×(7-2),解得x=+1,故羟胺的氧化产物是N2O,本题选C。
14.HNO2是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO2；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe2＋氧化成Fe3＋。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物，试回答下列问题：
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2＋，若误食亚硝酸盐(如NaNO2)，则导致血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋而中毒，服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是__________(填字母)。
A．亚硝酸盐被还原
B．维生素C是还原剂
C．维生素C将Fe3＋还原为Fe2＋
D．亚硝酸盐是还原剂
(2)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中，观察到氯水褪色，同时生成NaNO3和HCl，请写出反应的离子方程式： _________________________________________。
(3)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4，若将反应所得的酸性溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是________(填字母)。
a．Cl2 b．Fe c．H2O2 d．HNO3
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)，氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强，主要反应：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑
①该反应中的氧化剂是________，还原剂是_______________________________________。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用____________________________________。
答案 (1)D
(2)NO2-＋Cl2＋H2O===NO3-＋2H＋＋2Cl－
(3)c
(4)①Na2O2 Na2O2、FeSO4
②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
【解析】(1)服用维生素C可以解毒，说明在维生素C作用下Fe3＋又转化为Fe2＋，Fe元素化合价降低，被还原，则维生素C具有还原性，而亚硝酸盐会导致Fe2＋转化为Fe3＋，说明亚硝酸盐具有氧化性，在反应中亚硝酸盐为氧化剂，维生素C是还原剂。(3)Cl2、HNO3都能氧化亚铁离子，但能引入新的杂质；铁不能氧化亚铁离子；双氧水的还原产物是水，不引入杂质，所以最佳试剂是双氧水。(4)该反应中Fe元素化合价由＋2价变为＋6价、O元素化合价由－1价变为0价、－2价。①得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以Na2O2是氧化剂，Na2O2、FeSO4是还原剂；②K2FeO4中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附除去水中的悬浮杂质。
15.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为 。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反应的主要产物是 。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物是 。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为 。 (计算结果保留两位小数)
答案：(1)+3 (2)2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4(2分) (3)NaOH溶液(2分) Na2CO3溶液(2分) ClO2-(或NaClO2)(2分) (4)2∶1(2分) O2(1分) (5)1.57(2分)
【解析】(1)根据化合物中各元素正负化合价代数和等于0,计算出NaClO2中氯元素化合价为+3。(2)从流程图看出,反应物是氯酸钠、二氧化硫、硫酸,产物为硫酸氢钠、二氧化氯,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式:2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4。(3)粗盐提纯中加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子,加入碳酸钠溶液沉淀钙离子。电解过程中ClO2在阴极放电得到ClO2-,故阴极反应的主要产物为NaClO2。(4)依题意,用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯,发生反应:2ClO2+H2O2+2OH-2ClO2-+O2+2H2O,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,氧化产物为O2。(5)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力,得电子数相等时,氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。根据:NaClO2Cl-,Cl22Cl-,得电子数相等时,存在:NaClO2~2Cl2,故亚氯酸钠的有效氯含量为71×290.5≈1.57。
16.二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过如图过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为 。
②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
(2)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用 50 mL水溶解后,再加入 3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0 mol·L-1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。
④ 测得混合气中ClO2的质量为 g。
(3)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)。
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁
答案：(1)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 ②Cl-、OH-
③c (2)①2ClO2+10I-+8H+5I2+4H2O+2Cl-(2分) ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分) ③淀粉溶液(1分) 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(1分) ④0.027 00(1分) (3)d(1分)
