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化学必修一第一章 物质及其变化
1.3 氧化还原反应
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,知道氧化反应、还原反应,氧化剂及还原剂的概念。
2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。
3.能利用氧化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。
4.通过学习具体的实例识别常见的氧化剂和还原剂,理解氧化性、还原性强弱与价态及电子转移的关系
5.通过学习能够对生产、生活中常见的氧化还原反应加以分析,熟练氧化还原反应的判断方法。
6.通过学习具体的实例掌握氧化还原反应方程式的配平;
知识点一 氧化还原反应基本概念
1.特征和概念
(1)特征:元素的化合价在反应前后发生了变化。
物质所含元素化合价升高为氧化反应,物质所含元素化合价降低为还原反应,氧化反应和还原反应发生在同一反应中。
(2)概念:凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
例:2CuO+C2Cu+CO2↑
Fe+CuSO4Cu+FeSO4
2Na+Cl22NaCl
【归纳总结】
①氧化还原反应有元素化合价变化,但并不是所有元素化合价均发生变化。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间。
③有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如同素异形体间的相互转化。
2.本质:存在电子的转移(电子的得失或电子对的偏移)
从原子结构来看,在化学反应中,元素原子都有达到8电子稳定结构的趋势(H形成2电子稳定)。
(1)NaCl的形成过程
当Na与Cl2反应时,钠失去1个电子,带1个单位正电荷,称为Na+,钠元素化合价升高,发生氧化反应;氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为Cl-,氯元素的化合价降低,发生还原反应。这样双方都达到8电子稳定结构。
HCl的形成过程
H2和Cl2的反应,氢原子和氯原子都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1各电子组成一个供应电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使双方最外层都达到稳定结构。但由于氯原子对共用电子对吸引能力比氢原子稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离氢原子。
3. 氧化反应和还原反应
氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应 物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
4.氧化产物和和还原产物
氧化产物 还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
还原产物 氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
知识点二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法表示电子转移的方向和数目
注意:
a.“e-”表示电子。
b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
c.失去电子的反应物是还原剂,得到电子的反应物是氧化剂
d.被氧化得到的产物是氧化产物,被还原得到的产物是还原产物
2.单线桥法(从失→得)
【说明】单线桥和双线桥两种表示方法的形式不同,实质相同。在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时,用“双线桥”方便;在表示电子转移的方向和数目时用“单线桥”方便。
知识点三 几组概念之间的关系
七对矛盾又可以用两条线贯穿它们之间的联系: 还原剂—具有还原性--失电子—元素化合价升高—发生氧化反应--被氧化—生成氧化产物; 氧化剂—具有氧化性--得电子—元素化合价降低—发生还原反应—被还原—生成还原产物。
典型的氧化还原反应可以简单表示为: 氧化剂 + 还原剂 = 氧化产物 + 还原产物
知识点四 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应。有单质参加的化合反应是氧化还原反应。有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(4)有单质参加的反应不一定是氧化还原反应,如单质之间的转化:3O22O3 。
知识点五 氧化剂和还原剂
1.定义
氧化剂:元素化合价降低、得到电子的反应物;
还原剂:元素化合价升高,失去电子的反应物。
2.氧化性和还原性
(1)氧化性:表示物质得电子能力的强弱。氧化剂具有氧化性。
(2)还原性:表示物质失电子能力的强弱。还原剂具有还原性。
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂:①活泼的非金属单质:F2、O2、O3、Cl2等;
②含有高价态元素的化合物:HNO3、KMnO4、K2Cr2O7、浓H2SO4等;
③某些金属元素的高价态离子:Fe3+、Cu2+等;
④其它:H2O2、Na2O2、HClO等。
(2)常见的还原剂:①活泼的金属单质:K、Na、Fe、Mg等;
②含有低价态元素的化合物:H2S、HI、CO2、SO2、H2SO3等;
③某些非金属单质:H2、C等。
④某些低价态的阳离子或阴离子:Fe2+、S2-、I-等。
【易错点拨】①具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
②同一物质在不同条件下,其氧化性或还原性会有所不同。
③一般来说,最高价态物质只有氧化性,最低价态物质只有还原性,中间价态既具有氧化性又具有还原性。如:Fe3+只有氧化性,Fe只有还原性,Fe2+既有氧化性又有还原性。
④H2O2既具有氧化性又具有还原性,但主要表现氧化性,对应产物是H2O,故被称为“绿色氧化剂”。
知识点六 氧化性、还原性强弱的判断方法
1.依据反应原理判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
2.根据金属的活动性顺序判断
【拓展】氧化性强弱:Ag+>Fe3+>Cu2+
3.根据非金属的活动性顺序判断
4.根据反应的条件判断
反应的条件越简单,反应就越容易发生,说明物质氧化性(或还原性)越强。例如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
从反应条件可以看出氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂化合价升高的数值越大,氧化剂的氧化性越强。例如:
注意:①氧化性、还原性的强弱与得失电子数目无关。如还原性:Na>Al。
②一般来说,化合价越高,氧化性越强,如浓硫酸>亚硫酸>氢硫酸。但存在反常情况,如次氯酸>高氯酸。
【易错点拨】同一物质在不同的条件下,其氧化性/还原性会有所不同。
(1)温度:①氧化性:浓硫酸(热)>浓硫酸(冷);②还原性:浓盐酸(热)>浓盐酸(冷)。
(2)浓度:HNO3(浓)>HNO3(稀)
(3)pH:①中性环境中NO3-不显氧化性,酸性环境中NO3-显强氧化性;②KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)
知识点七 氧化还原反应方程式的配平
由于在氧化还原反应里存在着电子的转移,因此元素的化合价必然有升有降,我们把化合价能升高的元素或含该元素的物质称还原剂;反之称为氧化剂。
1.配平三原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
(1)标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素化合价。
+HO3(浓)―→O2↑+O2↑+H2O
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化。
(3)求总数:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
(4)配化学计量数:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)―→4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成双线,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
3. 氧化还原反应配平的特殊技巧。
(1)从右向左配平法
例1、Cu + HNO3(浓)- Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
【答案】Cu+4 HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2 NO2↑+2 H2O
(2)整体总价法(零价法)
适用范围:在氧化还原反应中,一种反应物中有两种或两种以上的元素化合价发生变化或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中。
技巧:把该物质当成一个“整体”来考虑。
例2、FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2
Fe+2 →+3 S-1→+4
【答案】4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2.
(3)歧化归一法
适用范围:同种元素之间的歧化反应或归一反应。
技巧:第三种价态元素之前的系数等于另两种元素价态的差值与该价态原子数目的比值。
例3、Cl2 + KOH — KCl + KClO3 + H2O
分析:在氧化还原反应中,电子转移只发生在氯元素之间,属于歧化反应。
【答案】Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O
(4)缺项配平——判断未知物
顾名思义,在一个氧化还原反应中缺少反应物或生成物。
技巧:一般是把反应物和生成物中的所有原子进行比较,通过观察增加或减少了哪种元素:
①若增加的元素是除H、O以外的非金属,未知物一般是相应的酸;
②若增加的元素是金属,未知物一般是相应的碱;
③若反应前后经部分配平后发现两边氢、氧原子不平衡,则未知物是水。
例4、H2O2+KMnO4+________=MnSO4+K2SO4+O2↑+H2O
分析:经比较发现,生成物中增加了S元素,则未知物是H2SO4
【答案】5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O
(5)单质后配法
适用范围:反应物或生成物中有单质参加或单质生成,如有机物的燃烧
都可用此法。
技巧:把游离态的那种元素放在最后来配。
例5、FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2
分析:反应物中有单质O2,我们可以把O元素放在最后来配。首先假定
Fe2O3的系数为1,则FeS2的系数为2,那么SO2的系数为4,因此O2的系数为11/2,然后把每种物质前的系数都扩大2倍,即可配平。
4FeS2 +11 O2 =2 Fe2O3 +8 SO2
(6)加合法
技巧:把某个复杂的反应看成是某几个反应的叠加而成。
例6、Na2O2 + H2O — NaOH + O2
分析:我们可把这个反应看成是以下两个反应的叠加:
Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 ①
2H2O2 = 2H2O + O2 ②
把①× 2+ ②,最后我们得到:2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2
【归纳总结】1配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出元素化合价,找准“1分子”氧化剂中元素化合价降低总数,“1分子”还原剂中元素化合价升高总数,在计算时,切记不要忽略氧化剂、还原剂中变价原子的个数。
2对于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应可采用逆向配平法,即先确定生成物的化学计量数,再确定反应物的化学计量数。
3对于残缺方程式,即某些反应物或生成物一般为化合价不发生变化的水、酸、碱等的化学式未写出,配平时不仅要配平化学计量数,还要写出未知物质的化学式,其方法是先配平含变价元素物质的化学计量数,再通过比较反应物和生成物,观察增、减的原子或离子数,从而确定未知物并配平。
知识点八 氧化还原反应的规律
1. 价态转化规律
(1)价态归中
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两靠近,不交叉”。同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。如S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
(2)歧化反应
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。
