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鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 氧化还原反应第2课时课后作业题
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 氧化还原反应第2课时课后作业题，共15页。试卷主要包含了实现下列变化需要加入氧化剂的是，菜谱中记载，按要求填空等内容，欢迎下载使用。
题组一 氧化剂与还原剂、氧化性与还原性的判断
1.(2021安徽池州一中高一上月考)下列关于氧化剂和还原剂的理解正确的是( )
A.氧化还原反应中氧化剂一定被还原
B.在氧化还原反应中,还原剂中所有元素的化合价一定升高
C.FeCl2在氧化还原反应中只能做还原剂
D.Cl-在化学反应中都做还原剂
2.(2021北京第四十三中学高一上阶段性考试)实现下列变化需要加入氧化剂的是( )
A.Cl2→Cl- B.H+→H2
C.CuO→CuD.CO→CO2
3.(2021山东济宁邹城一中高一上月考)氢化钙(CaH2中氢元素为-1价)可以作为生氢剂,反应的化学方程式为CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2↑,其中H2O( )
A.既不是氧化剂也不是还原剂
B.是氧化剂
C.是还原剂
D.既是氧化剂又是还原剂
4.(2021山东滨州博兴三中高一上月考)菜谱中记载:河虾不宜与西红柿同食。主要原因是河虾中含有+5价砷,西红柿中含有比较多的维生素C,两者同食时会反应生成有毒的+3价砷。下列说法中正确的是( )
A.在该反应中维生素C做催化剂
B.由上述信息可推知砒霜中含有的砷元素显+3价
C.因为河虾中含有砷元素,所以不能食用
D.上述反应中维生素C做氧化剂
5.在反应3Cl2+6KOH(浓) KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为( )
A.5∶1B.4∶1C.1∶5D.1∶4
6.高锰酸钾在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂,在水质净化及废水处理中用作水处理剂。高锰酸钾受热分解可以制得氧气,反应为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,有关该反应,下列说法错误的是( )
A.氧化剂和还原剂都是KMnO4
B.该反应的还原产物只有MnO2
C.该反应的氧化产物是O2
D.KMnO4中Mn表现氧化性,O表现还原性
7.(2021山东济宁曲阜一中高一上月考)单质X和单质Y反应生成X3+和Y2-,现有下列叙述:①X被氧化,②X是氧化剂,③X3+是氧化产物,④X体现氧化性,⑤Y2-是还原产物,⑥X3+具有氧化性。其中正确的是( )
A.①④⑤⑥B.②③④⑤
C.①③⑤⑥D.①②④⑥
8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为:
3ClO-+2Fe3++10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O
(1)分析元素化合价的变化(填“升高”“不变”或“降低”):
Cl ,O ,Fe ,H 。
(2)分析该氧化还原反应,氧化剂为 ,还原剂为 ,氧化产物为 ,还原产物为 。
题组二 氧化还原反应方程式的配平
9.(2021天津大港一中高一上月考)针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平)回答问题:
A.Na2O2+HCl H2O2+NaCl
B.Ag2O+H2O2 Ag+O2↑+H2O
C.H2O2 H2O+O2↑
D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH K2CrO4+K2SO4+H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是 (填字母,下同),H2O2仅体现还原性的反应是 ,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是 ,H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是 。
(2)请将D反应配平,并用单线桥标出D反应中电子转移的方向和数目。
H2O2+ Cr2(SO4)3+ KOH K2CrO4+ K2SO4+ H2O
反应中氧化剂是 ,被氧化的元素是 。
10.(2021北京人大附中高一上检测)按要求填空。
(1)配平下列离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
Cu+ NO3-+ H+ NO↑+ Cu2++ H2O
(2)已知KMnO4与浓盐酸室温下可发生如下反应:2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
①用双线桥法标出上述反应的电子转移情况: 。
