氧化还原反应的基本概念(解析版).docx

专题一 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
考点1 氧化还原反应的基本概念
一． 选择题（共15小题）
1．硫酸(H2SO4)是一种重要的无机化工原料，工业生产硫酸的主要反应有：
①硫(或硫化物)煅烧得到SO2：S+O2SO2
②SO2经催化氧化再得到SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)       ΔH=-198kJ·mol-1
③最后用水吸收即得H2SO4：SO3+H2O=H2SO4
上述反应属于氧化还原反应的是
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
【答案】A
【解析】
①硫(或硫化物)煅烧得到SO2，硫元素化合价升高，属于氧化还原反应；
②SO2经催化氧化再得到SO3中硫元素化合价升高，属于氧化还原反应；
③用水吸收即得H2SO4：SO3+H2O＝H2SO4，反应中元素化合价均不发生变化，不是氧化还原反应；
答案选A。
2．下列离子检验利用了氧化还原反应的是
选项
待检验离子
检验试剂
A
Fe3+
KSCN溶液
B
SO2- 4
稀盐酸、氯化钡溶液
C
I-
Cl2、淀粉溶液
D
NH+ 4
浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸
【答案】C
【解析】
A．Fe3+与KSCN溶液发生络合反应，不是氧化还原反应，A不符合；
B．SO2- 4与氯化钡溶液反应属于复分解反应，不是氧化还原反应，B不符合；
C．氯气能把碘离子氧化为单质碘，属于氧化还原反应，碘遇淀粉显蓝色，C符合；
D．浓NaOH溶液与铵盐发生的是复分解反应，不是氧化还原反应，D不符合；
答案选C。
3．下列过程属于化学反应，且与氧化还原反应无关的是

A．石灰纯碱法除水垢
B．补铁口服液中添加维生素
C．工业上原油的分馏
D．生活中用“暖宝宝”取暖
【答案】A
【解析】
A．石灰―纯碱法是向已澄清的生水中加入适量的生石灰(CaO)和纯碱(Na2CO3)，可除去水中的永久硬度，软化水垢，生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，属于非氧化还原反应，A选项正确；
B．补铁口服液中添加维生素，属于物理变化，B选项错误；
C．原油的分馏是利用沸点不同进行分离，属于物理变化，C选项错误；
D．Fe粉、活性炭、食盐水构成原电池，发生氧化还原反应，D选项错误；
答案选A。
4．下列应用不涉及氧化还原反应的是
A．根瘤菌固氮
B．将NH3和CO2通入饱和食盐水制备小苏打
C．用硫粉覆盖散落的汞
D．用二氧化氯对环境消毒
【答案】B
【解析】
A．根瘤菌固氮是根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物，为植物提供营养，该过程中氮元素的化合价发生了改变，则该应用涉及氧化还原反应，A不符合题意；
B．将NH3和CO2通入饱和食盐水制备小苏打，化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，该反应中没有元素化合价的变化，故该应用不涉及氧化还原反应，B符合题意；
C．用硫粉覆盖散落的汞，发生化学反应的方程式为Hg+S=HgS，该应用涉及氧化还原反应，C不符合题意；
D．用二氧化氯对环境消毒，是利用了ClO2的强氧化性，该应用涉及氧化还原反应，D不符合题意；
故选B。
5．下列物质的应用涉及氧化还原反应的是
A．利用氢氟酸刻蚀玻璃
B．利用活性炭由红糖制备白糖
C．煅烧石灰石制备生石灰
D．应用漂白粉对环境进行消杀
【答案】D
【解析】
Ａ．利用氢氟酸刻蚀玻璃，发生反应4HF + SiO2 = SiF4↑+ 2H2O，没有化合价的变化，不属于氧化还原反应，A项错误;
Ｂ．活性炭能够吸附红糖中的色素使红糖变成白糖，这是利用活性炭的吸附性，属于物理变化，B项错误；
Ｃ．煅烧石灰石制备生石灰原理为：CaCO3CaO + CO2↑，无化合价的变化，为非氧化还原反应，C项错误；
Ｄ．漂白粉有效成分为Ca(ClO)2，具有氧化性，消毒是利用漂白粉的氧化作用对饮用水和废水进行杀菌的水处理过程，符合题意，D项正确；
答案选D。
6．下列单、双线桥的表示方法正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】
A．该反应中C原子失去电子，Si原子得到电子，转移的电子数为4e-，正确的表示方法为，故A错误；
B．该反应中Cl元素的化合价既升高又降低，转移的电子数为e-，则该方程式电子转移表示方法为，故B错误；
C．该反应中钠失去电子，氢得到电子，转移的电子数为2e-，则该方程式电子转移表示方法为，故C正确；
D．该反应中碘元素化合价由-1价升高到0价，失电子，锰元素化合价由+7价降低到+2价，得电子，根据电子得失守恒，则该方程式电子转移表示方法为，故D错误；
答案选C。
7．下列单、双线桥的表示方法正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
A．钠元素的化合价升高，氯元素的化合价降低，转移的电子数为2e-，但电子转移方向应该从钠到氯，故A错误；
B．该反应中Cl元素的化合价既升高又降低，转移的电子数为e-，正确的表示为，故B错误；
