2020届高考化学专题一第5讲氧化还原反应教案（含解析）

第5讲　氧化还原反应
[考纲·考向·素养]
考纲要求
热点考向
核心素养
(1)熟悉常见元素的化合价。能根据化合价正确书写化学式(分子式)，或根据化学式判断元素的化合价。
(2)了解氧化还原反应的本质。
(3)了解常见的氧化还原反应。掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
(1)氧化还原反应的概念
(2)物质氧化性、还原性强弱的比较
(3)氧化还原反应的规律及其应用
宏观辨识与微观探析：从原子的微观结构出发认识氧化还原反应的本质是电子转移，能从微观和宏观相结合的视角分析生产、生活中的现象。
变化观念与平衡思想：利用变化观念了解氧化还原反应中物质的转化关系，从量变的角度分析物质变化过程中遵循的守恒规律。

1．一念对错(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)(2019·全国ⅡT8C)1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3＋转移的电子数为6NA(√)
(2)某元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原。(×)
(3)在生活中用漂白粉漂白衣物时，是利用了漂白粉的氧化性。(√)
(4)在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O。则RO中R的化合价是＋4。(×)
(5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性。(×)
(6)有单质参与或生成的反应一定属于氧化还原反应。(×)
(7)氨碱法制碱，未涉及氧化还原反应。(√)
(8)某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2＋完全氧化，x值为0.80。(√)
(9)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为1.57 g。(√)
(10)向KOH溶液中通入11.2 L(标准状况)氯气恰好完全反应生成三种含氯盐：0.7 mol KCl、0.2 mol KClO和X。则X是0.1 mol KClO3。(√)
(11)若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片，反应开始时c(Fe2＋)增大，然后又减小。(√)
(12)O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2，O2是氧化产物。(×)
(13)向含等物质的量浓度的Na2S和NaBr的溶液中缓慢通入氯气，发生反应的离子方程式是：S2－＋2Br－＋2Cl2===S↓＋Br2＋4Cl－。(×)
(14)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。(×)
(15)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。(×)
2．完成下列各题
(1)(2016·全国卷Ⅰ，28(2)②)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式__________________________________________________________________________。

(2)(2016·全国卷Ⅲ，28(2))欲使3 mol的VO2＋变为VO，则需要氧化剂KClO3至少为________ mol。
(3)(2016·全国卷Ⅱ，26(5)节选)联氨(N2H4)可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2________kg。
解析：(2)VO2＋变为VO，V的化合价由＋4价升高到＋5价，转移1e－，而氧化剂KClO3则被还原为KCl，化合价由＋5价降低为－1价，转移6e－，故欲使3 mol VO2＋变为VO，需氧化剂KClO3的物质的量至少为3 mol×1÷6＝0.5 mol。
(3)发生的反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的氧气为1 kg÷32 g·mol－1×32 g·mol－1＝1 kg。
答案：(1)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2
(2)0.5　(3)1
3．(1)(2015·天津理综，10(2))②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：
ClO＋Fe2＋＋________===Cl－＋Fe3＋＋________
(2)(2015·安徽理综，27(2))请配平化学方程式：
NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3
(3)(2015·浙江理综，27Ⅰ(4))完成以下氧化还原反应的离子方程式：
(　　)MnO＋(　　)C2O＋________===(　　)Mn2＋＋(　　)CO2↑＋________
解析：(1)根据化合价升降法配平ClO、Fe2＋、Cl－、Fe3＋的化学计量数分别为1、6、1、6，再利用电荷守恒及元素原子守恒得出反应物中有6H＋，产物中有3H2O。
答案：(1)1　6　6　H＋　1　6　3　H2O
(2)1　2　4　2　1　2
(3)2　5　16H＋　2　10　8H2O

考点一　氧化还原反应基本概念
[真题引领]
　(2018·北京卷)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是(　　)

A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
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
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体，随后变为红棕色
解析：C　[A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，产生白色Fe(OH)2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，该反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，由于氯水呈酸性，石蕊溶液滴入后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl＋Na2S===Ag2S＋2NaCl，反应前后元素化合价不变，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO＋O2===2NO2，反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；故选C。]
[知能必备]
　分析氧化还原反应的两个关键点
1．弄清概念、理清关系

