1、第3课时 氧化还原反应的应用一、概念判断(判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”,共5小题,每题1分,共5分)1.在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数。()提示:。2.在氧化还原反应中,金属单质作反应物时一定是还原剂。()提示:。3.金属原子失去的电子数越多,金属的还原性越强。()提示:。还原性强弱与失电子数目无关。4.向FeI2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。()提示:。还原性:I-Fe2+,通少量Cl2时,应先氧化I-。5.含硫化合物X、Y的转化关系S+NaOHX+Y+H2O中,硫单质的化合价最低。()提示:。S与N
2、aOH发生歧化反应。二、选择题(本题包括7小题,每题2分,共14分)题组1氧化还原反应的配平1.三元催化器是安装在汽车排气系统中的净化装置,它可将汽车尾气排出的CO和NO等有害气体转变为无害的二氧化碳和氮气。如图为该反应的微观示意图(未配平),其中不同符号的球代表不同种原子。下列说法正确的是()A.该反应属于置换反应B.丁是氧化产物C.甲中黄球代表的原子被氧化D.配平后甲、乙、丙、丁的化学计量数依次为2、2、2、1【解析】选D。根据变化的微观示意图,一种球对应一种原子,CO和NO转变为二氧化碳和氮气,则蓝球为O,黑球为C,黄球为N,据此分析解答。A.从微观示意图不难看出,该反应为化合物和化合物
3、反应生成单质和化合物的反应,不属于置换反应,故A错误;B.根据上述分析,反应为NO+COCO2+N2,N元素化合价降低,被还原,氮气(丁)为还原产物,故B错误、C错误;D.配平后的反应为2NO+2CO 2CO2+N2,甲、乙、丙、丁的化学计量数依次为2、2、2、1,故D正确。2.工业上冶炼锡的第一步反应原理为2SnO2+3C2Sn+aM+CO2,则下列说法中错误的是()A.反应中SnO2被还原B.a的值为3C.反应后元素化合价升高的物质有两种D.还原性:CSn【解析】选B。根据氧化还原规则,二氧化锡中锡元素化合价下降,发生还原反应,作氧化剂,碳单质发生氧化反应,作还原剂,据此回答问题。A. 反
4、应中SnO2被还原,A正确;B. 根据原子守恒原理,M为气体,则M只能是CO,a的值为2,B错误;C. 反应后元素化合价升高的物质有两种,CO和CO2,C正确;D. 还原剂的还原性大于还原产物的还原性,即还原性:CSn,D正确。题组2氧化还原反应的计算3.(2021北京师范大学附属中学高一检测)已知aR+bH+cCl-dR2+5Cl2+ 8H2O,则R中R的化合价为()A.+4B.+5C.+6D.+7【解析】选D。对反应aR+bH+cCl-dR2+5Cl2+8H2O,由质量守恒可知b=16,c=10,a=2,d=2,结合电荷守恒可知16-2x-10=4,则x=1,则可确定R中R的化合价为+7。
5、4.已知在碱性溶液中可发生如下反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl22M+6Cl-+8H2O,则M中的M的化合价是()A.+4B.+5C.+6D.+7【解析】选C。由电荷守恒得2n+6=10,解得n=2,则M中M的化合价为+6。5.用下列方法均可制得氧气:2KClO32KCl+3O22H2O22H2O+O22KMnO4K2MnO4+MnO2+O2若要制得相同质量的氧气,反应中电子转移数目之比为()A.311B.314C.111D.212【解析】选D。要制得相同质量的氧气,则生成氧气的分子数相同,假设均生成1个氧气分子,对于反应和反应,O的化合价由-2价升高至0价,转移4个电子,对于反应,O
6、的化合价由-1价升高至0价,转移2个电子,因此三个反应中电子的转移数目之比为424=212。题组3氧气的实验室制法6.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是()A.将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B.实验室制取Cl2的反应中,浓盐酸起到酸性和氧化剂作用C.实验室用如图装置除去Cl2中少量的HClD.实验室制备Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集【解析】选D。Cl2可与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,引入新的杂质,并且消耗Cl2,A项不正确;实验室制取Cl2的反应中,浓盐酸起到酸性和还原剂的作用,B项不正确;用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体时,导气管