C．氢氧化铁中的铁元素化合价升高，次氯酸钠中氯元素化合价降低，电子从铁转移到氯且转移电子数为6e-，故C正确；
D．氯元素化合价降低，氧元素化合价升高，双线桥表示正确，但转移电子数应为12e-，故D错误；
故答案为C。
8．下列表述均正确的是
A．双线桥：
B．实验后剩余的钠块，不能放回原试剂瓶中
C．双线桥：
D．钠暴露于空气中最终变为NaOH
【答案】C
【解析】
A．氯酸钾中氯元素的化合价应从+5价降到0价，HCl中氯元素的化合价应从-1价升高到0价，转移电子数为5，用双线桥表示电子转移的方向和数目为，故A错误；
B．切开的钠不会污染原先的钠，并且钠非常活泼，则用剩的钠应放回原瓶，故B错误；
C．反应中1个S从0变为+4，2个S从0变为-2，转移了4个电子，用双线桥表示电子转移的方向和数目为，故C正确；
D．钠与空气中的氧气反应生成氧化钠，然后再与水、二氧化碳反应，最终生成的是碳酸钠，不是NaOH，故D错误；
故选：C。
9．下列用单、双线桥表示电子转移的方向和数目不正确的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】
A．钠失去电子、氯得到电子，转移电子为2e，单线桥表示电子转移的方向和数目合理，A正确；
B．钠失去电子、氢得到电子，转移电子为2e， 单线桥表示电子转移的方向和数目合理，B正确；
C．硫失去电子、氧得到电子，转移电子为4e，双线桥表示电子转移的方向和数目合理，C正确；
D．硫化氢中的硫失去电子，硫酸中的硫得到电子，氧化还原反应化合价变化：只靠近，不交叉，转移电子为2e，双线桥表示电子转移的方向和数目不合理，D不正确；
故选D。
10．下列用单、双线桥法表示电子转移的方向和数目错误的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】
A．Zn失电子成为Zn2+为还原剂，Cu2+得电子生成Cu为氧化剂，转移2e-，A正确；
B．Fe2+得电子生成Fe3+，O2转化为O2-得电子，转移4e-，B正确；
C．Cl由+5价降为-1价，得电子，O由-2价失电子升为0价，转移12 e-，C正确；
D．反应中氯元素价态降低，发生还原反应，而碘元素价态升高，发生氧化反应，双线桥表示为：，D错误；
答案选D。
11．关于反应2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，下列说法不正确的是
A．FeSO4发生氧化反应 B．Na2O是还原产物
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．生成3.2g O2时，转移1mol电子
【答案】C
【解析】
A．FeSO4中Fe元素化合价升高，发生氧化反应，故A正确；       
B．Na2O2中氧元素化合价降低得到Na2O，Na2O是还原产物，故B正确；
C．该反应中，FeSO4中Fe元素化合价升高，FeSO4是还原剂；Na2O2中部分氧元素化合价由-1降低为-2、部分化合价由-1升高为0，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，故C错误；
D．FeSO4中Fe元素化合价由+2升高为+6、Na2O2中氧元素化合价由-1升高为0生成氧气，反应生成1mol氧气转移10mol电子，所以生成3.2gO2时转移1mol电子，故D正确；
选C。
12．空间站中的物质循环利用是重要研究课题。关于如下“转化图”，说法正确的是

A．Sabatier反应器中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4
B．水电解系统的阳极产物应该输送进入Sabatier反应器
C．采用高压和合适催化剂均有利于提高Sabatier反应器中的反应
D．由图可知，该系统中H2O的循环利用率为100%
【答案】A
【解析】
A．Sabatier反应器中发生的反应为：4H2+CO2CH4+2H2O 氧化剂为CO2，还原剂为H2，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4，A项正确；
B．水电解系统的阳极产物是O2输送到了人体，阴极产物H2被输送到了Sabatier反应器，B项错误；
C．Sabatier 反应器中发生的反应是CO2+4H2CH4+2H2O，加压有利于这个反应正向进行且加快反应速率，合适催化剂能够提高反应速率但平衡不移动，C项错误；
D．由图可知，Sabatier反应器中CH4在燃料电池后的产物CO2和H2O并没有实现循环利用，D项错误；
答案选A。
13．下列有关有机物用途的说法错误的是
A．维生素C常用作水果罐头的抗氧化剂
B．生活中常用95%的酒精作消毒剂
C．工业上利用地沟油制造肥皂
D．醋酸溶液可以用于清洗水瓶中的水垢
【答案】B
【解析】
A．维生素C具有还原性，维生素C常用作水果罐头的抗氧化剂，故A正确；
B．生活中常用75%的酒精作消毒剂，故B错误；
C．地沟油的成分是高级脂肪酸甘油酯，高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下发生皂化反应，工业上利用地沟油制造肥皂，故C正确；
D．醋酸的酸性大于碳酸，醋酸和碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳、水，醋酸溶液可以用于清洗水瓶中的水垢，故D正确；