2．准确判断常考物质中元素的化合价
CuFeS2：Cu(＋2)、Fe(＋2)、S(－2)
K2FeO4：Fe(＋6)
Li2NH：N(－3)
LiNH2：N(－3)
H2C2O4：C(＋3)
HCN：C(＋2)、N(－3)
CuH：Cu(＋1)、H(－1)
H3AsO4：As(＋5)
N2H4：N(－2)
HNO2：N(＋3)
Na2S2O3：S(＋2)
Na2S2O5：S(＋4)
Na2S2O8：S(＋6)、O(－2)(－1)
NaBH4：B(＋3)、H(－1)
Fe3S4：Fe(＋2)、S(－2)、(0)
H3PO2：P(＋1)
Cu3P：Cu(＋1)、P(－3)
ClO2：Cl(＋4)、O(－2)
[题组训练]
[题组1]　氧化还原反应的应用
1．下列中国传统工艺，利用氧化还原反应原理实现的是(　　)
选项
A.丹砂(HgS)炼汞
B.石灰石生产生石灰
C.酒精蒸馏
D.活性炭使蔗糖脱色
工艺




解析：A　[丹砂(HgS)炼汞是将汞的化合物分解为汞单质，属于氧化还原反应，A项正确；碳酸钙高温分解生成CaO和二氧化碳，不属于氧化还原反应，B项错误；酒精蒸馏是物理变化，C项错误；活性炭使蔗糖脱色是利用了活性炭的吸附性，属于物理变化，D项错误。]
2．分析生产生活中的下列过程，不涉及氧化还原反应的是(　　)
A．煤液化制得清洁能源
B．用酒精测试仪检测酒驾
C．将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉
D．从海水中提取氯化镁
解析：D　[煤的液化是指将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料(直接)或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品(间接)的过程，涉及氧化还原反应，A项错误；交警常用“酒精检测仪”检查司机是否酒后驾车，其反应原理为酸性重铬酸钾(橙色)遇乙醇时变为绿色，将乙醇氧化，涉及氧化还原反应，B项错误；将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉原理：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，涉及氧化还原反应，C项错误；从海水中提取氯化镁时，经历了氯化镁―→氢氧化镁―→氯化镁的转化过程，不涉及氧化还原反应，D项正确。]
[题组2]　氧化还原反应基本概念
3．NaClO2可用作造纸的漂白剂，它由H2O2＋2ClO2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2制得，下列说法正确的是(　　)
A．H2O2是氧化剂，H2O2中的氧元素被还原
B．每生成1 mol O2转移电子的物质的量为4 mol
C．ClO2中的氯元素被氧化
D．ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂
解析：D　[A项，根据方程式可知，H2O2中氧元素的化合价从－1价升高到0价，失去电子被氧化，H2O2是还原剂，错误；B项，H2O2中氧元素的化合价从－1价升高到0价，每生成1 mol O2转移电子的物质的量为2 mol，错误；C项，ClO2中的氯元素化合价从＋4价降低到NaClO2中的＋3价，氯元素被还原，错误。]
考点二　氧化还原反应规律
[真题引领]
1．(2018·全国卷Ⅰ)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________，该反应化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以氧化产物是氧气，分子式为O2。
答案：O2　2Cl2＋4AgNO3===4AgCl＋2N2O5＋O2
2．(2017·全国卷Ⅲ节选)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：
步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋ NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________________。
解析：FeO·Cr2O3是还原剂，氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3，每摩尔转移7 mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩尔转移2 mol电子，根据电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7。
答案：2∶7
[知能必备]
　氧化还原反应的规律和应用
1．强弱规律
氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。

[应用]　比较物质的氧化性或还原性强弱，判断反应能否进行。
氧化性：氧化剂＞氧化产物
还原性：还原剂＞还原产物
2．邻位转化规律(归中原则)
氧化还原反应中，元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉； 同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。如H2S与浓硫酸反应时，S元素的化合价变化为：

反应的化学方程式为H2S＋H2SO4(浓)S↓＋SO2↑＋2H2O。
[应用]　判断氧化还原反应的产物，同种元素不同价态之间发生反应“只靠拢，不相交”。
3．反应先后规律
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质，即强者优先反应。
[应用]　判断物质的稳定性及反应的先后顺序
4．守恒规律
对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等；还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等；反应前后电荷总数相等(离子方程式)。
[应用]　(1)氧化还原反应方程式配平；
(2)氧化还原反应相关的计算；
(3)电极方程式配平及电化学计算。
[题组训练]
[题组1]　“强弱规律”及应用
1．为验证还原性SO2＞Fe2＋＞Cl－，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验，能证明上述还原性顺序的实验组有(　　)


