(共73张PPT)
第一章 第三节
第2课时 氧化剂和还原剂
1.能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产
物等概念,熟知常见的氧化剂和还原剂,理清相关概念间的关系,促进“变
化观念”化学核心素养的发展。
2.认识物质的氧化性、还原性,学会分析预测物质具有的氧化性或还原性,建
立判断物质氧化性、还原性强弱的思维模型。
核心素养
发展目标
一、氧化剂和还原剂
二、氧化性、还原性强弱比较
课时对点练
内容索引
随堂演练 知识落实
氧化剂和还原剂
一
1.氧化还原反应的相关概念
【思考1】 用“双线桥”表示下列氧化还原反应中元素化合价升降和电子转移。
提示
(1)氧化剂与还原剂
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的物质。
(2)氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被 的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被 的产物。
降低
得到
偏向
升高
失去
偏离
氧化
还原
(3)氧化性与还原性
氧化性: 剂具有的性质,即物质 的性质,越容易 电子,氧化性越强。
还原性: 剂具有的性质,即物质 的性质,越容易 电子,还原性越强。
得电子
得
氧化
失电子
失
还原
【思考2】 已知反应:5H2O2+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4
+5O2↑+8H2O,回答下列问题。
(1)反应中H2O2→O2,氧元素的化合价由 到0价,因而H2O2 是 ,O2是 。
(2)反应中KMnO4→MnSO4,Mn元素的化合价由 到+2价,因而KMnO4 是 ,MnSO4是 。
-1价升高
还原剂
氧化产物
+7价降低
氧化剂
还原产物
(3)该反应中H2SO4是氧化剂吗?是还原剂吗?分析其原因。
(4)该反应中,H2O是氧化产物吗?是还原产物吗?分析其原因。
提示 H2SO4中各元素的化合价在反应前后都不变化,因此H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂。
提示 生成物H2O中的各元素没有价态变化,所以既不是氧化产物也不是还原产物。
归纳总结
2.常见氧化剂、还原剂
(1)常见的氧化剂
①活泼性较强的非金属单质:如 等。
②变价元素的高价态化合物:如 等。
③过氧化物:如 等。
④其他:如HClO、漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]、MnO2等。
Cl2、O2
Na2O2、H2O2
KMnO4、FeCl3、HNO3
(2)常见的还原剂
①活泼性较强的金属单质:如 等。
②某些非金属单质:如 等。
③含有较低价态元素的化合物:如 等。
④其他:如浓盐酸、NH3等。
Al、Fe、Zn
CO、SO2
H2、S、C
3.氧化还原反应的应用
氧化还原反应广泛存在于生产生活中,其中金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧、绿色植物的光合作用等是正面影响;易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等是负面影响。
【思考3】 汽车尾气系统中均安装了催化转化器,在催化转化器中,汽车尾气中的CO与NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2。
(1)请写出上述反应的化学方程式。
(2)请分析上述反应是否为氧化还原反应,如果是,请指出反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
提示 上述反应是氧化还原反应,其中还原剂是CO,氧化剂是NO,氧化产物是CO2,还原产物是N2。
应用体验
1.下列物质属于常见氧化剂的一组是
A.Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B.O2、KMnO4、C、H2
C.Na、K、FeCl2、H2、CO
D.CuO、CO、Fe2O3、H2
√
常用作氧化剂的有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常用作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。
应用体验
2.分析下列反应并按要求填空:
(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO
氧化剂是______,还原剂是______,还原产物是_____。
(2)8NH3+6NO2===7N2+12H2O
氧化产物是_____,还原产物是_____。
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
氧化剂是________;氧化产物是__________。
HNO3体现了______性和______性。
返回
NO2
NO2
NO
N2
N2
HNO3
Cu(NO3)2
氧化
酸
氧化性、还原性强弱比较
二
1.氧化性、还原性的强弱与得失电子的关系
(1)氧化性:物质越易得电子,氧化性越强。
(2)还原性:物质越易失电子,还原性越强。
特别提醒 物质氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易有关,与得失电子的多少无关。
2.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe>Cu。在反应中Fe是
剂,Cu是 产物。
还原
还原
(2)根据氧化还原反应的化学方程式比较
氧化性:氧化剂 氧化产物
还原性:还原剂 还原产物
即比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
>
>
【思考】 根据化学方程式判断下列物质的氧化性强弱。
Cl2的氧化性______S,理由是__________________________________
__________。
②2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
MnO2的氧化性______KMnO4,理由是__________________________
_________________________________。
大于
Fe被Cl2氧化成+3价,而S只能把其氧
化成+2价
小于
MnO2、KMnO4同样与浓盐酸
