化学知识点测试氧化还原反应在生产生活中的应用.docx
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化学知识点测试氧化还原反应在生产生活中的应用
氧化还原反应在生产生活中的应用
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.小明做实验时不小心沾了一些KMnO4,皮肤上的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:
MnO4﹣+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++____(未配平)。
关于此反应的叙述正确的是()
A.该反应的氧化产物是Mn2+
B.1molMnO4-在反应中失去5mol电子
C.该反应右横线上的产物是H2O
D.配平该反应后,H+的计量数是3
2.高铁酸钾(K2FeO4)是一种兼具净水和消毒功能的可溶性盐,可发生如下反应:
2K2FeO4+16HCl→4KCl+2FeCl3+8H2O+3Q↑,下列说法不正确的是()
A.可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验产物Q
B.K2FeO4在水中的电离方程式为K2FeO4→2K++Fe6++4O2一
C.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
3
D.反应中涉及的物质中有5种为电解质
3.科学家指出:
多种海产品如虾、蟹、牡蛎等,体内含有+5价的砷(As)元素,它对人体是无毒的,吃饭时一定不要同时大量食用海鲜和青菜,否则容易中毒,并给出了一个公式:
“大量海鲜+大量维生素C→砒霜(As2O3,剧毒)”。
下列有关解释正确的是()
A.砒霜中毒后可服用维生素C解毒
B.青菜中含有维生素C,维生素C在反应中失电子
C.砒霜是该反应的氧化产物
D.维生素C能将+5价砷氧化成+3价
4.宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理是:
4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O。
下列说法正确的是()
A.X的化学式为AgSB.银针验毒时,空气中氧气失去电子
C.反应中Ag和H2S均是还原剂D.每生成1molX,反应转移2mole-
5.下列我国古代的几种技术应用,不涉及氧化还原反应的是()
A.卤水煮盐B.铁矿石炼铁C.化丹(Pb3O4)为铅D.火药爆炸
6.科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与溶液中的葡萄糖发生反应生成纳米金单质颗粒(直径为20-60nm)。
下列有关说法错误的是()
A.氯金酸钠中金元素的化合价为+3
B.葡萄糖在反应中体现还原性
C.检测时,NaAuCl4发生氧化反应
D.纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系属于胶体
二、多选题
7.新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水。
工业上常通过以下两步反应制备K2FeO4:
①2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O②Na2FeO4+2KOH==K2FeO4+2NaOH,下列说法不正确的是()
A.反应①②均为非氧化还原反应
B.反应①中NaClO是氧化剂
C.Na2FeO4中Fe为+4价,具有强氧化性,能杀菌消毒
D.若有2molFeCl3发生反应,转移电子的物质的量为6mol
三、填空题
8.阅读下面两条科普信息,回答问题:
(1)一个体重50Kg的健康人含铁2g,这2g铁在人体中不是以单质金属的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。
亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。
服用维生素C,可使食物中的铁离子还原成亚铁离子,有利于铁的吸收。
(2)在新生代的海水里有一种铁细菌,它们提取海水中的亚铁离子,利用酶为催化剂把它转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁),后来便沉积下来形成铁矿;该反应的另一种反应物是CO2,反应后CO2转变成有机物甲醛(甲醛化学式:
CH2O)。
这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子(或者铁的高价化合物)相互转化的事实、方法和途径。
这说明亚铁离子具有______________性,铁离子具有________________性,
(1)中的维生素C是__________剂,
(2)中的CO2是__________剂,写出
(2)中的离子方程式_______________________________________________
四、工业流程
