2020-2021学年第一章 物质及其变化第三节 氧化还原反应习题

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第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第3课时 氧化还原反应方程式的书写与配平
培优第一阶——基础过关练
1．反应NH3＋O2―→NO＋H2O是工业制备硝酸的基础，有关该反应的下列说法正确的是
A．该反应是置换反应 B．反应中NH3被还原
C．NO只是氧化产物 D．O2的化学计量数为5
【解析】D
【答案】A项，反应NH3＋O2―→NO＋H2O中无单质生成，不是置换反应，错误；B项，反应中N元素的价态由－3价升高为＋2价，故NH3被氧化，错误；C项，NO既是氧化产物又是还原产物，错误；D项，NH3中N的价态升高5价，O2中O的价态降低4价，由电子守恒得4NH3＋5O2―→NO＋H2O，故O2的化学计量数为5，正确。
2．实验室通常用以下反应制备氯气：MnO2＋HCl(浓)MnCl2＋H2O＋Cl2↑(未配平)，下列说法不正确的是
A．MnCl2是还原产物 B．HCl全部被氧化
C．HCl的化学计量数是4 D．氧化性：MnO2＞Cl2
【解析】B
【答案】MnO2中的锰价态由＋4价降为＋2价降低2价，HCl中氯由－1价变为0价，升高1价，由电子守恒有1MnO2＋2HCl(浓)1MnCl2＋H2O＋1Cl2↑，由氯守恒有1MnO2＋(2＋2)HCl(浓)1MnCl2＋H2O＋1Cl2↑，再据氢、氧守恒有1MnO2＋4HCl(浓)1MnCl2＋2H2O＋1Cl2↑。
A项，MnO2生成MnCl2，MnO2中的锰价态由＋4价降为＋2价作氧化剂，被还原为MnCl2，故MnCl2是还原产物，正确；B项，由分析可知4个HCl中，只有2个被氧化，错误；C项，由分析可知，HCl的化学计量数为4，正确；D项，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，MnO2的氧化性大于Cl2的氧化性，正确。
3．（2022·河南新乡期改编中）已知：一定条件下稀硝酸溶解铜的化学方程式为Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O。下列说法错误的是
A．HNO3作氧化剂
B．铜的化学计量数为3
C．Cu(NO3)2既是氧化产物又是还原产物
D．还原性：Cu＞NO
【答案】C
【解析】A项，HNO3中N化合价部分降低，发生还原反应，HNO3作氧化剂，正确；B项，铜的价态升高2价，氮元素的价态降低3价，根据电子守恒原理可知Cu的化学计量数为3，正确；C项，Cu化合价升高被氧化生成Cu(NO3)2，因此Cu(NO3)2是氧化产物，不是还原产物，错误；D项，根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性，因此还原性：Cu＞NO，正确。
4．反应NH3＋Cl2―→NH4Cl＋N2可用于检验输送氯气的管道是否泄漏，有关该反应的说法错误的是
A．NH4Cl是电解质 B．NH3全部被氧化
C．每生成1个N2，转移6个电子 D．Cl2的化学计量数是3
【解析】B
【答案】反应NH3＋Cl2―→NH4Cl＋N2中，N的价态升高3价，Cl的价态降低2价，由电子守恒有2NH3＋3Cl2―→6NH4Cl＋1N2，再由氯守恒得(2＋6)NH3＋3Cl2―→6NH4Cl＋1N2，反应中8个NH3被氧化的只有2个。
A项，NH4Cl是盐，属于电解质，正确；B项，由分析可知，NH3是部分被氧化，错误；C项，每生成1个N2，有[0－(－3)]×2＝6个电子转移，正确；D，由分析可知，Cl2的化学计量数为3，正确。
5．某反应可用离子方程式表示为：mM＋nH＋＋O2＝xM2＋＋yH2O，则n值为
A．9 B．6 C．4 D．2
【答案】C
【解析】M的价态升高2价，O的价态降低4价，由电子守恒得2M＋nH＋＋O2＝2M2＋＋yH2O，再由电荷守恒可知，n＝4，C项符合题意。
6．当小溪流经硫矿时，硫矿与水中氧的反应，生成Fe2＋及H＋使小溪呈酸性。当溪水和其他水混合时，溶于水的铁以针铁矿[FeO(OH)]的形式沉淀出来，反应的离子方程式为Fe2＋＋O2＋H2O→FeO(OH)↓＋H＋，该离子方程式中H2O的化学计量数为
A．5 B．6
C．7 D．8
【解析】B
