新教材适用2024版高考化学一轮总复习练案3第一章物质及其变化第3讲氧化还原反应

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练案[3]   第3讲　氧化还原反应一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。1．(2023·山东聊城模拟)已知：反应1：Ba(NO3)2＋8H2BaO＋2NH3＋5H2O反应2：3Ba(NO3)2＋10NH33BaO＋8N2＋15H2O下列说法不正确的是( C )A．反应1和反应2中Ba(NO3)2都作氧化剂B．反应2中N2既是氧化产物又是还原产物C．等质量的Ba(NO3)2发生反应1、2，完全反应转移的电子数相等D．反应2中氧化产物比还原产物多14 g时，生成0.75 mol BaO[解析]　反应1、2中，硝酸钡中氮元素的化合价都降低了，故硝酸钡都作氧化剂，故A正确；反应2中N2既是氧化产物又是还原产物，故B正确；反应1中1 mol硝酸钡完全反应转移16 mol电子，反应2中1 mol硝酸钡完全反应转移10 mol电子，故C错误；生成3 mol BaO时氧化产物为5 mol N2，还原产物为3 mol N2，当氧化产物比还原产物多14 g(0.5 mol)时，生成0.75 mol BaO，故D正确。2．(2023·山东日照模拟)中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·mol－1)如图所示，下列说法错误的是( C )A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原B．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H22NH3＋2H2OC．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为N2D．该过程中涉及极性键、非极性键的断裂和形成[解析]　由图可知，生成氨气的各基元反应中， OH O H2O H2OH―→ H2―→ H3，氮元素的化合价均降低被还原，故A正确；由图可知，生成氨气的总反应为在催化剂作用下，一氧化氮与氢气反应生成氨气和水，反应的化学方程式为2NO＋5H22NH3＋2H2O，故B正确；由图可知，一氧化氮还原生成氮气的活化能大于还原生成氨气的活化能，则在Pd/SVG催化剂的作用下，一氧化氮更容易生成氨气，故C错误；由图可知，反应中有氢氢非极性键和氮氧极性键发生断裂，有氮氮非极性键和氮氢、氢氧极性键的形成，故D正确。3．(2023·山东枣庄模拟)已知如下反应方程式：①2Co(OH)3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O下列有关推断正确的是( D )A．氧化性：Co(OH)3>Fe3＋>Cl2B．还原性：Fe2＋>I－>Cl－C．Co(OH)3＋3HI===2CoI3＋3H2OD．Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O[解析]　氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，由上述反应可得氧化性：Co(OH)3>Cl2>Fe3＋>I2，A错误；还原剂的还原性大于还原产物的还原性，故还原性：I－>Fe2＋>Cl－，B错误；根据氧化性：Co(OH)3>Cl2>Fe3＋>I2规律可以推知，氢氧化钴能氧化HI生成I2，C错误；根据还原性：I－>Fe2＋>Cl－可推知，氢氧化亚铁不能氧化氯离子，只发生中和反应，D正确。4．实验室常用MnO2与浓盐酸共热制取Cl2，也可用KClO3、KMnO4、K2Cr2O7代替MnO2与浓盐酸反应制Cl2，其中KClO3―→Cl2、KMnO4―→Mn2＋、K2Cr2O7―→Cr3＋。若制取等量的Cl2，电子转移数最少的是( B )A．MnO2  B．KClO3 C．KMnO4  D．K2Cr2O7[解析]　KMnO4、K2Cr2O7、MnO2、KClO3与浓盐酸反应的化学方程式分别为①2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，②K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O，③MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，④KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O。设制取1 mol氯气，根据得失电子守恒，①②③反应中转移了2 mol电子；④中生成3 mol氯气转移了5 mol电子，则生成1 mol氯气转移的电子的物质的量为 mol，所以制取等量的Cl2，转移电子数最少的是KClO3。