20．(2010·上海静安区模拟)可以通过实验探究有关物质氧化性和还原性的强弱。

Ⅰ．探究有关物质氧化性的强弱。

已知Bi位于周期表中VA族，+3价较稳定，NaBiO₃溶液为无色，Bi³⁺无色；Mn²⁺无色，MnO₄^－呈紫红色；Pb位于周期表中IVA族，+2价较稳定，PbSO₄是一种白色沉淀。取一定量的Mn(NO₃)₂溶液依次进行实验，现象记录如下。

①滴加适量的NaBiO₃溶液，溶液变为紫红色。

　　 ②继续滴加适量H₂O₂，紫红色褪去，并有气泡产生。

　　 ③再加入适量的PbO₂固体，固体溶解，溶液又变为紫红色。

④最后通入足量的SO₂气体。

请回答下列问题：

(1)推测实验④中的现象为____________________________。

(2)分析上述现象，KMnO₄、H₂O₂、PbO₂氧化性由强到弱的顺序为________。

Ⅱ．探究镁、铝、铜金属单质还原性的强弱。

现有镁条、铝片、铝粉、铜片、氧化镁、氧化铝、氧化铁、盐酸、硝酸银溶液、硫酸铜溶液及其它常用的实验用品和仪器，根据现有药品，请你设计简单实验验证镁、铝、铜金属单质的还原性强弱。

依据你设计的实验方案，回答下列问题：

(3)实验原理：用化学方程式表示实验中的反应：

①________________________________________；

②________________________________________；

③________________________________________。

(4)实验现象：能够充分说明镁、铝、铜金属单质还原性强弱的明显现象是________。

[解析]Ⅰ．①向Mn(NO₃)₂溶液中滴加NaBiO₃溶液时，溶液变为紫红色，说明有MnO₄^－生成，即Mn²⁺被氧化成MnO₄^－，NaBiO₃溶液被还原成Bi³⁺，所以氧化性NaBiO₃＞KMnO₄；②向所得到的KMnO₄溶液中滴加H₂O₂，紫红色褪去，说明MnO₄^－被还原成Mn²⁺，H₂O₂被氧化成O₂，所以氧化性KMnO₄＞H₂O₂；③向含Mn²⁺的溶液中加入PbO₂固体，固体溶解，溶液又变为紫红色，说明Mn²⁺又被氧化成MnO₄^－，PbO₂被还原成Pb²⁺，所以氧化性PbO₂＞KMnO₄；④MnO₄^－可以将SO₂氧化成SO₄^2－，SO₄^2－和Pb²⁺结合生成白色的PbSO₄沉淀。

Ⅱ．镁、铝是活泼金属，能够和盐酸反应放出氢气，但是更活泼的镁反应更为剧烈；铜是不活泼金属，不能和盐酸反应放出氢气，但是可以和硝酸银溶液发生置换反应生成更不活泼的单质银。

[答案]

(1)紫红色褪去，生成白色沉淀

(2)PbO₂＞KMnO₄＞H₂O₂

(3)Mg+2HCl＝MgCl₂+H₂↑　 2 Al+6HCl＝2AlCl₃+3H₂↑

Cu+2AgNO₃＝Cu(NO₃)₂+2Ag

(4)镁条、铝片分别与盐酸反应时，镁条与盐酸反应更剧烈；铜和硝酸银溶液反应时，铜片表面有银白色物质析出。

()

19．(2010·上海浦东区模拟)已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一氧化还原反应的体系中，反应物和生成物共有KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄七种物质：

(1)该反应中，化合价升高的反应物是____________，化合价没有发生变化的反应物是________________。

(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(需配平)：

________________________________________________________________。

(3)上述反应中，1mol氧化剂在反应中_______(填“得到”或“失去”)____mol电子。

(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO₃，溶液又变紫红色。说出NaBiO₃的一个性质：_________________________________________。

[解析]根据题给信息KMnO₄和盐酸反应生成氯气，而所给物质中KCl中含有Cl^－，H₂SO₄中含有H⁺，所以反应物是KMnO₄、KCl和H₂SO₄，生成物是K₂SO₄、MnSO₄、Cl₂和H₂O。锰元素化合价由+7价变成+2价，化合价降低，被还原；氯元素的化合价由－1价变成0价，化合价升高，被氧化，根据化合价升降数相等可得如下配平的化学方程式：2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄＝6K₂SO₄+2MnSO₄+5Cl₂↑+8H₂O。在反应后的溶液中加入NaBiO₃，溶液又变紫红色，说明有MnO₄^－生成，即BiO₃^－将Mn²⁺氧化成MnO₄^－，所以NaBiO₃具有强氧化性，其氧化性比KMnO₄氧化性强。

[答案](1)KCl；H₂SO₄

(2)2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄＝6K₂SO₄+2MnSO₄+5Cl₂↑+8H₂O

