2020_2021学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质1_3氧化剂还原剂及氧化还原反应的规律课时作业苏教版必修1
课时作业12 氧化剂、还原剂及氧化还原反应的规律
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题4分，共48分)
1．下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是( C )
A．HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4
B．Al、CO、O2、H2
C．Zn、C、H2、CO
D．KClO3、MnO2、C、Fe
解析：A中各物质常用作氧化剂；B中氧气，D中KClO3、MnO2都常用作氧化剂。
2．下列说法正确的是( D )
A．氧化剂在反应中失去电子，还原剂在反应中得到电子
B．金属单质在反应中只能作还原剂，非金属单质在反应中只能作氧化剂
C．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
D．氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性
解析：A项，氧化剂在反应中得到电子，还原剂在反应中失去电子，A项错误；B项，金属单质在反应中只能作还原剂，非金属单质在反应中不一定只作氧化剂，也可以作还原剂，B项错误；C项，阳离子不一定只有氧化性，如Fe2＋，C项错误；D项，氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性，D项正确。
3．在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，振荡，溶液变蓝。再向溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断错误的是( A )
A．氧化性：ClO－>SO>I2
B．漂白粉溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝
C．向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯水褪色
D．ClO－与I－在碱性条件可以发生氧化还原反应
解析：根据题意可知次氯酸钠将碘化钾氧化为单质碘，所以氧化性：ClO－>I2，碘单质将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，所以氧化性：I2>SO，故氧化性：ClO－>I2>SO，A项错误；次氯酸钠可将碘化钾氧化为单质碘，所以漂白粉溶液(含有次氯酸钙)也能将碘化钾氧化为单质碘，从而使淀粉碘化钾试纸变蓝 ，B项正确；由题意可知氧化性：ClO－>I2>SO，由于氧化性：Cl2>I2，所以新制氯水氧化亚硫酸钠，氯水褪色，C项正确；次氯酸钠溶液显碱性，次氯酸根离子在碱性条件下把碘离子氧化为单质碘，D项正确。
4．已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：
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H2O2→H2O IO→I2 MnO→Mn2＋ HNO2→NO
如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是( B )
A．H2O2 B．IO
C．MnO D．HNO2
解析：根据得失电子总数相等的原则，1 mol H2O2、IO、MnO、HNO2分别得到2 mol、5 mol、5 mol、1 mol电子，分别氧化KI得到I2的物质的量为1 mol、2.5 mol、2.5 mol、0.5 mol，而IO本身被还原生成0.5 mol I2，所以IO氧化KI所得I2最多。
5．一定量的KClO3中加入浓盐酸发生反应：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，其中发生氧化反应的元素和发生还原反应的元素的质量之比为( D )
A．16 B．61
C．15 D．51
解析：本题易错之处是未理清“发生氧化反应的元素和发生还原反应元素”的区别，未准确理解浓盐酸在反应中的作用，从而错选答案。发生还原反应的元素是KClO3中的Cl，发生氧化反应的元素是HCl中的Cl，HCl中有一部分Cl转入到KCl中，另一部分Cl转入到Cl2中。根据得失电子守恒和化学方程式中各物质的化学计量数可知，本题选D。
6．某金属硝酸盐加热分解生成NO2和O2的物质的量之比为81，则在加热分解过程中，该金属元素化合价的变化是( A )
A．升高 B．降低
C．不变 D．无法确定
解析：设生成的NO2的物质的量为8 mol，生成的O2的物质的量为1 mol，则在反应过程中，N元素化合价降低，得电子数为8NA×(5－4)＝8NA；O元素化合价升高，失电子数为NA×2×2＝4NA。根据得失电子守恒可知，该金属元素的化合价必定升高。
7．常温下，在溶液中可发生以下反应：
①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，②2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；
由此判断下列说法错误的是( A )
A．铁元素在反应①和③中均被氧化
B．当反应②中有1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化
C．氧化性强弱顺序为：Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2
D．还原性强弱顺序为：I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－
