高中人教版 (2019)第三节 氧化还原反应精品随堂练习题
展开高一化学 专题二 氧化还原反应
专题检测卷(B卷)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本题共16个小题,每小题3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.(河北武强中学2022-2023学年高一上学期第二次月考化学试题)氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不属于氧化还原反应的是
A.钢铁生锈 B.燃放鞭炮 C.食物腐败 D.点制豆腐
【答案】D
【详解】
A.钢铁生锈反应生成氧化铁的水合物,铁元素的化合价升高,O元素的化合价降低,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.燃放鞭炮,属于燃烧反应,火药中的可燃物与氧气反应,存在元素的化合价变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.食物腐败为缓慢氧化反应,存在元素的化合价变化,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.点制豆腐涉及胶体的聚沉,没有发生氧化还原反应,D正确;
故选D。
2.(2020·长春市第一五一中学高一期中)下列叙述中,正确的是
A.有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
B.反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应
C.氧化还原反应中可能没有电子转移
D.氧化还原反应中,一种物质被氧化,另一种物质一定被还原
【答案】B
【详解】
A.有氧元素参加的反应不一定是氧化还原反应,如氧气变为臭氧,A错误;
B.化合价变化是氧化还原反应的特征,反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应,B正确;
C.电子转移是氧化还原反应的本质,在氧化还原反应中一定有电子转移,C错误;
D.氧化还原反应中,可能是同一种物质既被氧化又被还原,如氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,D错误;
答案为B。
3.(2021·深圳实验学校高中部高一月考)下列反应属于氧化还原反应又不属于四种基本反应类型的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
A.中碳、铜元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,但不属于置换反应,A项选;
B.,中氯元素、氧元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,且该反应为分解反应,B项不选;
C.中各元素的化合价没有发生变化,为复分解反应,但不属于氧化还原反应,C项不选;
D.属于化合反应,但反应前后各元素的化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,D项不选;
答案选A。
4.(2021·广州市·广东实验中学高一期中)在汽车尾气系统中安装催化转化器,可有效降低尾气中CO和NO等向大气的排放。在催化转化器中,CO和NO发生反应:2CO+2NO2CO2+N2.该反应的氧化剂是
A.CO B.NO C.CO2 D.N2
【答案】B
【详解】
2CO+2NO2CO2+N2中碳元素化合价升高,失去电子被氧化,CO是还原剂,氮元素化合价降低,得到电子,被还原,NO是该反应的氧化剂。
答案选B。
5.(2021·上海市长征中学高一期中)从硫的化合价看,下列物质中硫元素只表现出氧化性的是
A.H2S B.S C.SO2 D.H2SO4
【答案】D
【分析】
元素的氧化性即元素得电子的性质,价态降低,故硫元素只表现出氧化性即硫元素此时为最高价。
【详解】
A.H2S中硫元素为-2价,是硫元素的最低价,A错误;
B.S中硫元素为0价,不是硫元素的最高价,B错误;
C.SO2中硫元素为+4价,不是硫元素的最高价,C错误;
D.H2SO4中硫元素为+6价,是硫元素的最高价,D正确;
故选D。
6.(2021·安徽师范大学附属中学高一期中)同一物质中同一价态的元素部分被氧化,部分被还原的氧化还原反应是
A.Cl2+H2O=HCl+HClO
B.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
