第一章 物质及其变化　氧化还原反应的综合应用 课时同步练（含解析）

进阶精练(一)　氧化还原反应的综合应用
1.氧化还原反应广泛存在于生产和生活中,下列变化过程不涉及氧化还原反应的是 (　)
(提示:自然固氮过程,空气中N2转变为含氮化合物)
A.燃料的燃烧
B.钟乳石的形成
C.雷电作用的自然固氮
D.钢铁的锈蚀
2.火箭和飞船升空所需的巨大能量可由下列化学反应提供:C2H8N2+2N2O42CO2↑+3N2↑+4H2O。有关该反应的说法正确的是 (　)
(提示:C2H8N2中N元素显-3价)
A.该反应是分解反应
B.反应中碳元素的化合价降低
C.氧化剂是N2O4
D.该反应不是氧化还原反应
3. 二氧化氯(ClO2)泡腾片由NaClO2、固体酸及辅助剂混合制得,是一种家庭消毒用品。使用时只需将泡腾片放入水中,5~10 min 即可释放出ClO2,反应为5Cl+4H+4ClO2↑+Cl-+2H2O,下列说法正确的是 (　)
A.该反应中,氧化剂是Cl,还原剂是H+
B.HClO2的化学性质很稳定
C.还原产物是产生的气体
D.该反应中,氧化剂与还原剂的质量之比为1∶4
4.废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中不正确的是 (　)
A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原
B.还原性:N>Cl-
C.反应中每生成1个N2分子,转移6个电子
D.经此法处理过的废水不用再处理就可以直接排放
5. 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备K2FeO4的方法之一如下:
①2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+9NaCl+5H2O
②Na2FeO4+2KOHK2FeO4+2NaOH
下列说法错误的是 (　)
A.K2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒
B.反应①为氧化还原反应,反应②为非氧化还原反应
C.反应①中FeCl3体现还原性
D.反应①中NaClO是氧化剂,Na2FeO4是还原产物
6. 元素铬(Cr)的几种化合物存在如下转化关系:
下列判断中不正确的是 (　)
A.反应①②③都是氧化还原反应
B.反应①表明Cr2O3具有酸性氧化物的性质
C.反应②体现H2O2的氧化性
D.反应③中离子方程式为2Cr+2H+Cr2+H2O
7. “84”消毒液的有效成分为NaClO,洁厕灵的主要成分是盐酸,二者混合使用会产生有毒的Cl2,发生反应NaClO+2HClNaCl+Cl2↑+H2O。下列说法中正确的是 (　)
A.反应物NaClO只具有氧化性
B.用双线桥法分析上述反应的电子转移情况如下:
C.若Cl2能氧化Fe2+,则NaClO也必定能氧化Fe2+
D.若还原性:I->Br->Cl-,则向NaBr和NaCl的混合溶液中加入少量I2,发生反应I2+2Cl-Cl2+2I-
8. 已知I-、Fe2+、SO2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,则下列反应不能发生的是 (　)
A.2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+
B.H2O2+2H++SSO2↑+O2↑+2H2O
C.I2+SO2+2H2O4H++S+2I-
D.2Fe3++2I-2Fe2++I2
9. 在水溶液中N2可将Fe3+还原为Fe2+,自身被氧化生成Y,该反应可简单表示为N2+4Fe3+4Fe2++Y+……,据此判断Y为 (　)
A.N B.N2 C.N2O D.N2H4
10.根据下列反应的化学方程式,判断相关说法正确的是 (　)
①I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI
②2FeCl2+Cl22FeCl3
③2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2
A.反应①中,SO2是还原剂,发生还原反应
B.反应②中,Cl2是氧化剂,反应中失去电子,生成氧化产物
C.反应③中,FeCl2 是还原产物,HCl和I2均为氧化产物
D.由题中反应式可知,还原性强弱顺序是SO2>I->Fe2+>Cl-
11. 某离子反应中涉及H2O、ClO-、N、H+、N2、Cl- 六种微粒。其中N2的分子数随时间变化的曲线如图J1-1所示。下列判断正确的是 (　)
图J1-1
A.该反应的还原剂是Cl-
B.每生成1个N2分子,转移6个电子
C.参与反应的氧化剂与还原剂的个数比为2∶3
D.反应后溶液的酸性明显减弱
12. 已知反应:
①SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4W;
②Cr2+aFe2++bH+Cr3++Fe3++H2O(未配平)。下列有关说法正确的是 (　)
A.方程式①中W为OH-
B.还原性强弱:Fe2+>SO2
