第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
◆ 知识点一 氧化还原反应及其判断
1.[2024·浙江杭州地区月考] 下列反应属于氧化还原反应的是 ( )
A.CaCO3CaO+CO2↑
B.SO3+H2OH2SO4
C.AgNO3+NaClAgCl↓+NaNO3
D.Fe+CuSO4FeSO4+Cu
2.下列反应不属于氧化还原反应的是 ( )
A.3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O
B.CuO+H2Cu+H2O
C.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
D.2AgNO3+BaCl22AgCl↓+Ba(NO3)2
3.同种物质中同一价态的元素部分被氧化,部分被还原的氧化还原反应是 ( )
A.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
B.3Br2+6KOH5KBr+KBrO3+3H2O
C.2KNO32KNO2+O2↑
D.NH4NO3N2O↑+2H2O
4.“黑火药”是我国古代四大发明之一,它由硝酸钾、硫黄、木炭组成,爆炸时发生反应:S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是( )
A.该反应中,S和C元素被氧化
B.该反应中,KNO3中N和O元素被还原
C.该反应中,S和KNO3发生还原反应
D.该反应中C和S发生氧化反应
5.氮化铝(AlN)被广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过如下反应制取:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。下列叙述正确的是( )
A.AlN中N元素的化合价为-3价
B.Al2O3发生氧化反应
C.上述反应中氮元素被还原,N2发生氧化反应
D.上述反应中有电子的转移,是因为有元素的化合价发生变化
6.关于反应8NH3+6NO27N2+12H2O,下列说法不正确的是 ( )
A.该反应中NH3中N元素被氧化
B.NO2发生还原反应
C.该反应中NO2的N和O元素均被还原
D.被氧化与被还原的元素质量之比为4∶3
7.[2024·浙江金丽衢十二校期中] 关于反应2NaNO2+2KI+2H2SO42NO↑+I2+Na2SO4+K2SO4+2H2O,下列说法正确的是 ( )
A.KI发生还原反应
B.该反应中,H2SO4既被氧化又被还原
C.该反应中,NaNO2发生还原反应
D.该反应中,变价元素有N、I和S
◆ 知识点二 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
8.下列反应进行分类时,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是 ( )
A.CH4+2O2CO2+2H2O
B.2KClO32KCl+3O2↑
C.S+O2SO2
D.8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
9.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是 ( )
A.Fe+CuSO4FeSO4+Cu
B.Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2H2O22H2O+O2↑
10.[2024·浙江钱塘联盟期中] 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是( )
A.Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag
B.S+O2SO2
C.2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2
D.CaCO3CaO+CO2↑
11.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列反应:
①CO2+C2CO
②Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
③2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
⑥CuO+COCu+CO2
⑦2H2O2H2↑+O2↑
⑧CO2+H2OH2CO3
(1)其中属于化合反应的有 (填序号,下同),属于置换反应的有 。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有变化的是 。
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是 。
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是 。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是 。
12.[2024·浙江嘉兴八校期中联考] 高铁酸钾(K2FeO4)是高效、绿色的水处理剂,其原理如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B.在a过程中K2FeO4被活细菌还原
