2022 高考化学二轮专题练习 专题突破练六　氧化还原反应与电化学

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专题突破练六　氧化还原反应与电化学
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2021广东湛江模拟)根据反应2KClO3+I22KIO3+Cl2↑判断,下列结论不正确的是(　　)
A.I2具有还原性
B.当生成22.4 L Cl2时,转移10 mol电子
C.KIO3是氧化产物
D.该反应属于置换反应
2.(2020山东卷,2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.谷物发酵酿造食醋
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
3.(2021江苏盐城模拟)工业上曾经通过反应“3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑”生产金属钠。下列有关说法正确的是(　　)
A.Fe失去电子,作氧化剂
B.NaOH得到电子,发生氧化反应
C.将生成的气体在空气中冷却可获得钠
D.每生成1 mol Na,转移的电子数约为2×6.02×1023
4.(2021广东广州模拟)工业上用发烟HClO4将潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2],从而除去+3价的Cr(Ⅲ),HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法正确的是(　　)
A.CrO2(ClO4)2中Cr元素显+3价
B.HClO4属于强酸,该反应还生成了另一种强酸
C.该反应中,参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为8∶3
D.该反应的离子方程式为19ClO4-+8Cr3++8OH-8CrO2(ClO4)2+3Cl-+4H2O
5.(2021天津模拟)用电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中发生反应:Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法正确的是(　　)
A.电解过程中废水的pH会减小
B.电解时H+在阴极得电子生成H2
C.电解后除Cr(OH)3沉淀外,还有Fe(OH)2沉淀生成
D.电路中每转移0.6 mol e-,最多有0.1 mol Cr2O72-被还原
6.(2021东莞实验中学高三月考)用CuS、Cu2S处理酸性废水中的Cr2O72-,发生反应如下:
反应Ⅰ:CuS+Cr2O72-+H+Cu2++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
反应Ⅱ:Cu2S+Cr2O72-+H+Cu2++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
下列有关说法不正确的是(　　)
A.反应Ⅰ中只有SO42-是氧化产物而反应Ⅱ中Cu2+、SO42-都是氧化产物
B.反应Ⅱ中还原剂、氧化剂的物质的量之比为3∶5
C.反应Ⅰ、Ⅱ中每处理1 mol Cr2O72-,转移电子的数目相等
D.处理1 mol Cr2O72-时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H+的物质的量相等
7.(2021梅州大埔县虎山中学高三月考)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法错误的是(　　)

A.放电时,多孔碳材料电极为正极
B.放电时,电子由锂电极经过外电路流向多孔碳材料电极
C.充电时,Li+向锂电极区迁移
D.充电时,总反应方程式为2Li+(1-x2)O2Li2O2-x
8.(2021东莞东华高级中学高三月考)用H2消除酸性废水中的NO2-是一种常用的电化学方法,其反应原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.Fe3O4在该反应中作催化剂
B.Pd上发生的电极反应为H2-2e-2H+
C.总反应为3H2+2NO2-N2+2OH-+2H2O
D.Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间的相互转化起到了传递电子的作用
9.(2021汕尾新城中学高三月考)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　

序
号
①
②
③
④
⑤
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
SO2通入品红溶液中
Na2CO3溶液滴入澄清石灰水中
H2O2滴入含有酚酞的氨水中
现象
产生白色沉淀,随后变为红褐色
溶液变红,随后迅速褪色
溶液由红色逐渐变无色
产生白色浑浊
溶液由红色逐渐变无色

A.只有①② B.只有①③
C.只有②⑤ D.只有③④
10.(2021茂名电白区第一中学高三月考)锰酸锂(LiMn2O4)是最早制得的具有三维锂离子通道的正极材料。以MnSO4和LiFePO4为原料制备锰酸锂的流程如图所示。[已知:Ksp(FePO4)=1.3×10-22]

下列说法正确的是(　　)
A.NaClO3的作用是将二价铁氧化为三价铁
B.“沉铁”过程所得滤渣的主要成分是Fe(OH)2
C.反应器Ⅱ中产生的气体是CO2
D.K2S2O8中O为-2价,其作用是氧化MnSO4
11.(2021南雄第一中学高三月考)高铁电池具有比能量高、无污染的特点,用如图装置模拟其工作原理(放电时两电极均有稳定的金属氢氧化物生成),下列有关说法正确的是(　　)

A.放电时,电子由正极通过外电路流向负极
B.放电时,负极上的电极反应式为Zn-2e-+2H2OZn(OH)2+2H+
C.充电时,电源的正极连接高铁电池的Zn极
D.充电时,阳极上的电极反应式为Fe(OH)3-3e-+5OH-FeO42-+4H2O
12.(2021翁源中学高三月考)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则(　　)

A.电流方向:电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-Cu
13.(2021惠州高三一模)一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池说法正确的是(　　)

A.a电极是该电池的正极
B.电池工作时,电流由a电极沿导线流向b电极
C.b电极发生还原反应
D.H+由右室通过质子交换膜进入左室
14.(2021佛山石门中学高三月考)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间用允许K+、H+通过的离子交换膜隔开,下列说法错误的是(　　)

