高三化学每天练习20分钟——氧化还原反应的竞争关系（有答案和详细解析）

高三化学每天练习20分钟——氧化还原反应的竞争关系（有答案和详细解析）

1、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(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

答案　A

解析　根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，可判断B中氧化性：Cl2>I2；C中氧化性：Co2O3>Cl2；D中氧化性：Fe3＋>I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I－的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I－，而不应先氧化Fe2＋。

2、已知还原性：SO＞I－。向含a mol KI和a mol K2SO3的混合液中通入b mol Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是 (　　)

A．当a≥b时，发生的离子反应为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－

B．当5a＝4b时，发生的离子反应为4SO＋2I－＋5Cl2＋4H2O===4SO＋I2＋8H＋＋10Cl－

C．当a≤b≤a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为a mol≤n(e－)≤3a mol

D．当a＜b＜a时，溶液中SO、I－与Cl－的物质的量之比为a∶(3a－2b)∶2b

答案　C

解析　由于还原性：SO＞I－，所以通入Cl2发生的反应依次为

SO＋Cl2＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－①

2I－＋Cl2===I2＋2Cl－②

A项，当a≥b时，Cl2不足，只发生反应①，正确；B项，当5a＝4b时，即＝时，既发生反应①，又发生反应②，正确；C项，当b＝a时，只发生反应①，转移电子的物质的量为2a mol，当b＝a时，转移电子的物质的量为2a mol＋a mol＝3a mol，所以当a≤b≤a时，转移电子的物质的量为2a mol≤n(e－)≤3a mol，错误；D项，当a＜b＜a时，此时，n(SO)＝a mol，I－为[a－2(b－a)] mol＝(3a－2b) mol，Cl－为2b mol，正确。

3．已知氧化性：Br2>Fe3＋>I2，向含a mol FeI2的溶液中加入含b mol Br2的溴水，充分反应。下列说法不正确的是(　　)

A．离子的还原性强弱：I－>Fe2＋>Br－

B．当a≥b时，发生的离子反应：2I－＋Br2===I2＋2Br－

C．当5a＝4b时，反应后的离子浓度之比：

c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)∶c(Br－)＝1∶1∶5

D．当3a≤2b时，发生的离子反应：

2Fe2＋＋2I－＋2Br2===2Fe3＋＋I2＋4Br－

答案　D

解析　已知氧化性：Br2>Fe3＋>I2，则离子的还原性：I－>Fe2＋>Br－，A项正确；溴水与FeI2溶液反应时，Br2首先与还原性强的I－反应，后与Fe2＋反应，当a＝b时，FeI2溶液中的I－恰好与Br2完全反应，当a>b时，I－过量，只发生I－与Br2的反应，故当a≥b时，发生的离子反应：2I－＋Br2===I2＋2Br－，B项正确；当5a＝4b时，即a mol FeI2和a mol Br2反应，I－完全反应，由得失电子守恒知Fe2＋有一半被氧化成Fe3＋，所以反应后的离子浓度之比：c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)∶c(Br－)＝1∶1∶5，C项正确；当3a＝2b时，a mol FeI2和b mol Br2恰好完全反应，离子方程式为2Fe2＋＋4I－＋3Br2===2Fe3＋＋2I2＋6Br－，D项错误。

4．现有下列三个氧化还原反应：

①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2

②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的试剂是(　　)

A．Cl2  B．KMnO4  C．FeCl3  D．HCl

答案　C

解析　本题是寻找一种氧化剂，其氧化性应大于I2的氧化性，而小于Cl2和Fe3＋的氧化性(也可等于Fe3＋的氧化性)。由①知氧化性：Fe3＋>I2，还原性：I－>Fe2＋；由②知氧化性：Cl2>Fe3＋，还原性：Fe2＋>Cl－；由③知氧化性：MnO>Cl2，还原性：Cl－>Mn2＋；由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。所以KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，Cl2可氧化Fe2＋及I－，FeCl3只能氧化I－。