7、应长进短出,C项不正确;因为Cl2能溶于水,而难溶于饱和食盐水,故实验室可用排饱和食盐水法收集Cl2,D项正确。7.(2021临沂高一检测)实验室用下列方法制取氯气:用含146 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应;用87 g MnO2与足量的浓盐酸反应,若不考虑HCl的挥发,则反应后所得氯气的质量()A.方法比方法多B.方法比方法多C.两种方法一样多 D.无法比较【解析】选B。MnO2与浓盐酸反应制Cl2,随着反应的进行,浓盐酸变稀,稀盐酸不能与MnO2反应,故反应所得氯气的质量小于71 g;浓盐酸足量时,根据MnO2的质量可计算出反应所得氯气的质量为71 g,所以反应后所得氯气的质量:I
8、2,不能说明氧化性:O2I2,故B错;D中电荷、原子不守恒,应为O3+2I-+2H+I2+O2+H2O,故D错。5.在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O中,氧化剂与还原剂的质量之比为()A.87146B.14687C.8773D.7387【解析】选C。反应中二氧化锰为氧化剂,氯化氢为还原剂,反应中的氯化氢有一半作还原剂,所以氧化剂和还原剂的质量比为87(36.52)=8773。6.(2021长春高一检测)高铁酸钾是一种高效绿色水处理剂,其工业制备的反应原理是Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O(未配平),下列叙述不正确的是()A.ClO-是氧化剂B.每1
9、molFe(OH)3得到3 mol电子C.反应中氧化剂和还原剂的计量系数比为32D.用高铁酸钾处理水时,可消毒杀菌,又能吸附水中悬浮颗粒净水【解析】选B。Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O反应中Fe元素的化合价由+3价升高为+6价,Cl元素的化合价由+1价降低为-1价,结合氧化还原反应的规律分析解答。A.Cl元素的化合价降低,被还原,则ClO-是氧化剂,故A正确;B.Fe元素的化合价由+3价升高为+6价,失去电子,而且1 mol Fe(OH)3 失去3 mol电子,故B错误;C.Fe元素的化合价由+3价升高为+6价,Cl元素的化合价由+1价降低为-1价,ClO-是氧化剂,Fe
10、(OH)3是还原剂,根据化合价升降守恒,配平后的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O,氧化剂和还原剂的计量系数比为32,故C正确;D.高铁酸钾具有强氧化性,用高铁酸钾处理水时,可杀菌消毒,其还原产物为铁离子,能水解生成具有吸附能力的氢氧化铁胶体,能够吸附水中悬浮杂质,起到净水作用,故D正确。7.KMnO4是常用的消毒剂和氧化剂。已知相关化学反应如下:向含KOH的K2MnO4溶液中通入Cl2制备KMnO4:2K2MnO4+Cl22KMnO4+2KCl实验室制Cl2:2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O测定废水中Mn2+:2Mn
11、+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+下列有关说法错误的是()A.Mn的氧化性一定比Cl2的氧化性强B.物质氧化性与酸碱性有关,pH越低,氧化性越强C.中生成2个还原产物时转移6个电子D.若转移电子数相等,则中KMnO4与中KMnO4的质量之比为51【解析】选A。2K2MnO4+Cl22KMnO4+2KCl反应中,Cl2是氧化剂,KMnO4是氧化产物,则氧化性:Cl2KMnO4,所以Mn的氧化性不一定比Cl2的氧化性强,故A错误;由题中反应可知,在酸性条件下,KMnO4具有强氧化性,所以物质氧化性与酸碱性有关,pH越低,氧化性越强,故B正确;中Mn被还原生成还原产物为MnO2,则生成2个还原产
12、物时转移6个电子,故C正确;中1个KMnO4转移1个电子,中1个KMnO4转移5个电子,所以若转移电子数相等,则中KMnO4与中KMnO4的质量之比为51,故D正确。8.实验室制取氯气时,下列说法正确的是()A.装置可用于制取少量氯气B.用装置可以除去氯气中的少量氯化氢C.用装置制取氯气缺少加热装置D.用装置可以干燥氯气【解析】选C。实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制备氯气,装置的盐酸是稀盐酸,不能用于制取少量氯气,A错误;氯气也能与碳酸氢钠反应,应该用饱和食盐水除去氯气中的少量氯化氢,且应该是长口进短口出,B错误;实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制备氯气,装置中缺少加热装置,不能制取氯气
13、,C正确;用装置干燥氯气时应该是长口进短口出,D错误。9.已知5KCl+KClO3+3H2SO43Cl2+3K2SO4+3H2O,下列说法不正确的是()A.H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂B.1 mol KClO3参加反应时有5 mol电子转移C.KClO3 是氧化剂D.被氧化与被还原的氯元素的物质的量比为15【解析】选D。A.H2SO4的组成元素在反应前后元素化合价没有发生变化,因此该物质在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,A正确;B.在反应前KClO3中Cl元素化合价为+5价,反应后变为Cl2中的0价,化合价降低5价,所以1 mol KClO3参加反应时有5 mol电子转移,此时KClO3
