通用版高考化学一轮复习课时突破练3　氧化还原反应的概念及规律

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练3　氧化还原反应的概念及规律
必备知识基础练
1.(人教版必修第一册习题改编)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)做处理剂,离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。下列说法中不正确的是(　　)
A.Fe2+发生氧化反应
B.Cr3+是还原产物,Fe3+是氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1
D.用绿矾做处理剂,不仅可去除毒性,还可以净水
2.(2024·湖南益阳三模)2024年春晚长沙分会场的焰火璀璨夺目,燃放烟花时发生反应:2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,同时在火药中会加入Li2CO3、NaNO3、CaCl2等物质。下列说法正确的是 (　　)
A.该反应中,氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶3
B.每生成1 mol N2,被S氧化的C的物质的量为0.5 mol
C.若生成11.2 L N2,反应中转移6 mol电子
D.火药中的Li2CO3、NaNO3、CaCl2均不参与化学反应
3.(2024·福建泉州三模)钛镍记忆合金常用于制造神舟系列飞船的天线,钛酸亚铁(FeTiO3)通过以下反应转化为TiCl4,并用于冶炼钛:2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO。下列说法错误的是(　　)
A.该反应中,氧化剂是Cl2
B.该反应中,Ti和Cl元素被还原
C.FeCl3和CO都是氧化产物
D.每生成1 mol TiCl4,转移电子数为7NA
4.(2022·浙江1月选考卷)关于反应4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是(　　)
A.CO是氧化产物
B.SiH4发生还原反应
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D.生成1 mol SiO2时,转移8 mol电子
5.(2024·重庆七校联盟联考)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钠,反应如下:2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。下列说法正确的是(　　)
A.氧化产物只有Na2FeO4
B.生成1 mol O2,转移8 mol电子
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3
D.当6 mol Na2O2参加反应时,被FeSO4还原的Na2O2有4 mol
6.(2024·辽宁东北育才学校模拟改编)工业上常用碱性NaClO废液吸收SO2,反应原理为ClO-+SO2+2OH-Cl-+S+H2O,部分催化过程如图所示,下列说法不正确的是(　　)
A.“过程1”中Ni2O3具有还原性
B.“过程2”中若有2 mol Cl—O断裂,则转移4 mol电子
C.反应过程中产生的O可加快对SO2的吸收
D.若吸收1 mol SO2,整个过程需要0.5 mol Ni2O3
7.(2024·山东省实验中学模拟)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取H2,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A.NaBH4具有还原性
B.BH3BH2OH过程若有2 mol B—H断裂,则转移2 mol电子
C.若用D2O代替H2O,根据上述变化过程,其氧化产物是H2、HD和D2
D.图中最后一步反应为2B(OH)3+2H2O+2e-2B(OH+H2↑
关键能力提升练
8.(2024·湖南永州三模改编)磷化氢(PH3)具有能量密度高、可再生优势,常用作新能源材料。一种工业上利用副产法制备PH3的流程如图所示:
下列说法正确的是(　　)
A.反应①②③均属于氧化还原反应
B.据反应③可得,酸性:H3PO2>H3PO4
C.反应①中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
D.若起始有1 mol P4参加反应,则整个流程中最多生成2.5 mol PH3
9.(2024·河北石家庄三模)亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性,受热易分解,可用作漂白剂、食品消毒剂等,以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如图所示。已知高浓度的ClO2易爆炸。下列说法错误的是(　　)
A.“反应1”中ClO2是还原产物,母液中主要成分是Na2SO4
B.“反应1”需要通入N2稀释ClO2,以防发生爆炸
C.“反应2”中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
D.若还原产物均为Cl-时,ClO2的氧化能力是等质量Cl2的2.5倍
10.(2024·陕西西安中学模拟)已知:①KMnO4+HCl(浓)KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平);②检验Mn2+的存在:5S2+2Mn2++8H2O10S+2Mn+16H+。下列说法中错误的是 (　　)
