第4练　氧化还原反应的基本概念和规律 课时作业（含解析）2026届高三化学一轮总复习

第4练　氧化还原反应的基本概念和规律
一、 单项选择题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1. (2024·山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝，古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是(　　)
A. 竹管、动物尾毫→湖笔 B. 松木→油烟→徽墨
C. 楮树皮→纸浆纤维→宣纸 D. 端石→端砚
2. 已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应Ⅰ：Pb3O4＋4H＋===PbO2＋2Pb2＋＋2H2O；PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ：5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋＋5SO===2MnO＋5PbSO4＋2H2O。下列推断不正确的是(　　)
A. 由反应Ⅰ可知，Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1
B. 由反应Ⅱ可知，氧化性：PbO2＞MnO
C. Pb可与稀硝酸发生反应：3Pb＋16HNO3===3Pb(NO3)4＋4NO↑＋8H2O
D. Pb3O4可与盐酸发生反应：Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑
3. (2024·扬州中学高三月考)亚氯酸钠(NaClO2)的实验室制备过程如下：①在强酸性介质中，用SO2还原NaClO3制备ClO2；②在碱性介质中，ClO2与H2O2反应得到亚氯酸钠溶液；③再经一系列操作可得亚氯酸钠固体。下列说法正确的是(　　)
A. ①中可用盐酸作强酸性介质，②中可用NaOH作碱性介质
B. 反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为1∶2
C. 反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D. 若通过原电池反应来实现①，正极反应式为ClO＋e－＋2H＋===ClO2↑＋H2O
4. 某小组同学探究SO2与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验装置图如下所示：
下列说法不正确的是(　　)
A. 配制70%硫酸溶液需要用到的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管
B. 装置B的作用是监控SO2流速，其中试剂可以用饱和NaHSO3溶液
C. 反应开始时C中出现砖红色沉淀，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
D. 反应后向C的溶液中加入稀盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液、有白色沉淀生成，证明反应中SO2作还原剂
5. 工业上常用碱性NaClO废液吸收SO2，反应原理为ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O，部分催化过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. “过程1”中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
B. NiO2是该反应的催化剂
C. “过程2”可表示为ClO－＋2NiO2===Ni2O3＋Cl－＋O
D. 吸收过程中存在反应：SO2＋O＋2OH－===SO＋H2O
6. (2024·苏南名校抽调)实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如图实验，其中所得固体中含有Cu2S和白色物质X，下列说法错误的是(　　)
A. 白色物质X为CuSO4 B. NO为还原产物，Y为氧化产物
C. 参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25% D. NO与Y的物质的量之和可能为2 mol
7. 氧、硫及其化合物应用广泛。O2可用作燃料电池的氧化剂。S8在液态SO2中被AsF5氧化成S，反应方程式为S8＋3AsF5S8(AsF6)2＋AsF3。氧能形成H2O、H2O2、Na2O2、SO2、V2O5等重要氧化物。SO2是一种重要的工业原料，可通过煅烧黄铁矿或加热无水硫酸钙、焦炭及二氧化硅的混合物(CaSO4＋C＋SiO2SO2↑＋CO↑＋CaSiO3)等方法来制取。SO2在V2O5催化作用下与O2反应生成SO3。下列关于化学反应表示或说法正确的是(　　)
A. 碱性燃料电池的负极电极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B. 反应2SO2＋2H2O2===2H2SO3＋O2
