第3讲 氧化还原反应
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．(日常生活情境题)下列过程属于化学反应，且与氧化还原反应无关的是( )
A.石灰纯碱法除水垢 B.补铁口服液中添加维生素
C.工业上原油的分馏 D.生活中用“暖宝宝”取暖
答案：A
解析：石灰纯碱法除水垢的原理是向已澄清的生水中加入适量的生石灰(CaO)和纯碱(Na2CO3)，生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，属于非氧化还原反应，A符合题意；补铁口服液中添加维生素，利用的是维生素C的还原性，属于氧化还原反应，B不符合题意；原油的分馏利用的是各组分沸点不同，属于物理变化，C不符合题意；Fe粉、活性炭、食盐水构成原电池，发生氧化还原反应，D不符合题意。
2．(2023·郴州联考)《本草纲目》中记载：(火药)乃焰硝(KNO3)、硫黄、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。火药燃烧爆炸时发生的反应为S＋2KNO3＋3C＋3CO2↑。下列有关说法错误的是( )
A．氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
B．反应每转移6 mol电子，则能生成11.2 L N2
C．该反应过程中有极性键、非极性键和离子键的形成
D．该反应中分别被S和硝酸钾氧化的碳原子数之比为1∶5
答案：B
解析：＋2KO3＋3K2＋2↑＋3O2↑。该反应中氧化产物为CO2，还原产物为K2S和N2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2，A正确；没有注明是否处于标准状况，无法计算N2的体积，B错误；该反应过程中有极性键、非极性键和离子键的形成，C正确；1个S能得2e－，2个KNO3中N能得10e－，所以被氧化的碳原子数之比为1∶5，D正确。
3．(生产环保情境题)(双选)ClO－可用于处理含CN－的废水，处理过程中，体系中存在ClO－、CN－、N2、Cl－、、H2O六种微粒。下列有关说法正确的是( )
A．ClO－是氧化剂，N2是氧化产物之一
B．反应配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为3∶2
C．若生成标准状况下2.24 L N2，则转移电子1 mol
D．含CN－的废水也可用处理
答案：AC
解析：根据题意，ClO－、CN－为反应物，N2、Cl－、为生成物，结合原子守恒可知H2O为反应物，处理过程中所发生的反应为5ClO－＋2CN－＋H2O===N2↑＋5Cl－＋。ClO－是氧化剂，N2、是氧化产物，A正确；氧化剂与还原剂的化学计量数之比为5∶2，B错误；反应每产生1 mol N2，过程中转移10 mol电子，若生成标准状况下2.24 L N2，其物质的量是0.1 mol，则转移1 mol电子，C正确；具有强氧化性，但若用处理含CN－的废水，则会引入重金属离子Cr3+，D错误。
4．(生产环保情境题)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是―→Mn2+＋＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A．该反应中被还原
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D．空格中的粒子是OH－
答案：C
解析：根据原子守恒和电荷守恒可推出离子方程式左边缺正电荷和H元素，所以应填H＋，配平离子方程式：＋3H2O。被氧化，反应过程中H＋被消耗，pH增大，A、B、D均错误。
5．(日常生活情境题)汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3 ===K2O＋5Na2O＋16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75 mol，则下列判断正确的是( )
A．生成42.0 L(标准状况)N2
B．有0.25 mol KNO3被氧化
C．转移电子的物质的量为1.25 mol
D．被还原的N原子的物质的量为3.75 mol
答案：C
解析：根据反应方程式可知，10 mol NaN3发生氧化反应生成15 mol氧化产物N2，2 mol KNO3发生还原反应生成1 mol还原产物N2，每生成16 mol N2，氧化产物比还原产物多15 mol－1 mol＝14 mol，反应中转移10 mol电子，若氧化产物比还原产物多1.75 mol，则反应生成2 mol氮气，0.25 mol KNO3被还原，转移1.25 mol电子，1.25 mol NaN3被氧化。由分析可知，标准状况下生成的N2的体积为 2 mol×22.4 L·mol-1＝44.8 L，A错误；0.25 mol KNO3被还原，B错误；转移
1.25 mol电子，C正确；0.25 mol KNO3被还原，则被还原的N原子的物质的量为0.25 mol，D错误。
6．(实验探究情境题)(双选)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量，观察到产生白色沉淀CuI，溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体，溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是( )
A．上述实验条件下，物质的氧化性：Cu2+＞I2＞SO2
B．通入SO2时，SO2与I2反应，I2作还原剂
C．通入SO2后溶液逐渐变成无色，体现了SO2的漂白性
D．滴加KI溶液，转移2 mol e－时生成2 mol白色沉淀
