第2章 元素与物质世界 分层作业13 氧化还原反应的应用--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 第2章 元素与物质世界 分层作业13 氧化还原反应的应用--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 490.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 18:45:00 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业13 氧化还原反应的应用
A级 必备知识基础练
题组1.研究物质的性质
1.为贮存、运输、使用方便,工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(化学式为2Na2CO3·3H2O2),该晶体有Na2CO3和H2O2的双重性质,下列物质都会使过碳酸钠较快失效,在反应中,H2O2只表现还原性的是( )
A.MnO2 B.H2S
C.稀硫酸 D.酸性KMnO4
2.氯的含氧酸盐广泛应用于杀菌、消毒及化工领域,某化学实验兴趣小组采用下图装置制备氯的含氧酸盐。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。装置A中采用高锰酸钾与浓盐酸反应:2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,若产生71 g氯气,参加反应的还原剂的质量是 。装置B是用来除去氯气中的杂质,则装置B中盛有的试剂是 (填名称)。
(2)若采用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,该反应的化学方程式是 ,根据反应条件判断,高锰酸钾和二氧化锰相比, 的氧化性较弱。KClO3也是强氧化剂,但实验室中一般不采用它与浓盐酸反应制备氯气,因为KClO3+HCl(浓)KCl+ClO2↑+Cl2↑+H2O(未配平)。二氧化氯易爆炸,存在较大危险,且产品不纯净,该反应中ClO2和Cl2的分子数之比为 。
(3)装置C中发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,该反应的离子方程式为 。
若采用装置E代替装置C制备KClO3,该反应的化学方程式是 。
(4)装置D用来吸收尾气Cl2,该反应中氧化剂与还原剂的质量比为 。
题组2.实现物质转化与获得能量
3.下列冶炼金属的方法错误的是( )
A.加热分解HgO制金属Hg
B.高温下用CO还原赤铁矿炼铁
C.电解氯化铝制金属铝
D.Fe和CuSO4溶液湿法炼铜
4.乙醇可以通过粮食、秸秆发酵生成,也可以通过工业合成;乙醇作为燃料可以制作燃料电池获得电能。下列选项中属于乙醇作为燃料的优点的是( )
①燃烧时,燃料发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量热量
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
5.实验室也可以用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。现用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2(部分仪器和夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
A.装置C中试剂是饱和食盐水,目的是除去HCl气体
B.实验过程中,硬质玻璃管中产生大量棕黄色的烟
C.实验时,应该先加热装置D,再打开A中分液漏斗的活塞
D.将装置A中的KMnO4直接换为MnO2,也可完成该实验
6.青铜是人类历史上一项伟大的发明,它是红铜和锡、铅的合金,也是金属冶铸史上最早的合金。铜及其合金在日常生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)西汉刘安在《淮南万毕术》中介绍了我国在西汉时期发明的湿法冶金技术,即“曾青得铁则化为铜”,其含义是铜的可溶性化合物的水溶液与铁反应生成铜。例如:将适量的铁粉加入硫酸铜溶液中,发生反应CuSO4+FeCu+FeSO4。
①该反应发生时,溶液的颜色变化为 。
②用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目。
③每生成6.4 g Cu,消耗的CuSO4的质量为 g。
(2)工业冶炼铜的原理主要是:
ⅰ.2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
ⅱ.2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
①Cu2S中Cu元素的化合价为 价。
②反应ⅰ中,生成的SO2属于 (填“氧化”“还原”或“氧化和还原”)产物,将其通入足量的NaOH溶液中,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O,该反应的离子方程式为 。
③将Cu2O固体加入稀硝酸中,发生反应 Cu2O+ HNO3(稀) Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O,配平该化学方程式。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
7.(2024河南商丘名校模拟联考)将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如图探究实验。下列说法正确的是( )
A.固体X可以是KMnO4
B.a处花瓣褪色,Cl2与水反应离子方程式为Cl2+H2OCl-+ClO-+2H+
C.加热b处,可见到苍白色火焰