【答案】FeO(OH)中铁的价态为＋3价，反应中铁的价态升高1价，氧的价态降低4价，由电子守恒有4Fe2＋＋1O2＋H2O→4FeO(OH)↓＋H＋，再由电荷守恒可得4Fe2＋＋1O2＋H2O→4FeO(OH)↓＋8H＋，最后据质量守恒得4Fe2＋＋1O2＋6H2O→4FeO(OH)↓＋8H＋，B项符合题意。
7．工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O72－)有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂，反应的离子方程式为Fe2＋＋Cr2O72－＋H＋→Fe3＋＋Cr3＋＋H2O，下列说法不正确的是
A．反应中Cr2O72－被还原 B．Cr3＋的毒性较小
C．Fe2＋只有还原性 D．H＋的化学计量数为14
【答案】C
【解析】A项，反应中铬元素由＋6价降为＋3价，化合价降低，则Cr2O72－被还原，正确；B项，由题意Cr2O72－毒性高，处理后生成的Cr3＋的毒性较小，正确；C项，Fe2＋价态既可升高也可降低，即Fe2＋既有还原性又有氧化性，错误；D项，铁的价态升高1价，铬的价态降低6价，由电子守恒有6Fe2＋＋1Cr2O72－＋H＋→6Fe3＋＋2Cr3＋＋H2O，再由电荷守恒可知，H＋的化学计量数为14，正确。
8．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂。下列反应可制取K2FeO4：Fe(OH)3＋Cl2＋KOHK2FeO4＋KCl＋H2O。对于该反应，下列说法正确的是
A．该反应是置换反应 B．钾元素化合价降低
C．Fe(OH)3发生还原反应 D．Cl2是的化学计量数是3
【答案】D
【解析】A项，反应中无单质生成，不是置换反应，错误；B项，钾元素的价态没有发生改变，错误；C项，Fe(OH)3中铁的价态由＋3升高为＋6价，发生了氧化反应，错误；D项，铁的价态升高3价，氯的价态降低2价，由电子守恒得2Fe(OH)3＋3Cl2＋KOHK2FeO4＋KCl＋H2O，正确。
9．（2022·四川自贡期末改编）亚硝酸钠(NaNO2)具有致癌作用，许多腌制食品中含NaNO2。酸性KMnO4溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为：MnO4－＋NO2－＋H＋→Mn2＋＋NO3－＋H2O(未配平)，下列叙述错误的是
A．生成1个Mn2＋，转移电子为5个
B．该反应中氮元素被氧化
C．配平后，水的化学计量数为6
D．反应中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶5
【答案】C
【解析】A项，锰元素化合价由＋7降低为＋2，所以生成1个Mn2＋转移电子为5个，正确；B项，NO2－中N元素化合价升高，该反应中氮元素被氧化，正确；C项，根据得失电子守恒、元素守恒，配平方程式为2MnO4－＋5NO2－＋6H＋＝2Mn2＋＋5NO3－＋3H2O，配平后水的化学计量数为3，错误；D项，在反应方程式2MnO4－＋5NO2－＋6H＋＝2Mn2＋＋5NO3－＋3H2O中，MnO4－中的锰元素化合价降低，作氧化剂，NO2－中的N元素化合价升高，作还原剂，两者个数之比为2∶5，正确。
10．（1）（2022·江苏省扬州中学）高锰酸钾在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学中，配平以下反应方程式。
KMnO4＋H2C2O4＋H2SO4＝K2SO4＋MnSO4＋CO2↑＋H2O
（2）（2022·山西晋城高平市期中）氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
生活中常用的“84”消毒液(主要成分是NaClO)与洁厕净(主要成分是盐酸)混合时会产生大量的有毒气体Cl2，写出该反应的离子方程式______________________________________。
【答案】（1）2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝1K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
（2）Cl－＋C1O－＋2H＋＝Cl2↑＋H2O
