1.3 氧化还原反应 同步练习题
一、选择题
1．下列氧化还原反应中，电子转移的方向和数目表示均正确的是
A． B．
C． D．
2．高铁酸钾()是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：
下列叙述不正确的是
A．反应Ⅰ产生的尾气可通入碱液中吸收
B．反应Ⅰ生成的，在碱性条件下会被NaClO氧化成
C．反应Ⅱ中每转移6mol电子会生成166g
D．转化成的化学方程式为
3．某强氧化剂XO(OH)2+可将亚硫酸钠氧化成硫酸钠。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH)2+，需用30mL0.20mol L-1的亚硫酸钠溶液，还原后X的最终化合价为
A． B． C． D．0
4．水溶液中与S2-在酸化后发生反应： +3S2-+6H+= R-+3S + 3H2O，下列有关推断不正确的是
A．中R呈+5价 B．中R呈+7价
C．微粒中n=l D．R原子最外层有7个电子
5．超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：，下列说法正确的是
A．AlN是氧化产物 B．C在反应中被还原
C．Al2O3在反应中得到电子 D．生成1mol AlN时，转移3mol电子
6．工业上常用绿矾()处理工业废水，其反应离子方程式为： 。下列说法不正确的是
A．绿矾在反应中做还原剂 B．为氧化产物
C．氧化性： D．每生成，转移的电子数目为
7．H2S和SO2两种气体混合后，发生反应2H2S+SO2→3S↓+2H2O，其中被还原的元素和被氧化的元素质量之比为
A．1:1 B．1:2 C．2:1 D．任意比
8．2023年3月，“三星堆”遗址考古又发掘出大量青铜器。火法炼铜主要发生的反应为，下列说法正确的是
A．中铜的化合价为＋2 B．该反应为复分解反应
C．是酸性氧化物 D．反应中氧化剂仅为
9．使用交叉分类法可从不同角度认识化学反应。下列反应既属于化合反应，又属于氧化还原反应的是
A．Cl2+H2O=HCl+HClO B．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C．3NO2+H2O=2HNO3+NO D．4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
10．下列反应属于化合反应的是
A．2Mg ＋O2 2MgO B．2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe
C．2HClO2HCl＋O2↑ D．NaOH ＋ Al(OH)3=NaAlO2 ＋ 2H2O
11．下列化合物中，不能通过化合反应直接制取的是
A． B． C． D．NaOH
12．工业上炼钛反应是：TiCl4+2MgTi+2MgCl2。下列有关该反应的说法中正确的是
A．TCl4是还原剂 B．镁是还原剂，反应中失去电子
C．TiCl4中氯元素被氧化 D．每1molTiCl4被还原时转移2mol电子
13．下列反应中，只表现还原性的是
A． B．
C． D．
14．下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A．用饱和溶液制备胶体 B．充有氢气的气球遇明火爆炸
C．食品变质腐败 D．用次氯酸钠溶液对环境进行消毒
15．我国卫星发射所用的长征2号火箭的主要燃料是偏二甲肼(，其中碳和氮元素化合价相同)和。新型陶瓷材料氮化硅可用于制作火箭发动机中燃料的喷嘴。上海交通大学研制的碳化硅(SiC)增强铝基复合材料，已成功应用于多颗“北斗”导航卫星。镁合金材料应用于制造卫星上的重要构件，能带来巨大的减重效益，降低航天器的发射成本。工业废气中的氮氧化物达到一定浓度时对人体会造成伤害。已知：。MOFs材料利用其孔径大小和形状特点可恰好将“固定”，从而去除废气中的。被“固定”的经处理可全部转化为，过程示意如图。下列说法不正确的是
A．MOFs材料将 “固定”的过程属于氮的固定
B．图示中转化为的反应为
C．每获得0.4mol 时，转移电子的数目约为
D．MOFs材料具有高选择性和可重复使用的优点
二、填空题
16．利用纳米铁粉及生物技术除去废水中的氮是当今环保领域重要的研究课题。
Ⅰ.纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以NO表示)，反应原理如图1所示。
(1)液相还原法制备纳米铁粉：采用硼氢化物如KBH4、NaBH4等与铁离子(Fe2＋、Fe3＋)混合反应。NaBH4(B为+3价，pH=8.6)溶液还原Fe2＋，除生成等物质的量的纳米铁粉和一种气体外，还生成B(OH)3。写出该反应的离子方程式___________。