C.a=6,b=7
D.反应Cr2+3SO2+2H+2Cr3++3S+H2O能发生
13.氯气是一种重要的化工原料,氯气及其化合物在自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等方面有着重要的应用。
(1)NaClO中Cl的化合价为　　　　,从Cl元素化合价来看,具有　　　　性和　　　　性,是常用的消毒剂。
(2)黄色气体ClO2可用于污水的杀菌和饮用水的净化。
①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,SO2被氧化为S,此反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　。
②ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身则被还原为Cl-,该反应过程中被氧化与被还原的原子个数之比为　　　　。
14.HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2;它是一种还原剂,能被常见的强氧化剂氧化,但在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2+。若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是　　　　(填序号)。
A.亚硝酸盐被还原
B.维生素C是还原剂
C.维生素C将Fe3+还原为Fe2+
D.亚硝酸盐是还原剂
(2)下列方法中,不能用来区分NaNO2和NaCl的是　　　　(填序号)。
A.加入稀盐酸,观察是否有气泡产生
B.加入AgNO3,观察是否有沉淀产生
C.在酸性条件下加入KI-淀粉溶液,观察溶液颜色(I2遇淀粉呈蓝色)
(3)某同学把氯气通入NaNO2溶液中,生成NaNO3和HCl,请写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
氧化还原反应的综合应用
1.B　[解析] 钟乳石的形成发生反应:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O,两反应中各元素化合价均未变价,不是氧化还原反应。
2.C　[解析] 该反应的反应物有两种,不属于分解反应,A错误;C2H8N2→CO2,C元素由-1价升高到+4价,碳元素化合价升高,B错误;N2O4→N2,N元素化合价降低,则氧化剂是N2O4,C正确;该反应中C、N元素化合价发生变化,故属于氧化还原反应,D错误。
3.D　[解析] 该反应中,Cl→ClO2,Cl元素由+3价升高到+4价,Cl→Cl-,Cl元素由+3价降低到-1价,故Cl既是氧化剂又是还原剂,A错误;NaClO2与固体酸在水中反应生成HClO2,后释放出ClO2,故HClO2的性质不稳定,B错误;ClO2是氧化产物,C错误;由反应方程式可知,氧化剂与还原剂的质量之比为1∶4,D正确。
4.D　[解析] 反应2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O中氮元素从-3价升高为0价,Cl元素从+1价降为-1价,则氮元素被氧化,氯元素被还原,故A正确;N是还原剂,Cl-是还原产物,则还原性:N>Cl-,故B正确;氮元素从-3价升高为0价,则每生成1个N2分子,转移6个电子,故C正确;经反应2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O处理过的废水呈酸性,需要先用石灰水中和酸,则不能直接排放,故D错误。
5.D　[解析] 由化合物中各元素的化合价代数和为0可知,K2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒,A正确;反应①中Fe和Cl元素化合价发生变化,为氧化还原反应,反应②中各元素化合价没有发生变化,为非氧化还原反应,B正确;反应①中,FeCl3中铁元素从+3价升高到+6价,失去电子,FeCl3体现还原性,C正确;反应①中NaClO是氧化剂,FeCl3为还原剂,Na2FeO4是氧化产物,D错误。
6.A　[解析] 反应②为2Cr+3H2O2+2OH-2Cr+4H2O,Cr、O元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应;反应①为Cr2O3+2OH-2Cr+H2O,反应③为2Cr+2H+Cr2+H2O,两反应均无元素化合价发生变化,是非氧化还原反应,A错误,D正确;反应①中Cr2O3与KOH溶液反应生成盐(KCrO2)和H2O,说明Cr2O3具有酸性氧化物的性质,B正确;反应②中H2O2作氧化剂,体现氧化性,C正确。
7.C　[解析] NaClO中Cl元素显+1价,处于氯元素的中间价态,故NaClO既有氧化性又有还原性,A错误;根据“价态归中”规律,NaClO和HCl反应,+1价Cl元素和-1价Cl元素反应生成中间价态(0价)的Cl2,电子转移情况为,B错误;由NaClO+2HClNaCl+Cl2↑+H2O可得氧化性:NaClO>Cl2,若Cl2能氧化Fe2+,则NaClO也必定能氧化Fe2+,C正确;由于还原性:I->Br->Cl-,则氧化性:Cl2>Br2>I2,I2不能与NaCl、NaBr发生反应,D错误。