A.该燃料电池的总反应方程式为HCOOH+Fe3+CO2↑+H2O
B.放电过程中,K+向右移动
C.放电过程中需要补充的物质A为H2SO4
D.电池负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-HCO3-+H2O
15.(2020北京房山区模拟)工业上用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2,并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,下列有关说法正确的是(　　)

A.X应为直流电源的正极
B.电解过程中阴极区pH增大
C.图中的b%a%,C项错误,D项错误。
16.B　解析:反应Ⅰ中Cu2S中Cu的化合价从+1价升高到+2价,S的化合价从-2价升高到+6价,Cu2S是还原剂,A错误;反应Ⅰ中每生成1 mol SO42-,2 mol Cu+失去2 mol电子,1 mol S2-失去8 mol电子,总共转移电子的物质的量为10 mol,B正确;用双线桥分析反应Ⅱ得出氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1,C错误;若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为3∶2,D错误。
17.答案 (1)NO+NO2+CO32-2NO2-+CO2
(2)无色酚酞溶液;溶液变成浅红色
(3)AgNO3溶液和NaNO2溶液的相对用量
(4)向AgNO3溶液中逐滴滴加NaNO2溶液,先有白色沉淀生成,后沉淀逐渐溶解
(5)2NO2-+2I-+4H+2NO↑+I2+2H2O
(6)取2 mL 0.1 mol·L-1 NaNO3溶液于试管中,加2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液(含淀粉),再滴加三滴1 mol·L-1硫酸,溶液没有变蓝
解析:由实验装置图可知,制备亚硝酸钠时,先向盛有Na2CO3溶液的三颈烧瓶中通入一段时间N2,排尽装置中的空气后,再通入NO和NO2混合气体,NO和NO2在Na2CO3溶液中反应生成NaNO2和CO2,盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶用于吸收NO,防止污染空气。
(1)由分析可知,NO和NO2在Na2CO3溶液中反应生成NaNO2和CO2,反应的离子方程式为NO+NO2+CO32-2NO2-+CO2;
(2)若HNO2为弱酸,NaNO2会在溶液中水解使溶液呈碱性,则向NaNO2溶液中滴加酚酞溶液,若溶液变成浅红色,说明HNO2为弱酸;
(3)由实验现象可知,向NaNO2溶液中滴加AgNO3溶液时,开始时没有白色沉淀生成,滴加一定量后有白色沉淀生成,说明白色沉淀的生成与AgNO3溶液和NaNO2溶液的相对用量有关;
(4)由实验现象可知,向NaNO2溶液中滴加AgNO3溶液时,开始时没有白色沉淀生成,滴加一定量后有白色沉淀生成,则向AgNO3溶液中滴加NaNO2溶液时,先有白色沉淀生成,后沉淀逐渐溶解进一步说明白色沉淀的生成与AgNO3溶液和NaNO2溶液的相对用量有关;
(5)由实验现象可知,向NaNO2溶液中滴加KI淀粉溶液无明显现象,滴加稀硫酸后,溶液变蓝色,有无色气泡生成,说明酸性条件下,NaNO2溶液与KI溶液发生氧化还原反应生成Na2SO4、K2SO4、I2、NO和H2O,反应的离子方程式为2NO2-+2I-+4H+2NO↑+I2+2H2O;
(6)由题意可知,NO和NO2在Na2CO3溶液中反应生成NaNO2和CO2时,可能生成NaNO3,则设计酸性条件下,NaNO3溶液与KI溶液混合没有I2生成的实验,可以说明酸性条件下,只有NaNO2溶液与KI溶液发生氧化还原反应。
18.答案 (1)①a中沉淀无明显变化,b、c中黑色沉淀部分变为红褐色　②依据化合价升降守恒,铁元素化合价降低,硫元素化合价必然升高　③水　溶液变浑浊
(2)①25 mL pH=12.2的NaOH溶液　5 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液　②不合理,空气中的氧气也能氧化S2-　③取左侧烧杯中的液体,加入铁氰化钾溶液,没有蓝色沉淀生成　④氧化还原反应不能发生的原因是pH影响了Fe3+与S2-的性质
(3)①FeS+2H+Fe2++H2S↑　FeS+2Fe3+3Fe2++S　②实验现象相同的原因:实验2中两份溶液的c(H+)相同,都存在平衡Fe2S3(s)2Fe3+(aq)+3S2-(aq),H+与S2-结合生成H2S,酸性条件下Fe3+与S2-发生氧化还原反应,两种因素使得c(Fe3+)、c(S2-)降低,平衡正向移动;实验现象不同的原因:加入FeCl3溶液比加入盐酸的体系c(Fe3+)更大,酸性条件下Fe3+与S2-发生氧化还原反应速率增大,因此固体溶解更快
