2019届高考化学一、二轮衔接专题整合(四)　氧化还原反应作业


专题整合(四)　氧化还原反应

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[一题串知·迁移练]

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：
　　　　
[串知设计]
(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：______________________________
________________________________________________________________________；
在此反应中，SO2、ClO2还原性强弱的顺序是________________________________。

(3)“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________。

答案：(1)＋3
(2)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4　SO2＞ClO2
(3)2∶1　O2

[保分题目·综合练]

1．吸进人体内的O2有2%转化为氧化性极强的活性氧副产物，如· ·等，这些活性氧能加速人体衰老，被称为“夺命杀手”。我国科学家尝试用含硒化合物Na2SeO3消除人体内的活性氧，在消除活性氧时，Na2SeO3的作用是(　　)
A．还原剂　　　　　　　　　　 B．氧化剂
C．既是氧化剂，又是还原剂 D．以上均不是
解析：选A　由信息可知，活性氧的氧化性极强，用含硒(Se)的化合物Na2SeO3清除人体内的活性氧，则Na2SeO3作还原剂，在反应中失去电子被氧化。
2．下列物质应用中，利用物质氧化性的是(　　)
A．纯碱溶液作油污的洗涤剂
B．食品袋中铁粉作除氧剂
C．臭氧作自来水消毒剂
D．活性炭作冰箱里的去味剂
解析：选C　A项，纯碱溶液作油污的洗涤剂，利用碳酸钠水解生成碱；B项，铁粉作除氧剂，利用铁粉的还原性；C项，臭氧作消毒剂，利用臭氧的强氧化性；D项，活性炭作去味剂，利用活性炭的吸附性。
3．被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是(NaBH4中H为－1价)(　　)
A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂
B．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂
C．硼元素被氧化，氢元素被还原
D．被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
解析：选D　首先分析四种元素价态的变化：Na的价态反应前后都是＋1价，B反应前后都是＋3价，O反应前后都是－2价，变价元素只有H，NaBH4中－1价氢被H2O中＋1价氢氧化，发生价态归中反应生成H2。
4．已知几种阴离子的还原性强弱顺序为OH－＜Cl－＜Br－＜I－＜S2－，若某溶液含有相同浓度的OH－、Cl－、Br－、I－、S2－，当向其中逐滴滴入新制的饱和氯水直至过量时，最后被氧化的离子是(　　)
A．Br－ B．Cl－
C．OH－ D．S2－
解析：选A　还原性：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－，Cl2最后氧化Br－，本题选A。
5．宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有关于银针验毒的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列说法不正确的是(　　)
A．X的化学式为Ag2S
B．银针验毒时，空气中氧气得到电子
C．反应中Ag和H2S均是还原剂
D．每生成1 mol X，反应转移2 mol e－
解析：选C　A项，根据原子守恒可知X的化学式为Ag2S，正确；B项，O2中O元素化合价降低，所以银针验毒时，空气中O2得到电子，正确；C项，反应时，Ag化合价升高，所以Ag是还原剂，S元素化合价不变，H2S不是还原剂，错误；D项，根据Ag元素的化合价变化，每生成1 mol Ag2S，转移电子的物质的量为2 mol，正确。
6．下列反应中的氨与反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O中的氨作用相同的是(　　)
A．2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2
B．2NH3＋3CuO===3Cu＋N2＋3H2O
C．NH3＋HNO3===NH4NO3
D．3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2
解析：选B　题干提供的反应中NH3为还原剂。A项反应中NH3为氧化剂，错误；B项反应中NH3为还原剂，正确；C项反应为非氧化还原反应，NH3既不是氧化剂也不是还原剂，错误；D项反应生成物H2中的H来自SiH4和NH3，SiH4中H为－1价，NH3中H为＋1价，故该反应中NH3是氧化剂，SiH4是还原剂，错误。
7．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
解析：选A　由于I－的还原性强于Fe2＋，因此根据氧化还原反应先后规律，Cl2与FeI2反应，应先氧化I－，A项符合题意。
8．O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是(　　)
A．氧气是氧化产物
B．O2F2既是氧化剂又是还原剂
C．若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子
D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
解析：选D　A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，氧气是还原产物，错误；B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，O2F2是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，H2S是还原剂，错误；C项，没有说明是标准状况，不能确定HF的物质的量，也不能确定转移电子的物质的量，错误；D项，根据化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4，正确。
9.已知：还原性HSO＞I－，氧化性IO＞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．0～b间的反应可用离子方程式3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋表示
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时，加入的KIO3为1.08 mol
解析：选C　还原性HSO＞I－，0～b间HSO与IO反应生成I－，A项正确；根据反应3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋，a点时消耗IO 0.4 mol，故a点时消耗NaHSO3的物质的量为1.2 mol，B项正确；b点HSO已消耗完，b点到c点是IO与I－在溶液中反应生成I2，C项错误；b点时消耗的IO为1 mol，生成的I－为1 mol，设b点后消耗IO的物质的量为x mol，则
6H＋＋5I－＋IO===3I2＋3H2O
5x x 3x
(1－5x)∶3x＝5∶2，解得x＝0.08，所以加入的KIO3为1.08 mol，D项正确。
10．肼(N2H4)和亚硝酸钠在化工生产及航天工业中具有十分广泛的应用，下图是以液氨为原料生产肼和亚硝酸钠的工艺流程(肼能与水混溶，形成稳定的N2H4·H2O)：

