高考化学大一轮复习 习题 第6、7讲 氧化还原反应的基本概念、规律、及其配平（教师版）

第六、七讲氧化还原反应的基本概念、规律、及其配平【基础巩固】1.(2020·北京卷)水与下列物质反应时，水表现出氧化性的是()A.NaB.Cl2C.NO2D.Na2O答案A解析A.2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，H2O中H元素化合价由＋1降为0价，得电子被还原，做氧化剂，在反应中表现出氧化性，故A符合题意；B.Cl2＋H2OHCl＋HClO，H2O中的元素没有发生化合价的变化，水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂，既不表现氧化性也不表现还原性，故B不符合题意；C.3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，H2O中的元素没有发生化合价的变化，水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂，既不表现氧化性也不表现还原性，故C不符合题意；D.Na2O＋H2O=2NaOH，该反应没有元素化合价变化，不是氧化还原反应，水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性，故D不符合题意。2.下列装置工作原理与氧化还原反应无关的是()A.臭氧消毒柜B.甲烷燃料电池C.太阳能集热器D.燃气灶答案C解析A项，臭氧具有强氧化性，其消毒时发生氧化还原反应，不合题意；B项，原电池都发生氧化还原反应，不合题意；C项，太阳能集热器未发生化学变化，符合题意；D项，燃烧都是氧化还原反应，不合题意。3.(2022·山东卷)古医典富载化学知识，下述之物见其氧化性者为()A.金(Au)：“虽被火亦未熟”B.石灰(CaO)：“以水沃之，即热蒸而解”C.石硫黄(S)：“能化……银、铜、铁，奇物”D.石钟乳(CaCO3)：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”答案C解析A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应，说明金的化学性质很稳定，与其氧化性无关，A不合题意；B.石灰(CaO)：“以水沃之，即热蒸而解”是指CaO＋H2O=Ca(OH)2，反应放热，产生大量的水蒸气，未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，B不合题意；C.石硫黄即S：“能化……银、铜、铁，奇物”是指2Ag＋Seq\o(=,\s\up7(△))Ag2S、Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS、2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S，反应中S作氧化剂，与其氧化性有关，C符合题意；D.石钟乳(CaCO3)：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3＋2CH3COOH=(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑，未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，D不合题意。4.(2021·天津卷)关于反应H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及的物质，下列说法错误的是()A.H2SO4在该反应中为氧化剂B.Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质C.Na2SO4是含有共价键的离子化合物D.SO2是导致酸雨的主要有害污染物答案A解析A.H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O中无化合价的变化，不属于氧化还原反应，所以该反应中无氧化剂，故A错误；B.Na2SO3不稳定，容易被空气中的O2氧化成硫酸钠变质，故B正确；C.Na2SO4含有阴阳离子，存在离子键，硫酸根中含有共价键，故C正确；D.SO2在空气中会转化成硫酸，形成酸雨，所以二氧化硫是导致酸雨的主要有害污染物，故D正确。5.(2022·浙江1月选考)关于反应4CO2＋SiH4eq\o(=,\s\up7(高温))4CO＋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∶4D.生成1molSiO2时，转移8mol电子答案D解析，C化合价降低，发生还原反应，CO是还原产物，A项错误；SiH4是还原剂，发生氧化反应，B项错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，C项错误；生成1molSiO2时，由知，转移电子的物质的量是(4－2)×4mol＝8mol，D项正确。6.含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是()A.反应①利用了H2Te的还原性B.反应②中H2O作氧化剂C.反应③利用了H2O2的氧化性D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应答案D解析A.H2Te被O2氧化生成Te，体现H2Te的还原性，正确；B.反应②中Te与H2O反应H2TeO3，Te元素化合价升高，是还原剂，则H2O为氧化剂，正确；C.反应③中H2TeO3→H6TeO6，Te元素化合价升高，发生氧化反应，则H2O2作氧化剂，体现氧化性，正确；D.H2Te2O5转化为H2Te4O9时不存在元素化合价的变化，未发生氧化还原反应，错误。7、水是一种重要的资源，它同时在化学反应中担任着重要的角色，既可作为反应物又可作为生成物，如图中和水相连的物质都能和水发生反应，则有关说法正确的是()A.上述反应中属于氧化还原反应的有①②④⑥⑦⑧B.①和⑦中都有氧气生成，且生成1molO2转移的电子数相同C.①④⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂D.⑦中水做氧化剂，②中水做还原剂答案C解析H2O与Na2O、SO3、Mg3N2的反应不属于氧化还原反应，其余反应均属于氧化还原反应，A错误；①中2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，生成1molO2转移2mole－，⑦中2F2＋2H2O=4HF＋O2，生成1molO2转移4mole－，B错误；①④⑧反应中，水都既不做氧化剂也不做还原剂，C正确；⑦中水做还原剂，②中水做氧化剂，D错误。8.NaClO2可用作造纸的漂白剂，它由H2O2＋2ClO2＋2NaOH=2NaClO2＋2H2O＋O2制得，下列说法正确的是()A.H2O2是氧化剂，H2O2中的氧元素被还原B.每生成1molO2转移的电子的物质的量为4molC.ClO2中的氯元素被氧化D.ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂答案D解析A.