2025版高一化學必修第一冊 八 氧化還原反應的基本規(guī)律

八氧化還原反應的基本規(guī)律(30分鐘50分)題組過關(guān)·夯基礎題組一:價態(tài)規(guī)律1.(3分)從海水里提取溴的過程中,有如下反應:5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O。下列反應中與上述反應在原理上最相似的是()A.2NaBr+Cl2===Br2+2NaClB.2KI+Br2===I2+2KBrC.2H2S+SO2===3S↓+2H2OD.Cl2+H2OHCl+HClO【解析】選C。在反應5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O中,反應物中Br-被氧化,BrO3-被還原,最后都生成Br2,在此反應中被氧化和被還原的為不同價態(tài)的同一元素(溴),而且都生成同一價態(tài)的物質(zhì),符合歸中反應規(guī)律;在四個選項中,只有C中被氧化和被還原的元素為不同價態(tài)的同一元素(硫),最后都生成單質(zhì)硫2.(3分)已知反應6HCl(濃)+KClO3===3Cl2↑+KCl+3H2O,下列說法不正確的是()A.KClO3是氧化劑B.被氧化與被還原的氯原子的個數(shù)比為5∶1C.鹽酸表現(xiàn)還原性和酸性D.用雙線橋表示該反應的電子轉(zhuǎn)移為【解析】選D。A對,由反應可知,KClO3中Cl元素由+5價降低到0價,則KClO3是氧化劑;B對,據(jù)該反應可知,被氧化與被還原的氯原子的個數(shù)比為5∶1;C對,該反應中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成鹽KCl,則鹽酸表現(xiàn)還原性和酸性;D錯,由于該反應為同一元素不同價態(tài)的歸中反應,據(jù)歸中規(guī)律,價態(tài)只靠近不交叉,所以雙線橋應為。3.(3分)(2024·濟南高一檢測)在有機碳源和微生物作用下,大氣中氮可以實現(xiàn)平衡循環(huán),過程如圖所示。下列說法正確的是()A.圖示所有含氮微粒中N的化合價只有0、+3、+5B.循環(huán)轉(zhuǎn)化過程中NO3-被甲醇氧化為C.溫度越高,N2轉(zhuǎn)化成NH4D.NH4+與NO2-反應的離子方程式為NH4++NO2【解析】選D。圖中氮的化合價除有0、+3、+5,還有-3,A錯誤;轉(zhuǎn)化過程中NO3-中氮元素化合價降低,被甲醇還原為N2,B錯誤;該反應有微生物參與,溫度過高微生物失去活性,反應速率減慢,C錯誤;NH4+與NO2-反應生成氮氣和水,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒,離子方程式為NH4++NO2-題組二:先后規(guī)律4.(3分)已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入鐵粉,下列說法不正確的是()A.若有鐵粉剩余,則不溶物中有鐵和銅單質(zhì)B.若有鐵粉剩余,則反應后的溶質(zhì)為FeSO4C.若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,則溶液中一定沒有Fe3+D.若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,則溶液中一定沒有Fe3+【解析】選D。在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入鐵粉的過程中,鐵先與Fe2(SO4)3反應生成FeSO4,再與CuSO4反應生成FeSO4和Cu,據(jù)此分析。若有鐵粉剩余,則鐵過量,反應后生成FeSO4和Cu,不溶物中有過量的鐵和生成的銅單質(zhì),A、B正確;因氧化性:Fe3+>Cu2+,若鐵粉無剩余,必先還原Fe3+,則溶液中無Cu2+時一定也沒有Fe3+,C正確;若鐵粉無剩余,只是加入少量鐵粉,則可能只與部分Fe3+反應,則溶液中還有Cu2+、Fe3+,D不正確。5.(3分)多種氧化劑和還原劑相遇時,存在“爭先恐后,強者優(yōu)先”的現(xiàn)象。請預測,在含F(xiàn)eCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入適量Zn粉,首先置換出來的是()A.FeB.H2C.MgD.不能確定【解析】選B。氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最強的H+發(fā)生置換反應,然后再與Fe2+發(fā)生置換反應。題組三:守恒規(guī)律6.(3分)一定條件下硝酸銨受熱分解的化學方程式為5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,在反應中被氧化與被還原的氮原子數(shù)之比為()A.5∶3B.5∶4C.1∶1D.3∶5【解析】選A。設被氧化的氮原子數(shù)為x,被還原的氮原子數(shù)為y,根據(jù)得失電子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得xy=57.(3分)關(guān)于反應K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是()A.K2H3IO6發(fā)生氧化反應B.KI是還原產(chǎn)物C.生成4個I2時,轉(zhuǎn)移7個電子D.還原劑與氧化劑的數(shù)目之比為1∶7【解析】選C。反應中K2H3IO6中的I元素得電子,化合價降低,發(fā)生還原反應,A錯誤;KI既不是氧化產(chǎn)物也不是還原產(chǎn)物,B錯誤;每生成4個I2轉(zhuǎn)移7個電子,C正確;反應中HI為還原劑,K2H3IO6為氧化劑,在反應中每消耗1個K2H3IO6就有7個HI失電子,則還原劑與氧化劑的數(shù)目之比為7∶1,D錯誤。綜合應用·拓思維8.(3分)(2024·洛陽高一檢測)廢水脫氮工藝有一種方法是在廢水中加入過量NaClO使NH4+完全轉(zhuǎn)化為N22NH4++3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列說法不正確的是(A.反應中氮元素被氧化,氯元素被還原B.還原性:NH4+C.經(jīng)此法處理過的廢水不用再處理就可以直接排放D.反應中每生成1個N2分子,轉(zhuǎn)移6個電子【解析】選C。2NH4++3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O中,Cl元素的化合價由+1價降低為-1價,被還原,N元素的化合價由-3價升高為0價,被氧化,故A正確;該反應中,NH4+為還原劑,Cl-為還原產(chǎn)物,所以還原性:NH4+>Cl-,故B正確;由2NH4++3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O可知,經(jīng)此法處理過的廢水顯酸性,不能直接排放,故C錯誤;N元素的化合價由-3價升高為0價,所以反應中每生成1個N2分子9.(3分)(2023·寧波高一檢測)有下列氧化還原反應:①2I-+Cl2===I2+2Cl-;②2Fe3++2I-===2Fe2++I2;③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;④2MnO4-+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,根據(jù)上述反應,下列結(jié)論中正確的是(A.要除去含有Fe2+、Cl-和I-的混合溶液中的雜質(zhì)離子I-,應通入過量的氯氣B.氧化性強弱順序為MnO4->Cl2>Fe3+>C.Mn2+是MnO4-的氧化產(chǎn)物,I2是ID.在溶液中不可能發(fā)生反應:MnO4-+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H【解析】選B。若通入過量的氯氣,亞鐵離子也會被除去,A錯誤;由氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知,氧化性:MnO4->Cl2>Fe3+>I2,B正確;MnO4-→Mn2+中錳元素化合價降低,高錳酸根離子是氧化劑,二價錳離子是還原產(chǎn)物,I-→I2中碘元素化合價升高,碘離子是還原劑,碘單質(zhì)是氧化產(chǎn)物,C錯誤;若反應能發(fā)生,高錳酸根離子是氧化劑,鐵離子是氧化產(chǎn)物,符合氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物的強,亞鐵離子是還原劑,二價錳離子是還原產(chǎn)物,符合還原劑的還原性比還原產(chǎn)物的強10.(3分)用還原法可以將硝酸廠煙氣中的大量氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。常溫下,將NO與H2的混合氣體通入Ce(SO4)2與Ce2(SO4)3的混合溶液中,其轉(zhuǎn)化過程如圖所示。下列說法不正確的是()A.反應Ⅰ的離子方程式為2Ce4++H2===2Ce3++2H+B.反應Ⅱ說明NO的氧化性強于Ce4+C.反應Ⅱ中Ce3+作氧化劑D.反應過程中混合溶液內(nèi)Ce3+和Ce4+的總數(shù)一定保持不變【解析】選C。通過圖示可以得知,反應Ⅰ是H2和Ce4+反應生成H+和Ce3+,反應Ⅱ是Ce3+和NO、H+反應生成Ce4+和N2、H2O,Ce4+是催化劑。A.由圖示可知反應Ⅰ是Ce4+和H2反應生成Ce3+和H+,離子方程式為2Ce4++H2===2Ce3++2H+,故A正確;反應Ⅱ是4Ce3++2NO+4H+===N2+2H2O+4Ce4+,氧化劑是NO,氧化產(chǎn)物是Ce4+,NO的氧化性強于Ce4+,B正確;反應Ⅱ中Ce3+化合價升高作還原劑,故C錯誤;根據(jù)元素守恒,反應過程中混合溶液內(nèi)Ce3+和Ce4+的總數(shù)一定保持不變,故D正確。11.(10分)某反應中反應物與生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質(zhì)X。(1)已知KBrO3在反應中得到電子,則該反應的還原劑是AsH3。