C.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O
D.SO2+2H2S=2H2O+3S
【答案】A
【详解】
A.Cl2+H2O=HCl+HClO,反应中只有Cl元素的化合价变化,Cl元素部分被氧化、部分被还原,故A正确;
B.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O,没有元素的化合价变化,故B不选;
C.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O中,只有N元素的化合价变化,N元素部分被氧化、部分被还原,但不是同一价态的氮,故C不选;
D.SO2+2H2S=2H2O+3S中,只有S元素的化合价变化,但S元素存在于不同物质中,故D不选;
答案选A。
7.(2020·安徽省怀宁中学)LiH是一种氢气发生剂,用于军事或其他需氢气的场合。反应为:LiH+H2O=LiOH+H2↑,在这个反应中( )
A.水是氧化剂,LiH是还原剂 B.LiH是氧化剂,水是还原剂
C.LiH既是氧化剂又是还原剂 D.该反应是非氧化还原反应,不存在氧化剂和还原剂
【答案】A
【分析】
反应中LiH中H元素化合价为-1价,Li化合价为+1价,反应过程中H元素由-1价升为0价,发生氧化反应,故LiH为还原剂,H2O中H为+1价,反应过程有一部分H由+1价降为0价,发生还原反应,故H2O为氧化剂。
【详解】
A.由分析可知水是氧化剂,LiH为还原剂,故A项正确;
B.由分析可知水是氧化剂,LiH为还原剂,故B项错误;
C.由分析可知水是氧化剂,LiH为还原剂,故C项错误;
D.该反应是氧化还原反应,故D项错误;
故答案为A。
【点睛】
氢元素在与一些活泼金属如锂、钠、钾等,组成化合物时显负价态。
8.(2020·河北石家庄二中)已知。下列叙述正确的是
A.x=1 B.y=2
C.中的M的化合价为+6 D.S2-在反应中得到电子
【答案】A
【详解】
A.根据电荷守恒:-2x-10+16=4,可知x=1,故A正确;
B.根据MO中M的化合价为+7价和x=1,可计算出y=4,故B错误;
C.根据电子守恒,在反应中,硫元素的化合价从-2价升高到0价,5molS2-失去了10mol电子,则M元素得到了10mol电子,生成2molM2+得到10mol电子,则生成1molM2+得到5mol电子,所以M的化合价应从反应前的+7价降低到反应后的+2价,所以MO中M的化合价为+7价,故C错误;
D.硫元素的化合价升高,在反应中失去电子,故D错误;
故选:A。
9.(2020·重庆市南坪中学校高一期中)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:。下列说法不正确的是
A.KClO3在反应中得到电子 B.ClO2是还原产物
C.H2C2O4发生氧化反应 D.生成1个H2O时反应过程中有2个电子转移
【答案】D
【详解】
A.在该反应中Cl元素化合价由反应前KClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低,得到电子,被还原,所以KClO3在反应中得到电子,A正确;
B.在该反应中Cl元素化合价由反应前KClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低,得到电子,被还原,所以ClO2是KClO3得到电子后的还原产物,B正确;
C.在该反应中C元素化合价由反应前H2C2O4中的+3价变为反应后CO2中的+4价,化合价升高,失去电子,被氧化,发生氧化反应,C正确;
D.在该反应中Cl元素化合价由反应前KClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低,得到电子,被还原,每反应生成1个H2O时时也1个ClO2,反应过程中有1个电子发生转移,D错误;
故合理选项是D。
10.(2020·湖南雅礼中学高一期中)已知氯气和NaOH溶液在一温度下能发生化学反应,其方程式为:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O。某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与的个数比为3:1,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为
A.21:5 B.11:3 C.3:1 D.2:1
【答案】D
【详解】
