2023北京重点校高三(上)期中化学汇编:氧化还原反应(含解析)

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名称 2023北京重点校高三(上)期中化学汇编:氧化还原反应(含解析)
格式 docx
文件大小 299.5KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-04-02 09:43:12

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文档简介

2023北京重点校高三(上)期中化学汇编
氧化还原反应
一、单选题
1.(2023北京北师大附中高三上期中)下列物质在生活中的应用与氧化还原反应无关的是
A.还原粉用作食品脱氧剂
B.用作衣物防潮剂
C.补血剂与维生素C配合使用效果更佳
D.用暖宝宝(含铁粉、碳、氯化钠)取暖
2.(2023北京通州高三上期中)下列方程式与所给事实不相符的是
A.通过灼热铁粉:
B.用作抗胃酸药:
C.与反应:
D.通入酸性溶液中:
3.(2023北京丰台高三上期中)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH增大的是
A.向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,紫色褪去
B.向NaHSO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
C.向BaCl2溶液中先通入SO2,后通入O2,产生白色沉淀
D.向饱和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,产生白色沉淀
4.(2023北京五中高三上期中)下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A.用小刀切开金属钠,表面逐渐变暗
B.推进装有NO2的密闭针筒的活塞,气体颜色变深
C.将酸性KMnO4溶液滴入H2C2O4溶液中,溶液紫色褪去
D.维生素C常与补铁剂(有效成分中铁元素为+2价)同服
5.(2023北京161中高三上期中)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示。下列说法不正确的是
A.过程①生成了HCl,说明酸性:H2S>HCl
B.过程②,每溶解1molCuS,转移2mole-
C.过程③,溶液的pH增大
D.回收S的总反应为
6.(2023北京牛栏山一中高三上期中)为监测空气中汞蒸气是否超标,通过悬挂涂有CuI(白色)的滤纸,根据滤纸是否变色(亮黄色至暗红色)及变色所需时间来判断空气中的汞含量。发生的化学反应为:4CuI+Hg=Cu2HgI4+2Cu。下列说法不正确的是
A.上述反应属于置换反应
B.Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物
C.该反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
D.当有1mol CuI参与反应时,转移电子的物质的量为0.5mol
二、解答题
7.(2023北京汇文中学高三上期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。
(1) K2FeO4的制备
①i中反应的离子方程式是 。
②将ii中反应的离子方程式补充完整: 。
□□□□□___________□___________
③iii中反应能够发生是因为溶解度:Na2FeO4 K2FeO4 (填“>”或“<”)。
(2) K2FeO4的性质
i.将K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡(O2),液体有丁达尔效应。
ii.将K2FeO4固体溶于浓KOH溶液中,放置2小时无明显变化。
iii.将K2FeO4固体溶于稀硫酸中,产生无色气泡的速率明显比ⅰ快。
①K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是 。
②K2FeO4的氧化性与溶液pH的关系是 。
(3) K2FeO4的应用
K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将转化为N2)处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如图所示:
①脱氮的最佳pH约为8,pH小于8时,脱氮效果随pH减小而减弱,结合转化为N2的氧化反应分析原因: 。
②pH大于8时,脱氮效果随pH的升高而减弱,分析可能的原因: 。
8.(2023北京牛栏山一中高三上期中)某小组同学探究Cu和H2O2的反应。
【猜想预测】
猜想1:Cu与H2O2不发生反应;
猜想2:Cu与H2O2可能发生氧化还原反应,H2O2作氧化剂。
【实验探究】
实验ⅰ:向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30% H2O2溶液,一段时间内无明显现象,10小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)通过该实验证明了猜想2成立,写出该反应的化学方程式: 。
【继续探究】
针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
资料:Cu2++ 4NH3 [ Cu(NH3)4]2+,[ Cu(NH3)4]2+为深蓝色;Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
装置 序号 试剂a 现象
ⅱ 20 mL 30% H2O2与4 mL 5 mol/L H2SO4混合液 Cu表面很快生产少量气泡,溶液逐渐变蓝,产生较多气泡
ⅲ 20 mL 30% H2O2与4 mL5 mol/L氨水混合液 溶液立即变为深蓝色,产生大量气泡,Cu表面有少量蓝色不溶物