C. CaSO4＋C＋SiO2SO2↑＋CO↑＋CaSiO3中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
D. 1 mol SO2在V2O5催化作用下与足量O2完全反应，可生成1 mol SO3
8. 利用如下流程可从废光盘中回收金属层中的银(金属层中其他金属含量过低，对实验影响可忽略)：
已知：NaClO溶液在加热时易分解生成NaCl和NaClO3。下列说法正确的是(　　)
A. 若省略第一次过滤，会使氨水的用量增加
B. “氧化”时，发生的化学方程式：4Ag＋4NaClO＋H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑
C. 若“还原”工序利用原电池来实现，则N2是正极产物
D. “还原”时，每生成1 mol Ag，理论上消耗0.5 mol N2H4·H2O
9. (2024·江宁高三上期中)汽车的安全气囊系统与座椅安全带配合使用能为乘员提供有效的防撞保护，当汽车遭受一定碰撞力量以后，安全气囊中的物质会发生剧烈的反应[NaN3＋KNO3―→K2O＋Na2O＋N2↑(未配平)]，生成大量气体。下列说法正确的是(　　)
A. 上述反应中只有离子键和非极性键的断裂和形成
B. 当反应过程中转移0.25 mol电子时，产生8.96 L气体
C. 10 mL 1 mol·L－1的KNO3溶液中含氧原子的数目为0.03×6.02×1023
D. 若被氧化的N原子的物质的量为6 mol，则氧化产物比还原产物多2.8 mol
二、 非选择题
10. (1)反应2HNO2＋N2H===N2O↑＋N2↑＋3H2O＋H＋中，每生成0.1 mol N2转移电子__________ mol。
(2)(2024·盐城联盟校高三上第二次联考)Na2S2O3作脱氯剂可除去自来水中残留的Cl2，从而消除Cl2对环境的污染，该反应原理中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(3)(2024·扬州中学高三模拟)NO2与Fe、盐酸反应生成可生物降解的苯胺(NH2)、FeCl2和H2O。理论上，1 molNO2转化为NH2转移电子的物质的量为__________。
(4)(2024·常州一中高三下期初检测)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图：
已知“重整系统”发生的反应中＝6，则FexOy(y<8)的化学式为__________，“热分解系统”中每转移2 mol电子，需消耗FexOy__________ mol。
(5)(2025·连云港高三质量调研)一种电化学法将CO2转化为乙烯的原理如图所示：
以铅蓄电池为电源，每生成0.5 mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中硫酸的物质的量为__________。
(6)(2024·沭阳中学高三下月考)硫酸盐还原菌(SRB)常存在于水体中，会腐蚀许多金属及合金。一种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。已知：溶液中的S2－会完全转化为FeS，则Fe腐蚀后生成FeS和Fe(OH)2的物质的量之比为__________。
(7)利用钒铬渣[主要成分为VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2]制取Na2Cr2O7的工艺流程如图。
已知：钒铬渣酸浸滤液初始温度大约在90 ℃左右。“氧化1”过程中用Na2S2O8或H2O2作氧化剂时，沉钒率与氧化温度的关系如图所示。
该过程中，钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4，则参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为__________。
第4练　氧化还原反应的基本概念和规律
1. B　解析：湖笔，以竹管为笔杆，以动物尾毫为笔头制成，不涉及氧化还原反应，A不符合题意；松木中的C元素主要以有机物的形式存在，徽墨主要为C单质，存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应，B符合题意；宣纸，以楮树皮为原料，得到纸浆纤维，从而制作宣纸，不涉及氧化还原反应，C不符合题意；端砚以端石为原料经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成，不涉及氧化还原反应，D不符合题意。故选B。
2. C　解析：由反应Ⅰ可知，n(Pb2＋)∶n(PbO2)＝2∶1，则Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1，A正确；由反应Ⅱ可知，氧化剂为PbO2，氧化产物为MnO，氧化性：PbO2＞MnO，B正确；Pb与稀硝酸发生反应生成Pb2＋，化学方程式为3Pb＋8HNO3===3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，C错误；PbO2有强氧化性，可将Cl－氧化为Cl2，化学方程式为Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑，D正确。