②此反应的还原剂是 ,氧化产物是 ,生成71 g Cl2时消耗的还原剂的质量为 。
(3)油画所用颜料含有某种白色含铅化合物,久置于空气中就会变成黑色,从而使油画色彩变暗。若用H2O2来“清洗”,则可将PbS转变成白色的PbSO4,从而使油画的色彩“复原”。上述“清洗”反应的化学方程式为 。
能力提升练
题组一 氧化剂、还原剂的相关判断
1.(2020辽宁大连旅顺口高三期中,)根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)( )
A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应,反应③还属于置换反应
B.反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属
C.相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶1
D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
2.(2021安徽池州一中高一上月考,)氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。(1)向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫,该反应中氧化过程的反应式为SO2+2H2O-2e- SO42-+4H+;(2)向亚氯酸钠(NaClO2)固体中通入用空气稀释的氯气,该反应中还原过程的反应式为Cl2+2e- 2Cl-。在(1)和(2)反应中均会生成产物X,则X的化学式为( )
A.NaClOB.NaClO4
C.HClOD.ClO2
3.(2020山东潍坊高三线上检测,)含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是( )
A.反应①利用了H2Te的还原性
B.反应②中H2O做氧化剂
C.反应③利用了H2O2的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
4.(2021山东济宁邹城一中高一上月考,)氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
(1)铝热反应Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3可用来焊接铁轨,该反应所属基本反应类型是 ,用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
(2)火药是中国古代的“四大发明”之一。黑火药在发生爆炸时,发生如下反应:2KNO3+3C+S K2S+N2↑+3CO2↑,其中还原产物是 。
(3)宋代的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理为4Ag+2H2S+O2 2X+2H2O,则X的化学式是 ,H2S在该反应中 (填字母)。
A.做氧化剂
B.做还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
(4)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”,一个是氧化反应式,一个是还原反应式。如2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+的拆写结果:氧化反应式为Cu-2e- Cu2+,还原反应式为2Fe3++2e- 2Fe2+。据此将反应Fe+2H+ Fe2++H2↑拆写成两个“半反应式”:氧化反应式为 ,还原反应式为 。
题组二 氧化还原反应方程式的书写与配平
5.(2021山东济宁曲阜一中高一上月考,)Ⅰ.储氢碳纳米管研究成功体现了科技的进步。但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应的化学方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4 3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。
请回答下列问题:
(1)此反应的氧化剂是 ,氧化产物是 。
(2)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 (填字母)。
A.酸性B.氧化性
C.吸水性D.脱水性
已知碳与浓硫酸在加热条件下反应生成CO2、SO2和H2O,写出该反应的化学方程式: 。
Ⅱ.饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。已知反应10Al+6NaNO3+4NaOH 10NaAlO2+3N2↑+2H2O。请回答下列问题:
(3)上述反应中,被氧化的元素是 ,还原产物是 。
(4)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目: 。
(5)请配平下列离子方程式。