选B。
14．误服白磷(P4)，应立即用2%硫酸铜溶液洗胃，其反应是11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4，下列说法正确的是
A．反应中CuSO4作氧化剂，白磷作还原剂
B．反应中电子转移数为60e-
C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶6
D．1molCuSO4能氧化0.05molP4
【答案】D
【解析】
A．反应中铜元素化合价降低，硫酸铜做氧化剂，磷元素化合价有升高和降低，磷做氧化剂和还原剂，A错误；
B．反应中铜得到60个电子，磷得60个电子，磷失去120个电子，故转移120个电子，B错误；
C．氧化产物为磷酸，还原产物为磷化亚铜，二者比例为24:20=6:5，C错误；
D．1mol硫酸铜能得到1mol电子，一个磷原子失去5个电子，能氧化0.05mol白磷，D正确；
故选D。
15．氮氧化物是一类特殊的污染物，它本身会对生态系统和人体健康造成危害。一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图所示。下列说法不正确的是

A．过程①可表示为2Cu(NH3)+ 2+O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+
B．过程③有元素的化合价发生变化
C．过程④涉及极性共价键的断裂与生成
D．图中总过程中NO、NH3、O2物质的量之比为
【答案】D
【解析】
A．过程①的反应为2Cu(NH3)+ 2和O2，生成为为[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+，反应方程式为：2Cu(NH3)+ 2+O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+，A项正确；
B．过程③只有O-O非极性共价键断裂，元素化合价没有变化，B项正确；
C．过程④有N2的生成，形成了非极性共价键，C项正确；
D．分析总反应过程可知，总反应方程式为2NO+4NH3+2O2=3N2+6H2O，由此可知，总过程中NO、NH3、O2物质的量之比为1:2:1，D项错误；
答案选D。
二、 填空题（共4题）
16．实验室可用KMnO4和浓盐酸反应制取氯气，反应原理如下：2KMnO4+l6HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
（1）该反应的氧化剂是_______；氧化产物是_______。
（2）用双线桥标出电子得失情况：_______。
【答案】（1）     KMnO4     Cl2
（2）
【解析】
（1）
Mn元素化合价降低，被还原，KMnO4作氧化剂，C1元素化合价升高，被氧化，C12是氧化产物；
（2）
Mn元素得到2 ×5e-，化合价从+7价降低到+2价，被还原，Cl元素失去10 × le-，化合价从-1得到升高到0价，被氧化，用双线桥标出电子得失情况：。
17．高铁酸盐是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，工业上可用湿法制备高铁酸钾。
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O
（1）FeO中铁元素化合价为____，在该反应中氧化剂是____，还原剂是____，氧化产物是____。
（2）请用双线桥表示反应中电子转移情况：____。
（3）根据化合价，推测FeO能和下列____反应(填序号)。
A．KMnO4 B．SO2 C．H2S D．O2
【答案】（1）     +6价     ClO-     Fe(OH)3     FeO
（2）
（3）BC
【解析】
（1）
FeO2- 4中O元素为-2价，则铁元素化合价为+6价，Cl元素化合价降低，氧化剂是ClO-，Fe元素化合价升高，还原剂是Fe(OH)3，氧化产物是FeO2- 4；
（2）
Fe元素从+3升高到+6，有2个Fe原子变价，失去6个电子，Cl元素从+1降至-1，有3个Cl原子变价，得到6个电子，用双线桥表示反应中电子转移情况：

（3）
FeO2- 4中铁元素化合价为+6价，是高价态，具有氧化性，能与还原性物质反应，即能与SO2、H2S反应，故选BC。
18．回答下列问题
（1）将符合下列反应类型的化学方程式的序号填入相应的横线中：
①Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
③Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
④CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
⑤C2H5OH+3O22CO2+3H2O
⑥3Fe+2O2Fe3O4
⑦CuO+H2Cu+H2O
属于化合反应的是___________，属于分解反应的是___________，属于复分解反应的是___________，属于置换反应的是___________，属于氧化还原反应的是___________。
（2）铜和浓硫酸发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
