第二章第三講氧化還原反應(yīng)

1、第三講 氧化還原反應(yīng)一、選擇題1下列各組離子因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是()AH、Fe2、Cr2O、SOBCa2、H、SO、HCOCNa、Ca2、Cl、S2DFe3、K、SCN、Cl解析 A項(xiàng)酸性條件下，F(xiàn)e2能被Cr2O氧化為Fe3；B項(xiàng)H和HCO反應(yīng)放出CO2而不能共存；C項(xiàng)Cu2和S2生成CuS沉淀而不能共存；D項(xiàng)Fe3與SCN發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能共存。答案 A2亞硝酸鈉是一種防腐劑和增色劑，但在食品中過(guò)量時(shí)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。其在酸性條件下會(huì)產(chǎn)生NO和NO2。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()ANaNO2既具有氧化性又具有還原性B食用“醋溜豆芽”可能會(huì)減少亞硝酸鈉對(duì)人體的危害CNaNO2和胃

2、酸作用的離子方程式為：2NO2H=NONO2H2OD1 mol NaNO2在酸性條件下完全反應(yīng)生成NO和NO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1 mol解析 NaNO2中的氮元素的化合價(jià)為3價(jià)，既能升高又能降低，A正確；食醋中含有乙酸，可與亞硝酸鈉作用而使其損耗，B正確；胃酸屬于強(qiáng)酸，NaNO2是易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，C正確；根據(jù)C中離子方程式分析可知：1 mol NaNO2在酸性條件下完全反應(yīng)生成NO和NO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量應(yīng)為0.5 mol，D不正確。答案 D3一定條件下硝酸銨分解的化學(xué)方程式為5NH4NO3=2HNO34N29H2O，在反應(yīng)中被氧化與被還原的氮原子的物質(zhì)的量之比為()。A53 B

3、54C11 D35解析 反應(yīng)中銨離子中的氮元素化合價(jià)由3價(jià)到0價(jià)(失去電子被氧化)，硝酸根離子中氮元素化合價(jià)由5價(jià)到0價(jià)(得到電子被還原)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知，被氧化與被還原的氮原子的物質(zhì)的量之比為53。答案 A4. 衛(wèi)生部發(fā)出公告，自2012年5月1日起，禁止在面粉生產(chǎn)中添加過(guò)氧化鈣(CaO2)等食品添加劑。下列對(duì)于過(guò)氧化鈣(CaO2)的敘述錯(cuò)誤的是 ()。ACaO2具有氧化性，對(duì)面粉可能具有增白作用BCaO2中陰陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比為11CCaO2與水反應(yīng)時(shí)，每產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移電子4 molDCaO2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaO22CO2=2CaCO3O2解析2Ca

4、O22H2O=2Ca(OH)2O2反應(yīng)中CaO2既是氧化劑又是還原劑，氧元素從1價(jià)變?yōu)?價(jià)，產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移電子2 mol。故C不正確。答案C5新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox)(3x4；M表示Mn、Co、Zn或Ni的二價(jià)離子)，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的SO2、NO2等氧化物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)。轉(zhuǎn)化流程如圖所示，下列有關(guān)該轉(zhuǎn)化過(guò)程的敘述正確的是 ()。AMFe2O4表現(xiàn)了還原性BMFe2Ox表現(xiàn)了還原性CSO2和NO2表現(xiàn)了還原性DSO2和NO2發(fā)生了分解反應(yīng)解析根據(jù)題中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，結(jié)合化合價(jià)變化規(guī)律得出MFe2Ox表現(xiàn)了還原性，B項(xiàng)正確、A項(xiàng)錯(cuò)誤；SO2、NO2為氧化劑，表現(xiàn)出

5、氧化性，也沒(méi)有被分解，故C、D項(xiàng)錯(cuò)。答案B6金屬鈦(Ti)性能優(yōu)越，被稱為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”。工業(yè)上以金紅石為原料制取Ti的反應(yīng)為aTiO2bCl2cCaTiCl4cCOTiCl42MgTi2MgCl2關(guān)于反應(yīng)、的分析不正確的是 ()。TiCl4在反應(yīng)中是還原產(chǎn)物，在反應(yīng)中是氧化劑；C、Mg在兩個(gè)反應(yīng)中均為還原劑，被還原；在反應(yīng)、中Mg的還原性大于C的，C的還原性大于TiCl4的；a1，bc2；每生成19.2 g Ti，反應(yīng)、中共轉(zhuǎn)移4.8 mol e。A B C D解析反應(yīng)中，Cl從0價(jià)降到1價(jià)，每反應(yīng)1 mol Cl2轉(zhuǎn)移2 mol e，C從0價(jià)升到2價(jià)，每反應(yīng)1 mol C轉(zhuǎn)移2

