第三节氧化还原反应第一章物质及其变化2022_2023学年高一化学必修第一册(人教版2019)
一、单选题,共13小题
1.(2021·全国·高一课时练习)在下列反应中硫元素只显氧化性的是
A.2Al+3SAl2S3 B.H2SH2+S
C.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑ D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
2.(2020·全国·高一课时练习)在下列反应中,硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性的是
A.H2S+2HNO3=S↓+2NO2↑+2H2O
B.CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
C.3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
D.4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
3.(2022·全国·高一课时练习)即将“5G”网络的普及将会大大提升信息传递的速度,信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动,信息产业的核心材料是高纯度的硅。制备硅单质时,主要化学反应如下:
①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑;
②Si(粗硅)+2Cl2SiCl4;
③SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl。
下列对上述三个反应的叙述中,不正确的是
A.①③为置换反应
B.①②③均为氧化还原反应
C.②为化合反应
D.三个反应的反应物中硅元素均被还原
4.(2020·全国·高一课时练习)根据反应:O2+2H2S=2S↓+2H2O,Na2S+I2=2NaI+S↓,4NaI+O2+2H2SO4=2I2+2Na2SO4+2H2O,判断下列物质的氧化性强弱,正确的是
A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2O C.S>I2>O2 D.H2O>NaI>H2S
5.(2021·全国·高一课时练习)在下列反应类型中,一定属于非氧化还原反应的是
A.分解反应 B.复分解反应 C.置换反应 D.化合反应
6.(2021·全国·高一课时练习)下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
7.(2021·全国·高一课时练习)下列化学方程式中电子转移不正确的是
A.
B.
C.
D.
8.(2021·全国·高一课时练习)下列我国古代技术应用中,主反应不涉及氧化还原反应的是
A.古法炼铁 B.粮食酿醋 C.煅烧贝壳 D.火药爆炸
9.(2021·全国·高一课时练习)下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
C.3CO+Fe2O32Fe+3CO2 D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
10.(2021·全国·高一课时练习)下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A. B.
C. D.
11.(2021·全国·高一课时练习)下列变化过程中,加入氧化剂才能实现的是
A.SO2→SO B.CuO→Cu C.Cl2→Cl- D.H2→H+
12.(2021·全国·高一课时练习)从氧化还原角度分析,下列反应中水的作用相同的是
①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑②2F2+2H2O=4HF+O2③④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ⑤NaH+H2O=NaOH+H2↑
A.①⑤ B.②⑤ C.③④ D.②③
13.(2021·全国·高一课时练习)下列反应中,电子转移方向和数目正确的是
A.
B.
C.
D.
二、填空题,共3小题
14.(2021·全国·高一课时练习)配平下列方程式
(1)________MnO2+________HCl(浓)________MnCl2+________Cl2↑+________H2O
(2)________NO2+________H2O=________HNO3+________NO
15.(2021·全国·高一课时练习)完成下列反应的化学方程式,并指明其中的氧化剂和还原剂。
(1) __________、氧化剂__________、还原剂__________。