D.d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
8.根据如图所示转化关系判断下列说法不正确的是(反应条件已略去)( )
A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应
B.反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属
C.相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶1
D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
9.实验室中利用固体KMnO4进行如下实验,下列说法错误的是( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只做氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
10.(2024山东名校考试联盟模拟)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是( )
A.KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
B.Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
C.KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
D.MnO2与浓盐酸制备Cl2需要加热,而KMnO4和浓盐酸制备Cl2无需加热,可得出氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2
11.(2024广东汕头潮阳实验学校模拟)某同学欲探究H2O2的氧化还原性:
资料:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2、2H2O22H2O+O2↑
制备H2O2:将Na2O2溶于冰水中,产生少量气泡,得溶液A。将溶液A分为两份,向其中一份中加入过量稀硫酸,得溶液B。
检验H2O2:向溶液A、B中分别滴加适量KMnO4溶液。
Ⅰ.B中产生气泡,滴入的溶液紫色褪去。
(1)B中反应的离子方程式为 。
Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去,有棕褐色固体生成,产生大量气泡。推测固体可能含MnO2,对其产生的原因提出猜想:
(2)猜想1.KMnO4有氧化性,能被还原为MnO2
猜想2.Mn2+有 性,能与H2O2反应产生MnO2
猜想3……
(3)探究猜想2的合理性,并分析Ⅰ中没有产生棕褐色固体的原因,设计实验如下:
序号 实验 试剂 现象
ⅰ a 生成棕褐色固体,产生大量气泡
ⅱ
b 有少量气泡
ⅲ
H2O2溶液 有少量气泡
ⅲ是ⅱ和ⅰ的对照实验。
①X是 。
②a是 、b是 。
③取ⅰ中棕褐色固体,实验证明是MnO2。
综上所述,H2O2体现氧化性还是还原性与反应的对象和溶液的酸碱性有关。
C级 学科素养拔高练
12.(2024北京铁路二中模拟)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱性条件下,Mn可被OH-还原为Mn。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
物质a 水 5% NaOH 溶液 40% NaOH 溶液
通入Cl2前C中实验现象 得到无色溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
通入Cl2后C中实验现象 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)实验室中利用MnO2和浓盐酸加热的反应来制取氯气,对比本实验A中的反应,推测氧化性MnO2 (填“>”或“<”)KMnO4。
(2)B中试剂是 (填序号)。
①浓硫酸 ②饱和食盐水
(3)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色,补全发生反应的化学方程式:
Mn(OH)2+ + H2O。
(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:
① ;
②在碱性条件下可以被氧化到更高价态。
(5)根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液。
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将Mn氧化为Mn。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ,
但通过实验测定,溶液的碱性变化很小。
②针对原因二,小组同学做如下探究:
序号 Ⅳ Ⅴ
操作 取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液 取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水
现象 溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深 溶液紫色缓慢加深
Ⅳ中溶液紫色迅速变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填“化学式”)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③分析Ⅳ、Ⅴ实验现象不同的原因是 。
答案：