【解析】 (1)①酸性条件下不能生成NH3,根据产物NCl3和H2,写出电解方程式:NH4Cl+ 2HCl3H2↑+NCl3;②根据原子个数守恒可知,X中有NaCl,又因有NH3生成,则溶液中的阴离子有Cl-和OH-;③由于ClO2易溶于水,所以a和d错误;NH3能够被浓硫酸吸收,应选c。(2)①ClO2在酸性条件下与I-反应,生成I2和Cl-,离子方程式为2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-;②ClO2易溶于水,故用于液封的水可以吸收多余的ClO2气体;③用淀粉溶液检验碘单质,滴定终点时,碘单质完全反应,则终点现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内颜色不再改变;④根据关系式:2ClO2~5I2~10S2O32-,n(ClO2)=15n(S2O32-)=15×0.100 0×0.02 mol=0.000 40 mol,m(ClO2)=0.000 40 mol×67.5 g/mol=0.027 00 g。(3)需加入一种还原剂,将亚氯酸盐还原为Cl-,所以Fe2+合适,d项正确。
第8讲 氧化还原反应的基本概念和规律(强化训练)
1.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 ( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
答案：A
【解析】 A项,硅太阳能电池工作时,光能转化为电能,与氧化还原反应无关;B项,锂离子电池放电时,化学能转化为电能,原电池总反应为氧化还原反应;C项,电解质溶液导电时,电能转化为化学能,总反应为氧化还原反应;D项,葡萄糖为人类生命活动提供能量时,葡萄糖发生氧化还原反应,化学能转化为热能。
2.下列说法错误的是 ( )
A.氯气使KBr溶液变黄,Cl2被还原
B.将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
C.O、Cl的某些单质或两元素间形成的某些化合物可作水的消毒剂
D.SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同
答案：B
【解析】 氧化剂(Cl2)被还原,还原剂(KBr)被氧化生成Br2,A项正确。氧化剂(HNO3)被还原,生成NO,还原剂(Fe)被氧化,证明还原剂(Fe)的还原性强于还原产物(NO)的,B项错误。O3、Cl2、ClO2均可用作水的消毒剂,C项正确。溴氧化SO2而褪色,KMnO4氧化乙烯而褪色,原理相同,D项正确。
3.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是 ( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
答案：D
【解析】在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A项正确;②中酸性重铬酸钾溶液氧化乙醇,本身被还原为绿色的Cr3+,B项正确;②是酸性条件,④是碱性条件,K2Cr2O7在酸性条件下能氧化乙醇,而在碱性条件下不能,说明其在酸性条件下氧化性强,C项正确;若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液为酸性,K2Cr2O7可以氧化乙醇,溶液变为绿色,D项错误。
4.某校化学课题组探究以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺，他们设计的流程如图所示，在“焙烧”过程中铁元素转化为Fe3O4。
下列推断正确的是( )
A．“焙烧”反应中，SO2是氧化产物，Fe3O4是还原产物
B．“酸溶”时的酸可以用稀硫酸代替
C．“过滤”后的滤液中Fe3＋和Fe2＋的浓度比为2∶1
D．“氧化”时的氧化剂只能选取Cl2
答案：C
【解析】“焙烧”时O2为氧化剂，FeS2为还原剂，SO2和Fe3O4都既是氧化产物，又是还原产物，A项错误；因目标产物为氯化物，故不能用稀硫酸代替盐酸，B项错误；Fe3O4可写成Fe3O4·FeO，其中Fe3＋和Fe2＋的浓度之比为2∶1，C项正确；“氧化”时的氧化剂可选取H2O2、Cl2等，D项错误。
5.（双选）下列说法错误的是 ( )
A .N2的氧化性比O2的强
B.向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,则Br-还原性强于Cl-
C.二氧化硫能使溴水褪色,说明二氧化硫具有漂白性
D.漂白粉可用于漂白纸张
答案：AC
【解析】根据元素周期律,N2的氧化性比O2的弱,A项错误。向NaBr溶液中加入少量氯水和苯,振荡、静置后溶液分层,且上层呈橙红色,说明Cl2置换出了Br2,说明Br-的还原性强于Cl-的,B项正确。二氧化硫使溴水褪色是因为发生了氧化还原反应,二氧化硫作还原剂,具有还原性,C项错误。漂白粉与CO2、水反应后,生成的次氯酸具有强氧化性,可漂白纸张,D项正确。
6.SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下化学反应：
①SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO42-＋2Fe2＋＋4H＋；
②Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
则下列有关说法不正确的是( )
A．氧化性：Cr2O72-＞Fe3＋＞SO42-
B．标准状况下，若有6.72 L SO2参加反应，则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7
C．反应②中，每有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移电子的数目为6NA
D．由上述反应原理推断：K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4
答案：B
【解析】根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，由已知反应可知，氧化性：Cr2O72-＞Fe3＋＞SO42-，A正确；n(SO2)＝＝0.3 mol，由得失电子守恒可知Cr2O72-～6Fe2＋～3SO2，消耗K2Cr2O7的物质的量为0.1 mol，B错误；若有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移电子的物质的量为1 mol×2×(6－3)＝6 mol，转移电子的数目为6NA，C正确；氧化性：Cr2O72-＞SO42-，则K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4，D正确。
7.实验室可用以下反应制得氯气：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O。反应中有1 mol 电子转移时制得氯气44 g，则反应物可能的组合是( )
A．K35ClO3＋6H35Cl B．K35ClO3＋6H37Cl
C．K37ClO3＋6H35Cl D．K37ClO3＋6H37Cl
答案：B
【解析】该反应中若有5 mol电子转移，则生成3 mol Cl2，质量为220 g，其中5 mol Cl原子来自HCl,1 mol Cl原子来自KClO3，因此6个Cl原子质量数相加应为220，只有B项符合。
8．用H2O2溶液处理含NaCN的废水的反应原理为NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3，已知：HCN酸性比H2CO3弱。下列有关说法正确的是( )
A．该反应中氮元素被氧化
B．该反应中H2O2作还原剂
C．实验室配制NaCN溶液时，需加入适量的NaOH溶液