(2)__________、氧化剂__________、还原剂__________。
(3)__________、氧化剂__________、还原剂__________。
(4)__________、氧化剂__________、还原剂__________。
16.(2021·全国·高一课时练习)在高温时,水蒸气与灼热的炭发生氧化还原反应的化学方程式为:H2O+CH2+CO。其中,H2O是__剂,C是__剂。
三、简答题,共2小题
17.(2021·全国·高一课时练习)美国计划2028年再次登陆月球,并在月球上建立永久性基地,为人类登陆新的行星做好前期准备。为了解决基地人员的供氧问题,科学家设想利用月球富氧岩石制取氧气。其提氧原理是:用氢气还原富氧岩石获取水,再利用太阳能电池电解水得到氢气和氧气。
玄武岩(含钛铁矿)是月球的主要岩石之一,其质地坚硬,钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。用上述提氧原理,理论上,从1kgFeTiO3中可获取约105.3gO2。
(1)写出FeTiO3与H2反应的化学方程式:___。
(2)研究表明,月球上平均直径为40微米的小圆珠形成的堆积物(富含Fe2TiO4)是最适合提氧的矿物。这种堆积物作为提氧原料的优点是___。
(3)研究人员查阅文献后,得知钛铁矿在高温下还能被炭粉还原:2FeTiO3+C2Fe+2TiO2+CO2↑,通过植物的光合作用可吸收CO2获得O2。他们设计了两套实验装置来测定钛铁矿中可提取氧的质量分数。
研究人员用图1装置从钛铁矿中提取氧,实验中得出的可提取氧的质量分数大于理论值,产生这种情况的原因可能是___;用图2装置进行实验的过程中,称得反应前钛铁矿的质量为m1g,炭粉的质量为m2g,钛铁矿完全反应后,测得生成CaCO3的质量为m3g,则钛铁矿中可提取氧的质量分数表达式为___。
(4)在钛铁矿提氧过程中科学家们常选用H2而不用其他还原剂,其主要原因是__。
18.(2017·山西·忻州一中高一课时练习)某同学写出以下三个化学方程式(未配平)
(1)NO+HNO3→N2O3+H2O;
(2)NH3+NO→HNO2+H2O;
(3)N2O4+H2O→HNO3+HNO2
其中你认为一定不可能实现的是______,理由是______
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【解析】
A.2Al+3SAl2S3反应中S化合价由硫0价降为-2价,显氧化性,故选A;
B.H2SH2+S反应中S化合价由-2价升为0价,显还原性,故不选B;
C.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑反应中,单质硫中S元素由0价升至+4价显还原性,H2SO4中S由+6价降至+4价被还原,S既显氧化性又显还原性,故不选C;
D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O反应中,S元素化合价由0升高为+4、由0降低为-2,S既显氧化性又显还原性,故不选D;
选A。
2.C
【解析】
A.H2S+2HNO3=S↓+2NO2↑+2H2O,硝酸中氮元素全部降低,只作了氧化剂,故A不符合题意;
B.CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O,反应中没有化合价变化,硝酸只起酸性作用,故B不符合题意;
C.3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,硝酸中氮元素部分降低,部分不变,硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性,故C符合题意;
D.4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,硝酸中氮元素全部降低,氧元素部分升高,硝酸既作氧化剂,又作还原剂,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
3.D
【解析】
A.置换反应是指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,故①③为置换反应,A正确;
B.由题干信息可知,①②③均有元素的化合价发生改变,均为氧化还原反应,C正确;
C.化合反应是指由两种或两种以上的物质反应生成一种化合物的反应,故②为化合反应,C正确;
D.①③反应中硅元素的化合价降低,被还原,而反应②的化合价却升高,被氧化,D错误;
故答案为:D。
4.A
【解析】