6、 mol e，配平化學(xué)方程式有a1，bc2，正確；根據(jù)化合價(jià)的變化情況，TiCl4在反應(yīng)中是還原產(chǎn)物，在反應(yīng)中是氧化劑，正確；還原劑被氧化，錯(cuò)誤；在同一反應(yīng)中，還原劑的還原性最強(qiáng)，但Mg和C不在同一反應(yīng)中，無(wú)法判斷其還原性相對(duì)大小，錯(cuò)誤；反應(yīng)中，Ti由4價(jià)降到0價(jià)，每生成1 mol Ti(即48 g)轉(zhuǎn)移4 mol e，故每生成19.2 g Ti(即0.4 mol)轉(zhuǎn)移1.6 mol e，結(jié)合反應(yīng)每生成0.4 mol TiCl4轉(zhuǎn)移1.6 mol e，反應(yīng)、中共轉(zhuǎn)移3.2 mol e，錯(cuò)誤。答案D7 R2O8n在一定條件下可以把Mn2氧化成MnO4，若反應(yīng)中R2O8n變?yōu)镽O42，又知反應(yīng)中氧

7、化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為52，則n值為 ()。A1 B2 C3 D4解析根據(jù)得失電子守恒，2 mol Mn22 mol MnO4，失2×5 mol10 mol e，所以每1 mol R2O8n2 mol RO42得2 mol e，故可知R2O8n中R的化合價(jià)為7價(jià)。因此n2。答案B二、非選擇題8氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途，貫穿古今。(1)水是人體的重要組成成分，是人體中含量最多的一種物質(zhì)。而“四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系”也可用如圖表達(dá)。試寫(xiě)出有水參加的符合反應(yīng)類型的一個(gè)化學(xué)方程式：_其中水為_(kāi)劑。(2)氯化銨常用作焊接。如：在焊接銅器時(shí)用氯化銨除去銅器表面

8、的氧化銅以便焊接，其反應(yīng)為：CuO_NH4ClCu_CuCl2N2_H2O。配平此氧化還原反應(yīng)方程式。該反應(yīng)中，被氧化的元素是_ (填元素名稱)，氧化劑是_(填化學(xué)式)。(3)磷酸鈣與焦炭、石英砂混合，在電爐中加熱到1 500 生成白磷，反應(yīng)為：2Ca3(PO4)26SiO2=6CaSiO3P4O10，10CP4O10=P410CO。每生成1 mol P4時(shí)，就有_mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。解析 (1)由圖可知，反應(yīng)類型全部屬于氧化還原反應(yīng)，應(yīng)該是置換反應(yīng)，有水參加的置換反應(yīng)有許多，如CH2O(g)COH2、2Na2H2O=2NaOHH2等上述兩個(gè)反應(yīng)中水均作氧化劑。(2)用化合價(jià)升降法配平化學(xué)方程

9、式為4CuO2NH4Cl3CuCuCl2N24H2O。在該反應(yīng)中，氮元素化合價(jià)升高，被氧化，NH4Cl為還原劑，銅元素化合價(jià)降低，被還原，CuO為氧化劑。(3)反應(yīng)過(guò)程中磷酸鈣最終變成了白磷，磷的化合價(jià)由5價(jià)變成0價(jià)，由此可以得到如下關(guān)系式：2Ca3(PO4)2P420e，所以每生成1 mol P4，轉(zhuǎn)移20 mol電子。答案 (1)CH2O(g)COH2(合理即可)氧化(2)4CuO2NH4Cl3CuCuCl2N24H2O氮CuO(3)209按要求填空。(1)在S2、Fe2、Fe3、Mg2、S、I、H中，只有氧化性的是_，只有還原性的是_，既有氧化性又有還原性的是_。(2)某同學(xué)寫(xiě)出以下三個(gè)