1.D 解析 MnO2可催化H2O2分解,反应中H2O2既表现氧化性,又表现还原性,故A项不符合要求;H2S有较强的还原性,可与H2O2发生反应:H2O2+H2S2H2O+S↓,H2O2表现氧化性,故B项不符合要求;稀硫酸只与Na2CO3发生反应而使晶体失效,故C项不符合要求;酸性高锰酸钾具有强氧化性,可与H2O2发生反应,反应中H2O2表现还原性,被氧化生成O2,故D项符合要求。
2.答案 (1)(圆底)烧瓶 73 g 饱和食盐水
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 二氧化锰或MnO2 2∶1
(3)3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2Fe+6Cl-+8H2O
3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O
(4)1∶1
解析 (1)高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,还原剂是HCl,根据关系式:10HCl(还原剂)~5Cl2,可以计算出做还原剂的HCl的质量是73 g。浓盐酸易挥发,氯气中会含有杂质HCl气体,可用饱和食盐水除去,装置B中盛有的试剂是饱和食盐水。
(2)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,高锰酸钾与浓盐酸反应时,不需要加热,根据反应条件可得出二氧化锰的氧化性弱于高锰酸钾;通过得失电子守恒可配平化学方程式:
2KClO3+4HCl(浓)2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,故该反应中ClO2和Cl2的分子数之比为2∶1。
(3)根据反应产物是KClO3,可推知另一反应产物应是KCl,化学方程式为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。
(4)若不加热,则反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,氯气既是氧化剂又是还原剂,氧化剂与还原剂的质量比为1∶1。
3.C 解析 Hg是不活泼的金属,可以通过加热分解HgO制金属Hg,A正确;高温下用CO还原赤铁矿炼铁,B正确;电解氧化铝制金属铝,C错误;Fe和CuSO4溶液发生置换反应生成铜,属于湿法炼铜,D正确。
4.D 解析 有机物燃烧时都发生氧化反应,并不是乙醇作为燃料的优点。
5.B 解析 装置C中试剂是浓硫酸,目的是干燥氯气,A错误;铜在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟,B正确;应先打开装置A中分液漏斗的活塞,当产生的氯气充满整套装置时,再点燃装置D处酒精灯,C错误;MnO2与浓盐酸常温下不反应,D错误。
6.答案 (1)①由蓝色逐渐变为(浅)绿色
②
③16.0
(2)①+1 ②氧化和还原 SO2+2OH-S+H2O
③3Cu2O+14HNO3(稀)6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
解析 (1)②在该反应中,Fe元素化合价由反应前Fe单质中的0价变为反应后FeSO4中的+2价,化合价升高,失去2e-,被氧化;Cu元素化合价由反应前CuSO4中的+2价变为反应后Cu单质中的0价,化合价降低,得到2e-,被还原;
③根据反应方程式可知,每反应产生1 mol Cu,即反应产生64 g Cu,消耗1 mol CuSO4,其质量是160 g,现在反应产生6.4 g Cu,则反应需消耗CuSO4的质量为16.0 g。
(2)①在Cu2S中S为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知Cu元素化合价为+1价;
②在反应ⅰ中,S元素化合价由反应前Cu2S中-2价变为反应后SO2中的+4价,化合价升高,失去电子被氧化,所以SO2是氧化产物;O元素化合价由反应前O2中的0价变为反应后的-2价,化合价降低,得到电子被还原,所以SO2又是还原产物;将SO2通入NaOH溶液中,发生反应产生Na2SO3、H2O,发生反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O;
③将Cu2O固体加入稀硝酸中,发生反应,其中Cu元素化合价由反应前Cu2O中的+1价变为反应后Cu(NO3)2中的+2价,化合价升高1×2=2价;部分N元素化合价由反应前HNO3中+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低3价,化合价升降最小公倍数是6,所以Cu2O的化学计量数是3,Cu(NO3)2的化学计量数是6;NO的化学计量数是2;则HNO3的化学计量数为12+2=14;最后根据H原子守恒可知H2O的化学计量数是7。则配平后的化学方程式为3Cu2O+14HNO3(稀)6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O。
7.AD 解析 浓盐酸与KMnO4在常温下反应制取氯气,不需要加热,A正确;a处花瓣褪色,鲜花花瓣中有水分,Cl2与水反应离子方程式为Cl2+H2OCl-+HClO+H+,B错误;加热b处,可见到有白烟生成,是由于Na与Cl2反应生成了NaCl小颗粒,看不到苍白色火焰,C错误;d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用,D正确。