5．(2023·河北衡水模拟)甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上，其在300～400 ℃会分解。实验室制取甲酸钙的方法之一是Ca(OH)2＋HCHO＋H2O2―→Ca(HCOO)2＋H2O(未配平)。下列说法错误的是( D )A．参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为11B．每生成13 g甲酸钙，反应中转移的电子数为0.4NAC．该反应中被还原的元素只有OD．氧化性：Ca(HCOO)2>H2O2[解析]　结合化合价升降守恒和质量守恒配平反应方程式为Ca(OH)2＋2HCHO＋2H2O2===Ca(HCOO)2＋4H2O，HCHO为还原剂，H2O2为氧化剂，所以参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为11，A正确；13 g甲酸钙的物质的量为n[Ca(HCOO)2]＝＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×4＝0.4 mol，B正确；H2O2为氧化剂，被还原的元素只有O，C正确；氧化剂的氧化性强于氧化产物，所以氧化性：Ca(HCOO)2<H2O2，D错误。6．(2023·湖南衡阳师范学院祁东附属中学月考)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( C )A．X的化学式为Ag2SB．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]　根据元素守恒可知X的化学式为Ag2S，A正确；O2中O元素的化合价降低，所以银针验毒时，空气中O2得到电子，B正确；反应时，Ag元素的化合价升高，所以Ag是还原剂，S元素的化合价不变，H2S不是还原剂，C错误；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，D正确。7．(2023·山东聊城期末)已知：①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O；②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－；③2B－＋Z2===B2＋2Z－。下列结论不正确的是( C )A．氧化性：XO>B2>A3＋B．X2＋既有还原性，又有氧化性C．还原性：Z－>A2＋D．溶液中可发生：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－[解析]　反应①中，Z－为还原剂，XO为氧化剂，氧化产物为Z2，还原产物为X2＋，氧化性：XO>Z2，还原性：Z－>X2＋；反应②中，A2＋为还原剂，B2为氧化剂，氧化产物为A3＋，还原产物为B－，氧化性：B2>A3＋，还原性：A2＋>B－；反应③中，B－为还原剂，Z2为氧化剂，氧化产物为B2，还原产物为Z－，氧化性：Z2>B2，还原性：B－>Z－。综上分析，氧化性：XO>Z2>B2>A3＋，A正确。XO中X的化合价为＋7价，X所对应的单质中元素化合价为0价，X2＋中X的化合价处于中间价态，故X2＋既有还原性又有氧化性，B正确。由上述分析可知，还原性：A2＋>B－>Z－>X2＋，C错误。根据氧化还原反应中氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，综合上述微粒的氧化性与还原性关系可判断，溶液中可发生反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－，D正确。8．(2023·湖南临澧一中期中)MnO2在电池、玻璃、有机合成等工业生产中应用广泛。利用粗MnO2(含有杂质MnO和MnCO3)制取纯MnO2的流程如图，下列说法错误的是( C )A．酸浸过程中不能用浓盐酸代替稀硫酸B．操作X是过滤C．氧化过程发生反应的离子方程式为5Mn2＋＋2ClO＋8OH－===5MnO2↓＋Cl2↑＋4H2OD．Cl2与NaOH溶液加热反应得到的NaClO3可以循环使用[解析]　MnO2不溶于硫酸，浓盐酸能与MnO2反应，在酸浸过程中不能用浓盐酸代替稀硫酸，A正确；粗MnO2样品加入稀硫酸，MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，同时产生二氧化碳，过滤后得到二氧化锰固体及含有硫酸锰的滤液，操作X为过滤，B正确；过滤后向滤液中加入氯酸钠，在酸性条件下将Mn2＋氧化生成MnO2沉淀，根据得失电子守恒和电荷守恒、元素守恒配平该反应的离子方程式为5Mn2＋＋2ClO＋4H2O===5MnO2↓＋Cl2↑＋8H＋，C错误；由流程可知，Cl2与NaOH溶液加热反应得到的NaClO3可以在“氧化”步骤循环使用，D正确。