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第二章第3 节第2 课时 氧化剂和还原剂
一、单选题
1.实现下列物质间的转化,一定需要加入氧化剂的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.
中铁元素化合价升高,Fe 做还原剂,一定需要加入氧化剂,才能实现转化,A 项
符合题意;
B.
加入催化剂
即可,不一定需要加入氧化剂,B 项不符合题意;
C.
中氢元素化合价降低,应加入还原剂,C 项不符合题意;
D.
中铜元素化合价降低,应加入还原剂,D 项不符合题意;
故选A。
2.工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理含有重铬酸根离子(
)的废水,其原理为:6Fe2+ +
+
14H+= 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O。下列有关该反应的分析错误的是
A.Fe2+作还原剂
B.
的氧化性强于Fe3+
C.氧化产物与还原产物的计量系数之比为3:1
D.反应每处理1 个
转移的电子数为12 个
【答案】D
【分析】铁的化合价从+2 价变为+3 价,化合价升高,被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物三价铁离子,
所以亚铁离子为还原剂;
的Cr 的化合价从+6 价变为+3 价,化合价降低,被还原,发生还原反应,
得到还原产物Cr3+,由此作答:
【详解】A.根据分析,亚铁离子为还原剂,A 正确;
B.
为氧化剂,三价铁离子为氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,B 正确;
C.氧化产物为三价铁离子,还原产物为Cr3+,氧化产物与还原产物的计量系数之比为3:1,C 正确;
D.Cr 的化合价从+6 价变为+3 价,每处理1 个
转移的电子数为6 个,D 错误;
故选D。
3.下列变化需加还原剂才能完成的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.
过程中Fe 元素化合价下降被还原,需要加入还原剂,A 符合题意;
B.
过程中没有元素化合价发生变化,不需要加入还原剂,B 不符合题意;
C.
和H2O 反应生成HCl 和HClO,该过程中Cl2既是氧化剂又是还原剂,
过程中不需要加
入还原剂,C 不符合题意;
D.
过程中没有元素化合价发生变化,不需要加入还原剂,D 不符合题意;
故选A。
4.下列变化中必须要加入还原剂才能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】转化中需要加入还原剂才能实现,说明反应中某元素化合价降低被还原,以此结合元素化合价变
化分析。
【详解】A.
的转化过程中钠元素化合价升高,失去电子,需要加入氧化剂,故A 不选;
B.
的转化过程中元素化合价并未改变,不需要加入还原剂,故B 不选;
C.
通过高锰酸钾的分解反应即可以实现,故C 不选;
D.
的转化过程中Fe 元素化合价降低被还原,需要加入还原剂才能实现,故D 正确;
故选D。
5.下列反应中,
只做氧化剂的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.反应2Na+2H2O═2NaOH+H2↑中,H 由+1 价变为0 价,化合价降低,H2O 做氧化剂,故A 选;
B.
是非氧化还原反应,故B 不选;
C.反应
,水中H 元素的化合价降低,氧元素的化合价升高,水既是氧化剂也是还
原剂,故C 不选;
D.反应
中,水中O 元素的化合价升高,水是还原剂,故D 不选;
答案选A。
6.下列各种微粒中只具有氧化性的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.氯元素为+1 价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,A 错误;
B.氧元素为-1 价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B 错误;
C.铁为最低价态,只有还原性,C 错误;
D.铜离子的铜元素处于最高价态,只有氧化性,D 正确;
答案选D。
7.
与
反应时,不能实现图示电子转移的是
选项
电子转移
A
B
C
(稀)
D
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.