Fe2++ H++ NO3- Fe3++ N2O↑+ H2O
答案全解全析
第2课时 氧化剂、还原剂
基础过关练
1.A 氧化剂被还原,还原剂被氧化,A正确;还原剂中的部分或全部元素的化合价发生变化,B错误;FeCl2中Fe元素的化合价为+2价,处于Fe元素的中间价态,既可以做还原剂也可以做氧化剂,C错误;在非氧化还原反应中,Cl-不做还原剂,D错误。
2.D Cl2→Cl-,氯元素的化合价降低,氯气做氧化剂,A不符合题意;H+→H2,氢元素的化合价降低,H+做氧化剂,B不符合题意;CuO→Cu,铜元素的化合价降低,氧化铜做氧化剂,C不符合题意;CO→CO2,碳元素的化合价升高,一氧化碳做还原剂,需要加入氧化剂,D符合题意。
3.B 根据反应前后元素的化合价变化来看,Ca和O的化合价均没有变化,其中CaH2中H的化合价由-1价升高到0价,被氧化,CaH2做还原剂;H2O中部分H的化合价由+1价降低到0价,被还原,H2O做氧化剂;氢气既是氧化产物,又是还原产物。
4.B 由信息可知,反应中砷元素的化合价降低,则维生素C中某元素的化合价升高,维生素C在反应中做还原剂,故A、D错误;题给信息中+3价砷有毒,则可推知砒霜中含有的砷元素显+3价,故B正确;河虾中含有五价砷,无毒,能够食用,故C错误。
5.A 反应的化学方程式为3Cl2+6KOH(浓) KClO3+5KCl+3H2O,Cl2自身发生氧化还原反应,生成KCl的反应为还原反应,Cl2为氧化剂;生成KClO3的反应为氧化反应,Cl2为还原剂,若有3 ml Cl2参加反应,做氧化剂的Cl2为2.5 ml,做还原剂的Cl2为0.5 ml,则氧化剂与还原剂的物质的量之比是2.5 ml∶0.5 ml=5∶1。
6.B 反应中Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,氧化剂和还原剂都是KMnO4,故A正确;反应中Mn元素化合价由+7价分别降低为+6价、+4价,K2MnO4、MnO2为还原产物,故B错误;O元素化合价升高,O2为氧化产物,故C正确;反应中Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,则KMnO4中Mn元素表现氧化性,O元素表现还原性,故D正确。
7.C 单质X和单质Y反应生成X3+和Y2-,X元素的化合价由0价升高为+3价,Y元素的化合价由0价降低为-2价,则单质X被氧化,做还原剂,X3+为氧化产物,单质Y被还原,做氧化剂,Y2-为还原产物;故正确的是①③⑤⑥。
8.答案 (1)降低 不变 升高 不变 (2)ClO- Fe3+ FeO42- Cl-
解析 (1)根据离子方程式可知,反应中Cl元素的化合价由+1价降低至-1价,得到电子,Fe元素的化合价由+3价升高至+6价,失去电子,H元素和O元素的化合价均未发生改变。
(2)Cl元素的化合价降低,故ClO-为氧化剂,氧化剂对应还原产物,故还原产物为Cl-,Fe元素的化合价升高,故Fe3+为还原剂,还原剂对应氧化产物,故氧化产物为FeO42-。
9.答案 (1)D B C A (2)+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O H2O2 Cr
解析 (1)A反应是一个非氧化还原反应,H2O2既不是氧化剂也不是还原剂;B反应中,Ag2O被还原成单质银,H2O2中O化合价由-1价升高至0价,仅表现还原性;C反应为过氧化氢的分解反应,H2O2既表现了氧化性又表现了还原性;D反应中,H2O2中O化合价由-1价变成-2价,被还原,H2O2仅表现氧化性。
(2)根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式为3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O,则用单线桥表示电子转移的方向与数目为+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O;该反应中,H2O2中O化合价降低,被还原,做氧化剂;Cr2(SO4)3中Cr化合价升高,被氧化,做还原剂。
10.答案 (1)
(2)①
②HCl Cl2 73 g
(3)PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O
解析 (1)Cu元素化合价由反应前Cu单质的0价变为反应后Cu2+的+2价,化合价升高2价;N元素化合价由反应前NO3-中的+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低3价,化合价升降最小公倍数是6,所以Cu、Cu2+的化学计量数是3,NO3-、NO的化学计量数是2;然后根据电荷守恒,可知H+的化学计量数是8;最后根据H原子守恒,可知H2O的化学计量数是4,则配平后该反应为3Cu+2NO3-+8H+ 2NO↑+3Cu2++4H2O;在该反应中,Cu失去电子,NO3-得到电子,用单线桥表示电子转移的方向和数目为。