(2)实验ⅱ中:溶液变蓝的原因是 (用化学用语解释);经检验产生的气体为氧气,产生氧气的原因是 。
(3)对比实验ⅰ和ⅲ,为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大。
a.K闭合时,电压为x。
b.向U形管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变。
c.继续向U形管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
该实验的结论: 。利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性,导致Cu溶解速率加快。
(4)对比实验ⅱ和ⅲ,实验ⅲ中产生氧气速率明显更快,可能的原因是 。
(5)实验ⅲ有少量蓝色不溶物,小组同学加入少量NH4Cl可使其溶解,结合文字和化学用语解释不溶物溶解的原因: 。
(6)基于以上实验,影响Cu与H2O2反应速率的因素有 。
参考答案
1.B
【详解】A.还原Fe粉用作食品脱氧剂,利用Fe粉的还原性,发生氧化还原反应实现食品脱氧,A不符合题意;
B.CaO用作衣物防潮剂是利用CaO+H2O=Ca(OH)2反应原理,与氧化还原反应无关,B符合题意;
C.维生素C具有还原性,能抗氧化,FeSO4补血剂与维生素C配合使用可防止FeSO4被氧化,C不符合题意;
D.铁粉被氧化持续放热,发生氧化还原反应,D不符合题意;
故选B。
2.A
【详解】A.通过灼热铁粉:,A错误;
B.用作抗胃酸药,实际上是与胃酸中的HCl反应,其离子方程式为:,B正确;
C.与反应产生碳酸钠和氧气,其化学方程式为:,C正确;
D.通入酸性溶液中会发生氧化还原反应,其离子方程式为:,D正确;
故选A。
3.A
【详解】A.向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,紫色褪去,说明发生氧化还原反应,离子方程式:,pH增大,故A正确;
B.向NaHSO3溶液中加入Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀,发生复分解反应,不属于氧化还原反应,故B错误;
C.向BaCl2溶液中先通入SO2,后通入O2,产生白色沉淀,反应过程中H+增多,pH减小,故C错误;
D.向饱和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,产生白色沉淀,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故D错误;
答案选A。
4.B
【详解】A.用小刀切开金属钠,表面的银白色的金属钠与空气中的氧气反应产生氧化钠,导致金属钠表面逐渐变暗,该反应过程中元素化合价发生了变化,因此发生的反应为氧化还原反应,A不符合题意;
B.推进装有NO2的密闭针筒的活塞,气体的体积减小,NO2气体浓度增大,因而气体颜色变深,与氧化还原反应无关,B符合题意;
C.将酸性KMnO4溶液滴入H2C2O4溶液中,二者会发生氧化还原反应,KMnO4被还原产生无色Mn2+,因而溶液紫色褪去,C不符合题意;
D.维生素C具有还原性,可以与补铁剂氧化变质产生的Fe3+发生氧化还原反应产生Fe2+,D不符合题意;
故合理选项是B。
5.A
【详解】A.过程①中,H2S和Cu2+反应生成CuS,离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,反应发生是因为生成了沉淀,不能证明酸性强弱,故A错误;
B.过程②中,CuS和Fe3+发生氧化还原反应生成Cu2+、Fe2+和S,离子方程式为2Fe3++CuS =Cu2++2Fe2++S,每溶解1molCuS,转移2mole-,故B正确;
C.过程③中发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,反应消耗H+,溶液酸性减弱,溶液的pH增大,故C正确;
D.由反应(①+②)×2+③可得回收S的总反应为,故D正确;
故答案为A。
6.B
【详解】A.该反应为单质与化合物反应生成单质与化合物的反应,为置换反应,故A正确;
B.Hg元素的化合价升高,则Cu2HgI4为氧化产物,故B错误;
C.CuI为氧化剂,还原剂为Hg,4molCuI反应只有2mol作氧化剂,则由反应可知该反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:l,故C正确;
D.当有1mol CuI反应时,转移电子为1mol××(1-0)=0.5mol,故D正确;
故答案为B。
【点睛】考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价为解答的关键,侧重氧化还原反应基本概念及转移电子的考查,4CuI+Hg=Cu2HgI4+2Cu中,Cu元素的化合价由+1价降低为0,Hg元素的化合价由0升高为+2价,注意CuI部分为氧化剂。
7.(1) H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O 2Fe3++10OH-+3ClO-=2+3Cl-+5H2O >
(2) 4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH pH越小,K2FeO4氧化性越强
(3) 酸性越强,K2FeO4和水反应生成O2的速率越快,导致K2FeO4氧化的能力减弱,所以N元素的去除率降低 pH>8的溶液,随pH增大,K2FeO4氧化性减弱,不利于将含氮物质氧化