(2)有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过多不利于硝态氮去除。其原因是___________。
(3)利用纳米铁粉与活性炭可提升硝态废水中硝态氮的去除效率。控制纳米铁粉与活性炭总质量一定，反应时间相同，测得废水中硝态氮残留率与混合物中的关系如图2所示，过大和过小都会导致硝态氮残留率上升，但方向1上升幅度小于方向2，硝态氮残留率呈现如此变化的原因是___________。
Ⅱ.Fe2＋能提高厌氧氨氧化菌生物活性，加快生物转化硝态氮生成氮气的速率。某科研小组利用厌氧氨氧化菌与纳米铁粉相结合的方法去除废水中的硝态氮。
(4)保持其他条件相同，在不同的温度下进行脱硝，测定废水中硝态氮的去除率与含氮产物的产率如图3所示。与60℃相比，80℃时产物产率变化的原因是___________。
(5)厌氧氨氧化菌将NO转化为N2的可能机理如图4所示，其中虚线框中物质转化过程可描述为___________。
17．完成下列问题。
(1)下图为离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系，其中表示离子反应的是_______(填字母)。
(2)某同学写出以下三个化学方程式：(未配平)
①NO＋HNO3→N2O3＋H2O
②NH3＋NO→HNO2＋H2O
③N2O4＋H2O→HNO3＋HNO2
其中你认为不可能实现的是_______(填序号)
(3)已知下列三个氧化还原反应，则FeCl3、KMnO4、Cl2、I2氧化性由强到弱的顺序是_______(用“>”表示)。
①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3
③2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
三、计算题
18．高铁酸钾（还原产物为Fe3+）和氯气都是常见杀菌消毒剂，但消毒效率（单位质量转移的电子数）是不相同的，计算高铁酸钾的效率是氯气的多少倍 （保留2位小数）
四、元素或物质推断题
19．铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”，该“绿”俗称“铜绿”，又称“孔雀石”【化学式为】，“绿锈”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O。某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
铜铜绿ACu(OH)2BCu
(1)从三种不同分类标准回答，“绿锈”属于哪类物质：_______、_______、_______。
(2)写出④⑤的化学方程式：
④_______。
⑤_______。
(3)上述转伦过程中属于化合反应的是_______(填序号，下同)，属于复分解反应_______，属于分解反应的是_______。
(4)请写出“绿锈”与硫酸反应的化学方程式：_______。
(5)向上述所得硫酸和硫酸铜的混合溶液中，逐滴加入一定质量分数的氢氧化钠溶液，，直至过量。某同学依据实验事实绘制了如图所示的曲线。
①a至b段对应溶液的pH值逐渐_______。
②b点对应溶液中的溶质为_______。
③b至c段发生的离子方程式是：_______。
五、实验题
20．CuCl2是常见的化学试剂，某学习小组利用废铜屑“湿法”制备CuCl2·2H2O。
氯化铜在不同温度下结晶形成的结晶水合物，回答下列问题：
温度 以下 以上
结晶水合物
(1)仪器a的名称为___________，NaOH溶液的作用是___________。
(2)“湿法”制备CuCl2的离子方程式为___________，实验中，H2O2的实际用量要大于理论用量，原因是___________。
(3)为得到纯净的晶体，反应完全后要进行的操作是：除去其他可能的金属离子后，过滤，向滤液中持续通入HCl气体，加热蒸发浓缩，___________，过滤，洗涤，低温干燥。其中，持续通入HCl的作用是___________。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．该反应中C化合价从0价升高到+4价，共失去4个电子，箭头应该指向二氧化碳中的碳，A错误；
B．该反应中硫酸中的H化合价从+1价降低到0价，共得到1×2个电子，B错误；
C．该反应中铁共失去6个电子，氯气共得到6个电子，C正确；
D．该反应锌失去2个电子，硫酸铜中的铜得到2个电子，D错误；