【解析】（1）H2C2O4中C元素的化合价为＋3价。KMnO4中的Mn元素降低5价，H2C2O4中的C元素降低2价，由电子守恒有2KMnO4＋5H2C2O4＋H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋H2O，再据质量守恒得2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝1K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O；（2）由题意发生反应：ClO－＋Cl－―→Cl2↑,反应中ClO－中的氯升高1价，Cl－中的氯降低1价，由电子守恒有1ClO－＋1Cl－―→1Cl2↑,再由电荷守恒有1ClO－＋1Cl－＋2H＋―→1Cl2↑,最后据质量守恒得C1O－＋Cl－＋2H＋＝Cl2↑＋H2O。

培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·广西钦州期末改编）向酸性高锰酸钾溶液中滴加过氧化氢溶液，高锰酸钾溶液褪色生成MnSO4，同时产生能使带火星的木条复燃的气体，下列判断正确的是
A．在该反应中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂
B．当反应转移10个电子时，产生了5个O2分子
C．通常所说的酸化的高锰酸钾溶液是指滴加了浓盐酸的高锰酸钾溶液
D．该反应的离子方程式为：2MnO4－＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
【答案】B
【解析】由题意可知，酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、氧气和水，反应的离子方程式为MnO4－＋H2O2―→Mn2＋＋O2↑，锰元素降低5价，氧元素升高2价，由电子守恒有2MnO4－＋5H2O2―→2Mn2＋＋5O2↑，再由电荷守恒有2MnO4－＋5H2O2＋6H＋―→2Mn2＋＋5O2↑，最后据质量守恒有2MnO4－＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，反应中锰元素化合价降低被还原，高锰酸根离子为反应的氧化剂，过氧化氢为还原剂。
A项，由分析可知，反应中过氧化氢为反应的还原剂，错误；B项，由反应2MnO4－＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O可知，生成5个氧气，反应转移10个电子，正确；C项，浓盐酸具有还原性，能与具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成氯气，则不能用浓盐酸酸化高锰酸钾溶液，错误；D项，由分析可知，反应的离子方程式为2MnO4－＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，错误。
12．（2022·安徽池州贵池区期中）高铁酸钠(Na2FeO4)是一种集氧化、絮凝、杀菌、吸附、助凝、除臭为一体的新型高效多功能水处理剂工业上可以用下列四种方法制备高铁酸钠(方程式未配平)：
①Fe2O3＋Na2O2→Na2FeO4＋Na2O
②FeSO4＋Na2O2→Na2FeO4＋Na2O＋Na2SO4＋O2↑
③Fe(NO3)3＋NaOH＋Cl2→Na2FeO4＋NaNO3＋NaCl＋H2O
④Fe(OH)3＋NaClO＋NaOH→Na2FeO4＋NaCl＋H2O
下列说法正确的是
A．反应①和②中Na2O2均只作氧化剂
B．Na2FeO4的氧化性强于NaClO、Na2O2、Cl2
C．反应③中氧化产物和还原产物的个数比为3∶1
D．反应④离子方程式为：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O
【答案】D
【解析】A项，反应②中部分Na2O2中的O元素化合价升高生成氧气，所以既是氧化剂又是还原剂，错误；B项，反应①、③、④中Na2FeO4均为氧化产物，所以Na2FeO4的氧化性弱于NaClO、Na2O2、Cl2，错误；C项，反应③中Fe(NO3)3被氧化得到氧化产物Na2FeO4，失去3个电子；氯气被还原得到还原产物NaCl，得到1个电子，根据电子守恒可知氧化产物和还原产物的个数比为1∶3，错误；D项，铁价态升高3价，氯价态降低2价，由电子守恒2Fe(OH)3＋3ClO－＋OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋H2O，再由电荷守恒2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋H2O，最后据质量守恒有2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，正确。
