第三讲氧化还原反应一、选择题1．火星的岩层中含有丰富的高氯酸盐，实验室中可用碘水测定其含量，相关反应为：ClO＋I2＋―→Cl－＋IO＋，则X、Y分别为( )A．H＋、H2OB．OH－、H2OC．H2O、H＋D．H2O、OH－解析 由反应式可知，ClO→Cl－氯元素由＋7→－1，降低8价，I2→IO碘元素由0→＋5，升高5价，综合得失电子守恒和质量守恒，配平得：5ClO＋4I2＋8OH－===5Cl－＋8IO＋4H2O知X为OH－，Y为H2O。故B正确。答案 B2．根据以下几个反应：①Cl2＋2KI===2KCl＋I2②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2④I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI判断氧化性由强到弱的顺序是( )A．Cl2＞I2＞Fe3＋＞SO2B．Cl2＞Fe3＋＞I2＞SO2C．Cl2＞Fe3＋＞SO2＞I2D．Fe3＋＞I2＞Cl2＞SO2解析 先找出每个反应中有关物质(离子)氧化性或还原性的强弱，然后再将几个不等式比较，即可得出结论。答案 B3．在一种酸性溶液中，可能存在NO、I－、Cl－、Fe3＋中的一种或几种离子，向该溶液中加入溴水，溴单质被还原，则以下推测中不正确的是( )A．一定有碘离子 B．可能含铁离子C．可能有氯离子D．不含硝酸根离子解析 溴单质能氧化的离子只有I－，一定有碘离子，而Fe3＋和NO(H＋)能氧化I－，故一定不含Fe3＋和NO，可能含有Cl－。7\n答案 B4．下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )A．F2、K、HClB．Cl2、Al、H2C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O解析 元素具有最高价时只有氧化性，具有最低化合价时只有还原性，而处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性；F无正价，故只具有氧化性；K没有负化合价，只具有还原性；HCl中H＋具有氧化性，Cl－具有还原性。答案 A5．高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )A．铁B．氮C．氧D．碳解析 高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素被氧化；二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被还原；CO再与Fe2O3反应，可得到铁，其中一氧化碳中的碳被氧化。答案 D6．Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列说法中不正确的是( )A．Na2O2在上述反应中只作氧化剂B．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物C．Na2FeO4处理水时，既能杀菌，又能在处理水时产生胶体净水D．2molFeSO4发生反应时，共有10mol电子发生转移解析 6份的Na2O2中只有1份中的氧失去电子变成氧气，另外5份中的氧得到电子变成－2价的氧，A项错；2molFe2＋转化为＋6价的铁时，转移8mol电子，再加上生成1molO2时Na2O2失去的2mol电子，反应中共转移10mol电子，D项对。答案 A7．锑(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在，我国锑的蕴藏量占世界第一。从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物，再用碳还原：2Sb2S3＋3O2＋6FeSb4O6＋6FeS①7\nSb4O6＋6C4Sb＋6CO↑②关于反应①、②的说法正确的是( )A．反应①②中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6B．反应①中每生成3molFeS时，共转移6mol电子C．反应②说明高温下Sb的还原性比C强D．每生成4molSb时，反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为4∶3解析 在①中Sb、S两元素的化合价没有变化，所以Sb2S3既不是氧化剂，也不是还原剂；②中碳是还原剂，其还原性强于Sb；生成4molSb时①中的还原剂是6molFe，②中还原剂是6molC，物质的量之比应为1∶1，故B项正确。答案 B8．已知：①向KMnO4晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；②向FeCl2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。下列判断正确的是( )A．上述实验证明氧化性：MnO>Cl2>Fe3＋>I2B．上述实验中，共有两个氧化还原反应C．实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝D．实验②证明Fe2＋既有氧化性又有还原性解析 ①向KMnO4晶体滴加浓盐酸，化学方程式为：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，KMnO4→MnCl2得到电子，KMnO4作氧化剂，MnCl2为还原产物；②向FeCl2溶液中通入氯气，化学方程式为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，其中氧化剂为氯气，FeCl3即是氧化产物又是还原产物；③的方程式为：2KI＋2FeCl3===2KCl＋2FeCl2＋I2，FeCl3为氧化剂，KI为还原剂，FeCl2为还原产物，I2为氧化产物，由此可知A正确；这三个反应均有化合价的变化，均为氧化还原反应，B不正确；氯气的氧化性大于FeCl3，所以氯气也能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，C错误；实验②发生的反应可知Fe2具有还原性，不能说明Fe2＋具有氧化性。答案 A二、非选择题7\n9．小明为验证NO2的氧化性和NO的还原性，设计了如下装置制取NO2和NO，并验证其性质，装置图如下：(1)写出甲中反应的离子方程式：_______________________________________________，乙中的现象是__________________________，可证明NO2的氧化性；在丙中鼓入空气后现象是_____________________________________________________________________，可证明NO的还原性。(2)实验前丙中充满水的作用是_______________________________________________________________________________________________(用反应方程式和简要文字回答)。(3)小华对小明的实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性？