(2)①在反应2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,Mn元素化合价由+7价变为+2价,化合价降低,得电子;Cl元素化合价由-1价变为0价,化合价升高,失去电子,用双线桥法表示电子转移为;②在该反应中HCl为还原剂,氧化产物是Cl2;71 g Cl2的物质的量是1 ml,则根据Cl原子守恒可知消耗还原剂HCl的物质的量是2 ml,其质量是2 ml×36.5 g/ml=73 g。
(3)H2O2具有氧化性,会将黑色PbS氧化为白色PbSO4,而H2O2则被还原产生H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,可得该反应的化学方程式为PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O。
能力提升练
1.B ①为二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰、水,②为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水,③为过氧化氢在MnO2催化条件下分解生成水和氧气,④为氯酸钾在MnO2催化条件下分解生成氯化钾和氧气,⑤为铝和二氧化锰发生铝热反应生成Mn和氧化铝,均存在元素化合价的升降,均属于氧化还原反应,但③不属于置换反应,故A错误;⑤为铝热反应,放出大量的热,可用于制熔点较高的金属,故B正确;③中O元素的化合价由-1价升高为0价,④中O元素的化合价由-2价升高为0价,则相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶2,故C错误;反应①4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O中,Mn元素的化合价由+4价降低为+2价,HCl中Cl元素的化合价由-1价升高为0价,由得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故D错误。
2.D (1)反应中S元素的化合价升高,Cl元素的化合价降低,反应后Cl元素的化合价小于+5价;(2)反应中还原过程的反应式为Cl2+2e- 2Cl-,则亚氯酸钠(NaClO2)中Cl元素的化合价升高,反应后Cl元素的化合价大于+3价;在(1)和(2)反应中均会生成产物X,则X中Cl元素的化合价在+3~+5价之间,只有ClO2符合,其Cl元素的化合价为+4价。
3.D H2Te被O2氧化生成Te,H2Te体现还原性,故A正确;反应②中Te与H2O反应生成H2TeO3,Te元素化合价升高,Te是还原剂,则H2O为氧化剂,应有H2生成,故B正确;反应③中H2TeO3 H6TeO6,Te元素化合价升高,发生氧化反应,则H2O2做氧化剂,体现氧化性,故C正确;H2Te2O5转化为H2Te4O9时不存在元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,故D错误。
4.答案 (1)置换反应 (2)K2S、N2 (3)Ag2S D (4)Fe-2e- Fe2+ 2H++2e- H2↑
解析 (1)由化学方程式可知,该反应属于置换反应,反应中铁元素的化合价降低,氧化铁为反应的氧化剂,铝元素的化合价升高,铝为反应的还原剂,用双线桥表示电子转移的方向和数目为。
(2)由化学方程式可知,反应中氮元素和硫元素的化合价降低,硫化钾和氮气为反应的还原产物。
(3)由质量守恒定律可知,X的化学式为Ag2S;反应中H、S的化合价没有变化,则硫化氢在反应中既不是氧化剂又不是还原剂,D正确。
(4)由题给信息可知,铜与铁离子的反应中,还原剂铜失去电子,发生氧化反应生成铜离子,氧化剂铁离子得到电子,发生还原反应生成亚铁离子,则Fe+2H+ Fe2++H2↑中,还原剂铁失去电子,发生氧化反应生成亚铁离子,氧化反应式为Fe-2e- Fe2+,氢离子得到电子,发生还原反应生成氢气,还原反应式为2H++2e- H2↑。
5.答案 Ⅰ.(1)K2Cr2O7 CO2 (2)A C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O Ⅱ.(3)Al N2
(4)
(5)8 10 2 8 1 5
解析 Ⅰ.(1)由反应的化学方程式可知,反应中铬元素的化合价降低被还原,重铬酸钾是反应的氧化剂,碳元素的化合价升高被氧化,碳是反应的还原剂,二氧化碳是氧化产物。
(2)由反应的化学方程式可知,反应中硫酸只表现酸性;在加热条件下,碳与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
Ⅱ.(3)由反应的化学方程式可知,反应中铝元素的化合价升高被氧化,氮元素的化合价降低被还原,氮气是还原产物。
(4)由反应的化学方程式可知,反应中Al元素由0价升高至+3价,N元素由+5价降低至0价,用双线桥表示电子转移的方向和数目为。
(5)反应中铁元素化合价升高被氧化,亚铁离子是反应的还原剂,氮元素的化合价降低被还原,硝酸根离子是反应的氧化剂,由得失电子守恒可知,亚铁离子和铁离子的化学计量数为8,硝酸根离子的化学计量数为2,一氧化二氮的化学计量数为1,由电荷守恒可知,氢离子的化学计量数为10,由氢原子守恒可知,H2O的化学计量数为5,反应的离子方程式为8Fe2++10H++2NO3- 8Fe3++N2O↑+5H2O。