8.B　[解析] 根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,利用酸性溶液中还原性强弱的顺序SO2>I->Fe2+>H2O2来判断反应能否发生。因该反应中S元素的化合价升高,Fe元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>Fe2+,与已知的还原性强弱一致,选项A能发生;若该反应能发生,S元素的化合价降低,H2O2中O元素的化合价升高,则H2O2为还原剂,还原性强弱为H2O2>SO2,与已知的还原性强弱矛盾,选项B不能发生;因该反应中S元素的化合价升高,I元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>I-,与已知的还原性强弱一致,选项C能发生;因该反应中I元素的化合价升高,Fe元素的化合价降低,则I-为还原剂,还原性强弱为I->Fe2+,与已知的还原性强弱一致,选项D能发生。
9.B　[解析] 该离子方程式已配平,4Fe3+→4Fe2+得到4e-,据得失电子守恒可知,N2→Y要失去4e-,平均每个N原子失去2e-,则N元素升高2价,故Y中N元素显0价,即Y为N2。
10.D　[解析] ①中S元素由+4价升高到+6价,则SO2是还原剂,发生氧化反应,A错误。②Cl2中Cl元素由0价变为-1价,反应中得到电子,发生还原反应,生成还原产物,则Cl2是氧化剂,B错误。③中Fe元素由+3价降低到+2价,发生还原反应,则FeCl2 是还原产物;I元素由-1价升高到0价,则I2是氧化产物;Cl和H元素的化合价均未发生变化,则HCl既不是氧化产物也不是还原产物,C错误。氧化还原反应中,还原性:还原剂>还原产物,由①②③分别可得还原性:SO2>I-、Fe2+>Cl-、I->Fe2+,从而可得还原性:SO2>I->Fe2+>Cl-,D正确。
11.B　[解析] 由图可知,N2为生成物,N→N2过程发生氧化反应,必定存在还原过程:ClO-→Cl-,Cl-是还原产物,A错误;N元素由-3价升高到0价,则生成1个N2分子,转移6个电子,B正确;氧化剂是ClO-,还原剂是N,据得失电子守恒推知,氧化剂与还原剂的个数之比为3∶2,C错误;由上述分析可得:2N+3ClO-N2↑+3Cl-+……,结合H、O原子守恒及电荷守恒推知,反应产物还有H2O、H+,反应生成H+,溶液的酸性增强,D错误。
12.D　[解析] 根据原子守恒、电荷守恒可知,反应①为SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+,W为H+,故A错误;还原剂的还原性强于还原产物,由反应①可知,还原性:SO2>Fe2+,故B错误;反应②中,Cr元素由+6 价降到+3价,Fe元素由+2价升高到+3价,根据得失电子守恒可得,Cr2和Cr3+对应的化学计量数分别为1、2,Fe2+和Fe3+对应的化学计量数均为6,则a=6,再结合电荷守恒可得,b=14,故C错误;Cr2具有强氧化性,SO2具有还原性,且由①②可知氧化性:Cr2>S,则Cr2能将SO2氧化为S,即反应Cr2+3SO2+2H+2Cr3++3S+H2O能发生,故D正确。
13.(1)+1　氧化　还原
(2)①2Cl+SO22ClO2+S　②5∶2
[解析] (2)②ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身则被还原为Cl-。Cl元素由+4价降低到-1价,Mn元素由+2价升高到+4价,根据氧化还原反应中化合价升降总数相等可知,被氧化的Mn原子与被还原的Cl原子个数之比为5∶2。
14.(1)D　(2)B
(3)N+Cl2+H2ON+2H++2Cl-
[解析] (1)根据题意可知,血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,Fe2+作还原剂,则亚硝酸盐作氧化剂,服用维生素C可解毒,说明维生素C具有还原性。根据上述分析可知,亚硝酸盐作氧化剂,在反应中被还原,故A正确,D错误;根据上述分析可知,维生素C是还原剂,将Fe3+还原为Fe2+,故B、C正确。(2)因HNO2是一种弱酸,不稳定,易分解生成NO和NO2,则NaNO2会与稀盐酸反应生成HNO2,分解得到NO和NO2,可以看到有气泡产生,而NaCl与稀盐酸不反应,故A可以区分;根据题目信息可知,加入AgNO3,NaNO2和NaCl都会生成沉淀,现象相同,故B不能区分;因在酸性条件下HNO2是一种氧化剂且还原性:I->Fe2+,则在酸性条件下加入KI-淀粉溶液,N能将I-氧化生成单质碘,遇淀粉呈蓝色,而NaCl与KI-淀粉溶液不反应,故C可以区分。(3)把氯气通入NaNO2溶液中,生成NaNO3和HCl,则氯元素从0价降低到-1价,Cl2作氧化剂,氮元素从+3价升高到+5价,NaNO2作还原剂,结合得失电子守恒和原子守恒,反应的离子方程式为N+Cl2+H2ON+2H++2Cl-。