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技能强化专练(三) 氧化还原反应
1.下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( )
A.明矾作净水剂
B.甘油作护肤保湿剂
C.漂粉精作消毒剂
D.铁粉作食品袋内的脱氧剂
解析:A项,明矾作净水剂是因为它溶于水生成的Al(OH)3胶体具有较大的表面积,能够吸附水中的悬浮物而沉降,错误;B项,甘油作护肤保湿剂是因为它具有吸湿性,错误;C项,漂粉精作消毒剂是因为它具有强氧化性,能够杀死水中的细菌和病毒,错误;D项,铁粉作食品袋中的脱氧剂是因为铁粉具有还原性,能够和氧气发生反应,降低食品袋中的氧气浓度,正确。
答案:D
2.下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C.工业上利用合成氨实现人工固氮
D.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
解析:A项,实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3为复分解反应,不是氧化还原反应;B项,工业上电解熔融状态Al2O3制备Al,化合价发生变化,为氧化还原反应;C项,工业上利用N2和H2反应生成NH3,化合价发生变化,为氧化还原反应;D项,Na2O2用作呼吸面具的供氧剂,CO2、H2O与Na2O2反应,化合价发生变化,为氧化还原反应。
答案:A
3.下列氧化还原反应中,实际参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比正确的是( )
①KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O;1:6
②Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe;1:2
③SiO2+3CSiC+2CO↑;1:2
④3NO2+H2O===2HNO3+NO;2:1
A.①③ B.②③
C.②④ D.①④
解析:
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通过元素的化合价是否发生变化,确定出发生氧化还原反应的反应物的物质的量,然后结合氧化还原反应中得失电子守恒原理可确定;反应①中比例为15;反应④中比例为1:2,②③中比例正确。
答案:B
4.已知:①向KClO3晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体。②向NaI溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色。③取实验②生成的溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝色。下列判断不正确的是( )
A.实验①证明Cl-具有还原性
B.实验②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C.实验③说明KI被氧化
D.上述实验证明氧化性:ClO>Cl2>I2
解析:C项,②中有I2和Cl-,其中I2遇淀粉变蓝,不能说明KI被氧化。
答案:C
5.K2Cr2O7溶液中存在平衡:
Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
解析:滴加70%的硫酸,增大了H+的浓度,使平衡
Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+向左移动,因此①中溶液橙色加深,当滴加30%的NaOH溶液时,中和了H+,使上述平衡右移,因此③中溶液变黄,A选项正确;②中Cr2O被C2H5OH还原,所以颜色变为绿色,B选项正确;根据实验①②可知,在酸性条件下,K2Cr2O7 将C2H5OH氧化,根据实验③④可知,在碱性条件下,Cr2O 和C2H5OH没有反应,故C选项正确;若向④中加入70% H2SO4溶液至过量,Cr2O的氧化性增强, Cr2O被C2H5OH还原,溶液变为绿色,故D选项不正确。
答案:D
6.常温下,在溶液中可发生以下反应:
①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O
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②2M2++R2===2M3++2R-
③2R-+Z2===R2+2Z-
由此判断下列说法错误的是( )
A.Z元素在反应①中被氧化,在③中被还原
B.还原性强弱顺序为M2+>R->Z->X2+
C.氧化性强弱顺序为M3+>R2>Z2>XO
D.常温下能发生反应:2M2++Z2===2M3++2Z-
解析:根据三个氧化还原反应,可判断氧化性强弱顺序为XO>Z2>R2>M3+,还原性顺序为M2+>R->Z->X2+,因而Z2能够氧化M2+,从而判断出C项错误。
答案:C
7.根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)( )
A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应,反应③还属于置换反应
B.反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属
C.相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1:1
D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4
答案:B
8.FeS、FeS2在酸性条件下都能与重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液反应,还原产物为Cr3+,氧化产物都是Fe3+、SO。等物质的量FeS、FeS2完全反应时,消耗氧化剂的物质的量之比为( )
A.3:1 B.3:7
C.3:5 D.3:8
解析:依题意,写出发生反应的离子方程式:2FeS+3Cr2O+26H+===2Fe3++2SO+6Cr3++13H2O、2FeS2+5Cr2O+38H+===2Fe3++4SO+10Cr3++19H2O。FeS、FeS2等物质的量时,消耗重铬酸钾的物质的量之比为3:5,本题选C。
答案:C
9.三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2,其反应过程可表示为:
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下列说法正确的是( )
A.反应中NO2是还原剂
B.C3N3(OH)3与HNCO为同一物质
C.HNCO与NO2反应的化学计量数之比为3:4
D.反应过程中,每1 mol NO2参加反应,转移电子4 mol
解析:反应中NO2转化为N2,氮元素化合价降低,NO2是氧化剂,A项错误;C3N3(OH)3与HNCO分子式不同,为不同物质,B项错误;HNCO中H为+1价、O为-2价、C为+4价、N为-3价,NO2中N为+4价,反应产物为N2、CO2、H2O,反应过程中只有N的化合价发生变化,根据得失电子守恒可知,HNCO与NO2反应的化学计量数之比为4:3,C项错误;反应过程中,每1 mol NO2参加反应,转移电子4 mol,D项正确。