【分析】K2FeO4的制备流程:酸性条件下,H2O2氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3,反应的方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,碱性条件下NaClO氧化Fe2(SO4)3生成Na2FeO4,反应的离子方程式为2Fe3+ +10OH-+3ClO-═2+3Cl-+5H2O,根据K2FeO4的溶解性小于Na2FeO4原理,加入饱和KOH溶液使Na2FeO4转化为K2FeO4,方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,过滤、洗涤、低温干燥,得到K2FeO4纯品,K2FeO4固体溶于蒸馏水中并和水反应生成O2和氢氧化铁胶体,据此写出反应的化学方程式;碱性条件下K2FeO4稳定、中性水中生成少量氧气、酸性条件下生成大量氧气,生成氧气显示出K2FeO4的氧化性,据此得出K2FeO4的氧化性与溶液pH的关系,由图可知pH=8左右N元素的去除率最高,据此分析解题。
【详解】(1)①H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,所以FeSO4溶液中加入H2SO4、H2O2生成Fe2(SO4)3,同时生成H2O,则ⅰ中反应的离子方程式是H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;
②该反应中Fe元素化合价由+3价变为+6价,则Fe3+作还原剂,ClO-作氧化剂,ClO-中Cl元素化合价由+1价变为-1价,所以生成物中含有Cl-,根据元素守恒知,还生成H2O,则ⅱ中反应的离子方程式为:2Fe3++10OH-+3ClO-=2+3Cl-+5H2O,故答案为:2Fe3++10OH-+3ClO-=2+3Cl-+5H2O;
③ⅲ中反应能够发生是因为溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质,所以溶解度:Na2FeO4>K2FeO4,故答案为:>;
(2)①K2FeO4固体溶于蒸馏水中并和水反应生成O2和氢氧化铁胶体,根据原子守恒可知,还有KOH生成,反应的化学方程式4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH,故答案为:4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH;
②由实验i、ii、iii可知,K2FeO4稳定存在于碱性环境中,酸性条件下有氧化性,即酸性越强、pH越小,K2FeO4氧化性越强,故答案为:pH越小,K2FeO4氧化性越强;
(3)①根据(2)题知,酸性越强,K2FeO4和水反应生成O2的速率越快,导致K2FeO4氧化的能力减弱,所以N元素的去除率降低,故答案为:酸性越强,K2FeO4和水反应生成O2的速率越快,导致K2FeO4氧化的能力减弱,所以N元素的去除率降低;
②pH越小,K2FeO4氧化性越强,所以pH大于8时,K2FeO4氧化性减弱,脱氮效果减弱,
故答案为:pH>8的溶液,随pH增大,K2FeO4氧化性减弱,不利于将含氮物质氧化。
8. Cu+H2O2= Cu (OH)2↓ Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 产生的铜离子催化了过氧化氢分解;或铜离子氧化了过氧化氢 加入氨水,提高了Cu的还原性 Cu(NH3)42+对H2O2分解有很好的催化作用 Cu (OH)2(aq) Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入少量NH4Cl,NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-,平衡逆移,使c(NH3)增大,Cu2++4NH3 Cu(NH3)42+,使c(Cu2+)减小,Cu (OH)2(aq) Cu2+(aq)+2OH-(aq),正移,沉淀溶解,无沉淀。 酸碱性、产物微粒的种类
【分析】本实验通过对Cu和H2O2反应的探究,得出影响Cu和H2O2反应速率快慢的因素;通过对比溶液酸碱性对反应速率的影响得出碱性条件下Cu和H2O2的反应速率较快的结论,通过对比实验考查加入氨水后,氨水对双氧水的作用和氨水对Cu2+的作用考查氨水的加入对反应的氧化性或还原性强弱的影响。
【详解】(1)向过氧化氢溶液中加入Cu,一段时间后Cu表面出现少量蓝色固体,说明有含铜离子的物质生成,故可推测反应为Cu和H2O2的反应,反应方程式为Cu+H2O2= Cu (OH)2↓;
(2)实验ii中溶液变蓝,说明Cu与H2O2在酸性条件下可以发生反应,生成Cu2+,反应的离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;经检验,产生的气体为氧气,说明过氧化氢大量分解,而溶液反应生成的Cu2+有催化作用,可以催化双氧水分解,产生大量气泡;
(3)向U形管双氧水一侧加入氨水,电压物明显变化,说明在双氧水中加入氨水不会影响双氧水氧化性的强弱,而向U形管硫酸铜一侧加入氨水,氨水可以和Cu2+发生反应生成四氨合铜离子,这时电压发生了变化,说明氨水的加入改变了Cu2+还原性的大小,使Cu2+的还原性增强;
(4)对比实验ii和试验iii,实验iii中产生氧气的速率更快,在实验iii中Cu和双氧水反应生成的Cu(OH)2与加入的氨水发生络合反应,产生大量的Cu(NH3)42+,对比实验ii,是Cu(NH3)42+对H2O2分解有很好的催化作用;
(5)实验iii中少量不溶物为Cu(OH)2,加入少量氯化铵后不溶物消失,原因是:Cu(OH)2(aq) Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入少量NH4Cl,NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-,平衡逆移,使c(NH3)增大,Cu2++4NH3 Cu(NH3)42+,使c(Cu2+)减小,Cu(OH)2(aq) Cu2+(aq)+2OH-(aq),正移,沉淀溶解,无沉淀。
(6)基于以上实验,影响Cu与H2O2反应速率的因素有酸碱性、产物微粒的种类。
【点睛】实验中较难考虑的部分是氨水对Cu和H2O2的反应氧化性或还原性强弱的影响的实验考查,通过观察电压表指针的变化分析氨水对反应氧化性或还原性强弱的影响。
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