故选C。
2．C
【分析】反应Ⅰ中铁屑与氯气反应生成FeCl3，尾气中含氯气，反应Ⅱ中加入的NaClO、NaOH与氯化铁反应生成Na2FeO4，发生反应为2FeCl3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，因为溶解性：>，所以在Na2FeO4溶液中加入饱和KOH溶液析出高铁酸钾K2FeO4，发生反应为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH，分离得到粗K2FeO4晶体；
解析：A．Cl2可以与碱发生反应，故反应Ⅰ产生的尾气(氯气)可通入碱液中吸收，A正确；
B．铁和氯气反应得到，与加入的和反应生成，B正确；
C．反应Ⅱ中发生的离子反应与转移电子关系为为：，故每转移6mol电子会生成2mol(即332g)，C错误；
D．加入饱和溶液，将转化为的化学方程式为，D正确；
故选C。
3．D
解析：设还原后X的最终化合价为n，
亚硫酸钠作还原剂，S由+4价升高到+6价，则依据得失电子守恒可得：2.4×10-3 mol×(5-n)= 0.030L×0.20mol L-1，解之得：n=0。
故选D。
4．B
【分析】由电荷守恒得，解得n=1，据此分析解答。
解析：A．根据分析，n=1，则中R呈+5价，A正确；
B．由A分析知，中R呈+5价，B错误；
C．根据分析，n=1，C正确；
D．由R-知，R原子最外层有7个电子，D正确；
故选B。
5．D
解析：A．根据反应方程式，N的化合价由0价转化为-3价，化合价降低，氮气为氧化剂，AlN为还原产物，故A错误；
B．根据反应方程式，C的化合价由0价转化为+2价，化合价升高，C为还原剂，被氧化，故B错误；
C．氧化铝中化合价没有发生变化，故C错误；
D．根据反应方程式，以及选项AB分析，生成2molAlN，转移电子物质的量为6mol，即生成1molAlN，转移电子物质的量为3mol，故D正确；
答案为D。
6．D
解析：A．在该反应中Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，绿矾在反应中做还原剂，故A正确；
B．在该反应中Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，为氧化产物，故B正确；
C．在该反应中Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，为氧化产物，Cr元素化合价由+6价下降到+3价， 是氧化剂，根据氧化还原反应规律，氧化性：，故C正确；
D．在该反应中Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，每生成，转移的电子数目为，故D错误；
故选D。
7．B
解析：反应2H2S+SO2→3S↓+2H2O中H2S的硫元素化合价升高，H2S被氧化，SO2的硫元素化合价降低，SO2被还原，其中被还原的元素和被氧化的元素都是硫元素，质量之比为1:2；
故选：B。
8．C
解析：A．中S为-2价，则铜的化合价为＋1，故A错误；
B．从反应物和生成物的种类和个数，可知该反应属于置换反应，故B错误；
C．可与碱反应生成亚硫酸盐和水，属于酸性氧化物，故C正确；
D．反应中氧元素化合价降低，铜元素化合价也降低，和都做氧化剂，故D错误；
故选：C。
9．D
【分析】根据反应特点及特征分析判断。
解析：A．该反应中反应物有2种，生成物也有2种，因此反应不属于化合反应，A错误；
B．该反应中反应物有2种，生成物也有2种，因此反应不属于化合反应，B错误；
C．该反应中反应物有2种，生成物也有2种，因此反应不属于化合反应，C错误；
D．该反应中反应物有3种，生成物只有1种，反应基本类型属于化合反应，且在反应过程中Fe、O元素的化合价发生了变化，因此反应又属于氧化还原反应，D正确；
故合理选项是D。
10．A
解析：两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应，所以A正确，BCD错误；
故选A。
11．C
解析：A．，可以通过化合反应制取氯化亚铁，A错误；
B．三氧化硫与水化合可生成硫酸，B错误；
C．CuO不能与水直接化合，故不能通过化合反应制取，C正确；
D．，可以通过化合反应制取NaOH，D错误；
故选C。
12．B
解析：A．TCl4中Ti元素的化合价降低，则TCl4作氧化剂，故A错误；
B．Mg在反应中失去电子，化合价升高，为还原剂，故B正确；
C．TiCl4中氯元素的化合价没有发生变化，则TiCl4中氯元素没有被氧化，故C错误；