答案:D
10.已知固体Na2SO3受热易分解。实验流程和结果如下:
气体Y是一种纯净物,在标准状况下的密度为1.518 g·L-1,请回答:
(1)气体Y分子的电子式________,白色沉淀的化学式________。
(2)该流程中Na2SO3受热分解的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加水溶解后与稀盐酸反应,有淡黄色沉淀产生,写出产生淡黄色沉淀的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(不考虑空气的影响)。
解析:亚硫酸钠隔绝空气加热分解质量并没改变,说明并没有生成气体,应该是分解成了几种固体,加入盐酸后产生的气体Y,根据密度算出摩尔质量为34 g/mol,结合题目以及元素守恒,推断气体Y为H2S。那么Na2SO3的分解生成物中一定有S2-(Na2S),同时这是一个氧化还原反应,+4价的S有降价必然还有升价,只能生成+6价,所以另一分解产物应该是含有硫酸根的Na2SO4
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,再配平即可。至于第(3)问,X与亚硫酸钠混合,在酸性环境下产生了淡黄色沉淀,根据题目环境以及我们学过的黄色沉淀推知生成S单质,显然这是一个S2-与SO的归中反应,反应物还有H+。
答案:(1) BaSO4
(2)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4
(3)2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O
11.在氯氧化法处理含CN-的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN,其浓度为650 mg·L-1。现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N元素均为-3价):KCN+2KOH+Cl2===KOCN+2KCl+H2O,投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气。
请配平下列化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:
(2)若处理上述废水20 L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯________g。
解析:(1)2KOC ―→2,失去2×3e-,l2―→2,得到2×e-,依据得失电子守恒得2KOCN+KOH×3Cl2―→CO2+N2+6KCl+H2O,再依据质量守恒即可配平该氧化还原反应方程式。(2)方法一:得失电子守恒。反应前KCN中N为-3价,反应后N2中N的化合价为0价,反应前KCN中C为+2价,反应后CO2中C为+4价,1个KCN失去5个电子,20 L题述废水中含有KCN的质量为650 mg·L-1×20 L×10-3g·mg-1=13 g,则n(KCN)=0.2 mol,共失去电子1 mol。反应前Cl2中Cl的化合价为0价,反应后KCl中Cl的化合价为-1价,所以1个Cl2得到2个电子,依据得失电子守恒,共需要0.5 mol Cl2,质量为35.5 g。方法二:关系式法。由化学方程式可知KCN~Cl2,KOCN~1.5 Cl2,所以1 mol KCN完全转化为无毒物质需要2.5 mol Cl2,0.2 mol KCN完全转化为无毒物质需要0.5 mol Cl2,质量为35.5 g。
答案:(1)
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(2)35.5
12.过氧化银(Ag2O2)是银锌碱性电池正极的活性物质,可通过下列反应制备:
K2S2O8+2AgNO3+4KOHAg2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O
(1)已知K2S2O8和H2O2含有一个相同的化学键,则该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应;已知下列反应:Mn2++S2O+H2O―→MnO+SO+H+(未配平),反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)制备Ag2O2的反应进行完全后,经过滤、洗涤、干燥,即可得到Ag2O2,检验Ag2O2是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________。
(3)一种银锌(Ag2O2、Zn)碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极生成Ag,负极只生成一种化合物(只含有Zn、K、H、O),其中Zn元素的质量分数为30.8%,钾、锌两种元素的质量比为78:65,则该电池的总反应方程式为________________________________________________________________________。
(4)用银锌电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取H2,其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,M、N均为惰性电极)。
①N极与银锌电池的________(填“Zn”或“Ag2O2”)相连。
②M极的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析:(1)根据题意可知,K2S2O8中含有过氧键,而生成物过氧化银中也有过氧键,该反应中各元素化合价没有发生变化,属于非氧化还原反应。Mn2+与S2O的反应中,氧化剂是S2O,还原剂是Mn2+,根据其化合价变化值可知其物质的量之比为5:2。(2)根据中学所学知识,检验SO即可,但不能使用BaCl2或Ba(OH)2,因为原反应物中含有Ag+。(3)首先根据题意确定负极产物的化学式,设负极产物的化学式为K2ZnOxHy,则:65/30.8%=211,211-65-78=68,分析讨论得x=y=4成立,故负极产物的化学式为K2Zn(OH)4。结合元素守恒可以写出该电池的总反应式。(4)①电解时,CO(NH2)2中N元素的化合价升高,发生氧化反应,所以CO(NH2)2在阳极放电,即M是阳极,应与原电池的正极(Ag2O2)相连;N极生成氢气,必然是H+放电,发生还原反应,N是阴极,与原电池的负极(Zn)相连。②根据得失电子守恒、元素守恒和电荷守恒,可写出M极的电极反应式。
答案:(1)不是 5:2
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(2)取少量最后一次洗涤液,滴加1~2滴硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,则表明已洗涤干净
(3)2Zn+Ag2O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4+2Ag
(4)①Zn ②CO(NH2)2+8OH--6e-===CO+N2↑+6H2O
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