在一个氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,则反应O2+2H2S=2S↓+2H2O中,氧化性;O2>S;反应Na2S+I2=2NaI+S↓中,氧化性:I2>S;反应4NaI+O2+2H2SO4=2I2+2Na2SO4+2H2O中,氧化性O2>I2。因此,氧化性O2>I2>S。故选A。
5.B
【解析】
A.分解反应:由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应,有可能为氧化还原反应,如水分解生成氧气、氢气,A不符合题意;
B.复分解反应:由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,实质是离子的重新组合,不可能为氧化还原反应,B符合题意;
C.置换反应:是一种单质与一种化合物作用,生成另一种单质与另一种化合物的反应,一定属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.化合反应:指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应,有可能为氧化还原反应,如氢气和氧气化合生成水,D不符合题意;
综上所述答案为B。
6.B
【解析】
A.氧元素化合价从-2价升高到0价,失去2个电子,氯元素化合价从+5价降低到-1价,得到6个电子,可表示为,A错误;
B.镁元素化合价从0价升高到+2价,失去2个电子,氧元素化合价从0价降低到-2价,得到2个电子,可表示为,B正确;
C.碳元素化合价从0价升高到+4价,失去4个电子,铜元素化合价从+2价降低到0价,得到2个电子,因此可表示为,C错误;
D.碳元素化合价从0价升高到+4价,失去4个电子,氧元素化合价从0价降低到-2价,得到2个电子,因此可表示为,D错误;
答案选B。
7.D
【解析】
A.二氧化锰中锰得电子,盐酸中氯失电子,且得失电子守恒,故A正确;
B.镁失去电子,氯得电子,且得失电子守恒,故B正确;
C.氧化铁中铁得电子,一氧化碳中碳失去电子,且得失电子守恒,故C正确;
D.应该是氯酸钾中氯得电子变成氯气,6个HCl中只有5个HCl转化为氯气,正确的应该是,故D错误;
答案选D。
8.C
【解析】
A.炼铁从含铁的化合物生成单质铁,有化合价的变化,属于氧化还原反应,故A不符合题意;
B.粮食酿醋的酿造存在从淀粉转化为葡萄糖,再转化为乙醇,再转化为乙酸的过程,有化合价的变化,为氧化还原反应,故B不符合题意;
C.煅烧贝壳是碳酸钙发生分解反应生成氧化钙和二氧化碳,元素化合价均没发生变化,没有发生氧化还原反应,故C符合题意;
D.火药爆炸发生反应,存在元素的化合价变化,属于氧化还原反应,故D不符合题意。
答案选C。
9.C
【解析】
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu是置换反应,也是氧化还原反应,A不符合;
B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3是复分解反应,元素化合价均不变,不是氧化还原反应,B不符合;
C.3CO+Fe2O32Fe+3CO2中碳元素和铁元素化合价发生变化,是氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,C符合;
D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑是分解反应,Mn和O元素化合价发生变化,是氧化还原反应,D不符合;
答案选C。
10.C
【解析】
A.属于置换反应,反应中Fe和Cu化合价发生变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.属于复分解反应,各元素的化合价都没有变化,不属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.不属于四种基本反应类型, Fe、C元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,C符合题意;
D.属于分解反应 ,Cl、Mg元素的化合价的变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
11.D
【解析】
A.SO2→,没有变价元素,不需加入氧化剂,A错误;
B.CuO→Cu,此转化中CuO做氧化剂,需加入还原剂才能实现,B错误;
C.Cl2→Clˉ,此转化中,虽然Cl元素的价态降低,但并不需要加入还原剂,因为Cl2与碱或水反应,就可实现,C错误;
D.H2→H+,氢元素化合价升高,做还原剂,需要加入氧化剂才能实现,D正确;
故选D。
12.A
【解析】
①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,水中H的化合价为+1价,氢气中的H为0价,水为氧化剂;②2F2+2H2O=4HF+O2反应中,水中氧元素的化合价升高,发生氧化反应,水是还原剂;
