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专题四 氧化还原反应
考点 1 氧化还原反应中的基本概念
1.[2020 贵州贵阳摸底考试]下列变化过程中,加入氧化剂才能实现的是( )
A.Cl2→Cl- B.I-→I2
C.SO2→SO2-3 D.CuO→Cu
2.[2020 湖北武汉部分学校质量监测]明朝《徐光启手记》记载了“造强水法”:“绿矾五斤(多少任意),硝五斤。将矾炒去,约折
五分之一。将二味同研细,听用。次用铁作锅……锅下起火……取起冷定,开坛则药化为水,而锅亦坏矣。用水入五金皆成水,
惟黄金不化水中,加盐则化……强水用过无力……”。下列有关解释错误的是( )
A.“将矾炒去约折五分之一”,此时得到的产物为 FeSO4·4H2O
B.该方法所造“强水”为硝酸
C.“惟黄金不化水中,加盐则化”的原因是加入 NaCl 溶液后氧化性增强
D.“强水用过无力”的原因是“强水”用过以后,生成了硝酸盐
3.[新素材][2020 安徽合肥调研检测]硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应:Na2S2O3+4Cl2+5H2O 2NaCl+6HCl+2H2SO4。
下列说法不正确的是( )
A.氧化产物、还原产物的物质的量之比为 1∶3
B.若 0.5 mol Na2S2O3 作还原剂,则转移 4 mol 电子
C.当 Na2S2O3 过量时,溶液能出现浑浊
D.硫代硫酸钠溶液吸收氯气后,溶液的 pH 降低
4.[2020 安徽示范高中联考]氧化还原反应在日常生活中有着广泛的应用,下列相关说法正确的是( )
化学反应方程式 相关说法
A H2S+4O2F2 SF6+2HF+4O2 氧气是氧化产物,O2F2 既是氧化剂又是还原剂
B
Cl2+2Br- 2Cl-+Br2,Zn+Cu2+
Zn2++Cu
均为单质被还原的置换反应
C
4Fe2++4Na2O2+6H2O
4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+
Fe(OH)3 是氧化产物,O2 是还原产物
D HCNO+NOx N2+CO2+H2O 若 NOx 中 x=2,则 1 mol NO2 在反应中转移 4NA 个电子
考点 2 氧化还原反应规律的应用
5.[2020 河北石家庄摸底考试]SO2 气体与足量 Fe2(SO4)3 溶液完全反应后,再加入 K2Cr2O7 溶液,发生如下两个化学反应:
①SO2+2Fe3++2H2O SO2-4 +2Fe2++4H+
②Cr2O2-7 +6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法不正确的是( )
A.SO2 发生氧化反应
B.氧化性:Cr2O2-7 >Fe3+>SO2-4
C.每 1 mol K2Cr2O7 参加反应,转移电子的数目为 6NA(设 NA 为阿伏加德罗常数的值)
D.若有 6.72 L SO2(标准状况)参加反应,则最终消耗 0.2 mol K2Cr2O7
6.[2020 辽宁六校第一次联考]高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂,工业上采用向 KOH 溶液中通入氯气,然后再加
入 Fe(NO3)3 溶液的方法制备 K2FeO4,发生反应:
① Cl2+KOH KCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);
② 2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH 2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O。
下列说法正确的是( )
A.若反应①中 n(ClO-) ∶n(ClO-3)=5∶1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1
B.反应①中每消耗 4 mol KOH,吸收标准状况下 22.4 L Cl2- 2 -
C.氧化性:K2FeO4>KClO
D.若反应①的氧化产物只有 KClO,则得到 0.2 mol K2FeO4 时消耗 0.3 mol Cl2
7.[2020 河南洛阳第一次联考]ClO2 是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得 ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4
2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。关于此反应的说法正确的是( )
A.KClO3 中 Cl 的化合价降低,失电子
B.反应中 H2SO4 体现了酸性和强氧化性
C.反应中 H2C2O4 被氧化
D.产物中 Cl 与 C 化合价相同,因而氧化性一样强
8.[2020 福建泉州期中考试]已知:①SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI;②向含有 HCl、FeCl3 和 BaCl2 的溶液中通入足量的 SO2,
产生白色沉淀;③将 FeCl3 溶液滴在淀粉-KI 试纸上,试纸变蓝。现有等物质的量的 FeI2、NaHSO3 的混合溶液 100 mL,向其
中通入 4.48 L(标准状况)氯气,然后向反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液呈微红色。下列有关说法正确的是( )
A.FeI2 的物质的量浓度约为 1 mol·L-1
B.完全反应时转移电子 0.2 mol
C.通入氯气的过程中,首先被氧化的是 Fe2+,最后被氧化的是 I-
D.反应后,溶液中大量存在的离子有 Na+、H+、SO2-4 和 Fe3+
9.[2020 辽宁大连期中考试]根据如图所示转化关系判断,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