C.在b过程中形成的Fe(OH)3胶体能净水
D.在a过程中活细菌发生还原反应
13.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为NaH+H2ONaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中正确的是 ( )
A.H2O中的氢元素被氧化
B.NaH中的钠离子得到电子
C.只有一种元素化合价发生变化
D.该反应属于置换反应
14.CuCl2是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在Fe3+的催化作用下可生成CuCl2,过程如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.Fe3+可循环使用
B.过程Ⅰ反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
C.过程Ⅱ中的Fe2+被还原
D.该过程最终产物为Cu2+和H2O
15.氢碘酸(HI)是一种强酸,HI可以与多种物质[如KClO3、Cl2、NaNO2、Fe(OH)3等]发生不同类型的化学反应。请回答下列问题:
(1)如图所示可表示离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系,其中表示离子反应的是 (填标号)。
(2)KClO3在水溶液中的电离方程式为 。
(3)常温下,HI溶液与Cl2反应的化学方程式为2HI+Cl22HCl+I2。该反应中,被氧化的物质是 (填化学式,下同),发生还原反应的物质是 。
(4)在反应2NaNO2+4HI2NO↑+I2+2NaI+2H2O中,被氧化的元素是 ,被还原的元素是 。(填元素符号)
(5)将Fe(OH)3固体加入HI溶液中,反应生成FeI2(易溶)、I2和H2O,离子方程式为 。
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
1.D [解析] CaCO3高温分解生成CaO和CO2,反应中元素化合价没有变化,属于非氧化还原反应,故A不符合题意;SO3和H2O反应生成H2SO4,反应中元素化合价没有变化,属于非氧化还原反应,故B不符合题意;AgNO3溶液与NaCl溶液反应生成AgCl沉淀和NaNO3,反应中元素化合价没有变化,属于非氧化还原反应,故C不符合题意;Fe与CuSO4溶液发生置换反应,反应中铁元素和铜元素化合价变化,属于氧化还原反应,故D符合题意。
2.D [解析] 从化合价升降的角度分析,凡物质中所含元素的化合价在反应前后发生变化的反应,均属于氧化还原反应。D项是复分解反应,在反应前后元素的化合价都没有发生改变,所以是非氧化还原反应。
3.B [解析] 该反应中Mn元素由+4价降低到+2价,被还原,Cl元素由-1价升高到0价,被氧化,A不符合题意;该反应中只有Br2中0价的Br元素的化合价发生变化,部分被氧化,部分被还原,B符合题意;该反应中N元素由+5价降低到+3价,被还原,O元素由-2价升高到0价,被氧化,C不符合题意;该反应中只有N元素的化合价发生变化,其中+5价的N元素降低为+1价,-3价的N元素升高为+1价,不是同种物质中同一价态的元素化合价发生变化,D不符合题意。
4.C [解析] 该反应中,S→K2S,S元素由0价降低到-2价,则S元素被还原,A错误;KNO3→N2,N元素由+5价降低到0价,则N元素被还原,O元素未变价,B错误;该反应中,S和N元素均被还原,则S和KNO3发生还原反应,C正确;该反应中,C发生氧化反应,S发生还原反应,D错误。
5.A [解析] AlN中N元素为-3价,A项正确;Al2O3在反应中元素化合价没有发生变化,B项错误;N2中氮元素化合价降低,被还原,发生还原反应,C项错误;因为有电子的转移才有元素化合价的变化,而不是有元素化合价的变化才有电子的转移,D项错误。
6.C [解析] 该反应中,NH3→N2,N元素由-3价升高到0价,N元素被氧化,A正确;NO2→N2,N元素由+4价降低到0价,N元素被还原,发生还原反应,B正确;该反应中O元素化合价未发生变化,C错误;由A、B项分析可知,被氧化与被还原的元素质量之比为(8×14)∶(6×14)=4∶3,D正确。
7.C [解析] 该反应中,KI中的I元素由-1价升高到0价,发生氧化反应,A错误;该反应中H2SO4的元素化合价既不升高也不降低,故H2SO4既未被氧化又未被还原,B错误;NaNO2→NO,N元素由+3价降低到+2价,故NaNO2发生还原反应,C正确;该反应中,变价元素有N、I,S元素化合价未发生变化,D错误。
8.D [解析] A项,属于氧化还原反应,但不属于置换反应;B项,属于分解反应;C项,属于化合反应;D项,反应中N和Cl元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应。
9.C [解析] B项反应属于复分解反应,不是氧化还原反应;A、C、D项反应均为氧化还原反应,A项为置换反应,D项为分解反应,C项不属于四种基本反应类型。