如:l2+2NaOH===Na+Na O+H2O
(3)价态特点
元素处于最高价态,之具有氧化性;元素处于最低价态,之具有还原性;元素处于中间价态,既具有氧化性,又具有还原性。简记为“高价氧化低价还,中间价态两边转。”
【归纳总结】氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
2. 优先反应规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)相同条件下,同时含有几种还原剂的溶液按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)相同条件下,同时含有几种氧化剂的溶液按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Fe粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以Fe粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。
3. 守恒规律
氧化还原反应遵循以下三个守恒规律:
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3)电荷守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误),2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。
【题型一】氧化还原反应的定义、特征和本质
【典例分析】(23-24高一上·湖南长沙·期末)下列反应中,属于氧化还原反应的是
A.2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O B.CaO+SO3=CaSO4
C.NaOH+HCl=NaCl+H2O D.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【答案】D
【详解】A.2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,没有化合价变化,不是氧化还原反应,A错误;
B.CaO+SO3=CaSO4,没有化合价变化,不是氧化还原反应,B错误;
C.NaOH+HCl=NaCl+H2O,没有化合价变化,不是氧化还原反应,C错误;
D.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,Zn元素化合价升高,失去电子,H元素化合价降低得电子,发生了氧化还原反应,属于氧化还原反应,D正确;
答案选D。
【变式演练1】(23-24高一上·河南周口·月考)下列关于氧化还原反应的说法中正确的是
A.得到电子的一定是还原剂
B.氧化还原反应前后可以没有元素化合价发生变化
C.元素化合价升高的反应是氧化反应
D.氧化剂和还原剂一定是不同的物质
【答案】C
【详解】A.氧化还原反应中,得到电子的为氧化剂,失去电子的为还原剂,A错误;
B.氧化还原反应的宏观特征为元素化合价发生变化,B错误;
C.氧化还原反应中,元素化合价升高的为氧化反应,化合价降低的为还原反应,C正确;
D.氧化剂和还原剂未必一定不同,如水的分解反应,氧化剂与还原剂均为,D错误;
故答案为:C。
【变式演练2】下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的是
A.2H2S+SO2=3S+2H2O B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑ D.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
【答案】D
【详解】A.2H2S+SO2=3S+2H2O中,H2S为还原剂,SO2为氧化剂,氧化还原反应发生在不同物质中的同种元素之间,A不符合题意;
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,KMnO4既是氧化剂又是还原剂,氧化还原反应发生在同一物质的不同元素之间,B不符合题意;
C.2KClO32KCl+3O2↑中,KClO3既是氧化剂又是还原剂,氧化还原反应发生在同一物质的不同元素之间,C不符合题意;
D.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O中,Cu2O既是氧化剂又是还原剂,且氧化还原反应发生在同一物质的同种元素之间(Cu2O中一部分Cu价态升高,一部分Cu价态降低),D符合题意;
故选D。
【变式演练3】(23-24高一上·山东滨州·月考)氧化还原反应是从元素化合价是否有变化的角度对化学反应进行分类的结果。下列叙述中,正确的是
A.氧化还原反应的实质是电子得失
B.具有氧化性的物质在化学反应中一定做氧化剂
C.氧化剂氧化其他物质时,本身被还原
D.还原剂在反应中本身被还原
【答案】C
【详解】A.氧化还原反应的实质是电子的转移,包含电子的得失或偏转,故A正确;
B.具有氧化性的物质在反应中不一定作氧化剂,如:浓硝酸与碱的中和反应,浓硝酸虽然具有强氧化性,但发生的为非氧化还原反应,故B错误;
C.反应中氧化剂得电子被还原,故C正确;
D.还原剂失电子化合价升高,被氧化,故D错误;
故答案为:C;
【题型二】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【典例分析】(23-24高一上·重庆·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应中属于区域2的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】区域1既是化合反应又是氧化还原反应,区域2既是分解反应又是氧化还原反应,区域3既不是四种基本反应类型,又是氧化还原反应,区域4既是置换反应又是氧化还原反应,区域5是复分解反应,不是氧化还原反应。
【详解】A.是分解反应,但不是氧化还原反应,故A不选;
B.是分解反应,又有元素化合价发生变化,是氧化还原反应,故B选;
C.是化合反应,也是氧化还原反应,故C不选;
D.是氧化氧化反应,但不是分解反应,故D不选;
故选B。
【变式演练1】(23-24高一上·广东湛江·期中)下列反应中,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】氧化还原反应是指反应中有元素的化合价发生改变的反应,置换反应为一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,据此分析解题。
【详解】A.不属于置换反应,但属于氧化还原反应,A不合题意;
B.属于化合反应,属于氧化还原反应,B不合题意;
C.不属于氧化还原反应,C不合题意;
D.属于置换反应,属于氧化还原反应,D符合题意;
故答案为:D。
【变式演练2】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示.下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】阴影部分为氧化还原反应而不是基本反应类型。
【详解】A.反应属于分解反应,且不是氧化还原反应,A不符合题意;
B.是氧化还原反应,反应属于化合反应,B不符合题意;
C.反应中存在元素化合价改变,是氧化还原反应,但是不属于化合反应、不属于分解反应、不是置换反应,不是复分解反应,C符合题意;
D.反应属于置换反应,是氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
【变式演练3】(23-24高一上·北京西城·期中)下列基本反应类型中,一定不会发生电子转移的反应类型是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【答案】D
【详解】A.有单质参加的化合反应,一定发生元素化合价的改变,从而发生电子转移,A不符合题意;
B.有单质生成的分解反应,一定发生元素化合价的改变,从而发生电子的转移,B不符合题意;
C.置换反应中,单质与化合物发生反应,生成新的单质和新的化合物,一定发生电子转移,C不符合题意;
D.复分解反应中,两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物,没有元素化合价的改变,没有发生电子转移,D符合题意;
故选D。
【题型三】双线桥、单线桥法表示电子的转移
【典例分析】(23-24高一上·海南儋州·期中)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
A.CuO与C反应,铜得电子,C失电子,则电子转移的方向和数目为,选项A错误;
B.反应中Na共失去,共得到,电子转移数目正确,但电子转移方向有误,选项B错误;
C.反应中电子转移的方向和数目均正确,选项C正确;
D.该反应中C1元素化合价降低得电子,氧元素化合价升高失电子,转移电子数为12,则电子转移的方向和数目为,选项D错误;
故答案为:C。
【变式演练1】下列氧化还原反应方程式中,电子转移方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
A.Cl元素的化合价由0降低为-1,共得到2个电子,Cl元素由0价升高为+1价,共失去2个电子,用双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为,A错误;
B.Cu元素的化合价由0价升高为+2价,失去2e-,S元素由+6价降低为+4价,得到2e-,用单线桥标出反应中电子的转移方向和数目为:,B错误;
C.根据价态归中原理,S元素由H2S中-2价升高为S中0价,共失去2个电子,S元素由H2SO4中+6价降低为SO2中+4价,共得到2个电子,用双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为,C错误;
D.O元素由-2价升高为0价,共失去2×2e-,Mn元素由+7价降低为+4价,得到3e-,Mn元素由+7价降低为+6价,得到1个e-,用双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为,D正确;
故答案为:D。
【变式演练2】(23-24高一上·四川成都·期中)下列各氧化还原反应方程式中电子转移表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.该反应中水中H得电子,O失电子,且转移电子数为4,故A错误;
B.双线桥方向有误,应由中Fe指向产物Fe,故B错误;
C.氯气在反应中既得电子也失去电子,电子转移数为1,故C错误;
D.反应中 Cl元素化合价从 +5降为0,得电子,HCl中Cl元素化合价从 -1升高为 0,失电子,反应转移 5 mol电子,表示方法正确,故D正确;
故选:D。
【变式演练3】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.二氧化硅与C发生反应时,Si元素从+4价降低到0价,被还原,得到4e-,C元素从0价升高到+2价,失去22e-,上述双线桥表示错误,A错误;
B.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠失去电子,水得到电子,电子转移数为2,上述单线桥表示正确,B正确;
C.锌与硫酸发生反应时,锌失去2个电子,硫酸中H得到2个电子,上述双线桥得失电子方向错误,C错误;
D.铜与浓硫酸反应时,铜失去电子,硫酸中S得到电子,所以单线桥表示电子转移的方向错误,D错误;
故选B。
【题型四】氧化还原反应的几组概念
【典例分析】某种飞船以和为动力源,发生反应:,反应温度可高达2700℃,对于该反应,下列说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.被还原
C.是还原剂 D.既是氧化产物又是还原产物
【答案】D
【详解】A.反应物中不存在单质,不属于置换反应,故A错误;
B.N2H4中N元素化合价升高,被氧化,故B错误;
C.N2O4中N元素化合价降低,为氧化剂,故C错误;
D.该反应中只有N元素的化合价变化,氮气是氧化产物,也是还原产物,故D正确;
故选D。
【变式演练1】(23-24高一上·甘肃白银·期中)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
在物质的变化时需要加入适当的氧化剂才能实现,说明该物质在反应中作还原剂,失去电子,物质所含有的元素的化合价升高,据此分析解题。
【详解】A.转化中C的化合价升高,需加入氧化剂才能实现,A符合题意;
B.转化中N的化合价降低,需加入还原剂才能实现,B不合题意;
C.转化中未有元素的化合价改变,不需要加氧化剂和还原剂即可实现,C不合题意;
D.转化中Fe的化合价降低,需加入还原剂才能实现,D不合题意;
故答案为:A。
【变式演练2】(23-24高一上·北京·期中)在C+2H2SO4(浓)CO2↑+2H2O+2SO2↑反应中,浓硫酸是
A.氧化剂 B.既是氧化剂又是还原剂
C.还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
【答案】A
【详解】在反应中硫元素化合价从+6价降低到+4价,得到2个电子,化合价降低,被还原,浓硫酸是氧化剂,碳元素化合价升高,失去电子,被氧化,碳是还原剂。
答案选A。
【变式演练3】下列变化过程中金属元素被还原的是
A.FeCl2→FeCl3 B.BaO→Ba(OH)2
C.Cu2S→CuO D.MnO2→MnCl2
【答案】D
