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第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
进阶训练A
1.下列说法正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B.氧化还原反应一定有氧元素参加
C.有单质参与的反应一定是氧化还原反应
D.发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应
2.下列化学反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A.Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
B.2NO+O2===2NO2
C.CuO+H2Cu+H2O
D.CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
3.古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富,下列诗句不涉及氧化还原反应的是( )
A.野火烧不尽,春风吹又生
B.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
C.粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间
D.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
4.下列类型的反应,一定发生电子转移的是( )
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.复分解反应
5.下列反应是氧化还原反应的是( )
A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
B.NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3
C.CaCO3CaO+CO2↑
D.CaO+H2O===Ca(OH)2
6.在反应中,元素X的原子将电子转移给元素Y的原子,则下列说法正确的是( )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
7.下列反应中,硫元素被还原的是( )
A.S→Na2S B.SO2→SO3
C.SO2→Na2SO3 D.Na2SO3→Na2SO4
8.下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的是( )
A.2H2S+SO2===3S+2H2O
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑
D.Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O
9.下列反应中,氯元素被氧化的是( )
A.2KClO32KCl+3O2↑
B.2P+5Cl2===2PCl5
C.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
D.H2+Cl2===2HCl
10.下列反应既属于离子反应,又属于氧化还原反应的是( )
A.NaOH溶液与盐酸中和
B.Zn与CuSO4 溶液的反应
C.分解氯酸钾制氧气
D.MgCl2溶液与KOH溶液产生沉淀
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( )
12.下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.H2还原CuO的反应只属于还原反应
B.置换反应都是氧化还原反应,所以,
3CO+Fe2O32Fe+3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C.3O22O3是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
进阶训练B
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.“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
2.下列反应中,电子转移方向和数目正确的是( )
3.某同学欲探究食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温分解的情况,从氧化还原角度分析,下列关于气体产物的预测不合理的是( )
A.NH3、N2、SO2、H2O
B.NH3、SO3、H2O
C.NH3、SO2、H2O
D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O
4.氧化还原反应与四种基本反应类型关系如图所示,则下列化学反应属于3区域的是( )
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
5.日常生活中的许多现象与化学反应有关,下列过程与氧化还原反应无关的是( )
A.植物的光合作用
B.可燃物燃烧
C.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏
D.铝锅表面生成致密的薄膜
6.小美在五连环中填入了五种物质,相连环物质间能发生反应,不相连环物质间不能发生反应,如图所示。你认为五连环中物质间发生的反应没有涉及的基本反应类型和属于氧化还原反应的个数分别为( )
A.复分解反应、1 B.分解反应、2
