课时跟踪检测(十五) 氧化还原反应规律及应用
1.(2015·广州联考)实验室利用以下反应制取少量氮气:NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O,关于该反应的下列说法正确的是( )
A.NaNO2是氧化剂
B.每生成1 mol N2转移的电子的物质的量为6 mol
C.NH4Cl中的氮元素被还原
D.N2既是氧化剂,又是还原剂
2.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI,自身发生如下变化:H2O2―→H2O IO―→I2 MnO―→Mn2+ HNO2―→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.H2O2 B.IO
C.MnO D.HNO2
3.(2015·石景山模拟)已知在热的碱性溶液中,NaClO发生反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是( )
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
4.高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的反应的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-―→FeO+Cl-+H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是( )
A.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于FeO
B.高铁酸钾中铁显+6价
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D.用K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
5.(2015·兰州联考)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
6.根据表中信息,判断下列叙述中正确的是( )
序号 |
氧化剂 |
还原剂 |
其他反应物 |
氧化产物 |
还原产物 |
① |
Cl2 |
FeBr2 |
/ |
Fe3+、Br2 |
|
② |
KClO3 |
浓盐酸 |
/ |
Cl2 |
|
③ |
KMnO4 |
H2O2 |
H2SO4 |
O2 |
Mn2+ |
A.由表中①组的信息可知通入Cl2的量不同,氧化产物可能不同
B.反应①中,当只有少量Cl2时,反应可表示为Cl2+ Fe2+===Fe3++ 2Cl-
C.表中②组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e-
D.表中③组反应的离子方程式为2MnO+ 3H2O2+6H+===2Mn2++ 4O2↑+ 6H2O
7.水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2O+O2+aOH-===Y+S4O+2H2O,下列有关说法不正确的是( )
A.a=4
B.Y的化学式为Fe2O3
C.S2O是还原剂
D.每32 g O2参加反应,转移电子的物质的量为4 mol
8.(2015·北京怀柔区质检)某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2,若先向该溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,则下列叙述正确的是( )
①原溶液中的Br-一定被氧化 ②通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定有部分或全部被氧化 ③不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2+ ④若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液,静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
9.(2015·石家庄质检)关于反应11P+15CuSO4+24H2O===5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4的说法正确的是( )
A.P既是氧化剂又是还原剂,CuSO4只是还原剂
B.Cu3P既是氧化产物又是还原产物
C.1 mol CuSO4可以氧化1/5 mol P
D.若有11 mol P参加反应,转移电子的物质的量为60 mol
10.(2015·南京模拟)向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。有关说法不正确的是( )
A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况
B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol/L
C.当通入Cl2 2 mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
11.L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在一定条件下,它们会发生如下的转化(关系式未配平):
①P+A―→Q+B ②L+O2―→M+H2O
③L+M―→R+H2O ④B+H2O―→A+O2
(1)若五种含氮元素的物质中,有一种是硝酸,则硝酸是________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下,加热到一定温度时方能发生,此反应在化工生产上有重要用途,据此推断在同温同压下,若物质R密度比空气的密度小,则R的化学式为________。
(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式:
Ⅰ.M+P―→N2O3+H2O
Ⅱ.N2O4+H2O―→P+Q
Ⅲ.M+L―→Q+H2O
其中一定不可能实现的是______________________________________________,
理由是_____________________________________________________________。
12.含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重。某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO还原成N2,从而消除氮污染。
(1)配平以下有关的离子反应方程式:
NO+Al+H2O―→N2↑+Al(OH)3+OH-