Cl2生成ClO-与是被氧化的过程,化合价分别由0价升高为+1价和+5价, ClO-与的个数之比为3:1,则可设ClO-为3mol,为1mol,被氧化的Cl共为3mol+1mol=4mol; Cl2生成NaCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,被还原的Cl的物质的量为3mol+5mol=8mol,所以被还原的氯和被氧化的氯个数之比为8mol:4mol=2:1;
故选D。
11.(2020·湖南长沙一中高一期末)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入NaClO使NH4+完全转化为N2,该反应可表示为2NH4++3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中,不正确的是( )
A.反应中氮元素被氧化
B.还原性NH4+>Cl-
C.反应中氯元素被还原
D.经此法处理过的废水可以直接排放
【答案】D
【详解】
A.反应中氮元素化合价由-3价升高为0价,被氧化,A正确;
B. 根据上述分析,NH4+是还原剂,Cl-是还原产物,还原性NH4+>Cl-,B正确;
C. 反应中氯元素化合价由+1价降低为-1价被还原,C正确;
D. 经此法处理过的废水中含有盐酸,属于酸性废水,不能直接排放,D错误。
答案选D。
12.(2020·湖南长沙一中高一期中)已知某反应中反应物与生成物有:KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。Na2SO3是其中的反应物之一。下列说法不正确的是
A.该未知物X为Na2SO4 B.该反应的氧化剂是KIO3
C.由反应可知还原性强弱顺序为:Na2SO3>I2 D.该反应中,发生氧化反应的过程是KIO3→I2
【答案】D
【分析】
Na2SO3是反应物之一,则Na2SO3是还原剂,S元素化合价升高;根据氧化还原反应规律,KIO3是氧化剂,I元素化合价降低,还原产物是I2。
【详解】
A.由题意可知发生反应的化学方程式为:2KIO3+ 5Na2SO3 +H2SO4= K2SO4+ 5Na2SO4+ I2+ H2O,从化学方程式可以看出,未知物X为Na2SO4,故A正确;
B.该反应中反应物KIO3中的I(+5),生成物I2中碘元素的化合价为0,I元素化合价降低,KIO3做氧化剂,故B正确;
C.由题意可知发生反应的化学方程式为:2KIO3+ 5Na2SO3 +H2SO4= K2SO4+ 5Na2SO4+ I2+ H2O,Na2SO3是还原剂、I2是还原产物,还原性强弱顺序为:Na2SO3>I2,故C正确;
D.KIO3是氧化剂,I元素化合价降低,KIO3→I2是还原反应,故D错误;
选D。
13.(2020·大庆市东风中学高一期末)某兴趣小组对NH4NO3的热分解产物提出如下4种猜想:
甲:N2、HNO3、H2O 乙:N2O、NO、H2O
丙:NH3、N2、H2O 丁:N2、NO、H2O
你认为猜想有科学性不正确的是( )
A.甲和乙 B.乙和丁 C.乙和丙 D.丙和丁
【答案】C
【详解】
A、NH4NO3中N元素的化合价有-3和+5两种,原子个数比为1:1,根据得失电子守恒,若发生归中反应生成氮气,消耗-3价N和+5价N的比为5:3,所以+5价N有剩余,有硝酸生成,不可能有氨气生成,故甲有可能、丙不可能;若发生归中反应, 、,根据得失电子守恒,-3价N和+5价N的比为3:4,所以-3价N有剩余,应有氨气生成,故乙不可能;若发生归中反应, 、,根据得失电子守恒, 消耗-3价N和+5价N的比为1:1,可能不生成其他含N的产物,故丁有可能;故选C。
【点睛】
本题考查归中反应规律和得失电子守恒,氧化还原反应中失电子总数等于得电子总数,有元素化合价升高必有元素化合价降低,且化合价升高总数必等于降低总数。
14.(2020·天津和平区·耀华中学)已知反应:①Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
②KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl₂↑+3H2O
③2KBrO3+Cl2=2KClO3+Br2下列说法正确的是
A.上述三个反应都是置换反应
B.反应②中若生成3个Cl2,过程转移电子的数目为6
C.反应③中若消耗1个Cl2,则氧化剂失电子的数目为10
D.氧化性由弱到强的顺序为:Br₂
【详解】
A.②中生成物有单质但反应物没有单质,所以不是置换反应,故A错误;
B.反应②是归中反应,转移个电子,若生成3个Cl2的过程转移电子的数目为5,故B错误;
C.③中还原剂是氯气,氧化剂是溴酸钾,反应中1molKBrO3则氧化剂得到电子的物质的量=(5-0)mol=5mol,而还原剂失去电子为5mol,消耗1个Cl2,则氧化剂得电子的数目为10,故C错误;
