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第四单元 氧化还原反应
测试时间:90分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个选项符合要求)
1.[2016·广东七校联考]我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应,其中有:①“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”;②“以曾青涂铁,铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是( )
A.①中描述的化学反应是可逆反应
B.“曾青”是含有Cu2+的溶液,如硫酸铜溶液
C.“积变又还成丹砂”中的“还”可理解为“被还原”
D.水银能跟曾青发生置换反应生成单质铜
答案 B
解析 ①中描述的化学反应为HgSHg+S、Hg+S===HgS,两个反应的反应条件不同,不是可逆反应,A项错误;“铁赤色如铜”,说明铁置换出铜,故“曾青”应为可溶性铜盐的水溶液,B项正确;“积变又还成丹砂”,发生的反应是Hg+S===HgS,Hg发生了氧化反应,“还”是指恢复原来的状态,C项错误;Hg的活动性比Cu弱,因此水银不能与曾青发生置换反应生成单质铜,D项错误。
2.[2016·新余一中月考]我国明代《天工开物》中所述银朱制备:用水银一斤和过量的硫(石亭脂)二斤进行反应,“得朱十四两、次朱三两五钱”。下列判断正确的是( )
A.朱在空气中不能燃烧 B.朱为HgS
C.水银属于非金属元素 D.朱为无毒物质
答案 B
解析 根据题目信息,Hg与S反应生成的朱为HgS,HgS在空气中可燃烧生成HgO和SO2
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,所以A项错误,B项正确;水银为Hg,Hg为金属元素,C项错误;HgS属于重金属盐,有毒,D项错误。
3.[2016·合肥调研]亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为:Li2NH+H2LiNH2+LiH,下列有关说法正确的是( )
A.Li2NH中N的化合价是-1
B.LiH的电子式为Li+H-
C.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
D.LiNH2是还原产物,LiH是氧化产物
答案 C
解析 Li2NH中Li的化合价为+1,H的化合价为+1,故N的化合价为-3,A项错误;LiH为离子化合物,其电子式为Li+[H]-,B项错误;LiNH2中H的化合价为+1,LiH中H的化合价为-1,故该反应中H2既是氧化剂又是还原剂,C项正确;LiNH2是氧化产物,LiH是还原产物,D项错误。
4.[2016·大连二十四中月考]有下列三个反应:①3Cl2+2FeI2===2FeCl3+2I2;②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;③Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O。下列说法正确的是( )
A.反应①②③中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2
B.氧化性强弱顺序为Cl2>Fe3+>Co2O3
C.可推理得到反应Cl2+FeBr2===FeCl2+Br2
D.在反应③中当1 mol Co2O3参加反应时,2 mol HCl被氧化
答案 D
解析 反应①②③的还原剂分别为Fe2+与I-、Fe2+、Cl-,氧化产物分别为Fe3+与I2、Fe3+、Cl2,A项错误;根据化学方程式可以判断各物质的氧化性强弱,由反应①可知Cl2>Fe3+,由反应②可知Br2>Fe3+,由反应③可知Co2O3>Cl2,综上可知氧化性强弱顺序为Co2O3>Cl2>Fe3+,B项错误;由于还原性Fe2+>Br-,通入Cl2后,优先氧化Fe2+,C项错误;反应③中当1 mol Co2O3参加反应时,6
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mol HCl中只有2 mol HCl被氧化,D项正确。
5.[2016·江西九江一中测试]某学生做如下实验:第一步,在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失。下列对实验原理的解释和所得结论错误的是( )
A.蓝色逐渐消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性
B.第一步反应的离子方程式为ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2O
C.淀粉KI溶液变蓝是因为I-被氧化为I2,I2使淀粉变蓝色
D.微粒的氧化性由强到弱的顺序是ClO->I2>SO
答案 A
解析 第一步反应的离子方程式为ClO-+2I-+2H+===I2+Cl-+H2O,第二步反应的离子方程式为I2+SO+H2O===2I-+SO+2H+,蓝色逐渐消失的原因是Na2SO3溶液具有还原性,而不是漂白性,A项错误,B、C项正确;根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由第一步反应可知氧化性:ClO->I2,由第二步反应可知氧化性:I2>SO,故氧化性:ClO->I2>SO,D项正确。