10.C [解析] 阴影部分表示该反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应。Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag是置换反应,且是氧化还原反应,故A错误;S+O2SO2是化合反应,且是氧化还原反应,故B错误;2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2不属于四种基本反应类型,但是氧化还原反应,故C正确;CaCO3CaO+CO2↑是分解反应,不是氧化还原反应,故D错误。
11.(1)①④⑧ ⑤ (2)②⑧ (3)⑦ (4)③ (5)电子的得失或共用电子对的偏移
[解析] 化学反应的基本类型中,复分解反应不是氧化还原反应;置换反应一定是氧化还原反应;化合反应和分解反应,若元素化合价有变化则是氧化还原反应,若元素化合价无变化则是非氧化还原反应。离子反应是否属于氧化还原反应也要根据元素的化合价在反应前后是否发生变化来判断。
12.D [解析] K2FeO4中K元素为+1价,O元素为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价,A正确;在a过程中K2FeO4中Fe元素由+6价降为+3价,被还原,被活细菌还原,B正确;在b过程中Fe3+水解形成的Fe(OH)3胶体,能吸附水中悬浮物从而起到净水作用,C正确;在a过程中活细菌被K2FeO4氧化,发生氧化反应,D错误。
13.C [解析] H2O→H2中H元素化合价降低,则H2O中氢元素被还原,A错误;NaH→H2,H元素由-1价升高到0价,则H-失去电子,Na+未发生变化,B错误;该反应中只有H元素化合价发生变化,C正确;该反应的反应物不含单质,不是置换反应,D错误。
14.C [解析] 根据图可知,Fe3+反应后生成Fe2+,Fe2+被氧化生成Fe3+,所以Fe3+可循环使用,A项正确;过程Ⅰ的反应为Fe3+和Cu反应生成Fe2+和Cu2+,离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,B项正确;过程Ⅱ中Fe元素化合价升高,O元素化合价降低,Fe2+被氧气氧化,氧化剂为O2,C项错误;将过程Ⅰ的反应乘以2再加上过程Ⅱ的反应,可得总反应为2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O,D项正确。
15.(1)C (2)KClO3K++Cl
(3)HI Cl2 (4)I N
(5)2Fe(OH)3+6H++2I-2Fe2++I2+6H2O
[解析] (3)HI→I2,I元素化合价升高,则HI被氧化;Cl2→HCl,Cl元素化合价降低,得电子被还原,故Cl2发生还原反应。(5)将Fe(OH)3固体加入HI溶液中,发生氧化还原反应,生成FeI2(易溶)、I2和H2O,结合得失电子守恒、电荷守恒,该反应的离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-2Fe2++I2+6H2O。第2课时 氧化剂和还原剂
◆ 知识点一 氧化剂和还原剂及其判断
1.下列说法正确的是 ( )
A.在氧化还原反应中,氧化剂经化学变化变成还原剂
B.在氧化还原反应中,氧化剂被氧化,还原剂被还原
C.在氧化还原反应中,一定有电子的转移
D.在化学反应中,还原剂能把其他物质氧化
2.在化学反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2中,还原剂是 ( )
A.CO B.Fe C.Fe2O3 D.CO2
3.下列有关反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O的说法正确的是 ( )
A.Cl-得到电子 B.MnO2作氧化剂
C.该反应属于置换反应 D.HCl发生还原反应
4.下列各组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
5.[2024·浙江宁波中学期中] 下列转化关系中必须加入氧化剂才能实现的是 ( )
A.Mn→Mn2+ B.Zn2+→Zn
C.H2→H2O D.CuO→CuCl2
6.高锰酸钾在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂;在水质净化及废水处理中,作水处理剂。高锰酸钾受热分解可以制得氧气,反应为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,下列有关该反应的说法错误的是 ( )
A.氧化剂和还原剂都是KMnO4
B.该反应的还原产物只有MnO2
C.该反应的氧化产物是O2
D.KMnO4中Mn表现氧化性,部分O表现还原性
7.氮氧化物是大气中常见的主要污染物,可用NaOH溶液吸收空气中的氮氧化物,发生反应NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。下列有关该反应的说法错误的是 ( )
A.NO2表现氧化性
B.NO是还原剂,被氧化
C.氧化产物是NaNO2
D.该反应中每消耗1个NO2转移2个电子
◆ 知识点二 氧化还原反应中电子转移的表示
8.下列氧化还原反应的双线桥表示不正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
9.[2024·浙江效实中学月考] 下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