14、作氧化剂,B、C正确;D.在反应前KClO3中Cl元素化合价为+5价,反应后变为Cl2中的0价,化合价降低5价,得到电子被还原;KCl中Cl元素化合价为-1价,反应后变为Cl2中的0价,化合价升高1价,失去电子被氧化,根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等,可知KClO3、KCl反应的个数比为15,即被氧化与被还原的氯元素的物质的量比为51,D错误。10.反应8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的分子数之比为()A.23B.83C.63D.32【解析】选A。反应中,NH3中N的化合价由-3价变为0价,转移6个电子,则2个NH3被氧化,Cl2的化合价由0价变为-
15、1价,转移6个电子时,则有3个Cl2被还原,被氧化的NH3与被还原的Cl2的分子数之比为23。11.(双选)氰化物是水体污染的主要物质,该类物质有剧毒,特别是HCN具有挥发性,毒害更大。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+Cl2CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列有关该反应说法错误的是()A.该反应属于氧化还原反应B.Cl2是还原剂,CO2和N2是氧化产物C.氧化剂与还原剂的化学计量数之比为25D.该反应的离子方程式为2CN- +8OH- +5Cl22CO2+N2+10Cl- +4H2O【解析】选B、C。CN- 中碳元素的化合价为+2价,氮元素
16、的化合价为-3价,由题给未配平方程式可知,反应中碳元素和氮元素化合价升高被氧化,CN-为还原剂,氯元素化合价降低被还原,Cl2为氧化剂,由得失电子数目守恒和原子个数守恒可知,配平的离子方程式为2CN- +8OH- +5Cl22CO2+N2+ 10Cl- +4H2O。A.由分析可知,该反应前后元素化合价有变化,属于氧化还原反应,故A正确;B.由分析可知,反应中Cl2是氧化剂,CN-是还原剂,CO2和N2是氧化产物,故B错误;C.由分析可知,反应中Cl2是氧化剂,CN-是还原剂,氧化剂与还原剂的化学计量数之比为52,故C错误;D.由分析可知,反应中Cl2是氧化剂,CN-是还原剂,由得失电子数目守恒
17、和原子个数守恒可知,配平的离子方程式为2CN- +8OH- +5Cl22CO2+N2+10Cl-+ 4H2O,故D正确。12.(双选)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O。下列说法正确的是()A.KClO3在反应中得到电子B.KClO3被氧化C.H2C2O4在反应中被还原D.1 molKClO3参加反应有1 mol电子转移【解析】选A、D。Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,则KClO3在反应中得到电子,故A正确;Cl元素的化合价由+5降低为+4价,被还原,故B错
18、误;C元素的化合价由+3升高到+4价,被氧化,则H2C2O4在反应中被氧化,故C错误;因反应中Cl元素的化合价由+5降低为+4价,则1个KClO3参加反应有1个电子转移,故D正确。13.(双选)一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+ 4N2+9H2O,下列说法正确的是()A.分解反应都是氧化还原反应B.N2是还原产物,HNO3是氧化产物C.被氧化与被还原的氮原子数之比为53D.有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应【解析】选C、D。分解反应不一定是氧化还原反应,例如碳酸钙分解即为非氧化还原反应,故A错误;在反应中,NN2,NN2,所以N2既是还原产物又是氧化产物,故B
19、错误;。根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知,被氧化与被还原的氮原子数之比为53,故C正确;有单质生成的分解反应一定有化合价的变化,属于氧化还原反应,故D正确。14.在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是()【解析】选C。集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧,只能进气,不能排气,则瓶内压强增大到一定程度,可能将橡胶塞压出,A项错误;因为Cl2比空气的密度大,Cl2应短管进,B项错误;C项该装置既能收集Cl2,又能进行尾气处理且防倒吸,正确;由于Cl2和NaOH反应,所以不能收集到Cl2,D项错误。15.某化学兴趣小组利用MnO2和浓盐酸及