8.C 解析 反应①为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水,反应②为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应③为过氧化氢分解生成水和氧气,反应④为氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,反应⑤为铝和二氧化锰反应生成锰和氧化铝,均存在元素化合价的变化,均属于氧化还原反应,故A正确;反应⑤放出大量的热,可用于制熔点较高的金属,故B正确;反应③中O元素的化合价由-1价升高到0价,反应④中O元素的化合价由-2价升高到0价,相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶2,故C错误;反应①为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,Mn元素的化合价由+4价降低到+2价,Cl元素的化合价部分由-1价升高到0价,由得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故D正确。
9.BD 解析 本题考查KMnO4分解及产物再与浓盐酸反应过程中的相关知识。加热KMnO4生成气体单质G的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,所得固体为K2MnO4和MnO2的混合物;固体混合物与足量浓盐酸共热发生反应的化学方程式为K2MnO4+8HCl(浓)2KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O、MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,生成的气体单质H为Cl2。由上述反应可知,O2和Cl2均为氧化产物,A项说法正确;在KMnO4分解反应中,KMnO4既是氧化剂,也是还原剂,B项说法错误,符合题目要求;由上述反应可知,锰元素至少参加了3个氧化还原反应,C项说法正确;由反应的化学方程式可知,0.1 mol KMnO4完全分解生成0.05 mol O2、0.05 mol K2MnO4和0.05 mol MnO2,0.05 mol K2MnO4与浓盐酸完全反应生成0.1 mol Cl2,0.05 mol MnO2与浓盐酸完全反应生成0.05 mol Cl2,故生成G和H(O2和Cl2)的物质的量之和为0.2 mol,如果0.1 mol KMnO4不分解生成O2,完全与盐酸反应,由2KMnO4+8HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知,生成Cl2 0.25 mol,但由于反应中有G(O2)生成,故生成两种气体单质物质的量之和一定小于0.25 mol,D项说法错误,符合题目要求。
10.C 解析 KClO3与浓盐酸制备Cl2,KClO3+6HCl(浓)3Cl2↑+KCl+3H2O,盐酸既表现酸性又表现还原性,A正确;Ca(ClO)2+4HCl(浓)2Cl2↑+CaCl2+2H2O,氯气既是氧化产物又是还原产物,B正确;2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,每生成1 mol氯气转移电子2 mol,Ca(ClO)2+4HCl(浓)2Cl2↑+CaCl2+2H2O,每生成1 mol氯气转移电子1 mol,C错误;二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热,而高锰酸钾和浓盐酸制备氯气无需加热,可得出氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2,D正确。
11.答案 (1)5H2O2+6H++2Mn2Mn2++5O2↑+8H2O
(2)还原 (3)①MnSO4溶液 ②H2O2和NaOH溶液 H2O2和H2SO4溶液
解析 (1)向溶液A、B中分别滴加适量KMnO4溶液,B中产生气泡,滴入的溶液紫色褪去,即KMnO4与H2O2反应生成Mn2+和O2,根据氧化还原反应配平可得,反应的离子方程式为5H2O2+6H++2Mn2Mn2++5O2↑+8H2O。
(2)猜想2.Mn2+转化为MnO2,Mn的化合价升高,被氧化,体现Mn2+有还原性,能与H2O2反应产生MnO2。
(3)探究猜想2的合理性,即探究的是Mn2+的性质,需要加入MnSO4溶液,即溶液X为MnSO4溶液,根据题干的最后一句信息可知溶液A为碱性环境,有棕褐色固体生成,且ⅲ是ⅰ的对照实验,可知试剂a为H2O2和NaOH溶液,溶液B为酸性,产生气泡,无沉淀生成,且ⅲ是ⅱ的对照实验,可知试剂b为H2O2和H2SO4溶液。
12.答案 (1)< (2)② (3)2 2MnO2 2
(4)在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO2
(5)①Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②4Mn+4OH-4Mn+O2↑+2H2O NaClO
③浓碱条件下,Mn被OH-还原为Mn,NaClO氧化性随碱性的增强而减弱
解析 (1)实验室中利用MnO2和浓盐酸加热的反应来制取氯气,本实验A中高锰酸钾与浓盐酸常温反应生成氯气,故推测氧化性:MnO2(2)装置B是除去氯气中的氯化氢,则B中试剂是饱和食盐水,故选②。
(3)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为2Mn(OH)2+O22MnO2+2H2O。
(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,二价锰化合物在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO2。
(5)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深,溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,Mn可被OH-还原为Mn,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为4Mn+4OH-4Mn+O2↑+2H2O;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被NaClO氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③根据信息ⅲ,Ⅳ、Ⅴ实验现象不同的原因是浓碱条件下,Mn被OH-还原为Mn,NaClO氧化性随碱性的增强而减弱。
