专题四 氧化还原反应
专题强化练
1．下列生活常见的现象中，其反应原理不涉及氧化还原反应的是( ) A．铁的冶炼 C．碳酸氢钠作发酵粉
B．电池放电 D．天然气燃烧
解析：A项，铁的冶炼过程中，Fe元素从化合态变为游离态，存在化合价变化，属于氧化还原反应，不符合题意；B项，电池放电过程中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，属于氧化还原反应，不符合题意；C项，碳酸氢钠作发酵粉，为碳酸氢钠的分解，不存在化合价变化，则不属于氧化还原反应，符合题意；D项，天然气的燃烧属于氧化还原反应，不符合题意。
答案：C
2．(2024·邯郸一模)硫代硫酸钠溶液与氯气能发生如下反应： Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===2NaCl＋6HCl＋2H2SO4。下列说法错误的是( ) A．氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶1 B．若0.5 mol Na2S2O3作还原剂；则转移4 mol电子 C．当Na2S2O3过量时，溶液能出现浑浊
D．硫代硫酸钠溶液吸收氯气后，溶液的pH降低
解析：硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应：Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===2NaCl＋6HCl＋2H2SO4。由化学方程式可知，氯气是氧化剂、硫代硫酸钠是还原剂、氯化钠和盐酸是还原产物、硫酸是氧化产物，反应中电子转移的数目为8e。氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶3，A不正确；若0.5 mol Na2S2O3作还原剂，则转移4 mol电子，B正确；当Na2S2O3过量时，过量的部分可以与硫酸反应生成硫，所以溶液能出现浑浊，C正确；硫代硫酸钠溶液吸收氯气后生成了酸，故溶液的pH降低，D正确。
答案：A
3．废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NH4完全转化为N2，该反应可表示为2NH4＋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NH4>Cl
C．反应中每生成1 mol N2，转移6 mol电子 D．经此法处理过的废水可以直接排放
解析：A项，反应中氮元素化合价由－3价升高为0价，被氧化，氯元素化合价由＋1价降低为－1价，被还原，正确；B项，根据上述分析，NH4是还原剂，Cl是还原产物，还原性NH4>Cl，正确；C项，反应中每生成1 mol N2，转移电子2×3＝6 mol，正确；D项，经此法处理过的废水中含有盐酸，属于酸性废水，不能直接排放，错误。
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答案：D
4．一定条件下反应：R2O7＋3S＋14H===2R＋3S↓＋7H2O。则R2O7中R的化合价是( )
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋6
解析：在反应：R2O7＋3S＋14H===2R＋3S↓＋7H2O，设R2O7中R的化合价为＋x，则R变价数目为(x－3)×2；反应中－2价硫升高为0价，化合价升高数目为3×[0－(－2)]，依据氧化还原反应得失电子守恒，(x－3)×2＝3×[0－(－2)]，解得x＝6，故选D。
答案：D
5．(2024·西安联考)CsICl2常用于化学上的分子筛技术，它既有氧化性又有还原性，下列有关的说法正确的是( )
A．CsICl2有氧化性，是因为Cs显＋3价
B．CsICl2有还原性，是因为含有较强还原性的I C．酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液，溶液褪色 D．在CsICl2溶液中滴加HNO3，可生成Cl2
解析：CsICl2有氧化性，是因为ICl2类似I3，A错误；CsICl2有还原性，是因为含有较强还原性的Cl，B错误；酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液，由于含有[ICl2]具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性而发生氧化还原反应，使溶液褪色，C正确；CsICl2溶液中滴加HNO3，可生成I2，D错误。
答案：C
6．(2024·深圳质检)已知在酸性介质中，MnSO4与(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生反应：Mn＋S2O8―→MnO4＋SO4，下列说法正确的是( )
A．反应过程中，因消耗溶液中的H反应后溶液pH增大 B．氧化性：S2O8>MnO4
C．该反应中酸性介质可以为盐酸
D．0.1 mol氧化剂参加反应，转移电子0.5 mol
解析：根据得失电子守恒和原子守恒配平该离子方程式为：
2Mn＋5S2O8＋8H2O===2MnO4＋10SO4＋16H，根据方程式可知，反应过程中，溶液中生成氢离子，反应后溶液pH减小，故A错误；该反应过程中，S2O8中的硫元素得电子化合价降低，S2O8是氧化剂，锰元素化合价升高，Mn是还原剂生成氧化产物MnO4，所以氧化性：S2O8>MnO4，故B正确；盐酸为还原性酸，能被S2O8离子氧化生成氯气，所以不能用盐酸作酸性介质，故C错误；根据A项配平的方程式可知，若有5 mol氧化剂S2O8参加反应，转移电子10 mol，则0.1 mol氧化剂参加反应，转移电子0.2 mol，故D错误。