9.硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质,以此为原料制取的硫酸镁可用于印染、造纸、医药等工业。
从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:
根据题意回答下列问题:
(1)实验中需用1mol·L-1的硫酸900mL,配制时所用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外,还需________________。
(2)加入的NaClO可将Mn2+氧化为MnO2,反应中无气体产生,反应的离子方程式为:
________________。
还有一种离子也会被NaClO氧化,反应的离子方程式为_______________________。
(3)在“除钙”前,需检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验方法:
___________________。
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度/℃
40
50
60
70
S(MgSO4)/g
30.9
33.4
35.6
36.9
S(CaSO4)/g
0.210
0.207
0.201
0.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4的混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,可确定操作步骤为蒸发结晶、_______________________(填操作名称)。
五、综合题
10.Ⅰ.ClO2是一种消毒、杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。
实验室可通过以下反应制得ClO2:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,试回答下列问题。
(1)该反应中还原剂的化学式是__________;被还原元素的元素符号是_________;
(2)试比较KClO3和CO2的氧化性强弱____________________________________;
(3)消毒时,ClO2还可以将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物,此过程说明ClO2具有___________(填“氧化”或“还原”)性;
(4)当转移0.2mol电子时,生成的ClO2在标准状况下的体积为___________________。
Ⅱ.根据已学知识回答下列问题:
(1)在反应KIO3+6HI==3I2+KI+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)2FeS+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+3SO2+2S↓+6H2O中,反应中发生氧化反应和发生还原反应的硫元素物质的量之比为______
(3)配平下面两个反应:
①____H2O+____Cl2+____SO2==____H2SO4+____HCl
②____KMnO4+____HCl==____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O(系数是1的也请填上)
根据以上两个反应反应,写出由KMnO4、K2SO4、MnSO4、SO2、H2O、H2SO4这六种物质组成的氧化还原反应的方程式并配平:
______________________________________。
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
A.化合价升高的元素在反应物是还原剂,反应后变为氧化产物;
B.化合价降低的元素获得电子,化合价降低数=获得电子的数目;
C.根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式;
D.根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式。
【详解】
A.化合价升高的元素是H2C2O4中的C元素,所以反应物H2C2O4是还原剂,反应产生的CO2是氧化产物,A错误;
B.锰元素化合价从反应前MnO4-的+7价降低到Mn2+的+2价,元素得到电子,化合价降低数=得到电子的数目=5,即1molMnO4-在反应中得到5mol电子,B错误;
C.根据电子守恒,该反应中锰元素化合价降低5价,两碳元素化合价共升高2价,所以反应转移电子数为10,所以可以得到:
2MnO4-+5H2C2O4+H+→10CO2↑+2Mn2++□,根据电荷守恒、原子守恒,所以短线____中为8H2O,产物是H2O,H+的计量数是6,C正确;
D.根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式为:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,H+的计量数是6,D错误;
故合理选项是C。
【点睛】