10.M与N反应时,不能实现图示电子转移的是 ( )
选项 M N 电子转移
A H2 Cl2
B Fe CuSO4
C Al H2SO4(稀)
D CuO H2
◆ 知识点三 氧化性、还原性及其强弱的判断
11.下列微粒中,只有氧化性的是 ( )
①Fe2+ ②SO2 ③H+ ④Cl- ⑤Na+ ⑥Al
A.③ B.③⑤ C.①② D.④⑥
12.[2024·浙江湖州二中期中] 已知反应:①Cl2+2I-I2+2Cl-,②2Fe3++2I-I2+2Fe2+。下列说法中正确的是 ( )
A.根据已知反应可以判断氧化性:Fe3+>Cl2>I2
B.氯气只具有氧化性,不具有还原性
C.KI溶液中,Fe3+可以大量存在
D.上述反应中I2均为氧化产物
13.[2024·浙江金华一中月考] ClO2是新型消毒剂,可以由过硫酸钠(Na2S2O8)与NaClO2反应制得,该反应的化学方程式为Na2S2O8+2NaClO22ClO2↑+2Na2SO4,下列说法不正确的是 ( )
A.反应中Na2S2O8作氧化剂
B.每1个Na2S2O8参加反应,得到1个e-
C.ClO2因具有强氧化性而可以杀菌消毒
D.该实验条件下的氧化性:Na2S2O8>ClO2
14.常见金属铁和铜,有如下两个反应:①Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+;②Fe+Cu2+Cu+Fe2+。下列说法不正确的是( )
A.反应①②均为置换反应
B.由①②可得出氧化性强弱为Fe3+>Cu2+>Fe2+
C.由①②中离子氧化性强弱可知Fe+2Fe3+3Fe2+可以发生
D.②中还原剂与还原产物的质量比为7∶8
15.已知下列反应:
反应Ⅰ Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2O
反应Ⅱ 5Cl2+I2+6H2O10HCl+2HIO3
下列说法正确的是 ( )
A.氧化性:Co2O3B.反应Ⅰ中HCl是氧化剂
C.还原性:CoCl2>HCl>I2
D.反应Ⅱ中Cl2发生还原反应
16.ClO2可用于处理含CN-的污水,其反应方程式为2ClO2+2CN-2CO2+N2+2Cl-,CN-中N元素为-3价。下列说法正确的是 ( )
A.该反应中ClO2被氧化
B.该反应中氧化产物只有N2
C.由该反应可判断还原性强弱:CN-D.如图可表示反应中电子转移情况:
17.在催化剂的作用下,O2将 HCl转化为 Cl2(如图所示),可提高效益,减少污染。下列说法错误的是 ( )
A.反应Ⅰ的化学方程式为2HCl+CuOCuCl2+H2O
B.反应Ⅱ的电子转移的方向和数目为
C.反应Ⅰ和反应Ⅱ均属于基本反应类型中的反应
D.CuCl2和 CuO中,Cu元素的化合价均为+2价
18.NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)在催化剂作用下,NH3可与NO2发生如下反应:8NH3+6NO27N2+12H2O。
①该反应的氧化剂是 。
②用单线桥法表示该反应中电子转移的方向和数目。
③为研究哪些物质能将NOx转化为N2以消除污染,根据氧化还原反应的知识可知,下列物质中不适宜选用的是 (填序号)。
A.CO B.H2 C.CO2
(2)水体中含有较多的硝酸盐会污染水质。一种用铁粉处理水体中的硝酸盐的反应如下:
Fe+N+H+Fe2++N+H2O(未配平)
由反应可知酸性条件下N、Fe2+的氧化性大小: > 。
第2课时 氧化剂和还原剂
1.C [解析] 在氧化还原反应中,氧化剂经化学变化变成还原产物,A项错误;在氧化还原反应中,氧化剂得到电子被还原,还原剂失去电子被氧化,B项错误;氧化还原反应的特征是元素化合价的升降,实质是电子转移,故在氧化还原反应中,一定有电子的转移,C项正确;在化学反应中,还原剂能把氧化剂还原,还原剂本身被氧化, D项错误。
2.A [解析] 由反应可知,CO中的碳元素化合价由+2价变为+4价,失去电子被氧化,发生氧化反应,CO是还原剂,具有还原性,Fe2O3是氧化剂,Fe是还原产物,CO2是氧化产物。
3.B [解析] Cl元素化合价升高(-1→0),Cl-失去电子,被氧化,HCl发生氧化反应,A、D项错误;Mn元素化合价降低(+4→+2),作氧化剂,B项正确;该反应不属于置换反应,C项错误。
4.A [解析] 常用作氧化剂的物质有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常用作还原剂的物质有C、H2、CO、KI、Zn、Al、Fe等。C、H2常用作还原剂,B错误;Na、K、H2、CO常用作还原剂,C错误;CO、H2常用作还原剂,D错误。
5.C [解析] Mn→Mn2+发生还原反应,需加入还原剂,A错误;Zn2+→Zn,发生还原反应,需加入还原剂,B错误;H2→H2O发生氧化反应,需加入氧化剂,C正确;CuO→CuCl2过程各元素均未变价,不需要加入氧化剂或还原剂,要加入稀盐酸,D错误。
6.B [解析] Mn元素的化合价由+7价降到+6价、+4价,同时O元素的化合价由-2价升高到0价,同一种物质中元素化合价既有降低又有升高,那么高锰酸钾既作氧化剂又作还原剂,A正确;该反应的还原产物是MnO2和K2MnO4,B错误;该反应的氧化产物是O2,C正确;KMnO4中Mn元素化合价降低,表现氧化性,部分O元素化合价升高,表现还原性,D正确。