D.①Cl2+2KBr=2KCl+Br2中氧化剂是氯气,氧化产物是溴,所以氯气的氧化性大于溴,②KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中氧化剂是氯酸钾,氧化产物是氯气,氯酸钾的氧化性大于氯气,③2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3中氧化剂是溴酸钾,氧化产物是氯酸钾,所以溴酸钾的氧化性大于氯酸钾,总之,氧化性强弱顺序是 KBrO3>KClO3>Cl2>Br2,故D正确。
答案选D。
【点睛】
明确元素化合价是解本题的关键,易错选项是B,注意该选项中不是所有氯化氢都参加氧化还原反应,为易错点。
15.(2020·黑龙江哈尔滨市·哈师大附中)某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在Fe2+、、Fe3+、、H+和H2O六种粒子,在反应过程中测得Fe3+、的数目随时间变化的曲线如图所示,下列有关判断中不正确的是
A.在反应中NO3-被还原,发生还原反应
B.还原性: Fe2+>
C.该反应中Fe2+被还原为Fe3+
D.在反应中还原产物与氧化产物的个数之比为1:8
【答案】C
【分析】
由曲线变化图可知,随反应进行的物质的量减小,而Fe3+的物质的量从0开始增加,故Fe3+是生成物,则Fe2+和应是反应物,N元素化合价应该是降低,其还原产物为,结合化合价升降守恒,则反应的方程式应为8Fe2+++10H+=8Fe3+++3H2O,以此解答该题。
【详解】
发生反应的方程式应为8Fe2+++10H+=8Fe3+++3H2O;
A.在反应中被还原,发生还原反应,故A正确;
B.根据还原剂的还原性大于还原产物,可知还原性 Fe2+>,故B正确;
C.该反应中Fe2+被氧化为Fe3+,故C错误;
D.在反应中还原产物是,氧化产物是Fe3+,则还原产物与氧化产物的个数之比为1:8,故D正确;
故答案为C。
16.(2020·安徽池州市·池州一中高一月考)已知A、B、C、D、E五种物质,它们是硫或硫的不同价态化合物,已知在一定条件下有如下未配平的转化关系。(注:每个关系式中化合价的升降都只有一处):①A+KOH→B+C+H2O ②C+E→B+H2O ③B+D→C+H2O ④C+Cl2+H2O→D+HCl,则这些物质中硫元素的化合价由低到高的顺序为( )
A.A < B < C < D < E B.D < C < A < B < E
C.E < B < A < C < D D.B < A < C < E < D
【答案】C
【详解】
从④C+Cl2+H2O→D+HCl分析氯元素化合价降低,所以硫元素化合价升高,D>C。根据③B+D→C+H2O分析,化合价为D>C>B。结合②C+E→B+H2O分析,D>C>B>E;①A+KOH→B+C+H2O中A中硫元素化合价在B、C之间,所以有D>C>A>B>E。
故选C。
第II卷(非选择题 共52分)
二、非选择题:包括第17题~第21题5个大题,共52分。
17.(10分)(2020·安徽芜湖一中高一月考)按要求回答下列各题:
I.已知实验室制取氯气的反应原理为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,据此回答下列问题:
(1)氧化剂是___________(填写化学式);还原剂是___________(填写化学式);氧化剂和还原剂个数比是 ___________。
(2)该实验室制取氯气反应的离子方程式为___________。
II.用双线桥法表示电子转移的方向和数目:KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O ___________
III.医学上常用酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液的反应来测定血钙的含量,配平以下离子方程式,并填上合适的微粒:_________ ____H++____MnO+____H2C2O4 =____CO2↑+____Mn2++____
【答案】MnO2 HCl 1:2 MnO2+4H++2Cl-(浓)Mn2++Cl2↑+2H2O 6H++2MnO+5H2C2O4 =10CO2↑+2Mn2++8H2O
【详解】
I. (1)在氧化还原反应中,氧化剂是反应物中得到电子化合价降低被还原的物质,故为:MnO2,还原剂是反应物中失去电子化合价升高被氧化的物质,故为:HCl;由于反应中4分子的HCl中只有2分子的Cl化合价升高被氧化,故氧化剂和还原剂个数比是1:2,故答案为:MnO2; HCl;1:2;