(简要回答出原理和现象即可)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析 本题利用Cu与浓HNO3的反应制取NO2，再利用NO2与水的反应制NO；分别在不同的装置中检验它们的性质，在小明的实验设计中乙装置不能区分NO2和HNO3是谁氧化了Na2S，故应在无水的环境中检验NO2的氧化性。答案 (1)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 溶液变浑浊 有红棕色气体生成(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，制取NO，并用排水法收集NO(3)NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸，可将Na2S氧化，使溶液变浑浊 可将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合，若有淡黄色固体生成，即可证明NO2的氧化性10．磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。(1)磷元素的原子结构示意图是________。7\n(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：2Ca3(PO4)2＋6SiO2===6CaSiO3＋P4O1010C＋P4O10===P4＋10CO每生成1molP4时，就有________mol电子发生转移。(3)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：C6H8O6＋I2===C6H6O6＋2H＋＋2I－2S2O＋I2===S4O＋2I－在一定体积的某维生素C溶液中加入amol·L－1I2溶液V1mL，充分反应后，用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2，消耗bmol·L－1Na2S2O3溶液V2mL。该溶液中维生素C的物质的量是________mol。解析 (2)磷在反应中的价态由＋5价变成0价，故每生成1molP4就会得到20mol电子。(3)由题目给出的两个离子方程式知，n(I2)＝n(C6H8O6)＋0.5n(S2O)，即aV1×10－3＝n(C6H8O6)＋0.5bV2×10－3，则n(C6H8O6)＝aV1×10－3－0.5bV2×10－3＝。答案 (1)(2)20(3)(或其他合理答案)11．某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。(2)已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为________________________________________________________________________。(3)根据上述反应可推知________(填序号)。a．氧化性：KBrO3>H3AsO4b．氧化性：H3AsO4>HBrO3c．还原性：AsH3>X7\nd．还原性：X>AsH3(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目。＋解析 (1)该反应为氧化还原反应，KBrO3在反应中得电子，作氧化剂。通过分析各物质化合价知：AsH3中As的化合价升高，AsH3作还原剂。(2)KBrO3中溴的化合价为＋5,0.2molKBrO3得到1mol电子，1个KBrO3得到5个电子，化合价降低5价，为0，故X为Br2。(3)反应中KBrO3是氧化剂，Br2为还原产物，AsH3为还原剂，H3AsO4为氧化产物，在同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，可推知a、c正确。(4)根据氧化还原反应中得失电子数相等，可配平该反应为：4H2SO4＋5AsH3＋8KBrO3===5H3AsO4＋4Br2＋4H2O＋4K2SO4。答案 (1)AsH3 (2)Br2 (3)ac (4)8KBrO3＋5A40e－sH312．化学实验的微型化可有效地减少污染，实现化学实验绿色化的要求。某学生按下列操作做一个实验：在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴，每种液滴彼此分开，围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示)，在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体，向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸，再立即将表面皿盖好。[已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O](1)e处反应的离子方程式为________________________________________________。该反应中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。(2)b处的实验现象为_____________________________________________________，d处的实验现象为______________________________________________________。(3)c处反应的化学方程式为______________________________________________。标准状况下，当有0.224LCl2被NaOH溶液吸收后，转移电子的物质的量为__mol。7\n(4)通过该实验能否比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱？________(填“能”或“不能”)，若能，其氧化性由强到弱的顺序是________________。解析 (1)根据e处发生反应的化学方程式判断反应中的氧化剂为KMnO4，还原剂为HCl，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶10＝1∶5，而不是1∶8。(2)b处发生的反应为2KI＋Cl2===2KCl＋I2，I2遇淀粉显蓝色；d处发生的反应为：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，Fe3＋和SCN－反应使溶液变红色。(3)Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式：当有0.01molCl2被吸收时，转移0.01mol电子。(4)e处实验说明氧化性KMnO4＞Cl2，d处实验说明氧化性Cl2＞FeCl3，因此，三种物质氧化性强弱顺序为：KMnO4＞Cl2＞FeCl3。答案 (1)2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 1∶5(2)溶液由无色变为蓝色 溶液由浅绿色变为红色(3)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 0.01(4)能 KMnO4＞Cl2＞FeCl37