6.[2016·唐山一中质检]已知下列实验事实:①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到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。下列判断不正确的是( )
A.化合物KCrO2中Cr元素为+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
答案 C
解析 KCrO2和Cr2(SO4)3中Cr元素均为+3价,A项正确;由①知Cr2O3既能溶于强酸,又能溶于强碱,且均生成盐和水,故Cr2O3
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为两性氧化物,B项正确;由②可知H2O2将KCrO2氧化为K2Cr2O7,说明H2O2具有氧化性,C项错误;由③中溶液变蓝知,生成了碘单质,则反应中Cr2O是氧化剂,I2是氧化产物,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性知,氧化性:Cr2O>I2,故D项正确。
7.[2016·山西四校联考]白磷有剧毒,白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应:
①P4+10CuSO4+16H2O===10Cu+4H3PO4+10H2SO4
②11P4+60CuSO4+96H2O===20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
下列有关说法中错误的是( )
A.在上述两个反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂
B.在上述两个反应中,氧化产物都是H3PO4
C.在反应②中,当有5 mol CuSO4发生反应时,共转移10 mol 电子
D.在上述两个反应中,氧化剂都只有硫酸铜
答案 D
解析 两个反应中,反应物水中H、O元素的化合价均没有变化,故水既不是氧化剂也不是还原剂,A项正确;两个反应中,H3PO4中的磷元素均来自单质磷,且两个反应中化合价升高的元素均只有磷元素,故B项正确;反应②中部分磷元素的化合价升高,部分磷元素的化合价降低,铜元素的化合价降低,故氧化剂不只有硫酸铜,反应②中当有60 mol CuSO4参加反应时,转移120 mol电子,C项正确,D项错误。
8.[2016·河南八校质检]多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2、CaC2等有相似之处。Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值是( )
A.5 B.4
C.3 D.2
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答案 A
解析 Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,S的化合价由-升高到+6,而NaClO被还原为NaCl,Cl的化合价由+1降低到-1,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,根据得失电子守恒,有:x×=16×[1-(-1)],解得:x=5,A项正确。
9.[2016·张家口一中质检]24 mL物质的量浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL物质的量浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则铬元素在还原产物中的化合价为( )
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
答案 B
解析 Na2SO3是还原剂,其中硫元素的化合价从+4升高到+6,K2Cr2O7是氧化剂,设铬元素在还原产物中的化合价为+n,则铬元素的化合价从+6降低至+n,根据氧化还原反应中得失电子守恒,有0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。
10.[2016·福州质检]一定条件下,碘单质与砹单质以等物质的量进行反应,可得AtI。它与Zn、NH3都能发生反应,化学方程式分别如下:2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2,AtI+2NH3(l)===NH4I+NH2At。则下列叙述正确的是( )
A.ZnI2既是氧化产物,又是还原产物
B.ZnAt2既是氧化产物,又是还原产物
C.AtI与液氨反应,AtI既是氧化剂,又是还原剂
D.AtI与液氨反应,是自身氧化还原反应
答案 B
解析 首先找变价,在反应2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2
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中,碘元素的化合价是不变的,锌的化合价升高,At元素的化合价降低,所以ZnI2是氧化产物,而不是还原产物,ZnAt2既是氧化产物,又是还原产物,所以A项错误,B项正确;在反应AtI+2NH3(l)===NH4I+NH2At中元素的化合价都没有发生变化,所以选项C、D都是错误的。
11.[2016·黄冈三模]在处理废水时某反应体系中有6种粒子:N2、HCO、ClO-、CNO-、H2O、Cl-,在反应过程中部分离子浓度与反应进程关系如图所示。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.在上述反应体系中,CNO-是氧化剂
