第一章 第三节 第3课时 氧化还原反应的规律及应用 (69张PPT)

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名称 第一章 第三节 第3课时 氧化还原反应的规律及应用 (69张PPT)
格式 pptx
文件大小 1.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-09-17 21:58:13

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文档简介

(共69张PPT)
第一章 第三节 
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
1.能根据价态规律预测物质的性质及产物。
2.能利用氧化性、还原性的强弱判断物质发生反应的先后及发生反应的可能性。
3.利用电子守恒规律进行简单的计算。
核心素养
发展目标
一、价态规律及应用
二、先后规律及应用
课时对点练
内容索引
随堂演练 知识落实
三、守恒规律及应用
价态规律及应用

1.高低规律
(1)内容:元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于 时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于最低价态时,只有 (如S2-、Br-等);元素处于_____
时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)应用:预测物质的 和 。
最高价态
还原性
中间
价态
氧化性
还原性
2.归中规律
(1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态―→ ,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如右:
中间价态
(3)应用:同种元素的物
质间发生氧化还原反应
时,氧化产物、还原产
物的判断,电子转移总
数的计算。
3.歧化规律
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价
。歧化反应时,某元素的中间价态―→ 态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
降低
高价
应用体验
1.预测下列微粒的氧化性和还原性,并简单说明预测依据。
S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+
(1)Mg2+、H+只有_______性,预测依据_________________________
_______。
(2)只有还原性的是________,预测依据__________________________
_________________________________。
(3)既有氧化性又有还原性的是__________,预测依据______________
_________________________________________________________________________________________。
氧化
元素处于最高价态时只具有
氧化性
S2-、I-
二者分别是硫元素、碘元素的
最低价态,只能失去电子表现还原性
Fe2+、S
Fe2+既可以得
电子降为0价,也可以失电子升高到+3价,S可以得电子降为-2价,也可失电子升高到+4价或+6价
应用体验
2.指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的方向和数目。
(1)H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
答案 S是氧化产物,SO2是还原产物
H2S中S元素为-2价,与产物中的单质S的0价接近,浓硫酸中的硫为+6价,与SO2中+4价近。
应用体验
(2)KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
答案 Cl2既是氧化产物又是还原产物
KClO3中的氯元素为+5价,与0价为近价,因而不会转化为KCl中-1价的氯。
应用体验
3.已知氯元素有-1、0、+1、+3、+5、+7等多种常见化合价,氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:
(1)Cl2+KOH―→KX+KY+H2O(未配平)
(2)KX―→KY+KZ(氯元素歧化反应,未配平)。
KX、KY、KZ均是含氯元素的钾盐,Cl元素在①KX、②KY、③KZ中的价态由高到低的顺序是________(填序号)。
返回
③①②
先后规律及应用

1.同一氧化剂与多种还原剂混合时, 的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,氯气的量不足时首先氧化 ;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化 。
2.同一还原剂与多种氧化剂混合时, 的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+
>H+,所以铁粉先与 反应,然后再依次与 反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
还原性强
Fe2+
I-
氧化性强
Fe3+
Cu2+、H+
应用体验
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2

阳离子的氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把锌粉加入Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,锌先与AgNO3反应置换出Ag,然后与Cu(NO3)2反应置换出Cu,锌粉不能与溶液中的Mg(NO3)2发生反应。
应用体验
2.(2022·吉林一中高一期中)已知还原性:SO2>I->Fe2+,下列离子反应不正确的是
B.I2+2Fe2+===2I-+2Fe3+

D.少量Cl2通入FeI2溶液中:Cl2+2I-===2Cl-+I2

反应SO2+2Fe3++2H2O === +2Fe2++ 4H+中,SO2为还原剂,
Fe2+为还原产物,还原性:SO2>Fe2+,反应能发生,A正确;
反应I2+2Fe2+===2I-+2Fe3+中,Fe2+为还原剂,I-为还原产物,还原性:Fe2+> I-,与题给信息相悖,反应不能发生,B错误;
反应SO2 +I2+2H2O===2I-+4H++ 中,SO2为还原剂,I-为还
原产物,还原性:SO2>I-,反应能发生,C正确;
由于还原性:I->Fe2+,向FeI2溶液中通入少量Cl2,Cl2先与还原性
强的I-反应,离子方程式为Cl2+2I-===2Cl-+I2,反应能发生,D
正确。
返回
守恒规律及应用