答案：AD
解析：由题干信息可知，向CuSO4溶液中加入KI溶液时发生反应：2CuSO4＋4KI===2K2SO4＋2CuI↓＋I2 ①；向反应后的混合物中再通入SO2气体，又发生反应：I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI ②。根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，反应①中氧化性：Cu2+＞I2，反应②中I2将SO2氧化，说明氧化性：I2＞SO2，A正确；反应②中I2作氧化剂，SO2作还原剂，体现了SO2的还原性，B、C均错误；反应①中转移2 mol e－时生成2 mol CuI沉淀，D正确。
B级(练能力 过素养)
7．(学术探索情境题)《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8)去除废水中的正五价砷[As(Ⅴ)]的研究成果，其反应机制模型如图所示。下列叙述错误的是( )
A．56 g Fe参加反应，消耗的大于1 mol
B．1 mol过硫酸钠(Na2S2O8)含NA个过氧键
C．pH越大，越有利于去除废水中的正五价砷
D．碱性条件下，硫酸根自由基发生反应的方程式为＋·OH＋H＋
答案：D
解析：1个和1个Fe反应生成2个和1个Fe2+，该过程转移2个电子但是Fe2+还要与反应生成Fe3+和自由基，因此1 mol铁参加反应要消耗，A正确；设1 mol过硫酸钠(Na2S2O8)中过氧键的物质的量为a mol，钠为＋1价，硫为＋6价，过氧键中的氧为－1价，非过氧键中的氧为－2价，则(＋1)×2＋(＋6)×2＋(－2)×a＋(－2)×(8－2a)＝0，解得a＝1，所以1 mol过硫酸钠(Na2S2O8)中过氧键的数目为NA，B正确；pH越大，碱性越强，会使平衡Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH-(aq)和Fe(OH)2(s) Fe2+(aq)+2OH-(aq)均向左移动，生成沉淀，有利于除去废水中的正五价砷，C正确；由图示可知，碱性条件下，硫酸根自由基发生反应的方程式为 +OH-===＋·OH，D错误。
8．(实验探究情境题)用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时，发生反应Ⅰ：＋Cu2S＋H＋―→Cu2+＋＋Mn2+＋H2O(未配平)和反应Ⅱ：＋FeS2＋H＋―→Fe3+＋＋Mn2+＋H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B．反应Ⅰ中每生成，转移电子的物质的量为10 mol
C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D．若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3
答案：B
解析：反应ⅠCu2S中Cu和S的化合价都升高，发生氧化反应，则Cu2S为还原剂，Mn元素的化合价降低，高锰酸根离子发生还原反应，为氧化剂，A错误；反应Ⅰ中每生成，参加反应的Cu2S为1 mol，Cu2S化合价共升高2×(2－1)＋(6＋2)＝10，反应转移电子的物质的量为10 mol，B正确；反应Ⅱ中氧化剂化合价降低7－2＝5，还原剂FeS2化合价共升高1＋2×(6＋1)＝15，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为15∶5＝3∶1，C错误；若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，1 mol KMnO4得到5 mol电子，Cu2S化合价共升高2×(2－1)＋(6＋2)＝10，应氧化0.5 mol Cu2S，FeS2化合价共升高1＋2×(6＋1)＝15，应氧化 mol FeS2，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为0.5 mol∶ mol＝3∶2，D错误。
9．(学术探索情境题)2023年我国空间站的建设举世瞩目，神舟十六号飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程如下：
反应①：2FeTiO3＋6C＋7Cl22TiCl4＋2FeCl3＋6CO
反应②：在氩气环境中，2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2
下列有关说法错误的是( )
A．反应①中Cl2是氧化剂，C、FeTiO3是还原剂
B．反应①中每生成标准状况下6.72 L CO气体，转移个电子
C．反应②中Mg被氧化，TiCl4被还原
D．反应①②中钛元素的化合价都发生了变化
答案：D
解析：FeTiO3中Fe显＋2价，O显－2价，化合物中化合价的代数和为0，则Ti为＋4价，根据反应①，Cl2中Cl的化合价降低，Cl2为氧化剂，C的化合价升高，C作还原剂，铁元素的化合价升高，FeTiO3 作还原剂，其余元素的化合价没有发生变化，A正确；根据A项分析，生成6 mol CO，转移电子的物质的量为14 mol，即每生成标准状况下6.72 L CO气体，转移电子的物质的量为＝
0.7 mol，B正确；反应②中Mg的化合价由0升高为＋2，Mg为还原剂，TiCl4中Ti的化合价由＋4降低为0，TiCl4为氧化剂，C正确；根据上述分析，反应①中Ti的化合价没有发生变化，反应②中Ti的化合价发生变化，D错误。
10．(双选)钒元素在酸性溶液中有多种存在形式，其中VO2+为蓝
色为淡黄色。具有较强的氧化性，Fe2+、等能把还原为VO2+。向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液颜色由蓝色变为淡黄色。下列说法错误的是( )