【详解】A.FeCl2→FeCl3,Fe由+2价升高为+3价,Fe被氧化,A不合题意;
B.BaO→Ba(OH)2,Ba的化合价不变,B不合题意;
C.Cu2S→CuO,Cu由+1价升高为+2价,Cu被氧化,C不合题意;
D.MnO2→MnCl2,Mn由+4价降低为+2价,Mn被还原,D符合题意;
故答案为:D。
【题型五】氧化性和还原性的强弱比较
【典例分析】常温下,可以发生下列三个反应:①2W-+X2=2X-+W2;②2Y-+W2=2W-+Y2 ;
③2X-+Z2=2Z-+X2,由此得出的正确结论是
A.X-、Y-、Z-、W-中Z-还原性最强 B.X2、Y2、Z2、W2中Z2氧化性最弱
C.反应2Z-+Y2=2Y-+Z2不能发生 D.还原性:X->Y-
【答案】C
【分析】①2W-+X2=W2+2X-,该反应中X2作氧化剂,还原产物是X-,W-作还原剂,氧化产物是W2,所以氧化性:X2>W2,还原性:W->X-;②2Y-+W2=2W-+Y2,该反应中W2作氧化剂,还原产物是W-,Y-作还原剂,氧化产物是Y2,所以氧化性:W2>Y2,还原性:Y->W-;③2X-+Z2=2Z-+X2,该反应中Z2作氧化剂,还原产物是Z-,X-作还原剂,氧化产物是X2,所以氧化性:Z2>X2,还原性:X->Z-;故氧化性强弱顺序为Z2>X2>W2>Y2,还原性强弱顺序为Y->W->X->Z-。
【详解】A.由分析知,Y-的还原性最强,A错误;
B.由分析知,Z2的氧化性最强,B错误;
C.氧化性强弱顺序为Z2>Y2,所以反应2Z-+Y2=2Y-+Z2不能发生,C正确;
D.由分析知,还原性强弱顺序为Y->X-,D错误;
故选C。
【变式演练1】有A、B、C、D四种物质,已知它们能发生下列反应:
(1)A2++B=B2++A (2)A2++C=C2++A
(3)B2++C=C2++B (4)C2++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
①氧化性:A2+>B2+>C2+>D2+
②氧化性:D2+>C2+>B2+>A2+
③还原性:A>B>C>D
④还原性:D>C>B>A
A.①④ B.①③
C.②③ D.②④
【答案】A
【分析】氧化还原反应为:氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物,氧化性:氧化剂大于氧化产物,还原性:还原剂大于还原产物。
【详解】根据上述关系,由(1)知,氧化性:A2+>B2+,还原性:B>A;由(2)知,氧化性:A2+>C2+,还原性:C>A;由(3)知,氧化性:B2+>C2+,还原性:C>B;由(4)知,氧化性:C2+>D2+,还原性:D>C.综合(1)~(4)可得,氧化性:A2+>B2+>C2+>D2+,还原性:D>C>B>A。故①④正确,故选A。
【变式演练2】已知①;②,由此判断下列说法正确的是
A.常温下不能反应 B.氧化性强弱顺序为
C.还原性强弱顺序为 D.常温下能进行反应
【答案】C
【分析】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,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则根据反应①可知,氯气为氧化剂,KBr为还原剂,溴单质为氧化产物,KCl为还原产物,氧化性:Cl2>Br2,还原性:Br->Cl-,同理可知,反应②中,氧化性:Br2>I2,还原性:I->Br-,据此分析解答。
【详解】A.因氧化性:Cl2>Br2>I2,所以常温下能发生反应,A错误;
B.结合上述分析可知,氧化性:Cl2>Br2>I2,B错误;
C.结合上述分析可知,还原性:,C正确;
D.根据分析可知,氧化性:Cl2>Br2>I2,所以不能发生,D错误;
故选C。
【变式演练3】(23-24高一上·四川广元·月考)根据反应:①
②
③
④
各粒子的氧化性或还原性由强到弱的顺序正确的是
A.氧化性:
B.氧化性:
C.还原性:
D.还原性:
【答案】A
【分析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
【详解】①反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu中铜离子是氧化剂,亚铁离子是氧化产物,铁是还原剂,铜是还原产物,则还原性Fe>Cu,氧化性为Cu2+>Fe2+;
②反应2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+中铁离子是氧化剂,铜离子是氧化产物,铜是还原剂,亚铁离子是还原产物,则还原性Cu>Fe2+,氧化性为Fe3+>Cu2+;
③反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-中氯气是氧化剂,铁离子是氧化产物,亚铁离子是还原剂,氯离子是还原产物,则还原性Fe2+>Cl-,氧化性为Cl2>Fe3+;
④反应HClO+H++Cl-=Cl2↑+H2O中次氯酸是氧化剂,氯气是氧化产物,氯离子是还原剂,氯气是还原产物,则还原性Cl->Cl2,氧化性为HClO>Cl2;
由此可以判断出各微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性由强到弱的顺序正确的是Fe>Cu>Fe2+>Cl->Cl2;
故本题选A。
【题型六】基于守恒规律的氧化还原反应计算
【典例分析】(23-24高一上·海南儋州·期中)当溶液中和离子数之比为1:5时,正好完全发生氧化还原反应,被氧化为,则X在还原产物中的化合价为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】被氧化为,Fe元素化合价升高1价;设元素X被还原后的化合价为y,则化合价降低总数为,由化合价升高总数等于化合价降低总数:,解得;
故答案为:D。
【变式演练1】(23-24高一上·吉林延边·月考,)在一定条件下,RO3n-和F2可发生如下反应:RO3n-+F2+2OH-=RO4-+2F-+H2O,从而可知在RO3n-中 ,元素R的化合价、n的值分别是
A.+4价 2 B.+5价 1 C.+6价 0 D.+3价 3
【答案】B
【详解】根据电荷守恒得n+1×2=1+1×2,则n=1,所以为,该离子中O元素化合价为-2价,R、O元素化合价的代数和为-1,所以该离子中R元素化合价=-1-(-2)×3=+5;故答案选B。
【变式演练2】(23-24高一上·安徽亳州·月考)离子间发生氧化还原反应时存在质量守恒、电子守恒、电荷守恒等规律。在一定条件下,和发生反应:,则中的化合价为
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【答案】C
【详解】设中的化合价为,元素的化合价由降至-1价,元素的化合价由-1价升至0价,根据电子守恒可知,,解得;
故选C。
【变式演练3】(23-24高一上·湖南株洲·月考)在一定条件下,和可发生如下反应:,从而可知在中,则R的化合价是
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
【答案】C
【详解】根据反应前后电荷守恒,可知:n=2,则根据中化合价代数和为-2,解得R的化合价为+6价;
故选C。
一、选择题
1.成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝,许多成语中蕴含着丰富的化学原理,下列成语中涉及氧化还原反应的是( )
A.木已成舟 B.蜡炬成灰 C.铁杵成针 D.滴水成冰
【答案】B
【解析】【解答】A.木已成舟只是物质形状的变化,没有新的物质生成,则没有涉及化学变化,故A不符合题意;
B.蜡炬成灰是指蜡燃烧生成二氧化碳和水,属于氧化还原反应,故B符合题意;
C.铁杵成针只是物质形状的变化,没有新的物质生成,则没有涉及化学变化,故C不符合题意;
D.滴水成冰只是物质形状的变化,没有新的物质生成,则没有涉及化学变化,故D不符合题意;
2.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是
A.和稀硫酸反应 B.在中燃烧
C.溶于稀盐酸 D.过氧化钠投入水中
【答案】D
【解析】【解答】A、反应 ,其离子方程式为 ,有离子参与反应,属于离子反应 。该反应是复分解反应,反应过程中各元素化合价均未发生变化,不属于氧化还原反应 ,故A不符合题意 ;
B、反应 ,反应中 元素化合价从0 价升高到+1 价, 元素化合价从0价降低到-1 价,有元素化合价变化,属于氧化还原反应 。但该反应没有离子参与或生成,不属于离子反应 ,故B不符合题意 ;
C、反应 ,其离子方程式为 ,有离子参与和生成,属于离子反应 。该反应是复分解反应,反应过程中各元素化合价均未发生变化,不属于氧化还原反应 ,故C不符合题意 ;
D、反应 ,其离子方程式为 ,有离子生成,属于离子反应 。反应中 中 元素化合价为-1价,反应后生成 ( 元素化合价为0价 )和 ( 元素化合价为-2 价 ),有元素化合价变化,属于氧化还原反应 ,故D符合题意 ;
3.下列转化过程中需要加入氧化剂的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】【解答】A. 时,N元素的化合价不变,没有发生氧化还原反应,不需要加入氧化剂,故A错误;
B.时,N元素的化合价降低,被还原,需要加入还原剂,故B错误;
C.时,Na元素的化合价升高,被氧化,需要加入氧化剂,故C正确;
D.时,N元素的化合价降低,被还原,需要加入还原剂,故D错误;
4. 下列反应中,体现还原性的是( )
A.加热分解有生成
B.和的混合溶液加热有生成
C.固体在溶液中溶解
D.溶液中滴加溶液出现白色沉淀
【答案】B
【解析】【解答】A、加热过程中分解产生NH3,体现了NH4HCO3的不稳定性,A不符合题意。
B、NH4Cl与NaNO2反应生成N2的过程中,NH4Cl中氮元素由-3价变为0价,化合价升高,发生氧化反应,体现了还原性,B符合题意。
C、Mg(OH)2固体溶解在NH4Cl溶液中,是由于溶液中NH4+水解,使得溶液显酸性,Mg(OH)2与H+反应溶解,C不符合题意。
D、(NH4)2SO4溶液与BaCl2溶液反应生成的白色沉淀为BaSO4,与NH4+无关,D不符合题意。
5.今有下列三个氧化还原反应:
①;
②;
③。
某溶液中含有、和,欲加入以下试剂只除去其中的,其中最合适的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】【解答】A. 具有氧化性,既能氧化,也能氧化,故A不符合题意;
B. 具有强氧化性,能将、和全部氧化,故B不符合题意;
C.FeCl3只能氧化,不会氧化和,故C符合题意;
D.HCl具有还原性,不能氧化,故D不符合题意;
故选C。【分析】氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,根据反应①②③可知,氧化性:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,则还原性:I->Fe2+>Cl->Mn2+。
6.部分含Na或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图,下列推断合理的是
A.在空气中加热e,一定能生成d
B.在d(s)→g(aq)→h(s)的转化过程中,一定有颜色变化
C.在b(aq)→c(aq)→h(s)的转化过程中,一定均为氧化还原反应
D.若可用f制取a,a一定可以在Cl2中燃烧生成+2价氯化物
【答案】B
【解析】【解答】A.在加热条件下,氢氧化亚铁会与空气中的氧气、水蒸气反应生成生成氢氧化铁,氢氧化铁受热分解生成氧化铁,无法得到氢氧化亚铁,故A错误;
B.氧化亚铁能与稀硝酸反应生成硝酸铁,硝酸铁能与碱溶液反应氢氧化铁,转化过程中,颜色变化为黑色固体→棕黄色溶液→红褐色沉淀,则在FeO(s)→Fe3+(aq)→Fe(OH)3(s)的转化过程中,一定有颜色变化,故B正确;
C.b(aq)→c(aq)→h(s)的转化过程可能为电解饱和食盐水生成氢氧化钠,氢氧化钠溶液与铁离子或铝离子反应生成氢氧化铁沉淀或氢氧化铝沉淀,生成氢氧化铁沉淀或氢氧化铝沉淀的反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故C错误;
D.可用f制取a,说明a为铝、f为氧化铝,铝在氯气中燃烧生成+3价氯化铝,故D错误;
故答案为:B。
【分析】根据部分含Na或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系图,可推出:(1)a为钠、b为钠盐、c为氢氧化钠;(2)a为铝、f为氧化铝、g为铝盐或偏铝酸盐、h为氢氧化铝;(3)若a为铁、d为氧化亚铁、f为氧化铁、g为铁盐、e为氢氧化亚铁、h为氢氧化铁。
7.下列各组微粒中,一定条件下均可以作氧化剂的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】B
【解析】【解答】A、F 是强还原剂,极难被氧化,几乎不能作为氧化剂,无正价态可还原;Br 是还原剂,通常被氧化为Br2,不能作氧化剂;S2 是强还原剂,易被氧化,不能作氧化剂,A错误;B、Fe3+可被还原为Fe2+,是常见氧化剂;MnO4 在酸性、中性或碱性条件下均可被还原,是强氧化剂;NO3 在酸性条件下可被还原为NO或NO2,是氧化剂,B正确;
C、Cl2可被还原为Cl ,是氧化剂;HClO也可被还原为Cl ,是氧化剂;Mg是金属单质,只能失去电子被氧化为Mg2+,是还原剂,不能作氧化剂,C错误;
D、ClO 可被还原为Cl ,是氧化剂;Cl 是还原剂,几乎不能作为氧化剂,无正价态可还原;Ag+可被还原为Ag,是氧化剂,D错误;