A.S2中存在一个过氧键(—O—O—),则S2中硫元素的化合价为+6价
B.反应②若有0.1 mol还原剂被氧化,则转移电子0.5 mol
C.K2S2O8与浓盐酸混合可得到黄绿色气体
D.反应①中消耗0.2 mol KMnO4时,被氧化的HCl为1.6 mol
11.(2024·江西景德镇三模)某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含少量铁、铝、铜、镍的化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程,既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2。下列叙述错误的是(　　)
A.X可能是MnCO3
B.若滤渣2是CuS和NiS,则Y一定是H2S
C.还原酸浸时,MnO2参与的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
D.氧化时发生反应的离子方程式:2Mn+3Mn2++2H2O4H++5MnO2↓
12.(2024·黑吉辽卷节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为　。
(2)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成　　　　　　　　　(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。
(3)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为　　(填字母)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(4)“真金不怕火炼”表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为　 。
(5)“沉金”中Zn的作用为 　　　。
(6)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为 　。
用碱中和HCN可生成　　　　　　　　　(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
参考答案
1.C　解析 Fe2+Fe3+过程中铁元素化合价升高,则Fe2+发生氧化反应,A正确;Cr2Cr3+过程中发生还原反应,则B正确;该反应中,Cr2是氧化剂,Fe2+是还原剂,其物质的量之比为1∶6,C错误;由题给信息可知,用绿矾做处理剂反应生成Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮杂质,起到净水作用,D正确。
2.B　解析 该反应中CO2为氧化产物,K2S、N2为还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,A错误;每生成1 mol N2,同时生成1 mol K2S,硫得到2 mol电子,故被S氧化的C的物质的量为0.5 mol,B正确;题目中未指明11.2 L N2是否处于标准状况,无法确定反应中转移的电子,C错误;火药中的Li2CO3、NaNO3不稳定,受热易分解,参与化学反应,D错误。
3.B　解析 该反应中,Cl元素由0价降低到-1价,则Cl2是氧化剂,A正确;该反应中,Fe、C元素被氧化,Cl元素被还原,Ti元素未变价,B错误;Fe元素由+2价升高到+3价,C元素由0价升高到+2价,则FeCl3和CO都是氧化产物,C正确;由方程式可知,生成1 mol TiCl4同时消耗3.5 mol Cl2,则转移电子数为7NA,D正确。
4.D　解析 CO2CO,碳元素的化合价由+4价降为+2价,故CO为还原产物,A错误;SiH4SiO2,硅元素化合价由-4价升为+4价,故SiH4发生氧化反应,B错误;该反应中,氧化剂为CO2,还原剂为SiH4,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,C错误;Si元素的化合价由-4价升高至+4价,因此生成1 mol SiO2时,转移8 mol电子,D正确。
5.D　解析 FeSO4Na2FeO4、Na2O2O2均发生氧化反应,则氧化产物是Na2FeO4和O2,A错误;生成1 mol O2时消耗6 mol Na2O2,有5 mol Na2O2作还原剂被氧化,则转移电子为5 mol×2=10 mol,B错误;氧化剂是Na2O2,还原剂是FeSO4和Na2O2,二者的物质的量之比为5 mol∶(2 mol+1 mol)=5∶3,C错误;当6 mol Na2O2参加反应时,被还原的Na2O2有5 mol,其中被FeSO4还原的Na2O2有4 mol,D正确。
6.D　解析 “过程1”中,Ni2O3NiO2,Ni元素的化合价升高,Ni2O3作还原剂,具有还原性,A正确;“过程2”中ClO-Cl-,Cl元素由+1价降低到-1价,若有2 mol Cl—O断裂,则转移4 mol电子,B正确;反应过程中产生的O具有很强的活性,能将SO2氧化为SO3,与水作用生成H2SO4,故可加快对SO2的吸收,C正确;依据得失电子守恒,每吸收1 mol SO2需要转移2 mol e-,则整个过程需要1 mol Ni2O3,D错误。
7.C　解析 由图可知,B与H2O反应生成H2,B作还原剂,故NaBH4具有还原性,A正确。BH3BH2OH过程若有2 mol B—H断裂,同时消耗2 mol H2O并生成2 mol H2,故转移电子为2 mol,B正确。若用D2O代替H2O,依据变化过程,第一步生成H2的两个H原子都来自B;第二、三步生成的氢气中的氢原子,1个来自B,1个来自D2O,则生成HD;第四步生成氢气的2个氢原子,都来自D2O,则生成的D2是还原产物,C错误。图中最后一步反应,反应为2B(OH)3+2H2O+2e-2B(OH+H2↑,D正确。
