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第4讲　氧化还原反应的概念和规律
(说明:选择题每小题3分)
层次1基础性
1.依据下列实验现象推测,其反应原理不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.K2CO3溶液和NH4Cl溶液混合,产生刺激性气味
B.将钠放入CuSO4溶液中,有蓝色沉淀生成
C.向酸性KMnO4溶液中加入H2O2,溶液紫色褪去
D.氯水在光照条件下放置一段时间后,溶液的pH降低
2.(2025·浙江新阵地教育联盟联考)关于反应2KMnO4+2KF+10HF+3H2O22K2MnF6+8H2O+3O2↑,下列说法正确的是(　　)
A.KF和HF均发生氧化反应
B.H2O2是还原剂
C.转移3 mol电子,1 mol KMnO4被氧化
D.K2MnF6既是氧化产物又是还原产物
3.对于反应:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,下列叙述正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)
A.H2O为氧化产物
B.该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.转移0.5NA电子时,至少需要消耗5.6 L的O2
D.乙醇的还原性比乙醛强,因此乙醇更容易使溴水褪色
4.(2025·浙江名校协作体开学联考)硫脲[CS(NH2)2]是一种有机合成中常用的试剂,对于反应CS(NH2)2+I2+H2OX+S↓+2HI,下列说法正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)
A.X的化学式为HCONH2
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
C.氧化性:I2>S
D.每产生32 g S单质,转移NA个电子
5.(2025·湖南名校联合体联考)Au溶于食盐和硝酸混合液发生反应:Au+4NaCl+5HNO3HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3(已知:HAuCl4H++AuC),下列说法正确的是 (　　)
A.Au的熔点高,属于共价晶体
B.元素Au被氧化,元素Cl和N被还原
C.还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶5
D.Au消耗0.5 mol时失去电子1.5 mol
6.(2025·贵州贵阳高三摸底)TiCl4是生产金属钠及其化合物的重要中间体,利用以下反应可将TiO2转化为TiCl4:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=-51 kJ·mol-1,下列说法正确的是(　　)
A.TiO2发生氧化反应
B.CO是还原产物
C.该反应在低温下不能自发进行
D.理论上消耗1 mol Cl2,转移2 mol电子
层次2综合性
7.(2024·重庆名校教育联盟联考)铅丹(Pb3O4)可作防锈用涂料,其中铅的化合价为+2价和+4价,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓)3PbCl2+Cl2↑+4H2O。下列说法正确的是(　　)
A.Pb3O4与浓盐酸反应时,Pb3O4作为还原剂
B.物质的氧化性:Pb3O4C.Pb3O4中+2价的铅与+4价的铅的物质的量之比为2∶1
D.当上述反应中消耗1 mol Pb3O4时,生成的氯气为22.4 L
8.(2025·广东深圳罗湖区调研)PtF6是极强的氧化剂,用Xe和PtF6可制备六氟合铂酸氙
[XeF]+[Pt2F11]-,制备方式如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.反应②中Xe作还原剂,发生氧化反应
B.反应③中XeF+是氧化产物
C.上述制备过程的催化剂是F-和Pt
D.上述制备过程中属于氧化还原反应的有②③
9.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是(　　)
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+Cu2++4N
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
层次3创新性
10.(2025·河南新乡高三上学期调研)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下可与水反应获取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.BH3→BH2OH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↑
