2025人教版高中化学必修第一册同步练习题--第2课时　氧化剂和还原剂（含解析）

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2025人教版高中化学必修第一册
第一章　物质及其变化
第三节　氧化还原反应
第2课时　氧化剂和还原剂
基础过关练
题组一　氧化剂与还原剂的判断
1.(2024浙江宁波三锋教研联盟期中联考)宋代著名法医学家宋慈所著的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的原理是4Ag+2H2S+O2 2Ag2S+2H2O,下列有关该反应的说法正确的是 (　　)
A.H2S发生氧化反应,是还原剂
B.O2被氧化,是氧化剂
C.Ag发生氧化反应,是还原剂
D.氧化性:O22.(经典题)(2024河南大学附属中学月考)下列反应中,水既不是氧化剂又不是还原剂的是(　　)
A.2H2O 2H2↑+O2↑
B.2H2O+2K 2KOH+H2↑
C.2H2O+2F2 4HF+O2
D.H2O+3NO2 2HNO3+NO
3.(1)工业盐的主要成分是NaNO2,以前有许多起因误食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,这说明NaNO2具有　　　　性。下列不能实现这种转化的物质是　　　(填字母)。
A.Cl2　　　　　B.O2　　　　　C.FeCl3　　　　　D.浓硫酸
(2)工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,这说明维生素C具有　　　　性。
题组二　物质的氧化性、还原性强弱比较
4.(2023湖南衡阳四中月考)根据以下4个反应:①H2S+I2 S↓+2I-+2H+,②SO2+2H2S 3S+2H2O,③2I-+Br2 I2+2Br-,④SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI。判断Br-、I-、H2S、SO2的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A.SO2>H2S>I->Br-　　　　　B.H2S>SO2>I->Br-
C.H2S>I->Br->SO2　　　　　D.I->Br->H2S>SO2
5.(2024山东济宁一中月考)已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是(　　)
A.2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+
B.I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI
C.2Fe2++I2 2Fe3++2I-
D.H2O2+SO2 H2SO4
6.(2024辽宁沈阳二中月考)已知有如下反应:
①2Br
②Cl+5Cl-+6H+ 3Cl2↑+3H2O
③2FeCl2+Cl2 2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是(　　)
A.在反应②中氧化产物和还原产物的质量之比为5∶1
B.Cl2在反应①、③中均为氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为Br>Cl2>Fe3+
D.溶液中可发生Cl+6Fe2++6H+ Cl-+6Fe3++3H2O
7.已知下列反应:
①Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2
②2KI+Br2 2KBr+I2
③Na2S+I2 2NaI+S↓
(1)Cl-、Br-、I-、S2-的还原性由强到弱的顺序是　　　　　　　。
(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是　　　　　　　。
(3)判断下列物质间能否发生反应,若能,写出离子方程式;若不能,说明理由。
①Cl2与Na2S:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②I2与NaBr:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　氧化性、还原性强弱的判断及应用
1.(2024广西南宁三中期中)铋(Bi)为+3价时较稳定,铋酸钠(NaBiO3)为黄色或棕色粉末。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液,先用硫酸酸化,再向其中依次加入下列试剂,对应的现象如下表所示:
加入 试剂 ①适量铋酸钠粉末 ②过量的双氧水 ③适量KI-淀粉溶液
实验 现象 溶液呈紫红色 紫红色消失,产生气泡 溶液变成蓝色
则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为 (　　)
A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3
B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2
D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
2.(经典题)(2024湖南株洲二中检测)已知:①2KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O、②6FeCl2+3Br2 4FeCl3+2FeBr3、③Cl2+2KBr Br2+2KCl。根据上述反应,判断下列结论错误的是 (　　)