和
反应生成HCl,H2为还原剂,失去电子从0 价升高到+1 价,Cl2为氧化剂,得到电子
从0 价降低到-1 价,H2失电子给Cl2, 故A 不符合题意;
B.Fe 和
反应生成FeCl2,Fe 为还原剂,失去电子从0 价升高到+2 价,FeCl3为氧化剂,得到电子从
+3 价降低到+2 价,Fe 失去电子FeCl3得到电子,故B 不符合题意;
C.Mg 和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,Mg 为还原剂,失去电子从0 价升高到+2 价,H2SO4(稀)为氧化剂,
H+得到电子从+1 价降低到0 价,Mg 失去电子,H2SO4得到电子,故C 不符合题意;
D.氧气与S 反应的化学方程式为:O2 +S
SO2,O 元素由0 价下降到-2 价,得到电子,S 元素失去电
子,不能实现图示电子转移,故D 符合题意;
故选D。
8.已知反应:
①
;
②
;
③
。
依据上述反应并结合已学知识,下列微粒氧化性由强到弱的顺序正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】判断规则是氧化剂的氧化性强于氧化产物,①
;氧化性:
,②
;氧化性:
,③
。氧化性:
,结合已学知识,氧化性:
,氧化性:
,故选A。
9.在下列反应中,SO2既不是氧化剂,也不是还原剂的是
A.2SO2+O2
2SO3
B.SO2+2H2S=3S↓+2H2O
C.SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
D.SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
【答案】D
【分析】SO2既不是氧化剂,又不是还原剂,说明反应中S 元素化合价没有变化。
【详解】A.反应中S 元素化合价升高,被氧化,SO2为还原剂,故A 错误;
B.反应中S 元素化合价降低,被还原,SO2为氧化剂,故B 错误;
C.反应中S 元素化合价升高,被氧化,SO2为还原剂,故C 错误;
D.反应中元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,SO2既不是氧化剂,又不是还原剂,故D 正确。
故选D。
10.让天更蓝、山更绿、水更清,化学在行动。废水脱氮中有一种方法是在废水中加入过量
使
完全转化为
,反应可表示为
。下列有关该反应的说法
错误的是
A.
是还原产物
B.
被氧化
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.氧化性:
【答案】D
【详解】A.由
知,Cl 的化合价由+1 价降到-1 价,故
是还原
产物,A 正确;
B.
中N 的化合价由-3 价升高到
中0 价,故
被氧化,B 正确;
C.由
知,氧化剂为
,还原剂为
,氧化剂与还原
剂物质的量之比为
,C 正确;
D.由
知,氧化剂为
,氧化产物为
,故氧化性:
,D 错误;
故选D。
11.已知
在酸性溶液中易被还原成
。
、
、
、
的氧化性依次减弱。下列反应方
程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.
、
、
的氧化性依次减弱,则碘单质不会氧化氯离子生成氯气,A 错误;
B.
、
、
的氧化性依次减弱,则氯气、铁离子均会氧化碘离子为碘单质,B 错误;
C.
、
的氧化性依次减弱,铁离子会氧化碘离子为碘单质,但是反应电荷不守恒,应该为
,C 错误;
D.
、
的氧化性依次减弱,则
会氧化氯离子为氯气,D 正确;
故选D。
12.在常温下,发生下列几种反应:
10Z
①
-+2X=2X5-+5Z2
2A
②
2++B2=2A3++2B-
2B
③
-+Z2=B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论正确的是
A.溶液中不可发生:Z2+2A2+=2A3++2Z- B.Z2在①③反应中为还原剂
C.氧化性强弱的顺序为:X>Z2>B2>A3+ D.X2+是X 的还原产物
【答案】C
【分析】①X 化合价降低,发生还原反应,X 为氧化剂,X5-为还原产物,Z 化合价升高,发生氧化反应,
Z-为还原剂,Z2为氧化产物,氧化性:X
Z
﹥
2,还原性:Z-
X
﹥
5-;
B
②
化合价降低,发生还原反应,B2为氧化剂,B-为还原产物,A 化合价升高,发生氧化反应,A2+为还原
剂,A3+为氧化产物,氧化性:B2
A
﹥
3+,还原性:A2+
B
﹥
-;
Z
③
化合价降低,发生还原反应,Z2为氧化剂,Z-为还原产物,B 化合价升高,发生氧化反应,B-为还原剂,
B2为氧化产物,氧化性:Z2
B
﹥
2,还原性:B-
Z
﹥
-;
氧化性:X
Z
﹥
2
B
﹥
2
A
﹥
3+,还原性:A2+
B
﹥
-
Z
﹥
-
X
﹥
5-。
【详解】A.由分析可知,氧化性:X
Z
﹥
2
B
﹥
2
A
﹥
3+,则溶液中可以发生:Z2+2A2+=2A3++2Z-,故A 项错误;
B.由分析可知,Z2在反应①中为氧化产物,在反应③中为氧化剂,故B 项错误;
C.由分析可知,氧化性强弱的顺序为:X
Z
﹥
2
B
﹥
2
A
﹥
3+,故C 项正确;
D.X→X2+化合价升高,发生氧化反应,X2+是X 的氧化产物,故D 项错误;
故本题选C。
13.分别是从海藻灰和智利硝石中提取碘的主要反应:
①
②
下列说法正确的是
A.