B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶3
C.在标准状况下,产生4.48 L N2时转移0.8 mol电子
D.上述反应中,只有两种元素化合价发生了变化
答案 D
解析 依题意,ClO-是反应物,HCO是产物。所以,离子反应为2CNO-+3ClO-+H2O===N2↑+3Cl-+2HCO。在该反应中,CNO-是还原剂,A项错误;还原产物是Cl-,氧化产物是N2,B项错误;CNO-中氮元素为-3价,碳元素为+4价,在反应过程中碳元素、氧元素化合价没有变化,生成1 mol N2转移6 mol电子。n(N2)==0.2 mol,故生成0.2 mol N2时转移1.2 mol电子,C项错误;上述反应中,氯元素、氮元素两种元素化合价发生变化,D项正确。
12.[2016·长春调研]用硫酸酸化的三氧化铬(CrO3
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)遇酒精后,其颜色由红色变为绿色,用这种现象可检测司机是否酒后驾车。反应的化学方程式如下:2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O,此反应中的氧化剂是( )
A.H2SO4 B.CrO3
C.Cr2(SO4)3 D.C2H5OH
答案 B
解析 根据化学方程式可知,反应物CrO3中的Cr为+6价,生成物Cr2(SO4)3中的Cr为+3价,Cr的价态降低,因此反应物CrO3是氧化剂,所以B项正确。
13.[2016·北京怀柔质检]常温下,某反应体系中存在六种粒子:ClO、SO、ClO、S2O、H+、H2O。在反应过程中,溶液的pH与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.ClO是氧化剂
B.SO是氧化产物
C.氧化性:S2O>ClO
D.生成1 mol还原产物时转移2 mol电子
答案 C
解析 根据图象知,在反应过程中溶液酸性增强,说明生成了H+。S2O有强氧化性。根据氧化还原反应原理,S2O和ClO、H2O是反应物,故离子方程式为S2O+ClO+H2O===2SO+ClO+2H+,ClO是氧化产物,A项错误;SO是还原产物,B项错误;根据反应式知,氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性,故氧化性S2O>ClO
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,C项正确;上述反应中,SO是还原产物,每生成2 mol SO转移2 mol电子,D项错误。
14.[2016·衡中月考]CsICl2常用于化学上的分子筛技术,CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断正确的是( )
A.CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显-1价
B.向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体
C.CsICl2溶液不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液,均无明显颜色变化
答案 B
解析 CsICl2中碘为+1价,氯为-1价,可以看成CsCl·ICl,CaOCl2可以看成Ca(ClO)Cl,ClO-中Cl显+1价,A项错误;向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸,反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,B项正确;CsICl2溶液与酸性高锰酸钾溶液可发生反应2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,溶液褪色,C项错误;向CaOCl2溶液中滴加硫酸亚铁溶液,ClO-与Fe2+发生氧化还原反应,产生红褐色沉淀,D项错误。
15.[2016·河北调研]水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2O+O2+aOH-===Y+S4O+2H2O,下列有关说法不正确的是 ( )
A.a=4
B.Y的化学式为Fe2O3
C.S2O是还原剂
D.每32 g O2参加反应,转移电子的物质的量为4 mol
答案 B
解析 由2S2O―→S4O,失去2 mol电子,O2―→2O2-,得到4 mol电子,说明只有2Fe2+―→2Fe3+,失去2 mol电子,再由原子守恒知,Y为四氧化三铁,B项错误。
16.[2016·兰州联考]实验室可用以下反应制得氯气:KClO3
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+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O。反应中有1 mol电子转移时制得氯气44 g,则反应物可能的组合是( )
A.K35ClO3+6H35Cl B.K35ClO3+6H37Cl
C.K37ClO3+6H35Cl D.K37ClO3+6H37Cl
答案 B