8.工业上利用铝热反应:焊接铁轨,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.该反应转移3
C.Al发生还原反应 D.铝热反应可用于制备金属钠
【答案】A
【解析】【解答】A.根据化学方程式,反应前后,铁元素化合价由+3降为0,则 为氧化剂,A正确;
B.该反应中Al元素化合价由0升为+3,结合化学方程式,则该反应转移6, B错误;
C.根据化学方程式,反应前后,Al元素化合价升高,发生氧化反应,C错误;
D.由分析可知,铝热反应不能制备金属钠,D错误;
9.下列属于氧化还原反应,且氧化剂和还原剂为同一种物质的是( )
A.MgO+2HCl=MgCl2+H2O
B.C+H2O(g) CO+H2
C.8NH3+6NO2 7N2+12H2O
D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【答案】D
【解析】【解答】A. MgO+2HCl=MgCl2+H2O中元素化合价没有发生变化,反应不是氧化还原反应,A不符合题意;
B. C+H2O(g) CO+H2中C、H两种元素的化合价都发生了变化,反应属于氧化还原反应,其中C是还原剂,H2O是氧化剂,氧化剂和还原剂不是同一种物质,B不符合题意;
C. 8NH3+6NO2 7N2+12H2O中只有N元素的化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应,其中NH3是还原剂,NO2是氧化剂,氧化剂和还原剂不是同一种物质,C不符合题意;
D. 反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中有O元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应,其中Na2O2既是还原剂也是氧化剂,氧化剂和还原剂是同一种物质,D符合题意;
10.稀土资源素有“工业维生素”“新材料之母”之称,我国稀土储量世界第一。已知:金属铈(稀土元素)在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应(注:铈常见的化合价为 和 ,氧化性: )。下列说法正确的是( )
A.铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为:
B. 溶液与硫酸铁溶液混合,其离子方程式为:
C.铈元素如果要排在金属活动性顺序表中,其位置应靠近 元素
D.金属 保存时可以用水封来隔绝空气,防止被氧化
【答案】C
【解析】【解答】A. 氧化性:Ce4+>Fe3+,结合2Fe3++2I-=2Fe2++I2,Ce4+、I-不能共存,Ce与HI的反应为2Ce+6HI=2CeI3+3H2↑,故A不符合题意;
B. 氧化性是Ce4+>Fe3+,所以Fe3+无法氧化Ce3+得到Ce4+,故B不符合题意;
C. 铈(稀土元素)在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应,与钠的活泼性相似,所以Ce元素如果要排在金属活动性顺序表中,其位置应靠近 元素,故C符合题意;
D. 根据题中信息铈在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应,则不能用水封保存Ce,故D不符合题意;
11.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2是高炉炼铁的主要反应,该反应的还原剂是( )
A.Fe2O3 B.CO C.Fe D.CO2
【答案】B
【解析】【解答】还原剂化合价升高失去电子,CO中C元素由+2价,升高到反应后CO2中的+4价,故还原剂为CO,
12.离子在一定条件下可将离子氧化成离子。若反应后变成,又知反应中氧化剂和还原剂的个数之比是5∶2,则n值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】【解答】在中,R元素的化合价为+,生成后,R元素的化合价降低(-6);离子氧化成,Mn元素的化合价升高5价,依据得失电子守恒,可建立等量关系式:5×2×(-6)=2×5,从而求出n=2。
13.已知反应:①;②;③。下列说法错误的是
A.还原性:
B.反应①中氧化产物和还原产物的个数比为5∶2
C.反应②中作氧化剂,反应③中为氧化产物
D.不可以发生反应:
【答案】D
【解析】【解答】A.由反应①可得出,还原性,由反应②可得出,还原性,由反应③可得出,还原性,因此还原性:,A正确;
B.反应①中,氧化产物和还原产物分别为、。由反应的离子方程式可知,二者的个数比为5∶2,B正确;
C.反应②中溴元素的化合价降低,作氧化剂,反应③中被氧化,化合价升高,为氧化产物,C正确;
D.由A选项可知,还原性,可发生反应:,D错误;
14.已知:①,②,③,④。判断下列物质的还原性强弱,正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】还原性:还原剂>还原产物。在反应①中,还原性;在反应②中,还原性;在反应③中,还原性;在反应④中,还原性。因此四种物质的还原性强弱为,B项正确;
15.科学家开发出一种低成本光伏材料-蜂窝状石墨烯。生产原理是:下列说法错误的是
A.该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1:1
B.Na2O和Na2CO3都属于电解质
C.Na2O是氧化剂,属于碱性氧化物
D.石墨烯是还原产物
【答案】C
【解析】【解答】A.由分析可知,氧化剂与还原剂均为CO,且质量之比为1:1,正确;
B.Na2O在熔融条件下能电离出自由移动的离子,Na2CO3在水溶液中能电离出自由移动的离子,二者均属于电解质,正确;
C.由分析可知,氧化剂为CO,错误;
D.由分析可知,还原产物为C,正确;
16.用聚合物包覆微球可制得镁基微马达(如图)。在盐酸中,微马达包覆层开口处反应排出气体使其定向运动。下列说法正确的是
A.盐酸中存在自由移动的和,所以盐酸是电解质
B.反应的离子方程式为:
C.反应时,做还原剂,发生氧化反应
D.在该微马达中可用替代
【答案】C
【解析】【解答】A、盐酸是的水溶液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,A错误;
B、反应生成(拆为和 )和,离子方程式应为 ,B错误;
C、化合价升高,失电子,作还原剂,发生氧化反应,C正确;
D、活动性弱于氢,不与盐酸反应,不能替代,D错误;
17.纯净物状态下的标准电极电势可用来比较对应氧化剂的氧化性强弱。现有六组标准电极电势数据如表所示:
氧化还原电对(氧化型/还原型) 电极反应式 标准电极电势
0.77
0.54
1.50
1.07
1.36
0.15
下列分析正确的是( )
A.氧化性:
B.往含有的溶液中滴加少量氯水,溶液变红
C. 往淀粉-溶液中加入过量溶液,溶液变蓝
D.溶液与足量酸性溶液反应的离子方程式:
【答案】B
【解析】【解答】A、结合电极电势的大小,可以知道Fe3+的氧化性大于Sn4+的氧化性,A错误;
B、结合电极电势,可以知道Br2的氧化性大于Fe3+,则Cl2如果和Br-先反应生成Br2,Br2会继续和Fe2+反应生成Fe3+和Br-,则Cl2先和Fe2+反应生成Fe3+,溶液变红,B正确;
C、结合电解电势,可知Sn4+的氧化性小于I2,则Sn4+无法和I-反应生成I2,溶液无法变蓝,C错误;
D、KMnO4足量时,会和Cl-、Fe2+都反应,生成Cl2和Fe3+,D错误;
18.反应(1)是自海藻灰中提取碘的主要反应,反应(2)是自智利硝石中提取碘的主要反应:2NaI+MnO2+3H2SO4=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 (1)
2NaIO3+5NaHSO3=2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2 (2)
下列有关说法正确的是
A.NaI和NaIO3在一定条件下能反应生成I2
B.I2在反应(1)中是还原产物,在反应(2)中是氧化产物
C.两个反应中生成等量的I2时转移的电子数相等
D.氧化性:MnO2>IO>I2>SO>Mn2+
【答案】A
【解析】【解答】A.NaI和NaIO3在一定条件下能发生归中反应生成I2 ,正确;
B.由分析可知, I2在反应(1)中是氧化产物,在反应(2)中是还原产物,错误;
C.反应(1)中,碘元素化合价由-1升为0,生成 1mol I2 时,转移2mol电子,反应(2)中,碘元素化合价由+5降为0,生成 1mol I2 时,转移10mol电子,两者在生成等量I2时转移电子数不相等,错误;
D.由分析可知,反应(1)中氧化性:MnO2>I2,反应(2)中氧化性:IO>I2,无法判断MnO2与IO的氧化性的强弱,错误;
19.下列转化中,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】A.I2变为化合价由0价降低变为-1价,化合价降低得到电子发生还原反应,A项不符合题意;
B.化合价由+2价变为+3价,化合价升高失去电子发生氧化反应,B项符合题意;
C.化合价不变,为非氧化还原反应,C项不符合题意;
D.化合价由+7价变为+4价,化合价降低得到电子发生还原反应,D项不符合题意;
20.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中可能发生的是
A.3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3
B.I2+2KCl=2KI+Cl2
C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3FeCl2+I2=2FeCl3+FeI2
【答案】C
【解析】【解答】A.由于氧化性,则还原性,应先还原,Fe3+与I-不共存,A错误;
B.根据反应可知氧化性:,与题干不符,B错误;
C.根据反应可知氧化性:,与题干相符,C正确;
D.根据反应可知氧化性:,与题干不符,D错误。
21.已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-=2RO+3Cl-+5H2O。则RO中n的值是
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【解析】【解答】反应2R(OH)3+3ClO-+4OH-=2RO+3Cl-+5H2O,在离子方程式中,等号左右两边离子所带电荷的总量相等,因此可得(-1)×3+(-1)×4=(-n)×2+(-1)×3,解得n=2,故选A。
22.下列变化过程需要加入还原剂才能实现的是( )
A.MnO→Mn2+ B.HSO→SO2
C.Fe→Fe2O3 D.Na→NaOH
【答案】A
【解析】【解答】解:A、MnO4-转化为Mn2+的过程中锰元素由+7价变为+2价,化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂,A符合题意;
B、HSO3-转化为SO2的过程中各元素化合价不变,不需加入氧化剂或还原剂,B不符合题意;
C、Fe转化为Fe2O3的过程中铁元素的化合价升高,发生氧化反应,需要加入氧化剂,C不符合题意;
D、Na转化为NaOH的过程中,钠元素的化合价升高,发生氧化反应,需要加入氧化剂,D不符合题意;
23.在酸性溶液中与发生反应,反应产物为、、。已知反应中氧化剂与还原剂的个数之比为,则x的值为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】【解答】根据题意给出的反应物和反应产物,列出化学方程式为:,根据电荷守恒,列出等量关系:,解得:,
24.下列转化需要通过氧化还原反应才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】A.铜元素化合价由0价变为+2价,故需要通过氧化还原反应才能实现,A符合题意;
B.各元素化合没变,表现碱性氧化物的性质,B不选;
C.各元素化合没变,表现酸性氧化物的性质,C不选;
D.,各元素化合没变,表现溶于水形成弱碱的性质,D不选;
25.下列反应既属于氧化还原反应,又属于化合反应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】A.反应生成2种物质,不是化合反应,A不符合题意;
B.反应中氧元素、氮元素化合价改变,且是2种物质生成1种物质的反应,既属于氧化还原反应,又属于化合反应,B符合题意;
C.反应生成2种物质,不是化合反应,C不符合题意;
D.反应中没有元素化合价改变,不是氧化还原反应,D不符合题意;
26.下列不属于四种基本反应类型但属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】A.该反应属于置换反应,也属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.该反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应,B符合题意;
C.该反应属于复分解反应,但不属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.该反应既属于化合反应,又属于氧化还原反应,D不符合题意;
27.下列化学反应中氢元素既被氧化又被还原的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【解答】A.中,H2O中氢元素化合价降低,氢元素只被还原,A不符合题意;
B.中,H2中氢元素化合价升高,氢元素只被氧化,B不符合题意;