10.[新素材][2020 山东统考]亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊
法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的 NaClO3 和 SO2 的物质的量之比为 2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则 ClO2 是正极产物
C.反应②中的 H2O2 可用 NaClO4 代替
D.反应②条件下,ClO2 的氧化性大于 H2O2
11.[2020 河南模拟]如图所示为氢气燃烧的实验。发现烧杯中酸性 KMnO4 溶液褪色,若将烧杯中的溶液换成含有
少量 KSCN 的酸性 FeSO4 溶液,溶液呈红色。下列说法不正确的是( )
A.将烧杯中溶液换成氢硫酸,溶液无明显变化
B.与酸性 FeSO4 溶液发生的反应的离子方程式为 2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
C.该条件下 H2 燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质
D.该条件下 H2 燃烧的产物中可能含有一定量的 H2O2
12.[2019 河南郑州第一次质量预测]向暗红色 CrO3 固体表面喷洒酒精会剧烈反应,生成绿色固体 Cr2O3,同时有具有刺激性
气味的乙醛生成。下列判断错误的是( )
A.该反应说明乙醛既有氧化性又有还原性- 3 -
B.若有 1 mol 乙醇参加反应,转移电子的物质的量为 2 mol
C.由此反应可知,酒精严禁与强氧化性试剂混合存放
D.上述反应的化学方程式为 2CrO3+3C2H5OH Cr2O3+3CH3CHO+3H2O
13.[2019 湖南、湖北八市十二校第一次联考,10 分]汽车尾气中 CO、NOx 以及燃煤废气中的 SO2 都是大气污染物,对它们
的治理具有重要意义。
(1)氧化还原法消除 NOx 的转化如下:
NO NO2 N2
①反应Ⅰ为 NO+O3 NO2+O2,生成标准状况下 11.2 L O2 时,转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中,当 n( NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2 时,氧化产物与还原产物的质量比为 。
(2)吸收 SO2 和 NO,获得 Na2S2O4 和 NH4NO3 产品的流程图如下(Ce 为铈元素)。
①装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为 。
②装置Ⅱ中,酸性条件下 NO 被 Ce 4+氧化的产物主要是 NO-3、NO-2,请写出生成等物质的量的 NO-3和 NO-2时的离子方程
式: 。
③装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得 Ce4+再生,再生时生成的 Ce4+在电解槽的 (填“阳极”或“阴极”),同
时在另一极生成 S2O2-4 的电极反应式为 。
④取少量装置Ⅳ所得的产品溶于水,溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
14.[新素材][2019 吉林长春第一次质量监测,14 分]新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶
液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。工业上制备 K2FeO4 的常用方法有两种。
方法Ⅰ:次氯酸盐氧化法。工艺流程如图。
已知:K2FeO4 的溶解度远小于 Na2FeO4。
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
FeCl3+ NaOH+ NaClO Na2FeO4+ +
其中氧化剂为 。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为 。
方法Ⅱ:电解法。
(3)以铁和石墨为电极电解氢氧化钾溶液可直接制得 K2FeO4,电解时,铁作 (填“阳”或“阴”)极,该电极反应式为 。
(4)K2FeO4 是重要的水处理剂,它可以杀菌消毒,这是利用了 K2FeO4 的 (填“氧化性”或“还原性”),杀菌消毒后还可以净
水,净水的原理是 (用离子方程式表示)。
一、选择题(每小题 6 分,共 42 分)
1.[新形式][2020 广东惠州第一次调研考试]某离子反应涉及 ClO-、NH+4 、N2、Cl-等,其中 N2、ClO-的物质的量随时间变化
的曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该反应中 ClO-为氧化剂,N2 为氧化产物
B.反应后溶液的 pH 减小- 4 -
C.如图 t0 s 时反应达平衡状态
D.反应过程中每生成 1 mol N2,转移 6 mol 电子
2.[2017 北京高考改编]利用 SCR 技术可有效降低柴油发动机 NOx 的排放。SCR 工作原理为尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解
为 NH3 和 CO2,再利用 NH3 转化 NOx,装置如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应
B.转化器工作过程中,当转移 0.6 mol 电子时,会消耗 4.48 L NH3
C.该装置转化 NO 时,还原剂与氧化剂物质的量之比为 2∶3
D.转化 NO2 的化学方程式为 8NH3+6NO2 7N2+12H2O
3.[2020 四川成都摸底测试]在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应方程式为 2FeS2+7O2+2H2O 2Fe2++4SO2-4