③水中H的化合价为+1价,氢气中的H为0价,水为氧化剂,水中O为-2价,氧气为0价,水也为还原剂;
④2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 水中的水中H的化合价没有发生改变,既不是氧化剂也不是还原剂;
⑤NaH+H2O=NaOH+H2↑水中H的化合价为+1价,氢气中的H为0价,水为氧化剂;
综上所述故选A。
13.D
【解析】
A.该反应中4个Cl中有2个由0价变为-1价,失2×e-,有2个由0价变为+1价,电子转移数目为2,得2×e-,故A错误;
B.该反应中Fe元素化合价升高,失电子,Cl元素化合价降低,得电子,故B错误;
C.根据氧化还原反应化合价不交叉原则可知,该反应中H2S中的S元素化合价由-2价变为0价,失1×2e-,H2SO4中S元素化合价由+6价变为+4价,得1×2e-,故C错误;
D.该反应中I元素化合价由-1价变为0价,失去10×e-,Mn元素化合价由+7价变为+2价,得到2×5e-,双线桥表示为,故D正确;
故选D。
14.(1) 1 4 1 1 2
(2) 3 1 2 1
【解析】
(1)
在该反应中Mn元素化合价由反应前MnO2中的+4价变为反应后MnCl2中的+2价,化合价降低2价;Cl元素化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价,化合价升高1×2=2价,所以MnO2、MnCl2的系数是1,Cl2的系数是1;由于在MnCl2中还存在2个Cl化合价仍然是-1价,该Cl原子也是由HCl提供,故HCl的系数应该为2+2=4,最后根据H、O原子守恒,可得H2O的系数是2,因此配平后该反应方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,由前到后方程式的系数依次是1、4、1、1、2;
(2)
在该反应中N元素化合价由反应前NO2中的+4价变为反应后NO中的+2价,化合价降低2价;在该反应中N元素化合价由反应前NO2中的+4价变为反应后HNO3的+5价,化合价升高1价,化合价升降最小公倍数是2,所以HNO3的系数是2,NO的系数是1,HNO3、NO中的N原子都是由NO2提供,则NO2的系数是3,根据H、O原子守恒,可知H2O的系数是1,则配平后化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,由前到后方程式的系数依次是3、1、2、1。
15.(1) SnO2 C
(2) WO3 H2
(3) O2 PbS
(4) UF4 Mg
【解析】
(1)
在反应中,SnO2Sn中Sn元素的化合价由+4价降低到0价,所以SnO2为氧化剂;CCO中C元素的化合价由0价升高到+2价,所以C为还原剂,故答案:;SnO2;C。
(2)
在反应中,WO3中W元素化合价由+6价降低到0价,所以WO3为氧化剂;H2H2O中H元素的化合价由0价升高到+1价,所以H2为还原剂,故答案:;WO3;H2。
(3)
在反应中,PbS中S元素的化合价由-2价升高到+4价,所以PbS为还原剂,O2H2O中O元素的化合价由0价升降低到-2价,所以O2为氧化剂;故答案:;O2;PbS。
(4)
在反应中,UF4中U元素化合价由+4价降低到0价,所以UF4为氧化剂;MgMgF2中Mg元素的化合价由0价升高到+2价,所以Mg为还原剂,故答案:;UF4;Mg。
16. 氧化 还原
【解析】
H2O+CH2+CO,C化合价升高,H化合价降低,因此H2O是氧化剂,C是还原剂;故答案为:氧化;还原。
17. FeTiO3+H2Fe+TiO2+H2O 无需进行岩石破碎工作、可提取氧的质量分数大 H2未经干燥、U形管中碱石灰吸收了空气中的水分 % H2的氧化产物水无污染,电解水产生的H2能够被循环利用
【解析】
(1)根据从中可获得约,结合提氧原理可确定反应的化学方程式为;
(2)因为是40微米的小圆珠,故无需进行岩石破碎工作,而且可提取氧的质量分数大;
(3)测得的可提取氧的质量分数大于理论值,则可能是通入的未经干燥,U形管中的碱石灰吸收了空气中的水蒸气;因为生成的质量为,故经光合作用可获得的质量为,所以钛铁矿中可提取氧的质量分数表达式为;
(4) H2的氧化产物水无污染,电解水产生的H2能够被循环利用。
18. ⑵ 只有失电子元素,没有得电子元素,电子转移不会相等
【解析】
若含有同种元素不同价态的两种物质发生氧化还原反应时,生成物中该元素的价态应介于两种反应物元素价态之间。
-3价与+2价之间应为0价或+1价,不可能出现+3价的氮,所以(2)式不能实现。即:只有失电子元素,没有得电子元素,电子转移不会相等。
答案第1页,共2页
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