根据化学方程式可知，H2O2中氧元素的化合价从－1价升高到0价，失去电子被氧化，H2O2是还原剂，不正确；B.H2O2中氧元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，因此每生成1molO2转移的电子的物质的量为2mol，不正确；C.ClO2中的氯元素化合价从＋4价降低到＋3价被还原，不正确；D.根据以上分析可知，ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂，正确。9.(2022·安徽皖江联盟联考)碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属，其工艺流程如图：已知：TeO2微溶于水，易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题：(1)已知Te为ⅥA族元素，TeO2被浓NaOH溶液溶解，所生成盐的化学式为____________。(2)“酸浸1”过程中，控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2，反应的化学方程式为________________________________________________________________________；“还原”过程中，发生反应的离子方程式为_________________________________。答案(1)Na2TeO3(2)Cu2Te＋2O2＋2H2SO4=2CuSO4＋TeO2＋2H2OTe4＋＋2SO2＋4H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋Te↓＋8H＋解析(1)Te与S同主族，SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3，所以TeO2与浓NaOH溶液反应生成盐的化学式为Na2TeO3。(2)“酸浸1”过程中，控制溶液的酸度使Cu2Te与氧气、硫酸反应生成硫酸铜和TeO2，反应的化学方程式是Cu2Te＋2O2＋2H2SO4=2CuSO4＋TeO2＋2H2O；“还原”过程中，四氯化碲与二氧化硫反应生成单质碲和硫酸，反应的离子方程式是Te4＋＋2SO2＋4H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋Te↓＋8H＋。10.氧化剂和还原剂在生产、生活中广泛使用。(1)KMnO4和HBr溶液可以发生如下反应：2KMnO4＋16HBr=2KBr＋2MnBr2＋8H2O＋5Br2。①其中还原剂与氧化剂的物质的量之比为________。②若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量为________，转移电子数目为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(2)人体内所含铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。市场出售的某种麦片中含有微量的、颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸的作用下转化成亚铁盐，此反应的离子方程式为_____________________________________________________，但Fe2＋在酸性条件下很容易被空气中的O2氧化，写出该反应的离子方程式：_____________________________________。(3)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，具有较强还原性，可与足量的NaOH溶液完全中和生成NaH2PO2，NaH2PO2溶液可使酚酞试液变红，回答下列问题：①H3PO2中，磷元素的化合价为________。②写出H3PO2电离方程式：_____________________________________________________。③H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为金属银，从而用于化学镀银。利用(H3PO2)进行的化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，写出该反应的离子方程式：____________________________________________________________。答案(1)①5∶1②0.5mol0.5NA(2)2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O(3)①＋1②H3PO2H＋＋H2POeq\o\al(－,2)③H3PO2＋4Ag＋＋2H2O=4Ag↓＋H3PO4＋4H＋解析(1)反应2KMnO4＋16HBr=2KBr＋2MnBr2＋8H2O＋5Br2中Mn元素化合价由＋7价下降到＋2价，KMnO4为氧化剂；HBr中Br元素由－1价升高到0价，HBr为还原剂。①由得失电子守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶1。②若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量为0.5mol；转移电子数目为0.1mol×(7－2)×NAmol－1＝0.5NA。(3)①根据化合物中化合价的代数和为0，可计算出H3PO2中磷元素的化合价为＋1；②H3PO2为一元弱酸，其电离方程式为H3PO2H＋＋H2POeq\o\al(－,2)；③Ag＋被还原为金属银，则Ag＋作氧化剂，H3PO2作还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，根据得失电子守恒知生成H3PO4，离子方程式为H3PO2＋4Ag＋＋2H2O=4Ag↓＋H3PO4＋4H＋。【拔高练习】1.(2022·山东卷)实验室制备KMnO4过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4；②水溶后冷却，调溶液pH至弱碱性，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是()A.①中用瓷坩埚作反应器B.①中用NaOH作强碱性介质C.②中K2MnO4只体现氧化性D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%答案D解析A.①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4，由于瓷坩埚易被强碱腐蚀，故不能用瓷坩埚作反应器，A说法不正确；B.制备KMnO4时为防止引入杂质离子，①中用KOH作强碱性介质，不能用NaOH，B说法不正确；C.②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2，故其既体现氧化性又体现还原性，C说法不正确；D.