(2)以上反应中失电子的物质是__________,还原产物是________,每生成1 mol还原产物,将有________电子发生转移。
(3)现需除去1 m3含氮0.3 mol的废水中的NO(设氮元素都以NO的形式存在),则至少需要消耗金属铝的物质的量为________。
13.新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。工业上制备K2FeO4的常用方法有两种。
方法Ⅰ:次氯酸盐氧化法。工艺流程如图所示。
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:____FeCl3+____NaOH+____NaClO===____Na2FeO4+____+____。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为______________________________。
(3)上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质,可用重结晶法提纯,操作是将粗产品用__________________溶解,然后________________________。
方法Ⅱ:电解法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液,然后在阳极液中加入KOH。
(4)电解时阳极发生反应生成FeO,该电极反应方程式为_____________________。
答 案
1.选A 该反应为N元素的归中反应,NaNO2 中+3价的N元素氧化了 NH4Cl中-3价的N元素,生成了N2,N2既是氧化产物又是还原产物;每生成1 mol N2转移的电子的物质的量为3 mol。
2.选B KI被氧化得到I2,1 mol KI在反应中失去1 mol电子,再据题中所给信息:H2O2―→H2O 1 mol H2O2得2 mol e-,IO―→I2 1 mol IO得5 mol e-,MnO―→Mn2+ 1 mol MnO可得 5 mol e-,HNO2―→NO 1 mol HNO2得1 mol e-。虽然B、C项中的1 mol IO、MnO均可得5 mol e-,但B中生成物I2可来自IO和I-,故得I2最多者应是IO与I-的反应。
3.选B 根据氧化还原反应的规律,NaClO2中Cl元素发生歧化反应,化合价一部分升高,一部分降低,对照A、B、C、D四个选项可知,只有B、C符合题意,而在热的碱性条件下:3NaClO===2NaCl+NaClO3,故B正确。
4.选A 反应中Fe(OH)3作还原剂,ClO-作氧化剂,配平后的离子方程式为
2 (OH)3+3O-+4OH-===2O+3+5H2O,
B、C正确;FeO作氧化剂时其还原产物为Fe3+,Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,具有吸附性,可作净水剂。
5.选A 氧化还原反应发生的条件是强氧化剂+强还原剂=弱还原剂+弱氧化剂。由于Fe3+氧化性强于I2,所以FeI3不存在,A中反应不可能发生;B、C、D中反应符合氧化还原反应规律,所以可以发生。例如n(Cl2)∶n(FeI2)=1∶1时即发生B项的反应。
6.选A Cl2与FeBr2反应,Cl2少量时,只氧化Fe2+;足量时,可氧化Fe2+和Br-,A正确。
7.选B 由2S2O―→S4O,失去2 mol电子,O2―→2O2-,得到4 mol电子,说明只有2Fe2+―→2Fe3+,失去2 mol电子,再由原子守恒知,Y为四氧化三铁,B项错误。
8.选B 在FeBr2和FeI2混合液中存在三种还原性不同的离子,它们的还原性:I->Fe2+>Br-,向混合液中通入的氯气首先与还原性最强的离子(I-)反应,当I-完全反应后,氯气才与Fe2+反应,Fe2+被完全氧化后才与Br-反应。通入一定量氯气后再滴加KSCN,溶液呈红色,说明有Fe3+生成,I-已经反应完全, Fe2+被氧化但不一定被全部氧化,因为没有实验现象说明Fe2+完全氧化,同理,也没有实验现象说明Br-被氧化或被完全氧化,①错误,故B正确。
9.选C 在反应中,P既是氧化剂,又是还原剂,CuSO4是氧化剂,Cu3P为还原产物,H3PO4为氧化产物,若有11 mol P 参加反应转移30 mol电子,A、B、D错误;根据电子守恒,C正确。
10.选B 还原性强弱顺序为I->Fe2+>Br-,所以Cl2最先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后氧化Br-。图中AB线段表示I-的变化情况,氧化I-需氯气1 mol,则I-为2 mol;BC线段表示Fe3+的变化情况,氧化Fe2+需氯气2 mol,则Fe2+为4 mol;DE线段表示Br-的变化情况,氧化Br-需氯气3 mol,则Br-为6 mol。当通入Cl2 2 mol时,氧化的I-和Fe2+均为2 mol,所以C中的离子方程式是正确的。因不知溶液的体积,无法求算FeBr2的浓度,则B错误。
11.解析:(1)突破口是先确定A、B物质中氯元素的化合价谁高。由反应④B+H2O―→A+O2可知,反应后氧元素化合价升高,则反应后氯元素化合价必定降低,故化合价B>A。再由①可知,反应后氯元素化合价升高,则反应后氮元素化合价必降低,故氮元素化合价P>Q。由反应②可知,反应后氧元素化合价降低,则氮元素化合价反应后必升高,故氮元素化合价M>L。由反应③可知,该反应为氮元素化合价的“归中”反应,由于化合价M>L,R处于M、L之间,则M>R>L。又因为已知氮的化合价M<Q,所以,L、M、R、P、Q五种含氮物质中N元素的化合价为P>Q>M>R>L。由于其中一种物质是硝酸,硝酸中氮的化合价是最高价态,则在上述物质中P是硝酸。
答案:(1)P P中氮元素的化合价最高 (2)N2 (3)Ⅲ 根据氧化还原反应规律,M、L这两种物质反应,不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质(其他合理答案也可)
12.解析:(2)在该反应中,失电子的物质是Al,还原产物是N2。生成1 mol N2时,转移电子的物质的量是1 mol×2×(5-0)=10 mol。(3)设需要铝的物质的量为x,由得失电子守恒可知:0.3 mol×(5-0)=3x,解得x=0.5 mol。
答案:(1)6 10 18 3 10 6 (2)Al N2 10 mol (3)0.5 mol
13.解析:(1)反应中NaClO是氧化剂,还原产物是NaCl,根据元素守恒,可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式:2FeCl3+10NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。
答案:(1)2 10 3 2 9 NaCl 5 H2O NaClO
(2)Na2FeO4+2KOH===K2FeO4+2NaOH
(3)稀KOH溶液 加入饱和KOH溶液,冷却结晶 (4)Fe+8OH--6e-===FeO+4H2O
2015年