13．（2021·河北衡水中学高三质检改编）做实验时不小心粘了一些高锰酸钾，皮肤上的斑很久才能消除，如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原，其离子方程式为：MnO4－＋C2O42—＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋，关于此反应的叙述正确的是
A．该反应的氧化剂是C2O42— B．该反应右边方框内的产物是OH－
C．该反应中电子转移总数是5 D．配平该反应式后，H＋的系数是16
【答案】D
【解析】MnO4－中Mn由＋7—→＋2，降5（MnO4－为氧化剂），C2O42－中C由＋3—→＋4，升1×2（C2O42－为还原剂）；初步配平为2MnO4－＋5C2O42－＋H＋—→10CO2↑＋2Mn2＋＋，据电荷守恒H＋配16，所缺物质为H2O，配平后方程式为：2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋＝10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O，电子转移总数是10。
A项，由分析知C2O42—作还原剂，错误；B项，所缺物质为H＋，错误；C项，电子转移总数是10，错误；D项，由分析知H＋的系数为16，正确。
14．（2022·贵州黔东南州）氧化还原反应与离子反应在生产生活与科学实验中有重要作用，回答下列问题。
过氧化氢俗名双氧水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。根据下列反应回答问题：
A．Na2O2＋2HCl＝2NaCl＋H2O2
B．Ag2O＋H2O2＝2Ag＋O2↑＋H2O
C．2H2O2＝2H2O＋O2↑
D．H2O2＋2FeSO4＋H2SO4＝Fe2(SO4)3＋2H2O
（1）上述反应中，H2O2仅体现氧化性的反应是_______(填字母序号，下同)，H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是_______，H2O2、Ag2O、Fe2(SO4)3的氧化性由强到弱的顺序是_____________________。
（2）某酸性反应体系中发生一个氧化还原的离子反应，反应物和生成物共六种微粒：Fe3＋、Mn2＋、MnO4－、H2O、Fe2＋、H＋，则反应的离子方程式为_______________________________。
【答案】（1）①D ②C ③Ag2O＞H2O2＞Fe2(SO4)3 （2）MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
【解析】（1）在反应H2O2＋2FeSO4＋H2SO4＝Fe2(SO4)3＋2H2O中，O元素化合价由反应前H2O2中的-1价变为反应后H2O中的-2价，化合价降低，得到电子被还原，所以H2O2表现氧化性，作氧化剂，故仅表现氧化性的反应序号是D；在反应2H2O2＝2H2O＋O2↑中，O元素化合价部分由反应前H2O2中的-1价变为反应后H2O中的-2价，化合价降低，得到电子被还原；部分由反应前H2O2中的-1价变为反应后O2中的0价，化合价升高，失去电子被氧化，因此H2O2表现氧化性、还原剂，故H2O2既作氧化剂，又作还原剂，则H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应序号是C；在反应Ag2O＋H2O2＝2Ag＋O2↑＋H2O中，Ag2O为氧化剂，H2O2为还原剂，所以氧化性：Ag2O＞H2O2；在反应H2O2＋2FeSO4＋H2SO4＝Fe2(SO4)3＋2H2O中，H2O2为氧化剂，Fe2(SO4)3为氧化产物，所以氧化性：H2O2＞Fe2(SO4)3，因此H2O2、Ag2O、Fe2(SO4)3的氧化性由强到弱的顺序是：Ag2O＞H2O2＞Fe2(SO4)3；（2）在该反应中，MnO4－得到电子被还原为Mn2＋，Fe2＋失去电子被氧化为Fe3＋，酸性环境中，H＋与其中的O原子结合形成H2O，反应为