解析：①中Fe2＋作还原剂，在反应中被氧化，③中Fe3＋作氧化剂，在反应中被还原，A错误；反应②中Cl2作氧化剂，当1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化，B正确；由反应①可知：氧化性：Br2＞Fe3＋，还原性：Fe2＋＞Br－；由反应②可知：氧化性：Cl2＞Br2，还原性：Br－＞Cl－；由③可知：氧化性，Fe3＋＞I2，还原性：I－＞Fe2＋，故C、D正确。
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8．(双选)下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量的关系为12的是( AD )
A．O3＋2KI＋H2O===2KOH＋I2＋O2
B．2CH3COOH＋Ca(ClO)2===2HClO＋(CH3COO)2Ca
C．I2＋2NaClO3===2NaIO3＋Cl2
D．4HCl(浓)＋MnO2△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
解析：A选项中O3分子中有2个氧原子价态不变，一个氧原子化合价降低，由电子得失守恒可知A选项正确；B选项中无元素价态的变化，不是氧化还原反应；C选项中I2为还原剂，NaClO3为氧化剂，显然二者物质的量的关系不是12；D选项中还原剂为HCl，在参加反应的HCl中有一半起还原剂作用，故本题答案为A、D。
9．ClO2是一种杀菌消毒效率高、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。下列说法不正确的是( C )
A．CO2是H2C2O4被氧化后得到的产物
B．KClO3在反应中作氧化剂
C．H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性
D．当有1 mol KClO3参加反应时，有1 mol电子发生转移
解析：解答此类题目时，应先根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目，然后再分析反应中各物质的作用及其与电子转移数目的关系。反应中电子转移的方向和数目可表示为
10．G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物，我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系(未配平)：①G―→Q＋NaCl；②Q＋H2OX＋H2；③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O；④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O。这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为( B )
A．GQZYX B．GYQZX
C．GYZQX D．ZXGYQ
解析：根据化合价升降得氯元素的化合价关系：①Q>G，②X>Q，③G
Z>Q>Y>G。
11．在常温下，发生下列几种反应：
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①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2===B2＋2Z－
根据上述反应，下列结论判断错误的是( B )
A．溶液中可发生：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－
B．Z2在①、③反应中为还原剂
C．氧化性强弱的顺序为：XO>Z2>B2>A3＋
D．X2＋是XO的还原产物
解析：关于氧化性，由①得：XO>Z2，由②得，B2>A3＋，由③得Z2>B2，即XO>Z2>B2>A3＋，同理还原性强弱顺序为：A2＋>B－>Z－>X2＋，因此Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－可以发生，Z2在反应①中为氧化产物，而在③中为氧化剂。
12．在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O和Pb2＋，则与1 mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为( B )
A．3.0 mol B．1.5 mol
C．1.0 mol D．0.75 mol
解析：解本题的关键是抓住PbO2得到的电子与Cr3＋失去的电子相等。PbO2中Pb元素为＋4价，Cr2O中Cr元素为＋6价。在反应中化合价的变化为
氧化剂：PbO2―→Pb2＋(Pb的化合价降低2价)
还原剂：Cr3＋―→Cr2O(Cr的化合价升高3价)
设所需PbO2的物质的量为n，根据得失电子守恒，有：n×1×(4－2)＝1 mol×1×(6－3)，解得n＝1.5 mol。
二、非选择题(共52分)
13．(10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B。
A．Fe B．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具有氧化性。下列不能实现上述转化的物质是C。
A．Cl2 B．O2
C．FeCl3 D．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具有还原性。
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(4)在Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O的反应中，HNO3表现了酸性和氧化性，则1 mol Fe参加反应时，被还原的HNO3为1 mol，转移电子数3 mol。
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1 mol Fe参加反应时，被还原的HNO3为1 mol，转移了3 mol电子。