5、在含a mol FeCl3溶液中加入含b mol Fe和b mol Cu的混合粉末充分反应(忽略离子的水解)，下列说法中不正确的是(　　)

A．当a≤2b时，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

B．当2b≤a≤4b时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为2b mol≤n(e－)≤4b mol

C．当2a＝5b时，发生的总离子反应为10Fe3＋＋4Fe＋Cu===14Fe2＋＋Cu2＋

D．当2b＜a＜4b时，反应后的溶液中n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝(a－2b)∶(a＋b)

答案　D

解析　A项，由于还原性：Fe＞Cu，所以当a≤2b时(即Fe过量)，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，正确；B项，根据：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，反应转移电子的物质的量为2b mol≤n(e－)≤4b mol，正确；C项，＝时，发生的离子反应为5Fe3＋＋2Fe＋Cu===7Fe2＋＋Cu2＋，即10Fe3＋＋4Fe＋Cu===14Fe2＋＋Cu2＋，正确；D项，

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

2b     b    3b

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

a－2b       a－2b 

所以n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝(3b＋a－2b)∶＝(a＋b)∶，错误。

6、已知氧化性：Fe3＋＞H＋。向含a mol HCl和a mol FeCl3的混合液中加入b mol Fe单质，充分反应。下列说法不正确的是(　　)

A．当b≥a时，发生的离子反应为2H＋＋2Fe3＋＋2Fe===4Fe2＋＋H2↑

B．当2a＝3b时，发生的离子反应为2H＋＋6Fe3＋＋4Fe===10Fe2＋＋H2↑

C．当0.5a＜b＜a时，溶液中Fe2＋与H＋的物质的量之比为(a＋b)∶(a－b)

D．当0.5a≤b≤a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为a mol≤n(e－)≤2a mol

答案　C

解析　依次发生的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2H＋＋Fe===H2↑＋Fe2＋。C项，＜＜1时，

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

a　　　a　　a

Fe　　　＋　　2H＋===Fe2＋＋H2↑

(b－)　　  2(b－)　 (b－)

n(Fe2＋)∶n(H＋)＝(＋b－)∶[a－2(b－)]＝(a＋b)∶(2a－2b)。

7向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。下列有关说法不正确的是(　　)

A．线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况

B．原混合溶液中c(FeBr2)＝6 mol·L－1

C．当通入Cl2 2 mol时，溶液中已发生的离子反应可表示为

2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－

D．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3

答案　B

解析　根据还原性：Br－＜Fe2＋＜I－，线段AB代表I－物质的量的变化情况，线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况，线段DE代表Br－物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3，D项正确。

8．已知：2Fe＋3Br2===2FeBr3，Fe2＋的还原性大于Br－。16.8 g铁和0.3 mol Br2反应后加入水得到澄清溶液，再通入a mol Cl2。下列叙述不正确的是(　　)

A．当a＝0.1时，发生的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

B．当a＝0.45时，发生的反应为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－

C．当溶液中Br－有一半被氧化时，c(Fe3＋)∶c(Br－)∶c(Cl－)＝1∶1∶3

D．当0<a<0.15时，溶液中始终满足2c(Fe2＋)＋3c(Fe3＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(Br－)＋c(OH－)

答案　C

解析　根据题意，16.8 g铁的物质的量为0.3 mol，发生反应：2Fe＋3Br2===2FeBr3，铁过量，过量的铁刚好发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故最终得到0.3 mol FeBr2溶液，由于Fe2＋的还原性大于Br－，因此通入Cl2后Fe2＋先反应。向该溶液中通入0.1 mol Cl2时，只有Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋，A项正确；通入0.45 mol Cl2时，Fe2＋、Br－恰好全部被Cl2氧化，B项正确；当溶液中Br－有一半被氧化时：