与
在一定条件下可生成
B.碘元素在反应(1)中被还原,在反应(2)中被氧化
C.氧化性:
D.反应①②中生成等量
时转移电子数为2:5
【答案】A
【详解】A.
与
可以发生归中反应生成碘单质,A 正确;
B.碘元素在反应①中化合价升高,被氧化,在反应②中化合价降低,被还原,B 错误;
C.氧化性的强弱:氧化剂大于氧化产物,所以由反应①可知氧化性:
,由反应②可知氧化性:
,C 错误;
D.反应①中生成1mol
转移2mol 电子,在反应②中生成1mol
转移10mol 电子,所以反应①②中生
成等量
时转移电子数为2:10,D 错误;
故选A。
14.2023 年10 月26 日,“神舟十七号”载人飞船发射成功,火箭推进过程中发生反应
。已知
中
为-3 价,则下列说法正确的是
A.氧化性:
B.该反应中
为还原产物
C.生成
时,转移电子
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:3
【答案】C
【分析】反应
中,
中
元素为-3 价,C 元素为+1 价,
→N2,N 元素化合价升高,
→CO2,C 元素化合价升高,则
为还原剂,CO2为氧化
产物;
→N2,N 元素化合价由+4 价变为0 价,化合价降低,则
是氧化剂,而N2既是氧化产物也
是还原产物。
【详解】A.由分析可知,
是氧化剂,CO2为氧化产物,则氧化性:
>CO2,A 项错误;
B.由分析可知,CO2为氧化产物,B 项错误;
C.
的物质的量为0.4mol,则反应消耗
的物质的量为0.2mol;
→N2,N 元素化合价由+4
价变为0 价,消耗1 个
转移8 个电子,则消耗0.2mol
,转移1.6mol 电子,C 项正确;
D.由分析可知,CO2为氧化产物,反应中生成2 分子CO2,N2既是氧化产物也是还原产物,生成的3 分子
N2中,有1 分子N2为氧化产物,2 分子N2为还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为
(2+1):2=3:2,D 项错误;
答案选C。
15.已知:
①
②
③
请依据上述反应判断还原性由强到弱的顺序是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】反应①中
元素化合价降低,
是还原产物,氯元素化合价升高发生氧化反应生成氯气,
是还原剂,则还原性
;反应②中
元素化合价降低,
是还原产物,
元素化合价升高,
是还原剂,则还原性
;反应③中
元素化合价降低,
是还原产物,
元素化合价升高,
是还原剂,则还原性
;综上所述还原性:
,A 正确。
16.向1 LFeI2溶液中不断缓慢通入Cl2,溶液中含碘微粒I-、I2、
的物质的量随
的变化如图所示。
已知:
,忽略卤素单质与水的反应。下列说法中不正确的是
A.图中c 线表示
的物质的量随
的变化
B.
的值在1~1.5 间,发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+
C.
时,溶液中的I2与Fe3+的物质的量之比为2:5
D.由图分析可知还原性:I->Fe2+>I2>Cl-
【答案】C
【分析】已知还原性顺序:I->Fe2+,向1 LFeI2溶液中不断通入Cl2,溶液中依次发生:2I-+Cl2=I2+2C1-、
2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+、5Cl2+I2+6H2O=2
+10C1-+ 12H+,由此分析解答。
【详解】A.
的值在0~1 时,发生反应:2I-+Cl2=I2+2C1-;在1~1.5 时,发生反应:2Fe2+
+Cl2=2Cl-+2Fe3+,在1.5~6.5 时,发生反应:5Cl2+I2+6H2O=2
+10C1-+ 12H+,故图中c 点表示
的物质
的量随
的变化,A 正确;
B.根据上述分析可知:在
的值在1~1.5 间,发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+,B 正
确;
C.假设FeI2的物质的量是1 mol,
时,2I-+Cl2=I2+2C1-、2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+已经完成,二者
共消耗Cl2的物质的量是n(Cl2)=1 mol+0.5 mol=1.5 mol,溶液中又发生反应:5Cl2+I2+6H2O=2
+10C1-+
12H+,该反应消耗Cl2的物质的量是n(Cl2)=4 mol-1.5 mol=2.5 mol,生成1 mol
,根据Fe、I 元素守恒,
可知溶液中I2的物质的量是0.5 mol,Fe3+的物质的量是1 mol,故该溶液中I2与Fe3+的物质的量之比为1:
2,C 错误;
D.还原剂的还原性大于还原产物的还原性。由选项A 分析可知微粒的还原性:I->Fe2+>I2>Cl-,D 正确;
故合理选项是C。
17.