1.A
2.D
3.B
4.B
5.A
6.B
7.C
1.B
2.D
3.D
题组一 氧化剂与还原剂、氧化性与还原性的判断
1.(2021安徽池州一中高一上月考)下列关于氧化剂和还原剂的理解正确的是( )
A.氧化还原反应中氧化剂一定被还原
B.在氧化还原反应中,还原剂中所有元素的化合价一定升高
C.FeCl2在氧化还原反应中只能做还原剂
D.Cl-在化学反应中都做还原剂
2.(2021北京第四十三中学高一上阶段性考试)实现下列变化需要加入氧化剂的是( )
A.Cl2→Cl- B.H+→H2
C.CuO→CuD.CO→CO2
3.(2021山东济宁邹城一中高一上月考)氢化钙(CaH2中氢元素为-1价)可以作为生氢剂,反应的化学方程式为CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2↑,其中H2O( )
A.既不是氧化剂也不是还原剂
B.是氧化剂
C.是还原剂
D.既是氧化剂又是还原剂
4.(2021山东滨州博兴三中高一上月考)菜谱中记载:河虾不宜与西红柿同食。主要原因是河虾中含有+5价砷,西红柿中含有比较多的维生素C,两者同食时会反应生成有毒的+3价砷。下列说法中正确的是( )
A.在该反应中维生素C做催化剂
B.由上述信息可推知砒霜中含有的砷元素显+3价
C.因为河虾中含有砷元素,所以不能食用
D.上述反应中维生素C做氧化剂
5.在反应3Cl2+6KOH(浓) KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为( )
A.5∶1B.4∶1C.1∶5D.1∶4
6.高锰酸钾在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂,在水质净化及废水处理中用作水处理剂。高锰酸钾受热分解可以制得氧气,反应为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,有关该反应,下列说法错误的是( )
A.氧化剂和还原剂都是KMnO4
B.该反应的还原产物只有MnO2
C.该反应的氧化产物是O2
D.KMnO4中Mn表现氧化性,O表现还原性
7.(2021山东济宁曲阜一中高一上月考)单质X和单质Y反应生成X3+和Y2-,现有下列叙述:①X被氧化,②X是氧化剂,③X3+是氧化产物,④X体现氧化性,⑤Y2-是还原产物,⑥X3+具有氧化性。其中正确的是( )
A.①④⑤⑥B.②③④⑤
C.①③⑤⑥D.①②④⑥
8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为:
3ClO-+2Fe3++10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O
(1)分析元素化合价的变化(填“升高”“不变”或“降低”):
Cl ,O ,Fe ,H 。
(2)分析该氧化还原反应,氧化剂为 ,还原剂为 ,氧化产物为 ,还原产物为 。
题组二 氧化还原反应方程式的配平
9.(2021天津大港一中高一上月考)针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平)回答问题:
A.Na2O2+HCl H2O2+NaCl
B.Ag2O+H2O2 Ag+O2↑+H2O
C.H2O2 H2O+O2↑
D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH K2CrO4+K2SO4+H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是 (填字母,下同),H2O2仅体现还原性的反应是 ,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是 ,H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是 。
(2)请将D反应配平,并用单线桥标出D反应中电子转移的方向和数目。
H2O2+ Cr2(SO4)3+ KOH K2CrO4+ K2SO4+ H2O
反应中氧化剂是 ,被氧化的元素是 。
10.(2021北京人大附中高一上检测)按要求填空。
(1)配平下列离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
Cu+ NO3-+ H+ NO↑+ Cu2++ H2O
(2)已知KMnO4与浓盐酸室温下可发生如下反应:2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
①用双线桥法标出上述反应的电子转移情况: 。
②此反应的还原剂是 ,氧化产物是 ,生成71 g Cl2时消耗的还原剂的质量为 。
(3)油画所用颜料含有某种白色含铅化合物,久置于空气中就会变成黑色,从而使油画色彩变暗。若用H2O2来“清洗”,则可将PbS转变成白色的PbSO4,从而使油画的色彩“复原”。上述“清洗”反应的化学方程式为 。
能力提升练