C.化合反应、3 D.置换反应、2
7.化学实验中若使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中,属于氧化还原反应的有( )
A.6个 B.5个
C.4个 D.3个
8.下列反应中的氨与反应4NH3+5O2
4NO+6H2O中的氨作用相同的是( )
A.2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑
B.2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
C.NH3+HCl===NH4Cl
D.3SiH4+4NH3Si3N4+12H2
9.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( )
二、非选择题
10.氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途,贯穿古今。
(1)下列生产、生活的事例中发生了氧化还原反应的是________。
A.用石斧解剖
B.早期的农业耕作
C.简单机械织布
D.祥云火炬燃烧
(2)水是人体的重要组成部分,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”也可用如图表达。
试写出一个有水生成的属于类型Ⅲ的化学方程式____________________________;
有水参加的反应:C+H2O(g)CO+H2,符合图中反应类型________(填标号)。
进阶训练C
1.下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是( )
A.SO3→H2SO4 B.Cu→CuCl2
C.Fe2O3→Fe D.CO→CO2
2.金属加工后的废切削液中含有2%~5%的NaNO2,它是一种环境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理此废切削液,使亚硝酸钠转化为无毒物质。该反应分两步进行:
第一步:NaNO2+NH4Cl===NaCl+NH4NO2
第二步:NH4NO2N2↑+2H2O
下列对上述反应的叙述中正确的是( )
①两步均为氧化还原反应
②第二步NH4NO2仅发生氧化反应
③NH4NO2发生了分解反应
④第二步中N2既是氧化产物又是还原产物
⑤第一步为复分解反应
A.①③ B.①④
C.②③④ D.③④⑤
3.中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应,其中有:①“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”;②“以曾青涂铁,铁赤色如铜”。下列有关叙述不正确的是( )
A.①中水银“积变又还成丹砂”说明水银发生了氧化反应
B.②中反应的离子方程式为
2Fe+3Cu2+===2Fe3++3Cu
C.根据①可知温度计打破后可以用硫粉覆盖水银,防止中毒
D.铁能跟曾青发生置换反应生成单质铜
4.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,或者分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列一组反应:
①CO2+C2CO
②Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
③2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
⑥CuO+COCu+CO2
⑦4NH3+3O22N2+6H2O
⑧2H2O2H2↑+O2↑
⑨2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
⑩SO2+H2O===H2SO3
(1)其中属于化合反应的有________(填序号,下同),属于置换反应的有________。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有发生变化的是________。
(3)上述反应中,既是分解反应又是氧化还原反应的是________。
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是________。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是________(填序号)。
A.分子中原子的重新组合
B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移
D.元素化合价的改变
答案和解析
进阶训练A
1.答案:D
解析:氧化还原反应的本质是电子转移,故A错误;氧化还原反应不一定有氧元素参加,故B错误;有单质参与的反应不一定是氧化还原反应,如同素异形体之间的转化,故C错误;发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应,氯气与氢氧化钠溶液反应,氯气既发生氧化反应又发生还原反应,故D正确。故选D。
2.答案:D
解析:氧化还原反应的特征是反应前后有元素的化合价发生变化,4个反应中,只有D中没有任何元素的化合价发生变化,所以不属于氧化还原反应的是D。故选D。
3.答案:C
解析:燃烧是剧烈的发光发热的氧化还原反应,小草生长过程也是涉及氧化还原反应的,属于氧化还原反应,A不符合题意;春蚕生长过程涉及氧化还原反应,蜡炬燃烧,发生氧化还原反应,B不符合题意;碳酸钙加热分解为氧化钙与二氧化碳,不属于氧化还原反应,C符合题意;黑火药爆炸,发生氧化还原反应,D不符合题意。
4.答案:C