20、如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是()A.中可用分液漏斗代替长颈漏斗B.中缺少加热装置C.中盛放的NaOH溶液可以净化氯气D.中盛放的NaOH溶液可以吸收尾气【解析】选C。A中可用分液漏斗代替长颈漏斗,避免盐酸挥发,气体逸出,同时便于控制反应速率,A正确;二氧化锰和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气,需要添加加热装置,B正确;B中盛放的NaOH溶液吸收氯气,不能净化Cl2,可以用饱和食盐水净化氯气,C错误;氢氧化钠溶液与氯气反应,可以吸收氯气,防止污染空气,D正确。16.已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并做它与金属反应的实验。每个
21、虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是()A.处B.和处 C.和处D.处【解析】选D。根据实验目的,装置是利用KMnO4溶液与浓盐酸反应制备Cl2,Cl2中含有HCl、H2O杂质,但不能用NaOH溶液除去HCl,应用饱和食盐水,故错。装置是利用浓硫酸除去H2O,但左边导管应插入浓硫酸中,右边导管不能插入浓硫酸中,故错。装置是密封的,会发生事故,故错。二、非选择题(本题包括2小题,共22分)17.(11分)现有中学化学中常见的几种物质:O2、Mg、CO、WO3、W、CO2。请回答下列问题:(1)、四种物质中常用作还原剂的有_(填序号)。(2)请将、对应物质填入下列横线上,以组成一个氧化还原反应方
22、程式:_+_+_。(3)随着人们环保意识的增强,许多汽车都已经装上了如图所示的尾气处理装置。在催化剂的作用下,尾气中两种主要的有毒气体反应生成两种无害气体,两种无害气体均为空气中的成分,写出该反应的化学方程式:_ _。该反应中_是氧化剂。【解析】(1)Mg是活泼金属,CO是低价态的化合物,二者常用作还原剂。(2)据题干中四种物质可判断,该反应为3CO+WO3W+3CO2。(3)由示意图知两种有毒气体为CO和NO,两者反应生成的无害气体均为空气中的成分,即为N2和CO2,化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,在该反应中CO作还原剂,NO作氧化剂。答案:(1)(2)3COWO3W3CO2(3)
23、2CO+2NON2+2CO2NO18.(11分)阅读下面科普信息,回答问题:一个体重50 kg的健康人含铁2 g,这2 g铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的铁离子还原成亚铁离子,有利于铁的吸收。(1)以下为常见的铁元素的几种微粒,其中既有氧化性又有还原性的是_(填字母)。A.FeB.Fe2+C.Fe3+(2)工业盐的主要成分是NaNO2,曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,这说明NaNO2具有_性。下列不能实
24、现上述转化的物质是_(填字母)。A.Cl2B.O2C.FeCl3D.KMnO4(H+)(3)工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,这说明维生素C具有_性。(4)在Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O的反应中,HNO3表现了_性和_性,则56 g Fe参加反应时,被还原的HNO3为_g。【解析】(1)最高价态的粒子只有氧化性,最低价态的粒子只有还原性,中间价态的粒子既有氧化性又有还原性。(2)Fe2+Fe3+发生了氧化反应,故NaNO2具有氧化性,所以实现此转化也应选择具有强氧化性的物质,而FeCl3与Fe2+不能反应,故FeCl3不能实现上述转化。(3)缓解中毒,则应能
25、使Fe3+Fe2+,所以维生素C具有还原性。(4)Fe和HNO3的反应中,一部分HNO3起氧化作用,生成NO,另一部分则起酸性作用生成Fe(NO3)3,所以56 g Fe参加反应时,被还原的HNO3为63 g。答案:(1)B(2)氧化C(3)还原(4)酸氧化63【日积月累】(九层之台,起于累土难点知识从基础练起)写出下列反应的离子方程式。(1)Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O:Fe3O4+8H+2Fe3+Fe2+4H2O。(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O:MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(3)Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl:Cl2+SO2+2H2O4H+S+2Cl-。(4)FeCl2+2NaOHFe(OH)2+2NaCl:Fe2+2OH-Fe(OH)2。