A.反应①中,MnCl2是还原产物
B.氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>Br2
C.溶液中可发生反应:2FeCl2+Cl2 2FeCl3
D.少量KMnO4溶液加入HBr和HCl的混合溶液中:HBr先被氧化
题组二　氧化还原反应规律的应用
3.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3、Al(NO3)3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是 (　　)
A.Mg　　　　　B.Cu　　　　　C.Ag　　　　　D.Al
4.(2024山东淄博实验中学月考)已知2M+5S2-+16H+ 2M2++5S↓+8H2O,下列叙述正确的是 (　　)
A.M为还原剂
B.x=7
C.y=3
D.M中M元素的化合价为+7价
5.(2024湖北云学新高考联盟月考)含X的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,并且参加反应的X的个数比为1∶2。则还原产物可能是 (　　)
A.XO-　　　　　B.X　　　　　D.X-
题组三　守恒法配平氧化还原反应
6.(2024辽宁重点高中联合体月考)反应Cr2+H2O配平后,还原剂的化学计量数是 (　　)
A.1　　　　　B.3　　　　　C.5　　　　　D.8
7.(2023山西河津第二中学阶段练习)把碎纸片b补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是 (　　)
A.反应物粒子是S、S、OH-
B.该反应可能在酸性条件下进行
C.氧化剂与还原剂的粒子个数之比为1∶2
D.3个S原子参加反应时,转移4个电子
8.配平下列反应方程式。
①　Na+　H2O 　NaOH+　H2↑
②　Cu+　HNO3(稀) 　Cu(NO3)2+　NO↑+　H2O
③　Mn+　H++　Cl- 　Mn2++　Cl2↑+　H2O
④　S+　KOH 　K2S+　K2SO3+　H2O
题组四　氧化还原反应知识的综合应用
9.(原创题)铅元素有+2、+4两种价态,铅的氧化物均难溶于水,已知有下列两个反应:
①Pb3O4+4HNO3 PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O
②PbO+NaClO PbO2+NaCl
下列有关叙述正确的是 (　　)
A.Pb3O4可写成PbO·Pb2O3的形式
B.反应①中Pb3O4既是氧化剂又是还原剂
C.根据反应①、②可推测在题给条件下氧化性:NaClO>HNO3
D.生成相同质量的PbO2,反应①、②转移电子数之比为2∶3
10.(2024四川眉山彭山一中月考)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,在催化剂表面物质转化的关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.在转化过程中,氮元素均被还原
B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C.还原过程中生成1个N2,转移5个电子
D.三效催化剂使汽车尾气中污染物转化为无毒物质
11.(2024江苏南京师大附中期中)如图横坐标、纵坐标分别表示一定条件下氧化剂的氧化性、还原剂的还原性由弱到强的变化,1、2、3点表示了横、纵坐标对应微粒在水溶液中反应的产物。下列说法正确的是 (　　)
A.反应1中SO2表现氧化性
B.反应2的离子方程式为Fe3++2I- Fe2++I2
C.反应3的产物a是ClO-
D.由图可推得Cl2能氧化I-、SO2
12.(2024河北正定月考)N2F4可作高能燃料的氧化剂,它可由以下反应制得:HNF2+Fe3+ N2F4+Fe2++H+(未配平)。下列说法不正确的是(　　)
A.被氧化的元素是N,被还原的元素是Fe
B.氧化剂与还原剂的化学计量数之比为1∶1
C.Fe3+的氧化性弱于N2F4的氧化性
D.若反应生成1个N2F4分子,则转移2个电子
13.(2024山东济宁育才中学月考)含氮废水不仅会引起水体富营养化而导致黑臭,而且对人体及其他生物产生毒害作用。某含氮碱性废水中N浓度为1.86×10-2 g/L,现采用铝还原法将N还原为N2。
(1)N中氮元素的化合价为　　　　。
(2)配平下列有关反应的化学方程式并用单线桥分析该反应的电子转移情况。
　　KNO3+　　Al+　　KOH+　　H2O 　　N2↑+　　K[Al(OH)4]
(3)上述反应中,还原剂是　　　　,被还原的元素是　　　　。
(4)有上述废水200 m3,若要完全处理所含的N,则需消耗金属铝的质量为　　　g。
(5)某强酸反应体系中发生的一个离子反应中,反应物和生成物共六种微粒:Fe2+、N、H+和H2O,已知N为该反应的还原产物,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.D 4.B 5.C 6.B
1.C　反应前后,Ag元素化合价升高,O元素化合价降低,所以Ag发生氧化反应,是还原剂,Ag2S为氧化产物,O2被还原,是氧化剂,氧化性:O2>Ag2S,C正确,B、D错误。反应前后,H、S元素的化合价不变,H2S既不是氧化剂也不是还原剂,A错误。
2.D　A项,H2O中氢元素化合价降低,氧元素化合价升高,水既是氧化剂又是还原剂,不符合题意;B项,H2O中氢元素化合价降低,水为氧化剂,不符合题意;C项,H2O中氧元素化合价升高,水为还原剂,不符合题意;D项,H2O中氢、氧元素化合价均不变,水既不是氧化剂也不是还原剂,符合题意。