解析:在化合反应中,只要有单质参加反应,就一定有化合价的变化,故A项错误;在分解反应中,只要有单质的生成,就一定有化合价的变化,故B项错误;在置换反应中因为有单质参加和单质生成,一定有化合价的变化,故C项正确;在复分解反应中,因为是化合物相互交换成分生成了新的化合物,所以一定没有化合价的变化,故D项错误。故选C。
5.答案:A
6.答案:D
解析:反应中,元素X的原子将电子转移给元素Y的原子,则X失去电子,Y得到电子,则X被氧化,发生氧化反应,①正确,③错误;Y被还原,发生还原反应,②错误,④正确。
7.答案:A
解析:S→Na2S过程中S元素化合价由0降低至-2被还原,故A选;SO2→SO3过程中S元素化合价由+4升高至+6被氧化,故B不选;SO2→Na2SO3过程中S元素化合价未发生变化,故C不选;Na2SO3→Na2SO4过程中S元素化合价由+4升高至+6被氧化,故D不选。
8.答案:D
解析:该反应中S元素化合价由-2价、+4价变为0价,该反应中发生电子转移在同一元素之间,但不是同一种物质之间,故A错误;该反应中Mn元素化合价由+7价变为+6价、+4价,O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间,高锰酸钾既是氧化剂又是还原剂,但是不同元素之间,故B错误;该反应中Cl元素化合价由+5价变为-1价、O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间但是在不同元素之间,故C错误;该反应中Cu元素化合价由+1价变为0价、+2价,发生电子转移在同一种物质之间且同一种元素之间,符合条件,故D正确。
9.答案:C
10.答案:B
解析:NaOH溶液与盐酸中和属于在溶液中可发生的离子反应,反应的离子方程式为OH-+H+===H2O,各元素的化合价都没有发生变化,不属于氧化还原反应,故A不符合题意;Zn与CuSO4溶液的反应属于在溶液中可发生的离子反应,反应的离子方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B符合题意;分解氯酸钾制氧气不是在溶液中进行的反应,所以不属于离子反应;2KClO32KCl+3O2↑,化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C不符合题意;MgCl2溶液与KOH溶液产生沉淀属于在溶液中发生的离子反应,反应的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,各元素的化合价都没有发生变化,不属于氧化还原反应,故D不符合题意。
11.答案:B
解析: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;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;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;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。
12.答案:D
解析:氧化反应和还原反应是同时发生的,氢气还原氧化铜的反应属于氧化还原反应,故A错误;由反应方程式可知,反应中Fe元素化合价降低、C元素化合价升高,属于氧化还原反应,但没有单质参加反应,不是置换反应,故B错误;该反应中氧元素化合价没有变化,没有电子转移,不是氧化还原反应,故C错误;复分解反应的特征是反应前后没有元素化合价变化,没有电子转移,所以复分解反应一定不是氧化还原反应,故D正确。
进阶训练B
1.答案:D
解析: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;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,B正确;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;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。
2.答案:D
解析:该反应中4个Cl中有2个由0价变为-1价,得2×e-,有2个由0价变为+1价,电子转移数目为2,失2×e-,故A错误;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;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;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。
3.答案:C
解析:生成N2,N元素化合价升高,生成SO2,S元素化合价降低,符合氧化还原反应原理,预测合理,A不符合题意;生成NH3、SO3、H2O,为非氧化还原反应,预测合理,B不符合题意;生成SO2,S元素化合价降低,但无任何元素化合价升高,不符合氧化还原反应原理,预测不合理,C符合题意;生成N2,N元素化合价升高,生成SO2,S元素化合价降低,预测合理,D不符合题意。
4.答案:D
解析:由题干图中可知,3区域代表的反应为不属于四大基本反应中的任何一种的氧化还原反应,据此分析解题:Cl2+2KBr===Br2+2KCl属于置换反应和氧化还原反应,A不合题意;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑属于分解反应和非氧化还原反应,B不合题意;4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3属于化合反应和氧化还原反应,C不合题意;2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑不属于四大基本反应,是氧化还原反应,D符合题意。故选D。