7.D [解析] NO2→NaNO2,N元素由+4价变为+3价,则NO2作氧化剂,表现氧化性,A正确;NO→NaNO2,N元素化合价升高,则NO是还原剂,NaNO2是氧化反应的产物,B、C正确;NO~NO2~2NaNO2~e-,则该反应中每消耗1个NO2,转移1个电子,D错误。
8.D [解析] 氧气中氧元素由0价变为-2价,得到电子;CO中碳元素由+2价变为+4价,失去电子;双线桥表示为,A项正确。MnO2中Mn元素由+4价变为+2价,得到电子;4个HCl中2分子HCl中Cl元素由-1价变为0价,失去电子;双线桥表示为,B项正确。
KMnO4中Mn得电子生成K2MnO4和MnO2,KMnO4中O失电子生成O2,C项正确。O2中O元素由0价变为-2价,得到电子;HgS中Hg元素由+2价变为0价,得到电子;HgS中S元素由-2价变为+4价,失去电子;双线桥表示为,D项错误。
9.C [解析] 单线桥中不标注电子得失,且A项中转移5e-,A、D错误;Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,箭头由O原子指向Mn原子,B错误;Fe元素由Fe单质中的0价升高到+2价,转移2e-,C正确。
10.D [解析] 图中M将电子转移给N,即M失去电子,N得到电子,故M被氧化,N被还原。CuO与H2反应生成Cu和H2O,CuO得到电子,H2失去电子,D错误。
11.B [解析] H+、Na+中H、Na元素处于最高价,只有降低价态的趋势,只有氧化性。Fe2+、SO2中Fe、S元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。Cl-、Al中元素处于最低价态,只有还原性。
12.D [解析] 根据“氧化性:氧化剂>氧化产物”,由①可得氧化性:Cl2>I2,由②可得氧化性:Fe3+>I2,不能比较Fe3+和Cl2的氧化性强弱,A错误;Cl2中Cl元素显0价,处于中间价态,故Cl2既有氧化性又有还原性,B错误;由于氧化性:Fe3+>I2,故Fe3+可将I-氧化生成I2,二者不可大量共存,C错误;两个反应中均存在I-→I2,均发生氧化反应,故I2均为氧化产物,D正确。
13.B [解析] 该反应中反应物NaClO2中的Cl呈+3价,生成物ClO2中的Cl呈+4价,则NaClO2作还原剂,Na2S2O8作氧化剂,ClO2是氧化产物,A正确;结合反应原理,每1个Na2S2O8参加反应,得到2个e-,B错误;ClO2中Cl可以降低到-1价,易得电子、具有强氧化性,可以杀菌消毒,C正确;该反应中,Na2S2O8作氧化剂,ClO2是氧化产物,则Na2S2O8的氧化性比ClO2强,D正确。
14.A [解析] 反应①没有单质生成,不符合置换反应的定义,不是置换反应,A错误;由反应①可知,氧化性Fe3+>Cu2+,由反应②可知,氧化性Cu2+>Fe2+,则氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,B正确;由方程式Fe+2Fe3+3Fe2+可知,氧化性Fe3+>Fe2+,符合氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,C正确;②中还原剂为Fe,还原产物为Cu,结合方程式可知,其质量比为56∶64=7∶8,D正确。
15.D [解析] 反应Ⅰ的氧化剂和氧化产物分别是Co2O3和Cl2,氧化性Co2O3>Cl2,还原剂和还原产物分别是HCl和CoCl2,还原性HCl>CoCl2。反应Ⅱ的氧化剂和氧化产物分别是Cl2和HIO3,氧化性Cl2>HIO3,还原剂和还原产物分别是I2和HCl,还原性I2>HCl。还原剂发生氧化反应,氧化剂发生还原反应。综上所述,D项正确。
16.D [解析] 反应2ClO2+2CN-2CO2+N2+2Cl-,CN-中N元素为-3价,C元素为+2价,则ClO2中Cl元素由+4价降低到-1价,化合价降低5×2,CN-中C由+2价升高到+4价,N由-3价升高到0价,化合价升高(2+3)×2。根据上述分析可知,该反应中ClO2被还原,A错误;在氧化还原反应中化合价升高被氧化的产物为氧化产物,所以上述反应中CO2和N2均为氧化产物,B错误;还原剂的还原性大于还原产物的还原性,结合分析可知,还原性:CN->Cl-,C错误;题中反应的电子转移情况为2CO2+N2+2Cl-,D正确。
17.B [解析] 根据图示可知,反应Ⅰ为HCl与CuO反应生成H2O和CuCl2,化学方程式为2HCl+CuOCuCl2+H2O,A正确;反应Ⅱ中2个CuCl2中的Cl失去4个电子生成2个Cl2,1个O2得到4个电子生成2个CuO,图示电子转移方向错误,B错误;反应Ⅰ属于复分解反应,反应Ⅱ属于置换反应,都是基本反应类型中的反应,C正确;CuCl2和CuO中,Cu元素的化合价均为+2价,D正确。
18.(1)①NO2 ② ③C
(2)N Fe2+第3课时 氧化还原反应的规律及应用
◆ 知识点一 价态转化规律
1.下列物质参加氧化还原反应时,硫元素只能被氧化的是 ( )
A.Na2S B.S
C.SO2 D.浓H2SO4
2.在某体系内反应物和生成物共有5种物质:H2S、S、FeCl3、FeCl2、HCl。已知H2S为反应物,则另一反应物是 ( )
A.FeCl3 B.FeCl2
C.S D.HCl
3.欲制备Na2S2O3,从氧化还原角度分析,下列选项中合理的反应物是 ( )
A.Na2SO3与S
B.Na2S与S