(3)得到；5

(4)NaBiO₃具有强氧化性(比KMnO₄氧化性强)

18．(2010·苏州模拟)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe³⁺+Cu＝2Fe²⁺+Cu²⁺，可拆写为氧化反应式：Cu－2e^－＝Cu²⁺，还原反应式：2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺。据此，回答下列问题：

(1)将反应Zn+2H⁺＝Zn²⁺+H₂↑拆写为两个“半反应式”：

　　 氧化反应式：__________________，还原反应式：__________________。

(2)将反应3NO₂+H₂O＝2H⁺+2NO₃^-+NO拆写为两个“半反应式”：

　　 氧化反应式：__________________，还原反应式：__________________。

(3)已知某反应的两个“半反应式”为：CH₄+10OH^－－8e^－＝CO₃^2－+7H₂O，O₂+2H₂O+4e^－＝4OH^-，则氧化还原反应方程式为__________________。

[解析](2)注意电子得失守恒、原子数目守恒以及物质的选择与化学计量数调整。在反应3NO₂+H₂O＝2H⁺+2NO₃^-+NO中，只有1个NO₂分子作氧化剂，有2个NO₂分子作还原剂。2个NO₂分子变为2个NO₃^－离子时，需2个H₂O分子提供2个O原子，2个H₂O分子中的4个H原子则变为4个H⁺离子。1个NO₂分子变成1个NO分子时，另1个O原子需要与2个H⁺结合生成水。(3)前式+后式×2即得。

[答案](1)Zn－2e^－＝Zn²⁺，2H⁺+2e^－＝H₂↑

　　 (2)2NO₂+2H₂O－2e^－＝4H⁺+2 NO₃^－；NO₂+2 H⁺+2e^－＝NO+H₂O

　　 (3)CH₄+2O₂+2OH^-＝CO₃^2－+3H₂O

17．(2010·云南师大附中模拟)煤炭中以FeS₂形式存在的硫，在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次为：

①2FeS₂+7O₂+2H₂O4H⁺+2Fe²⁺+____________；

②4Fe²⁺+O₂+4H⁺4Fe³⁺+____________；

③FeS₂+2Fe³⁺3Fe²⁺+2S；

④2S+3O₂+2H₂O4H⁺+2SO₄^2－。

已知：FeS₂中的硫元素为－1价。

回答下列问题：

(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律，将上述①②离子方程式补充完整。

(2)反应③的还原剂是__________________。

(3)观察上述反应，FeS₂最终转化为____________从煤炭中分离出来

[解析](1)根据电荷守恒定律，反应①左边没有电荷，右边已有8个正电荷，还缺8个负电荷，结合质量守恒定律，反应物中还含有4个S和16个O，其个数比为1∶4，所以缺少4个SO₄^2－。(2)根据电荷守恒定律，反应②左边有12个正电荷，右边已有12个正电荷，所以缺少一种电中性物质，结合质量守恒定律，反应物中还含有4个H和2个O，其个数比为2∶1，所以缺少2个H₂O。(3)从上述四个反应可以看出，硫元素的变化过程为：FeS₂→SO₄^2－，FeS₂→S→SO₄^2－，所以硫元素最终变成SO₄^2－；铁元素的变化过程为：FeS₂→Fe²⁺→Fe³⁺→Fe²⁺，所以铁元素最终变成Fe²⁺；

[答案](1)①4SO₄^2－ ②2H₂O(漏掉或写错系数每处扣1分)

(2)FeS₂

(3)Fe²⁺和SO₄^2－或FeSO₄和H₂SO₄

16．(2010·腾冲模拟)下列图是一个实验示意图，方框表示有关的仪器，箭头表示液体或气体的流向。

图中A是液体，B、C是固体。A与B反应后产生的气体经过C，得到纯气体X。X通过灼热CuO，CuO转化为Cu。气体再通过浓H₂SO₄，最后得到纯气体Y，Y是对环境没有污染的气体，大量排放也没有危险。

为进行以上实验，请从下列试剂范围内选择合适的A、B和C：浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸、浓盐酸、稀盐酸、锌粒、浓NaOH溶液、大理石、碱石灰、NH₄Cl固体。

(1)A是________，B是________，C是________，X是________。

(2)写出A和B反应的化学方程式________________________________。

(3)写出X和CuO反应的化学方程式________________________________。

[解析]C应该是干燥剂，必然是碱石灰。由X+CuOCu+Y+…，CuO被还原，说明X具有还原性，结合A+B→X，锌粒和浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸产生的SO₂、NO₂、NO及大理石和稀盐酸产生的CO₂不能将CuO还原，所以X可能是锌粒和稀盐酸产生的H₂或浓NaOH溶液和NH₄Cl固体产生的NH₃。若X是H₂，则它和CuO反应后生成的水蒸气能够被浓H₂SO₄完全吸收，最后不可能有气体剩余；若X是NH₃，则它将被CuO氧化成N₂，反应生成的水蒸气被浓H₂SO₄完全吸收，最后有N₂剩余。由此可以得到答案。