+4H+,实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是( )
A.反应Ⅰ的离子方程式为 4Fe(NO)2++O2+4H+ 4Fe3++4NO+2H2O
B.反应Ⅱ的氧化剂是 Fe3+
C.反应Ⅲ是氧化还原反应
D.黄铁矿催化氧化中 NO 作催化剂
4.[结合特殊物质考查氧化还原反应]环保督察不是“一阵风”,环保部对大气污染、水体污染等高度重视。氰化物是污染水体
的重要物质,该类物质剧毒,特别是 HCN 具有挥发性,毒害更大。一般可采用次氯酸钠法进行处理,该处理方法的原理可分为
两步:
步骤① NaCN 与 NaClO 反应,生成 NaOCN 和 NaCl;
步骤② NaOCN 与 NaClO 反应,生成 Na2CO3、CO2、NaCl 和 N2。
下列有关判断正确的是( )
A.NaCN 与 NaOCN 中 C、N 的化合价分别相等
B.步骤①可在酸性条件下进行
C.步骤②的氧化产物是 CO2、Na2CO3、N2
D.步骤②生成标准状况下 5.6 L 气体时,转移 0.75 mol 电子
5.[新素材]硒是人体必需的微量元素。以铜阳极泥(主要成分为 Ag2Se、Cu2Se 和 Ag、Au、Pt 等)为原料制备纯硒的工艺流
程如下(部分物质省略):
下列有关说法不正确的是( )
A.硫酸的质量分数最好为 20%
B.Cu2Se 焙烧的氧化产物为 CuSO4 和 SeO2
C.水吸收生成 1 mol Se 时转移 4 mol 电子
D.滤液可以循环利用,提高原料利用率
6.[新形式]根据框图分析,下列说法不正确的是( )- 5 -
A.我国是世界上最早使用反应②冶炼金属 M 的国家
B.M2+的氧化性比 E2+的氧化性强
C.在反应③中若不加稀硫酸,可能观察到红褐色沉淀
D.在反应①中稀硫酸既表现出氧化性又表现出酸性
7.[2019 第一次模拟]某工业废气中的 SO2 经如图所示的两个循环可分别得到 S 和 H2SO4,假设循环
Ⅰ、Ⅱ处理等质量的 SO2。下列说法正确的是( )
A.“反应 1”和“电解”中的氧化产物分别是 ZnFeO3.5 和 MnO2
B.“反应 2”和“吸收”中的 SO2 均起还原剂的作用
C.铁网或石墨均可作为循环Ⅱ中电解过程中的阳极材料
D.循环Ⅰ、Ⅱ中理论上分别得到 S 和 H2SO4 的物质的量比为 1∶1
二、非选择题(共 44 分)
8.[2019 四川泸州模拟,14 分]含有 K2Cr2O7 的废水具有较强的毒性,工业上一般在酸性条件下用 N2H4·H2O(水合肼)、SO2、
FeSO4 来处理含 Cr2O2-7 的废水,也可通过电解处理含 Cr2O2-7 的废水。回答下列问题:
(1)N2H4·H2O 与 Cr2O2-7 反应时,产物中含有 N2 和 Cr3+。该反应的离子方程式为 ,
反应中水合肼作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。0.1 mol N2H4·H2O 参加反应时,转移的电子数为 (用
具体数值表示)。
(2)用 SO2 处理含 Cr2O2-7 的废水,最后 Cr2O2-7 转化为 Cr(OH)3 沉淀而被除去。处理流程如下:
SO2 NaHSO3 Na2SO4
①当 0.1 mol SO2 参与反应时,理论上能得到 mol NaHSO3。
②NaHSO3 与 Cr2O2-7 反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)铁氧体法是用 FeSO4 作还原剂,在酸性条件下将 Cr2O2-7 还原为 Cr3+,然后调节 pH 并加热得到铁氧体(组成类似于 Fe3O4,
部分 Fe3+被 Cr3+替换)。现有 100 L 含 Cr2O2-7 浓度为 2×10-4 mol·L-1 的强酸性废水,向其中加入一定量的 FeSO4·7H2O,搅拌,充
分反应后再加入 NaOH 溶液调节 pH 并加热,使其恰好转化为(
+2
Fe
+3
Fe푥
+3
Cr푦)O4。则处理 100 L 该废水时需加入的 FeSO4·7H2O
的质量为
g。
(4)电解法处理含铬(六价铬)废水的原理如图所示,阳极的电极反应式是 。用铁电极电解一段时间后,有
Cr(OH)3 和 Fe(OH)3 沉淀生成,从而降低废水中铬元素的含量。若阳极用石墨电极则不能产生 Cr(OH)3 沉淀,原因是 。
9.[新素材][原创][15 分]羟胺(NH2OH)是有机合成中的重要试剂。回答下列问题:- 6 -
(1)羟胺分子的电子式为 ,N 的化合价为 ,根据羟胺的结构预测其具有还原性、碱性和 等
化学性质。
(2)羟胺为一元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。羟胺溶于水的电离方程式为 ,电离平衡常数 Kb
的值为 (已知:NH2OH+H+ NH3OH+的 K=6.6×105;Kw=1.0×10-14)。羟胺与硫酸形成的正盐的化学式
为 。
(3)羟胺是一种强还原剂。向装有少量 AgBr 的试管中加入羟胺溶液,观察到的现象是 。羟胺作还原剂的优
点是 。
(4)电解法制备羟胺的原理如图所示:
羟胺在 (填“阴”或“阳”)极生成,生成羟胺的电极反应式: 。
(5)羟胺可以把碱性废水中剧毒的 Na3AsO3 转化为 Na3AsO4,理论上 1 mol 羟胺可除去废水中溶解的 1 mol Na3AsO3,该反应
的还原产物为 。在有机合成中,羟胺与丁二酮( )反应可制备检验镍离子的丁二酮肟
( ),反应的化学方程式为 。
10.[新情境][2020 北京朝阳区期中考试,15 分]二氧化氯(ClO2)是一种新型消毒剂,可用氯酸钠(NaClO3)制备。
(1)隔膜电解法制备 ClO2 的装置如图所示。
已知:ClO2 在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中不能稳定存在。
①产生 O2 的电极反应式: 。
②结合反应方程式,简述 ClO2 的产生过程: 。