C.SO2与Na2SO4
D.Na2SO3与Na2SO4
4.在3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O中,下列说法不正确的是( )
A.Cl2既是氧化剂,又是还原剂
B.KCl是还原产物,KClO3是氧化产物
C.反应中每消耗3个Cl2分子,转移6e-
D.该反应中只有氯元素化合价发生了变化
5.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,我们不了解它们的化学式,但它们在一定条件下有下列转化关系(未配平,且四个反应均为氧化还原反应):
①GQ+NaCl
②Q+H2OX+H2↑
③Y+NaOHG+Q+H2O
④Z+NaOHQ+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是 ( )
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
◆ 知识点二 反应先后规律和电子守恒规律
6.[2023·浙江杭州高级中学月考] 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,且还原性:I->Fe2+>Cl->Co2+。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3
B.3Cl2+2FeI22FeCl3+2I2
C.Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-2Fe2++I2
7.[2024·浙江金华一中月考] 现有下列四个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
②2FeBr2+Br22FeBr3
③Cl2+2KBr2KCl+Br2
④2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
若某溶液中有Fe2+、I-、Br-、Cl-共存,要氧化除去Fe2+,而又不氧化Br-和Cl-,可加入的试剂是 ( )
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.Br2
8.已知常温下在溶液中可以发生如下两个反应:
①Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+;
②Sn2++2Fe3+Sn4++2Fe2+。
根据以上反应,判断下列说法不正确的是 ( )
A.①中Ce4+发生还原反应
B.②中Sn4+是氧化产物
C.氧化性强弱的顺序为Ce4+>Sn4+>Fe3+
D.Fe→Fe2+需加入氧化剂才能实现
9.在一定条件下,R2和Cl-可发生如下反应:R2+6Cl-+14H+2R3++3Cl2↑+7H2O,从而可知在R2中,R的化合价是 ( )
A.+4价 B.+5价
C.+6价 D.+7价
10.在水溶液中N2可将Fe3+还原为Fe2+,自身被氧化生成Y,该反应可简单表示为N2+4Fe3+4Fe2++Y+……,据此判断Y为 ( )
A.N B.N2 C.N2O D.N2H4
11.锌与某浓度稀硝酸发生反应Zn+HNO3Zn(NO3)2+X+H2O(未配平),当锌与硝酸恰好完全反应时,其个数之比为5∶12,则还原产物X一定是( )
A.NH4NO3 B.NO
C.N2O D.N2
12.有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2;
②2FeCl2+Cl22FeCl3;
③2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
下列有关说法正确的是 ( )
A.若FeCl2溶液中含有杂质I-,可以加入试剂KMnO4除去I-
B.反应③中若生成2个Cl2,则转移5个电子
C.反应①中FeCl2是氧化产物,反应②中FeCl2是还原剂
D.氧化性的强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2
13.已知:KMnO4具有强氧化性,H2S具有较强还原性。实验证明,以下7种物质是一个氧化还原反应的反应物和生成物:H2S、MnSO4、S、KMnO4、K2SO4、H2O和H2SO4,下列说法正确的是 ( )
A.这7种物质中,只有H2S和KMnO4是反应物
B.被还原的元素是S
C.发生氧化反应的物质是MnSO4
D.氧化剂与还原剂的粒子数之比为2∶5
14.实验室常用Mn标定(NH4)2Fe(SO4)2,同时使Mn再生,其反应原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.反应Ⅱ中 Fe2+是还原剂
B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:S2>Mn>Fe3+
C.发生反应Ⅰ和反应Ⅱ时,溶液颜色均发生了变化
D.S2和Fe2+在水溶液中能大量共存
15.将碎片b补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是 ( )
A.反应物微粒是S、S、OH-
B.该反应说明S2-和S在碱性溶液中可以大量共存
C.氧化剂与还原剂的粒子个数之比为1∶2
D.有3个S参加反应时,转移3e-