根据化合价的变化分析，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，根据Mn原子守恒可知，MnO2中的Mn原子只有eq\f(2,3)转化为KMnO4，因此，MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%，D说法正确。2.(2021·浙江1月选考)关于反应8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O，下列说法正确的是()A.NH3中H元素被氧化B.NO2在反应过程中失去电子C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3答案D解析由反应8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O可知，其中NH3的N元素的化合价由－3升高到0、NO2中的N元素的化合价由＋4降低到0，因此，NH3是还原剂，NO2是氧化剂。A.NH3中H元素的化合价没有发生变化，故其未被氧化，被氧化的是N元素，A不正确；B.NO2在反应过程中得到电子，B不正确；C.该反应中，NH3是还原剂，NO2是氧化剂，由化学方程式可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3，C说法不正确；D.该反应中氧化产物和还原产物均为N2。还原剂被氧化后得到氧化产物，氧化剂被还原后得到还原产物，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3，因此，氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3，D说法正确。3、(2022·湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移(如a、b和c)，能将海洋中的NOeq\o\al(－,2)转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是()A.过程Ⅰ中NOeq\o\al(－,2)发生氧化反应B.a和b中转移的e－数目相等C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶4D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O答案C解析过程Ⅰ中NOeq\o\al(－,2)转化为NO，氮元素化合价由＋3价降低到＋2价，NOeq\o\al(－,2)得电子，发生还原反应，A错误；过程Ⅰ为NOeq\o\al(－,2)在酶1的作用下转化为NO和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应为NOeq\o\al(－,2)＋2H＋＋e－eq\o(=,\s\up7(酶1))NO＋H2O，生成1molNO，a过程转移1mole－。过程Ⅱ为NO和NHeq\o\al(＋,4)在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应为2NO＋8NHeq\o\al(＋,4)eq\o(=,\s\up7(酶2))2H2O＋5N2H4＋8H＋，n(NO)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝1∶4，消耗1molNO，b过程转移4mole－，转移电子数目不相等，B错误、C正确；过程Ⅲ为N2H4转化为N2和4H＋、4e－，反应为N2H4=N2＋4H＋＋4e－，过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为2NOeq\o\al(－,2)＋8NHeq\o\al(＋,4)=5N2↑＋4H2O＋24H＋＋18e－，D错误。4.(2021·浙江6月选考)关于反应K2H3IO6＋9HI=2KI＋4I2＋6H2O，下列说法正确的是()A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成12.7gI2时，转移0.1mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1答案D解析A.K2H3IO6中I元素的化合价降低，发生得电子的反应，发生还原反应，A错误；B.KI中的I－由HI变化而来，化合价没有发生变化，KI既不是氧化产物也不是还原产物，B错误；C.12.7gI2的物质的量为0.05mol，根据反应方程式，每生成4molI2转移7mol电子，则生成0.05molI2时转移电子的物质的量为0.0875mol，C错误；D.反应中HI为还原剂，K2H3IO6为氧化剂，在反应中每消耗1molK2H3IO6就有7molHI失电子，则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7∶1，D正确。5.(2021·山东卷改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验，下列说法错误的是()A.G与H均为氧化产物B.实验中KMnO4既作氧化剂又作还原剂C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应D.G与H的物质的量之和可能为0.25mol答案D解析KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2、O2，K2MnO4、MnO2均具有氧化性，在加热条件下能与浓盐酸发生氧化还原反应，反应过程中Cl－被氧化为Cl2，K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2，因此气体单质G为O2，气体单质H为Cl2。A.加热KMnO4固体的反应中，O元素化合价由－2价升高至0价被氧化，加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中，Cl元素化合价由－1价升高至0价被氧化，因此O2和Cl2均为氧化产物，故A正确；B.KMnO4固体受热分解过程中，Mn元素化合价降低被还原，部分O元素化合价升高被氧化，因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂，故B正确；C.Mn元素在反应过程中物质及化合价变化为，Mn元素至少参加了3个氧化还原反应，故C正确；D.每生成1molO2转移4mol电子，每生成1molCl2转移2mol电子，若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl－生成Cl2所失去的，则气体的物质的量最大，由2KMnO4～5Cl2可知，n(气体)max＝0.25mol，但该气体中一定含有O2，因此最终所得气体的物质的量小于0.25mol，故D错误。6.黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是()A.反应Ⅰ、Ⅱ均为氧化还原反应B.在酸性条件下，黄铁矿催化氧化的总反应方程式为2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂))2FeSO4＋2H2SO4C.