D．0.1 mol·L－1 NaCN溶液中含HCN和CN－总数目为0.1×6.02×1023
答案：C
【解析】A项，NaCN中N显－3价，NH3中N显－3价，化合价未变，N未被氧化，错误；B项，H2O2为氧化剂，NaCN为还原剂，错误；C项，HCN为弱酸，CN－水解，为抑制水解，需加入适量NaOH溶液，正确；D项，无溶液体积，错误。
9.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．若反应①通过原电池来实现，则ClO2是正极产物
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②条件下，ClO2的氧化性大于H2O2
答案：C
【解析】根据流程图，反应①中氧化剂是NaClO3，还原剂是SO2，还原产物是ClO2，氧化产物是NaHSO4 。根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A项正确；由反应①化合价变化情况，再根据原电池正极表面发生还原反应，所以ClO2是正极产物，B项正确；反应②中ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低，做氧化剂；H2O2只能做还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO4代替H2O2，C项错误；根据反应②ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2做氧化剂，H2O2做还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D项正确。
10．向含S2－、Fe2＋、Br－、I－各0.1 mol的溶液中通入Cl2，通入Cl2的体积(标准状况)和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是( )
答案：C
【解析】还原性：S2－>I－>Fe2＋>Br－，所以发生反应的顺序：①Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，②Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，③Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，④Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，消耗Cl2体积分别为2.24 L、1.12 L、1.12 L、1.12 L，图C正确。
11．已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3＋和Cr3＋。现将 硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3＋的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7
B．图中BC段发生的反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
C．开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol
D．K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1∶3
答案：D
【解析】A项，开始时Fe3＋浓度不变，说明Fe3＋没有参加反应，则AB段应为K2Cr2O7
和KI的反应，正确；B项，BC段Fe3＋浓度逐渐减小，说明Fe3＋和KI发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，正确；C项，由图像可知，整个过程中，酸性K2Cr2O7将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋又被I－还原为Fe2＋，相当于K2Cr2O7只与I－发生氧化还原反应：Cr2O72-＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，则n(Cr2O72-)＝n(I－)＝×1.5 mol＝0.25 mol，正确；D项，6Fe2＋＋Cr2O72-＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1∶6，错误。
12.将过量H2O2溶液加入(NH4)2CrO4的氨水中,加热后冷却,生成暗棕红色晶体M[化学式为Cr(NH3)3O4],其离子方程式为CrO42-+3NH3+3H2O2M+2H2O+2OH-+O2,测得M中有2个过氧键,下列有关说法正确的是 ( )
A.M中Cr的化合价为+3
B.参与反应的H2O2全部被氧化
C.向FeSO4溶液中滴加几滴M溶液,没有明显现象
D.转移0.2 mol电子时,生成M的质量为16.7 g
答案：D
【解析】根据题意知,M的化学式为Cr(NH3)3O4,且含有2个过氧键,而H2O2含有1个过氧键,类比H2O2的结构可知,M中O为-1价,则Cr为+4价,A项错误;由已知方程式可知,Cr(NH3)3O4中过氧键来自H2O2,反应前有3个H2O2,反应后生成的M中含有2个过氧键,则参与反应的H2O2只有三分之一被氧化,B项错误;因为Cr(NH3)3O4中Cr为+4价,具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,溶液会由浅绿色变为黄色,C项错误;由反应方程式可知,生成1 mol M,转移2 mol电子,则转移0.2 mol电子时,生成M的质量为16.7 g,D项正确。
13.羟胺(NH2OH)是一种还原剂。将25.00 mL 0.049 mol·L-1的羟胺酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应,生成的Fe2+又恰好被 24.50 mL 0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液所氧化。在上述反应中,羟胺的氧化产物为 ( )
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2
答案：C
【解析】设羟胺的氧化产物中氮元素的化合价为x,根据得失电子守恒可知,25.00×10-3 L×0.049 mol·L-1×(x+1)=24.50×10-3 L× 0.020 mol·L-1×(7-2),解得x=+1,故羟胺的氧化产物是N2O,本题选C。
14.HNO2是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO2；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe2＋氧化成Fe3＋。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物，试回答下列问题：
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2＋，若误食亚硝酸盐(如NaNO2)，则导致血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋而中毒，服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是__________(填字母)。
A．亚硝酸盐被还原
B．维生素C是还原剂
C．维生素C将Fe3＋还原为Fe2＋
D．亚硝酸盐是还原剂
(2)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中，观察到氯水褪色，同时生成NaNO3和HCl，请写出反应的离子方程式： _________________________________________。