1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
2.氧化还原反应的计算步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
A.+1价 B.+2价 C.+3价 D.+4价

氧化剂
还原剂
氧化产物
(3)“三列关系”:N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
根据上述分析列出得失电子守恒等式: ,解得n= 。
2(6-n)
2
6
2×(6-n)=6
3
应用体验
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5

H2O2恰好将 还原,反应中H2O2变成O2,O元素的化合价由-1价升高为0价,则X的化合价降低,设元素X在还原产物中的化合价为+x,由得失电子守恒可知,2×(7-x)=5×2×(1-0),解得x=2。
应用体验
2.(1)在氧化还原反应:3S+6KOH===K2SO3+2K2S+3H2O中,被氧化与被还原的硫原子数目之比是______。
(2)在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是 和Pb2+,则Cr3+与PbO2反应的化学计量数之比为______。
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1∶2
2∶3
随堂演练 知识落实
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1.下列微粒:①Al3+ ②Cl- ③N2 ④S2- ⑤Cu ⑥H2O2 ⑦Fe2+ ⑧ ,既具有氧化性又具有还原性的是
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦⑧
C.④⑤⑥⑧ D.①②③⑥

随堂演练
一般情况下元素的化合价处于最高价时只有氧化性,处于最低价时只有还原性,处于中间价时往往既有氧化性又有还原性,据此解答。
2.反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,当有2e-转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.3∶1

随堂演练
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在反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,NO2既做还原剂又做氧化剂,每3个NO2发生反应,有2个NO2失去电子被氧化为HNO3,有1个NO2得到电子被还原成NO,反应过程中转移2个电子,则当有2e-转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤液中一定存在
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+

随堂演练
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随堂演练
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在金属活动性顺序中,活动性:Fe>H>Cu>Ag,往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则说明滤渣中含有铁,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,当有铁剩余时,说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应,滤液中无硝酸铜和硝酸银,只有生成的硝酸亚铁。
4.已知氮元素有多种可变化合价,常见的有-3、+2、+3、+4、+5价等。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
根据价态规律,判断上述反应是否有可能实现,说明判断的理由。
随堂演练
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答案 ①可能,反应物中的氮元素为+2价、+5价,生成物中为+3价,符合归中反应规律。
②不可能,反应物中的氮元素为-3价、+2价,生成物中为+3价,N元素的化合价只升不降。
③可能,反应物中的氮元素为+4价,生成物中为+3价、+5价,符合歧化反应规律。
随堂演练
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课时对点练
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题组一 价态规律及应用
1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe

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对点训练
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对点训练
Al3+处于最高价,只有氧化性,K的化合价只能升高,只有还原性,Fe2+化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;
Cl-化合价只能升高,只有还原性,B错误;
NO2中氮元素化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+化合价只能降低,只有氧化性,C错误;
SO2既有氧化性又有还原性,Fe化合价只能升高,只有还原性,D错误。
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对点训练
2.(2022·石家庄高一期末)下列反应中同一物质中同一价态的元素部分被氧化,部分被还原的是
A.Cl2+H2O===HCl+HClO
B.NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
C.5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O
D.SO2+2H2S===2H2O+3S
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对点训练
Cl2+H2O===HCl+HClO,反应中只有Cl元素的化合价变化,Cl元素部分被氧化、部分被还原,故A选;
NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O,没有元素的化合价变化,故
B不选;
5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O中,只有N元素的化合价变化,N元素部分被氧化、部分被还原,但不是同一价态的氮元素,故C不选;
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对点训练
SO2+2H2S===2H2O+3S中,只有S元素的化合价变化,但S元素存在于不同物质中,故D不选。
2
3.已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
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对点训练

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对点训练
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已知反应中氯元素的化合价:+1价升高到+5价和降低到-1价。既然NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,A中氯元素化合价均降低,D中氯元素化合价均升高;
B、C与题意相符,根据已知反应可知,C中NaClO不是最终产物,故B正确。
题组二 先后规律及应用
4.多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是
A.Fe B.H2 C.Mg D.不能确定
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对点训练

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氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最强的H+发生置换反应,然后再与Fe2+发生置换反应。
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对点训练
5.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉,下列说法不正确的是
A.若有铁粉剩余,则不溶物中有铁和铜单质
B.若有铁粉剩余,则反应后的溶质为FeSO4
C.若铁粉无剩余,且溶液中无Cu2+,则溶液中一定没有Fe3+
D.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中一定没有Fe3+