反应,前者需要加热,而后者不需要
应用体验
1.(2023·成都检测)根据反应O2+2H2S===2S↓+2H2O,Na2S+I2===2NaI+S↓,4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O判断下列物质的氧化性强弱,正确的是
A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2O
C.S>I2>O2 D.H2O>NaI>H2S
√
在氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,在反应O2+2H2S
===2S↓+2H2O中,氧化性:O2>S;在反应Na2S+I2===2NaI+S↓中,氧化性:I2>S;在反应4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O中,氧化性:O2>I2,因此,氧化性:O2>I2>S。
应用体验
2.已知下列反应:
①Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
②2KI+Br2===2KBr+I2
③Na2S+I2===2NaI+S↓
(1)Cl-、Br-、I-、S2-的还原性由强到弱的顺序是_______________。
S2->I->Br->Cl-
根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由反应①知还原性:Br->Cl-,由反应②知还原性:I->Br-,由反应③知还原性:S2->I-,即还原性:S2->I->Br->Cl-。
应用体验
(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是_____________。
Cl2>Br2>I2>S
根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由①得氧化性:Cl2>Br2,由②得氧化性:Br2>I2,由③得氧化性:I2>S,故氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2>S。
应用体验
(3)判断Cl2与Na2S能否反应?______(填“能”或“否”)。
能
由(2)知氧化性:Cl2>S,故Cl2与Na2S能发生反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓。
应用体验
(4)判断I2与NaBr能否共存?______(填“能”或“否”)。
能
由(2)知氧化性:Br2>I2,故I2与NaBr不能反应,则I2与NaBr能共存。
返回
随堂演练 知识落实
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1.(2022·连云港高一期中)下列物质的转化必须加入氧化剂才能实现的是
A.Cl2→HClO B.H2S→SO2
C.N2O5→HNO3 D.HNO3→NO
√
随堂演练
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随堂演练
Cl2和H2O反应可生成HClO,氧化剂和还原剂都是Cl2,不需要加入氧化剂,故A不选;
H2S→SO2,S元素化合价升高,失电子,被氧化,必须加入氧化剂才能实现,故B选;
N2O5→HNO3中N元素化合价都是+5价,化合价不变,说明不发生氧化还原反应,不需要加入氧化剂,故C不选;
HNO3→NO,N元素化合价降低,得电子,被还原,需要加入还原剂才能实现,故D不选。
2.(2022·天津蓟州高一检测)下列对于NaH+H2O===H2↑+NaOH的说法正确的是
A.该反应属于置换反应
B.若该反应中有2个电子转移,则生成1个H2
C.水是氧化剂
D.H2只是氧化产物
√
随堂演练
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随堂演练
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该反应的反应物中无单质参加,因此该反应不属于置换反应,A错误;
该反应中每反应生成1个H2,转移1个电子,因此若该反应中有2个电子转移,则生成2个H2,B错误;
在该反应中,H元素化合价由反应前H2O中的+1价降低到反应后H2中的0价,得到电子被还原,所以水是氧化剂,C正确;
在该反应中,H2既是还原产物又是氧化产物,D错误。
3.常温下,发生下列几种反应:
随堂演练
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4
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.溶液中可发生:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
B.Cl2在①③反应中均为氧化剂
√
随堂演练
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4
根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可得氧化性: >Cl2>Br2>Fe3+。若反应Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-可发生,则可得氧化性:Cl2>Fe3+,符合上述规律,A、C正确;
在反应①中Cl2是氧化产物,而在反应③中Cl2做氧化剂,B错误;
反应①中, 做氧化剂,发生还原反应,Mn2+为还原产物,D正确。
4.(1)从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。
①铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中,_____的还原性最强;在Cu2+、Fe2+、Ag+中,______的氧化性较强。
随堂演练
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Fe
Ag+
随堂演练
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铁钉浸入CuSO4溶液中,发生的反应是Fe+Cu2+===Fe2++Cu,则还原性:Fe>Cu;氧化性:Cu2+>Fe2+;铜丝浸入AgNO3溶液中发生的反应是Cu+2Ag+===Cu2++2Ag,则还原性:Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+,从而可得还原性:Fe>Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。