解析 由题意可知,该反应中若有5 mol电子转移,则生成3 mol氯气,其中5 mol氯原子来自HCl,1 mol氯原子来自KClO3,因此,当反应中有1 mol电子转移时,生成0.6 mol氯气,又知其质量为44 g,故氯气的相对分子质量为73.3,氯元素的平均相对原子质量为36.7。由于36.7更接近于37,所以生成的氯气分子中37Cl的含量更多一些,即37Cl应存在于HCl中,故B项正确。
17.[2016·大连一模]根据表中信息,判断下列叙述中正确的是( )
序号
氧化剂
还原剂
其他反应物
氧化产物
还原产物
①
Cl2
FeBr2
—
Fe3+、Br2
②
KClO3
浓盐酸
—
Cl2
③
KMnO4
H2O2
H2SO4
O2
Mn2+
A.由表中①组的信息可知通入Cl2的量不同,氧化产物可能不同
B.反应①中,当只有少量Cl2时,反应可表示为Cl2+Fe2+===Fe3++2Cl-
C.表中②组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e-
D.表中③组反应的离子方程式为2MnO+3H2O2+6H+===2Mn2++4O2↑+6H2O
答案 A
解析 Cl2与FeBr2反应,Cl2少量时,只氧化Fe2+;足量时,可氧化Fe2+和Br- ,A项正确。
18.[2016·淮北一模]已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI,自身发生如下变化:H2O2―→H2O、IO―→I2、MnO―→Mn2+
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、HNO2―→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.H2O2 B.IO
C.MnO D.HNO2
答案 B
解析 KI被氧化得到I2,1 mol KI在反应中失去1 mol电子,再据题中所给信息:H2O2―→H2O 1 mol H2O2得2 mol e-,IO―→I2 1mol IO得5 mol e-,MnO―→Mn2+ 1 mol MnO可得5 mol e-,HNO2―→NO 1 mol HNO2得1 mol e-。虽然B、C项中的1 mol IO、MnO均可得5 mol e-,但B中生成物I2可来自IO和I-,故得I2最多者应是IO与I-的反应。
19.[2016·江西四校联考]根据表中信息判断,下列选项不正确的是( )
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4…
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnO…
Cl2、Mn2+…
A.第①组反应的其余产物为H2O和O2
B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶1
C.第③组反应中生成1 mol Cl2,转移2 mol电子
D.氧化性由强到弱的顺序为MnO>Cl2>Br2>Fe3+
答案 B
解析 根据元素守恒及氧化还原反应中得失电子守恒可配平①的反应:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑,A项正确;第②组中反应的化学方程式为3Cl2+6FeBr2===2FeCl3+4FeBr3,B项错误;第③组中反应的化学方程式为2MnO+10Cl-+16H+===5Cl2↑+2Mn2++8H2O,由氧化还原反应中得失电子守恒可知,生成1 mol Cl2,转移2
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mol电子,C项正确;由反应③可知氧化性:MnO>Cl2,由反应②可知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+ ,D项正确。
20.[2016·上海松江二模]高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的反应的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-―→FeO+Cl-+H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是 ( )
A.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于FeO
B.高铁酸钾中铁显+6价
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.用K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
答案 A
解析 反应中Fe(OH)3作还原剂,ClO-作氧化剂,配平后的离子方程式为2 (OH)3+3O-+4OH-===2O+3-+5H2O,B、C正确;FeO作氧化剂时其还原产物为Fe3+,Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,具有吸附性,可作净水剂,D正确。
21.[2016·石景山模拟]某离子反应中共有Mn2+、NH、H+、MnO、N2、H2O六种微粒。随着反应的进行溶液颜色逐渐变浅。下列判断正确的是( )
A.还原性:Mn2+>NH
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比是6∶5
C.转移0.45 mol电子会有1.68 L(标准状况)气体产生
D.随着反应的进行,溶液的pH逐渐减小
答案 C