气体与足量
溶液完全反应后,再加入
溶液,发生如下化学反应:
①
;
②
,
下列有关说法正确的是
A.氧化性:
B.若有6.72L
参加反应,则最终消耗0.2mol
C.反应②中,每有1mol
参加反应,转移电子的数目为
D.由上述反应原理推断:
不能将
氧化成
【答案】A
【详解】A.由①可知,Fe 元素的化合价降低,Fe3+是氧化剂,S 元素的化合价升高,
是氧化产物,
则氧化性:Fe3+>
,由②可知,Cr 元素的化合价降低,
是氧化剂,Fe 元素的化合价升高,
Fe3+是氧化产物,则氧化性:
>Fe3+,故氧化性由强到弱的顺序为:
>Fe3+>
,A 正确;
B.缺少气体所处的外界条件,不能计算其物质的量,也不能计算最终消耗的K2Cr2O7物质的量,B 错误;
C.每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子的物质的量为1 mol×2×(6-3)=6 mol,则转移电子的数目为
,C 错误;
D.根据同一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,由①可知氧化性:
Fe3+>
,还原性:SO2>Fe2+,由②可知氧化性:
>Fe3+,还原性:Fe2+>Cr3+,所以氧化性:
>Fe3+>
,还原性:SO2>Fe2+>Cr3+,根据“强制弱”规律,则K2Cr2O7能将SO2氧化成
,
D 错误;
故答案选A。
18.
可用于制备一种新型、多功能绿色水处理剂高铁酸钠
,主要反应:
。下列说法不正确的是
A.
具有强氧化性,能杀菌消毒
B.该反应中,还原剂是
和
C.由上述反应可得,
的氧化性比
的强
D.上述反应中,理论上若有
电子发生转移,可生成
【答案】D
【详解】A.Na2FeO4中的铁为+6 价,容易得到电子变为低价铁的化合物,Na2FeO4具有强氧化性,利用其
强氧化性可以杀菌消毒,故A 正确;
B.还原剂是失电子的物质。当有2mol 硫酸亚铁参与反应时,铁失去的电子为8mol,生成1molO2,有
6mol 过氧化钠参加反应,其中有1mol 的过氧化钠作还原剂,失去的电子为2mol,故共转移10mol 电子,
所以该反应中,还原剂是FeSO4和Na2O2,故B 正确;
C.该反应中,Na2O2是氧化剂,Na2FeO4是氧化产物,根据氧化还原反应规律,氧化剂的氧化性强于氧化
产物的氧化性,Na2O2的氧化性比Na2FeO4强,故C 正确;
D.由B 选项的分析可知,当转移10mol 电子时,生成2molNa2FeO4,所以若转移4mol 电子,可生成
0.8molNa2FeO4,故D 错误;
故选D 。
19.在稀硫酸中几种离子先后发生反应1、反应2、反应3,如图所示:
下列说法正确的是
A.反应1 的还原剂为
,氧化产物为
B.反应2 的催化剂为
,中间产物为
C.氧化性由强到弱的顺序为
D.反应3 的离子方程式为
【答案】C
【分析】由图可知,反应1 为Ce4++Mn2+=Ce3++Mn3+,反应2 为Fe2++Mn3+=Fe3++Mn2+,反应3 为2I-
+2Fe3+=I2+2Fe2+。
【详解】A.反应1 中Ce 元素的化合价降低发生还原反应得到还原产物为Ce3+, Mn2+化合价升高为还原
剂,氧化产物为Mn3+,A 错误;
B.反应2 为Fe2++Mn3+=Fe3++Mn2+,则Fe2+为还原剂、Fe3+为氧化产物,由图知,Fe2+先在反应2 中消耗再
在反应3 中生成,Fe3+先在反应2 中生成再在反应3 中消耗,则催化剂为Fe2+,中间产物为Fe3+,B 错误;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,结合分析可知,氧化性:
, C 正确;
D.离子方程式中应电荷守恒、得失电子数守恒,反应3 的离子方程式为2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+,D 错误;
故选C。
20.自由能大小可以反映物质氧化能力的相对强弱。锰元素的自由能-氧化态图如图所示,下列说法不正确
的是
A.碱性条件下
易被还原为
B.碱性条件下
;的氧化能力明显降低
C.