②铁在氯气中燃烧生成棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。则在Cl2、Cl-、H+中,__________具有氧化性,_______的氧化性较强。
随堂演练
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Cl2、H+
Cl2
铁在氯气中燃烧发生的反应是2Fe+3Cl2 2FeCl3,氧化剂是Cl2,铁和盐酸发生反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑,氧化剂是H+,故Cl2和H+具有氧化性,氧化性较强的是Cl2。
(2)为防治碘缺乏病,通常在食盐中添加少量的碘酸钾(KIO3)。碘酸钾和碘化钾在溶液中能发生下列反应:KIO3+5KI+3H2SO4===3I2+3K2SO4+3H2O。
①该反应中,氧化剂是_______,氧化产物是______。
随堂演练
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KIO3
I2
分析元素化合价变化可知:KIO3是氧化剂,氧化产物是I2。
②用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目:
_____________________________________。
随堂演练
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KIO3中I元素由+5价降低到0价,KI中I元素由-1价升高到0价,结合得失电子守恒,用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目。
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课时对点练
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题组一 氧化剂、还原剂等概念的考查
1.下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是
A.HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4
B.Al、CO、O2、H2
C.Zn、C、H2、CO
D.KClO3、MnO2、C、Fe
√
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对点训练
A中的物质常作氧化剂;
B中的氧气,D中的KClO3、MnO2都常作氧化剂。
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对点训练
2.(2022·北京北师大实验中学高一期中)下列反应中,H2O作氧化剂的是
A.SO3+H2O===H2SO4
B.3NO2+H2O===2HNO3+NO
C.Cl2+H2O===HCl+HClO
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对点训练
该反应不是氧化还原反应,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,A不符合题意;
该反应H2O中的H和O元素化合价不变,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,B不符合题意;
该反应H2O中的H和O元素化合价不变,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,C不符合题意;
该反应H2O中H元素化合价从+1价降低到H2的0价,被还原,H2O作氧化剂,D符合题意。
2
A.只有K2MnO4 B.只有MnO2
C.K2MnO4和MnO2 D.O2
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对点训练
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还原产物指的是氧化剂被还原后得到的产物,该反应中锰元素化合价一部分从+7价降低为+6价,一部分从+7价降低为+4价,得到电子,被还原,所以还原产物是K2MnO4和MnO2。
4.在下列反应中硫元素只显氧化性的是
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对点训练
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对点训练
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2Al+3S Al2S3反应中S元素化合价由0价降为-2价,显氧化性,故选A;
H2S H2+S反应中S元素化合价由-2价升为0价,显还原性,故
不选B;
S+2H2SO4(浓) 2H2O+3SO2↑反应中,单质硫中S元素化合价由0价升至+4价显还原性,H2SO4中S元素化合价由+6价降至+4价被还原,S既显氧化性又显还原性,故不选C;
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对点训练
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3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O反应中,S元素化合价部分
由0价升高为+4价、部分由0价降低为-2价,S既显氧化性又显还原性,故不选D。
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对点训练
5.(2022·广东揭阳高一期末)下列转化过程中需加入还原剂才能实现的是
A.Fe3+―→Fe(OH)3
B.Fe2O3―→Fe
C.Na―→Na2O
D.CO―→CO2
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对点训练
Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3,不需要加入还原剂,A错误;
Fe2O3―→Fe,铁元素化合价由+3价变成0价,Fe2O3是氧化剂,需要加入还原剂,B正确;
Na―→Na2O,钠元素化合价由0价变成+1价,Na是还原剂,需要加入氧化剂,C错误;