(2)过氧化氢还原法制备 ClO2:H2O2+2NaClO3+H2SO4 Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O。研究发现 Cl-对上述反应有影响,实
验记录如表所示:
ClO2 的生成速率
/(g·L-1·min-1)
相同时间
加入 NaCl 的质量浓度
/(g·L-1)
10 min 30 min 60 min ClO2 产率/%
Cl2 的
量
0 0.003 5 0.012 4 0.015 9 97.12 极微量
1.00 0.013 8 0.016 2 0.016 3 98.79 极微量
①NaCl 的主要作用是 。
②上述反应可能的过程如下:
反应 i 2ClO-3+ + 2ClO2↑+ +
反应 ii Cl2+H2O2 2Cl-+O2↑+2H+
将反应 i 填写完整。
③进一步研究发现,未添加 Cl-时,体系中会首先发生反应生成 Cl-:ClO-3+3H2O2 Cl-+3O2↑+3H2O(反应 iii)。分析反应 i、ii、
iii 的速率大小关系并简要说明理由: 。
(3)国家规定,饮用水中 ClO2 的残留量不得高于 0.8 mg·L-1。检测某水样中 ClO2 的质量浓度的步骤如下:
Ⅰ.取 1.0 L 的酸性水样,加入过量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,使 ClO2 转化为 ClO-2。加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.用 0.001 0 mol·L-1 Na2S2O3 溶液滴定步骤Ⅰ中产生的 I2。
已知:步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是 2S2O2-3 +I2 S4O2-6 +2I-。
①步骤Ⅰ中发生的氧化还原反应的离子方程式是 。 - 7 -
②当步骤Ⅱ中出现 (填现象)时,停止滴加 Na2S2O3 溶液,记录其体积为 10.00 mL。
③上述水样中 ClO2 的质量浓度是 mg·L-1。
专题四 氧化还原反应
1.B Cl 化合价降低,发生还原反应,需加入还原剂,A 项错误;I 化合价升高,发生氧化反应,需加入氧化剂,B 项正确;S 和 O 的
化合价均无变化,无需加入氧化剂,C 项错误;Cu 元素化合价降低,需加入还原剂,D 项错误。
2.C 绿矾为 FeSO4·7H2O,“将矾炒去约折五分之一”,假设有 1 mol(278 g) FeSO4·7H2O,失去质量的
1
5,则质量减少 55.6 g,约
为 3 mol H2O 的质量,因此此时得到的产物为 FeSO4·4H2O,A 正确;根据题意知,该方法所造“强水”为硝酸,B 正确;“加盐”则引
入 Cl-, 相 当 于 配 成 了 “ 王 水 ”, 能 溶 解 金 , 但 并 不 是 增 强 了 硝 酸 的 氧 化 性 , 而 是 发 生 了 反 应 Au+HNO3+4HCl
HAuCl4+NO↑+2H2O,故 C 错误;“强水用过无力”是因为“强水”反应后生成相应的硝酸盐,D 正确。
3.A 由方程式可知 Cl2 中的 Cl 由 0 价变到-1 价,Cl2 为氧化剂,得到还原产物 NaCl 和 HCl,Na2S2O3 是还原剂,得到氧化产物
H2SO4,则氧化产物、还原产物的物质的量之比为2∶(2+6)=1∶4,A 项错误;1 mol Na2S2O3 参加反应转移 8 mol 电子,则 0.5 mol
Na2S2O3 参加反应转移 4 mol 电子,B 项正确;Na2S2O3 过量时,发生离子反应:S2O2-3 +2H+ S↓+SO2↑+H2O,溶液中会出现
淡黄色浑浊,C 项正确;硫代硫酸钠溶液吸收氯气后生成强酸 H2SO4 和 HCl,溶液 pH 降低,D 项正确。
4.D 该反应中,O2F2 中的 O 由+1 价降为 0 价,得电子,发生了还原反应,所以氧气是还原产物,O 2F2 中 F 的化合价无变化,所
以 O2F2 只作氧化剂,H2S 作还原剂,A 项错误;Cl2+2Br- 2Cl-+Br2 为单质氯气被还原的置换反应,而 Zn+Cu2+ Zn2++Cu
是单质锌被氧化的置换反应,B 项错误;由 可知,该反应中 Fe 2+作还原剂,Na2O2 既作
还原剂又作氧化剂,故 O2 是氧化产物,Fe(OH)3 既是氧化产物又是还原产物,C 项错误。NO2 N2,N 的化合价变化了 4,故 1
mol NO2 参与反应时转移 4NA 个电子,D 项正确。
5.D 反应①中 S 的化合价由+4 升至+6,SO2 发生氧化反应,A 项正确;根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的
氧化性,由反应①知,氧化性 Fe 3+>SO2-4 ,由反应②知,氧化性 Cr 2O2-7 >Fe3+,B 项正确;Cr 的化合价由+6 降至+3,则每 1 mol
K2Cr2O7 参加反应,转移电子的数目为 6NA,C 项正确;标准状况下 6.72 L SO2 是 0.3 mol,0.3 mol SO2 参加反应,转移 0.6 mol
电子,最终消耗 0.1 mol K2Cr2O7,D 项错误。
6.D 若 反 应 ① 中 n(ClO-)∶n(ClO-3)=5∶1 , 根 据 得 失 电 子 守 恒 及 原 子 守 恒 , 可 配 平 方 程 式 8Cl2+16KOH
10KCl+5KClO+KClO3+8H2O,Cl2 既作氧化剂又作还原剂,KCl 是还原产物,KClO 和 KClO3 为氧化产物,故氧化剂与还原剂的
物 质 的 量 之 比 为 5∶3,A 项 错 误 ; 根 据 得 失 电 子 守 恒 及 原 子 守 恒 , 可 配 平 反 应 ① 的 方 程 式 , 即 为 4Cl2+8KOH
6KCl+KClO+KClO3+4H2O,从方程式可以看出,每消耗 4 mol KOH,吸收 2 mol(标准状况下 44.8 L)Cl 2,B 项错误;由反应②
知,KClO 将 Fe(NO3)3 氧化成 K2FeO4,故氧化性 KClO>K2FeO4,C 项错误;若反应①的氧化产物只有 KClO,则化学方程式为