答案：B
7．含氟的卤素互化物通常作氟化剂，使金属氧化物转化为氟化物，如2Co3O4＋
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n－2－＋3＋n－
n－2－＋3＋n－
6ClF3===6CoF3＋3Cl2＋4X。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．X是还原产物 B．ClF3中氯元素为－3价
C．反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子 D．Co3O4在反应中作氧化剂
解析：根据元素守恒，X是O2，氧气是氧化产物，故A错误；ClF3中氯元素为＋3价，故B错误；氯元素由＋3价降为0价，反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子，故C正确；Co3O4中Co元素化合价升高、氧元素化合价降低，所以Co3O4在反应中既作氧化剂又作还原剂，故D错误。
答案：C
8．希腊哲学家亚里士多德在其著作中记载了Arsenikon(雌黄)，雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。
(1)在古特蔡特测砷法中，Na3AsO4溶液与Zn反应生成AsH3，该反应中Na3AsO4________(填字母)。
a．作氧化剂 b．作还原剂 c．既作氧化剂又作还原剂
(2)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体，若As2S3和SnCl2
恰好完全反应，则还原剂与还原产物的物质的量之比为________。
(3)As2S3与足量浓硝酸发生反应，当生成48 g S时，生成NO2的体积为112 L(标准状况下)，元素As在生成物中的化合价为________(反应后的溶液中不含含硫微粒)，该反应的化学方程式为：
______________________________________________________。
(4)雄黄在空气中加热至300 ℃时会生成两种氧化物，其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3)，另一种氧化物为________(填化学式)，可用双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去，写出该反应的化学方程式：______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)③Na3AsO4溶液与Zn反应生成AsH3，As元素化合价由＋5价变化为－3价，化合价降低，Na3AsO4作氧化剂，锌作还原剂。(2)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体，则反应为2As2S3＋2SnCl2＋4HCl===As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑，根据电子得失守恒知2 mol As2S3作氧化剂被还原得到4 mol电子，生成1 mol As4S4，而2 mol SnCl2作还原剂失去4 mol电子得到氧化产物2 mol SnCl4，则还原剂与还原产物的物质的量之比48 g为2∶1。(3)As2S3与足量浓硝酸发生反应，当生成48 g S，物质的量＝mol，－1＝1.5
32 g·mol反应的As2S3的物质的量为0.5 mol，生成标准状况下NO2的体积为11.2 L，物质的量为112 L
－1＝5 mol，S元素的化合价由－2价升高到0价，0.5 mol As2S3反应电子转移
22.4 L·mol
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0.5 mol×[0－(－2)]×3＝3 mol，HNO3作氧化剂，生成二氧化氮5 mol，电子转移为5 mol×(5－4)＝5 mol，则根据电子守恒，设As失电子元素化合价变化为x，3＋0.5 mol×2(x－3)＝5 mol，x＝5，生成产物为H3AsO4，1 mol As2S3和10 mol HNO3发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：As2S3＋10HNO3===2H3AsO4＋3S＋10NO2↑＋2H2O，As元素化合价由－3价升高到＋5价，S元素化合价由－2价升高到0价，则生成2 mol H3AsO4，转移电子为2×2 mol－3×2 mol＝10 mol，故答案为：＋5。(4)雄黄在空气中加热至300 ℃时会生成两种△
氧化物，其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3)，依据原子守恒可知反应为：As4S4＋7O2=====2As2O3＋4SO2，另一种氧化物为二氧化硫，双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去，氧化还原反应中过氧化氢中氧元素化合价－1价变化为－2价，As元素化合价＋3价变化为＋5价，结合电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式：2H2O2＋H2O＋As2O3===2H3AsO4。