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对点训练
在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉的过程中,铁先与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4,再与CuSO4反应生成FeSO4和Cu,据此分析。若有铁粉剩余,则铁过量,反应后生成FeSO4和Cu,不溶物中有过量的铁和生成的铜单质,A、B正确;
因氧化性:Fe3+>Cu2+,若铁粉无剩余,必先还原Fe3+,则溶液中无Cu2+时一定也没有Fe3+,C正确;
若铁粉无剩余,只是加入少量铁粉,则可能只与部分Fe3+反应,则溶液中还有Cu2+、Fe3+,D不正确。
2
6.已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Br->Cl-,下列反应的化学方程式或离子方程式不成立的是
A.Br2+2KI===I2+2KBr
B.向FeBr2溶液中通入少量氯气:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
D.2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
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对点训练

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对点训练
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氧化性:Br2>I2,Br2可将KI氧化为I2,A正确;
还原性:I->Fe2+,向FeI2溶液中通入Cl2,要先氧化I-为I2,不能生成FeI3,C错误;
氧化性:Fe3+>I2,Fe3+可将I-氧化为I2,而Fe3+被还原为Fe2+,D正确。
题组三 守恒规律及应用
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对点训练
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A.+4 B.+5 C.+6 D.+7

离子方程式中,反应前后离子所带电荷总数相等,即6-1=8-n-1,解得n=2,从而得出 中M的化合价为+6价,也可根据得失电子守恒计算。
8.关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成4个 I2时,转移7个电子
D.还原剂与氧化剂的数目之比为1∶7
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对点训练
反应中K2H3IO6中的I元素得电子,化合价降低,发生还原反应,A错误;
KI既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;
每生成4个 I2转移7个电子,C正确;
反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1个K2H3IO6就有7个HI失电子,则还原剂与氧化剂的数目之比为7∶1,D错误。
2
9.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
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综合强化
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设被氧化的氮原子数为x,被还原的氮原子数为y,根据得失电子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得
10.已知反应6HCl(浓)+KClO3===3Cl2↑+KCl+3H2O,下列说法不正确的是
A.KClO3是氧化剂
B.被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1
C.盐酸表现还原性和酸性
D.用双线桥表示该反应的电子转移为
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综合强化

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A对,由反应可知,KClO3中Cl元素由+5价降低到0价,则KClO3是氧化剂;
B对,据该反应可知,被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1;
C对,该反应中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成盐KCl,则盐酸表现还原性和酸性;
D错,由于该反应为同一元素不同价态的归中反应,据归中规律,价
态只靠近不交叉,所以双线桥应为 。
2
综合强化
11.(2022·河南林州一中高一开学考试)废水脱氮工艺有一种方法是在废水中加入过量NaClO 使 完全转化为N2,该反应可表示为2 +3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法不正确的是
A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原
B.还原性: >Cl-
C.经此法处理过的废水不用再处理就可以直接排放
D.反应中每生成1个N2分子,转移6个电子

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综合强化
N元素的化合价由-3价升高为0价,所以反应中每生成1个N2分子,转移6个电子,故D正确。
12.在室温下,发生下列几种反应:
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综合强化
2
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.还原性强弱顺序为A2+>B->Z->X2+
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2