本题考查学生氧化还原反应中的知识,掌握氧化还原反应中元素化合价与电子得失、物质的作用是解题关键,本题难度较大。
2.B
【解析】
【详解】
A.根据2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+8H2O+3Q↑可知Q为氯气,可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验产物氯气,故A正确;
B.K2FeO4为强电解质,在水中完全电离,其电离方程式为K2FeO4=2K++FeO42-,故B错误;
C.反应中16molHCl参加反应只有6mol被氧化,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
3,故C正确;
D.因为产物Q为氯气,氯气为单质不是电解质,所以反应中涉及的物质中有5种为电解质,故D正确;
答案选B。
3.B
【解析】
【分析】
+5价的As具有氧化性,可与具有还原性的维生素C发生氧化还原反应。
【详解】
A.结合以上分析可知,砒霜中毒后可服用维生素C不能解毒,与题意不符,A错误;
B.青菜中含有维生素C,维生素C在反应中失电子,化合价升高,符合题意,B正确;
C.砒霜是氧化剂对应的产物,为还原产物,与题意不符,C错误;
D.维生素C能将+5价砷还原成+3价,与题意不符,D错误;
答案为B。
4.D
【解析】
【详解】
A.由质量守恒定律Ag原子、S原子守恒确定X的化学式为Ag2S,故A错误。
B.据元素化合价的变化反应中氧气作氧化剂得电子,故B错误。
C.据元素化合价的变化知反应中S作还原剂,故C错误。
D.据方程式知每生成2molX,电子转移4mol,所以每生成1molX,反应转移2mole-,故D正确。
故答案选D。
5.A
【解析】
【详解】
A.将卤水放在锅内用火熬煮,水分蒸发,剩余固体为盐。
没有新物质生成,物理变化,A正确;
B.炼铁是在高温下用碳将铁矿石还原,属于氧化还原反应,B错误;
C.利用还原剂把Pb3O4中的铅还原为铅,属于氧化还原反应,C错误;
D.硫磺、硝酸钾和木炭之间在一定条件下发生剧烈的氧化还原反应,变为氮气、二氧化碳和硫化钾,D错误;
正确选项A。
6.C
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应以及分散系的判断。
A.化合物中正负化合价的代数和为0,Na为+1价,Cl为-1价;
B.该反应中Au的化合价降低,故葡萄糖中某元素化合价升高;
C.化合价降低的反应是还原反应;
D.分散质粒子直径在1nm-100nm之间的分散系为胶体。
【详解】
A.化合物中正负化合价的代数和为0,Na为+1价,Cl为-1价,则氯金酸钠中金元素的化合价为+3,故A正确;
B.该反应中Au的化合价降低,即NaAuCl4做氧化剂,根据氧化还原反应中有元素化合价降低,则必然有元素化合价升高,故葡萄糖中某元素化合价升高,表现出还原性,故B正确;
C.氯金酸钠变为金化合价降低,发生还原反应,故C错误;
D.纳米金单质颗粒直径为20nm~60nm,分散在水中所得的分散系为胶体,故D正确.
【点睛】
把握反应中元素的化合价变化、物质的性质、胶体的判断为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
7.AC
【解析】
【详解】
A.①中Fe、Cl元素的化合价变化,为氧化还原反应,②为复分解反应,没有元素的化合价变化,属于非氧化还原反应,故A错误;
B.①中Cl元素的化合价降低,则NaClO是氧化剂,故B正确;
C.Na2FeO4中,Na为+1价,O为-2价,由化合物中正负化合价的代数和为0可知Fe为+6价,为最高价,具有强氧化性,能杀菌消毒,故C错误;
D.若有2 mol FeCl3 发生反应,转移电子的物质的量为2mol×(6-3)=6mol,故D正确;
故选AC。
8.还原氧化还原氧化CO2+4Fe2++5H2O=CH2O+2Fe2O3+8H+
【解析】
【分析】
亚铁离子Fe2+能转化为Fe3+,价态升高;铁离子Fe3+能转化为Fe2+,价态降低;
(1)中的维生素C能将Fe3+转化为Fe2+;
(2)中的CO2能将Fe2+转化为Fe3+。
在反应
(2)中,CO2与Fe2+反应,生成Fe3+和CH2O,在反应中,C由+4价降低为0价,Fe由+2价升高为+3价,依据电子守恒,可得出CO2+4Fe2+—CH2O+2Fe2O3,再利用电荷守恒、质量守恒进行配平,从而得出反应的离子方程式。
【详解】
亚铁离子Fe2+能转化为Fe3+,价态升高,表现出还原性;铁离子Fe3+能转化为Fe2+,价态降低,表现出氧化性;
(1)中的维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,表现出还原性;
(2)中的CO2能将Fe2+转化为Fe3+,表现出氧化性。
在反应
(2)中,CO2与Fe2+反应,生成Fe3+和CH2O,在反应中,C由+4价降低为0价,Fe由+2价升高为+3价,依据电子守恒,可得出CO2+4Fe2+—CH2O+2Fe2O3,再利用电荷守恒、质量守恒进行配平,从而得出反应的离子方程式为CO2+4Fe2++5H2O=CH2O+2Fe2O3+8H+。
答案为:
还原;氧化;还原;氧化;
CO2+4Fe2++5H2O=CH2O+2Fe2O3+8H+。
