第二章第三节第3课时 氧化还原反应的基本规律 同步辅导与测试

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名称 第二章第三节第3课时 氧化还原反应的基本规律 同步辅导与测试
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2010-10-14 20:56:00

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第二章 化学物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第3课时 氧化还原反应的基本规律
三、氧化还原反应的基本规律
1.对立统一规律
氧化还原反应中得失电子的物质同时存在,应用于元素价态高低的判断,分析反应产物的价态。
2.强弱规律
较强氧化剂+较强有还原性―→弱氧化剂+弱有还原性
应用于物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性在一定条件下是否发生反应。
3.先后规律
(1)同一氧化剂与多种有还原性混合,强有还原性先被氧化。
(2)同一有还原性与多种氧化剂混合,强氧化剂先被还原。
4.性质表现规律
元素最高价态:只有氧化性。
元素中间价态:既有氧化性又有还原性。
元素最低价态:只有还原性。
5.守恒规律
氧化还原反应中,得失电子总数相等。
应用于氧化还原反应的计算以及反应方程式的配平。
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.F2 K HCl B.Cl2 Al H2
C.NO2 Na Br2 D.O2SO2H2O
答案 A
解析 一般,元素处于最低价态只具有还原性,处于最高价态只具有氧化性,处于中间价态既有氧化性又有还原性。A
项F没有正化合价,因此F2只具有氧化性;K为金属,金属没有负化合价,因此K的化合价只能升高不能降低,即K只有还原性;HCl中的Cl-1处于最低价态只具有还原性,H+1具有氧化性,因此HCl既有氧化性,又有还原性;B项Cl2中Cl处于中间价态,既有氧化性,又有还原性;C项NO2、Br2既有氧化性,又有还原性;D项SO2、H2O既有氧化性,又有还原性。
2.G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物。我们不了解它们的化学式,但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系(未配平):
①G―→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为(  )
A.QGZYX B.GYQZX C.GYZQX D.ZXGYQ
答案 B
解析 根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等这一规律,对于反应①,G―→NaCl变化中,Cl的化合价降低,则G―→Q变化中Cl的化合价必然升高,即氯的化合价:Q>G;同理,由②可判断氯的化合价:X>Q;由③并结合Q>G可判断氯的化合价:Q>Y>G;由④并结合X>Q可判断氯的化合价:X>Z>Q。
方法总结 本题将“氧化还原反应中元素化合价升降总数相等”这一基本规律应用于抽象思维中,有化合价升高,必有化合价的降低,依此进行元素化合价高低的判断。
3.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-、H2O2都有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为:Cl-A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe2++I2===2Fe3++2I-
答案 CD
解析 根据氧化还原反应的规律:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性;有还原性的还原性>还原产物的还原性。在A中,还原性SO2>Fe2+,符合条件;在B中,还原性SO2>I-,符合条件;在C中,还原性H2O2归纳总结 氧化还原反应能否发生,其规律是:强氧化剂+强有还原性―→弱氧化剂+弱有还原性,或者说氧化性、还原性体现“以强制弱”的原则。根据氧化还原反应,判断有关粒子的氧化性、还原性的强弱是化学中的一条重要规律的应用,也是高考考查的热点知识。
4.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol 硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为(  )
A.2 mol B.1 mol C.0.5 mol D.0.25 mol
答案 D
解析 锌与稀硝酸反应,按题意方程式为:
4Zn+10HNO3===N8e-H4NO3+4Z4×2e-n(NO3)2+3H2O
生成1 mol Zn(NO3)2时被还原的HNO3为 mol,也可以根据生成1 mol NH4NO3,HNO3得到8 mol e-,则有4 mol Zn失去8 mol e-求得。
方法技巧 利用电子守恒法计算,不必书写化学方程式。
1.在相同条件下,下列所给出的离子中,氧化性最强的是(  )
A.H+ B.Cu2+ C.Ag+ D.Mg2+
答案 C
解析 根据金属活动顺序得知,金属Ag还原性最弱,故Ag+氧化性最强。