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业13 氧化还原反应的应用
A级 必备知识基础练
题组1.研究物质的性质
1.为贮存、运输、使用方便,工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(化学式为2Na2CO3·3H2O2),该晶体有Na2CO3和H2O2的双重性质,下列物质都会使过碳酸钠较快失效,在反应中,H2O2只表现还原性的是( )
A.MnO2 B.H2S
C.稀硫酸 D.酸性KMnO4
2.氯的含氧酸盐广泛应用于杀菌、消毒及化工领域,某化学实验兴趣小组采用下图装置制备氯的含氧酸盐。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。装置A中采用高锰酸钾与浓盐酸反应:2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,若产生71 g氯气,参加反应的还原剂的质量是 。装置B是用来除去氯气中的杂质,则装置B中盛有的试剂是 (填名称)。
(2)若采用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,该反应的化学方程式是 ,根据反应条件判断,高锰酸钾和二氧化锰相比, 的氧化性较弱。KClO3也是强氧化剂,但实验室中一般不采用它与浓盐酸反应制备氯气,因为KClO3+HCl(浓)KCl+ClO2↑+Cl2↑+H2O(未配平)。二氧化氯易爆炸,存在较大危险,且产品不纯净,该反应中ClO2和Cl2的分子数之比为 。
(3)装置C中发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,该反应的离子方程式为 。
若采用装置E代替装置C制备KClO3,该反应的化学方程式是 。
(4)装置D用来吸收尾气Cl2,该反应中氧化剂与还原剂的质量比为 。
题组2.实现物质转化与获得能量
3.下列冶炼金属的方法错误的是( )
A.加热分解HgO制金属Hg
B.高温下用CO还原赤铁矿炼铁
C.电解氯化铝制金属铝
D.Fe和CuSO4溶液湿法炼铜
4.乙醇可以通过粮食、秸秆发酵生成,也可以通过工业合成;乙醇作为燃料可以制作燃料电池获得电能。下列选项中属于乙醇作为燃料的优点的是( )
①燃烧时,燃料发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量热量
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
5.实验室也可以用KMnO4和浓盐酸反应制取Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。现用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2(部分仪器和夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
A.装置C中试剂是饱和食盐水,目的是除去HCl气体
B.实验过程中,硬质玻璃管中产生大量棕黄色的烟
C.实验时,应该先加热装置D,再打开A中分液漏斗的活塞
D.将装置A中的KMnO4直接换为MnO2,也可完成该实验
6.青铜是人类历史上一项伟大的发明,它是红铜和锡、铅的合金,也是金属冶铸史上最早的合金。铜及其合金在日常生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)西汉刘安在《淮南万毕术》中介绍了我国在西汉时期发明的湿法冶金技术,即“曾青得铁则化为铜”,其含义是铜的可溶性化合物的水溶液与铁反应生成铜。例如:将适量的铁粉加入硫酸铜溶液中,发生反应CuSO4+FeCu+FeSO4。
①该反应发生时,溶液的颜色变化为 。
②用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目。
③每生成6.4 g Cu,消耗的CuSO4的质量为 g。
(2)工业冶炼铜的原理主要是:
ⅰ.2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
ⅱ.2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
①Cu2S中Cu元素的化合价为 价。
②反应ⅰ中,生成的SO2属于 (填“氧化”“还原”或“氧化和还原”)产物,将其通入足量的NaOH溶液中,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O,该反应的离子方程式为 。
③将Cu2O固体加入稀硝酸中,发生反应 Cu2O+ HNO3(稀) Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O,配平该化学方程式。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
7.(2024河南商丘名校模拟联考)将分液漏斗中的浓盐酸滴入具支试管中生成Cl2,将Cl2通入后续的玻璃弯管中,进行如图探究实验。下列说法正确的是( )
A.固体X可以是KMnO4
B.a处花瓣褪色,Cl2与水反应离子方程式为Cl2+H2OCl-+ClO-+2H+
C.加热b处,可见到苍白色火焰
D.d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用