溶液1
溶液2
甲
含Fe3＋、Fe2＋
含SO
乙
含Fe3＋，无Fe2＋
含SO
丙
含Fe3＋，无Fe2＋
含Fe2＋
A.只有甲　　　　　　　 B．甲、乙
C．甲、丙 D．甲、乙、丙
解析：C　[甲．溶液1中含有Fe3＋、Fe2＋，说明发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反应完全，可证明还原性Fe2＋＞Cl－；溶液2中含有SO，说明发生反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，证明还原性SO2＞Fe2＋，故甲能证明还原性SO2＞Fe2＋＞Cl－；乙．溶液1中含有Fe3＋，无Fe2＋剩余，则还原性Fe2＋＞Cl－，但Cl2可能过量，再通入SO2可能发生的反应是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，不能够比较SO2和Fe2＋的还原性强弱，故乙不能验证；丙．溶液1中含有Fe3＋，没有Fe2＋，通入SO2后溶液中又含有Fe2＋，说明SO2将Fe3＋还原得到Fe2＋，证明还原性SO2＞Fe2＋，故丙实验结论证明还原性SO2＞Fe2＋＞Cl－。]
2．某学习小组设计实验探究H2S的性质，装置如图所示。

下列说法正确的是(　　)
A．若F中产生黑色沉淀，则说明H2SO4的酸性比H2S强
B．若G中产生浅黄色沉淀，则说明H2S的还原性比Fe2＋强
C．若H中溶液变红色，则说明H2S是二元弱酸
D．若E中FeS换成Na2S，该装置也可达到相同的目的
解析：B　[H2S和CuSO4发生复分解反应生成黑色沉淀CuS和H2SO4，该反应不能说明H2SO4的酸性比H2S强，只能说明CuS不溶于稀硫酸，A错误；若G中产生浅黄色沉淀，则证明硫化氢可以被Fe3＋氧化成硫单质，反应的离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，说明H2S的还原性比Fe2＋强，B正确；若H中溶液变红色，则说明H2S的水溶液呈酸性，但不能说明H2S是二元酸，C错误；若E中FeS换成Na2S，由于Na2S极易溶于水，该装置无法达到“随开随用、随关随停”的目的，D错误。]
[题组2]　“价态规律”及应用
3．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：
①G―→Q＋NaCl
②Q＋H2O―→X＋H2
③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O
④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是(　　)
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
解析：A　[由①得出Q价态高于G，因为G必介于Q和－1价的Cl之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。]
[题组3]　“先后规律”及应用
4．在复杂的体系中，确认化学反应先后顺序有利于解决问题。下列化学反应先后顺序判断正确的是(　　)
A．在含有等物质的量的AlO、OH－、CO溶液中逐滴加入盐酸：OH－、CO、AlO
B．在含等物质的量的FeBr2、FeI2溶液中缓慢通入氯气：I－、Br－、Fe2＋
C．Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3混合溶液中逐渐加入铁粉：Fe(NO3)3、HNO3、Cu(NO3)2
D．在含等物质的量的Fe3＋、NH、H＋溶液中逐滴加入NaOH溶液：H＋、Fe3＋、NH
解析：D　[若H＋最先与AlO反应生成氢氧化铝，而氢氧化铝又会与溶液中的OH－反应生成AlO，则反应的先后顺序为OH－、AlO、CO，A项错误；离子还原性I－＞Fe2＋＞Br－，氯气先与还原性强的离子反应，与氯气反应的先后顺序是I－、Fe2＋、Br－，B项错误；氧化性由强到弱的顺序是HNO3＞Fe3＋＞Cu2＋，铁粉先与氧化性强的离子反应，C项错误；H＋先发生反应，因为H＋结合OH－的能力最强，然后Fe3＋与OH－反应生成氢氧化铁沉淀，最后NH与OH－结合生成一水合氨，故在含等物质的量的Fe3＋、NH、H＋的溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应的先后顺序为H＋、Fe3＋、NH，D项正确。]
[题组4]　“守恒”规律及应用
5．NaNO2是一种食品添加剂，能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋(未配平)。下列叙述中正确的是(　　)
A．该反应中NO作还原剂，由此推知HNO2只具有还原性
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成2 mol NaNO3需消耗0.8 mol KMnO4
D．用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的NaNO2溶液，以酚酞作指示剂
解析：C　[该反应中，N元素由＋3价升高到＋5价，则NO作还原剂，表现出还原性；由于＋3价为N元素的中间价态，则NO既具有氧化性又具有还原性，与强还原剂(如Fe2＋、SO等)反应时，表现氧化性，A错误。
Mn元素由＋7价降低到＋2价，根据化合价升降总数相等、原子守恒及电荷守恒配平该离子方程式：2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O，由于消耗H＋，反应中溶液的pH增大，B错误。由B项中离子方程式可知，生成5 mol NaNO3时消耗2 mol KMnO4，则生成2 mol NaNO3时消耗0.8 mol KMnO4，C正确。用酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的NaNO2溶液时，MnO被还原为Mn2＋，到达滴定终点时溶液由无色变为紫红色，故不需要加入指示剂，D错误。]
考点三　氧化还原反应方程式的书写与配平
[真题引领]
1．(2017·全国卷Ⅲ，28节选)砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
(1)画出砷的原子结构示意图________________。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)As最外层电子数为5，原子结构示意图为。(2)As2S3与O2发生氧化还原反应生成H3AsO4和S，As和S均被氧化，1 mol As2S3被氧化转移电子数为10 mol，根据转移电子数守恒可知，化学方程式为2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S。
答案：(1)
(2)2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S
2．(2017·全国卷Ⅱ节选)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。用溶解氧瓶采集水样。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。该过程中发生反应的化学方程式为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2
3．配平或完成下列反应的化学方程式或离子方程式。
(1)(2017·北京高考节选)用同位素示踪法研究发现笑气(N2O)的产生与NO有关。在有氧条件下，15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。
将该反应的化学方程式补充完整：
________15NNO＋H2O。
(2)(2016·天津高考节选)配平反应MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O，其化学计量数依次为________________________________。
(3)(2015·浙江高考节选)完成以下氧化还原反应的离子方程式：MnO＋C2O＋________===Mn2＋＋CO2↑＋________。
答案：(1)415NO＋4NH3＋3O2　4　6
(2)1,2,4,1,1,3
(3)2　5　16　H＋　2　10　8　H2O
[知能必备]
　氧化还原反应方程式的书写与配平
1．确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
(1)氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
浓H2SO4
SO2
H2O2
H2O
KMnO4、MnO2、MnO(OH)2、(H＋)
Mn2＋
K2Cr2O7、(H＋)
Cr3＋
HNO3
NO2、NO
NO(H＋)、NO(H＋)
NO
ClO2、ClO、ClO、ClO－、Cl2
Cl－
O3
O2
IO
I－或I2
FeO
Fe(OH)3或Fe3＋
(2)还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
SO2、H2SO3、SO
SO
S2O、S2O、S4O
SO
H2O2
H2O
N2H4
N2
H2C2O4或C2O
CO2
CN－
N2、CO2
SO
SO
PH3
H3PO4
S2－
S
I－
I2
2.依据电子守恒、质量守恒进行配平，离子方程式还需电荷守恒。
3．检查是否需添加物质：在水溶液中进行的反应，添加的物质通常是“H2O、H＋”或“H2O、OH－”才能满足质量守恒的要求，在酸性溶液中不添加OH－，在碱性溶液中不添加H＋。
[题组训练]
[题组1]　信息方程式书写
1．(2018·江苏，20(3))用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：____________________________。
解析：由题给信息可知，反应物为HNO2、(NH2)2CO，生成物为CO2和N2，根据氧化还原反应方程式的配平方法可写出该反应的化学方程式为2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。
答案：2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
2．完成下列各题：
(1)(2018·天津)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式是__________________________。
(2)(2016·课标Ⅰ)工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2，则NH3与NO2反应的化学方程式为________________________________________________。
解析：(1)NO被H2O2氧化为硝酸，所以反应的离子方程式为2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。(2)NO2为红棕色气体，根据题给信息NO2与氨气发生反应：8NH3＋6NO27N2＋12H2O。
答案：(1)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O
(2)8NH3＋6NO27N2＋12H2O
[题组2]　氧化还原反应方程式配平
3．完成下列各题
①H2S＋HNO3―→S↓＋NO↑＋H2O
②NaBiO3＋Mn2＋＋________―→Na＋＋Bi3＋＋________＋________。
③NH＋O2NO＋H＋＋H2O
④NO＋5CH3OH―→N2＋CO2＋H2O＋OH－
答案：①3　2　3　2　4
②5　2　14　H＋　5　5　2　MnO　7　H2O
③1　2　1　2　1
④6　3　5　7　6