Cl2+2KOH KCl+KClO+H2O,则得到 0.2 mol K2FeO4 时消耗 0.3 mol Cl2,D 项正确。- 8 -
7.C KClO3 中 Cl 的化合价降低,得电子,A 项错误;H2SO4 中各元素的化合价均没有变化,故 H2SO4 只体现酸性,B 项错误;反
应中 H2C2O4 是还原剂,被氧化,C 项正确;不能由化合价高低确定 Cl 和 C 的氧化性强弱,D 项错误。
【教你审题】 首先根据化合价变化分析得失电子情况: ,找出氧化剂
和还原剂、氧化产物和还原产物,再结合选项分析判断。
8.A 由题给方程式①知,还原性强弱顺序为 SO2>I-;由②知,发生反应 2Fe3++SO2+2H2O SO2-4 +2Fe2++4H+,还原性强弱顺
序为 SO2>Fe2+;由③知,发生反应 2Fe3++2I- I2+2Fe2+,还原性强弱顺序为 I->Fe2+,故还原性强弱顺序为 SO2>I->Fe2+,类比
可得离子的还原性强弱顺序为 HSO-3>I->Fe2+。向含等物质的量的 FeI2、NaHSO3 的混合溶液中通入 Cl2 的过程中,首先氧化
HSO-3,然后氧化 I-,最后氧化 Fe2+,C 项错误;向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液,溶液呈微红色,说明有微量的 Fe3+生成,则有
较 多 的 Fe2+ 没 有 被 氧 化 ,D 项 错 误 ;HSO-3和 I- 均 完 全 反 应 , 发 生 反 应 的 Fe2+ 可 以 忽 略 不 计 , 根 据 得 失 电 子 守 恒 得
2n(FeI2)+2n(NaHSO3)=2×4.48 L÷22.4 L·mol-1,即 n(FeI2)+n(NaHSO3)=0.2 mol,由于溶质的物质的量相等,所以 n(FeI2)=0.1
mol,c(FeI2)=1 mol·L-1,A 项正确;转移电子的物质的量根据氯气计算得 2×4.48 L÷22.4 L·mol-1=0.4 mol,B 项错误。
9.B 反应①,二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水;反应②,氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水;反应③,
过氧化氢分解生成水和氧气;反应④,氯酸钾分解生成氯化钾和氧气;反应⑤,铝和二氧化锰发生铝热反应生成 Mn 和氧化铝。
反应①②③④⑤中均存在元素化合价的升降,均属于氧化还原反应,但反应③不属于置换反应,A 项错误;反应⑤为铝热反应,
放出大量的热,可用于制熔点较高的金属,B 项正确;反应③中生成 O2 的 O 化合价由-1 升高为 0,反应④中 O 的化合价由-2
升 高 为 0, 则 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∶2,C 项 错 误 ; 反 应 ① 的 化 学 方 程 为
4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O,Mn 的化合价由+4 降低为+2,HCl 中 Cl 的化合价由-1 升高为 0,由得失电子守恒可
知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2,D 项错误。
10.C 反应①阶段,反应的化学方程式为 2NaClO3+H2SO4+SO2 2NaHSO4+2ClO2,参加反应的 NaClO3 和 SO2 的物质的
量之比为 2∶1,A 项正确;由反应①的化学方程式可知,ClO2 是还原产物,结合原电池原理可知,正极发生还原反应,得到还原产
物,若反应①通过原电池来实现,则 ClO2 是正极产物,B 项正确;反应②中 H2O2 为还原剂,NaClO4 无还原性,不能用 NaClO4 来
代替,C 项错误;反应②中,ClO2 转化为 NaClO2,Cl 化合价降低,ClO2 作氧化剂,H2O2 作还原剂,根据氧化剂的氧化性大于还原
剂的氧化性可知,ClO2 的氧化性大于 H2O2,D 项正确。
11.A 氢气在空气中燃烧,产物遇到冰块冷凝滴落到烧杯中,该产物能使酸性 KMnO4 溶液褪色,说明具有还原性,能使 Fe2+被
氧化为 Fe3+,说明具有氧化性,根据题意可知,该产物中可能含有 H2O2,C、D 项正确。Fe2+的还原性小于 S2-,氢硫酸能被 H2O2
氧 化 为 硫 单 质 , 溶 液 变 浑 浊 , A 项 错 误 ;H2O2 具 有 氧 化 性 , 可 以 将 FeSO4 溶 液 中 Fe2+ 氧 化 为 Fe3+, 离 子 方 程 式 为
2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O, B 项正确。
12.A 由题目信息可写出该反应的化学方程式为 2CrO3+3C2H5OH Cr2O3+3CH3CHO+3H2O,在该反应中 C2H5OH 为还
原剂,乙醛是氧化产物,根据该反应无法说明乙醛既有氧化性又有还原性,A 项错误,D 项正确;根据该反应的化学方程式可知,
若有 1 mol 乙醇参加反应,则转移 2 mol 电子,B 项正确;由此反应可知,乙醇易被强氧化性物质氧化,且生成的乙醛易挥发,蒸
气能与空气形成爆炸性混合物,故酒精严禁与强氧化性物质混合存放,C 项正确。
13.( 除 标 明 外 , 每 空 1 分 )(1)①1 ②4∶3 (2)①SO2 + OH- HSO-3(2 分 ) ②2NO+3H2O+4Ce4+ NO-3+NO-2
+6H++4Ce3+(2 分) ③阳极 2H++2HSO-3+2e- S2O2-4 +2H2O(2 分) ④c(NO-3)>c(NH+4 )>c(H+)>c(OH-)
【解析】 (1)①由反应方程式 NO+O3 NO2+O2 可知,氮元素的化合价从+2 升高到+4,生成 1mol 氧气转移电子 2mol,则
生成 11.2L(即 0.5mol)O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是 0.5mol×2=1mol;②当 n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2 时,即 NO2