①用双线桥标出电子转移的方向和数目___________。
②硫元素被___________(填“氧化”或“还原”)，铜元素被___________(填“氧化”或“还原”)。
③此反应中体现了硫酸的___________和___________。
【答案】（1）     ⑥     ②     ④     ③⑦     ①②③⑤⑥⑦
（2）          还原     氧化     酸性     强氧化性
【解析】
（1）
由题给方程式可知，反应①为有化合价变化的氧化还原反应，与无机基本反应无关；反应②有化合价变化的分解反应，属于氧化还原反应；反应③为有化合价变化的置换反应，属于氧化还原反应；反应④为没有化合价变化的复分解反应，属于非氧化还原反应；反应⑤为有化合价变化的氧化还原反应，与无机基本反应无关；反应⑥为有化合价变化的化合反应，属于氧化还原反应；反应⑦为有化合价变化的置换反应，属于氧化还原反应，则属于化合反应的是⑥，属于分解反应的②，属于复分解反应的是④，属于置换反应的是③⑦，属于氧化还原反应的是①②③⑤⑥⑦，故答案为：⑥；②；④；③⑦；①②③⑤⑥⑦；
（2）
由方程式可知，铜和浓硫酸反应时，铜元素化合价升高被氧化，铜为反应的还原剂、硫酸铜为氧化产物，硫元素化合价部分降低被还原，浓硫酸表现酸性和强氧化性、二氧化硫为还原产物；
①由方程式可知，反应生成1mol二氧化硫，反应转移2mol电子，则表示反应电子转移的方向和数目的双线桥为，故答案为：；
②由分析可知，反应中硫元素被还原，铜元素被氧化，故答案为：被还原；被氧化；
③由分析可知，反应中，浓硫酸体现了酸性和强氧化性，故答案为：酸性；强氧化性。
19．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”，根据图示回答下列问题：

（1）足量B通入品红溶液的现象是_______；体现了B的_______性。足量B通入溴水中的现象是_______；体现了B的_______性。
（2）从物质的性质分析，B不可用_______进行干燥(填标号)。
A．浓硫酸       B．碱石灰 C．P2O5固体
（3）硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波。从类别的角度分析，其属于_______(填标号)。
A．盐 B．碱 C．酸 D．氧化物
（4）欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，下列选项中合理的是_______(填序号)。
A．Na2S＋S B．Na2SO3＋S
C．Na2SO3＋Na2SO4 D．SO2＋Na2SO4
（5）D的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为_______。
（6）将A的溶液与B混合，可生成淡黄色固体。用双线桥表示该过程中转移的电子数_______。
【答案】（1）     溶液褪色     漂白     溴水褪色     还原
（2）B
（3）A
（4）B
（5）Cu+2H2SO4(浓) ≜CuSO4+2H2O+SO2↑
（6）
【解析】
根据元素的化合价与物质分类可知：A是H2S，B是SO2，C是Na2SO3，D是H2SO4，据此分析解答。
（1）
B是SO2，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以将足量SO2通入品红溶液能看到溶液褪色；SO2具有还原性，和溴水发生氧化还原反应使溴水褪色，所以将足量SO2通入溴水中的现象是溴水褪色；故答案为：溶液褪色；漂白；溴水褪色；还原。
（2）
B是SO2，SO2为酸性氧化物，不能用碱性干燥剂干燥，碱石灰为碱性干燥剂，则不能用来干燥SO2气体，SO2不能与浓硫酸和P2O5反应，可以用浓硫酸和P2O5固体干燥，故答案为：B。
（3）
硫代硫酸钠(Na2S2O3)是由钠离子和硫代硫酸根离子组成的化合物，属于盐，故答案为：A。
（4）
Na2S2O3中硫元素化合价为+2价，从氧化还原角度分析，两种反应物中硫元素的化合价必须分别高于+2价和低于+2价；
A．Na2S中S元素的化合价为-2价，S单质中S的化合价为0价，均小于+2价，故A不合理；
B．Na2SO3中S元素的化合价为+4价，S单质中S的化合价为0价，符合要求，故B合理；
C．Na2SO3中S元素的化合价为+4价，Na2SO4中S的化合价为+6价，均大于+2价，故C不合理；
D．SO2中S元素的化合价为+4价，Na2SO4中S的化合价为+6价，均大于+2价，故D不合理；
故答案为：B。
（5）
D是H2SO4，浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) ≜CuSO4+2H2O+SO2↑，故答案为：Cu+2H2SO4(浓) ≜CuSO4+2H2O+SO2↑。
（6）
A是H2S，B是SO2，将H2S与SO2混合，生成淡黄色固体为硫单质，反应的化学方程式为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，在反应中H2S中的硫元素化合价从-2价变为S单质的0价，化合价升高，失去电子，H2S作还原剂；SO2中的硫元素化合价从+4价变为S单质的0价，化合价降低，获得电子，SO2作氧化剂；用双线桥表示该过程中转移的电子数为 ，故答案为： 。