回答下列问题：
(1)NaNO2中N的化合价为____________。
(2)写出在NaClO溶液中通入NH3得到成品液1的化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(3)由成品液2得到成品固体混合物需经过的操作步骤为
________________________________________________________________________。
(4)亚硝酸钠在一定条件下能与无水肼反应生成一种钠氮化合物和水，生成的钠氮化合物中钠的质量分数为35.38%。则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________；该反应中的氧化产物是
________________________________________________________________________。
(5)已知所得成品固体混合物中含有2种钠盐，若要获得NaNO2产品，则需要除去的物质为______________(填化学式)；使用Pb进行处理时，杂质能转变为NaNO2，而Pb转化成PbO，则这一处理过程发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据化学式中正负化合价代数和为0，可得N的化合价为＋3价。(2)由已知，肼能与水混溶形成稳定的N2H4·H2O ，N为－2价，所以Na lO与 H3发生氧化还原反应生成N2H4·H2O 和NaCl，化学方程式为2NH3＋NaClON2H4·H2O＋NaCl。(3)从溶液中得到固体溶质的一般方法步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(4)钠氮化合物中钠的质量分数为35.38%，氮的质量分数为64.62%，设钠氮化合物化学式为NaxNy，则＝，解得≈，故钠氮化合物化学式为NaN3，亚硝酸钠与无水肼反应的化学方程式为Na O2＋2H4===2H2O＋NaN3，Na O2是氧化剂，2H4是还原剂，NaN3既是氧化产物又是还原产物。(5)NO、NO2与NaOH溶液反应的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、3NO2＋2NaOH===2NaNO3＋H2O＋NO，若所得成品固体混合物中含有2种钠盐，要获得NaNO2产品，则需要除去的物质为NaNO3；若使用Pb进行处理时，杂质能转变为NaNO2，而Pb转化成PbO，则化学方程式为NaNO3＋Pb===NaNO2＋PbO。
答案：(1)＋3
(2)2NH3＋NaClON2H4·H2O＋NaCl
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(4)1∶1　NaN3
(5)NaNO3　NaNO3＋Pb===NaNO2＋PbO
11．钒具有众多优良的性能，用途十分广泛，有金属“维生素”之称。
完成下列填空：
(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合，充分反应，所得溶液显酸性，溶液中含VO2＋、K＋、SO等离子。写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液，充分反应后，溶液中新增加了VO、Cl－。写出并配平该反应的离子方程式，并标出电子转移的数目和方向
________________________________________________________________________。
(3)在20.00 mL的0.1 mol·L－1 VO溶液中，加入0.195 g锌粉，恰好完成反应，则还原产物可能是____________________________________________________________________。
a．V　　　b．V2＋　　　c．VO　　　d．VO2＋
(4)已知V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2＋。请再写一个离子方程式：________________________________，说明还原性：SO>Cl－>VO2＋。
解析：(1)V2O5在酸性条件下将亚硫酸钾氧化为硫酸钾，该反应的化学方程式为V2O5＋K2SO3＋2H2SO4===2VOSO4＋K2SO4＋2H2O。(2)KClO3将VO2＋氧化为VO，同时本身被还原为Cl－，＋3H2O===Cl－＋6VO＋6H＋。(3)n(VO)＝20.00×10－3 L×0.1 mol·L－1＝0.002 0 mol，n(Zn)＝0.003 0 mol，VO中V的化合价为＋5，设V在生成物中的化合价为x，根据得失电子守恒,0.003 0×2＝0.002 0×(5－x)，解得x＝＋2，故选b。(4)V2O5能和盐酸反应生成Cl2和VO2＋，故还原性Cl－>VO2＋，Cl2可以将SO氧化生成SO，自身被还原为Cl－，反应的离子方程式为Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋2H＋＋SO，说明还原性：SO>Cl－。
答案：(1)V2O5＋K2SO3＋2H2SO4===
2VOSO4＋K2SO4＋2H2O
(2) ＋3H2O===Cl－＋6VO＋6H＋
(3)b
(4)Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋2H＋＋SO
12．Ⅰ.某厂废水中含KCN，其浓度为0.01 mol·L－1，现用氯氧化法处理，发生如下反应(化合物中N化合价均为－3价)：
KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O
(1)上述反应中被氧化的元素是__________(用元素符号表示)。
(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气，请配平下列化学方程式：
KOCN＋____Cl2＋____===
K2CO3＋____N2＋____KCl＋____
(3)若将10 L含KCN的浓度为0.01 mol·L－1的废水中KCN氧化除去，最少需要氯气________mol。
Ⅱ.某实验小组为了测定(3)中溶液多余Cl2的含量，常用Na2S2O3标准溶液进行定量测定。
(4)现实验室需用480 mL一定浓度的Na2S2O3溶液，配制该溶液所需玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需________。
(5)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO，因此Na2S2O3常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为________________________________________________。
(6)现取(3)中溶液20.00 mL，用a mol·L－1 Na2S2O3溶液进行滴定，经过平行实验测得消耗Na2S2O3标准溶液b mL，计算废液中Cl2的浓度为________mol·L－1(用含a、b的表达式表示)。
解析：(1)已知反应中氯元素化合价降低，被还原。碳元素化合价从＋2价升高到＋4价，失去电子，因此被氧化的元素是C。
(2)氯元素的化合价从0价降低到－1价，得到1个电子。氮元素化合价从－3价升高到0价，失去3个电子，因此根据电子得失守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶2，根据原子守恒可知还有水生成，因此反应的化学方程式为2KOCN＋3Cl2＋8KOH===2K2CO3＋N2＋6KCl＋4H2O。
(3)根据以上分析可知1 mol KCN最终被氧化为碳酸钾和氮气，失去5 mol电子，1 mol氯气得到2 mol电子，根据电子得失守恒可知将10 L含KCN的浓度为0.01 mol·L－1的废水中KCN氧化除去，最少需要氯气＝0.25 mol。
(4)没有480 mL规格的容量瓶，所以还需500 mL容量瓶。
(5)消耗Na2S2O3的物质的量是0.001ab mol，根据方程式可知消耗氯气的物质的量是0.004ab mol，因此废液中Cl2的浓度为＝0.2ab mol·L－1。
答案：(1)C
(2)2KOCN＋3Cl2＋8KOH===2K2CO3＋N2＋6KCl＋4H2O
(3)0.25　(4)500 mL容量瓶
(5)0.2ab