2.从海水中可以提取溴,主要反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,下列说法正确的是(  )
A.溴离子具有氧化性
B.氯气是有还原性
C.该反应属于复分解反应
D.氯气的氧化性比溴单质强
答案 D
解析 本题通过Cl2与Br-的反应方程式综合考查氧化还原反应的有关概念及反应类型的判断。溴离子已达8e-稳定结构,不可能具有氧化性,A
错;从反应式可看出Cl2得电子,是氧化剂,B错;该反应属有单质参加的氧化还原反应,C错;氯气将Br-氧化为Br2,说明Cl2的氧化性比溴单质强。
3.下列各组粒子中,在一定条件下均可以作氧化剂的是(  )
A.F-、Br-、S2- B.Fe3+、MnO、NO
C.Cl2、HClO、Mg D.ClO-、Cl-、Ag+
答案 B
4.一定条件下,氨气与一氧化氮发生反应:NH3+NO―→N2+H2O(未配平)。在该反应中,被氧化与被还原的氮原子数之比为(  )
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶5 D.5∶6
答案 A
解析 在氧化还原反应中,电子得失数目相等。NH3中N的化合价为-3价,反应后变为0价,作有还原性被氧化;NO中N的化合价为+2价,反应后为0价,作氧化剂被还原,为保持得失电子数目相等,则应为2个-3价的氮和3个+2价的氮反应,所以被氧化与被还原的氮原子的个数比为2∶3。
5.在足量Cu(NO3)2和A
gNO3混合溶液中加入少量铁粉,充分反应后,得到的固体成分是(  )
A.Fe B.Cu C.Ag D.Cu、Ag
答案 C
解析 存在多个可能反应时,根据氧化性(还原性)强弱,把反应划分为若干步进行,当第一步完成,才进行第二步,以此类推。Ag+氧化性大于Cu2+,Fe先与Ag+反应,使Ag析出,铁粉少量,不可能把Cu、Ag都置换出来。
6.常温下,下列三个反应均能发生:X2+2W2+===2X-+2W3+;Z2+2X-===2Z-+X2;2W3++2Y-===2W2++Y2。则在相同条件下,下列三个反应:①Y2+2X-===2Y-+X2;②Z2+2Y-===2Z-+Y2;③2W3++2Z-===2W2++Z2也能发生的是(  )
A.只有① B.只有②
C.①和② D.②和③
答案 B
解析 对于反应:氧化剂+有还原性===氧化产物+还原产物,有以下规律,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:有还原性>还原产物,这是判断物质氧化性、还原性强弱的依据,单质或离子的氧化性:X2>W3+,Z2>X2,W3+>Y2,所以,氧化性强弱为Z2>X2>W3+>Y2,还原性强弱为:Y->W2+>X->Z-。再根据“一定条件下,氧化性强的物质可以制取氧化性弱的物质,还原性强的物质可以制取还原性弱的物质”判断,反应①不能发生;反应②能够发生;反应③不能发生。
7.在水溶液中N2H离子可以将Fe3+还原成Fe2+,本身被氧化成Y,反应可简单表示为N2H+4Fe3+―→4Fe2++Y+…据此可知Y为(  )
A.NH B.N2 C.N2O D.N2H4
答案 B
解析 N2H中氮元素为-2价。由4Fe3+4Fe2+,则N2H中2个N-2Y,每个N-2原子失去2个电子,化合价升高2价,故Y中N原子化合价为0价,Y为N2,离子方程式为:N2H+4Fe3+===4Fe2++N2+5H+。
8.在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O和Pb2+,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为(  )
A.3.0 mol B.1.5 mol C.1.0 mol D.0.75 mol
答案 B
解析 PbO2
作氧化剂,反应中Pb由+4价降至+2价,而Cr3+由+3价升至+6价,故PbO2
与Cr3+的物质的量之比为3∶2,不难想到,1 mol Cr3+参加反应,同时有1.5 mol PbO2
参与反应。
9.重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]是一种受热易分解的盐。下列各项中的物质可能是重铬酸铵受热分解产物的是(  )
A.Cr、NH3、H2O B.CrO3、N2、H2O
C.Cr2O3、NH3、H2O D.Cr2O3、N2、H2O
答案 D
解析 氧化还原反应中有化合价升高,必有化合价降低,而且化合价升高总价数与化合价降低总价数相等。(NH4)2CrO7中,N的价态升高,则Cr的价态降低,只有D
项符合。
10.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反应中为有还原性
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 本题考查氧化还原反应中氧化性、还原性的比较及应用氧化性、还原性判断反应能否进行。据“强氧化剂+强有还原性―→弱氧化产物+弱还原产物”,反应①中,X由XO的+7价降为X2+的+2价,体现氧化性,还原产物为X2+,D正确;同样Z-升高至Z2中的0价,体现还原性,Z2为氧化产物,结论是XO的氧化性强于Z2,以此类推②得氧化性B2>A3+,③中氧化性Z2>B2,且Z2是氧化剂,B错误;综上所述氧化性顺序为XO>Z2>B2>A3+,C正确;A中由于氧化性Z2>A3+,故反应Z2+2A2+===2A3++2Z-能发生。
11.按要求填空。