1．下列应用不涉及氧化还原反应的是(　　)
A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al
C．工业上利用合成氨实现人工固氮
D．实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
解析：D　[过氧化钠与水、二氧化碳反应生成单质氧气，反应过程中有元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A错误；电解熔融状态氧化铝得到单质铝和氧气，反应过程中有元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B错误；工业合成氨利用氮气和氢气生成氨气，反应过程中有元素化合价发生变化。属于氧化还原反应，故C错误；实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应过程中没有元素化合价发生变化，发生的反应属于复分解反应，不属于氧化还原反应，故D正确。]
2．根据含铬化合物的下列实验事实，所得结论错误的是(　　)
①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸溶液得到Cr2(SO4)3溶液　②向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液　③将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝
A．化合物KCrO2中Cr元素显＋3价
B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物
C．实验②证明H2O2既有氧化性又有还原性
D．实验③证明氧化性：Cr2O＞I2
解析：C　[根据化合物中正负化合价的代数和等于0。可知，KCrO2中Cr元素呈＋3价，A正确；由实验①可知，Cr2O3既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，故Cr2O3是两性氧化物，B正确；实验②证明H2O2具有氧化性，将＋3价铬氧化成＋6价，氧化产物为CrO，酸化时平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O正向移动，得到Cr2O，C错误；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Cr2O＞I2，D正确。]
3．在好氧菌和厌氧菌作用下，废液中NH能转化为N2(g)和H2O(1)，示意图如下：