解析 随着反应的进行溶液颜色逐渐变浅,说明MnO是反应物,Mn2+是生成物,即MnO是氧化剂,Mn2+是还原产物,则NH是还原剂,N2是氧化产物,反应方程式为:6MnO+10NH+8H+===6Mn2++5N2↑+24H2O。A项,根据氧化还原反应原理,还原性:NH
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eq \o\al(+,4)>Mn2+,A项错误;B项,由反应的离子方程式可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比是5∶6,B项错误;C项,由离子方程式可知,转移30 mol电子会有5 mol N2生成,转移0.45 mol电子会有0.075 mol N2生成,在标准状况下的体积=0.075 mol×22.4 L·mol-1=1.68 L,C项正确;D项,该反应中消耗H+,随着反应的进行,溶液的酸性减弱,溶液的pH逐渐增大,D项错误。
22.[2016·沈阳质检]某矿石灼烧时发生反应:FeO·Cr2O3+NaOH+KClO3―→Na2CrO4+Fe2O3+H2O+KCl(未配平),下列叙述正确的是( )
A.该反应中被氧化的元素是Cr
B.配平后Na2CrO4的系数是6
C.该反应的还原产物是KCl
D.生成1 mol Fe2O3转移电子12 mol
答案 C
解析 反应中Fe2+→Fe3+,+3价的Cr转化为+6价Cr,KClO3→KCl,1个Cl得6个电子,反应方程式为6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3===12Na2CrO4+3Fe2O3+12H2O+7KCl。被氧化的元素是Fe、Cr,A项错误;配平后Na2CrO4的系数是12,B项错误;该反应的还原产物是KCl,C项正确;生成1 mol Fe2O3转移电子14 mol,D项错误。
23.[2016·南开附中月考]对于反应8Fe+22HNO3(浓)===Fe8O11+22NO2↑+11H2O,下列有关说法正确的是( )
A.在该反应中HNO3表现氧化性和酸性
B.还原性:NO2>Fe
C.Fe8O11中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=3∶1
D.22.4 g Fe完全钝化时,转移1.1 mol电子
答案 D
解析 根据题给反应方程式知,HNO3全部生成NO2和H2O,HNO3
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只作氧化剂,只表现氧化性,A项错误;题给反应中,Fe是还原剂,NO2是还原产物,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知,还原性:Fe>NO2,B项错误;设1 mol Fe8O11中n(Fe2+) =a,n(Fe3+)=b,根据电荷守恒,2a+3b=22 mol;由原子守恒知,a+b=8 mol,解得:a=2 mol,b=6 mol。所以,Fe8O11中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶3,C项错误;n(Fe)==0.4 mol,由反应式知,8 mol Fe完全反应转移22 mol电子,则0.4 mol Fe完全反应,转移1.1 mol电子,D项正确。
24.[2016·陕西模拟]已知KOCN中碳为+4价,在反应KOCN+KOH+Cl2―→CO2+N2+KCl+H2O(未配平)中,如果有6 mol Cl2完全反应,则被氧化的KOCN的物质的量是( )
A.2 mol B.3 mol
C.4 mol D.6 mol
答案 C
解析 分析题给反应可知:氯气作氧化剂,每个氯原子化合价降低1价,6 mol Cl2完全反应,共得到12 mol电子;KOCN中每个氮原子的化合价升高3价,要失去12 mol电子,需要4 mol KOCN,所以C项正确。
25.[2016·北京海淀期末] 羟胺(NH2OH)是一种还原剂,能将某些氧化剂还原,现用25.00 mL 0.049 mol/L羟胺的酸性溶液与足量硫酸铁溶液反应(Fe3+转变为Fe2+),生成的Fe2+恰好与24.50 mL 0.020 mol/L KMnO4酸性溶液完全作用:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O+2MnSO4,则上述反应中羟胺的氧化产物为( )
A.N2 B.N2O
C.NO D.NO2
答案 B
解析 由题意可分析出羟胺所失去的电子最后全部被KMnO4得到,二价铁只是一个中间产物,在计算过程中不必考虑。设1 mol羟胺失去x mol电子,则0.025 L×0.049 mol/L×x=0.0245 L×0.020
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mol/L×5,x=2(注:1 mol KMnO4得5 mol电子)。羟胺中氮元素的化合价为-1,所以,羟胺的氧化产物中氮元素的化合价为+1价,氧化产物为N2O,B项正确。
第Ⅱ卷(非选择题,共50分)
二、非选择题(本大题共4小题,共50分)
26.[2016·盐城调研](14分)据报道,里约奥运会的跳水池先是使用了氯系消毒剂给池水消毒,后来又往池水中加入了双氧水,结果池水变成碧绿色。
回答下列问题:
(1)氯气是常用的消毒剂,消毒过程中实际起作用的是次氯酸。向氯水中加入下列物质,可以提高次氯酸浓度的是________(填代号)。
A.Na2SO3 B.CaCO3
C.NaOH D.NaCl