C.中,H2O中氢元素化合价降低,氢元素被还原。NaH中氢元素化合价升高,氢元素被氧化。两种物质中,都是氢元素价态发生改变,则氢元素既被氧化又被还原,C符合题意;
D.中,没有元素的价态发生改变,不发生氧化还原反应,D不符合题意;
28.把碎纸片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.反应物微粒为SO2、 Mn2+、 H+
B.该反应发生后溶液酸性增强
C.氧化剂和还原剂的化学计量数之比为5∶2
D.配平后H+的化学计量数为8
【答案】B
【解析】【解答】A.由分析可知,反应物微粒为SO2、、H2O,故A错误;
B.反应过程中生成氢离子,所以反应后溶液的酸性增强,故B正确;
C.根据反应的离子方程式可知,氧化剂高锰酸根和还原剂二氧化硫的化学计量数之比为2:5,故C错误;
D.根据反应的离子方程式可知,配平后H+的化学计量数为4,故D错误;
故答案为:B
【分析】a中SO2转化为SO42-,发生氧化反应,因此需要反应物MnO4-,其还原产物为Mn2+。反应过程中Mn元素由+7价变为+2价,得到5个电子;S元素由+4价变为+6价,失去2个电子。由得失电子守恒可得,SO2、SO42-的系数为5;MnO4-、Mn2+的系数为2。根据电荷守恒可得,生成物中含有H+;且其系数为4。根据H原子守恒可得,反应物中有H2O;且其系数为2。因此可得该反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。据此结合选项分析。
29.已知反应:,下列结论正确的是( )
A.HCl作还原剂,氢元素被氧化
B.氧化性:
C.该反应转移的电子数为
D.氧化剂和还原剂个数之比为1:5
【答案】D
【解析】【解答】A、该反应中HCl中氯元素由-1价变为0价,发生失电子的氧化反应,因此HCl为还原剂,氯元素被氧化,A不符合题意。
B、该反应中,KClO3为氧化剂,Cl2为氧化产物,因此氧化性:KClO3>Cl2,B不符合题意。
C、由分析可知,每生成3个Cl2分子,转移5个电子,C不符合题意。
D、该反应中氧化剂为KClO3,还原剂为HCl,每6个HCl分子参与反应,体现还原性的HCl分子数为5,因此该反应中氧化剂与还原剂的个数比为1:5,D符合题意。
30.在常温下,发生下列几种反应:①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2=2A3++2B-;③2B-+Z2=B2+2Z-。根据上述反应,判断下列结论中错误的是( )
A.溶液中可发生:Z2+2A2+=2A3++2Z-
B.Z2在①、③反应中为还原剂
C.氧化性强弱的顺序为:XO>Z2>B2>A3+
D.X2+是XO的还原产物
【答案】B
【解析】【解答】A、由于氧化性Z2>A3+,所以反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以发生,A不符合题意。
B、在反应①中Z2为氧化产物,在反应③中Z2为氧化剂,B符合题意。
C、由分析可知,氧化性:XO4->Z2>B2>A3+,C不符合题意。
D、反应①中,XO4-中X元素由+7价变为+2价,化合价降低,发生还原反应,因此X2+是XO4-的还原产物,D不符合题意。
二、非选择题
31.回答下列问题
(1)在下列各反应均涉及HCl:
①②
③④
其中HCl做还原剂的是 (填序号),HCl做氧化剂的是 (填序号);试比较Cl2、Br2、KClO3的氧化性,其由强到弱的顺序为 ;试用“单线桥法”标明④中电子转移的方向和数目 。
(2)黑火药着火时主要发生化学反应:。该反应中被还原的元素为 ,氧化产物为 ,若生成14gN2,则转移电子数目为 。
(3)CuCl常用作催化剂,可以在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热生成CuCl沉淀,请写出该反应的离子方程式 。
【答案】(1)④;①;KClO3>Cl2>Br2;
(2)S和N(或:硫、氮);CO2;6NA(或:3.612×1024)
(3)
【解析】【解答】(1)还原剂在反应中失电子,元素化合价升高,发生氧化反应,故其中HCl做还原剂的是④;氧化剂在反应中得电子,元素化合价降低,发生还原反应,故其中HCl做氧化剂的是①;
反应③中氯气是氧化剂,溴单质是氧化产物,反应④中氯酸钾是氧化剂,氯气是氧化产物,根据氧化性:氧化剂大于氧化产物,可知Cl2、Br2、KClO3的氧化性,其由强到弱的顺序为KClO3>Cl2>Br2;反应④中氯酸钾是氧化剂,浓盐酸是还原剂,氯气既是氧化产物,又是还原产物,用“单线桥法”标明④中电子转移的方向和数目为;
(2)S和N元素化合价降低,被还原;C元素化合价升高,发生氧化反应生成氧化产物CO2;反应中C失电子生成CO2,可得N2~12e-,则生成14gN2即0.5mol N2,转移电子数目为6NA;
(3)CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热生成CuCl沉淀,亚硫酸根被氧化为硫酸根,该反应的离子方程式为。
32.完成下列问题。
(1)有下列四个反应:
①SO3+H2O=H2SO4②Cl2+H2O=HCl+HClO ③2F2+2H2O=4HF+O2④SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
上述反应中不属于氧化还原反应的是 (填序号,下同);H2O只作还原剂的是 ;属于氧化还原反应,但其中的H2O既不被氧化,又不被还原的是 。
(2)工业盐的主要成分是NaNO2,以前有许多起因误食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。下列不能实现这种转化的物质是 (填字母)。
a.酸性KMnO4溶液 b.FeCl3 c.O2 d.浓硫酸
(3)已知均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①②③④
这五种化合物中元素化合物由低到高的顺序是___________(填字母)
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
(4)已知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入一定量的铁粉,下列说法正确的是___________。(填字母)
A.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中可能有Fe3+
B.若铁粉无剩余,溶液中一定有Fe2+,一定无Cu2+
C.若铁粉有剩余,则不溶物一定有铜
D.若铁粉有剩余,则溶液中一定有Fe2+和Cu2+
(5)我国古代炼丹术中用的铅丹与硝酸反应方程式是:X(铅丹)+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,则铅丹的化学式为 ,其中+2价的Pb和+4价的Pb含量之比为: 。
(6)治理汽车尾气方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”,CO和NO可以转化为两种无毒的气体,写出化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目: 。
【答案】(1)①④;③;②
(2)氧化;b
(3)A
(4)A;C
(5)Pb3O4;2:1
(6)
【解析】【解答】(1)反应①和④中,无元素化合价升降,不属于氧化还原反应;反应③中,H2O所含O元素化合价升高,H元素化合价不变,则H2O只作还原剂;反应②中,有元素化合价升降,属于氧化还原反应,但H2O所含H和O元素化合价不变,H2O既不被氧化,又不被还原。
故答案为:①④;③;②
(2)NaNO2能将Fe2+氧化为Fe3+,则NaNO2做氧化剂,具有氧化性;酸性KMnO4溶液、O2和浓硫酸具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,而Fe3+和Fe2+不反应,故FeCl3不能实现这种转化,答案选b。
故答案为:氧化;b
(3)①G→Q+NaCl,该反应应为歧化反应,则G→NaCl,氯元素化合价降低,G→Q,氯元素化合价升高,Cl元素在化合物中化合价Q>G;
②Q+H2O→X+H2,氢元素化合价降低,则氯元素化合价升高,Cl 元素在化合物中化合价X>Q;
③Y+NaOH→G+Q+H2O, Y中氯元素化合价既升高又降低,则Cl元素在化合物中化合价Q>Y>G;
④Z+NaOH→Q+X+H2O,Z中氯化合价既升高又降低,则Cl 元素在化合物中化合价X>Z>Q;
综上所述,这五种化合物中Cl元素化合物由低到高的顺序是G、Y、Q、Z、X,A符合题意。
故答案为:A
(4)A.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则可能有三种情况:一种为Cu2+只反应一部分,Fe3+完全反应;一种为Cu2+未反应,Fe3+恰好完全反应;一种为Cu2+未反应,Fe3+只反应一部分,溶液中含有Fe3+,A项正确;
B.若铁粉无剩余,因为Fe3+先与Fe反应,所以溶液中一定有Fe2+,若铁粉反应完之后Fe3+仍有剩余,则溶液中一定含Cu2+,B项错误;
C.若铁粉有剩余,则Fe3+、Cu2+完全反应,不溶物中一定含有铜,C项正确;
D.若铁粉有剩余,则Fe3+、Cu2+完全反应,溶液中一定有Fe2+,无Cu2+,D项错误;
故答案为:AC
(5)根据原子守恒可知,铅丹的化学式为Pb3O4;由生成物PbO2和Pb(NO3)2可知,Pb3O4可写成,其中+2价的Pb和+4价的Pb含量之比为2:1。
故答案为:Pb3O4;2:1
(6)CO和NO在催化剂作用下可以转化为N2和CO2两种无毒的气体,用单线桥表示电子的转移为。
故答案为:
33.如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别A 和化学式B 。
(2)某同学利用以下试剂研究HCl性质,进行了如下预测:
a.NaClO b.Fe
c.NaOH d.KMnO4
从物质类别上看,HCl属于 ,可能与 发生反应(填序号);
从化合价角度看,Cl-具有 性,可能与 发生反应(填序号)。
(3)某工厂用NaCl溶液制备氯气,其化学原理为如下反应:
H2O+NaCl=Cl2↑+NaOH+
请将上述方程式补充完整,并用单线桥表示电子转移 。
【答案】单质;HClO;酸;abc;还原;ad;
【解析】【解答】(1)Cl2为单质,B中Cl元素为+1价,Cl为+1价的酸是HClO。
故答案为:单质;HClO
(2)HCl属于强电解质,完全电离,所有的阳离子均为H+,因此HCl属于酸,能与碱NaOH、金属单质Fe、NaClO发生反应;Cl-中Cl为-1价,为最低价态,具有还原性,NaClO、KMnO4具有强氧化性,能够和HCl反应。
故答案为:酸;abc;还原;ad
(3该反应中Cl元素由-1价上升到0价,H元素由+1价下降到0价,根据氧化还原反应化合价升降守恒对方程式配平可得方程式为2H2O+2NaCl=Cl2+2NaOH+H2↑,2molNaCl参与反应,电子转移2mol,用单线桥表示为:。
故答案为:
34.从核心元素价态分析,亚硝酸盐(如NaNO2)、亚铁盐(如FeSO4)都应既具有氧化性,又具有还原性。亚硝酸盐对应的酸为亚硝酸(HNO2),HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2。
(1)HNO2中N元素的化合价为 。
(2)请用“双线桥”表示NaNO2与HI反应时的电子转移情况 ,2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(3)NaNO2像食盐一样有咸味,毒性很强,误食会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,可服用维生素C解毒。关于该过程的叙述,不正确的是___________(填字母)。
A.亚硝酸钠的氧化性强于Fe3+ B.维生素C是还原剂
C.维生素C的还原性强于Fe2+ D.亚硝酸钠是还原剂
(4)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和,请写出反应的离子方程式: 。
(5)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂——高铁酸钾(K2FeO4)。制备原理为
①2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
②Na2FeO4+2KOH=K2FeO4 + NaOH
③4K2FeO4+H2O=Fe(OH)3(胶体) +___________+KOH
已知的氧化性很强,还原产物一般为Fe3+。反应①中氧化剂为 (写化学式),还原剂为 (写化学式);写出并配平反应③的化学方程式: 。
【答案】(1)+3
(2)
(3)D
(4)+Cl2+H2O= +2H++2Cl-
(5)Na2O2;Na2O2、FeSO4;4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体) +3O2↑+8KOH
【解析】【解答】(1)根据化合物中各元素化合价代数和为零,HNO2中N元素的化合价为+3。
故答案为: +3 ;
(2)NaNO2与HI反应,N元素得到电子生成NO,I元素失去电子生成I2;“双线桥”可表示为。故答案为: ;
(3)A.NaNO2可以氧化Fe2+为Fe3+,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以亚硝酸钠的氧化性强于Fe3+,A正确;
B.NaNO2氧化Fe2+为Fe3+,NaNO2中毒可服用维生素C解毒;这是因为维生素C是还原剂,可以还原Fe3+为Fe2+,B正确;