所以根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：MnO4－＋Fe2＋＋H＋＝Mn2＋＋Fe3＋＋H2O，锰价态降低5价，铁价态升高1价，由电子守恒1MnO4－＋5Fe2＋＋H＋＝1Mn2＋＋5Fe3＋＋H2O，再由电荷守恒1MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝1Mn2＋＋5Fe3＋＋H2O，最后据质量守恒得1MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝1Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。
15．（2022·北师大附中节选）KMnO4在实验室和工业上均有重要应用，其工业制备的部分工艺如下：
①将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色(K2MnO4)熔融态物质。
②冷却，将固体研细，用KOH溶液浸取，过滤，得暗绿色溶液。
③向暗绿色溶液中通入Cl2，溶液变为紫红色。
④将紫红色溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得KMnO4固体。
资料：K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。
（1）①中生成K2MnO4的化学方程式是_____________________________________。
（2）②中浸取时用KOH溶液的原因是_________________________________。
（3）③中产生两种盐，写出③的方程式，并用单线桥标出电子转移
___________________________________________________。
【答案】（1）2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O （3）保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应 （4）
【解析】（1）①中MnO2和KOH固体混合，通入空气充分焙烧，MnO2被氧气氧化为K2MnO4，反应方程式是MnO2＋KOH＋O2K2MnO4＋H2O，锰价态升高2价，氧元素价态降低4价，由电子守恒2MnO2＋KOH＋1O22K2MnO4＋H2O，再由质量守恒得2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O；（2）K2MnO4在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应，②中浸取时用KOH溶液的目的是：保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应；（3）向K2MnO4溶液中通入Cl2，溶液变为紫红色，说明K2MnO4被Cl2氧化为KMnO4，Cl2被还原为KCl，反应的化学方程式为2K2MnO4＋Cl2＝2KMnO4＋2KCl，锰元素化合价由＋6升高为＋7、氯元素化合价由0降低为－1，用单线桥表示电子转移情况为。
16．（2021·江苏南通如皋期中）碘酸钾(KIO3)是重要的食品添加剂，可由多种方法得到。
方法一：制取KIO3的物质转化如下图所示(部分产物未列出)。

方法二：将I2与KOH溶液共热，产物有KIO3、水和另一种含碘化合物。
①写出方法一中反应1的化学方程式：________________________________。
②写出方法一中反应2的化学方程式：____________________________________。
③写出方法二反应的离子方程式：____________________________________。
【答案】①I2＋5Cl2＋6H2O＝10HCl＋2HIO3 ②2HIO3＋K2CO3＝2KIO3＋CO2↑＋H2O ③3I2＋6OH－5I－＋IO3－＋3H2O
【解析】①由生产流程图可知反应1为：I2＋Cl2＋H2O＝HCl＋HIO3，碘的价态升高10价，氯的价态降低2价，由电子守恒1I2＋5Cl2＋H2O＝10HCl＋2HIO3，再由质量守恒得I2＋5Cl2＋6H2O＝10HCl＋2HIO3；②由生产流程图可知反应2为：HIO3与K2CO3发生复分解反应生成KIO3、CO2、H2O，答案为2HIO3＋K2CO3＝2KIO3＋CO2↑＋H2O；③根据信息可知反应为：I2＋OH－I－＋IO3－＋H2O，逆向配平，IO3－中碘价态变化5价，I－中碘价态变化1价，由电子守恒3I2＋OH－5I－＋1IO3－＋H2O，再由电荷守恒3I2＋6OH－5I－＋1IO3－＋H2O，最后由质量守恒得3I2＋6OH－5I－＋IO3－＋3H2O。