(2)NaClO是常用的消毒剂和漂白剂。向0.1 mol·L-1次氯酸钠溶液中滴加酚酞溶液,观察到溶液先变红色,后褪色。用离子方程式表示“变红色”的原因:____________________;为了探究“褪色”原因,取少量褪色溶液于试管中,再滴加酚酞溶液,溶液又变红色,由此推知“褪色”的原因是______________________。
(3)家用“84”消毒液(主要成分是NaClO)可由电解饱和食盐水制得,阴极的电极反应式为______________;电解饱和食盐水制次氯酸钠的总反应方程式为______________________。
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(4)研究已查明:里约游泳池变绿色的原因是双氧水与氯系消毒剂发生反应,失去了消毒能力,导致池中蓝藻大量繁殖。若氯系消毒剂起作用的有效成分用次氯酸表示,写出它与双氧水反应的离子方程式________________________。
(5)漂粉精常用于消毒,也用于处理废气中的有毒气体。例如,漂粉精溶液可以吸收SO2、H2S、PH3等气体。漂粉精遇水蒸气后,其氧化效率更高,其主要原因是______________________。
答案 (1)B(2分)
(2)ClO-+H2OHClO+OH-(2分) 酚酞被氧化(2分)
(3)2H2O+2e-===2OH-+H2↑(2分) NaCl+H2ONaClO+H2↑(2分)
(4)HClO+H2O2===H++Cl-+H2O+O2↑(2分)
(5)次氯酸钙遇水蒸气生成次氯酸,次氯酸的氧化性比次氯酸钙强(2分)
解析 (1)Cl2+H2OHClO+HCl,亚硫酸钠能与次氯酸发生氧化还原反应,降低了次氯酸的浓度,A项错误;碳酸钙与盐酸反应,促进平衡正向移动,碳酸钙与次氯酸不反应,B项正确;氢氧化钠将次氯酸转化成次氯酸钠,C项错误;加入氯化钠后,溶液中氯离子浓度增大,促使平衡逆向移动,D项错误。
(2)次氯酸钠是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性。加入酚酞溶液,溶液先变红色后褪色,再向褪色的溶液中滴加酚酞溶液,溶液又变红色,说明原无色溶液中酚酞被破坏(被氧化)。
(3)电解氯化钠溶液,在阴极上发生还原反应,放出氢气:2H2O+2e-===2OH-+H2↑,化学反应分两步进行:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,总反应方程式为NaCl+H2ONaClO+H2↑。
(4)依题意,次氯酸氧化双氧水生成盐酸和氧气,双氧水作还原剂。
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(5)次氯酸钙遇水蒸气生成次氯酸,次氯酸的氧化性比次氯酸钙强。
27.[2016·天津河西期末](10分)氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途,贯穿古今。
(1)下列生产、生活中的事例中没有发生氧化还原反应的是________。
(2)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用下图表达。
试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:
__________________________________________________________,
其中水为________剂。
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(3)氯化铵常用作焊接。如在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接,其反应为____CuO+____NH4Cl____Cu+____CuCl2+____N2↑+____H2O。
①配平此氧化还原反应方程式。
②该反应中,被氧化的元素是________(填元素名称),氧化剂是________(填化学式)。
③反应中若产生0.2 mol的气体,则有________mol的电子转移。
答案 (1)C(1分)
(2)C+H2OCO+H2(2分) 氧化(1分)
(3)①4 2 3 1 1 4(2分)
②氮(1分) CuO(1分)
③1.2(2分)
解析 (2)由图可知,反应类型Ⅳ全部属于氧化还原反应,应该是置换反应,有水参加的置换反应有许多,如C+H2OCO+H2、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑等,上述两个反应中水均作氧化剂。
28.[2016·全国卷Ⅰ](14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为______________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式____________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。“电解”
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中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________,该反应中氧化产物是________________。
(5)“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________(计算结果保留两位小数)。