C.由B分析可知,维生素C是还原剂,可以还原Fe3+为Fe2+,根据还原剂的还原性强于还原产物,所以维生素C的还原性强于Fe2+,C正确;
D.由A分析可知,亚硝酸钠是氧化剂,D错误;
故答案为:D;
(4)氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,说明氯水和NaNO2发生氧化还原反应,生成NaNO3和HCl,则Cl从0价变为-1价;N从+3价变为+5价,根据得失电子守恒配平有 NO2-+Cl2+H2O= NO3-+2H++2Cl-
故答案为: NO2-+Cl2+H2O= NO3-+2H++2Cl-
(5)反应①2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中Na2O2的部分O得电子化合价降低,Na2O2为氧化剂,反应中FeSO4中的Fe失电子,部分Na2O2中的O失电子,还原剂为Na2O2、FeSO4。已知K2FeO4的氧化性很强,还原产物一般为Fe3+,O被氧化为O2,根据得失电子配平有4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体) +3O2↑+8KOH。
故答案为: Na2O2 ; Na2O2、FeSO4 ; 4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体) +3O2↑+8KOH ;
35.现有下列反应:
①2H2O+Cl2+SO2=H2SO4+2HCl
②2KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
针对上述两个反应回答:
(1)用单线桥标出①中电子转移的方向和数目 ;氧化剂是 ,氧化产物是 。
(2)写出②的离子化方程式 ;
(3) Cl2、SO2和KMnO4的氧化性由强到弱的顺序为 ;
(4)反应②中氯化氢表现出的性质是 。
a.还原性 b.酸性 c.氧化性
若生成5个Cl2分子则转移电子总数是 个
【答案】;Cl2;H2SO4;2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;KMnO4>Cl2>SO2;ab;10
【解析】【解答】(1)Cl2+SO2+2H2O═H2SO4+2HCl中,Cl元素的化合价降低,S元素的化合价升高,转移2e ,所以Cl2是氧化剂、SO2是还原剂,氧化产物是H2SO4,转移电子数目和方向为。
故答案为:;Cl2;H2SO4
(2)2KMnO4+16HCl(浓)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O的该写成离子方程式为:2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
故答案为:2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(3)氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则Cl2、SO2和KMnO4的氧化性由强到弱的顺序KMnO4 >Cl2>SO2。
故答案为:KMnO4>Cl2>SO2
(4)2KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中,部分HCl失电子,部分HCl转化为盐,所以反应中氯化氢表现出的性质是还原性和酸性;该反应中Cl元素由-1价上升到0价,失去1个电子,则生成5个Cl2,每转移10个电子。
故答案为:ab;10
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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化学必修一第一章 物质及其变化
1.3 氧化还原反应
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,知道氧化反应、还原反应,氧化剂及还原剂的概念。
2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。
3.能利用氧化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。
4.通过学习具体的实例识别常见的氧化剂和还原剂,理解氧化性、还原性强弱与价态及电子转移的关系
5.通过学习能够对生产、生活中常见的氧化还原反应加以分析,熟练氧化还原反应的判断方法。
6.通过学习具体的实例掌握氧化还原反应方程式的配平;
知识点一 氧化还原反应基本概念
1.特征和概念
(1)特征:元素的化合价在反应前后发生了变化。
物质所含元素化合价升高为氧化反应,物质所含元素化合价降低为还原反应,氧化反应和还原反应发生在同一反应中。
(2)概念:凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
例:2CuO+C2Cu+CO2↑
Fe+CuSO4Cu+FeSO4
2Na+Cl22NaCl
【归纳总结】
①氧化还原反应有元素化合价变化,但并不是所有元素化合价均发生变化。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间。
③有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如同素异形体间的相互转化。
2.本质:存在电子的转移(电子的得失或电子对的偏移)
从原子结构来看,在化学反应中,元素原子都有达到8电子稳定结构的趋势(H形成2电子稳定)。
(1)NaCl的形成过程
当Na与Cl2反应时,钠失去1个电子,带1个单位正电荷,称为Na+,钠元素化合价升高,发生氧化反应;氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为Cl-,氯元素的化合价降低,发生还原反应。这样双方都达到8电子稳定结构。
HCl的形成过程
H2和Cl2的反应,氢原子和氯原子都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1各电子组成一个供应电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使双方最外层都达到稳定结构。但由于氯原子对共用电子对吸引能力比氢原子稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离氢原子。
3. 氧化反应和还原反应
氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应 物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
4.氧化产物和和还原产物
氧化产物 还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
还原产物 氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
知识点二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法表示电子转移的方向和数目
注意:
a.“e-”表示电子。
b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
c.失去电子的反应物是还原剂,得到电子的反应物是氧化剂
d.被氧化得到的产物是氧化产物,被还原得到的产物是还原产物
2.单线桥法(从失→得)
【说明】单线桥和双线桥两种表示方法的形式不同,实质相同。在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时,用“双线桥”方便;在表示电子转移的方向和数目时用“单线桥”方便。
知识点三 几组概念之间的关系
七对矛盾又可以用两条线贯穿它们之间的联系: 还原剂—具有还原性--失电子—元素化合价升高—发生氧化反应--被氧化—生成氧化产物; 氧化剂—具有氧化性--得电子—元素化合价降低—发生还原反应—被还原—生成还原产物。
典型的氧化还原反应可以简单表示为: 氧化剂 + 还原剂 = 氧化产物 + 还原产物
知识点四 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应。有单质参加的化合反应是氧化还原反应。有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(4)有单质参加的反应不一定是氧化还原反应,如单质之间的转化:3O22O3 。
知识点五 氧化剂和还原剂
1.定义
氧化剂:元素化合价降低、得到电子的反应物;
还原剂:元素化合价升高,失去电子的反应物。
2.氧化性和还原性
(1)氧化性:表示物质得电子能力的强弱。氧化剂具有氧化性。
(2)还原性:表示物质失电子能力的强弱。还原剂具有还原性。
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂:①活泼的非金属单质:F2、O2、O3、Cl2等;
②含有高价态元素的化合物:HNO3、KMnO4、K2Cr2O7、浓H2SO4等;
③某些金属元素的高价态离子:Fe3+、Cu2+等;
④其它:H2O2、Na2O2、HClO等。
(2)常见的还原剂:①活泼的金属单质:K、Na、Fe、Mg等;
②含有低价态元素的化合物:H2S、HI、CO2、SO2、H2SO3等;
③某些非金属单质:H2、C等。
④某些低价态的阳离子或阴离子:Fe2+、S2-、I-等。
【易错点拨】①具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
②同一物质在不同条件下,其氧化性或还原性会有所不同。
③一般来说,最高价态物质只有氧化性,最低价态物质只有还原性,中间价态既具有氧化性又具有还原性。如:Fe3+只有氧化性,Fe只有还原性,Fe2+既有氧化性又有还原性。
④H2O2既具有氧化性又具有还原性,但主要表现氧化性,对应产物是H2O,故被称为“绿色氧化剂”。
知识点六 氧化性、还原性强弱的判断方法
1.依据反应原理判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
2.根据金属的活动性顺序判断
【拓展】氧化性强弱:Ag+>Fe3+>Cu2+
3.根据非金属的活动性顺序判断
4.根据反应的条件判断
反应的条件越简单,反应就越容易发生,说明物质氧化性(或还原性)越强。例如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
从反应条件可以看出氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂化合价升高的数值越大,氧化剂的氧化性越强。例如:
注意:①氧化性、还原性的强弱与得失电子数目无关。如还原性:Na>Al。
②一般来说,化合价越高,氧化性越强,如浓硫酸>亚硫酸>氢硫酸。但存在反常情况,如次氯酸>高氯酸。
【易错点拨】同一物质在不同的条件下,其氧化性/还原性会有所不同。
(1)温度:①氧化性:浓硫酸(热)>浓硫酸(冷);②还原性:浓盐酸(热)>浓盐酸(冷)。
(2)浓度:HNO3(浓)>HNO3(稀)
(3)pH:①中性环境中NO3-不显氧化性,酸性环境中NO3-显强氧化性;②KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)
知识点七 氧化还原反应方程式的配平
由于在氧化还原反应里存在着电子的转移,因此元素的化合价必然有升有降,我们把化合价能升高的元素或含该元素的物质称还原剂;反之称为氧化剂。
1.配平三原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
(1)标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素化合价。
+HO3(浓)―→O2↑+O2↑+H2O
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化。
(3)求总数:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
(4)配化学计量数:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)―→4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成双线,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
3. 氧化还原反应配平的特殊技巧。
(1)从右向左配平法
例1、Cu + HNO3(浓)- Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
【答案】Cu+4 HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2 NO2↑+2 H2O
(2)整体总价法(零价法)
适用范围:在氧化还原反应中,一种反应物中有两种或两种以上的元素化合价发生变化或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中。
技巧:把该物质当成一个“整体”来考虑。
例2、FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2
Fe+2 →+3 S-1→+4
【答案】4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2.