8.根据如图所示转化关系判断下列说法不正确的是(反应条件已略去)( )
A.反应①②③④⑤均属于氧化还原反应
B.反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属
C.相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶1
D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
9.实验室中利用固体KMnO4进行如下实验,下列说法错误的是( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只做氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
10.(2024山东名校考试联盟模拟)实验室制备氯气的方法有多种,下列说法错误的是( )
A.KClO3与浓盐酸制备Cl2时,盐酸既表现酸性又表现还原性
B.Ca(ClO)2与浓盐酸制备Cl2时,Cl2既是氧化产物又是还原产物
C.KMnO4、Ca(ClO)2分别与浓盐酸反应,产生等量Cl2时转移电子数也相同
D.MnO2与浓盐酸制备Cl2需要加热,而KMnO4和浓盐酸制备Cl2无需加热,可得出氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2
11.(2024广东汕头潮阳实验学校模拟)某同学欲探究H2O2的氧化还原性:
资料:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2、2H2O22H2O+O2↑
制备H2O2:将Na2O2溶于冰水中,产生少量气泡,得溶液A。将溶液A分为两份,向其中一份中加入过量稀硫酸,得溶液B。
检验H2O2:向溶液A、B中分别滴加适量KMnO4溶液。
Ⅰ.B中产生气泡,滴入的溶液紫色褪去。
(1)B中反应的离子方程式为 。
Ⅱ.A中滴入的溶液紫色褪去,有棕褐色固体生成,产生大量气泡。推测固体可能含MnO2,对其产生的原因提出猜想:
(2)猜想1.KMnO4有氧化性,能被还原为MnO2
猜想2.Mn2+有 性,能与H2O2反应产生MnO2
猜想3……
(3)探究猜想2的合理性,并分析Ⅰ中没有产生棕褐色固体的原因,设计实验如下:
序号 实验 试剂 现象
ⅰ a 生成棕褐色固体,产生大量气泡
ⅱ
b 有少量气泡
ⅲ
H2O2溶液 有少量气泡
ⅲ是ⅱ和ⅰ的对照实验。
①X是 。
②a是 、b是 。
③取ⅰ中棕褐色固体,实验证明是MnO2。
综上所述,H2O2体现氧化性还是还原性与反应的对象和溶液的酸碱性有关。
C级 学科素养拔高练
12.(2024北京铁路二中模拟)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、Mn(绿色)、Mn(紫色)。
ⅱ.浓碱性条件下,Mn可被OH-还原为Mn。
ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)。
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
物质a 水 5% NaOH 溶液 40% NaOH 溶液
通入Cl2前C中实验现象 得到无色溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
通入Cl2后C中实验现象 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)实验室中利用MnO2和浓盐酸加热的反应来制取氯气,对比本实验A中的反应,推测氧化性MnO2 (填“>”或“<”)KMnO4。
(2)B中试剂是 (填序号)。
①浓硫酸 ②饱和食盐水
(3)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色,补全发生反应的化学方程式:
Mn(OH)2+ + H2O。
(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:
① ;
②在碱性条件下可以被氧化到更高价态。
(5)根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液。
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将Mn氧化为Mn。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ,
但通过实验测定,溶液的碱性变化很小。
②针对原因二,小组同学做如下探究:
序号 Ⅳ Ⅴ
操作 取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液 取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水
现象 溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深 溶液紫色缓慢加深
Ⅳ中溶液紫色迅速变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填“化学式”)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③分析Ⅳ、Ⅴ实验现象不同的原因是 。
答案：
1.D 解析 MnO2可催化H2O2分解,反应中H2O2既表现氧化性,又表现还原性,故A项不符合要求;H2S有较强的还原性,可与H2O2发生反应:H2O2+H2S2H2O+S↓,H2O2表现氧化性,故B项不符合要求;稀硫酸只与Na2CO3发生反应而使晶体失效,故C项不符合要求;酸性高锰酸钾具有强氧化性,可与H2O2发生反应,反应中H2O2表现还原性,被氧化生成O2,故D项符合要求。
2.答案 (1)(圆底)烧瓶 73 g 饱和食盐水