11.(2024·黑龙江大庆第一次质检)氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H+和e-)。下列说法正确的是 (　　)
A.过程①中N体现氧化性
B.过程②中发生反应的离子方程式为N+H++e-NO↑+H2O
C.过程③中c代表的是3H++3e-
D.过程④中1 mol N2H4参加反应转移6 mol电子
12.(8分)用零价铁(Fe)去除含氮废水中的硝酸盐(N)是环境修复的重要方法。一种去除N的过程如下。
(1)Ⅱ中充分反应后,分离混合物的方法是　　　　　。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验发现,在Ⅱ中补充一定量的Fe2+可以明显提高N的去除率。向两份含氮废水[n(N)=8.1×10-5 mol]中均加入足量Fe粉,做对比研究。
实验序号 ⅰ ⅱ
所加试剂 Fe粉 Fe粉、FeCl2(3.6×10-5 mol)
N的去除率 ≈50% ≈100%
研究发现:Fe3O4(导电)覆盖在铁粉表面;随着反应的进行,产生FeO(OH)(不导电),它覆盖在Fe3O4表面,形成钝化层,阻碍电子传输。
ⅰ、ⅱ中均能发生反应Fe+2H+Fe2++H2↑。该反应明显有助于ⅰ中N的去除,结合方程式解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)测定N含量
步骤1.取V mL含氮(N)水样,加入催化剂、V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4标准溶液(过量),再加入稀硫酸。
步骤2.用c2 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+(Cr2被还原为Cr3+),终点时消耗V2 mL。
已知:3Fe2++N+4H+3Fe2++NO↑+2H2O
水样中N的含量为　　　　　 mol·L-1。
②溶液中O2影响测定。向步骤1中加入适量NaHCO3,产生CO2驱赶O2,否则会使测定结果　　　　　(填“偏大”或“偏小”)。
第4讲　氧化还原反应的概念和规律
1.A　解析:C和N发生相互促进的水解反应产生刺激性气味的气体NH3,不是氧化还原反应,A符合题意;钠放入CuSO4溶液中,钠与水反应生成NaOH和氢气,属于氧化还原反应,B不符合题意;向酸性KMnO4溶液中加入H2O2生成水和氧气,Mn、O元素化合价变化,C不符合题意;氯水在光照条件下放置一段时间后,其中的HClO分解生成HCl和氧气,Cl、O元素化合价变化,D不符合题意。
2.B　解析:该反应中KF和HF都没有化合价变化,没有发生氧化反应,A错误;H2O2中的氧元素化合价升高,故H2O2是还原剂,B正确;该反应中1 mol KMnO4被还原,转移3 mol电子,不是被氧化,C错误;锰元素化合价降低,故K2MnF6是还原产物,氧气为氧化产物,D错误。
3.B　解析:醇的催化氧化反应中,醇脱去2个H原子与O结合生成水,产物H2O中的O来自O2,O2在反应中得到电子,因此H2O是还原产物,A错误;在反应中,消耗1 mol O2,转移4 mol电子,转移0.5NA的电子时,未说明是否处在标准状况,无法计算O2的体积,C错误;乙醇的还原性比乙醛强,但乙醇与溴水不反应,不能使其褪色,D错误。
4.C　解析:根据原子守恒推知,X为CO(NH2)2,A错误;该反应中,S是氧化产物,HI是还原产物,其物质的量之比为1∶2,B错误;该反应中I2是氧化剂,S是氧化产物,则氧化性:I2>S,C正确;产生32 g S单质(即1 mol)同时消耗1 mol I2,则转移电子数为2NA,D错误。
5.D　解析:Au的熔点高,但Au属于金属晶体,A错误;反应中Au由0价升高到HAuCl4中的+3价,被氧化,Au是还原剂,HNO3中的N由+5价降低到NO中的+2价,被还原,HNO3是氧化剂,氯元素化合价不变,既不被氧化,也不被还原,B错误;HNO3化合价降低的只有1 mol,还原剂与氧化剂物质的量之比等于1∶1,C错误;Au消耗0.5 mol失去1.5 mol电子,D正确。
6.D　解析:二氧化钛既不是氧化剂也不是还原剂,不可能发生氧化反应,A错误;一氧化碳是氧化产物,B错误;该反应是熵增的放热反应,任何温度下反应ΔH-TΔS均小于0,都能自发进行,C错误;由化学方程式可知,反应消耗2 mol氯气时,转移电子的物质的量为4 mol,则反应消耗1 mol氯气时,转移电子的物质的量为2 mol,D正确。