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1．常见的氧化剂、还原剂
(1)常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非
金属单质
X2(卤素)
X－
O2、O3
H2O或OH－或O2－或O
元素
处于
高化
合价
时的
化合
物或
离子
氧化物
MnO2
Mn2＋
含氧酸

浓H2SO4
SO2
HNO3
NO或NO2
HClO
Cl－
盐
KMnO4(H＋)
Mn2＋
Fe3＋
Fe2＋、Fe
NaClO
Cl－
过氧化物
Na2O2、H2O2
H2O或OH－
[注意]　①O2、O3在水溶液中的还原产物，其中酸性条件下是H2O，中性、碱性条件下是OH－；而当还原产物为固态时是O2－或O；②浓硝酸的还原产物是NO2，稀HNO3的还原产物是NO。
(2)常见的还原剂
物质类型
举例
对应氧化产物
活泼的金属单质
Na、Al、Fe
Na＋、Al3＋、Fe2＋或Fe3＋
某些非金属单质
H2、C、S
H＋或H2O、CO或CO2、SO2
变价元
素中低
价态化
合物或
离子
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3或SO
氢化物
NH3
N2或NO
H2S
S或SO2
离子
SO
SO
Fe2＋
Fe3＋
I－
I2
[注意]　Fe遇强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)氧化产物是Fe3＋，遇弱氧化剂(如H＋、S、I2等)氧化产物是Fe2＋。
2．氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物之间的关系

3．氧化还原反应的基本规律
(1)守恒规律
对于氧化还原反应的计算，关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒，列出守恒关系求解，即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
(2)强弱规律
①从化学反应方向的角度判断“剂>物”，即同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
②物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度，可从“热>冷”(温度如热浓硫酸与冷浓硫酸)、“浓>稀”(浓度如浓HNO3与稀HNO3)、以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断。
(3)优先规律
当存在多种还原剂(氧化剂)时，氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2，因I－的还原性强于Br－，则先发生反应：2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，然后发生反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。
(4)价态规律
①氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态。如：Cl－被氧化为Cl2，而不是更高价态氯元素；S2－一般被氧化为S，S单质一般被氧化成SO2。
②同种元素不同价态之间的反应，高价态的元素化合价降低，低价态的元素化合价升高，但升高与降低的化合价只接近不交叉。如：H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O(H2→，H2O4→O2)、KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O(KO3→，H→)。