8.D　解析 反应②利用“强酸制取弱酸”的原理,不涉及元素化合价变化,属于非氧化还原反应,A错误;反应③H3PO2H3PO4+PH3是氧化还原反应,不能据此比较H3PO2、H3PO4的酸性强弱,B错误;反应①为P4+3NaOH(浓)+3H2OPH3↑+3NaH2PO2,PH3是还原产物,NaH2PO2是氧化产物,据此可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,C错误;反应①中1 mol P4参与反应,生成1 mol PH3和3 mol NaH2PO2,经反应②后3 mol NaH2PO2转化为3 mol H3PO2,反应③为2H3PO2PH3↑+H3PO4,该步反应中3 mol H3PO2生成1.5 mol PH3,故整个流程中生成PH3为1 mol+1.5 mol=2.5 mol,D正确。
9.D　解析 “反应1”中二氧化硫与稀硫酸、氯酸钠反应生成硫酸钠、二氧化氯和水,Cl元素化合价由+5价下降到+4价,ClO2是还原产物,母液中主要成分是Na2SO4,A正确;高浓度的ClO2易爆炸,“反应1”需要通入N2稀释ClO2,以防发生爆炸,B正确;“反应2”为H2O2+2ClO2+2NaOH2NaClO2+2H2O+O2,H2O2是还原剂,NaClO2是氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C正确;1 mol Cl2完全反应转化2 mol e-,1 mol ClO2完全反应转化5 mol e-,故等物质的量的ClO2氧化能力是Cl2的2.5倍,不是等质量,D错误。
10.D　解析 过氧键整体显-2价,S2中存在一个过氧键,则S2中硫元素的化合价为+6价,A正确;反应②Mn2+为还原剂,若有2 mol还原剂被氧化,转移电子的物质的量为2 mol×(7-2)=10 mol,故若有0.1 mol还原剂被氧化,转移电子0.5 mol,B正确;根据反应②,K2S2O8的氧化性比高锰酸钾强,故其与浓盐酸混合可得到氯气,C正确;据守恒规律配平:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,2 mol KMnO4参与反应时,消耗16 mol HCl,只有10 mol HCl被氧化为Cl2,则消耗0.2 mol KMnO4时,被氧化的HCl为1 mol,D错误。
11.B　解析 “除铁铝”步骤加入X调节溶液的pH,促进Fe3+、Al3+水解生成氢氧化物沉淀,从而除去铁、铝,X可能是MnCO3,A正确;“除铜镍”步骤加入Y,除Cu2+、Ni2+,Y最好是MnS,除去杂质,且不引入新杂质,B错误;还原酸浸时,MnO2参与的反应中,发生反应MnO2+SO2MnSO4,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,C正确;“氧化”步骤加入KMnO4将Mn2+氧化为MnO2,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该反应的离子方程式:2Mn+3Mn2++2H2O4H++5MnO2↓,D正确。
12.答案 (1)4FeS2+15O2+2H2O8S+4Fe3++4H+
(2)Fe(OH)3
(3)BC
(4)与Au元素形成配离子[Au(CN)2]-
(5)还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au单质
(6)Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4ZnSO4+Na2SO4+4HCN　NaCN
解析 分析流程可知,矿粉开始时被“细菌氧化”为S,同时将二价铁氧化为三价铁离子。通过调节滤液①的pH,使Fe3+以Fe(OH)3的形式析出,而滤渣中的Au在空气和NaCN作用下转化为金属配离子[Au(CN)2]-,再用Zn粉将化合态的Au元素还原为Au单质,从而达到冶金的目的。
(1)“细菌氧化”过程中通入了足量空气,空气中的O2在pH=2的环境中将FeS2氧化为硫酸盐和Fe3+,反应的离子方程式为4FeS2+15O2+2H2O8S+4Fe3++4H+。
(2)调节溶液的pH,使Fe3+的水解平衡正向移动,使Fe3+以Fe(OH)3胶体的形式析出,胶体具有吸附性,可促进含As微粒的沉降。
(3)“焙烧氧化”时的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。“细菌氧化”时的离子方程式为4FeS2+15O2+2H2O8S+4Fe3++4H+,对比两式可知“细菌氧化”的优势:①减少有害气体SO2的排放;②无需高温加热,设备不需耐高温。注意:温度过高会导致细菌死亡,所以需要控制温度,因此选B和C。
(4)依据流程图可知,NaCN溶液的作用是利用CN-提供的孤电子对与具有空轨道的Au+形成配位键,使Au溶解,以[Au(CN)2]-形式进入溶液,所以NaCN的作用是使Au元素形成配离子[Au(CN)2]-。
(5)加入Zn之后,[Au(CN)2]-转化为Au单质,所以Zn的作用是还原剂,将[Au(CN)2]-还原为Au单质。
(6)滤液②经H2SO4酸化,利用强酸制弱酸的原理,反应的化学方程式为Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4ZnSO4+Na2SO4+4HCN。而HCN跟NaOH中和得到NaCN,可在“浸金”工艺中循环利用。
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