一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.下列实验中,颜色的变化与氧化还原反应有关的是 ( )
A.往紫色石蕊试液中加入盐酸,溶液变红
B.饱和FeCl3溶液在沸水中变成红褐色胶体
C.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,生成的沉淀由白色变成灰绿色,最后变成红褐色
D.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色
2.氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2+SO2+2H2O====H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是 ( )
A.2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
B.4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
C.2F2+2H2O====4HF+O2
D.Cl2+H2O====HCl+HClO
3.(2013·南京模拟)下列有关物质性质和该性质的应用,均正确的是 ( )
A.二氧化锰具有强氧化性,可用作H2O2分解的氧化剂
B.K2FeO4具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.Fe3+具有氧化性,可溶解印刷线路板上的金属铜
D.二氧化硫和氯水均具有漂白性,可将两者混合使用增强漂白效果
4.制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3+2HCN====CaCN2+CO↑+H2↑+CO2↑,在反应中 ( )
A.氢元素被氧化,碳元素被还原
B.HCN是氧化剂,CaCO3是还原剂
C.CaCN2是氧化产物,H2为还原产物
D.CO为氧化产物,H2为还原产物
5.(2013·浙江重点中学模拟)一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为NH4NO3——HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为 ( )
A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶5
6.等物质的量的下列化合物与足量浓盐酸反应(均未配平),得到氯气物质的量最多的是 ( )
已知:Mn+H++Cl-Mn2++Cl2↑+H2O;
Cl+H++Cl-Cl2↑+H2O;
ClO-+H++Cl-Cl2↑+H2O。
A.KClO3 B.KMnO4
C.MnO2 D.Ca(ClO)2
7.(2014·北海模拟)一定质量的某铁的氧化物FexOy,与足量4 mol·L-1稀硝酸溶液充分反应,消耗硝酸700 mL,放出2.24 L NO气体(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为 ( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.Fe8O10
8.在下列变化中,需要加入合适的氧化剂才能实现的是 ( )
A.HCl→H2 B.CO2→CO
C.Fe2O3→Fe D.Br-→Br2
9.(2014·哈尔滨模拟)氰化物有剧毒,在碱性条件下可用如下方法进行处理:
2CN-+8OH-+5Cl2====2CO2+N2+10Cl-+4H2O。下列判断错误的是 ( )
A.上述反应中的氧化剂是Cl2
B.还原性:CN->Cl-
C.当有0.2 mol CO2生成时,溶液中阴离子的物质的量增加1 mol
D.经测定NaCN的水溶液呈碱性,说明CN-促进了水的电离
10.(能力挑战题)向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。已知:2Fe2++Br2====2Fe3++2Br-、2Fe3++2I-====2Fe2++I2,则下列有关说法中不正确的是 ( )
A.还原性:I->Fe2+>Br-
B.线段AB表示Fe2+被氯气氧化
C.线段BC表示生成4 mol Fe3+
D.原溶液中n(Br-)=6 mol
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
11.(12分)高锰酸钾在不同的条件下发生的反应如下:
Mn+5e-+8H+====Mn2++4H2O ①
Mn+3e-+2H2O====MnO2↓+4OH- ②
Mn+e-====Mn(溶液绿色) ③
(1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的______
(2)将SO2通入高锰酸钾溶液中,发生还原反应的离子反应过程为
(3)将PbO2投入到酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列说法正确的是
a.氧化性:PbO2>KMnO4
b.还原性:PbO2>KMnO4
c.该反应可以用盐酸酸化
(4)将高锰酸钾逐滴加入到硫化钾溶液中发生如下反应,其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式:
① ====
②若生成6.4 g单质硫,反应过程中转移电子的物质的量为
12.(12分)(2014·湖南师大附中模拟)(1)某反应体系的物质有MnSO4、KMnO4、H2O、H2SO4、CO2、K2C2O4、K2SO4。
①请将除H2O外的反应物与生成物分别填入以下方框内(不需要配平)。