A．在酸性溶液中氧化性：＜
B．FeI2溶液与酸性(VO2)2SO4溶液发生反应：Fe2+＋===Fe3+＋VO2+
C．向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，反应的化学方程式为＋2MnSO4＋2H2SO4＋K2SO4
D．向含的酸性溶液中滴加含1.5 mol FeSO4的溶液，完全反应，转移的电子为1 mol
答案：AB
解析：向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液颜色由蓝色变为淡黄色，说明高锰酸根离子将VO2+氧化为，氧化性：氧化剂＞氧化产物，即＞，A错误；还原性：I－＞Fe2+，I－应参与氧化还原反应，B错误；酸性环境下高锰酸根离子将VO2+氧化为，无沉淀生成说明高锰酸根离子被还原成Mn2+，结合得失电子守恒和元素守恒可知化学方程式为＋2MnSO4＋2H2SO4＋K2SO4，C正确；向含的酸性溶液中滴加含1.5 mol FeSO4的溶液，发生反应：Fe2+＋的量不足，所以转移电子的物质的量为1 mol，D正确。
C级(冲刺·“双一流”)
11．(实验探究情境题)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
某实验小组模拟工业生产的方法，设计了一套实验室制备装置来生产NaClO2
产品。
回答下列问题：
(1)“反应”步骤中生成ClO2的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体和Na2SO4，则B中产生ClO2气体的化学方程式为__________________。
(3)装置D中生成NaClO2和一种助燃气体，反应的化学方程式为__________________________________。
(4)装置C的作用是________________________。
(5)反应结束后，打开K1，装置A的作用是________________；如果撤去D中的冷水浴，产品中可能混有的杂质是________________。
(6)测定样品中NaClO2的纯度：准确称取m g样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：＋4I－＋4H＋===2H2O＋2I2＋Cl－，将所得混合液稀释成100 mL待测溶液。取25.00 mL待测溶液，加入淀粉溶液作指示剂，用c mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知：I2＋，则所称取的样品中NaClO2 的质量分数为________(列出含V、c、m的表达式)。
答案：(1)2∶1
(2)2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4===2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O
(3)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2＋2H2O
(4)防止D瓶中的溶液倒吸到B瓶中
(5)吸收装置B中多余的ClO2和SO2 NaClO3和NaCl
(6)×100%
解析：该生产工艺中，用硫酸、SO2和NaClO3反应制备ClO2，再由ClO2经过后续反应制备NaClO2。图中装置B中浓硫酸、和Na2SO3反应制备ClO2；装置D中ClO2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2；装置C为安全瓶，可以防止D瓶中的溶液倒吸到B瓶中；装置A和装置E为尾气处理装置。(6)已知：得关系式NaClO2～4Na2S2O3，n(Na2S2O3)＝cV×10-3 mol ，则样品中，n(NaClO2 )＝×cV×10-3 mol×＝cV×10-3 mol ，样品中NaClO2的质量分数为×100%＝×100%。第3讲 氧化还原反应
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．(日常生活情境题)下列过程属于化学反应，且与氧化还原反应无关的是( )
A.石灰纯碱法除水垢 B.补铁口服液中添加维生素
C.工业上原油的分馏 D.生活中用“暖宝宝”取暖
2．(2023·郴州联考)《本草纲目》中记载：(火药)乃焰硝(KNO3)、硫黄、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。火药燃烧爆炸时发生的反应为S＋2KNO3＋3C＋3CO2↑。下列有关说法错误的是( )
A．氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
B．反应每转移6 mol电子，则能生成11.2 L N2
C．该反应过程中有极性键、非极性键和离子键的形成
D．该反应中分别被S和硝酸钾氧化的碳原子数之比为1∶5
3．(生产环保情境题)(双选)ClO－可用于处理含CN－的废水，处理过程中，体系中存在ClO－、CN－、N2、Cl－、、H2O六种微粒。下列有关说法正确的是( )
A．ClO－是氧化剂，N2是氧化产物之一
B．反应配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为3∶2
C．若生成标准状况下2.24 L N2，则转移电子1 mol
D．含CN－的废水也可用处理
4．(生产环保情境题)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是―→Mn2+＋＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A．该反应中被还原