(3)歧化归一法
适用范围:同种元素之间的歧化反应或归一反应。
技巧:第三种价态元素之前的系数等于另两种元素价态的差值与该价态原子数目的比值。
例3、Cl2 + KOH — KCl + KClO3 + H2O
分析:在氧化还原反应中,电子转移只发生在氯元素之间,属于歧化反应。
【答案】Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O
(4)缺项配平——判断未知物
顾名思义,在一个氧化还原反应中缺少反应物或生成物。
技巧:一般是把反应物和生成物中的所有原子进行比较,通过观察增加或减少了哪种元素:
①若增加的元素是除H、O以外的非金属,未知物一般是相应的酸;
②若增加的元素是金属,未知物一般是相应的碱;
③若反应前后经部分配平后发现两边氢、氧原子不平衡,则未知物是水。
例4、H2O2+KMnO4+________=MnSO4+K2SO4+O2↑+H2O
分析:经比较发现,生成物中增加了S元素,则未知物是H2SO4
【答案】5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O
(5)单质后配法
适用范围:反应物或生成物中有单质参加或单质生成,如有机物的燃烧
都可用此法。
技巧:把游离态的那种元素放在最后来配。
例5、FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2
分析:反应物中有单质O2,我们可以把O元素放在最后来配。首先假定
Fe2O3的系数为1,则FeS2的系数为2,那么SO2的系数为4,因此O2的系数为11/2,然后把每种物质前的系数都扩大2倍,即可配平。
4FeS2 +11 O2 =2 Fe2O3 +8 SO2
(6)加合法
技巧:把某个复杂的反应看成是某几个反应的叠加而成。
例6、Na2O2 + H2O — NaOH + O2
分析:我们可把这个反应看成是以下两个反应的叠加:
Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 ①
2H2O2 = 2H2O + O2 ②
把①× 2+ ②,最后我们得到:2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2
【归纳总结】1配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出元素化合价,找准“1分子”氧化剂中元素化合价降低总数,“1分子”还原剂中元素化合价升高总数,在计算时,切记不要忽略氧化剂、还原剂中变价原子的个数。
2对于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应可采用逆向配平法,即先确定生成物的化学计量数,再确定反应物的化学计量数。
3对于残缺方程式,即某些反应物或生成物一般为化合价不发生变化的水、酸、碱等的化学式未写出,配平时不仅要配平化学计量数,还要写出未知物质的化学式,其方法是先配平含变价元素物质的化学计量数,再通过比较反应物和生成物,观察增、减的原子或离子数,从而确定未知物并配平。
知识点八 氧化还原反应的规律
1. 价态转化规律
(1)价态归中
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两靠近,不交叉”。同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。如S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
(2)歧化反应
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。
如:l2+2NaOH===Na+Na O+H2O
(3)价态特点
元素处于最高价态,之具有氧化性;元素处于最低价态,之具有还原性;元素处于中间价态,既具有氧化性,又具有还原性。简记为“高价氧化低价还,中间价态两边转。”
【归纳总结】氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
2. 优先反应规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)相同条件下,同时含有几种还原剂的溶液按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)相同条件下,同时含有几种氧化剂的溶液按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Fe粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以Fe粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。
3. 守恒规律
氧化还原反应遵循以下三个守恒规律:
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3)电荷守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误),2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。
【题型一】氧化还原反应的定义、特征和本质
【典例分析】(23-24高一上·湖南长沙·期末)下列反应中,属于氧化还原反应的是
A.2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O B.CaO+SO3=CaSO4
C.NaOH+HCl=NaCl+H2O D.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【变式演练1】(23-24高一上·河南周口·月考)下列关于氧化还原反应的说法中正确的是
A.得到电子的一定是还原剂
B.氧化还原反应前后可以没有元素化合价发生变化
C.元素化合价升高的反应是氧化反应
D.氧化剂和还原剂一定是不同的物质
【变式演练2】下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的是
A.2H2S+SO2=3S+2H2O B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑ D.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
【变式演练3】(23-24高一上·山东滨州·月考)氧化还原反应是从元素化合价是否有变化的角度对化学反应进行分类的结果。下列叙述中,正确的是
A.氧化还原反应的实质是电子得失
B.具有氧化性的物质在化学反应中一定做氧化剂
C.氧化剂氧化其他物质时,本身被还原
D.还原剂在反应中本身被还原
【题型二】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【典例分析】(23-24高一上·重庆·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应中属于区域2的是
A. B.
C. D.
【变式演练1】(23-24高一上·广东湛江·期中)下列反应中,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是
A. B.
C. D.
【变式演练2】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示.下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【变式演练3】(23-24高一上·北京西城·期中)下列基本反应类型中,一定不会发生电子转移的反应类型是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【题型三】双线桥、单线桥法表示电子的转移
【典例分析】(23-24高一上·海南儋州·期中)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【变式演练1】下列氧化还原反应方程式中,电子转移方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【变式演练2】(23-24高一上·四川成都·期中)下列各氧化还原反应方程式中电子转移表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【变式演练3】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【题型四】氧化还原反应的几组概念
【典例分析】某种飞船以和为动力源,发生反应:,反应温度可高达2700℃,对于该反应,下列说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.被还原
C.是还原剂 D.既是氧化产物又是还原产物
【变式演练1】(23-24高一上·甘肃白银·期中)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【变式演练2】(23-24高一上·北京·期中)在C+2H2SO4(浓)CO2↑+2H2O+2SO2↑反应中,浓硫酸是
A.氧化剂 B.既是氧化剂又是还原剂
C.还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
【变式演练3】下列变化过程中金属元素被还原的是
A.FeCl2→FeCl3 B.BaO→Ba(OH)2
C.Cu2S→CuO D.MnO2→MnCl2
【题型五】氧化性和还原性的强弱比较
【典例分析】常温下,可以发生下列三个反应:①2W-+X2=2X-+W2;②2Y-+W2=2W-+Y2 ;
③2X-+Z2=2Z-+X2,由此得出的正确结论是
A.X-、Y-、Z-、W-中Z-还原性最强 B.X2、Y2、Z2、W2中Z2氧化性最弱
C.反应2Z-+Y2=2Y-+Z2不能发生 D.还原性:X->Y-
【变式演练1】有A、B、C、D四种物质,已知它们能发生下列反应:
(1)A2++B=B2++A (2)A2++C=C2++A
(3)B2++C=C2++B (4)C2++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
①氧化性:A2+>B2+>C2+>D2+
②氧化性:D2+>C2+>B2+>A2+
③还原性:A>B>C>D
④还原性:D>C>B>A
A.①④ B.①③
C.②③ D.②④
【变式演练2】已知①;②,由此判断下列说法正确的是
A.常温下不能反应 B.氧化性强弱顺序为
C.还原性强弱顺序为 D.常温下能进行反应
【变式演练3】(23-24高一上·四川广元·月考)根据反应:①
②
③
④
各粒子的氧化性或还原性由强到弱的顺序正确的是
A.氧化性:
B.氧化性:
C.还原性:
D.还原性:
