2020届高考化学专题一第5讲氧化还原反应课时作业含解析

2020届高考化学专题一第5讲氧化还原反应课时作业含解析

第5讲 氧化还原反应 ‎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：Cr2O＞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CrO，酸化时平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O正向移动，得到Cr2O，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：Cr2O＞I2，D正确。]‎ ‎3．在好氧菌和厌氧菌作用下，废液中NH能转化为N2(g)和H2O(1)，示意图如下：‎ 反应Ⅰ：NH＋O2―→NO＋H＋＋H2O(未配平)‎ - 8 -‎ 反应Ⅱ：NH＋NO―→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＋2O2===NO＋2H＋＋H2O,3mol NH生成3mol NO，再根据反应Ⅱ： 5NH＋3NO===4N2＋9H2O＋2H＋，3mol NO正好消耗5mol NH，故好氧菌池与厌氧菌池投入废液的体积之比为3∶5时，NH能完全转化为N2，C正确；D.反应Ⅱ中氧化剂是NO，还原剂是NH，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CrO＋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CrO＋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。]‎ - 8 -‎ ‎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－===2CO＋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＋H2OCO＋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：3O22O3；⑤盐和氧化物生成另一种盐和另一种氧化物的反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋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Cr2O，为了处理有毒的Cr2O，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Cr - 8 -‎ ‎3＋)。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(Cr2O)为(用代数式表示)(　　)‎ A. mol·L－1‎ B. mol·L－1‎ C. mol·L－1‎ D. mol·L－1‎ 解析：A　[本题有关反应的离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O,5Fe2＋＋MnO＋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(Cr2O)＋‎5c2 mol·L－1×V2 mL×10－‎3 L·mL－1，解得：c(Cr2O)＝ 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 - 8 -‎ ‎、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===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===X2＋＋‎5A3＋＋4H2O 解析：A　[根据三个反应得出氧化性强弱顺序是XO＞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为氧化剂，X2＋是XO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＞Z2＞B2＞A3＋，所以XO能氧化A2＋，发生的反应为8H＋＋‎5A2＋＋XO===X2＋＋‎5A3＋＋4H2O，D正确。]‎ ‎13．(2019·福建龙海期中)已知氧化还原反应2Cu(IO3)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________。‎ - 8 -‎ ‎②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋2CO2↑＋4CO↑＋6H2O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H2O2参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 - 8 -‎ ‎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Na2MnO4，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＋O22Na2MnO4＋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(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Na2MnO4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)＝‎ - 8 -‎ ×100%＝×100%。‎ 答案：(1)4 mol　2MnO2＋4NaOH＋O22Na2MnO4＋2H2O ‎(2)MnO(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　×100%‎ - 8 -‎