答案：(1)a (2)2∶1
(3)＋5 As2S3＋10HNO3===2H3AsO4＋3S＋10NO2↑＋2H2O (4)SO2 As2O3＋2H2O2＋H2O===2H3AsO4
9．高铁电池能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。功率是民用电池的10～15倍，放电电流是普通电池的3～10倍，性价比极高。已知，以Zn和K2FeO4为电极材料制作的高铁电池放电时，电池内发生的总反应为：
□Zn＋□K2FeO4===□ZnO＋□Fe2O3＋□K2ZnO2
(1)配平上面的化学方程式______________________________。
(2)已知铁是26号元素，则1 mol FeO4中含有电子的物质的量为________mol，Na2FeO4
是否具有还原性________，原因是
______________________________________________________。
(3)制备高铁酸钾可以将Fe(OH)3在碱性条件下与KClO溶液反应，若将该反应设计为原电池，则此电池的负极反应方程式为
_____________________________________________________。
(4)向1 L 1 mol·L的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化，可以产生O2和Fe，该反应的离子方程式为________________________
_____________________________________________________。
向酸化后溶液中加入一定量的金属铜，使Fe和Cu浓度相等，若此时溶液密度为1.25 g·mL，体积仍为1 L，则此时溶液中Cu元素的质量分数约为________。(精确到0.01)
解析：(1)根据氧化还原反应得失电子数目相等，可判断出Zn和K2FeO4的化学计量数分别为3和2，同时根据K和Fe原子个数守恒得出产物Fe2O3和K2ZnO2的化学计量数分别为1和2。(2)1 mol FeO4中含有e数等于26＋8×4＋2＝60 mol。－2价O元素化合价可以升高，表现还原性。(3)＋3价Fe被氧化为FeO4，碱性环境用OH保证电荷守恒，用水保证H
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3＋
2＋
－1
3＋
2－
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和O守恒即可配平。(4)－2价O被氧化为O2，＋6价Fe元素被还原为Fe，用H保证电荷守恒，用H2O保证H和O守恒。Cu加入反应后的溶液发生反应，2Fe＋Cu===2Fe＋Cu，假设n(Cu)＝x mol，则反应了的n(Fe)＝2x mol，根据题意列等式得：1－2x＝x，则x＝
1m（Cu） mol，故反应后溶液中Cu元素的质量分数w＝×100%＝3m（溶液）
2＋
3＋
3＋
2＋
2＋
3＋＋
1－1
64 g·mol× mol
3
×100%≈1.71%。 －1
1.25 g·mL×1 000 mL
答案：(1)3 2 1 1 2
(2)60 有 K2FeO4中O元素为－2价，化合价可以升高，表现还原性 (3)5OH＋Fe(OH)3－3e===FeO4＋4H2O
(4)4FeO4＋20H===4Fe＋3O2↑＋10H2O 1.71%
10．(2017·北京卷)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：
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＋
3＋
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①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_________________________________________________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：___________________ _____________________________________________________。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：
______________________________________________________。 ④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 mg·
L)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·LH2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·LNaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
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(最新)2024高考化学二轮复习 第一部分 专题四 氧化还原反应专题强化练