【解析】(1)KBrO3在反應中得到電子,則另外一種化合價變化的元素在反應中失去電子被氧化,所給物質(zhì)中As元素化合價發(fā)生了變化,低價態(tài)的AsH3是還原劑。(2)已知2個KBrO3在反應中得到10個電子生成X,則X的化學式為Br2。

【解析】(2)2個KBrO3在反應中得到10個電子,說明Br元素在反應中降低了5價,所以X的化學式為Br2。(3)根據(jù)上述反應可推知AC(填字母)。

A.氧化性:KBrO3>H3AsO4B.氧化性:H3AsO4>KBrO3C.還原性:AsH3>XD.還原性:X>AsH3【解析】(3)氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,還原性:還原劑>還原產(chǎn)物,故AC正確。(4)寫出氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數(shù),并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。答案:【解析】(4)利用氧化還原反應中電子得失相等的規(guī)律可配平該化學方程式為+4H2SO4===4K2SO4+4Br2+5H3AsO4+4H2O。遷移創(chuàng)新·提素能12.(10分)根據(jù)下表信息,解答有關(guān)問題。氯氣(Cl2)KMnO4PbO2有刺激性氣味,呈黃綠色,有毒氣體易溶于水,溶液呈紫紅色,可用于殺菌消毒Pb的最高化合價為+4,其穩(wěn)定化合價為+2,難溶于水,灰色固體(1)在濃鹽酸中加入少量KMnO4,劇烈反應,產(chǎn)生黃綠色有刺激性氣味的氣體,溶液紫紅色褪去,已知該反應的化學方程式:2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。①請用雙線橋法表示此反應電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:。

②其中氧化劑是KMnO4,氧化產(chǎn)物是Cl2,每生成a個氯氣,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2a個。

【解析】(1)①KMnO4與濃鹽酸反應的化學方程式為2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,在反應中Mn由+7價降為+2價,HCl中的部分Cl由-1價升為0價,電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為10e-,則用雙線橋法表示此反應電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為。②其中氧化劑是KMnO4,氧化產(chǎn)物是Cl2,每生成a個氯氣,Cl由-1價升為0價,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2a個。(2)取一定量的酸性KMnO4溶液依次進行下列實驗,有關(guān)現(xiàn)象記錄如下:滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產(chǎn)生;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變?yōu)樽霞t色。①在配制酸性KMnO4溶液時,能不能用鹽酸?不能。原因是HCl具有還原性,能將KMnO4還原。

②KMnO4、