反应Ⅰ：NH＋O2―→NO＋H＋＋H2O(未配平)
反应Ⅱ：NH＋NO―→N2＋H2O＋H＋(未配平)
下列说法正确的是(　　)
A．两池发生的反应中，氮元素只被氧化
B．常温常压下，反应Ⅱ中生成8.96 L N2时，转移电子数为1.5NA
C．好氧菌池与厌氧菌池投入废液的体积之比为3∶5时，NH能完全转化为N2
D．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶3
解析：C　[A.Ⅰ中N元素从－3价升到＋5价，氮元素只被氧化，Ⅱ中部分N元素从－3价升到0价，部分从＋5价降到0价，氮元素既被氧化又被还原；A错误；B.常温常压下，8.96 L N2，无法计算N2的物质的量，B错误；C.根据反应Ⅰ：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O,3mol NH生成3mol NO，再根据反应Ⅱ： 5NH＋3NO===4N2＋9H2O＋2H＋，3mol NO正好消耗5mol NH，故好氧菌池与厌氧菌池投入废液的体积之比为3∶5时，NH能完全转化为N2，C正确；D.反应Ⅱ中氧化剂是NO，还原剂是NH，物质的量之比为3∶5，D错误。]
4．将过量H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中，加热后冷却，生成暗棕红色晶体M[化学式为Cr(NH3)3O4]，其离子方程式为CrO＋3NH3＋3H2O2===M＋2H2O＋2OH－＋O2↑，测得M中有2个过氧键。下列叙述正确的是(　　)
A．M中Cr元素的化合价为＋3价
B．参与反应的H2O2全部被氧化
C．向FeSO4溶液中滴加几滴M的溶液，没有明显现象
D．转移0.2 mol电子时，生成M的质量为16.7 g
解析：D　[M中有2个过氧键，则M中O的平均化合价为－1价，根据M的化学式Cr(NH3)3O4，可知M中Cr元素的化合价为＋4价，A错误。分析离子方程式CrO＋3NH3＋3H2O2===Cr(NH3)3O4＋2H2O＋2OH－＋O2↑可知，Cr元素的化合价由＋6价降低到＋4价，3个过氧化氢分子中包含6个O原子，其中有2个O原子的化合价由－1价升高到0价，其余4个O原子的化合价不变，则参与反应的H2O2有被氧化，B错误。过氧键具有强氧化性，能将亚铁离子氧化成铁离子，故溶液由浅绿色变为黄色，C错误。根据离子方程式，转移2 mol电子时恰好生成1 mol M，则转移0.2 mol电子时，生成M的质量为0.1 mol×167 g·mol－1＝16.7 g，D正确。]
5．中国传统文化对人类文明贡献巨大，《本草纲目》中有如下记载：“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”，其中利用的KNO3的性质是(　　)
A．自燃性　　　　　　　 B．易分解
C．还原性 D．氧化性
解析：D　[火药爆炸时生成N2，KNO3中氮元素的化合价降低，被还原，作氧化剂，体现了KNO3的氧化性，D正确。]
6．CN－是导致水污染的离子之一，在碱性条件下，双氧水可将其转化为碳酸盐和一种无毒气体。关于该转化反应，下列说法正确的是(　　)
A．CN－既作氧化剂又作还原剂
B．处理1 mol CN－，消耗1.5 mol H2O2
C．生成1 mol无毒气体，转移10 mol电子
D．用双氧水处理后的废水可直接排放
解析：C　[根据题述写出该反应的离子方程式：2CN－＋5H2O2＋2OH－===2CO＋N2↑＋6H2O，反应中碳元素和氮元素化合价升高，CN－作还原剂，A错误；根据反应方程式可得，处理1 mol CN－，消耗2.5 mol H2O2，B错误；生成1 mol无毒气体N2，碳元素由＋2价升高为＋4价，氮元素由－3价升高为0价，转移10 mol电子，C正确；用双氧水处理后的废水中含有未反应的双氧水、碳酸根离子等，不可直接排放，D错误。]
7．下列反应在一定条件下可以完成的是(　　)
①非金属单质置换出氢气的反应
②弱酸生成强酸的反应
③两种化合物生成单质的反应
④有单质参加的非氧化还原反应
⑤盐和氧化物生成另一种盐和另一种氧化物的反应
A．①②③ B．①②④
C．②③④⑤ D．①②③④⑤
解析：D　[①非金属单质置换出氢气的反应：C＋H2OCO＋H2；②弱酸生成强酸的反应：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4；③两种化合物生成单质的反应：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O；④有单质参加的非氧化还原反应：3O22O3；⑤盐和氧化物生成另一种盐和另一种氧化物的反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，以上反应均可实现，D正确。]
8．黑火药爆炸，发生如下反应：2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑，该反应的还原剂是(　　)
A．KNO3 B．S
C．C D．S、C
解析：C　[还原剂是指反应中所含元素化合价升高、失电子的反应物，KNO3中N元素的化合价降低，作氧化剂，A错误；S元素的化合价降低，作氧化剂，B、D错误；C元素的化合价升高，作还原剂，C正确。]
9．某废水中含有Cr2O，为了处理有毒的Cr2O，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1 mL c1 mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2 mol·L－1KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2O)为(用代数式表示)(　　)
A. mol·L－1
B. mol·L－1
C. mol·L－1