16.氧化还原反应在生产生活中应用十分广泛,回答下列问题:
(1)在S2-、Fe2+、Mg2+、I-、H+、S粒子中,只有氧化性的是 ,只有还原性的是 ,既有氧化性又有还原性的是 。
(2)有下列三个在溶液中发生的氧化还原反应:
Ⅰ.2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2;
Ⅱ.2FeCl2+Cl22FeCl3;
Ⅲ.K2Cr2O7+14HCl2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
①FeCl3、I2、Cl2、K2Cr2O7的氧化性由强到弱的顺序为 。
②Cr2、I-在强酸性溶液中能否大量共存 (请先回答“能”或“否”,“能”不用解释,“否”需要加以解释)。
(3)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业上制备ClO2的反应为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①该反应中的还原产物是 (写化学式)。
②用“单线桥”标出反应中电子转移的方向与数目。
③ClO2在杀菌消毒的过程中会生成副产物亚氯酸盐(Cl),要将其转化为Cl-除去,下列试剂能实现其转化过程的是 (填字母)。
a.O2 b.FeCl2
c.KI d.KMnO4
(4)双氧水是公认的绿色氧化剂。已知氧化性强弱顺序为H2O2(H+)>Fe3+>I2,向FeI2溶液中加入足量硫酸酸化的双氧水,发生反应的离子方程式为 。
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
1.A [解析] 从氧化还原反应角度看,若S元素处于最低价,则在反应中只能失去电子被氧化,即-2价的硫元素化合价只能升高被氧化,A中Na2S符合题意。
2.A [解析] H2S为反应物,根据S元素守恒,S为生成物,即反应中S元素的化合价由-2价升至0价,H2S→S为氧化反应;氧化还原反应中氧化反应和还原反应一定同时发生,根据各物质中元素的化合价,另一过程为FeCl3→FeCl2,Fe元素的化合价由+3价降至+2价,另一反应物为FeCl3,反应的化学方程式为H2S+2FeCl3S↓+2FeCl2+2HCl, A项正确。
3.A [解析] Na2S2O3中Na元素显+1价,O元素显-2价,根据各元素化合价代数和为0推知,S元素显+2价。根据氧化还原反应中“价态归中规律”,若制备Na2S2O3,则两种反应物中S元素的化合价必定有一种高于+2价,另一种低于+2价,才能发生“归中反应”,只有A项符合要求。
4.C [解析] Cl2→KCl中Cl元素化合价降低,发生还原反应,则KCl是还原产物;Cl2→KClO3中Cl元素化合价升高,发生氧化反应,则KClO3是氧化产物,Cl2发生还原反应和氧化反应,则Cl2既是氧化剂,又是还原剂,A、B正确。消耗3个Cl2分子,同时生成1个KClO3和5个KCl,则转移5e-,C错误。由上述分析可知,只有Cl元素化合价发生变化,D正确。
5.A [解析] G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物,氧化还原反应中元素的化合价有升高,则必然有降低。由①得出Q中氯元素的化合价高于G中氯元素的化合价;分析②:H2O中的H元素的化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,故X中氯元素的化合价高于Q;分析③:Y中氯元素的化合价在G与Q之间,且Q中氯元素的化合价高于Y,G中氯元素的化合价低于Y;最后分析④:Z中氯元素的化合价在Q与X之间,且Q中氯元素的化合价低于Z,X中氯元素的化合价高于Z。综上所述,A项正确。
6.A [解析] 根据还原性:I->Fe2+>Cl->Co2+,氧化性:Co2O3>Cl2>Fe3+>I2,因此氯气可以氧化Fe2+,也可以氧化I-,但是碘离子的还原性强于亚铁离子,碘离子会先被氯气氧化,正确的离子方程式:Cl2不足时,Cl2+2I-2Cl-+I2,Cl2 过量时,3Cl2+2Fe2++4I-6Cl-+2I2+2Fe3+,所以A项反应不可能发生,故A符合题意;根据反应:3Cl2+2FeI22FeCl3+2I2,得出氧化性:Cl2>I2、Cl2>Fe3+,还原性:I->Cl-、Fe2+>Cl-,和题意相符,反应可能发生,故B不符合题意;根据反应:Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O,得出氧化性:Co2O3>Cl2,还原性:Cl->Co2+,和题意相符,反应可能发生,故C不符合题意;根据反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,得出氧化性:Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+,和题意相符,反应可能发生,故D不符合题意。
7.D [解析] 由信息可知,氧化性由强至弱的顺序为Mn>Cl2>Fe3+>I-,还原性由强至弱的顺序为I->Fe2+>Cl->Mn2+。Cl2能将Fe2+、I-和Br-都氧化;KMnO4能将Fe2+、I-、Br-和Cl-均氧化;FeCl3能氧化除去I-而不氧化Fe2+;溴能将Fe2+、I-都氧化,而又不氧化Br-和Cl-,D项符合题意。