D．Ti元素化合价从+4价变为0价，化合价降低4价，则每1molTiCl4被还原时转移4mol电子，故D错误；
故答案选B。
13．A
【分析】还原剂具有还原性，氧化剂具有氧化性。
解析：A．H2O2中O元素化合价升高，作还原剂，表现还原性，A正确；
B．H2O2中O元素化合价降低，作氧化剂，表现氧化性，B错误；
C．H2O2中O元素化合价降低，作氧化剂，表现氧化性，C错误；
D．H2O2中部分O元素化合价升高，部分O元素化合价降低，既作氧化剂又作还原剂，既表现还原性又表现氧化性，D错误；
故选A。
14．A
解析：A．制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色；；没有元素化合价改变，不涉及氧化还原反应，故A符合题意；
B．氢气遇明火爆炸是和氧气生成水，涉及氧化还原反应，故B不符合题意；
C．食品变质腐败是一个缓慢氧化过程，涉及氧化还原反应，故C不符合题意；
D．次氯酸钠具有强氧化能杀菌，涉及氧化还原反应，故D不符合题意；
故选A。
15．A
解析：A．游离态的氮气转化为含氮化合物的过程属于氮的固定，MOFs材料将 “固定”的过程不属于氮的固定，A错误；
B．由图可知，转化为的反应为：，B正确；
C．根据制备的方程式：，每获得0.4mol 时，消耗0.1molO2，转移电子的数目约为，C正确；
D．根据题意：MOFs材料利用其孔径大小和形状特点可恰好将“固定”，从而去除废气中的。被“固定”的经处理可全部转化为，MOFs材料具有高选择性和可重复使用的优点，D正确；
故选A。
二、填空题
16．(1)2Fe2＋＋BH＋3OH-=2Fe↓＋B(OH)3＋2H2↑
(2)若氧气过多，会将Fe2＋氧化成Fe3＋，导致Fe2＋浓度降低，不利于硝态氮去除
(3)因为的值过大或者过小，都会导致形成微电池的数目减少，相同时间内生成亚铁离子的浓度减小，反应速率减慢，方向1中，活性炭质量过量，过量的活性炭对硝基具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2
(4)在80℃时厌氧氨氧化菌失去生理活性，纳米铁粉将硝态氮直接还原为NH为主要反应
(5)厌氧氨氧化菌提供的活性[H]，在细胞色素中转化为H+，同时将电子转移至活化酶2中与NO、NH(在活化酶2中)反应生成N2H4。(或厌氧氨氧化菌将活性[H]转移至细胞色素中，[H]在细胞色素转化为H+同时将电子转移至活化酶2中，与NO、NH在活化酶2中反应生成N2H4)
解析：（1）NaBH4(B为+3价，pH=8.6)溶液还原Fe2+，生成等物质的量的铁粉和一种气体、B(OH)3，根据元素守恒可知气体为氢气，该反应的离子方程式为2Fe2＋＋BH＋3OH-=2Fe↓＋B(OH)3＋2H2↑。
（2）若氧气过多，会将Fe2＋氧化成Fe3＋，导致Fe2＋浓度降低，不利于硝态氮去除。
（3）因为的值过大或者过小，都会导致形成微电池的数目减少，相同时间内生成亚铁离子的浓度减小，反应速率减慢，方向1中，活性炭质量过量，过量的活性炭对硝基具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2。
（4）与60℃相比，80℃时产物产率变化的原因是：在80℃时厌氧氨氧化菌失去生理活性，纳米铁粉将硝态氮直接还原为NH为主要反应。
（5）由图可知，虚线框中物质转化过程可描述为：厌氧氨氧化菌提供的活性[H]，在细胞色素中转化为H+，同时将电子转移至活化酶2中与NO、NH(在活化酶2中)反应生成N2H4。(或厌氧氨氧化菌将活性[H]转移至细胞色素中，[H]在细胞色素转化为H+同时将电子转移至活化酶2中，与NO、NH在活化酶2中反应生成N2H4)。
17．(1)C
(2)②
(3)KMnO4>Cl2>FeCl3>I2
解析：（1）所有置换反应都属于氧化还原反应，部分离子反应属于氧化还原反应，部分置换反应属于离子反应，由此可知A应为氧化还原反应，B为置换反应，C为离子反应，故答案为：C；
（2）①NO＋HNO3→N2O3＋H2O中，NO到化合价升高，到化合价降低，化合价有升有降，符合氧化还原反应的价态规律，可以发生；
②NH3＋NO→HNO2＋H2O中，NO到HNO2化合价升高，NH3到HNO2化合价也升高不存在化合价降低的元素，不符合氧化还原反应的价态规律，不可以发生；
③N2O4＋H2O→HNO3＋HNO2中，N2O4到HNO3化合价升高，N2O4到HNO2化合价降低，化合价有升有降，符合氧化还原反应的价态规律，可以发生；
故答案为：②；
（3）①FeCl3作氧化剂，I2作氧化产物；
②Cl2作氧化剂，FeCl3作氧化产物；
③KMnO4作氧化剂，Cl2作氧化产物；