3.答案　(1)氧化　C　(2)还原
解析　(1)根据题意NaNO2能将Fe2+转化为Fe3+,说明NaNO2为氧化剂,具有氧化性。选项中物质均具有强氧化性,Cl2、O2、浓硫酸均能将Fe2+氧化成Fe3+,但FeCl3不能将Fe2+转化为Fe3+,故选C。(2)中毒时NaNO2体现氧化性,服用维生素C可缓解中毒状况,说明维生素C具有还原性。
4.B　根据4个反应中各元素化合价的变化,以及同一氧化还原反应中还原性:还原剂>还原产物,还原剂>氧化剂,可得到如下结论:
反应 ① ② ③ ④
还原性 H2S>I- H2S>SO2 I->Br- SO2>I-
综上所述,还原性由强到弱的顺序为H2S>SO2>I->Br-,B项正确。
5.C　A项中SO2是还原剂,Fe2+是还原产物,故还原性为SO2>Fe2+,A能发生;B项中SO2是还原剂,HI是还原产物,故还原性为SO2>I-,B能发生;C项中Fe2+是还原剂,I-是还原产物,故还原性为Fe2+>I-,与已知信息矛盾,C不能发生;D项中SO2是还原剂,H2O2是氧化剂,故还原性为SO2>H2O2,D能发生。
6.B　根据反应②中Cl元素化合价变化可知,Cl是氧化剂,Cl-是还原剂,故氧化产物和还原产物的质量之比为5∶1,A正确;根据Cl元素化合价变化可知,①中Cl2为还原剂,③中Cl2为氧化剂,B错误;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,结合反应中元素化合价变化,可知氧化性:①Br,②Cl>Cl2,③Cl2>Fe3+,综上可知氧化性强弱顺序为Br>Cl2>Fe3+,C正确;由氧化性:Cl>Fe3+可知,溶液中可发生Cl+6Fe2++6H+ Cl-+6Fe3++3H2O,D正确。
7.答案　(1)S2->I->Br->Cl-　(2)Cl2>Br2>I2>S　(3)①Cl2+S2- 2Cl-+S↓　②氧化性:Br2>I2,故I2与NaBr不能反应
解析　(1)根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由反应①知还原性:Br->Cl-,由反应②知还原性:I->Br-,由反应③知还原性:S2->I-,即还原性:S2->I->Br->Cl-。
(2)根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由①得Cl2>Br2,由②得Br2>I2,由③得I2>S,故氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2>S。
(3)①由(2)知氧化性Cl2>S,故Cl2与Na2S能发生反应:Cl2+S2- 2Cl-+S↓。
②由(2)知氧化性:Br2>I2,故I2与NaBr不能反应。
能力提升练
1.C 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.D 9.C
10.D 11.D 12.C
1.C　该题需根据实验现象分析产物,进而分析哪些物质发生了变化(破题关键)。由①中现象可知,NaBiO3把Mn2+氧化成Mn,则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于Mn(氧化产物)的氧化性;由②中现象可知,Mn氧化H2O2产生O2,自身被还原为Mn2+,则Mn(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性;由③中现象可知,I-被H2O2氧化成I2,则H2O2(氧化剂)的氧化性强于I2(氧化产物)的氧化性;综上所述,NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序是NaBiO3>KMnO4>H2O2>I2。
2.B　反应①中Mn元素化合价降低,MnCl2是还原产物,A正确;根据氧化性:氧化剂>氧化产物,结合题中3个反应可知氧化性:①KMnO4>Cl2、②Br2>FeCl3、③Cl2>Br2,故氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>Br2>FeCl3,B错误;由于氧化性:Cl2>FeCl3,溶液中可发生2FeCl2+Cl2 2FeCl3,C正确;由反应③可知还原性:Br->Cl-,故HBr和HCl的混合溶液中加入少量KMnO4溶液,优先氧化HBr,D正确。
3.C　由金属活动性顺序可知,Cu2+、Mg2+、Ag+、Al3+的氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>Al3+>Mg2+,反应中加入的锌粉是还原剂,Zn与氧化性最强的Ag+先反应,即首先置换出Ag,C项正确。
4.D　该反应中由O原子守恒可知2y=8,则y=4,C错误;由电荷守恒可知2×(-x)+5×(-2)+16=2×2,则x=1,M中M元素的化合价为+7价,B错误、D正确;该反应中M元素化合价降低,S元素化合价升高,则S2-为还原剂,M为氧化剂,A错误。
5.A　参加反应的X的个数比为1∶2,设还原产物中元素X的化合价为x,结合Na2SO3被氧化为Na2SO4,依据得失电子守恒可知1×(+5-x)=2×(+6-4),解得x=+1,故还原产物可能是XO-。
6.B　Cr2→Cr3+,Cr元素化合价由+6价降至+3价,Cr2为氧化剂;HS,S元素化合价由+4价升至+6价,HS为还原剂;根据得失电子守恒可知Cr2的个数比为1∶3,则还原剂的化学计量数为3,B正确。