(1)在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+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)某同学写出以下三个化学方程式(未配平)
①NO+HNO3―→N2O3+H2O②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2其中你认为一定不可能实现的是____________。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是______。
①2FeCl3+2Kl===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除单质外,还应用上述反应中的__________作氧化剂。
答案 (1)Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
(2)②
(3)KMnO4 FeCl3
解析 (1)元素处于最高价态时,该元素的离子只能得电子而只具有氧化性;当元素处于最低价态时,该元素的离子只能失电子而只具有还原性;而当该元素处于中间价态时,该元素的离子既可以得电子又可以失电子,故既具有氧化性又具有还原性。
(2)若含有同种元素不同价态的两种物质发生氧化还原反应时,生成物中该元素的价态应介于两种反应物价态之间。②式N-3H3+N+2O―→HN+3O2
,-3与+2之间的价态应为0价或+1价,不可能出现+3价的氮,所以②式不能实现。
(3)由①知氧化性FeCl3>I2,还原性I->Fe2+;由②知氧化性Cl2>FeCl3,还原性FeCl2>FeCl3;由③知氧化性KMnO4>Cl2,还原性Cl->Mn2+,由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,还原性强弱顺序为I->Fe2+>Cl->Mn2+。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+及I-,Cl2可氧化Fe2+及I-,FeCl3只氧化I-。所以必须选择比Cl2氧化能力差而又比I2氧化能力强的氧化剂。即只能选FeCl3。
12.高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生如下反应:
KMnO4+HBr―→Br2+MnBr2+KBr+H2O(未配平)
(1)其中有还原性__________,氧化产物是______________。
(2)若消耗0.1 mol 氧化剂,则被氧化的有还原性的物质的量为______mol。
答案 (1)HBr Br2 (2)0.5
解析 (1)根据“氧化剂——降、得、还——还原产物、有还原性——升、失、氧——氧化产物”可知:KMnO4为氧化剂,HBr为有还原性,对应产物Br2为氧化产物。
(2)根据电子守恒得关系式:2KMnO40.1 mol10HBr0.5 mol
13.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为:
2KClO3+4HCl(浓)===2KCl+2ClO2
↑+Cl2↑+2H2O。
(1)请分析该反应中电子转移的情况。(双线桥法表示)
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是________(填写编号,多选倒扣)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生0.1 mol Cl2,则转移的电子的物质的量为__________mol。
(4)ClO2
具有很强的氧化性。因此,常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的__________倍。
答案 
(1)2KClO3+4HCl(浓)===2KCl+2C得2e-lO2
↑+C失2e-l2+2H2O
(2)② (3)0.2 (4)2.63
解析 (1)观察反应式中各元素的化合价变化知,只有氯元素的化合价发生了变化。根据氧化还原反应中化合价变化规律,可知氯酸钾中的氯元素转化二氧化氯(化合价降1),一部分盐酸中的氯元素转变成氯气(化合价升1)。
(2)浓盐酸既表现了还原性,又表现了酸性。
(3)每生成1 mol Cl2转移了2 mol电子,所以生成0.1 mol Cl2要转移电子0.2 mol。
(4)氯气、二氧化氯作消毒剂,实质上都是起氧化作用,所以可以分析单位质量这两种物质在氧化还原反应中可以得到的电子数来比较其消毒的效率。每摩尔氯气分子可得到2 mol电子,每摩尔二氧化氯分子可得到5 mol电子,再结合摩尔质量可比较单位质量的消毒效率。
14.实验室为监测空气中汞蒸气的含量,往往悬挂涂有CuI的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量,其反应为:4CuI+Hg===Cu2HgI4+2Cu。
(1)上述反应产物Cu2HgI4中,Cu元素显________价。
(2)以上反应中的氧化剂为________,当有1 mol CuI参与反应时,转移电子________mol。
答案 (1)+1 (2)CuI 0.5
解析 在CuI中,Cu为+1价,I为-1价,而根据反应可看出:CuI中Cu只有一部分被还原生成单质,另一部分仍显+1价,Hg显+2价,反应中4 mol CuI只失去2 mol e-,故1 mol CuI参加反应,失去0.5 mol e-。
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