和 CO(NH2)2 的化学计量数之比是 3∶2,反应方程式可表示为 6NO2+4CO(NH2)2 7N2+8H2O+4CO2,该反应中只有氮元素
的化合价发生了变化,氮气既是氧化产物也是还原产物,由氮原子守恒可知氧化产物与还原产物的质量比为 8∶6=4∶3。(2)①由
流程图可知,在装置Ⅰ中 SO2 与 NaOH 溶液反应生成 NaHSO3,离子方程式为 SO2+OH- HSO-3;②由流程图可知,装置Ⅱ中生
成 等 物 质 的 量 的 NO-3和 NO-2时 ,Ce4+ 被 还 原 为 Ce3+, 根 据 得 失 电 子 守 恒 和 原 子 守 恒 , 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为
2NO+3H2O+4Ce4+ 4Ce3++NO-3+NO-2+6H+;③由 Ce3+生成 Ce4+为氧化反应,所以再生时生成的 Ce4+在电解槽的阳极,在电
解槽的阴极 HSO-3被还原成 S2O2-4 ,电极反应式为 2H++2HSO-3+2e- S2O2-4 +2H2O;④由流程图可知,装置Ⅳ所得的产品为
NH4NO3,在 NH4NO3 溶液中,NH+4 水解使溶液呈酸性,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为 c(NO-3)>c(NH+4 )>c(H+)>c(OH-)。
14.(1)2 10 3 2 9 NaCl 5 H 2O(共 2 分) NaClO(2 分) (2)Na2FeO4+2KOH K2FeO4↓+2NaOH(2 分) (3)阳
(2 分) Fe-6e-+8OH- FeO2-4 +4H2O(2 分) (4)氧化性(2 分) Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+(2 分)
【解析】 (1)根据流程图,结合题意可知,反应中 Fe 由+3 价升高至+6 价,Cl 由+1 价降低至-1 价,结合化合价升降法和观察
法可配平该氧化还原反应:2FeCl3+10NaOH+3NaClO 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O;其中 NaClO 为氧化剂。(2)结合流程图可
知“冷却结晶”前应得到 K2FeO4,则“转化”时 Na2FeO4 与 KOH 反应生成 K2FeO4 和 NaOH。(3)根据题意知,以铁和石墨为电极- 9 -
电解 KOH 溶液制取 K2FeO4 时,Fe 应作阳极,阳极反应式为 Fe-6e-+8OH- FeO2-4 +4H2O。(4)K2FeO4 中 Fe 为+6 价,具有强
氧化性,可用作水处理时的杀菌消毒剂,杀菌消毒后得到 Fe 3+,Fe3+水解生成的 Fe(OH)3 胶体能用于净水,即 Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+。
1.C 根据题图中 N2 的物质的量随时间的推移逐渐增多,可知 N2 是生成物,同理可知 ClO-是反应物,由质量守恒、得失电子守
恒及电荷守恒可写出该反应的离子方程式,即为 3ClO-+2NH+4 N2↑+3H2O+3Cl-+2H+,由离子方程式可知该反应的氧化剂
是 ClO-,N2 是氧化产物,A 项正确;根据 3ClO -+2NH+4 N2↑+3H2O+3Cl-+2H+可知,反应后溶液酸性增强,pH 减小,B 项正
确;t0 s 时体系中 ClO-和 N2 的量相同,但随着时间的改变,两者的量也发生改变,故 t0 s 时反应未达平衡状态,C 项错误;N 的化
合价由-3 升高到 0,则生成 1 mol N2,转移 6 mol 电子,D 项正确。
2.B 尿素水溶液热分解反应为 CO(NH2)2+H2O 2NH3↑+CO2↑,该反应不属于氧化还原反应,A 项正确;题中没有说明是
在标准状况下,当转移 0.6 mol 电子时,不一定会消耗 4.48 L NH 3,B 项错误;由题图可知,该装置转化 NO 时,发生反
应:4NH3+6NO 5N2+6H2O,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 2∶3,C 项正确;转化 NO 2 时,反应的化学方程式为
8NH3+6NO2 7N2+12H2O,D 项正确。
3.C 结 合 题 图 和 元 素 守 恒 可 知 , 反 应 Ⅰ 在 酸 性 条 件 下 进 行 , 其 反 应 的 离 子 方 程 式 为 4Fe(NO)2++4H++O2
4Fe3++4NO+2H2O,A 项正确;反应Ⅱ是 Fe3+与 FeS2 反应生成 SO2-4 和 Fe2+,其反应的离子方程式为 14Fe3++FeS2+8H2O
15Fe2++2SO2-4 +16H+,该反应中 Fe3+将 FeS2 中-1 价的硫氧化为+6 价的 SO2-4 ,本身被还原为 Fe2+,Fe3+作氧化剂,B 项正确;反
应 Ⅲ 为 Fe2++NO Fe(NO)2+, 该 反 应 中 各 元 素 的 化 合 价 均 无 变 化 , 属 于 非 氧 化 还 原 反 应 ,C 项 错 误 ; 结 合 总 反 应
2FeS2+7O2+2H2O 2Fe2++4SO2-4 +4H+和转化关系图可知,NO 为该反应的催化剂,D 项正确。
4.D NaCN 与 NaOCN 中 Na 的化合价均为+1,NaOCN 中含有 O,O 的化合价不是 0,故这两种化合物中 C、N 的化合价至
少有一种不相等,A 项错误;HCN 易挥发且有毒,而酸性条件下 CN -易与 H+结合生成 HCN,故步骤①不能在酸性条件下进
行,B 项错误;步骤②的离子方程式为 2OCN-+3ClO- CO2↑+CO2-3 +3Cl-+N2↑,氧化剂是 NaClO,还原剂是 NaOCN,氧化产
物只有 N2,还原产物是 NaCl,C 项错误;根据离子方程式可知,生成 1 mol N 2 转移的电子的物质的量为 6 mol,N2 的体积占气
体总体积的