7.C　解析:该反应中,Pb元素的化合价由+4降低到+2,则Pb3O4作为氧化剂,A错误;Pb元素的化合价由+4价降低到+2价,则Pb3O4作为氧化剂,Cl元素的化合价由-1价升高到0价,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性:Pb3O4>Cl2,B错误;铅丹中Pb元素的化合价只有+2、+4,根据化合价代数和为0,则Pb3O4中Pb2+与Pb4+的物质的量之比为2∶1,C正确;选项中没有说明气体所处的温度和压强,不能计算生成氯气的体积,D错误。
8.C　解析:根据图中分析,上述制备过程的催化剂是F-,Pt不是催化剂,C错误;反应②中Xe元素化合价升高,Pt元素化合价降低,反应③中Xe元素化合价升高,Pt元素化合价降低,因此上述制备过程中属于氧化还原反应的有②③,D正确。
9.C　解析:本题考查置换反应及络合反应。
从实验的置换反应可知,还原性从强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag,A错误;由电子转移守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,可知消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B错误;反应①中,氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵,该反应的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+Cu2++4N,C正确;向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁置换出铜后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的氧气氧化为Fe3+,氯化铁和氯化铵水解均使溶液呈酸性二者可共存,溶液①中的金属离子是Fe3+,D错误。
10.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。BH3→BH2OH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,B(OH)3与H2O发生还原反应生成B(OH和H2,反应为2B(OH)3+2H2O+2e-2B(OH+H2↑,D正确。
11.A　解析:过程①中N转化为N,N元素由+5价下降到+3价,N体现氧化性,A正确;过程②中N转化为NO,离子方程式为N+2H++e-NO↑+H2O,B错误;过程③中NO转化为N2H4,N元素化合价由+2价降低到-2价,离子方程式为NO+N+3e-+2H+N2H4+H2O,c代表的是2H++3e-,C错误;过程④中N2H4转化为N2,N元素化合价由-2价升高到0价,1 mol N2H4参加反应转移4 mol电子,D错误。
12.答案 (1)过滤
(2)3Fe+N+2H++H2OFe3O4+N
(3)Fe2++2FeO(OH)Fe3O4+2H+,Fe2+破坏了钝化层
(4)①　②偏大
解析:(2)由步骤Ⅱ反应产物为四氧化三铁和N,且铁粉和N在酸性条件下发生该反应,该氧化还原反应为3Fe+N+2H++H2OFe3O4+N。
(3)由题中信息可知,生成的Fe3O4(导电)覆盖在铁粉表面,随着反应的进行,产生FeO(OH)(不导电),它覆盖在Fe3O4表面,形成钝化层,阻碍电子传输。而Fe2++2FeO(OH)Fe3O4+2H+,破坏了钝化层,有利于内层的铁继续与硝酸根反应。
(4)步骤1取V mL含氮(N)水样,加入催化剂、V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4标准溶液(过量),再加入稀硫酸,发生反应3Fe2++N+4H+3Fe2++NO↑+2H2O,步骤2用c2 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+(Cr2被还原为Cr3+),终点时消耗V2 mL,发生反应6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O,根据K2Cr2O7标准溶液的用量求得剩余的FeSO4的物质的量为6c2V2×10-3 mol,则参与步骤1反应的FeSO4的物质的量为(c1V1-6c2V2)×10-3 mol,根据该反应3Fe2++N+4H+3Fe2++NO↑+2H2O可得反应消耗n(N)= mol,故原水样中N的含量为c(N)= mol·L-1= mol·L-1。
溶液中O2存在,也会消耗FeSO4,则K2Cr2O7用量偏小,由于FeSO4总量一定,参与步骤1反应的FeSO4的物质的量会偏大,使水样中N的含量偏大。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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