CO―→CO2,碳元素化合价由+2价变成+4价,CO是还原剂,需要加入氧化剂,D错误。
2
题组二 氧化性、还原性强弱比较
6.(2023·郑州高一调研)有A、B、C、D四种物质,已知它们能发生下列反应:
①A2++B===B2++A ②A2++C===C2++A
③B2++C===C2++B ④C2++D===D2++C
由此可推知,各物质的氧化性、还原性强弱顺序正确的是
A.氧化性:A2+>B2+>C2+>D2+ B.氧化性:D2+>C2+>B2+>A2+
C.还原性:A>B>C>D D.还原性:D>B>C>A
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对点训练
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根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物判断。由反应①得氧化性:A2+>B2+,还原性:B>A;
由反应②得氧化性:A2+>C2+,还原性:C>A;
由反应③得氧化性:B2+>C2+,还原性:C>B;
由反应④得氧化性:C2+>D2+,还原性:D>C;
综上所述,氧化性:A2+>B2+>C2+>D2+,还原性:D>C>B>A。
7.已知氧化性:Br2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Br-,则下列反应不能发生的是
A.Br2+2I-===2Br-+I2
B.Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+
C.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
D.2Fe3++2Br-===2Fe2++Br2
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对点训练
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氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,氧化性:Fe3+<Br2,故D项反应不能发生。
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对点训练
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9.制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3+2HCN===CaCN2+CO↑+H2↑+CO2↑,下列说法正确的是
A.氢元素被氧化,碳元素被还原
B.HCN被氧化,CaCO3被还原
C.HCN是氧化剂,CaCO3是还原剂
D.CaCN2是氧化产物,H2为还原产物
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因HCN碳元素的化合价升高,氢元素的化合价降低,则氢元素被还原,碳元素被氧化,则HCN既是氧化剂又是还原剂,碳酸钙中没有元素化合价发生变化,既不是氧化剂也不是还原剂,A、B、C错误;
HCN中碳元素的化合价由+2价升高到+4价,对应的氧化产物为CaCN2,HCN中氢元素的化合价由+1价降低到0价,对应的还原产物为H2,D正确。
2
综合强化
10.(2022·广州高一调研)在45~50 ℃时,臭氧(O3)可以将碘氧化为碘酸碘[I(IO3)3],反应的化学方程式为9O3+2I2===I(IO3)3+9O2。下列说法正确的是
A.O3既不是氧化剂也不是还原剂
B.I(IO3)3中碘元素的化合价均为+5
C.氧化性:I(IO3)3>I2
D.氧化性:I2> I(IO3)3
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从反应的化学方程式知,在反应中氧元素化合价降低,O3为氧化剂,A错误;
中碘元素化合价有+3、+5两种价态,B错误;
反应中,O3作氧化剂,I2作还原剂,I(IO3)3是氧化产物,则氧化性:I(IO3)3>I2,C正确、D错误。
2
综合强化
11.(2022·浙江镇海中学高一检测)关于反应2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,下列说法不正确的是
A.FeSO4发生氧化反应
B.Na2O是还原产物
C.氧化剂与还原剂的个数之比为3∶1
D.生成1个O2分子时,转移10个电子
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综合强化
FeSO4中Fe元素化合价升高,发生氧化反应,故A正确;
Na2O2中氧元素化合价降低得到Na2O,Na2O是还原产物,故B正确;
该反应中,FeSO4中Fe元素化合价升高,FeSO4是还原剂;Na2O2中部分氧元素化合价由-1价降低为-2价、部分氧元素化合价由-1价升高为0价,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,故C错误;
FeSO4中Fe元素化合价由+2价升高为+6价、Na2O2中氧元素化合价由-1价升高为0价生成氧气,反应生成1个氧气分子转移10个电子,故D正确。
12.(2022·石家庄二中高一期中)有下列三个反应:①Cl2+2FeCl2===2FeCl3
②2Fe3++2I-===2Fe2++I2
③Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是Fe3+、I2、CoCl2
B.氧化性:Co2O3C.根据反应①②可以推测反应:Cl2+2KI===2KCl+I2可能发生
D.在反应③中HCl作还原剂,在反应过程中全部被氧化
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①中Cl2为氧化剂,Fe2+为还原剂,Fe3+为氧化产物,Cl-为还原产物;②中Fe3+为氧化剂,I-为还原剂,Fe2+为还原产物,I2为氧化产物;③中Co2O3为氧化剂,HCl为还原剂,CoCl2为还原产物,Cl2为氧化产物,A错误;
根据氧化剂的氧化性大于氧化产物可知,氧化性:Co2O3>Cl2>Fe3+,B错误;
根据反应①②可知,氧化性:Cl2>Fe3+>I2,因此反应Cl2+2KI===
2KCl+I2可以发生,C正确;
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在反应③中,每6个HCl参加反应,有2个HCl作还原剂被氧化,4个HCl起到酸的作用,D错误。