解析:(1)①已知:Fe2S3(黑色)在空气中能够稳定存在,FeS(黑色)在空气中易变质为Fe(OH)3,a中黑色沉淀放置于空气中12小时无明显变化,说明黑色沉淀在空气中稳定存在,该黑色固体成分为Fe2S3;b、c中黑色沉淀放置于空气中12小时,部分变为红褐色,说明未变色部分是空气中稳定存在的Fe2S3,变色部分是在空气中易变质的FeS,即b、c的黑色沉淀物中既有Fe2S3又有FeS;②b中FeCl3与Na2S生成FeS,发生氧化还原反应,依据元素化合价升降守恒,铁元素化合价降低,硫元素化合价必然升高,则同学乙认为实验b的黑色沉淀物中有FeS,则一定混有S;③已知“S在酒精溶液中的溶解度随乙醇质量分数的增大而增大”,实验中将含有S的黑色沉淀用95%的酒精溶解,加入水,乙醇质量分数减小,S的溶解度减小,溶液变浑浊。
(2)①研究FeCl3与Na2S的反应,同时探究pH的影响,应该根据控制变量的原则,结合实验a,则一极为25 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液、5 mL pH=1.7盐酸,另一极试剂X为25 mL pH=12.2的NaOH溶液,试剂Y为5 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液;②因为空气中的O2也能氧化S2-,故若右侧溶液变浑浊,不能说明Fe3+与S2-发生了氧化还原反应;③若Fe3+与S2-发生氧化还原反应,左侧生成Fe2+,乙进一步实验证明该装置中Fe3+与S2-没有发生氧化还原反应,即证明左侧溶液中没有Fe2+,取左侧烧杯中的液体,加入铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀生成;④实验结论:氧化还原反应不能发生的原因是pH影响了Fe3+与S2-的性质。
(3)①实验1中有臭鸡蛋气味,是由于FeCl3溶液水解显酸性,与FeS结合生成H2S气体,反应的离子方程式为FeS+2H+H2S↑+Fe2+,出现淡黄色浑浊是因为FeS与Fe3+发生氧化还原反应生成S单质,反应的离子方程式为FeS+2Fe3+3Fe2++S;②实验2中分别加入盐酸和FeCl3溶液与Fe2S3反应,固体都溶解,闻到臭鸡蛋气味,出现淡黄色浑浊,是由于实验2中两份溶液的c(H+)相同,都存在平衡Fe2S3(s)2Fe3+(aq)+3S2-(aq),H+与S2-结合生成H2S,酸性条件下Fe3+与S2-发生氧化还原反应,两种因素使得c(Fe3+)、c(S2-)降低,平衡正向移动;但现象也稍微不同,加入FeCl3溶液的固体溶解更快,原因是加入FeCl3溶液比加入盐酸的体系c(Fe3+)更大,酸性条件下Fe3+与S2-发生氧化还原反应速率增大,因此固体溶解更快。
19.答案(1)Cr3+　Fe3+　H2O　(2)2H++2e-H2↑
(3)铁作阳极可产生还原剂亚铁离子,而石墨作阳极不能提供还原剂　(4)D
解析:(1)因为Cr2O72-具有强氧化性,要将Cr2O72-转化成Cr(OH)3沉淀需要还原剂,所以Fe作阳极,该电极上Fe失电子生成Fe2+,Fe2+具有还原性,能将Cr2O72-转化成Cr3+,同时自身被氧化生成Fe3+,根据原子守恒可知铁电极附近溶液中所发生反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。
(2)根据上述分析可知,Fe作阳极,石墨电极作阴极,H+在阴极得电子发生还原反应,其电极反应式为2H++2e-H2↑。
(3)金属Fe作阳极产生的Fe2+具有还原性,可使重铬酸根离子被还原,而石墨作阳极不能提供还原剂。
(4)因为K3[Fe(CN)6]遇到Fe2+会出现蓝色沉淀,所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验电解结束后电解液中是否还有Fe2+存在,故选D。
20.答案 (1)①甲　②H2S+I3-+S↓+2H+
(2)6H++NO+5e-+H2O　32
(3)0.08
解析:(1)①从示意图可看出,电子流向碳棒一极,该极为正极,氢离子从乙池移向甲池;②乙池溶液中,硫化氢与I3-发生氧化还原反应,硫化氢失电子变为硫单质,I3-得电子变为I-,反应的离子方程式为H2S+I3-3I-+S↓+2H+。
(2)根据电解装置,NO和SO2转化为硫酸铵,说明NO转化成NH4+,即NO在阴极上发生反应NO+6H++5e-NH4++H2O,阳极反应式为SO2+2H2O-2e-4H++SO42-,根据得失电子数目守恒,因此有2NO~10e-~5SO2,则通入SO2的质量至少为4.48 L22.4 L·mol-1×52×64 g· mol-1=32 g。
(3)阳极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,标准状况下,2.24 L氧气的物质的量为2.24 L22.4 L·mol-1=0.1 mol,转移的电子的物质的量为0.1 mol×4=0.4 mol,活性原子将NO3-还原为N2,存在关系NO3-~12N2↑~5e-,理论上可除去NO3-的物质的量为0.4mol5=0.08 mol。