1
2,生成标准状况下 5. 6 L 气体时,n(e-)=6×
5.6L
22.4L/mol×
1
2=0.75 mol,D 项正确。
5.A 依题意,硫酸作氧化剂,氧化 Ag2Se、Cu2Se,应选择浓硫酸作氧化剂,A 项错误;硒化亚铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二
氧化硒,硫酸本身被还原成 SO2,故氧化产物为硫酸铜、二氧化硒,B 项正确;水吸收二氧化硫和二氧化硒,发生氧化还原反
应:SeO2+2SO2+2H2O Se↓+2H2SO4,故生成 1 mol 硒时转移 4 mol 电子,C 项正确;根据流程图知,滤液的主要溶质是
H2SO4,可以蒸发稀硫酸变成浓硫酸,用于焙烧铜阳极泥,D 项正确。
6.D 红色金属为 Cu,反应①为 Cu+H 2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O,蓝色溶液为 CuSO4 溶液,Z 为红褐色固体,即 Z 为
Fe(OH)3,根据框图信息逆推可知 E 为 Fe,反应②为 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,反应③为 2Fe2++2H++H2O2 2Fe3+
+2H2O。
反应②是湿法炼铜,我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家,故 A 项说法正确;由反应②可知 Cu2+的氧化性强于 Fe2+的,故 B
项说法正确;生成的 Fe3+水解得到氢氧化铁,因此可能观察到红褐色沉淀,故 C 项说法正确;反应①为 Cu+H 2O2+H2SO4
CuSO4+2H2O,H2SO4 中各元素的化合价均没有发生变化,H2SO4 仅表现出酸性,H2O2 表现出氧化性,故 D 项说法错误。
7.D 由题图可知,“反应 1”是 ZnFeO 4 与 H2 在加热条件下反应得到 ZnFeO3.5,ZnFeO4 失去 O 发生还原反应,还原产物是
ZnFeO3.5;“电解”是电解硫酸锰溶液生成硫酸和二氧化锰,硫酸锰发生氧化反应,氧化产物是 MnO2,A 项错误。“反应 2”中二氧
化硫转化为硫单质,SO2 发生还原反应,是氧化剂;“吸收”中 SO2 转化为硫酸根离子,发生氧化反应,是还原剂,B 项错误。金属作
为循环Ⅱ中电解过程中的阳极材料时,参与电解反应,故不能用铁网,C 项错误。由于二氧化硫转化为硫单质或硫酸根离子,根据
S 守恒可知,n(S)=n(H2SO4),D 项正确。
8.(除标明外,每空 2 分)(1)2Cr2O2-7 +3N2H4·H2O+16H+ 4Cr3++3N2↑+17H2O 还原剂(1 分) 2.408×10 23(1 分) (2)①0.2
②1∶3 (3)55.6 (4)Fe-2e- Fe2+ 没有还原剂生成,不能将 Cr2O2-7 还原为 Cr3+
【解析】 (1)由题意可知,反应物有 N2H4·H2O 与 Cr2O2-7 ,生成物有 N2 和 Cr3+。N2H4·H2O 中氮元素显-2 价,转化为 N2 后显 0
价,氮元素化合价共升高 2×2=4,Cr2O2-7 中铬元素显+6 价,转化为 Cr3+后显+3 价,铬元素化合价共降低 3×2=6,则 N2H4·H2O 与
Cr2O2-7 的化学计量数之比为 3∶2,则有 3N2H4·H2O+2Cr2O2-7 3N2+4Cr3+,再根据电荷守恒可知,方程式左边应增加 16H+,最
后根据原子守恒可知,方程式右边应增加 17H2O,从而得到配平的离子方程式;反应时水合肼中氮元素化合价升高,作还原
剂;0.1molN2H4·H2O 参加反应时,转移的电子数为 0.1mol×4×6.02×1023mol-1=
2.408×1023。(2)①由处理流程可知,反应的方程式为 SO2+Na2SO3+H2O 2NaHSO3,故 0.1molSO2 参与反应时,理论上能
得到 0.2molNaHSO3。②反应中 NaHSO3 转化为 Na2SO4,硫元素化合价升高 2,NaHSO3 作还原剂;Cr2O2-7 转化为 Cr(OH)3,铬
元素化合价共降低 6,Cr2O2-7 作氧化剂,根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶3。(3)废水处理过程中 Cr2- 10 -
O2-7 转化为 Cr3+,Fe2+ 转化为 Fe3+, 根据得失电子守恒得 Cr2O2-7 ~6Fe2+~6Fe3+ 。n(Cr2O2-7 )=2×10-4mol·L-1×100L=0.02mol, 则
n(Cr3+)=2n(Cr2O2-7 )=0.04mol,n(Fe3+)=6n(Cr2O2-7 )=0.12mol。(
+2
Fe
+3
Fe푥
+3
Cr푦)O4 中 Fe2+与 O2-的物质的量之比为 1∶4,根据电荷守恒
得 2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+3n(Cr3+)=2n(O2-)=8n(Fe2+), 则 n(Fe2+)=(3×0.12mol+3×0.04mol)÷6=0.08mol, 故 需 加 入 的
n(FeSO4·7H2O)=n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.08mol+0.12mol=0.20mol,m(FeSO4·7H2O)=0.20mol×278g·mol-1=55.6g。(4)根据图示,B
电极上 H+放电生成 H2,需得电子,可知 B 电极为阴极,则 A 电极为阳极,电极反应式为 Fe-2e- Fe2+;Fe2+具有还原性,与 Cr2
O2-7 发生氧化还原反应:Cr2O2-7 +6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O。c(H+)减小,导致有 Cr(OH)3 和 Fe(OH)3 沉淀生成。若用
石墨作阳极,阳极为溶液中的 OH-放电,没有还原剂生成,不能将 Cr2O2-7 还原为 Cr3+,故不能产生 Cr(OH)3 沉淀。