(3)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4，若将反应所得的酸性溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是________(填字母)。
a．Cl2 b．Fe c．H2O2 d．HNO3
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)，氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强，主要反应：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑
①该反应中的氧化剂是________，还原剂是_______________________________________。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用____________________________________。
答案 (1)D
(2)NO2-＋Cl2＋H2O===NO3-＋2H＋＋2Cl－
(3)c
(4)①Na2O2 Na2O2、FeSO4
②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
【解析】(1)服用维生素C可以解毒，说明在维生素C作用下Fe3＋又转化为Fe2＋，Fe元素化合价降低，被还原，则维生素C具有还原性，而亚硝酸盐会导致Fe2＋转化为Fe3＋，说明亚硝酸盐具有氧化性，在反应中亚硝酸盐为氧化剂，维生素C是还原剂。(3)Cl2、HNO3都能氧化亚铁离子，但能引入新的杂质；铁不能氧化亚铁离子；双氧水的还原产物是水，不引入杂质，所以最佳试剂是双氧水。(4)该反应中Fe元素化合价由＋2价变为＋6价、O元素化合价由－1价变为0价、－2价。①得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以Na2O2是氧化剂，Na2O2、FeSO4是还原剂；②K2FeO4中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附除去水中的悬浮杂质。
15.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为 。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反应的主要产物是 。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物是 。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为 。 (计算结果保留两位小数)
答案：(1)+3 (2)2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4(2分) (3)NaOH溶液(2分) Na2CO3溶液(2分) ClO2-(或NaClO2)(2分) (4)2∶1(2分) O2(1分) (5)1.57(2分)
【解析】(1)根据化合物中各元素正负化合价代数和等于0,计算出NaClO2中氯元素化合价为+3。(2)从流程图看出,反应物是氯酸钠、二氧化硫、硫酸,产物为硫酸氢钠、二氧化氯,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式:2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4。(3)粗盐提纯中加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子,加入碳酸钠溶液沉淀钙离子。电解过程中ClO2在阴极放电得到ClO2-,故阴极反应的主要产物为NaClO2。(4)依题意,用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯,发生反应:2ClO2+H2O2+2OH-2ClO2-+O2+2H2O,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,氧化产物为O2。(5)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力,得电子数相等时,氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。根据:NaClO2Cl-,Cl22Cl-,得电子数相等时,存在:NaClO2~2Cl2,故亚氯酸钠的有效氯含量为71×290.5≈1.57。
16.二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过如图过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为 。
②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
(2)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用 50 mL水溶解后,再加入 3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0 mol·L-1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。
④ 测得混合气中ClO2的质量为 g。
(3)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)。
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁
答案：(1)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 ②Cl-、OH-
③c (2)①2ClO2+10I-+8H+5I2+4H2O+2Cl-(2分) ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分) ③淀粉溶液(1分) 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(1分) ④0.027 00(1分) (3)d(1分)
【解析】 (1)①酸性条件下不能生成NH3,根据产物NCl3和H2,写出电解方程式:NH4Cl+ 2HCl3H2↑+NCl3;②根据原子个数守恒可知,X中有NaCl,又因有NH3生成,则溶液中的阴离子有Cl-和OH-;③由于ClO2易溶于水,所以a和d错误;NH3能够被浓硫酸吸收,应选c。(2)①ClO2在酸性条件下与I-反应,生成I2和Cl-,离子方程式为2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-;②ClO2易溶于水,故用于液封的水可以吸收多余的ClO2气体;③用淀粉溶液检验碘单质,滴定终点时,碘单质完全反应,则终点现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内颜色不再改变;④根据关系式:2ClO2~5I2~10S2O32-,n(ClO2)=15n(S2O32-)=15×0.100 0×0.02 mol=0.000 40 mol,m(ClO2)=0.000 40 mol×67.5 g/mol=0.027 00 g。(3)需加入一种还原剂,将亚氯酸盐还原为Cl-,所以Fe2+合适,d项正确。
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