第8讲 氧化还原反应
一、选择题
1．(2020·太原期末)下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是( ) A．用葡萄糖制镜或保温瓶胆 B．用漂白液杀菌、消毒
C．用Na2SiO3溶液制备木材防火剂
D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
解析：选C。葡萄糖与银氨溶液发生氧化还原反应，生成银单质，葡萄糖做还原剂被氧化，故A不选；用漂白液杀菌、消毒利用了NaClO的强氧化性，故B不选；用Na2SiO3溶液制备木材防火剂不发生氧化还原反应，与氧化性或还原性无关，故C选；高锰酸钾可氧化具有催熟作用的乙烯，从而达到保鲜水果的目的，故D不选。
2．下列实验中，颜色的变化与氧化还原反应有关的是( ) A．向紫色石蕊试液中加入盐酸，溶液变红 B．饱和FeCl3溶液在沸水中变成红褐色胶体
C．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的沉淀由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
D．SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色
解析：选C。向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，首先得到白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速与空气中的O2发生氧化还原反应得到红褐色的Fe(OH)3。
3．(2020·上海闵行区期末)FeCl3溶液吸收H2S的原理为2Fe＋H2S===2Fe＋2H＋S↓。下列说法正确的是( )
A．H2S做氧化剂 B．还原性：H2S>Fe C．Fe发生氧化反应
D．每消耗1 mol H2S转移4NA个电子
解析：选B。H2S→S，硫元素化合价升高，发生氧化反应，H2S做还原剂，A错误；H2S做还原剂，Fe为还原产物，还原性：H2S>Fe，B正确；Fe→Fe，Fe元素化合价降低，Fe发生还原反应，C错误；根据得失电子守恒可知，该反应每消耗1 mol H2S转移2NA个电子，D错误。
4．(2020·亳州质量检测)Cl2是纺织工业常用的漂白剂，Na2S2O2可做漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O3和Cl2反应的产物之一为SO4。下列说法中不正确的是( )
A．该反应中还原剂是S2O3
2－
2－
2－
3＋
2＋
2＋
3＋
2＋
3＋
2＋
3＋
2＋
＋
B．H2O参与该反应，且做氧化剂 C．根据该反应可判断氧化性：Cl2>SO4
D．该反应中，每生成1 mol SO4，可脱去2 mol Cl2
解析：选B。反应的离子方程式为S2O3＋4Cl2＋10OH===2SO4＋8Cl＋5H2O，反应中S元素化合价升高，Cl元素化合价降低，故S2O3做还原剂，Cl2做氧化剂，A正确，B错误；在氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，故氧化性：Cl2>SO4，C正确；由上述离子方程式可知，反应中每生成1 mol SO4，可脱去2 mol Cl2，D正确。
5.水是一种重要的资源，它同时在化学反应中担任着重要的角色，既可作为反应物又可作为生成物，如图中和水相连的物质都能和水发生反应，则有关说法正确的是( )
A．上述反应中属于氧化还原反应的有①②④⑥⑦⑧ B．①和⑦中都有氧气生成，且生成1 molO2转移的电子数相同
C．①④⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂 D．⑦中水做氧化剂，②中水做还原剂
解析：选C。H2O与Na2O、SO3、Mg3N2的反应不属于氧化还原反应，其余反应均属于氧化还原反应，A错误；①中2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成1 mol O2转移2 mol e，⑦中2F2＋2H2O===4HF＋O2，生成1 mol O2转移4 mol e，B错误；①④⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂，C正确；⑦中水做还原剂，②中水做氧化剂，D错误。
6．(2020·上海黄浦区期末)在硫酸溶液中NaClO3和Na2SO3按2∶1的物质的量之比完全反应，生成一种棕黄色气体X。则X为( )
A．Cl2 B．Cl2O C．ClO2 D．Cl2O5
解析：选C。Na2SO3被氧化为Na2SO4，S元素化合价由＋4价升高为＋6价；NaClO3中Cl元素的化合价降低，设Cl元素在还原产物中的化合价为x，根据得失电子守恒有1×(6－4)＝2×(5－x)，解得x＝＋4，故棕黄色气体X的化学式为ClO2。
7．(2020·信阳期末)在酸性介质中，向MnSO4溶液中滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生如下反应：Mn＋S2O8＋H2O―→MnO4＋SO4＋H(未配平)。下列说法不正确的是( )
A．可以利用该反应检验Mn B．氧化性：S2O8>MnO4
C．该反应中酸性介质可以为盐酸
D．若有0.1 mol氧化产物生成，则转移电子0.5 mol
解析：选C。在酸性条件下，向溶液中加入(NH4)2S2O8溶液，如果溶液变为紫红色，说明原溶液中含有Mn，故A正确；在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，
2＋
2－
－
2＋
2＋
2－
－
2－
＋
－
－
2－
2－
2－2－
－
2－
－
2－
2－
S2O8为氧化剂，MnO4为氧化产物，因此S2O8的氧化性强于MnO4，故B正确；MnO4具有强氧化性，能将Cl氧化成Cl2，因此酸性介质不能是盐酸，故C错误；氧化产物是MnO4，生成0.1 mol MnO4转移电子的物质的量为0.1×(7－2) mol＝0.5 mol，故D正确。
8．(2020·齐齐哈尔模拟)据统计城市机动车辆每年以15%至20%的速度增长，交通事故也频发，汽车在剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋16N2↑。下列判断正确的是( )
A．还原剂与氧化产物的物质的量之比为5∶8