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综合强化
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在反应①中, 为氧化剂,X2+是还原产物,Z-是还原剂,Z2是氧化产物,还原性:Z->X2+;在反应②中,B2是氧化剂,B-是还原产物,A2+是还原剂,A3+是氧化产物,还原性:A2+>B-;在反应③中,Z2是氧化剂,Z-是还原产物,B-是还原剂,B2是氧化产物,还原性:B->Z-,则物质的还原性:A2+>B->Z->X2+,A正确;
氧化性: >Z2>B2>A3+,要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,B正确;
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综合强化
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X2+是 得到电子发生还原反应产生的还原产物,B2是B-失去电子被氧化产生的氧化产物,C正确;
由于氧化性: >Z2>B2>A3+,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知在溶液中可能会发生反应:8H++5A2++ ===X2++5A3++4H2O,D错误。
13.回答下列问题:
(1)实验室制备氧气可以用加热高锰酸钾的方法实现,其发生的反应为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,其中被还原的元素是______(填元素符号),氧化产物是______(填化学式)。
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综合强化
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Mn
O2
反应2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,KMnO4中氧元素的化合价升高,生成O2,KMnO4中锰元素的化合价降低,生成K2MnO4和MnO2,故被还原的元素是Mn,氧化产物是O2。
(2)下面三个方法都可以用来制氯气:
①MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
②KClO3+6HCl(浓)===3Cl2↑+KCl+3H2O
③KMnO4+HCl(浓)―→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
a.反应②的离子方程式为________________________________。
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综合强化
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b.反应①中,氧化产物与还原产物的质量比为_________。
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综合强化
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MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,所以氧化产物与还原产物的质量比为71∶126。
71∶126
c.已知反应④:4HCl+O2 2Cl2+2H2O(g),该反应也能制得氯气。则MnO2、O2、KMnO4三种物质氧化性由强到弱的顺序为______________
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6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
综合强化
2
根据反应①③④可知,③不需要条件,①的反应条件是加热,④的反应条件是加热和催化剂,反应条件越简单的氧化还原反应越容易发生,越容易发生的氧化还原反应中氧化剂的氧化性越强,所以氧化性强弱为KMnO4>MnO2>O2。
KMnO4>MnO2
>O2
1
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
14
15
综合强化
14.根据下表信息,解答有关问题。
2
氯气(Cl2) KMnO4 PbO2
有刺激性气味,呈黄绿色,有毒气体 易溶于水,溶液呈紫红色,可用于杀菌消毒 Pb的最高化合价为+4,其稳定化合价为+2,难溶于水,灰色固体
(1)上表所列物质通常作氧化剂的是_________________________。
KMnO4、PbO2、氯气(Cl2)
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
综合强化
(2)取一定量的酸性KMnO4溶液依次进行下列实验,有关现象记录如下:
滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生;
再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色。
①在配制酸性KMnO4溶液时,能否用盐酸?_____,原因是___________
___________________________________。
②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由强到弱的顺序为___________________。
2
不能
KMnO4的氧
化性比氯气的强,可将盐酸氧化为氯气
PbO2>KMnO4>H2O2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
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14
15
综合强化
2
滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生,说明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;
再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色,说明Mn2+能与PbO2反应生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,
综上得出氧化性由强到弱的顺序是PbO2>KMnO4>H2O2。
1
3
4
5
6
7
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14
15
综合强化
2
(3)根据上述反应能否比较Cl2与H2O2的氧化性强弱?________(填“能”或“不能”)。
不能
1
3
4
5
6
7
8
9
10
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14
15
综合强化
15.(1)汞单质及其化合物在工业生产和科学研究上有着广泛用途。丹砂炼汞的反应原理包括以下两个反应:
反应Ⅰ:HgS+O2===Hg+SO2
2
①反应Ⅰ中,还原产物是____________,反应中每生成1个SO2,转移
______个电子。
Hg、SO2
6
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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14
15
综合强化
2
HgS中Hg的化合价由+2价降低到0价,O2中O的化合价由0价降低到-2价,所以还原产物是Hg、SO2;HgS中S的化合价由-2价变成+4价,所以每生成1个SO2,转移6个电子。
1
3
4
5
6
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8
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14
15
综合强化
②用双线桥法标出反应Ⅱ中电子转移的方向和数目:
_____________________________。
2
氧化还原反应中得失电子守恒,HgS中S的化合价由-2价变成+6价,Hg的化合价由+2价变成0价,
所以反应以双线桥法表示为 。
从化学方程式的计量系数可看出,参与反应的NH3有8个,其中有2个NH3被氧化成N2,6个未被氧化生成NH4Cl。
1
3
4
5
6
7
8
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14
15
综合强化
(2)Cl2是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏,有关反应的化学方程式为3Cl2+8NH3===
6NH4Cl+N2。反应中被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量之比为_______。
1∶3
2
1
3
4
5
6
7
8
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15
综合强化
(3)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图:
2
①反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的分子数之比为_______;反应Ⅱ中的氧化产物是______。
O2
反应Ⅱ中过氧化氢失电子作还原剂,氧化产物为O2。
2∶1
1
3
4
5
6
7
8
9
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15
综合强化
②与传统消毒剂Cl2比较,NaClO2消毒效率是Cl2的________倍(产物视为Cl-,以单位质量得到的电子数表示,结果精确到0.01)。
2
Cl2得到2个电子生成Cl-,NaClO2得到4个电子生成Cl-,NaClO2消毒效率∶Cl2消毒效率= ≈1.57∶1。
1.57
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