(2)根据离子方程式的书写原则可知,该实验室制取氯气反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-(浓)Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-(浓)Mn2++Cl2↑+2H2O;
II.反应KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O中KClO3中的Cl由+5价降低为Cl2中的0价,HCl中的Cl由-1价升高为Cl2中的0价,故用双线桥法表示电子转移的方向和数目为:,故答案为:;
III.根据元素守恒可推知另一种生成物为H2O,根据氧化还原反应的配平原则可知,反应中Mn由MnO中的+7价变为+2价的Mn2+,化合价降低了5,而C则由H2C2O4的+3价升高为+4价的CO2,化合价生高了2,根据化合价升高和降低的总数相等的最小公倍数法进行配平可得,该离子方程式为:6H++2MnO+5H2C2O4 =10CO2↑+2Mn2++8H2O,故答案为:6H++2MnO+5H2C2O4 =10CO2↑+2Mn2++8H2O。
18.(8分)(2021·杭州市·浙江省严州中学高一期末)亚硝酸钠既有氧化性也有还原性,易溶于水,水溶液显碱性。由于NaNO2有毒性,将含该物质的废水直接排放会引起水体严重污染,所以这种废水必须处理后才能排放,处理方法之一如下:NaNO2 +KI+_____NO↑+I2+K2SO4+Na2SO4+___________。请回答下列问题:
(1)配平上述化学方程式,请写出其完整方程式___________。
(2)鉴于NO是有毒气体,从环保角度来讲,要处理NaNO2,可以选用以下试剂___________
A. FeCl2 B. H2O2 C. KMnO4 D. H2SO4
(3)根据信息,鉴别亚硝酸钠和氯化钠的简单方法是 ___________。
(4)已知亚硝酸钠与氯化铵反应生成氮气、氯化钠和水,写出该反应的化学方程式并用双线桥表示其电子转移的方向和数目:___________。
【答案】2NaNO2+2KI+2H2SO4=2NO↑+I2+K2SO4+Na2SO4+2H2O BC 测定亚硝酸钠和氯化钠溶液的酸碱性,亚硝酸钠溶液显碱性,氯化钠溶液显中性
【详解】
(1)该反应中元素的化合价变化如下:2KI→I2,I元素的化合价由-1价→0价,I失去2e-;NaNO2→NO,N元素的化合价由+3价→+2价,得到e-,化合价升高数=化合价降低数,所以得失电子的最小公倍数为2,所以NaNO2前的系数是2,I2前的系数是1,根据钠、钾原子守恒,K2SO4前是1,Na2SO4前是1,根据硫酸根守恒,反应物少2个H2SO4分子,据氧原子和氢原子守恒,产物水前的系数为2,所以该反应为:2NaNO2+2KI+2H2SO4=2NO↑+I2+K2SO4+Na2SO4+2H2O;
(2) A. FeCl2的还原性比KI弱,则FeCl2不能将NaNO2还原为无毒的氮气,故不选;
B. H2O2具有强氧化性,可以将NaNO2氧化为无毒的硝酸钠,故选;
C. KMnO4具有强氧化性,可以将NaNO2氧化为无毒的硝酸钠,故选;
D. H2SO4与亚硝酸钠二者发生复分解反应生成弱酸亚硝酸,故不选;
(3)已知NaNO2溶液显碱性,而氯化钠溶液显中性,则鉴别亚硝酸钠和氯化钠的方法是测定亚硝酸钠和氯化钠溶液的酸碱性,亚硝酸钠溶液显碱性,氯化钠溶液显中性;
(4)亚硝酸钠与氯化铵反应生成氮气、氯化钠和水,方程式为NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O,反应中氯化铵失电子,亚硝酸钠得电子,则用双线桥分析电子转移的方向和数目为。
19.(12分)(2021·重庆市江津中学校高一开学考试)NaNO2易溶于水,外观和食盐相似,有咸味,人误食会中毒。已知NaNO2能发生反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。请回答下列问题:
(1)已知HI和HCl性质相似。上述反应的离子方程式为_______。
(2)上述反应中NaI_______ (填序号)。
①是氧化产物 ②是还原产物
③既不是氧化产物,又不是还原产物 ④既是氧化产物,又是还原产物
(3)根据上述反应可鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有:
①水 ②碘化钾淀粉试纸 ③淀粉 ④白酒 ⑤食醋
你认为应该选用的物质有_______ (填序号)。
(4)某厂废液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是_______(填序号)。