B．若氧化产物比还原产物多1.4 mol，则转移电子为1 mol C．每生成1.6 mol N2，则有0.2 mol KNO3被氧化 D．NaN3是只含有离子键的离子化合物
解析：选B。KNO3为氧化剂，NaN3为还原剂，N2既是氧化产物又是还原产物，其中氧化15?15?产物占，则还原剂与氧化产物的物质的量之比为10∶?16×?＝2∶3，故A错误；由反
16?16?应可知，转移10 mol电子时氧化产物比还原产物多14 mol，则氧化产物比还原产物多1.4 mol时转移电子为1 mol，故B正确；反应中KNO3是氧化剂，被还原，故C错误；NaN3是含有离子键和非极性共价键的离子化合物，故D错误。
9．向100 mL的FeBr2溶液中，通入标准状况下Cl25.04 L，Cl2全部被还原，测得溶液中c(Br)＝c(Cl)，则原FeBr2溶液的物质的量浓度是( )
A．0.75 mol·L C．2 mol·L
－1
－1
－
－
－－
－
2－－2－－－
B．1.5 mol·L D．3 mol·L
－1
－1
5.04L2＋
解析：选D。标准状况下Cl2的物质的量是mol，由于Fe的还原－1＝0.225
22.4L·mol性强于Br，通入氯气后，Cl2先氧化Fe再氧化Br，设原FeBr2溶液的物质的量浓度是
－
2＋
－
xmol·L－1，则根据得失电子守恒可知，0.225×2＝0.1x×1＋(0.1x×2－0.225×2)，解得x＝3。
10．(2020·上海十三校高三第二次联考)足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12LO2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L
－1
H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为( )
A．6.4g B．9.6g C．19.2g D．24g
解析：选C。设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子。
1.12L
则根据得失电子守恒可知，2x＝－1×4，
22.4L·mol解得x＝0.1mol，
所以原所得溶液中NO3的物质的量为0.2mol；
－
3Cu＋8H＋2NO3===3Cu＋2NO↑＋4H2O 1mol 0.2mol
H过量，所以继续溶解的Cu的质量为 0.2mol－1
×3×64g·mol＝19.2g。 2二、非选择题
11．(2020·承德期末)黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
＋
＋－2＋
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
①图1转化过程的总反应中，FeS2做________(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是________。
②写出图1中Fe与FeS2反应的离子方程式：_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Fe被氧化为Fe的过程中，控制起始时Fe的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，Fe被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
2＋
2＋
3＋
2＋
3＋
①加入NaNO2发生反应：2H＋3NO2===NO3＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为________mol。
②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋2NO2＋2I===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe转化率的原因：_________________________________。
解析：(1)①转化过程中FeS2中S元素被氧化为SO4，FeS2是还原剂；反应前后NO没有变化，所以NO是催化剂。②反应的离子方程式是14Fe＋FeS2＋8H2O===15Fe＋2SO4＋16H。
(2)①根据离子方程式可知，反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量
＋
3＋
2＋
2－
2－
2＋
＋
－
－
＋
－
－
为4mol。②NO是该反应的催化剂，加入NaNO2、KI发生反应：4H＋2NO2＋2I===2NO↑＋I2＋2H2O，生成的NO更多，加快了反应速率。
答案：(1)①还原剂 催化剂 ②14Fe＋FeS2＋8H2O===15Fe＋2SO4＋16H (2)①4 ②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率
12．(2020·运城临猗中学月考)“钢是虎，钒是翼，钢含钒犹如虎添翼”，钒是“现代工业的味精”。钒在稀酸中是稳定的，但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式：_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气，其中钒元素被还原为蓝色的VO，请写出该反应的离子方程式：_________________________________________。
(4)V2O5是两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO4)，溶于强酸生成含钒氧离子(VO2)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式：________、________。
(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中，450℃时发生V2O5与VO2
之间的转化：V2O5＋SO2===2VO2＋SO3、4VO2＋O2===2V2O5，说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是_____________________________________________________。