8.C [解析] ①中Ce4+→Ce3+,Ce元素化合价降低,则Ce4+发生还原反应,A正确;②中Sn2+→Sn4+,Sn元素化合价升高,发生氧化反应,则Sn4+是氧化产物,B正确;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,由①②分别可得氧化性:Ce4+>Fe3+、Fe3+>Sn4+,则有氧化性:Ce4+>Fe3+>Sn4+,C错误;Fe→Fe2+过程中Fe元素化合价升高,发生氧化反应,故要加入氧化剂,D正确。
9.C [解析] 根据反应前后电荷守恒,可知n=2,则根据R2中化合价代数和为-2,解得R的化合价为+6价,C项正确。
10.B [解析] 该离子方程式已配平,4Fe3+→4Fe2+得到4e-,据得失电子守恒可知,N2→Y要失去4e-,平均每个N原子失去2e-,则N元素化合价升高2,故Y中N元素显0价,即Y为N2。
11.D [解析] 由未配平的化学方程式可知,反应中锌元素化合价升高被氧化,锌为反应的还原剂,氮元素的化合价应部分降低被还原,反应中硝酸表现氧化性和酸性。设X中氮元素的化合价为a,由得失电子数目守恒可得5×(2-0)=(12-5×2)×(5-a),解得a=0,则还原产物X为氮气,故选D。
12.D [解析] 氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,反应①中FeCl3是氧化剂,I2是氧化产物,反应②中Cl2是氧化剂,FeCl3是氧化产物,反应③中KMnO4是氧化剂,Cl2是氧化产物,由已知反应可得氧化性:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2。由以上分析可知KMnO4的氧化性强于I2,可氧化I-,但会引入新的杂质,且KMnO4可氧化FeCl2,不能用其除去氯化亚铁中的碘离子,故A错误;反应③中若生成2个Cl2,则转移4个电子,故B错误;反应①氯化铁中铁元素化合价降低产生氯化亚铁,氯化亚铁为还原产物,反应②中氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁,氯化亚铁作还原剂,故C错误;由上述分析可知,氧化性的强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,故D正确。
13.D [解析] KMnO4具有强氧化性,H2S具有较强还原性,则H2S和KMnO4是反应物,MnSO4、S是生成物,配平可得5H2S+2KMnO4+3H2SO42MnSO4+5S↓+K2SO4+8H2O,A错误;H2S→S过程中S元素化合价升高,则S元素被氧化,发生氧化反应,B、C错误;氧化剂是KMnO4,还原剂是H2S,则二者的粒子数之比为2∶5,D正确。
14.D [解析] 反应Ⅱ中,Fe2+与Mn反应,Fe元素由+2价升高到+3价,则Fe2+是还原剂,A正确;由反应Ⅰ可知,氧化性:S2>Mn,由反应Ⅱ可知,氧化性:Mn>Fe3+,则氧化性:S2>Mn>Fe3+,B正确;发生反应Ⅰ时,Mn2+(无色)→Mn(紫红色),发生反应Ⅱ时,Fe2+(浅绿色)→Fe3+(棕黄色)、Mn(紫红色)→Mn2+(无色),则溶液颜色均发生了变化,C正确;因为氧化性:S2>Mn>Fe3+,所以S2和Fe2+在水溶液中能发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误。
15.B [解析] 若反应物微粒是S、S、OH-,则S2-是生成物,而S→S2-、S→S2-均发生还原反应,不符合氧化还原反应规律,A错误;结合氧化还原反应中“价态转化”规律,配平可得:3S+6OH-2S2-+S+3H2O,推测S2-和S在碱性溶液中可以大量共存,B正确;S→S2-发生还原反应,S→S发生氧化反应,氧化剂和还原剂都是S,其粒子个数之比为2∶1,C错误;有3个S参加反应同时生成1个S和2个S2-,则转移4e-,D错误。
16.(1)Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
(2)①K2Cr2O7>Cl2>FeCl3>I2 ②否;由于氧化性:Cr2>I2,在强酸性溶液中Cr2能将I-氧化为I2
(3)①ClO2
②
③bc
(4)3H2O2+2Fe2++4I-+6H+2Fe3++2I2+6H2O
[解析] (2)①根据氧化性:氧化剂>氧化产物,由反应Ⅰ可知,氧化性:FeCl3>I2;由反应Ⅱ可知,氧化性Cl2>FeCl3;由反应Ⅲ可知,氧化性:K2Cr2O7>Cl2,故氧化性由强到弱的顺序为K2Cr2O7>Cl2>FeCl3>I2。(3)①该反应NaClO3中氯元素化合价由+5价降低为+4价,发生还原反应,得到还原产物ClO2;②该反应NaClO3中氯元素化合价由+5价降低为+4价,得到电子,4分子HCl中2分子HCl中Cl的化合价由-1价升高到0价,被氧化生成氯气,失去电子,用单线桥表示为;
③亚氯酸盐(Cl)转化为Cl-,氯元素化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂,故能实现转化的是FeCl2和KI,故选bc。(4)已知氧化性强弱顺序为H2O2(H+)>Fe3+>I2,向FeI2溶液中加入足量硫酸酸化的双氧水,则过氧化氢将碘离子氧化为碘单质,将亚铁离子氧化为铁离子,发生反应的离子方程式为3H2O2+2Fe2++4I-+6H+2Fe3++2I2+6H2O。