答案 (1)+3(1分)
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4(2分)
(3)NaOH溶液(2分) Na2CO3溶液(2分) ClO(或NaClO2)(2分)
(4)2∶1(2分) O2(1分)
(5)1.57(2分)
解析 (1)根据化合物中各元素化合价代数和等于0,计算出NaClO2中氯元素化合价为+3。
(2)从流程图看出,反应物是氯酸钠、二氧化硫、硫酸,产物为硫酸氢钠、二氧化氯,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式:2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4。
(3)粗盐提纯中加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子,加入碳酸钠溶液沉淀钙离子。电解过程中ClO2在阴极放电得到ClO,故阴极反应的主要产物为NaClO2。
(4)依题意,用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯,发生反应:2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2+2H2O,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,氧化产物为O2。
(5)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力,得电子数相等时,氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。根据:NaClO2Cl-,Cl22Cl-
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,得电子数相等时,存在:NaClO2~2Cl2,故亚氯酸钠的有效氯含量为≈1.57。
29.[2016·邯郸一中模拟](12分)钴(Co)及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。已知钴属于铁系元素,其单质及化合物的性质与铁相似,其常见化合价有+2和+3。请回答下列问题:
(1)在空气中加热CoCO3可得到黑色Co3O4,写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(2)Co3O4与浓盐酸反应能生成黄绿色气体,写出该反应的离子方程式____________________________________________________。
(3)常温下,CoCl2溶液在碱性条件下可以得到粉红色Co(OH)2沉淀。已知当溶液中某离子的浓度≤10-5 mol·L-1时,就认为该离子不存在,Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15。若要使0.1 mol·L-1 CoCl2溶液中的Co2+完全沉淀,则溶液pH的控制范围为________。
(4)Co(OH)2具有较显著的两性,在浓的强碱溶液中可以形成[Co(OH)4]2-,写出Co(OH)2酸式电离的电离方程式__________________________________________________________。
(5)Co(OH)2在空气中加热时,样品质量随温度变化的曲线如下图所示。通过分析计算确定:
①1000 ℃时,固体的成分为________。
②取800 ℃时的产物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL 5 mol·L-1盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48
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L(标准状况)黄绿色气体。则该钴氧化物中n(Co2+)∶n(Co3+)=________。
答案 (1)6CoCO3+O22Co3O4+6CO2(2分)
(2)Co3O4+8H++2Cl-===3Co2++Cl2↑+4H2O(2分)
(3)pH≥9(2分)
(4)Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2-+2H+(2分)
(5)①CoO(2分) ②3∶2(2分)
解析 (1)在空气中加热CoCO3,空气中含有大量O2,不可能生成CO,则必生成CO2,根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式。
(2)Co3+具有强氧化性,在酸性条件下可将Cl-氧化为Cl2,本身被还原为Co2+。
(3)c2(OH-)≥==1.0×10-10,则c(OH-)≥1.0×10-5 mol·L-1,pH≥9。
(5)①1000 ℃时所得固体的摩尔质量为93× g·mol-1=75 g·mol-1,可知该固体为CoO。②n(Co3+)=2n(Cl2)=2×=0.4 mol,所得溶液为CoCl2溶液,则溶液中n(Co2+)总=[n(HCl)-2n(Cl2)]=×(0.48 L×5 mol·L-1-0.4 mol)=1.0 mol,则钴氧化物中n(Co2+)=1.0 mol-0.4 mol=0.6 mol,故n(Co2+)∶n(Co3+)=0.6∶0.4=3∶2。
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