9．如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程。 已知“吸收”步骤和“氧化”步骤发生的反应分别为①2H2O＋SO2＋Fe2(SO4)3===2FeSO4＋2H2SO4，②4FeSO4＋O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O。若每步反应都完全，下列说法正确的是( B )A．“吸收”步骤中Fe2(SO4)3为还原剂B．由反应过程可推知氧化性的强弱顺序：O2>Fe3＋>SOC．处理100 L含SO2体积分数为0.336%的尾气，反应①中转移电子0.015 molD．Fe2(SO4)3溶液在上述流程中不可以循环使用[解析]　“吸收”步骤中Fe2(SO4)3中的Fe化合价由＋3价变为＋2价，化合价降低，作氧化剂，A错误；氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，由反应①可推知，氧化性Fe3＋>SO，由反应②可推知，氧化性O2>Fe3＋，则氧化性的强弱顺序为O2>Fe3＋>SO，B正确；100 L含SO2体积分数为0.336%的尾气，SO2体积为0.336 L，未给定状态，无法计算其物质的量，因此无法计算转移电子的物质的量，C错误；根据流程可知，反应①消耗Fe2(SO4)3，反应②生成Fe2(SO4)3，因此Fe2(SO4)3溶液在题述流程中可以循环使用，D错误。10．在酸性环境中，纳米Fe/Ni复合材料去除污染水体的NO的反应过程(Ni不参与反应)如图所示：下列表达反应过程或现象的方程式错误的是( D )A．反应步骤Ⅰ：NO＋Fe＋2H＋===NO＋Fe2＋＋H2OB．反应步骤Ⅱ：NO＋3Fe＋8H＋===3Fe2＋＋NH＋2H2OC．反应进行一段时间，过滤出水体中出现的白色絮状物，白色絮状物在空气中最终变成红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3D．硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变黄：2Fe2＋＋SO＋4H＋===2Fe3＋＋SO2↑＋2H2O[解析]　根据图示可知，反应Ⅰ中NO在吸附点被Fe还原为NO，离子方程式为NO＋Fe＋2H＋===NO＋Fe2＋＋H2O，A正确；反应Ⅱ中NO被Fe还原为NH，离子方程式为NO＋3Fe＋8H＋===3Fe2＋＋NH＋2H2O，B正确；随着反应进行，氢离子浓度减小，溶液碱性增强，反应一段时间后出现白色絮状物Fe(OH)2，在空气中放置发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，变成红褐色，C正确；溶液变黄是因为酸性条件下NO将Fe2＋氧化成Fe3＋，离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，D错误。二、非选择题：本题共4小题。11．(2023·河北衡水模拟)已知H2O2参与的三个化学方程式如下：①2H2O2===2H2O＋O2↑；②Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O；③3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2O。(1)已知H2O2是二元弱酸，写出其第一步电离方程式： H2O2H＋＋HO　。(2)上述三个反应中，H2O2仅体现氧化性的反应是 ③　(填序号，下同)，H2O2仅体现还原性的反应是 ②　。(3)根据上述反应推出H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序是 Ag2O>H2O2>K2CrO4　。(4)H2O2作反应物的某氧化还原反应，反应物和生成物共五种微粒：O2、H2O2、ClO、H2O、Cl－。①写出上述反应的离子方程式： 3H2O2＋ClO===Cl－＋3H2O＋3O2↑　。②如果上述反应中有13.44 L(标准状况)气体生成，转移的电子的物质的量为 1.2 mol　。(5)H2O2可作为消除采矿业胶液中NaCN的试剂，反应的原理为NaCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑，其中A的化学式为 NaHCO3　。[解析]　(1)H2O2是二元弱酸，分两步电离，第一步电离方程式为H2O2H＋＋HO。(2)H2O2仅体现氧化性即H2O2所含元素的化合价只能降低，所以是第③个反应；H2O2仅体现还原性即H2O2所含元素的化合价只能升高，所以是第②个反应。(3)根据反应②、③可推出氧化性由强到弱的顺序是Ag2O>H2O2>K2CrO4。