9.(除标明外,每空 1 分)(1) -1 氧化性 (2)NH2OH+H2O NH3OH++OH-(2 分) 6.6×10-9 (NH3OH)2SO4 (3)
固 体 逐 渐 变 黑 , 并 有 气 泡 产 生 不 产 生 其 他 杂 质 ( 或 不 会 对 反 应 体 系 造 成 二 次 污 染 ) (4) 阴 NO-3+6e-+7H+
NH2OH+2H2O(2 分) (5)NH3 +2NH2OH +2H2O(2 分)
【解析】 (1)从结构上看,羟胺是氨分子( )中的一个氢原子被羟基代替形成的,故羟胺分子的电子式为 。H 是
+1 价,O 是-2 价,根据化合物中正负化合价代数和为 0 可以求出 N 是-1 价,-1 价是氮元素的中间价态,其既有氧化性又有还原
性,氮原子的孤电子对可以结合水电离出的氢离子表现碱性。(2)由“NH3+H2O NH+4 +OH-”类比,可知一元弱碱羟胺的电离
方程式为 NH2OH+H2O NH3OH++OH-。Kb=
푐(NH3푂H+)·푐(OH-)
푐(NH2푂퐻) =
푐(NH3푂H+)·푐(OH-)·푐(H+)
푐(NH2푂퐻)·푐(H+) =K·Kw=6.6×105×1.0×10-14=6.6×10-9。
NH3OH+是一价阳离子,其硫酸正盐与 Na2SO4 类似,就是把 Na+换成 NH3OH+,即为(NH3OH)2SO4。(3)NH2OH 中-1 价的 N 失
电子被氧化为 N2(有气泡产生),AgBr 中的 Ag+得电子被还原为 Ag(固体逐渐变黑)。羟胺被氧化生成 N2 和 H2O,被称为“绿色
还原剂”,故其优点是“不产生其他杂质”。(4)从硝酸中+5 价 N 到羟胺中-1 价 N 发生得电子的还原反应,故羟胺应该在阴极生成,
先根据 N 化合价降低 6 写为 NO-3+6e- NH2OH,再根据电荷守恒和反应溶液显酸性,在左边补充“7H+”、右边补充“2H2O”:N
O-3+6e-+7H+ NH2OH+2H2O。(5)1molNa3AsO3 被氧化为 Na3AsO4 失去 2mol 电子(As 由+3 价升高到+5 价),1mol 羟胺中
的 N 得到 2mol 电子,N 由-1 价降低到-3 价,还原产物为 NH 3 。观察反应物丁二酮( )和生成物丁二酮肟
( )的结构简式可发现,丁二酮中羰基上的氧原子被 N—O—H 代替,即 2 个羰基氧原子结合 2 个羟胺分子
中的 4 个氢原子生成水: +2NH2OH +2H2O。
【试题评析】 利用考生未学过的羟胺创设崭新情境,综合考查考生运用所学教材知识、结合题中的信息分析解决问题的能
力。第(1)小题考查“结构决定性质”的化学核心素养;第(2)小题考查考生由熟悉的氨到陌生的羟胺的联想类比推理能力。第(5)
小题进行无机与有机知识的融合,知识跨度较大。试题设计符合考试中心命题专家强调的“以化学反应原理和物质结构两大理
论为指导,学习无机物的组成、结构、反应和应用”的新理
念。
【易错警示】 不少考生在回答第(3)小题中第一空时,易答成“固体逐渐变成银白色,并有气泡产生”,错误的主要原因是对银镜
实验的现象观察不仔细、不全面,银镜实验中形成光亮的银镜后,若把试管中的溶液倒入另一试管中,可以观察到有黑色沉淀
产生,这表明银晶体呈银白色,微小的银颗粒则呈黑色,原因是银块能反射部分吸收的光呈银白色,银粉难反射光而显黑色。正
确描述是“固体逐渐变黑,并有气泡产生”。
10.(1)①2H2O-4e- O2↑+4H+(2 分) ②阴极反应式为 ClO2+e- ClO-2,产生的 ClO-2在溶液中与 ClO-3发生反应:ClO-3+Cl
O-2+2H+ 2ClO2↑+H2O。ClO2 一部分逸出,一部分循环反应(2 分) (2)①催化剂(1 分) ②2Cl- 4H+ Cl2↑ 2H2O(共 2
分) ③反应 i 较快,反应 ii 与反应 i 速率相当或更快,反应 iii 较慢。因为 ClO2 产率很高且 Cl2 的量极少,不添加 Cl-时起始生成
ClO2 的速率很慢(2 分) (3)①2ClO2+2I- 2ClO-2+I2(2 分) ②溶液蓝色恰好消失且 30 s 内不变为蓝色(2 分) ③0.675(2
分)
【解析】 (1)①水中氧元素化合价升高产生 O 2,氧气在阳极生成,阳极反应式是 2H 2O-4e- O2↑+4H+;②根据题图可
知,ClO 2 的产生过程如下:阴极发生反应 ClO 2+e- ClO-2,产生的 ClO-2在溶液中与 ClO-3发生反应 ClO-3+ClO-2+2H+
2ClO2↑+H2O。ClO2 一部分逸出,一部分循环反应。(2)根据题表数据可知,加入 NaCl,生成 ClO2 的速率明显增大,所以 NaCl
的主要作用是作催化剂。②总反应的离子方程式是 H2O2+2ClO-3+2H+ 2ClO2↑+O2↑+2H2O,总反应-反应 ii 可得反应 i:2Cl
O-3+2Cl-+4H+ 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。③根据 ClO2 产率很高且 Cl2 的量极少,不添加 Cl-时起始生成 ClO2 的速率很慢,可推
知反应 i 较快,反应 ii 与反应 i 速率相当或更快,反应 iii 较慢。(3)①步骤Ⅰ中 ClO2 与 I-反应生成 ClO-2和碘单质,反应的离子方程
式是 2ClO2+2I- 2ClO-2+I2。②当碘单质完全反应时,溶液蓝色消失,当步骤Ⅱ中蓝色恰好消失且 30s 内不变为蓝色时,达到滴
定终点,停止滴加 Na2S2O3 溶液。③根据 2ClO2+2I- 2ClO-2+I2、2S2O2-3 +I2 S4O2-6 +2I-,可知 ClO2 与 S2O2-3 的物质的量比
是 1∶1; 则 水 样 中 ClO2 的 物 质 的 量 =n(S2O2-3 )=0.0010mol·L-1×0.01L=1.0×10-5mol, 水 样 中 ClO2 的 质 量 浓 度
=1.0×10-5mol×67.5g·mol-1×103÷1.0L=0.675mg·L-1。- 11 -
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