[答案](1)浓NaOH溶液　 NH₄Cl固体　　 碱石灰　 NH₃

(2)NaOH+NH₄ClNaCl+NH₃↑+H₂O　

(3)2NH₃+3CuO3Cu+N₂+3H₂O。

15．(2010·包头模拟)已知浓H₂SO₄和Fe³⁺都可以将Cu氧化(Fe³⁺与Cu的反应为：2Fe³⁺+Cu＝2Fe²⁺+Cu²⁺)，浓H₂SO₄还可以将Br^－氧化成Br₂，Fe与Br₂反应生成FeBr₃，则有关物质氧化性强弱的顺序为(　　 )。

　 A．H₂SO₄(浓)＞Cu²⁺＞Fe³⁺＞Br₂　 　B．H₂SO₄(浓)＞Br₂＞Fe³⁺＞Cu²⁺

　 C．Br₂＞H₂SO₄(浓)＞Cu²⁺＞Fe³⁺　　 D．Cu²⁺＞Fe³⁺＞Br₂＞H₂SO₄(浓)

[解析]选B。在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，据此判断出各个反应的氧化剂和氧化产物即可得到答案。

14．(2010·宁波模拟)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe₂O_x)(3＜x＜4；M表示Mn、Co、Zn或Ni的二价离子)，常温下，它能使工业废气中的SO₂、NO₂等氧化物转化为单质。转化流程如图所示：

有关上述转化过程的下列叙述正确的是(　　 )。

　　 A．MFe₂O₄表现了还原性　　　　 　B．MFe₂O_x表现了还原性

　　 C．SO₂和NO₂表现了还原性　　　 D．SO₂和NO₂发生了分解反应

[解析]选B。MFe₂O_x能使SO₂、NO₂转化为单质，即SO₂→S、NO₂→N₂，在该转化过程中，硫元素和氮元素的化合价降低，被还原，发生还原反应，作氧化剂，表现氧化性；则MFe₂O_x在反应中作还原剂，表现还原性，MFe₂O₄表现氧化性。

13．(2010·运城模拟)铅的冶炼大致过程如下：①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS+3O₂2PbO+2SO₂；③制粗铅：PbO+CPb+CO；PbO+COPb+CO₂。下列说法正确的是(　　 )。

　　 A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化

　　 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO

　　 C．整个冶炼过程中，制取1mol Pb共转移2mol电子

　　 D．将1mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6g碳

[解析]选D。浮选法富集方铅矿的过程属于物理变化，A选项错误；方铅矿焙烧反应中，铅元素的化合价没有发生变化，硫元素的化合价升高，被氧化，氧元素的化合价降低，被还原，所以还原剂是PbS，氧化剂是O₂，氧化产物是SO₂，还原产物是PbO和SO₂，B选项错误；整个冶炼过程中的反应物是PbS、O₂和C，生成物是Pb、SO₂和CO₂，总反应方程式为2PbS+3O₂+C2Pb+2SO₂+CO₂，该反应转移12个电子，所以制取1mol Pb共转移6mol电子，C选项错误；制取1mol Pb需要0.5mol C，即0.5mol×12g/mol＝6g，D选项正确。

12．(2010·辽阳模拟)今有三个氧化还原反应：

　　 ①2FeCl₃+2KI2FeCl₂+I₂+2KCl

　　 ②2FeCl₂+Cl₂2FeCl₃

　　 ③2KMnO₄+16HCl2MnCl₂+2KCl+5Cl₂↑+8H₂O

若某溶液中有Fe²⁺、I^－和Cl^－共存，要氧化除去I^－而不影响Fe²⁺和Cl^－，可加入的试剂

是(　　 )。

　 　A．Cl₂　　 B．KMnO₄　 　C．FeCl₃ 　　D．HCl

[解析]选C。根据反应①可得氧化性，FeCl₃＞I₂，根据反应②可得氧化性：Cl₂＞FeCl₃，根据反应③可得氧化性：KMnO₄＞Cl₂，则氧化性：KMnO₄＞Cl₂＞FeCl₃＞I₂，本题中要氧化I^－而不影响Fe²⁺和Cl^－，必须选氧化能力比I₂强，而比Cl₂弱的氧化剂，只有FeCl₃满足条件。

11．(2010·肇庆模拟)在含有FeBr₂和FeI₂的混合溶液中，通入一定量的Cl₂，再滴加KSCN溶液后，溶液变为血红色，则混合溶液中最有可能不存在的离子是(　　 )。

　　 A．Cl^－　　 B．Fe²⁺　 　C．I^－　　 D．Br^－

[解析]选C。滴加KSCN溶液后，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe³⁺，即Fe²⁺被氧化，因为还原性：I^－＞Fe²⁺＞Br^－，所以I^－一定全部被氧化，溶液中不可能含有I^－。