中Mn 为+7 价
D.酸性条件下1mol
,被充分还原,则转移5mol 电子
【答案】A
【详解】A.由图可知,碱性条件下
与
的自由能接近,因此
很难被还原为
,
故A 错误;
B.由图可知,碱性条件下
远远小于酸性条件下的自由能,因此碱性条件下
的氧化能力明显降
低,故B 正确;
C.由化合价代数和为零可知,
中O 为-2 价,Mn 为+7 价,故C 正确;
D.由图可知,酸性条件下1mol
,被充分还原,转化为自由能最低的Mn2+,则转移5mol 电子,故D
正确;
故答案选A。
二、填空题
21.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑。回答下列问题:
(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目: ,氧化剂: ,还原剂: 。
(2)若生成标准状况下4.48LH2,则转移电子的物质的量为 。
【答案】(1)
H2 NaBH4
(2)0.2 mol
【详解】(1)
NaBH4与水反应用“单线桥”标出电子转移的方向和数目为:
,NaBH4中H
的化合价升高,作还原剂,H2O 中H 的化合价降低,作氧化剂;
(2)根据方程式可知,生成4molH2转移4mol 电子,若生成标准状况下4.48LH2,即0.2molH2转移0.2mol
电子。
22.在S2-、Mg2+、Fe2+、S、I-、H+,只有氧化性的是 ,只有还原性的是 ,既有氧
化性又有还原性的是 。
【答案】 Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
【详解】元素化合价处于最高价只有氧化性,只有氧化性的是Mg2+、H+;元素化合价处于最低价只有还原
性,只有还原性的是S2-、I-;元素化合价处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,既有氧化性又有还原
性的是Fe2+、S。
23.向
的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化情况如图所示。(已知:
还原性:
)
(1)原混合溶液中
的物质的量 mol。
(2)原溶液中
。
【答案】(1)3
(2)2:1:3
【分析】还原性
,向
的混合溶液中通入适量氯气,氯气先氧化I-、再氧化Fe2+、
最后氧化Br-。AB 段发生反应2I-+Cl2=I2+2Cl-,BC 段发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,DE 段发生反应2Br-
+Cl2=Br2+2Cl-。
【详解】(1)DE 段发生反应2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,n(Br-)=6mol,根据溴元素守恒,n(
)=3mol。
(2)根据图像,AB 段发生反应2I-+Cl2=I2+2Cl-,BC 段发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,DE 段发生反应2Br-
+Cl2=Br2+2Cl-,则n(Br-)=6mol、n(Fe2+)=4mol、n(I-)=2mol,原溶液中
4:2:6=2:1:
3。
24.回答下列问题。
(1)有下列反应:
①
②
③
④
上述反应中不属于氧化还原反应的是 (填序号,下同);
只作还原剂的是 ;属
于氧化还原反应,但其中的
既不被氧化,又不被还原的是 。
(2)为治理汽车尾气中的NO 和CO 对环境的污染,可在汽车排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
。
①用双线桥标出电子转移的方向和数目 。
②若消耗30g 的NO 得到还原产物的质量为 g。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。
①
②
③
若溶质中
与
共存,为了氧化
而
不被氧化,除单质外,还可以用上述反应中的 做氧
化剂。③中氧化产物是 ,还原产物是 。
【答案】(1)
①④
③
②
(2)
14
(3)
氯化铁 氯气 二氧化氯
【详解】(1)①④反应中没有元素化合价改变,故上述反应中不属于氧化还原反应的是①④;
③反应中的氧元素化合价只升高转化为氧气,水做还原剂,故水只作还原剂的是③;
②中氯元素化合价自身发生升高和降低,氯气既是氧化剂又是还原剂,而其中的水既不被氧化,又不被还
原;
(2)
①反应中氮元素化合价由+2 变为0 得到2 个电子,有2 个氮原子参与;碳的化合价由+2 变为+4 失去2 个电
子,有2 个碳原子参与,用双线桥标出电子转移的方向和数目为:
;
②反应中一氧化碳发生氧化反应得到氧化产物二氧化碳,若消耗30g 的NO(为1mol)得到还原产物氮气
0.5mol,质量为14g。
(3)氧化剂氧化性大于氧化产物,氧化性由①可知铁离子大于碘单质,②知氯气大于铁离子,③知氯酸
钠大于氯气,则氧化性最强的物质是
;由分析,为了氧化
而
不被氧化,除单质外,还可以用
上述反应中的氯化铁做氧化剂。③中HCl 中氯化合价升高被氧化,得到氧化产物是氯气,氯酸钠中氯化合
价降低被还原,得到还原产物是二氧化氯。