10、化學(xué)方程式(未配平)NOHNO3N2O3H2ONH3NOHNO2H2ON2O4H2OHNO3HNO2其中你認(rèn)為一定不可能實(shí)現(xiàn)的是_。(3)下列三個(gè)氧化還原反應(yīng)中，氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)是_。2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若溶質(zhì)中Cl與I共存，為了氧化I而Cl不被氧化，除單質(zhì)外，還應(yīng)用上述反應(yīng)中的_作氧化劑。解析(1)根據(jù)元素化合價(jià)升降分析判斷。(2)若含有同種元素不同價(jià)態(tài)的兩種物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，生成物中該元素的價(jià)態(tài)應(yīng)介于兩種反應(yīng)物元素價(jià)態(tài)之間。3價(jià)與2價(jià)之間應(yīng)為0價(jià)或1價(jià)，不可能出現(xiàn)

11、3價(jià)的氮，所以式不能實(shí)現(xiàn)。(3)由知氧化性：FeCl3I2，還原性：IFe2；由知氧化性：Cl2FeCl3，還原性：Fe2Cl；由知氧化性：KMnO4Cl2，還原性：ClMn2，由此推知氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镵MnO4Cl2FeCl3I2，還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮Fe2ClMn2。所以KMnO4可氧化Cl、Fe2及I，F(xiàn)eCl3只氧化I。所以必須選擇比Cl2氧化能力的差而比I2氧化能力強(qiáng)的氧化劑FeCl3。答案(1)Fe3、Mg2、HI、S2Fe2、S(2)(3)KMnO4FeCl310用高效的二氧化氯(ClO2)替代液氯進(jìn)行消毒，可避免產(chǎn)生對(duì)人體健康有害的有機(jī)氯代物。(1)工業(yè)上，ClO2常用NaClO

12、3和Na2SO3溶液混合并加硫酸酸化后反應(yīng)制得，則化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)，在該反應(yīng)中NaClO3和Na2SO3的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。(2)有效氯含量是含氯消毒劑的一個(gè)重要指標(biāo)，有效氯含量的定義：從HI中氧化出相同量的I2所需Cl2的質(zhì)量與指定含氯消毒劑的質(zhì)量之比，常用百分?jǐn)?shù)表示。則ClO2的有效氯含量是_。(3)化學(xué)小組的同學(xué)欲對(duì)用ClO2消毒過(guò)的自來(lái)水進(jìn)行氯元素含量的測(cè)定(假定ClO2全部轉(zhuǎn)化為Cl)，他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：向30.00 mL水樣中加幾滴K2CrO4溶液作指示劑，用0.001 mol·L1 AgNO3溶液滴定，當(dāng)有磚紅色Ag2CrO4沉淀出現(xiàn)時(shí)，達(dá)滴定終點(diǎn)，此時(shí)用去AgNO

13、3溶液12.12 mL。水樣中Cl的物質(zhì)的量濃度是_。已知Ksp(AgCl)1.780×1010，Ksp(Ag2CrO4)2.00×1012。如在滴定終點(diǎn)時(shí)，測(cè)得溶液中CrO42的濃度是5.000×103 mol·L1。試計(jì)算此時(shí)溶液中Cl的濃度是_。解析(1)根據(jù)題意，可知發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3Na2SO3H2SO4=2Na2SO42ClO2H2O，n(NaClO3)n(Na2SO3)21。(2)根據(jù)題意可知，2 mol HI被氧化生成1 mol I2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗氧化劑Cl2 71 g。若用ClO2氧化HI得到I2，反

14、應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO210HI=5I22HCl4H2O，若生成1 mol I2則消耗ClO2的物質(zhì)的量為mol，其質(zhì)量為27 g，因此ClO2的有效氯含量為×100%263%。(3)溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)為：AgCl=AgCl，則n(Ag)n(Cl)，0.001 mol·L1×12.12×103 Lc(Cl)×30.00×103 L，因此c(Cl)4.040×104 mol·L1。在滴定終點(diǎn)時(shí)，c(CrO42)5.000×103 mol·L1，根據(jù)Ksp(Ag2CrO4)2.000×

15、1012，則c(Ag)2.000×105(mol·L1)。根據(jù)Ksp(AgCl)1.780×1010，則c(Cl)8.900×106(mol·L1)。答案(1)2NaClO3Na2SO3H2SO4=2Na2SO42ClO2H2O21(2)263%(或2.63)(3)4.040×104 mol·L18.900×106 mol·L111取一定量的酸性KMnO4溶液依次進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，有關(guān)現(xiàn)象記錄如下：滴加適量H2O2，紫紅色退去，并有氣泡產(chǎn)生；再加入適量的PbO2固體，固體溶解，溶液又變?yōu)樽霞t色；最后通入足量的SO2氣體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)；(2)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)