题组一 氧化剂、还原剂的相关判断
1.(2020辽宁大连旅顺口高三期中,)根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)( )
A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应,反应③还属于置换反应
B.反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属
C.相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶1
D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
2.(2021安徽池州一中高一上月考,)氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。(1)向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫,该反应中氧化过程的反应式为SO2+2H2O-2e- SO42-+4H+;(2)向亚氯酸钠(NaClO2)固体中通入用空气稀释的氯气,该反应中还原过程的反应式为Cl2+2e- 2Cl-。在(1)和(2)反应中均会生成产物X,则X的化学式为( )
A.NaClOB.NaClO4
C.HClOD.ClO2
3.(2020山东潍坊高三线上检测,)含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是( )
A.反应①利用了H2Te的还原性
B.反应②中H2O做氧化剂
C.反应③利用了H2O2的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
4.(2021山东济宁邹城一中高一上月考,)氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
(1)铝热反应Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3可用来焊接铁轨,该反应所属基本反应类型是 ,用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
(2)火药是中国古代的“四大发明”之一。黑火药在发生爆炸时,发生如下反应:2KNO3+3C+S K2S+N2↑+3CO2↑,其中还原产物是 。
(3)宋代的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理为4Ag+2H2S+O2 2X+2H2O,则X的化学式是 ,H2S在该反应中 (填字母)。
A.做氧化剂
B.做还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
(4)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”,一个是氧化反应式,一个是还原反应式。如2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+的拆写结果:氧化反应式为Cu-2e- Cu2+,还原反应式为2Fe3++2e- 2Fe2+。据此将反应Fe+2H+ Fe2++H2↑拆写成两个“半反应式”:氧化反应式为 ,还原反应式为 。
题组二 氧化还原反应方程式的书写与配平
5.(2021山东济宁曲阜一中高一上月考,)Ⅰ.储氢碳纳米管研究成功体现了科技的进步。但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应的化学方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4 3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。
请回答下列问题:
(1)此反应的氧化剂是 ,氧化产物是 。
(2)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 (填字母)。
A.酸性B.氧化性
C.吸水性D.脱水性
已知碳与浓硫酸在加热条件下反应生成CO2、SO2和H2O,写出该反应的化学方程式: 。
Ⅱ.饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。已知反应10Al+6NaNO3+4NaOH 10NaAlO2+3N2↑+2H2O。请回答下列问题:
(3)上述反应中,被氧化的元素是 ,还原产物是 。
(4)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目: 。
(5)请配平下列离子方程式。
Fe2++ H++ NO3- Fe3++ N2O↑+ H2O
答案全解全析
第2课时 氧化剂、还原剂
基础过关练
1.A 氧化剂被还原,还原剂被氧化,A正确;还原剂中的部分或全部元素的化合价发生变化,B错误;FeCl2中Fe元素的化合价为+2价,处于Fe元素的中间价态,既可以做还原剂也可以做氧化剂,C错误;在非氧化还原反应中,Cl-不做还原剂,D错误。