14．(10分)已知：(1)实验室制取Cl2的方程式为：MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，其中MnO2发生了还原反应，是氧化剂；每4分子氯化氢中只有2分子发生了氧化反应，盐酸是还原剂。
(2)室温下KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式：
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
请在上式中用单线桥法表示出不同元素的原子间得失电子的情况。
答案：
(3)用CuCl2作催化剂，在450 ℃时用空气中的O2跟HCl反应也能制得氯气，其化学方程式：
4HCl＋O22H2O＋2Cl2
从氯元素化合价的变化看，以上三种制氯气方法的共同点是将氯元素从－1价氧化到0价的Cl2；比较以上三个反应，可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序为KMnO4＞MnO2＞O2。
解析：(3)当不同氧化剂氧化同种还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应的难易程度进行判断：(1)需加热；(2)在室温即可发生；(3)需高温催化剂。故氧化性顺序：KMnO4＞MnO2＞O2。
15．(10分)氧化亚铜(Cu2O)是一种鲜红色粉末状固体，几乎不溶于水，可在酸性溶液中发生反应，与硫酸、盐酸、硝酸反应如下：
①Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O
②Cu2O＋4HCl===2HCuCl2＋H2O
③3Cu2O＋14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O
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(1)Cu2O中Cu的化合价为＋1。
(2)反应①中氧化剂为Cu2O，还原剂为Cu2O。
(3)反应②不是(填“是”或“不是”)氧化还原反应；若是请说明转移电子情况，若不是请说明判断依据：反应前后没有元素化合价发生改变。
(4)反应③中生成标准状况下22.4 L NO，转移电子数为1.806×1024；作氧化剂的硝酸的物质的量为1_mol。
解析：(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零可知，Cu2O中Cu元素的化合价为＋1价。(2)反应①中只有铜元素的化合价发生了改变，＋1价的Cu变为＋2价和0价的Cu，化合价既有升高又有降低，故Cu2O既是氧化剂又是还原剂。(3)反应②中没有元素的化合价发生改变，所以不是氧化还原反应。(4)由化学方程式可知，每生成1 mol NO，转移3 mol e－，作氧化剂的硝酸的物质的量为1 mol。
16．(22分)氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)下列生产、生活中的事例中没有发生氧化还原反应的是c(填标号)。
a．海水提溴 B．工业制氯碱
c．海水晒盐 D．海带提碘
(2)水是人体中含量最多的一种物质。四种基本反应类型与氧化还原反应的关系可用如图表示。
试写出有水参加且符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式：2F2＋2H2O===4HF＋O2(或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或C＋H2OCO＋H2等其他合理答案)。
(3)工业上利用NaIO3和NaHSO3反应来制取单质I2。
①配平下列化学方程式：
4NaIO3＋10NaHSO3===2I2＋7Na2SO4＋3H2SO4＋2H2O。
②该反应中还原剂是NaHSO3(填化学式)，I(填元素符号)元素被还原，若生成1 mol氧化产物则转移的电子数目为2NA。
(4)已知：HSO、I2、I－、SO和一些未知物组成的一个氧化还原反应，其中SO是氧化产物，该反应中还原性：HSO>I－(填“>”或“<”)，写出配平后的反应：H2O＋I2＋HSO
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===2I－＋SO＋3H＋。
解析：(1)a.海水提溴过程中发生的氧化还原反应有Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Br2＋2H2O＋SO2===2Br－＋SO＋4H＋；b.工业制氯碱是电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠，涉及氧化还原反就；c.海水晒盐是利用太阳能将水分蒸发，是物理变化，不涉及氧化还原反应；d.海带提碘要将海带中的碘离子氧化为碘单质，涉及氧化还原反应。(2)基本反应类型中，置换反应(反应类型Ⅳ)全部是氧化还原反应，有水参加的置换反应有2F2＋2H2O===4HF＋O2或2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或C＋H2OCO＋H2。(3)①根据得失电子守恒、原子守恒等配平化学方程式：4NaIO3＋10NaHSO3===2I2＋7Na2SO4＋3H2SO4＋2H2O；②该反应中NaHSO3中的S元素化合价升高，是还原剂，NaIO3中I元素化合价降低被还原，H2SO4和Na2SO4是氧化产物，生成1 mol氧化产物则转移电子的数目为2NA。(4)SO是氧化产物，则该反应中还原剂是HSO，I2是氧化剂，I－是还原产物，同一个氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的，即还原性HSO>I－；根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，配平该反应：H2O＋I2＋HSO===2I－＋SO＋3H＋。
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