5.答案:C
解析:植物的光合作用吸收CO2产生O2,有元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,选项A不符合题意;可燃物燃烧过程中有元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,选项B不符合题意;酸雨腐蚀大理石雕像是因为碳酸钙和酸反应,该反应中没有元素化合价发生变化,不涉及氧化还原反应,属于复分解反应,选项C符合题意;铝被氧气氧化生成氧化铝,该反应中有元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,选项D不符合题意。故选C。
6.答案:B
解析:铁和稀盐酸反应属于置换反应、氧化还原反应;稀盐酸和NaOH属于复分解反应、非氧化还原反应;NaOH和CO2不属于基本反应、非氧化还原反应;CO2和碳属于化合反应、氧化还原反应,因此未涉及到的是分解反应,且有2个氧化还原反应,故选B。
7.答案:D
解析:由转化流程图可知,反应①中Cr的化合价降低了,是氧化还原反应,反应②中元素的化合价未改变,是非氧化还原反应,反应③元素的化合价未改变,是非氧化还原反应,反应④Cr的化合价升高了,是氧化还原反应,反应⑤中Cr元素的化合价降低了,是氧化还原反应,反应⑥元素的化合价未改变,是非氧化还原反应,综上所述,有①④⑤三个反应属于氧化还原反应。
8.答案:B
解析:题干所给反应中,NH3中N元素的化合价升高,H元素的化合价不变,故NH3作还原剂。NH3中N元素的化合价不变,H元素的化合价降低,故NH3作氧化剂,故A不符合题意;NH3中N元素的化合价升高,H元素的化合价不变,故NH3作还原剂,故B符合题意;NH3中N元素的化合价不变,NH3没有参与氧化还原反应,故C不符合题意;NH3中N元素的化合价不变,H元素的化合价降低,故NH3作氧化剂,故D不符合题意。
9.答案:A
解析:S既是氧化剂又是还原剂,S→SO失去4e-,2S→2S2-得到2×2e-,A正确;根据反应方程式可知,应该转移2e-,B错误;反应中+5价氯和部分-1价氯均转化为氯气,ClO→Cl2,Cl-→Cl2,1 mol KClO3转移电子的物质的量为5 mol,C错误;CuO中Cu元素化合价降低,得到电子,C应失去电子,D错误。
10.答案:(1)D (2)HCl+NaOH===NaCl+H2O(答案合理即可) Ⅳ
解析:(1)A、B、C项均未发生化学变化;D项为燃料燃烧反应,属于氧化还原反应,故选D。(2)因为化合反应和分解反应,都是部分属于氧化还原反应,部分属于非氧化还原反应,若Ⅰ为化合反应,则Ⅱ为分解反应。复分解反应都没有化合价变化,为非氧化还原反应,所以Ⅲ为复分解反应。有水生成的复分解反应可以为酸碱中和反应如NaOH+HCl===NaCl+H2O等,也可以是其他生成水的复分解反应,如实验室制取CO2:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑等。置换反应一定有化合价变化,置换反应一定属于氧化还原反应,所以Ⅳ为置换反应,C+H2O(g)CO+H2为置换反应,符合Ⅳ。
进阶训练C
1.答案:C
解析:还原剂具有还原性,所含元素化合价升高,若需加入还原剂才能实现转化,则物质发生元素化合价降低的转化。SO3→H2SO4,没有元素的化合价发生变化,A错误;Cu→CuCl2,铜元素化合价升高,B错误;Fe2O3→Fe,铁元素化合价降低,C正确;CO→CO2,碳元素化合价升高,D错误。
2.答案:D
解析:①第一步反应中没有元素的化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故错误;②第二步中,NH中N元素的化合价由-3价变为0价,NO中N元素的化合价由+3价变为0价,该反应中只有N元素的化合价发生变化,则NH4NO2既发生氧化反应又发生还原反应,故错误;③第二步反应是由一种物质生成两种物质,所以是分解反应,故正确;④根据②的分析,第二步中N2既是氧化产物又是还原产物,故正确;⑤第一步中物质间相互交换成分,属于复分解反应,故正确。
3.答案:B
解析:①中水银“积变又还成丹砂”说明水银又变为了HgS,则Hg化合价升高,发生了氧化反应,故A正确;②中反应是置换出铜,其离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,故B错误;根据①可知温度计打破后可以用硫粉覆盖水银,生成HgS,防止Hg蒸气中毒,故C正确;Fe+Cu2+===Fe2++Cu即铁能跟曾青发生置换反应生成单质铜,故D正确。
4.答案:(1)①④⑩ ⑤⑦ (2)②⑩ (3)⑧ (4)③⑨ (5)C
解析:(1)两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应,属于化合反应的有①④⑩;一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应属于置换反应,属于置换反应的有⑤⑦;(2)②⑩两个反应中,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故合理选项是②⑩;(3)分解反应是一种物质反应产生两种或两种以上其它物质的反应,其中有②⑧两个反应属于分解反应,其中⑧存在化合价的变化,为氧化还原反应,故合理选项是⑧;(4)溶液中有离子参加的反应为离子反应,属于离子反应的有③⑨,且该反应中有元素化合价的变化,同时属于氧化还原反应,故合理选项是③⑨;(5)氧化还原反应的实质为电子的得失或共用电子对的偏移,故合理选项是C。
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