2020届高考化学二轮练习：专题一第5讲氧化还原反应（Word版附解析）.doc

专题一 第 5 讲 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：Cr2O2－7 ＞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 CrO2－4 ，酸化时平衡 2CrO2－4 ＋2H＋Cr2O2－7 ＋H2O 正向移动，得到 Cr2O2－7 ，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：Cr2O2－7 ＞I2，D 正确。] 3．在好氧菌和厌氧菌作用下，废液中 NH ＋4 能转化为 N2(g)和 H2O(1)，示意图如下：反应Ⅰ：NH＋4 ＋O2―→NO－3 ＋H＋＋H2O(未配平) 反应Ⅱ：NH＋4 ＋NO－3 ―→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 ＋4 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＋4 ＋2O2===NO－3 ＋2H＋＋H2O,3mol NH ＋4 生成 3mol NO－3 ，再根据反应Ⅱ： 5NH＋4 ＋3NO－3 ===4N2＋9H2O＋2H＋，3mol NO －3 正好 消耗 5mol NH＋4 ，故好氧菌池与厌氧菌池投入废液的体积之比为 3∶5 时，NH ＋4 能完全转化为 N2，C 正确；D.反应Ⅱ中氧化剂是 NO－3 ，还原剂是 NH＋4 ，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 CrO2－4 ＋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 CrO2－4 ＋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1 3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－===2CO2－3 ＋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＋H2O =====高温 CO＋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：3O2 =====放电 2O3；⑤盐和氧化物生成另一种盐和另一 种氧化物的反应：SiO2＋Na2CO3 =====高温 Na2SiO3＋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 Cr2O2－7 ，为了处理有毒的 Cr2O2－7 ，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(Cr2O2－7 )为(用代数式表示)(　　) A.c1V1－5c2V2 120 mol·L－1 B.c1V1－5c2V2 60 mol·L－1 C.5c1V1－c2V2 120 mol·L－1 D.c1V1＋5c2V2 120 mol·L－1 解析：A　[本题有关反应的离子方程式为 Cr 2O2－7 ＋6Fe2＋ ＋14H ＋===2Cr3＋ ＋6Fe3＋ ＋ 7H2O,5Fe2＋＋MnO－4 ＋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(Cr2O2－7 )＋5c 2 mol·L －1×V2 mL×10－3 L·mL－1，解得：c(Cr2O2－7 )＝c1V1－5c2V2 120 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－4 ===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 －4 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－4 ===X2＋＋5A3＋＋4H2O 解析：A　[根据三个反应得出氧化性强弱顺序是 XO－4 ＞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 －4 为氧化剂，X2＋是 XO －4 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－4 ＞Z2＞B2 ＞A3＋，所以 XO －4 能氧化 A2＋，发生的反应为 8H＋＋5A2＋＋XO－4 ===X2＋＋5A3＋＋4H2O，D 正确。] 13．(2019·福建龙海期中)已知氧化还原反应 2Cu(IO 3)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 －3 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 －3 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)3·6H2O =====△ ZnFe2O4 ＋2CO 2↑＋4CO↑＋6H 2O 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 H 2O2 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 Na 2MnO4，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＋O2 =====高温 2Na2MnO4＋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－4 (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 Na 2MnO4 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) ＝ (c1V1 × 10－3－2.5c2V2 × 10－3)mol × 87 g·mol－1 m g ×100%＝87(2c1V1－5c2V2) 2 000m ×100%。 答案：(1)4 mol　2MnO2＋4NaOH＋O2 =====高温 2Na2MnO4＋2H2O (2)MnO－4 (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　87(2c1V1－5c2V2) 2 000m ×100%