(4)①根据五种微粒中化合价的升降，可以写出离子方程式为3H2O2＋ClO===Cl－＋3H2O＋3O2↑。②该反应中每生成3 mol O2转移电子的物质的量为6 mol，标准状况下13.44 L气体，即0.6 mol O2，转移的电子的物质的量为1.2 mol。(5)根据原子守恒，可推出A的化学式为NaHCO3。12．(2023·山东济南期末)过氧化氢溶液和“84”消毒液是生活中常用的两种消毒剂。(1)某同学设计如下实验研究H2O2的性质，能证明H2O2有还原性的实验是 1　(填序号)，可作为证据的实验现象是 ab　(填字母)。序号实验实验现象1向5% H2O2溶液中滴加酸性KMnO4溶液a.溶液紫色褪去；b．有大量气泡产生2向5% H2O2溶液中滴加淀粉-KI溶液c.溶液变蓝(2)某届奥运会期间，由于工作人员将“84”消毒液与过氧化氢溶液两种消毒剂混用，导致游泳池藻类快速生长，池水变绿。一种原因可能是NaClO与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。该反应说明氧化性：NaClO >　(填“>”或“<”)H2O2；当有0.1 mol O2生成时，转移电子的物质的量为 0.2　 mol。(3)大部分碘是以智利硝石提取硝酸钠后的母液为原料，加入亚硫酸氢钠制取，相关反应如下，配平此化学方程式： 2　NaIO3＋ 5　NaHSO3=== 3　NaHSO4＋ 2　Na2SO4＋ 1　I2＋ 1　H2O。[解析]　(1)实验1中酸性高锰酸钾是强氧化剂，酸性高锰酸钾溶液遇到H2O2，溶液紫色褪去、有大量气泡产生(从反应物价态看，气体只能是氧气)，说明过氧化氢被氧化，过氧化氢体现还原性。(2)“84”消毒液与过氧化氢溶液混用，发生反应的化学方程式为NaClO＋H2O2===NaCl＋O2↑＋H2O，说明氧化性：NaClO>H2O2；当有0.1 mol O2生成时，转移电子的物质的量为0.2 mol。13．(1)“Fe3＋浓度检测”是先用SnCl2将Fe3＋还原为Fe2＋，在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2＋(Cr2O被还原为Cr3＋)，该滴定反应的离子方程式为 6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O　。(2)用稀硫酸浸出铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质，该过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌，原因是防止将Cu氧化浸出，其离子方程式是 2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O　。(3)亚氯酸钠(NaClO2)和次氯酸钠(NaClO)混合液作为复合吸收剂可脱除烟气中的NOx、SO2，使其转化为NO、SO。写出NO与NaClO2反应的离子方程式： 4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋3Cl－＋2H2O　。14．(2023·湖南永州模拟)生活饮用水水质的标准主要有：色度、浑浊度、pH、细菌总数等。目前城市自来水处理过程中所使用的主要药剂仍是Cl2(消毒剂)和Al2(SO4)3(沉降剂)，但由于种种原因，用这两种物质处理水质总有缺陷。因此，有资料报道：Na2FeO4是一种强氧化剂，可作为一种新型净水剂，在反应中被还原为Fe3＋，使用该物质可代替Cl2和Al2(SO4)3。(1)配平工业上制备高铁酸钠的化学方程式：Fe2O3＋NaNO3＋NaOH―→Na2FeO4＋NaNO2＋H2O(2)当反应物中含有1.4 mol钠离子，上述反应恰好完全进行时，电子转移总数为 1.2　NA。(3)Na2FeO4代替Cl2是因为它具有 强氧化　性，还原为Fe3＋后净水的原理为(用离子方程式表示) Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋　。(4)某厂制备高铁酸钠后的废液中含NaNO2溶液，直接排放会造成污染，试剂①NaCl、②NH4Cl、③KMnO4、④浓H2SO4中，能使NaNO2转化为N2(不引起二次污染)的是 ②　(选填编号)，反应的离子方程式为 NH＋NO===N2↑＋2H2O　。[解析]　(1)根据化合价升降法配平化学计量数，分别为1、3、4、2、3、2。(2)由(1)可知反应物中含有7 mol钠离子时，转移电子6 mol，当反应物中含有1.4 mol钠离子时，转移电子1.2 mol，即1.2NA个。(3)Na2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体因具有吸附性而使水澄清。(4)利用归中反应除去NaNO2。