反应Ⅰ的离子方程式：4Fe(NO)2＋＋O2＋2H2O=4Fe3＋＋4NO＋4OH－D.反应Ⅱ中，每消耗1molFeS2，转移电子的物质的量为16mol答案A解析反应Ⅰ中Fe元素化合价由＋2价变为＋3价，O元素化合价由0价变为－2价，反应Ⅱ中部分Fe元素化合价由＋3价变为＋2价，S元素化合价由－1价变为＋6价，均有化合价变化，属于氧化还原反应，A正确；由机理图分析，FeS2、O2为反应物，Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)为生成物，所以黄铁矿催化氧化的总反应方程式为4FeS2＋15O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂))2Fe2(SO4)3＋2H2SO4，B错误；反应为酸性环境，无法生成OH－，C错误；反应Ⅱ的FeS2中S元素化合价从－1价升高到＋6价，每消耗1molFeS2，转移电子的物质的量为1×2×7mol＝14mol，D错误。7.工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2－并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法正确的是()A.碱性条件下，氧化性：O2＞S2Oeq\o\al(2－,3)＞MnOeq\o\al(2－,3)B.过程Ⅰ中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1C.过程Ⅱ中反应的离子方程式为4MnOeq\o\al(2－,3)＋2S2－＋9H2O=S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Mn(OH)2↓＋10OH－D.将1molS2－转化为SOeq\o\al(2－,4)理论上需要O2的体积为22.4L(标准状况)答案C解析由题图可知，过程Ⅰ中O2氧化Mn(OH)2生成MnOeq\o\al(2－,3)，则氧化性：O2＞MnOeq\o\al(2－,3)，过程Ⅱ中MnOeq\o\al(2－,3)氧化S2－生成S2Oeq\o\al(2－,3)，则氧化性：MnOeq\o\al(2－,3)＞S2Oeq\o\al(2－,3)，所以碱性条件下，氧化性：O2＞MnOeq\o\al(2－,3)＞S2Oeq\o\al(2－,3)，故A错误；过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2＋O2＋4OH－=2MnOeq\o\al(2－,3)＋4H2O，则氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2，故B错误；过程Ⅱ中MnOeq\o\al(2－,3)得电子转化为Mn(OH)2，S2－失电子转化为S2Oeq\o\al(2－,3)，根据原子守恒、得失电子守恒及电荷守恒可得反应的离子方程式为4MnOeq\o\al(2－,3)＋2S2－＋9H2O=S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Mn(OH)2↓＋10OH－，故C正确；1molS2－转化为SOeq\o\al(2－,4)理论上转移8mol电子，根据得失电子守恒可知：n(O2)＝eq\f(8mol,4)＝2mol，在标准状况下需要O2体积为2mol×22.4L·mol－1＝44.8L，故D错误。8．锰广泛存在于自然界中，工业可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。资料：①MnCO3难溶于水，可溶于稀酸。②在Mn2＋催化下，SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。Ⅰ.制备(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式：_____________________________________。(2)工业上制备锰时，会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气，可用以下方法处理。方法一：①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰，从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式：__________________________________________________。②研究表明，用Fe2＋/Fe3＋可强化脱硫效果，其过程如图所示：过程Ⅰ：……过程Ⅱ：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋过程Ⅰ的离子方程式是__________________________________________________。方法二：③用MnCO3进行脱硫，可提高脱硫率。结合化学用语解释原因：_______________________________________________________________________________________。Ⅱ.废水中锰含量的测定(3)取1mL废水置于20mL磷酸介质中，加入HClO4，将溶液中的Mn2＋氧化为Mn3＋，用cmol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定，达到滴定终点时，滴定管刻度由V0mL变为V1mL，废水中锰的含量为________g·mL－1。答案(1)4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3(2)①MnO2＋SO2eq\o(=,\s\up7(一定条件))MnSO4②2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O③溶液中存在平衡：MnCO3(s)Mn2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，COeq\o\al(2－,3)消耗溶液中的H＋，促进SO2溶解：SO2＋H2OH2SO3H＋＋HSOeq\o\al(－,3)，生成的Mn2＋有催化作用，可促进反应2SO2＋O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(Mn2＋))2H2SO4发生(3)55c(V1－V0)×10－3解析(1)铝热法还原MnO2制备锰即高温条件下铝单质和MnO2反应得到氧化铝和Mn单质，化学方程式为4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3。(2)①根据题意可知MnO2会将SO2氧化得到MnSO4，化学方程式应为MnO2＋SO2eq\o(=,\s\up7(一定条件))MnSO4。②据图可知过程Ⅰ中MnO2被Fe2＋还原生成Mn2＋，Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)