13.《南村辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄如纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名曰发烛。”文中的“发烛”就是原始的火柴。K2Cr2O7在工业中用作制造火柴头的氧化剂。
已知反应:K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
(1)_____(填元素名称)元素被氧化,_________(填化学式,下同)是氧化剂。
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综合强化
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氯
K2Cr2O7
反应中部分氯元素的化合价由-1价升高到0价,被氧化;K2Cr2O7中铬元素的化合价由+6价降低到+3价,被还原,K2Cr2O7是氧化剂。
(2)_____是氧化产物,______发生氧化反应。
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综合强化
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Cl2
HCl
HCl→Cl2,氯元素化合价升高,发生氧化反应,Cl2为氧化产物。
(3)在参加反应的盐酸中,起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸作用的HCl的质量比为________。
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综合强化
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3∶4
14个HCl分子参加反应,有6个HCl分子被氧化,生成3个Cl2分子,另外8个HCl分子起酸的作用,所以起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸作用的HCl的质量比为3∶4。
(4)该反应中每生成3个Cl2转移______ 个电子。
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综合强化
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部分氯元素的化合价由-1价变到0价,故生成3个Cl2转移电子个数为3×2×[0-(-1)]=6。
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综合强化
14.有下列反应:
①2H2O+Cl2+SO2===H2SO4+2HCl
②2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
根据上述两个反应回答:
(1)氧化性强弱顺序为______________________,还原性强弱顺序为
___________________。
2
KMnO4>Cl2>H2SO4
SO2>HCl>MnCl2
由反应①知氧化性:Cl2>H2SO4,还原性:SO2>HCl,由反应②知氧化性:KMnO4>Cl2,还原性:HCl>MnCl2。
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综合强化
(2)反应①中氧化产物和还原产物的质量之比为________。
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98∶73
在反应①中氧化产物为H2SO4,还原产物为HCl,其质量比为98∶73。
(3)反应②中浓盐酸表现出的性质是______(填字母)。
A.还原性 B.酸性 C.氧化性
AB
在反应②中HCl被氧化为Cl2,表现的是还原性,同时还生成了盐和水,表现的是酸性。
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综合强化
15.阅读下面科普信息,回答问题:
一个体重50 kg的健康人含铁2 g,这2 g铁在人体中以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。
(1)工业盐的主要成分是NaNO2,曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,这说明NaNO2具有_______性。下列不能实现上述转化的物质是_____(填字母)。
A.Cl2 B.O2 C.FeCl3 D.KMnO4(H+)
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氧化
C
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综合强化
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Fe2+―→Fe3+发生了氧化反应,故NaNO2具有氧化性,所以实现此转化也应选择具有强氧化性的物质,而FeCl3与Fe2+不能反应,故FeCl3不能实现上述转化。
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综合强化
(2)工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,这说明维生素C具有______性。
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还原
缓解中毒,则应能使Fe3+―→Fe2+,所以维生素C具有还原性。
Fe和HNO3的反应中,一部分HNO3起氧化作用,生成NO,另一部分则起酸性作用生成Fe(NO3)3,所以56 g Fe参加反应时,被还原的HNO3为63 g。
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综合强化
(3)在Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O的反应中,HNO3表现了_____性和______性,则56 g Fe参加反应时,被还原的HNO3为____g。
酸
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返回
氧化
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本课结束