2.D Cl2→Cl-,氯元素的化合价降低,氯气做氧化剂,A不符合题意;H+→H2,氢元素的化合价降低,H+做氧化剂,B不符合题意;CuO→Cu,铜元素的化合价降低,氧化铜做氧化剂,C不符合题意;CO→CO2,碳元素的化合价升高,一氧化碳做还原剂,需要加入氧化剂,D符合题意。
3.B 根据反应前后元素的化合价变化来看,Ca和O的化合价均没有变化,其中CaH2中H的化合价由-1价升高到0价,被氧化,CaH2做还原剂;H2O中部分H的化合价由+1价降低到0价,被还原,H2O做氧化剂;氢气既是氧化产物,又是还原产物。
4.B 由信息可知,反应中砷元素的化合价降低,则维生素C中某元素的化合价升高,维生素C在反应中做还原剂,故A、D错误;题给信息中+3价砷有毒,则可推知砒霜中含有的砷元素显+3价,故B正确;河虾中含有五价砷,无毒,能够食用,故C错误。
5.A 反应的化学方程式为3Cl2+6KOH(浓) KClO3+5KCl+3H2O,Cl2自身发生氧化还原反应,生成KCl的反应为还原反应,Cl2为氧化剂;生成KClO3的反应为氧化反应,Cl2为还原剂,若有3 ml Cl2参加反应,做氧化剂的Cl2为2.5 ml,做还原剂的Cl2为0.5 ml,则氧化剂与还原剂的物质的量之比是2.5 ml∶0.5 ml=5∶1。
6.B 反应中Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,氧化剂和还原剂都是KMnO4,故A正确;反应中Mn元素化合价由+7价分别降低为+6价、+4价,K2MnO4、MnO2为还原产物,故B错误;O元素化合价升高,O2为氧化产物,故C正确;反应中Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,则KMnO4中Mn元素表现氧化性,O元素表现还原性,故D正确。
7.C 单质X和单质Y反应生成X3+和Y2-,X元素的化合价由0价升高为+3价,Y元素的化合价由0价降低为-2价,则单质X被氧化,做还原剂,X3+为氧化产物,单质Y被还原,做氧化剂,Y2-为还原产物;故正确的是①③⑤⑥。
8.答案 (1)降低 不变 升高 不变 (2)ClO- Fe3+ FeO42- Cl-
解析 (1)根据离子方程式可知,反应中Cl元素的化合价由+1价降低至-1价,得到电子,Fe元素的化合价由+3价升高至+6价,失去电子,H元素和O元素的化合价均未发生改变。
(2)Cl元素的化合价降低,故ClO-为氧化剂,氧化剂对应还原产物,故还原产物为Cl-,Fe元素的化合价升高,故Fe3+为还原剂,还原剂对应氧化产物,故氧化产物为FeO42-。
9.答案 (1)D B C A (2)+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O H2O2 Cr
解析 (1)A反应是一个非氧化还原反应,H2O2既不是氧化剂也不是还原剂;B反应中,Ag2O被还原成单质银,H2O2中O化合价由-1价升高至0价,仅表现还原性;C反应为过氧化氢的分解反应,H2O2既表现了氧化性又表现了还原性;D反应中,H2O2中O化合价由-1价变成-2价,被还原,H2O2仅表现氧化性。
(2)根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式为3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O,则用单线桥表示电子转移的方向与数目为+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O;该反应中,H2O2中O化合价降低,被还原,做氧化剂;Cr2(SO4)3中Cr化合价升高,被氧化,做还原剂。
10.答案 (1)
(2)①
②HCl Cl2 73 g
(3)PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O
解析 (1)Cu元素化合价由反应前Cu单质的0价变为反应后Cu2+的+2价,化合价升高2价;N元素化合价由反应前NO3-中的+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低3价,化合价升降最小公倍数是6,所以Cu、Cu2+的化学计量数是3,NO3-、NO的化学计量数是2;然后根据电荷守恒,可知H+的化学计量数是8;最后根据H原子守恒,可知H2O的化学计量数是4,则配平后该反应为3Cu+2NO3-+8H+ 2NO↑+3Cu2++4H2O;在该反应中,Cu失去电子,NO3-得到电子,用单线桥表示电子转移的方向和数目为。
(2)①在反应2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,Mn元素化合价由+7价变为+2价,化合价降低,得电子;Cl元素化合价由-1价变为0价,化合价升高,失去电子,用双线桥法表示电子转移为;②在该反应中HCl为还原剂,氧化产物是Cl2;71 g Cl2的物质的量是1 ml,则根据Cl原子守恒可知消耗还原剂HCl的物质的量是2 ml,其质量是2 ml×36.5 g/ml=73 g。