3. D　解析：NaClO3能氧化HCl，①中不能用盐酸作强酸性介质，A错误；由得失电子守恒知，反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，B错误；反应②中的H2O2作还原剂，NaClO4无还原性，C错误。
4. D　解析：由实验装置图可知，装置A中亚硫酸钠固体与70%浓硫酸反应制备二氧化硫，装置B中盛有的饱和硫酸氢钠溶液用于监控二氧化硫的流速，装置C中二氧化硫与硫酸铜、氢氧化钠混合溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠、氧化亚铜和水，装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气。由配制一定质量分数溶液配制的步骤可知，配制70%硫酸溶液需要用到的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管，故A正确；二氧化硫易溶于水，装置B中盛有的饱和硫酸氢钠溶液中的氢离子会降低二氧化硫的溶解度，所以能达到监控二氧化硫的流速的实验目的，故B正确；由分析可知，装置C中二氧化硫与硫酸铜、氢氧化钠混合溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠、氧化亚铜和水，则由得失电子数目守恒可知，反应中氧化剂硫酸铜和还原剂二氧化硫的物质的量之比为2∶1，故C正确；由分析可知，装置C中二氧化硫与硫酸铜、氢氧化钠混合溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠、氧化亚铜和水，则向C的溶液中加入稀盐酸酸化后，再滴加氯化钡溶液，有白色硫酸钡沉淀生成因硫酸铜溶液中的硫酸根离子干扰实验，所以不能证明反应中二氧化硫作还原剂，故D错误。故选D。
5. D　解析：“过程1”发生反应：ClO－＋Ni2O3===2NiO2＋Cl－，该反应中Cl元素化合价由＋1价变为－1价、Ni元素化合价由＋3价变为＋4价，则氧化剂是ClO－，还原剂是Ni2O3，氧化产物是NiO2，还原产物是Cl－，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，A错误；由图可知，Ni2O3是过程1的反应物，是过程2的生成物，所以Ni2O3是反应的催化剂，二氧化镍是反应的中间产物，B错误；“过程2”中，1 mol ClO－转化为Cl－和O时，需要转移2 mol e－，则需消耗2 mol NiO2，反应的离子方程式可表示为ClO－＋2NiO2===Ni2O3＋Cl－＋2O，C错误；O具有强氧化性，能氧化还原性的SO2，所以吸收过程中存在反应：SO2＋O＋2OH－===SO＋H2O，D正确。故选D。
6. D　
解析：由图知，铜与足量浓硫酸反应生成Cu2S和白色物质X，无气体生成，生成Cu2S时铜元素从0价升高到＋1价、硫元素从＋6价降低到－2价，则根据得失电子数守恒、必定存在其他产物(所含元素化合价升高)，根据元素质量守恒只能为CuSO4，则白色物质X为CuSO4，配平得到该反应方程式为5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O。由分析可知，白色物质X为CuSO4，A正确；Cu2S和白色物质CuSO4加稀硫酸和稀硝酸时溶解，存在反应：3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2＋＋3S↓＋4NO↑＋8H2O，Y为S单质，则NO为还原产物、Y为氧化产物，B正确；由5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O可知，硫元素从＋6价降低到－2价时表现氧化性，则参加反应的浓硫酸中，表现氧化性的占25%，C正确；由5Cu＋4H2SO4(浓)3CuSO4＋Cu2S＋4H2O知，3 mol Cu生成0.6 mol Cu2S，0.6 mol Cu2S发生反应3Cu2S＋16H＋＋4NO===6Cu2＋＋3S↓＋4NO↑＋8H2O得到0.8 mol NO与0.6 mol S，NO与S物质的量之和为1.4 mol，D错误。
7. C　解析：碱性燃料电池的负极应为燃料失电子发生氧化反应，而O2＋2H2O＋4e－===4OH－是正极的电极反应式，A不正确；由于H2SO3具有还原性，能被O2氧化为H2SO4，所以发生反应SO2＋H2O2===H2SO4，B不正确；CaSO4＋C＋SiO2SO2↑＋CO↑＋CaSiO3中氧化剂是CaSO4，还原剂是C，S由＋6价降低到＋4价，C由0价升高到＋2价，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1，C正确；SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应，则1 mol SO2在V2O5催化作用下与足量O2完全反应，生成SO3的物质的量小于1 mol，D不正确。故选C。