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D．空格中的粒子是OH－
5．(日常生活情境题)汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3 ===K2O＋5Na2O＋16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75 mol，则下列判断正确的是( )
A．生成42.0 L(标准状况)N2
B．有0.25 mol KNO3被氧化
C．转移电子的物质的量为1.25 mol
D．被还原的N原子的物质的量为3.75 mol
6．(实验探究情境题)(双选)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量，观察到产生白色沉淀CuI，溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体，溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是( )
A．上述实验条件下，物质的氧化性：Cu2+＞I2＞SO2
B．通入SO2时，SO2与I2反应，I2作还原剂
C．通入SO2后溶液逐渐变成无色，体现了SO2的漂白性
D．滴加KI溶液，转移2 mol e－时生成2 mol白色沉淀
B级(练能力 过素养)
7．(学术探索情境题)《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8)去除废水中的正五价砷[As(Ⅴ)]的研究成果，其反应机制模型如图所示。下列叙述错误的是( )
A．56 g Fe参加反应，消耗的大于1 mol
B．1 mol过硫酸钠(Na2S2O8)含NA个过氧键
C．pH越大，越有利于去除废水中的正五价砷
D．碱性条件下，硫酸根自由基发生反应的方程式为＋·OH＋H＋
8．(实验探究情境题)用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时，发生反应Ⅰ：＋Cu2S＋H＋―→Cu2+＋＋Mn2+＋H2O(未配平)和反应Ⅱ：＋FeS2＋H＋―→Fe3+＋＋Mn2+＋H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B．反应Ⅰ中每生成，转移电子的物质的量为10 mol
C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D．若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3
9．(学术探索情境题)2023年我国空间站的建设举世瞩目，神舟十六号飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程如下：
反应①：2FeTiO3＋6C＋7Cl22TiCl4＋2FeCl3＋6CO
反应②：在氩气环境中，2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2
下列有关说法错误的是( )
A．反应①中Cl2是氧化剂，C、FeTiO3是还原剂
B．反应①中每生成标准状况下6.72 L CO气体，转移个电子
C．反应②中Mg被氧化，TiCl4被还原
D．反应①②中钛元素的化合价都发生了变化
10．(双选)钒元素在酸性溶液中有多种存在形式，其中VO2+为蓝
色为淡黄色。具有较强的氧化性，Fe2+、等能把还原为VO2+。向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液颜色由蓝色变为淡黄色。下列说法错误的是( )
A．在酸性溶液中氧化性：＜
B．FeI2溶液与酸性(VO2)2SO4溶液发生反应：Fe2+＋===Fe3+＋VO2+
C．向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，反应的化学方程式为＋2MnSO4＋2H2SO4＋K2SO4
D．向含的酸性溶液中滴加含1.5 mol FeSO4的溶液，完全反应，转移的电子为1 mol
C级(冲刺·“双一流”)
11．(实验探究情境题)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
某实验小组模拟工业生产的方法，设计了一套实验室制备装置来生产NaClO2
产品。
回答下列问题：
(1)“反应”步骤中生成ClO2的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体和Na2SO4，则B中产生ClO2气体的化学方程式为__________________。
(3)装置D中生成NaClO2和一种助燃气体，反应的化学方程式为__________________________________。
(4)装置C的作用是________________________。
(5)反应结束后，打开K1，装置A的作用是________________；如果撤去D中的冷水浴，产品中可能混有的杂质是________________。
(6)测定样品中NaClO2的纯度：准确称取m g样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：＋4I－＋4H＋===2H2O＋2I2＋Cl－，将所得混合液稀释成100 mL待测溶液。取25.00 mL待测溶液，加入淀粉溶液作指示剂，用c mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知：I2＋，则所称取的样品中NaClO2 的质量分数为________(列出含V、c、m的表达式)。