(3)H2O2具有氧化性,会将黑色PbS氧化为白色PbSO4,而H2O2则被还原产生H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,可得该反应的化学方程式为PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O。
能力提升练
1.B ①为二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰、水,②为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水,③为过氧化氢在MnO2催化条件下分解生成水和氧气,④为氯酸钾在MnO2催化条件下分解生成氯化钾和氧气,⑤为铝和二氧化锰发生铝热反应生成Mn和氧化铝,均存在元素化合价的升降,均属于氧化还原反应,但③不属于置换反应,故A错误;⑤为铝热反应,放出大量的热,可用于制熔点较高的金属,故B正确;③中O元素的化合价由-1价升高为0价,④中O元素的化合价由-2价升高为0价,则相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶2,故C错误;反应①4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O中,Mn元素的化合价由+4价降低为+2价,HCl中Cl元素的化合价由-1价升高为0价,由得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故D错误。
2.D (1)反应中S元素的化合价升高,Cl元素的化合价降低,反应后Cl元素的化合价小于+5价;(2)反应中还原过程的反应式为Cl2+2e- 2Cl-,则亚氯酸钠(NaClO2)中Cl元素的化合价升高,反应后Cl元素的化合价大于+3价;在(1)和(2)反应中均会生成产物X,则X中Cl元素的化合价在+3~+5价之间,只有ClO2符合,其Cl元素的化合价为+4价。
3.D H2Te被O2氧化生成Te,H2Te体现还原性,故A正确;反应②中Te与H2O反应生成H2TeO3,Te元素化合价升高,Te是还原剂,则H2O为氧化剂,应有H2生成,故B正确;反应③中H2TeO3 H6TeO6,Te元素化合价升高,发生氧化反应,则H2O2做氧化剂,体现氧化性,故C正确;H2Te2O5转化为H2Te4O9时不存在元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,故D错误。
4.答案 (1)置换反应 (2)K2S、N2 (3)Ag2S D (4)Fe-2e- Fe2+ 2H++2e- H2↑
解析 (1)由化学方程式可知,该反应属于置换反应,反应中铁元素的化合价降低,氧化铁为反应的氧化剂,铝元素的化合价升高,铝为反应的还原剂,用双线桥表示电子转移的方向和数目为。
(2)由化学方程式可知,反应中氮元素和硫元素的化合价降低,硫化钾和氮气为反应的还原产物。
(3)由质量守恒定律可知,X的化学式为Ag2S;反应中H、S的化合价没有变化,则硫化氢在反应中既不是氧化剂又不是还原剂,D正确。
(4)由题给信息可知,铜与铁离子的反应中,还原剂铜失去电子,发生氧化反应生成铜离子,氧化剂铁离子得到电子,发生还原反应生成亚铁离子,则Fe+2H+ Fe2++H2↑中,还原剂铁失去电子,发生氧化反应生成亚铁离子,氧化反应式为Fe-2e- Fe2+,氢离子得到电子,发生还原反应生成氢气,还原反应式为2H++2e- H2↑。
5.答案 Ⅰ.(1)K2Cr2O7 CO2 (2)A C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O Ⅱ.(3)Al N2
(4)
(5)8 10 2 8 1 5
解析 Ⅰ.(1)由反应的化学方程式可知,反应中铬元素的化合价降低被还原,重铬酸钾是反应的氧化剂,碳元素的化合价升高被氧化,碳是反应的还原剂,二氧化碳是氧化产物。
(2)由反应的化学方程式可知,反应中硫酸只表现酸性;在加热条件下,碳与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
Ⅱ.(3)由反应的化学方程式可知,反应中铝元素的化合价升高被氧化,氮元素的化合价降低被还原,氮气是还原产物。
(4)由反应的化学方程式可知,反应中Al元素由0价升高至+3价,N元素由+5价降低至0价,用双线桥表示电子转移的方向和数目为。
(5)反应中铁元素化合价升高被氧化,亚铁离子是反应的还原剂,氮元素的化合价降低被还原,硝酸根离子是反应的氧化剂,由得失电子守恒可知,亚铁离子和铁离子的化学计量数为8,硝酸根离子的化学计量数为2,一氧化二氮的化学计量数为1,由电荷守恒可知,氢离子的化学计量数为10,由氢原子守恒可知,H2O的化学计量数为5,反应的离子方程式为8Fe2++10H++2NO3- 8Fe3++N2O↑+5H2O。
1.A
2.D
3.B
4.B
5.A
6.B
7.C
1.B
2.D
3.D
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