解析：(1)钒在室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2，故金属钒与浓硝酸反应的离子方程式为V＋6H＋5NO3===VO2＋5NO2↑＋3H2O。
△
(2)根据题意灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5，其化学方程式为2NH4VO3=====V2O5＋2NH3↑＋H2O。
(3)浓盐酸与V2O5反应生成氯气，氯元素的化合价升高，钒元素被还原为蓝色的VO，
＋－△2＋
其反应的离子方程式为V2O5＋6H＋2Cl=====2VO＋Cl2↑＋3H2O。
2＋
＋
－
＋
＋
＋
3－
2＋
＋
3＋
2＋
2－
＋
＋－－
(4)V2O5与烧碱溶液反应生成Na3VO4，V2O5与稀硫酸反应生成(VO2)2SO4。
(5)由方程式V2O5＋SO2===2VO2＋SO3、4VO2＋O2===2V2O5可知，V2O5在接触法制硫酸过程中起到催化作用。
答案：(1)V＋6H＋5NO3===VO2＋5NO2↑＋3H2O △
(2)2NH4VO3=====V2O5＋2NH3↑＋H2O
＋－△2＋
(3)V2O5＋6H＋2Cl=====2VO＋Cl2↑＋3H2O
＋
－
＋
(4)Na3VO4 (VO2)2SO4 (5)做催化剂
13．(2020·试题调研)高铁酸钾(K2FeO4)是一种易溶于水、高效的多功能水处理剂。工
业上通常先制得高铁酸钠，然后在一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，从而使高铁酸钾析出。
(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为________，推测其具有的化学性质是____________。 (2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。
①该反应的离子方程式为_________________________________________________。 ②高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是________________________。
(3)①在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4＋a Na2O2===2Na2FeO4＋b X＋2Na2SO4＋cO2↑，该反应中物质X的化学式为____________，b与c的关系是____________。
②一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (4)在碱性条件下，由氯化铁、氯气可制备高铁酸钾，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (5)某同学配制了一瓶K2FeO4溶液，但标签丢失了，测定该瓶溶液物质的量浓度的实验步骤如下。
步骤1：准确量取V mL溶液加入锥形瓶中；
步骤2：在强碱溶液中，用过量CrO2与FeO4反应生成Fe(OH)3和CrO4；
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO4转化为Cr2O7，CrO2转化为Cr，Fe(OH)3转化为Fe； 步骤4：加入二苯胺磺酸钠做指示剂，用c mol·L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V1 mL。
①滴定时发生反应的离子方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②原溶液中K2FeO4的物质的量浓度为____________(用含字母的代数式表示)。 解析：(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可得K2FeO4中铁元素的化合价为＋6价；高铁酸钾中铁元素处于高价态，则高铁酸钾具有强氧化性。(2)①高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH，则反应的离子方程式为4FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋8OH＋3O2↑。②高铁酸钾具有强氧化性，作为水处理剂能起到杀菌消毒的作用，同时其还原产物为Fe(OH)3胶体，又能起到净水的作用。(3)①根据元素守恒可知，X应是Na2O，根据钠元素守恒有2a＝8＋2b，根据氧元素守恒有2a＝8＋b＋2c，两式联立，可得b＝2c。②一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾，原因是相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。(4)用氯气在碱性条件下氧化氯化铁可制备高铁酸钾，根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒，反应的离子方程式为2Fe＋3Cl2＋16OH
2－
－
2－
－
3＋
－
－
2－
－1
2－
2－
－
3＋
3＋
－
2－
2－
===2FeO4＋6Cl＋8H2O。(5)根据题意，步骤2中发生反应FeO4＋CrO2＋2H2O===Fe(OH)3↓
＋CrO4＋OH，步骤3中CrO4在稀硫酸作用下发生反应2CrO4＋2H
2－
2＋
＋
3＋
3＋
2－－2－2－＋
Cr2O7＋H2O，步骤
2－
2＋
2－
4滴定时发生反应Cr2O7＋6Fe＋14H===6Fe＋2Cr＋7H2O，故可得关系式FeO4～3Fe，原溶液中K2FeO4的物质的量浓度为
cV1－1
mol·L。 3V2－
－
答案：(1)＋6价 强氧化性 (2)①4FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋8OH＋3O2↑ ②杀菌消毒、净水 (3)①Na2O b＝2c ②相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度 (4)2Fe＋3Cl2＋16OH===2FeO4＋6Cl＋8H2O (5)①Cr2O7＋6Fe＋14H===6Fe＋2Cr＋7H2O
②
3＋
3＋
－
2－
－
2－
2＋
＋
3＋
cV1－1
mol·L 3V
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