8. A　解析：由题给流程可知，废光盘碎片中的银在80 ℃水浴加热条件下与次氯酸钠溶液反应生成氯化银、氢氧化钠和氧气，过滤得到滤液和含有氯化银的滤渣；向滤渣中加入氨水，将氯化银转化为银氨络离子，过滤得到滤渣和含有银氨络离子的滤液；向滤液中加入一水合肼溶液，溶液中银氨络离子与一水合肼溶液反应生成银、氮气、氨气、铵根离子和水，过滤得到银。若省略第一次过滤，过量的次氯酸钠溶液能将一水合氨氧化为氮气，会使氨水的用量增加，A正确；由分析可知，氧化时发生的反应为废光盘碎片中的银在80 ℃水浴加热条件下与次氯酸钠溶液反应生成氯化银、氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑，B错误；由化合价变化可知，若还原工序利用原电池来实现，一水合肼会在负极失去电子发生氧化反应生成氮气，C错误；由分析可知，还原时发生的反应为溶液中银氨络离子与一水合肼溶液反应生成银、氮气、氨气、铵根离子和水，反应的离子方程式为4[Ag(NH3)2]＋＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4NH3↑＋H2O，则反应生成1 mol银时，理论上消耗0.25 mol N2H4·H2O，D错误。故选A。
9. D　解析：上述反应中存在NaN3和KNO3中离子键、叠酸根内的氮氮非极性键、硝酸根内的氮氧极性共价键的断裂，存在K2O和Na2O内的离子键、氮气中氮氮非极性键的形成，A错误；NaN3中N元素由－价升高到N2中的0价，KNO3中N元素由＋5价降低到N2中的0价，根据化合价升降守恒、原子守恒，可得反应的方程式为：10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑，且有关系式：16N2～10e－，故当反应过程中转移0.25 mol电子时，标况下产生的气体为V＝0.25 mol××22.4 L·mol－1＝8.96 L，题目未指明是否是标准状况下，因此不能确定气体的体积，B错误；10 mL 1 mol·L－1的KNO3溶液中NO离子中含有的氧原子的数目为0.03×6.02×1023，另外溶剂水中也含有氧原子，因此该溶液中含有的O原子数目大于0.03×6.02×1023，C错误；根据B中分析可知：被氧化的N原子与被还原的N原子之间的关系为30N(被氧化)～2N(被还原)，若被氧化的N原子的物质的量为6 mol，则氧化产物为3 mol，此时被还原的N原子的物质的量为×6 mol＝0.4 mol，则还原产物为0.2 mol，所以氧化产物比还原产物多(3－0.2)mol＝2.8 mol，D正确。故选D。
10. (1)0.4
(2)4∶1
(3)6 mol　(4)Fe3O4　1　(5)6
(6)1∶3
(7)1∶2
解析：(1)同种元素不同价态之间的氧化还原反应，高价态和低价态相互反应，变成它们的相邻价态，即在2HO2＋2H===2O↑＋2↑＋3H2O＋H＋反应中，N2H作还原剂，N2是氧化产物，则每生成0.1 mol N2，转移0.4 mol电子。
(2)该反应的化学方程式为Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，其中Cl2为氧化剂，Na2S2O3为还原剂，二者物质的量之比为4∶1。
(3)NO2与Fe、盐酸反应生成可生物降解的苯胺(NH2)、FeCl2和H2O，N元素由＋3价降低到－3价，则1个NO2参加反应，转移6个e－，理论上，1 molNH2转化为NO2转移的电子的物质的量为6 mol。
(4)由图可知，二氧化碳制取碳的反应方程式为2xFeO＋(y－x)CO2(y－x)C＋2FexOy，由反应中＝6可得：＝6，解得x∶y＝3∶4，则FexOy为Fe3O4，热分解系统发生的反应为2Fe3O46FeO＋O2↑，反应消耗2 mol四氧化三铁，转移4 mol电子，则“热分解系统”中每转移2 mol电子，需消耗四氧化三铁的物质的量为1 mol。
(5)铅蓄电池的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，由得失电子数目守恒可知，每生成0.5 mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中硫酸的物质的量为0.5 mol×12＝6 mol。
(6)由腐蚀机理示意图可知，正极H2O先变成H，SO再与H在SRB作用下生成S2－，S2－与Fe2＋结合生成FeS，负极Fe失去电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，由此可知该腐蚀过程的总反应为：4Fe＋4H2O＋SO===FeS＋3Fe(OH)2＋2OH－，则生成FeS和Fe(OH)2的物质的量之比为1∶3。
(7)根据流程图知，“氧化1”中用Na2S2O8作氧化剂，该过程中，钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4，V元素化合价由＋4价变为＋5价，Na2S2O8转化为Na2SO4，S元素化合价由＋7价变为＋6价，转移电子数为2，所以Na2S2O8的计量数是1、VOSO4的计量数是2，则参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。