①Cl2　＋　2Fe2＋====2Fe3＋  ＋ 2Cl－

  0.15 mol  0.3 mol  0.3 mol   0.3 mol

②Cl2　＋　2Br－====Br2　＋　 2Cl－

  0.15 mol  0.3 mol  0.15 mol  0.3 mol

因此c(Fe3＋)∶c(Br－)∶c(Cl－)＝0.3 mol∶(0.6 mol－0.3 mol)∶(0.3 mol＋0.3 mol)＝1∶1∶2，故C项错误；当0<a<0.15时，只有Fe2＋部分被氧化，根据电荷守恒可知，D项正确。

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NaIO3溶液。加入NaIO3的物质的量和析出的I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．反应过程中的氧化产物均为SO3

B．a点时消耗NaHSO3的物质的量为1.0 mol

C．从起点到b点的反应可用如下离子方程式表示：3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋

D．当溶液中I－与I2的物质的量之比为1∶1时，加入的NaIO3为1.2 mol

答案　C

解析　在溶液中，NaHSO3中的HSO最终被氧化为SO，不会出现SO3，故A项错误；根据还原性HSO>I－及从起点到b点没有I2生成，知IO和HSO刚开始发生氧化还原反应生成I－，反应的离子方程式为3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋，故C项正确；a点时加入的NaIO3的物质的量为0.4 mol，根据反应方程式知，消耗的NaHSO3的物质的量为1.2 mol，B项错误；根据反应知，3 mol NaHSO3消耗NaIO3的物质的量为1 mol，生成的I－的物质的量为1 mol，设生成的I2的物质的量为n mol，则根据反应IO＋6H＋＋5I－===3H2O＋3I2知，消耗NaIO3的物质的量为 mol，消耗I－的物质的量为 mol，剩余的I－为mol，溶液中n(I－)∶n(I2)＝1∶1，即mol＝n mol，解得n＝，故此时加入的n(NaIO3)＝1 mol＋mol＝1 mol＋ mol＝1.125 mol，故D项错误。

10某小组同学为探究H2O2、 H2SO3、 Br2 氧化性强弱，设计如下实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。

实验记录如下：

完成下列填空：

(1)在进行操作①时，A中的实验现象是____________________________________________，

有关反应的离子方程式是_________________________________________________________。

(2)操作②吹入热空气的目的是____________________________________________________。

B 中产生白色沉淀的化学式是________。

(3)装置C的作用是____________。

(4)由上述实验可知，在此实验条件下，H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱顺序为________________。

(5)操作③开始时颜色无明显变化可能原因是(写出一条即可)：__________________________。

答案　(1)A中溶液变为橙红色　Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

(2)吹出单质Br2　BaSO4

(3)吸收溴蒸气尾气

(4)H2O2＞Br2＞H2SO3

(5)H2SO3有剩余(H2O2浓度小或 Br－与 H2O2反应速率慢等因素，合理即可)

解析　本题利用“氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性”这一原理来比较H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱。向NaBr溶液中滴加氯水，Cl2置换出溴单质；然后鼓吹热空气，将Br2(g)吹入B装置，H2SO3与BaCl2不反应，当Br2(g)进入，产生了白色沉淀，则Br2将H2SO3氧化成H2SO4，Br2被还原为Br－，说明Br2氧化性强于H2SO3，该白色沉淀为BaSO4；再向B装置中加入H2O2溶液，一段时间后溶液变橙红色，则Br－被氧化为Br2，说明H2O2氧化性比Br2强。

(2)Br2具有挥发性，热空气能促进Br2挥发，将Br2(g)吹入B装置；Br2将H2SO3氧化为H2SO4，所以白色沉淀为BaSO4。

(5)操作③中，向B装置中逐滴加入H2O2溶液，溶液开始时颜色无明显变化可能是因为：B装置中还有H2SO3剩余，H2O2先与H2SO3反应，再与Br－反应；也可能是因为H2O2浓度小或 Br－与H2O2 反应速率慢等因素。