②写出上述反应的离子方程式:
(2)称取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25 mol·L-1NaOH溶液至20 mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+的物质的量为
②第二份溶液中滴加0.10 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液至16 mL时反应完全,此时溶液颜色由
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为
13.(16分)(能力挑战题)医学上常用酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液的反应来测定血钙的含量。回答下列问题:
+
中填上所需的微粒。
(2)该反应中的还原剂是
(3)反应转移了0.4 mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为
(4)测定血钙的含量的方法:取2 mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量(NH4)2C2O4溶液,反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后,再用KMnO4溶液滴定。
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式是
②溶解沉淀时 _____________
③若消耗了1.0×10-4mol·L-1的KMnO4溶液20.00 mL,则100 mL该血液中含钙
答案解析
1.【解析】选C。向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,首先得到白色沉淀Fe(OH)2,Fe(OH)2迅速与空气中的O2发生氧化还原反应得到红褐色的Fe(OH)3;A、B、D项均不是氧化还原反应。
2【解析】选C。A、B、D三个反应中水既非氧化剂又非还原剂,与Br2+SO2+2H2O====H2SO4+2HBr相同,C项中水作还原剂,故选C。
3.【解析】选C。二氧化锰对H2O2分解具有催化性,选项A错误;选项B中K2FeO4具有强氧化性,选项B错误;二氧化硫和氯水发生反应:
SO2+Cl2+2H2O====H2SO4+2HCl,其产物不再具有漂白性,D错误。
4.【解题指南】解答本题的关键点是:
(1)准确判断各物质中元素的化合价。
(2)HCN和CaCN2中碳元素化合价的变化。
【解析】选C。从反应物CaCO3到生成物CO2,碳的化合价均为+4价,没有改变,再从生成物H2分析发现氢的化合价降低,显然HCN中H得电子,HCN是氧化剂,而CaCO3中的各元素化合价均无变化,则还原剂也必是HCN,其中的碳元素一定被氧化,在HCN中碳为+2价,CO中的碳也为+2价,则CaCN2中的碳为+4价,故CaCN2为氧化产物。
【加固训练】(2014·安阳模拟)如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应,其中属于氧化还原反应,但水既不作氧化剂也不作还原剂的是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解析】选C。水中氢元素处于最高价,具有氧化性,氧元素处于最低价,具有还原性,水作还原剂的反应是-2价的氧元素被氧化成O2的反应。水作氧化剂的反应是+1价的氢元素被还原成H2的反应,水既不作氧化剂也不作还原剂的反应是既没有O2产生又没有H2产生的反应。各个反应的方程式及水的作用分析如下:
甲:SO3+H2O====H2SO4,非氧化还原反应;
乙:2F2+2H2O====4HF+O2,水是还原剂;
丙:3NO2+H2O====2HNO3+NO,水既不是氧化剂又不是还原剂;
丁:2Na+2H2O====2NaOH+H2↑,水是氧化剂。
5.【解析】选A。根据化合价变化可知:N2既是氧化产物又是还原产物,则NH4NO3中N氮原子化合价升高,N氮原子化合价降低,即→化合价升高3(被氧化),→化合价降低5(被还原)。由化合价升降总数相等,可求出被氧化与被还原的氮原子数之比为5∶3。
【误区警示】解答本题时不需配平方程式,直接运用电子守恒计算即可。部分学生先配平,再计算而导致解题繁琐而出错。
6.【解析】选A。根据得失电子守恒可知,选项中物质的量相等的四种物质得电子,而Cl-失电子,等物质的量的物质得到的电子越多,生成的氯气越多,A、B选项中,1 mol物质均得到5 mol电子,但是A选项中氯酸钾中的氯元素也转化成了氯气,所以A正确。
7.【解题指南】解答本题的关键应理解HNO3起到氧化性和酸性两个作用,根据NO求出作为氧化剂的HNO3,继而求出起酸性作用的硝酸。
【解析】选C。试题分析:消耗的硝酸为4 mol·L-1×0.7 L=2.8 mol,生成2.24 L NO,说明作为氧化剂反应的HNO3为0.1 mol,则起酸性作用的HNO3为2.8 mol-
0.1 mol=2.7 mol,因为HNO3具有强氧化性,一定生成Fe(NO3)3,铁元素共2.7 mol÷3=0.9 mol,根据氧化还原反应得失电子数相等,作为氧化剂的HNO3为0.1 mol,被氧化的+2价铁为0.3 mol,则+3价铁为0.6 mol,化学式为Fe3O4。
8.【解析】选D。A项,HCl→H2氢元素化合价降低,需要加入还原剂,如活泼金属单质等;B项,CO2→CO,碳元素化合价降低,需要加入还原剂,如碳单质等;C项,Fe2O3→Fe,铁元素化合价降低,需要加入还原剂,如碳单质等;D项,Br-→Br2,溴元素化合价升高,需要加入氧化剂,如Cl2等。