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3
(5)NaNO2也可作为食品防腐剂,但由于亚硝酸钠具有一定的毒性,因此食品中用量和残留量均有严格规定。某实验小组欲用酸性KMnO4测定NaNO2样品纯度,所涉及到的反应有:
(a) NO+MnO+H+ →NO +Mn2+ +H2O
(b) MnO+ H2C2O4+ H+ → Mn2+ + CO2↑+ H2O
①配平反应(a) _______NO+ _______MnO+ _______H+ = _______NO + _______Mn2+ + _______H2O
_______
②误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,可服用维生素C解毒。下列分析错误的是_______(填序号)。
A.NaNO2被还原 B.维生素C具有还原性
C.还原性:维生素C>Fe2+ D.NaNO2是还原剂
【答案】2NO+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O ③ ①②⑤ B
5NO+ 2MnO+ 6H+ = 5NO+ 2Mn2+ +3H2O D
【详解】
(1)已知HI和HCl性质相似,氢碘酸为强酸,反应的化学方程式为:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,该反应的离子方程式为:2NO+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O;
(2)碘化氢中碘元素由-1价升高到0价,碘为氧化产物,而碘化钠中碘元素仍为-1价,价态没变,所以碘化钠既不是氧化产物,又不是还原产物;故选③;
(3)反应的化学方程式为:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,根据该反应可知,亚硝酸盐能够在酸性条件下,把碘离子氧化为碘单质,碘与淀粉变蓝,因此要鉴别NaNO2和NaCl,可选用的物质有①水②碘化钾淀粉试纸⑤食醋;
(4)根据题意可知:NaNO2中+3价的氮元素,降低到0价的氮,发生了还原反应,需要加入还原剂才能实现,因此需选用NH4Cl,氯化铵具有还原性,故选B。
(5)①NO中氮元素由+3价升高到NO中+5价,价态变化了2,MnO中锰元素由+7价降低到Mn2+中的+2价,价态变化了5,根据化合价升降总数相等可知,NO前填5,MnO前填2,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为:5NO+ 2MnO+ 6H+ = 5NO+ 2Mn2+ +3H2O;
②误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,Fe2+被亚硝酸钠氧化为铁离子,亚硝酸钠发生了还原反应,做氧化剂;中毒后可服用维生素C解毒,铁离子变为亚铁离子,发生还原反应,需要加入还原剂才能实现,因此维生素C具有还原性,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性,因此还原性:维生素C>Fe2+;因此不正确的选D。
20.(10分)(2020·江苏南通市·启东中学高一月考)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)在催化剂作用下,NH3可与NO2发生如下反应:NH3+NO2-N2+H2O(未配平)
①该反应的还原剂是____。
②配平反应方程式并用单线桥表示该反应中电子转移的方向和数目:____。
③汽车发动机稀燃和富燃系统条件下交替进行,尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理如图所示,请写出富燃条件下,NO2被CO还原的反应____。
(2)水体中含有较多的硝酸盐会污染水质。一种用铁粉处理水体中的硝酸盐的反应:Fe++H+-Fe2+++H2O(未配平)
①配平后的反应中H+前的化学计量数为____。
②由反应可知酸性条件下粒子的氧化性大小:____>____。
【答案】NH3 2NO2+4CO=N2+4CO2 10 Fe2+
【详解】
(1)①在反应NH3+NO2-N2+H2O中,N元素化合价由反应前NH3中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子,所以NH3作还原剂;