7.D　
反应物粒子是S、OH-,A错误;酸性环境中存在大量氢离子,不能发生此反应,B错误;反应3S+6OH- 2S2-+S+3H2O中,S单质中S元素化合价既升高又降低,则S单质既是还原剂又是氧化剂,由生成物中S2-和S的个数之比为2∶1,可知氧化剂与还原剂的粒子个数之比为2∶1,C错误;由反应的离子方程式可知,3个S原子参与反应时,转移4个电子,D正确。
反思升华　陌生氧化还原反应方程式的配平是考试中的难点,此题属于陌生氧化还原反应方程式配平的变式考查,首先需要依据所给物质判断反应物和生成物,再根据氧化还原反应的基本规律配平方程式,根据配平的离子方程式来逐项分析,判断正确选项。在判断所给物质属于反应物还是生成物时,一般要考虑的条件有二:一是化合价有升必有降,二是反应所处的化学环境。在平时的学习过程中多积累、记忆一些陌生的氧化还原反应方程式,做此类题时会更加得心应手。
8.答案　①2　2　2　1
②3　8　3　2　4
③2　16　10　2　5　8
④3　6　2　1　3
解析　氧化还原反应方程式的配平遵循得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,一般包括标价态、列变化、求总数、配化学计量数、查守恒五个步骤。
以③为例:
第一步:标价态
Mn元素由+7价变为+2价,Cl元素由-1价变为0价,H、O元素化合价未发生变化。
第二步:列变化
l2
第三步:求总数
得失电子数的最小公倍数为10,可暂定得失电子总数均为10,根据得失电子守恒得出氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物的化学计量数关系为2Mn~10Cl-~2Mn2+~5Cl2。
第四步:配化学计量数
根据反应前后原子守恒、电荷守恒配平其他物质,可得离子方程式为2Mn+16H++10Cl- 2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
第五步:查守恒
检查得到的离子方程式反应前后原子数、电荷数是否守恒,得失电子总数是否相等。
9.C　Pb有+2、+4两种价态,故Pb3O4可写成2PbO·PbO2的形式,A项错误;Pb3O4中Pb元素为+2价、+4价,与HNO3反应前后Pb元素的化合价并未发生变化,反应①不是氧化还原反应,B项错误;反应①中HNO3没有将Pb3O4中+2价的Pb氧化,反应②中PbO被NaClO氧化,因此根据反应①、②可推知在题给条件下,氧化性:NaClO>HNO3,C项正确;反应①不是氧化还原反应,无电子转移,D项错误。
10.D　根据题图可知,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中,N元素化合价升高被氧化,A错误;题图中BaO为催化剂,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时,BaO参与储存N元素,B错误;还原过程中生成1个N2,转移电子数为1×(5-0)×2=10,C错误;三效催化剂使汽车尾气中污染物CO、NOx等转化为CO2、N2等无毒物质,D正确。
11.D　由题图可知反应1中SO2转化为S,SO2表现还原性,A错误;题给离子方程式电荷不守恒,应为2Fe3++2I- 2Fe2++I2,B错误;由题图可知反应3中Fe2+被氧化为Fe3+,Fe元素化合价升高,则Cl2中Cl元素化合价应降低,故产物a是Cl-,C错误;由题图可知氧化性:Cl2>Fe3+>I2,Fe3+可氧化I-,I2可氧化SO2,则Cl2也能氧化I-、SO2,D正确。
12.C　配平该反应:2HNF2+2Fe3+ N2F4+2Fe2++2H+。由元素化合价变化可知N元素被氧化,Fe元素被还原,A项正确;氧化剂Fe3+和还原剂HNF2的化学计量数之比为1∶1,B项正确;根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知氧化性:Fe3+>N2F4,C项错误;由元素化合价变化可知生成1个N2F4分子,转移2个电子,D项正确。
13.答案　(1)+5价
(2)+4KOH+18H2O 3N2↑+10K[Al(OH)4]
(3)Al　N　
(4)2 700
(5)8Fe2++N+3H2O
解析　(1)N中氧元素的化合价为+2价,根据正负化合价代数和等于-1,可得氮元素的化合价为+5价。
(2)反应中N元素化合价由+5价降低为0价,Al元素化合价由0价升高为+3价,根据得失电子守恒、原子守恒,配平化学方程式为6KNO3+10Al+4KOH+18H2O 3N2↑+10K[Al(OH)4],用单线桥法表示电子转移的方向和数目为+4KOH+18H2O 3N2↑+10K[Al(OH)4]。
(3)Al元素化合价由0价升高为+3价,还原剂是Al;KNO3中N元素化合价降低,被还原的元素是N。
(4)设完全处理200 m3废水中所含的N[m(N)=200×103 L×1.86×10-2 g/L=3 720 g]需消耗金属铝的质量为x g,可列式如下:
6N + 10Al+4OH-+18H2O 3N2↑+10[Al(OH)4]-
6×62 10×27
3 720 g x g
,解得x=2 700,所以需要Al的质量为2 700 g。
(5)N为该反应的还原产物,则N是氧化剂,Fe2+被氧化为Fe3+,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可写出该反应的离子方程式为8Fe2++N+3H2O。
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