D. mol·L－1
解析：A　[本题有关反应的离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O,5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。利用得失电子守恒列等式：c1 mol·L－1×V1 mL×10－3 L·mL－1＝20 mL×10－3 L·mL－1×6c(Cr2O)＋5c2 mol·L－1×V2 mL×10－3 L·mL－1，解得：c(Cr2O)＝ mol·L－1。]
10．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是(　　)
A．过量MnO2与浓盐酸反应产生1 mol Cl2，转移的电子数为2NA
B．一定条件下，1 mol SO2与足量O2反应生成SO3，转移的电子数为2NA
C．0.1 mol Na2O2与足量潮湿的CO2反应，转移的电子数为0.2NA
D．电解精炼铜时，若阳极质量减少32 g，阴极转移的电子数为NA
解析：A　[生成1 mol Cl2，转移的电子数目为2NA，A项正确；SO2与O2的反应可逆，转移的电子数目小于2NA，B项错误；Na2O2与CO2的反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，0.1 mol Na2O2反应，转移的电子数目为0.1NA，C项错误；电解精炼铜时，阳极铜、铁、锌等金属失电子，所以质量减少32 g，转移电子的数目不一定是NA，D项错误。]
11．铜的冶炼过程大致如下：
①富集，将硫化物矿进行浮选；
②焙烧，主要反应为2CuFeS2＋4O2===Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；
③制粗铜，在1 200 ℃发生的主要反应为2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑；
④电解精炼铜。
下列说法不正确的是(　　)
A．上述灼烧过程的尾气回收后可用来制硫酸
B．上述过程中，由6 mol CuFeS2制取6 mol Cu时共消耗15 mol O2
C．反应2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶6
D．反应2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，只有Cu2O作氧化剂
解析：D　[灼烧过程的尾气为SO2，可用于制硫酸，A项正确；由题给反应知，CuFeS2、O2、Cu的物质的量之比为2∶5∶2，故由6 mol CuFeS2制取6 mol Cu时共消耗15 mol O2，B项正确；氧化产物与还原产物分别为SO2和Cu，物质的量之比为1∶6，C项正确；Cu2S中Cu元素的化合价也降低，也作氧化剂，D项错误。]
12．室温下，发生下列几种反应：
①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2===B2＋2Z－
根据上述反应，判断下列结论错误的是(　　)
A．要除去含有A2＋、Z－和B－混合溶液中的A2＋，而不氧化Z－和B－，应加入Z2
B．还原性强弱顺序为A2＋＞B－＞Z－＞X2＋
C．反应①中X2＋是XO的还原产物，反应③中B2是B－的氧化产物
D．在溶液中可能发生反应：8H＋＋5A2＋＋XO===X2＋＋5A3＋＋4H2O
解析：A　[根据三个反应得出氧化性强弱顺序是XO＞Z2＞B2＞A3＋，还原性强弱顺序为A2＋＞B－＞Z－＞X2＋，要除去含有A2＋、Z－和B－混合溶液中的A2＋，而不氧化Z－和B－，应加入B2，A错误，B正确；反应①中XO为氧化剂，X2＋是XO的还原产物，反应③中B－发生氧化反应生成B2，即B2是B－的氧化产物，C正确；根据氧化性强弱顺序XO＞Z2＞B2＞A3＋，所以XO能氧化A2＋，发生的反应为8H＋＋5A2＋＋XO===X2＋＋5A3＋＋4H2O，D正确。]
13．(2019·福建龙海期中)已知氧化还原反应2Cu(IO3)2＋24KI＋12H2SO4===2CuI↓＋12I2＋12K2SO4＋12H2O。下列说法正确的是(　　)
A．Cu(IO3)2作氧化剂，Cu(IO3)2中的铜元素和碘元素被还原
B．CuI既是氧化产物又是还原产物
C．每生成1 mol CuI，有12 mol KI发生氧化反应
D．每转移1.1 mol 电子，有0.2 mol IO被氧化
解析：A　[Cu(IO3)2中的铜元素和碘元素均得到电子，化合价降低，被还原，作氧化剂，A项正确；CuI中的碘元素为－1价，由KI中的碘元素提供，铜元素为＋1价，由Cu(IO3)2中铜元素被还原得到，故CuI只是还原产物，B项错误；每生成1 mol CuI，有12 mol KI参与反应，但只有11 mol KI发生氧化反应，C项错误；1 mol Cu(IO3)2参加反应共转移电子的物质的量为1 mol＋2×5 mol＝11mol，所以每转移1.1 mol电子，有0.1 mol Cu(IO3)2参加反应，有0.2 mol IO被还原，D项错误。]
14．锌及其化合物在生产生活中应用比较广泛。
(1)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料，也是一种催化剂，能催化烯类有机物氧化脱氢等反应。
①ZnFe2O4中Fe的化合价是________。
②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋2CO2↑＋4CO↑＋6H2O制备ZnFe2O4。该反应中还原产物是________(填化学式)，每生成1 mol ZnFe2O4转移的电子总数是________。
(2)工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：

①酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，为达到这一目的，还可采用的措施是________(任答一条)。写出ZnFe2O4溶于酸的离子方程式________________________
_______________________________________________________________________。
②净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
③净化Ⅱ中Y的主要成分是________(填化学式)。
解析：(1)①ZnFe2O4中Zn是＋2价，O是－2价，则根据化合物中正负化合价代数和为0可知Fe的化合价是＋3价。②反应中Fe元素化合价从＋2价升高到＋3价，碳元素化合价从＋3价部分降低到＋2价，部分升高到＋4价，所以还原产物是CO；根据方程式可知每生成1 mol ZnFe2O4转移的电子的物质的量是4 mol，总数是4NA(或2.408×1024)。(2)将锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质)酸浸，发生反应ZnFe2O4＋8H＋===2Fe3＋＋Zn2＋＋4H2O、ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O、FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，向溶液中加入双氧水，发生反应2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O，调节溶液的pH将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，不能引进新的杂质，可以用ZnO，所以X为ZnO，然后向溶液中加入ZnS，发生反应Cu2＋＋ZnS===Zn2＋＋CuS，然后过滤，所以Y中含有CuS，最后电解得到Zn。①酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，为达到这一目的，还可采用的措施是增大硫酸的浓度或升高温度、搅拌等。ZnFe2O4溶于酸的离子方程式为ZnFe2O4＋8H＋===2Fe3＋＋Zn2＋＋4H2O。②净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2F3＋＋2H2O。③由于ZnS过量，则净化Ⅱ中Y的主要成分是CuS、ZnS。
答案：(1)①＋3　②CO　4NA(或2.408×1024)
(2)①适当增大c(H＋)(或升高温度、搅拌等其他合理答案)
ZnFe2O4＋8H＋===2Fe3＋＋Zn2＋＋4H2O
②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
③CuS、ZnS
15．一种利用电解锰阳极泥(主要成分为MnO2、MnO)制备MnO2的工艺流程如下：