【方法技巧】判断一个变化过程需要加氧化剂还是还原剂的方法
氧化剂在反应中得到电子,氧化剂中元素化合价降低,则一定会有元素化合价升高的过程,故一个变化如果是化合价升高的过程,一般需要加入氧化剂,反之则需要加入还原剂,但应要注意,化合价变化时不一定加入氧化剂或还原剂,因为有些物质可以发生歧化反应,如Cl2+H2O====HCl+HClO,反应中H2O既非氧化剂又非还原剂,即发生Cl2→HCl、Cl2→HClO的变化时,既不需要加入氧化剂,又不需要加入还原剂。
9.【解析】选C。根据反应方程式知,反应前后阴离子的个数不变,所以当有
0.2 mol CO2生成时,溶液中阴离子的物质的量不变,故错误。
10.【解题指南】解答本题要注意以下两点:
(1)还原性:还原剂>还原产物。
(2)同一氧化剂与多种还原剂作用时,还原性强的还原剂先被氧化。
【解析】选B。根据还原性:还原剂>还原产物,由化学方程式可知A正确;通入Cl2后,被氧化的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,由图像可知线段AB、BC、DE分别表示消耗I-、生成Fe3+、消耗Br-,只有B错误。
【方法技巧】判断物质氧化性、还原性强弱的方法
(1)根据已知反应的化学方程式比较物质的氧化性、还原性时,首先应依据化合价判断出氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物,然后依据规律进行判断。
(2)不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小判断氧化性或还原性的强弱。
(3)同一氧化剂同时与同浓度的若干种还原剂反应,往往是还原性强的先被氧化。例如:向FeBr2溶液中滴入少量氯水,Fe2+先被氧化。而向FeI2溶液中滴入少量氯水,I-先被氧化。
11.【解析】(1)上述①②③的反应分别是酸性、碱性和中性时的半反应,说明酸碱性对被还原的产物的影响。
(2)通入SO2属于酸性条件下的反应。
(3)PbO2氧化Mn2+,产物是Pb2+和Mn,说明氧化性PbO2>KMnO4,由于氧化性KMnO4>Cl2,故不能用盐酸酸化。
(4)①配平后的方程式是28KMnO4+5K2S+24KOH====28K2MnO4+3K2SO4+2S↓+12H2O。②n(S)=0.2 mol,n(KMnO4)=2.8 mol,转移n(e-)=2.8 mol。
答案:(1)酸碱性 (2)Mn Mn2+ (3)a
(4)①28 5 24KOH 28 3 2 12H2O
②2.8 mol
【方法技巧】解答氧化还原反应综合题的“2231”
(1)理清两条主线:还原剂(化合价升高)→失去电子→发生氧化反应→得到氧化产物;氧化剂(化合价降低)→得到电子→发生还原反应→得到还原产物。
(2)抓住两个相等:氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等;氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等。
(3)理解三个同时:氧化剂与还原剂同时存在;氧化反应与还原反应同时发生;氧化产物与还原产物同时生成。
(4)做好一个标注:标好电子转移的方向和数目。
12.【解析】(1)H2O是生成物,则H2SO4为反应物,高锰酸钾在酸性条件下具有强氧化性,作氧化剂,还原产物是MnSO4,根据碳元素的化合价可知K2C2O4是还原剂,CO2是氧化产物,综合上述分析可写出方程式,根据化合价升降总数相等、电荷守恒即可配平离子方程式。
(2)①n(H+)=n(OH-),易求20 mL 0.25 mol·L-1NaOH溶液中n(OH-),即被中和的H+的物质的量也求出。
②根据5C2～2Mn,n(Mn)=(16×10-3)L×0.10 mol·L-1=1.6×10-3mol,则H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物质的量和为5/2×1.6×10-3mol=0.004 mol,由①知H2C2O4·2H2O和KHC2O4中的H+物质的量总和为0.005 mol,综上所述列方程组即可求出H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物质的量分别为0.001 mol和0.003 mol。
③由②可进一步求出H2C2O4·2H2O和KHC2O4的质量分数。
答案:(1)①
②5C2+2Mn+16H+====10CO2↑+2Mn2++8H2O
(2)①0.005 ②无色 紫红色 0.004
③21% 64%
13.【解析】(1)根据化合价升降总数相等,结合电荷守恒和元素守恒可配平该离子反应:
6H++2Mn+5H2C2O4====10CO2↑+2Mn2++8H2O。
(2)反应中Mn为氧化剂,H2C2O4为还原剂。
(3)根据反应中锰元素化合价变化,每有1 mol Mn参加反应,则转移电子5 mol,因此反应转移0.4 mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为0.08 mol。
(4)CaC2O4不能用盐酸溶解,因为在酸性条件下,盐酸也可被KMnO4氧化,导致无法测定溶液中的H2C2O4。
根据题意,可得
5Ca2+→5CaC2O4→5H2C2O4→2Mn
5 mol 2 mol
n(Ca2+) 1.0×10-4mol·L-1×20×10-3L
则n(Ca2+)=5.0×10-6mol。
100 mL该血液中含钙质量5.0×10-6mol×
40 g·mol-1×=0.01 g。
答案:(1)6 2 5 10 2 8 H2O
(2)H2C2O4 (3)0.08
(4)①CaC2O4+H2SO4====CaSO4+H2C2O4
②不能 KMnO4会氧化Cl- ③0.01