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 二氧化锰或MnO2 2∶1
(3)3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2Fe+6Cl-+8H2O
3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O
(4)1∶1
解析 (1)高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,还原剂是HCl,根据关系式:10HCl(还原剂)~5Cl2,可以计算出做还原剂的HCl的质量是73 g。浓盐酸易挥发,氯气中会含有杂质HCl气体,可用饱和食盐水除去,装置B中盛有的试剂是饱和食盐水。
(2)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,高锰酸钾与浓盐酸反应时,不需要加热,根据反应条件可得出二氧化锰的氧化性弱于高锰酸钾;通过得失电子守恒可配平化学方程式:
2KClO3+4HCl(浓)2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,故该反应中ClO2和Cl2的分子数之比为2∶1。
(3)根据反应产物是KClO3,可推知另一反应产物应是KCl,化学方程式为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O。
(4)若不加热,则反应为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,氯气既是氧化剂又是还原剂,氧化剂与还原剂的质量比为1∶1。
3.C 解析 Hg是不活泼的金属,可以通过加热分解HgO制金属Hg,A正确;高温下用CO还原赤铁矿炼铁,B正确;电解氧化铝制金属铝,C错误;Fe和CuSO4溶液发生置换反应生成铜,属于湿法炼铜,D正确。
4.D 解析 有机物燃烧时都发生氧化反应,并不是乙醇作为燃料的优点。
5.B 解析 装置C中试剂是浓硫酸,目的是干燥氯气,A错误;铜在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟,B正确;应先打开装置A中分液漏斗的活塞,当产生的氯气充满整套装置时,再点燃装置D处酒精灯,C错误;MnO2与浓盐酸常温下不反应,D错误。
6.答案 (1)①由蓝色逐渐变为(浅)绿色
②
③16.0
(2)①+1 ②氧化和还原 SO2+2OH-S+H2O
③3Cu2O+14HNO3(稀)6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
解析 (1)②在该反应中,Fe元素化合价由反应前Fe单质中的0价变为反应后FeSO4中的+2价,化合价升高,失去2e-,被氧化;Cu元素化合价由反应前CuSO4中的+2价变为反应后Cu单质中的0价,化合价降低,得到2e-,被还原;
③根据反应方程式可知,每反应产生1 mol Cu,即反应产生64 g Cu,消耗1 mol CuSO4,其质量是160 g,现在反应产生6.4 g Cu,则反应需消耗CuSO4的质量为16.0 g。
(2)①在Cu2S中S为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知Cu元素化合价为+1价;
②在反应ⅰ中,S元素化合价由反应前Cu2S中-2价变为反应后SO2中的+4价,化合价升高,失去电子被氧化,所以SO2是氧化产物;O元素化合价由反应前O2中的0价变为反应后的-2价,化合价降低,得到电子被还原,所以SO2又是还原产物;将SO2通入NaOH溶液中,发生反应产生Na2SO3、H2O,发生反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O;
③将Cu2O固体加入稀硝酸中,发生反应,其中Cu元素化合价由反应前Cu2O中的+1价变为反应后Cu(NO3)2中的+2价,化合价升高1×2=2价;部分N元素化合价由反应前HNO3中+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低3价,化合价升降最小公倍数是6,所以Cu2O的化学计量数是3,Cu(NO3)2的化学计量数是6;NO的化学计量数是2;则HNO3的化学计量数为12+2=14;最后根据H原子守恒可知H2O的化学计量数是7。则配平后的化学方程式为3Cu2O+14HNO3(稀)6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O。
7.AD 解析 浓盐酸与KMnO4在常温下反应制取氯气,不需要加热,A正确;a处花瓣褪色,鲜花花瓣中有水分,Cl2与水反应离子方程式为Cl2+H2OCl-+HClO+H+,B错误;加热b处,可见到有白烟生成,是由于Na与Cl2反应生成了NaCl小颗粒,看不到苍白色火焰,C错误;d处玻璃管膨大处起防止液体冲出的作用,D正确。
8.C 解析 反应①为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水,反应②为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应③为过氧化氢分解生成水和氧气,反应④为氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,反应⑤为铝和二氧化锰反应生成锰和氧化铝,均存在元素化合价的变化,均属于氧化还原反应,故A正确;反应⑤放出大量的热,可用于制熔点较高的金属,故B正确;反应③中O元素的化合价由-1价升高到0价,反应④中O元素的化合价由-2价升高到0价,相同条件下生成等量的O2,反应③和④转移的电子数之比为1∶2,故C错误;反应①为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,Mn元素的化合价由+4价降低到+2价,Cl元素的化合价部分由-1价升高到0价,由得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故D正确。