(1)“煅烧氧化”时，1 mol MnO煅烧完全转化为Na2MnO4，失去电子的物质的量为________。MnO2煅烧反应的化学方程式为________________________。
(2)“调pH”是将溶液pH调至约为10，防止pH较低时Na2MnO4自身发生氧化还原反应，生成MnO2和________。写出用pH试纸测定溶液pH的操作：__________________
________________________________________________________________________。
(3)“还原”时有无机含氧酸盐生成，发生反应的化学方程式为_________________
________________________________________________________________________。
(4)测定产品中MnO2质量分数的步骤如下：
步骤1.准确称取m g产品，加入V1 mL(过量)c1 mol·L－1Na2C2O4溶液及适量的稀硫酸，水浴加热煮沸一段时间(已知：Na2C2O4＋2H2SO4＋MnO2===MnSO4＋2CO2↑＋2H2O＋Na2SO4)；
步骤2.然后用c2 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定剩余的Na2C2O4，滴定至终点时消耗KMnO4标准溶液V2 mL(已知：5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4===2MnSO4＋10CO2↑＋K2SO4＋8H2O)。
步骤2达到滴定终点时的判断依据是______________________________________
________________________________________________________________________；
产品中MnO2的质量分数ω(MnO2)＝________(用含c1、c2、V1、V2、m的代数式表示)。
解析：(1)“煅烧氧化”时MnO转化为Na2MnO4，锰由＋2价变成＋6价，1 mol MnO完全煅烧失去电子的物质的量为4 mol。MnO2煅烧反应的化学方程式为2MnO2＋4NaOH＋O22Na2MnO4＋2H2O。
(2)Na2MnO4中Mn的化合价为＋6价，MnO2中Mn的化合价为＋4价，Na2MnO4自身发生氧化还原反应，Mn的化合价既升高又降低，所以能生成MnO2和MnO(或NaMnO4)。用pH试纸测定溶液pH的操作为取一小段pH试纸置于表面皿中(点滴板上)，用玻璃棒蘸取试液滴在pH试纸上，立刻与标准比色卡对照读出pH。
(3)由流程图信息，“还原”指甲醛将Na2MnO4还原为MnO2，反应的化学方程式为2Na2MnO4＋HCHO===2MnO2↓＋Na2CO3＋2NaOH。
(4)用KMnO4标准溶液滴定剩余的Na2C2O4，滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈浅红色且30 s内不褪色即达到滴定终点。由关系式5H2C2O4～2KMnO4得，剩余Na2C2O4的物质的量为(2.5c2V2×10－3)mol，则与MnO2反应的Na2C2O4的物质的量为(c1V1×10－3－2.5c2V2×10－3)mol，再根据关系式Na2C2O4～MnO2得，产品中MnO2的质量分数ω(MnO2)＝×100%＝×100%。
答案：(1)4 mol　2MnO2＋4NaOH＋O22Na2MnO4＋2H2O
(2)MnO(或NaMnO4)　取一小段pH试纸置于表面皿中(或点滴板上)，用玻璃棒蘸取试液滴在pH试纸上，立刻与标准比色卡对照读出pH
(3)2Na2MnO4＋HCHO===2MnO2↓＋Na2CO3＋2NaOH
(4)滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈浅红色且30 s内不褪色　×100%



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