②在反应NH3+NO2-N2+H2O中,N元素化合价由反应前NH3中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子3e-;N元素化合价由反应前NO2中的+4价变为反应后N2中的0价,化合价降低,得到电子4e-,电子得失最小公倍数是12,所以NH3系数是4,NO2的系数是3,则N2的系数是,然后将方程式系数扩大2倍,则NH3系数是8,NO2的系数是6,则N2的系数是7,然后根据H、O原子守恒,可得H2O的系数是12,则反应方程式为:8NH3+6NO2=7N2+12H2O,其中NH3是还原剂,NO2为氧化剂,在反应中电子转移数目为24e-,用单线桥法表示电子转移为:;
③根据图示可知:在富燃条件下,NO2被CO还原为N2,CO被氧化产生CO2,该反应的化学方程式为:2NO2+4CO=N2+4CO2;
(2)①在反应Fe++H+-Fe2+++H2O中,Fe元素化合价升高2价,N元素化合价降低8价,化合价升降最小公倍数是8,所以Fe、Fe2+的系数是4,、系数是1,根据电荷守恒可知H+的系数是10,最后根据H、O元素守恒可知H2O的系数是3,则配平后的该反应方程式为:4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O;
②在反应4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O中,为氧化剂,Fe2+为氧化产物,由于氧化性:氧化剂>氧化产物,说明在酸性条件下,物质的氧化性:>Fe2+。
21.(12分)(2020·北京海淀区·清华附中高一月考)某实验小组研究KI和酸性KMnO4溶液的反应。
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
实验操作
实验现象
紫色褪去,溶液变为棕黄色
紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液,然后沉淀消失,溶液变为棕黄色
资料:i.MnO在酸性条件下最终被还原为Mn2+。
ii.酸性条件下氧化性:KMnO4>KIO3>I2。
(1)实验1中溶液呈棕黄色,推测生成了___。
(2)实验小组继续对实验II反应中初始阶段的产物成分进行探究:
①经检验,实验II初始阶段I-的氧化产物不是I2,则“实验现象a”为___。
②黑色固体是___。
③实验证明在“紫色清液”中存在IO,写出生成IO的离子方程式:___。
(3)探究实验II中棕褐色沉淀消失的原因。
用离子方程式解释实验II中棕褐色沉淀消失的原因:___。
(4)实验反思:KI和酸性KMnO4溶液反应过程中,所得产物成分与有关___(写出两点即可)。
【答案】I2 溶液分层,下层液体无色 MnO2 2MnO+I-+2H+=2MnO2↓+IO+H2O MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O 试剂的相对用量(滴加顺序)、溶液酸性强弱
【分析】
(1)实验1中碘化钾过量,MnO在酸性条件下最终被还原为Mn2+,碘水呈棕黄色;实验II中酸性高锰酸钾溶液过量,滴加顺序不同,产物不同;
(2)①I-的氧化产物不是I2,则CCl4层呈无色;②二氧化锰能催化双氧水分解;③利用IO的氧化性,证明在“紫色清液”中存在IO;④高锰酸钾与碘化钾反应生成二氧化锰和KIO3;
(3)在酸性条件下,二氧化锰与碘化钾反应生成碘单质;
(4)根据实验现象分析。
【详解】
(1)实验1中碘化钾过量,MnO 在酸性条件下最终被还原为Mn2+,碘水呈棕黄色,所以实验1中溶液呈棕黄色,推测生成了I2;
(2)①I-的氧化产物不是I2,则CCl4层呈无色,“实验现象a”为溶液分层,下层液体无色;
②二氧化锰能催化双氧水分解,黑色固体加入过氧化氢,立即产生气体,则黑色固体是MnO2;
③IO具有氧化性,IO可以被Na2SO3还原,取少量“紫色清液”,逐滴加入Na2SO3溶液,振荡,溶液紫色消失变成棕黄色时,滴加淀粉溶液,溶液变蓝说明存在IO;
④高锰酸钾与碘化钾反应生成二氧化锰和KIO3,反应的离子方程式是2MnO+I-+2H+=2MnO2↓+IO+H2O;
(3)在酸性条件下,二氧化锰与碘化钾反应生成碘单质,反应方程式是MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O;
(4)根据以上实验分析,KI和酸性KMnO4溶液反应过程中,所得产物成分与试剂的相对用量(滴加顺序)、溶液酸性强弱有关。
【点睛】
黑色固体加入过氧化氢,立即产生气体推测黑色固体是MnO2,二氧化锰也有氧化性,可以在酸性条件下氧化碘离子,为难点。
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