9.BD 解析 本题考查KMnO4分解及产物再与浓盐酸反应过程中的相关知识。加热KMnO4生成气体单质G的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,所得固体为K2MnO4和MnO2的混合物;固体混合物与足量浓盐酸共热发生反应的化学方程式为K2MnO4+8HCl(浓)2KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O、MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,生成的气体单质H为Cl2。由上述反应可知,O2和Cl2均为氧化产物,A项说法正确;在KMnO4分解反应中,KMnO4既是氧化剂,也是还原剂,B项说法错误,符合题目要求;由上述反应可知,锰元素至少参加了3个氧化还原反应,C项说法正确;由反应的化学方程式可知,0.1 mol KMnO4完全分解生成0.05 mol O2、0.05 mol K2MnO4和0.05 mol MnO2,0.05 mol K2MnO4与浓盐酸完全反应生成0.1 mol Cl2,0.05 mol MnO2与浓盐酸完全反应生成0.05 mol Cl2,故生成G和H(O2和Cl2)的物质的量之和为0.2 mol,如果0.1 mol KMnO4不分解生成O2,完全与盐酸反应,由2KMnO4+8HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知,生成Cl2 0.25 mol,但由于反应中有G(O2)生成,故生成两种气体单质物质的量之和一定小于0.25 mol,D项说法错误,符合题目要求。
10.C 解析 KClO3与浓盐酸制备Cl2,KClO3+6HCl(浓)3Cl2↑+KCl+3H2O,盐酸既表现酸性又表现还原性,A正确;Ca(ClO)2+4HCl(浓)2Cl2↑+CaCl2+2H2O,氯气既是氧化产物又是还原产物,B正确;2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,每生成1 mol氯气转移电子2 mol,Ca(ClO)2+4HCl(浓)2Cl2↑+CaCl2+2H2O,每生成1 mol氯气转移电子1 mol,C错误;二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热,而高锰酸钾和浓盐酸制备氯气无需加热,可得出氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2,D正确。
11.答案 (1)5H2O2+6H++2Mn2Mn2++5O2↑+8H2O
(2)还原 (3)①MnSO4溶液 ②H2O2和NaOH溶液 H2O2和H2SO4溶液
解析 (1)向溶液A、B中分别滴加适量KMnO4溶液,B中产生气泡,滴入的溶液紫色褪去,即KMnO4与H2O2反应生成Mn2+和O2,根据氧化还原反应配平可得,反应的离子方程式为5H2O2+6H++2Mn2Mn2++5O2↑+8H2O。
(2)猜想2.Mn2+转化为MnO2,Mn的化合价升高,被氧化,体现Mn2+有还原性,能与H2O2反应产生MnO2。
(3)探究猜想2的合理性,即探究的是Mn2+的性质,需要加入MnSO4溶液,即溶液X为MnSO4溶液,根据题干的最后一句信息可知溶液A为碱性环境,有棕褐色固体生成,且ⅲ是ⅰ的对照实验,可知试剂a为H2O2和NaOH溶液,溶液B为酸性,产生气泡,无沉淀生成,且ⅲ是ⅱ的对照实验,可知试剂b为H2O2和H2SO4溶液。
12.答案 (1)< (2)② (3)2 2MnO2 2
(4)在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO2
(5)①Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
②4Mn+4OH-4Mn+O2↑+2H2O NaClO
③浓碱条件下,Mn被OH-还原为Mn,NaClO氧化性随碱性的增强而减弱
解析 (1)实验室中利用MnO2和浓盐酸加热的反应来制取氯气,本实验A中高锰酸钾与浓盐酸常温反应生成氯气,故推测氧化性:MnO2
(3)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为2Mn(OH)2+O22MnO2+2H2O。
(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,二价锰化合物在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO2。
(5)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深,溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,Mn可被OH-还原为Mn,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为4Mn+4OH-4Mn+O2↑+2H2O;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被NaClO氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③根据信息ⅲ,Ⅳ、Ⅴ实验现象不同的原因是浓碱条件下,Mn被OH-还原为Mn,NaClO氧化性随碱性的增强而减弱。
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