根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，可知氧化性：KMnO4>Cl2>FeCl3>I2；
故答案为：KMnO4>Cl2>FeCl3>I2；
三、计算题
18．54
解析：根据消毒效率的概念进行求解，1molK2FeO4在反应中得到3mol电子转化为+3价的Fe3+，而1molCl2则得到2mol电子转化为-1价的Cl-，故高铁酸钾的效率是氯气的=0.54倍，故答案为：0.54。
四、元素或物质推断题
19．(1) 盐 铜盐 碱式盐(或碳酸盐)
(2) Cu(OH)2CuO + H2O CuO+ H2Cu + H2O
(3) ① ②③ ④
(4)Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
(5) 变大 Na2SO4、CuSO4 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
解析：铜被水和二氧化碳腐蚀生成铜绿，铜绿溶于盐酸生成铜盐，然后加碱生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，氢气还原氧化铜生成铜单质，据此分析解题。
(1)铜绿是碱式碳酸铜的俗称，所以Cu2(OH)2CO3属于盐、铜盐、碱式盐(或碳酸盐)；
(2)Cu(OH)2→B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，反应为：Cu(OH)2CuO + H2O，B→Cu是氢气还原CuO得到Cu，反应为：CuO+ H2Cu + H2O；
(3)铜→①铜绿，反应为Cu与氧气、二氧化碳、水发生化合反应生成Cu2(OH)2CO3，其反应的化学方程式为：2Cu+ O2 + CO2 + H2O= Cu2(OH)2CO3；发生了化合反应；
铜绿→②是A跟酸反应生成铜盐及CO2、H2O，A为铜盐，化学方程式为：Cu2(OH)2CO3 + 4HCl = 2CuCl2+3H2O+CO2↑，属于复分解反应；A→③Cu(OH)2，是铜盐和碱反应CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl生成氢氧化铜沉淀，是复分解反应；Cu(OH)2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，Cu(OH)2CuO+ H2O，是分解反应；B→⑤Cu是氧化铜和氢气反应生成铜和水，反应为：CuO+ H2Cu + H2O是置换反应；
(4)“绿锈”与硫酸反应的化学方程式：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O；
(5)①因为a至b段是硫酸与氢氧化钠反应，这个反应为酸碱中和反应，随着硫酸的逐渐消耗，溶液的酸性逐渐减弱，溶液的pH逐渐变大；
②b点时，硫酸与氢氧化钠完全反应，反应的化学方程式为：2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O，生成了Na2SO4，硫酸铜还未与氢氧化钠发生反应，故b点对应溶液中的溶质为Na2SO4、CuSO4；
③b至c段发生的是硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，离子方程式是：Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓。
五、实验题
20．(1) 三颈烧瓶 除去尾气
(2) H2O2不稳定，生成的Cu2+催化H2O2分解
(3) 冷却结晶 抑制Cu2+水解
【分析】盐酸不与铜反应，在酸性条件下，加入双氧水，反应制备氯化铜，其反应为，因浓盐酸易挥发，NaOH溶液用于吸收HCl气体；
解析：（1）图中玻璃仪器a为三颈烧瓶；因浓盐酸易挥发，NaOH溶液用于吸收HCl气体，去除尾气，故填三颈烧瓶；去除尾气；
（2）盐酸不与铜反应，在酸性条件下，加入双氧水，反应制备氯化铜，其反应为，其离子方程式为，反应过程中有生成，H2O2不稳定，生成的Cu2+催化H2O2分解，所以H2O2的实际用量要大于理论用量，故填；H2O2不稳定，生成的Cu2+催化H2O2分解；
（3）根据表中数据可知，想要获得CuCl2·2H2O晶体，需要控制温度在，所以在除去其他可能的金属离子后，过滤，向滤液中持续通入HCl气体，加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，低温干燥；因为易水解，且水解吸热，加热蒸发浓缩时水解程度增大，为了抑制水解，需要通入HCl气体，故填冷却结晶；抑制水解。