【题型六】基于守恒规律的氧化还原反应计算
【典例分析】(23-24高一上·海南儋州·期中)当溶液中和离子数之比为1:5时,正好完全发生氧化还原反应,被氧化为,则X在还原产物中的化合价为
A. B. C. D.
【变式演练1】(23-24高一上·吉林延边·月考,)在一定条件下,RO3n-和F2可发生如下反应:RO3n-+F2+2OH-=RO4-+2F-+H2O,从而可知在RO3n-中 ,元素R的化合价、n的值分别是
A.+4价 2 B.+5价 1 C.+6价 0 D.+3价 3
【变式演练2】(23-24高一上·安徽亳州·月考)离子间发生氧化还原反应时存在质量守恒、电子守恒、电荷守恒等规律。在一定条件下,和发生反应:,则中的化合价为
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【变式演练3】(23-24高一上·湖南株洲·月考)在一定条件下,和可发生如下反应:,从而可知在中,则R的化合价是
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
一、选择题
1.成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝,许多成语中蕴含着丰富的化学原理,下列成语中涉及氧化还原反应的是( )
A.木已成舟 B.蜡炬成灰 C.铁杵成针 D.滴水成冰
2.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是
A.和稀硫酸反应 B.在中燃烧
C.溶于稀盐酸 D.过氧化钠投入水中
3.下列转化过程中需要加入氧化剂的是( )
A. B. C. D.
4. 下列反应中,体现还原性的是( )
A.加热分解有生成
B.和的混合溶液加热有生成
C.固体在溶液中溶解
D.溶液中滴加溶液出现白色沉淀
5.今有下列三个氧化还原反应:
①;
②;
③。
某溶液中含有、和,欲加入以下试剂只除去其中的,其中最合适的是
A. B. C. D.
6.部分含Na或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图,下列推断合理的是
A.在空气中加热e,一定能生成d
B.在d(s)→g(aq)→h(s)的转化过程中,一定有颜色变化
C.在b(aq)→c(aq)→h(s)的转化过程中,一定均为氧化还原反应
D.若可用f制取a,a一定可以在Cl2中燃烧生成+2价氯化物
7.下列各组微粒中,一定条件下均可以作氧化剂的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
8.工业上利用铝热反应:焊接铁轨,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.该反应转移3
C.Al发生还原反应 D.铝热反应可用于制备金属钠
9.下列属于氧化还原反应,且氧化剂和还原剂为同一种物质的是( )
A.MgO+2HCl=MgCl2+H2O
B.C+H2O(g) CO+H2
C.8NH3+6NO2 7N2+12H2O
D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
10.稀土资源素有“工业维生素”“新材料之母”之称,我国稀土储量世界第一。已知:金属铈(稀土元素)在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应(注:铈常见的化合价为 和 ,氧化性: )。下列说法正确的是( )
A.铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为:
B. 溶液与硫酸铁溶液混合,其离子方程式为:
C.铈元素如果要排在金属活动性顺序表中,其位置应靠近 元素
D.金属 保存时可以用水封来隔绝空气,防止被氧化
11.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2是高炉炼铁的主要反应,该反应的还原剂是( )
A.Fe2O3 B.CO C.Fe D.CO2
12.离子在一定条件下可将离子氧化成离子。若反应后变成,又知反应中氧化剂和还原剂的个数之比是5∶2,则n值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
13.已知反应:①;②;③。下列说法错误的是
A.还原性:
B.反应①中氧化产物和还原产物的个数比为5∶2
C.反应②中作氧化剂,反应③中为氧化产物
D.不可以发生反应:
14.已知:①,②,③,④。判断下列物质的还原性强弱,正确的是
A. B.
C. D.
15.科学家开发出一种低成本光伏材料-蜂窝状石墨烯。生产原理是:下列说法错误的是
A.该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1:1
B.Na2O和Na2CO3都属于电解质
C.Na2O是氧化剂,属于碱性氧化物
D.石墨烯是还原产物
16.用聚合物包覆微球可制得镁基微马达(如图)。在盐酸中,微马达包覆层开口处反应排出气体使其定向运动。下列说法正确的是
A.盐酸中存在自由移动的和,所以盐酸是电解质
B.反应的离子方程式为:
C.反应时,做还原剂,发生氧化反应
D.在该微马达中可用替代
17.纯净物状态下的标准电极电势可用来比较对应氧化剂的氧化性强弱。现有六组标准电极电势数据如表所示:
氧化还原电对(氧化型/还原型) 电极反应式 标准电极电势
0.77
0.54
1.50
1.07
1.36
0.15
下列分析正确的是( )
A.氧化性:
B.往含有的溶液中滴加少量氯水,溶液变红
C. 往淀粉-溶液中加入过量溶液,溶液变蓝
D.溶液与足量酸性溶液反应的离子方程式:
18.反应(1)是自海藻灰中提取碘的主要反应,反应(2)是自智利硝石中提取碘的主要反应:2NaI+MnO2+3H2SO4=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 (1)
2NaIO3+5NaHSO3=2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2 (2)
下列有关说法正确的是
A.NaI和NaIO3在一定条件下能反应生成I2
B.I2在反应(1)中是还原产物,在反应(2)中是氧化产物
C.两个反应中生成等量的I2时转移的电子数相等
D.氧化性:MnO2>IO>I2>SO>Mn2+
19.下列转化中,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A. B.
C. D.
20.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中可能发生的是
A.3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3
B.I2+2KCl=2KI+Cl2
C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3FeCl2+I2=2FeCl3+FeI2
21.已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-=2RO+3Cl-+5H2O。则RO中n的值是
A.2 B.3 C.4 D.5
22.下列变化过程需要加入还原剂才能实现的是( )
A.MnO→Mn2+ B.HSO→SO2
C.Fe→Fe2O3 D.Na→NaOH
23.在酸性溶液中与发生反应,反应产物为、、。已知反应中氧化剂与还原剂的个数之比为,则x的值为
A.1 B.2 C.3 D.4
24.下列转化需要通过氧化还原反应才能实现的是
A. B.
C. D.
25.下列反应既属于氧化还原反应,又属于化合反应的是( )
A. B.
C. D.
26.下列不属于四种基本反应类型但属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
27.下列化学反应中氢元素既被氧化又被还原的是
A. B.
C. D.
28.把碎纸片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.反应物微粒为SO2、 Mn2+、 H+
B.该反应发生后溶液酸性增强
C.氧化剂和还原剂的化学计量数之比为5∶2
D.配平后H+的化学计量数为8
29.已知反应:,下列结论正确的是( )
A.HCl作还原剂,氢元素被氧化
B.氧化性:
C.该反应转移的电子数为
D.氧化剂和还原剂个数之比为1:5
30.在常温下,发生下列几种反应:①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2=2A3++2B-;③2B-+Z2=B2+2Z-。根据上述反应,判断下列结论中错误的是( )
A.溶液中可发生:Z2+2A2+=2A3++2Z-
B.Z2在①、③反应中为还原剂
C.氧化性强弱的顺序为:XO>Z2>B2>A3+
D.X2+是XO的还原产物
二、非选择题
31.回答下列问题
(1)在下列各反应均涉及HCl:
①②
③④
其中HCl做还原剂的是 (填序号),HCl做氧化剂的是 (填序号);试比较Cl2、Br2、KClO3的氧化性,其由强到弱的顺序为 ;试用“单线桥法”标明④中电子转移的方向和数目 。
(2)黑火药着火时主要发生化学反应:。该反应中被还原的元素为 ,氧化产物为 ,若生成14gN2,则转移电子数目为 。
(3)CuCl常用作催化剂,可以在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热生成CuCl沉淀,请写出该反应的离子方程式 。
32.完成下列问题。
(1)有下列四个反应:
①SO3+H2O=H2SO4②Cl2+H2O=HCl+HClO ③2F2+2H2O=4HF+O2④SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
上述反应中不属于氧化还原反应的是 (填序号,下同);H2O只作还原剂的是 ;属于氧化还原反应,但其中的H2O既不被氧化,又不被还原的是 。
(2)工业盐的主要成分是NaNO2,以前有许多起因误食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。下列不能实现这种转化的物质是 (填字母)。
a.酸性KMnO4溶液 b.FeCl3 c.O2 d.浓硫酸
(3)已知均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①②③④
这五种化合物中元素化合物由低到高的顺序是___________(填字母)
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
(4)已知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入一定量的铁粉,下列说法正确的是___________。(填字母)
A.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中可能有Fe3+
B.若铁粉无剩余,溶液中一定有Fe2+,一定无Cu2+
C.若铁粉有剩余,则不溶物一定有铜
D.若铁粉有剩余,则溶液中一定有Fe2+和Cu2+
(5)我国古代炼丹术中用的铅丹与硝酸反应方程式是:X(铅丹)+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,则铅丹的化学式为 ,其中+2价的Pb和+4价的Pb含量之比为: 。
(6)治理汽车尾气方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”,CO和NO可以转化为两种无毒的气体,写出化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目: 。
33.如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别A 和化学式B 。
(2)某同学利用以下试剂研究HCl性质,进行了如下预测:
a.NaClO b.Fe
c.NaOH d.KMnO4
从物质类别上看,HCl属于 ,可能与 发生反应(填序号);
从化合价角度看,Cl-具有 性,可能与 发生反应(填序号)。
(3)某工厂用NaCl溶液制备氯气,其化学原理为如下反应:
H2O+NaCl=Cl2↑+NaOH+
请将上述方程式补充完整,并用单线桥表示电子转移 。
34.从核心元素价态分析,亚硝酸盐(如NaNO2)、亚铁盐(如FeSO4)都应既具有氧化性,又具有还原性。亚硝酸盐对应的酸为亚硝酸(HNO2),HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2。
(1)HNO2中N元素的化合价为 。
(2)请用“双线桥”表示NaNO2与HI反应时的电子转移情况 ,2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(3)NaNO2像食盐一样有咸味,毒性很强,误食会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,可服用维生素C解毒。关于该过程的叙述,不正确的是___________(填字母)。
A.亚硝酸钠的氧化性强于Fe3+ B.维生素C是还原剂
C.维生素C的还原性强于Fe2+ D.亚硝酸钠是还原剂
(4)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和,请写出反应的离子方程式: 。
(5)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂——高铁酸钾(K2FeO4)。制备原理为
①2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
②Na2FeO4+2KOH=K2FeO4 + NaOH
③4K2FeO4+H2O=Fe(OH)3(胶体) +___________+KOH
已知的氧化性很强,还原产物一般为Fe3+。反应①中氧化剂为 (写化学式),还原剂为 (写化学式);写出并配平反应③的化学方程式: 。
35.现有下列反应:
①2H2O+Cl2+SO2=H2SO4+2HCl
②2KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
针对上述两个反应回答:
(1)用单线桥标出①中电子转移的方向和数目 ;氧化剂是 ,氧化产物是 。
(2)写出②的离子化方程式 ;
(3) Cl2、SO2和KMnO4的氧化性由强到弱的顺序为 ;
(4)反应②中氯化氢表现出的性质是 。
a.还原性 b.酸性 c.氧化性
若生成5个Cl2分子则转移电子总数是 个
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02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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