9.胶头滴管,100mL容量瓶
取少量滤液于试管中,加入KSCN溶液,若不变红,则除尽趁热过滤
【解析】
【分析】
⑴实验中需用1mol·L-1的硫酸900mL,没有900mL的容量瓶,只能用1000mL容量瓶。
⑵加入的NaClO可将Mn2+氧化为MnO2,反应中无气体产生,说明生成了氯离子,反应的离子方程式为:
ClO-+Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+,还有一种离子也会被NaClO氧化,亚铁离子也被次氯酸钠氧化生成铁离子和氯离子,其反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O。
⑶在“除钙”前,需检验滤液中Fe3+是否被除尽,主要用KSCN溶液来检验铁离子。
⑷根据上表数据,硫酸钙温度越高溶解度越低,因此要趁热过滤。
【详解】
⑴实验中需用1mol·L-1的硫酸900mL,没有900mL的容量瓶,只能用1000mL容量瓶,因此配制时所用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外,还需胶头滴管,100mL容量瓶。
⑵加入的NaClO可将Mn2+氧化为MnO2,反应中无气体产生,说明生成了氯离子,反应的离子方程式为:
ClO-+Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+,还有一种离子也会被NaClO氧化,亚铁离子也被次氯酸钠氧化生成铁离子和氯离子,其反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故答案为:
ClO-+Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+;2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O。
⑶在“除钙”前,需检验滤液中Fe3+是否被除尽,主要用KSCN溶液来检验铁离子,故答案为:
取少量滤液于试管中,加入KSCN溶液,若不变红,则除尽。
⑷根据上表数据,硫酸钙温度越高溶解度越低,因此操作步骤为蒸发结晶、趁热过滤,故答案为:
趁热过滤。
10.H2C2O4ClKClO3>CO2氧化4.48L1:
52:
32111221622582KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
【解析】
【详解】
Ⅰ
(1)2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,分析化合价,KClO3中氯化合价降低,H2C2O4中碳化合价升高,因此还原剂的化学式是H2C2O4;被还原元素的元素符号是Cl,故答案为:
H2C2O4;Cl。
(2)根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可得KClO3和CO2的氧化性强弱是KClO3>CO2,故答案为:
KClO3>CO2。
(3)消毒时,Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物,化合价升高,则ClO2化合价降低,说明ClO2具有氧化性,故答案为:
氧化。
(4)KClO3中氯化合价由+5价变为+4价,2molKClO3转移2mol电子生成2molClO2,当转移0.2mol电子时,生成0.2molClO2,在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,故答案为:
4.48L。
Ⅱ
(1)在反应KIO3+6HI=3I2+KI+3H2O中,KIO3化合价降低,作氧化剂,HI化合价升高,作还原剂,但只有5molKI升高,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
5,故答案为:
1:
5。
(2)2FeS+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+3SO2+2S↓+6H2O中,反应中FeS中硫化合价升高变为单质硫,发生氧化反应,物质的量为2mol,H2SO4中硫化合价降低,有3mol硫降低,发生还原反应,因此发生氧化反应和发生还原反应的硫元素物质的量之比为2:
3,故答案为:
2:
3。
(3)①氯气化合价降低2,二氧化硫化合价升高2,因此根据得失电子守恒和质量守恒得到:
2H2O+1Cl2+1SO2==1H2SO4+2HCl,故答案为:
2;1;1;1;2。
②高锰酸钾降低5,生成氯气升高2,根据得失电子守恒和质量守恒得到:
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故答案为:
2;16;2;2;5;8。
根据以上两个反应反应,高锰酸钾表现强的氧化性,二氧化硫表现强的还原性,因此高锰酸钾和二氧化硫发生氧化还原反应,2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,故答案为:
2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。