第3节 氧化还原反应
第1课时 认识氧化还原反应
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.下列有关氧化还原反应的叙述中,正确的是( )
A.一定有氧元素参加
B.元素化合价降低时发生氧化反应
C.氧化反应一定先于还原反应发生
D.一定有电子转移(得失或偏移)
答案D
解析A项,氧化还原反应中不一定有氧元素参加,如2Na+Cl22NaCl;B项,元素化合价升高时发生氧化反应;C项,氧化反应与还原反应同时发生。
2.KMnO4在医药上可用作防腐剂、消毒剂及解毒剂等。KMnO4中Mn元素的化合价为( )
A.+1价 B.+3价 C.+5价 D.+7价
答案D
解析K显+1价,O显-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为0可得,Mn元素的价态为+7价,故D正确。
3.下列反应中,既属于氧化还原反应,又属于离子反应的是( )
A.铝片与稀盐酸的反应
B.甲烷与氧气的反应
C.灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳
D.氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应
答案A
解析A项,既属于氧化还原反应,又属于离子反应;B项不属于离子反应;C项不属于离子反应;D项不属于氧化还原反应。
4.下列四类反应:①置换反应,②复分解反应,③有单质参加的化合反应,④有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是( )
A.只有② B.只有②③ C.②③④ D.①②③④
答案A
解析根据置换反应的定义和实质可以推断它一定是氧化还原反应。对于化合反应和分解反应,只要有单质参加或生成,则一定是氧化还原反应。
5.从化合价升降的角度分析,下列变化过程中,属于还原过程的是( )
A.MnO2→MnO4- B.CO2→HCO3-
C.ClO-→Cl- D.SO32-→SO2
答案C
解析B、D项中均没有化合价的变化,所以既不属于氧化过程也不属于还原过程;A项MnO2→MnO4-是一个化合价升高的过程,是氧化过程;C项ClO-→Cl-是一个化合价降低的过程,是还原过程。
6.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。该反应中发生氧化反应的元素是( )
A.C B.N C.N和S D.N和C
答案A
解析元素化合价升高,发生氧化反应;元素化合价降低,发生还原反应。反应前后:C由0价→+4价,化合价升高,发生氧化反应;S由0价→-2价, 化合价降低,发生还原反应,N由+5价→0价, 化合价降低,发生还原反应。
7.实验室制取H2的化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。
(1)该反应中 被氧化, 发生还原反应。?
(2)反应过程中转移2 mol电子,生成标准状况下的H2 L。?
(3)用双线桥法表示出电子转移的方向和数目: 。?
答案(1)Zn H2SO4 (2)22.4
(3)
解析该反应中Zn由0价升高到+2价,失电子,被氧化,H2SO4中氢元素由+1价降低到0价,得电子,被还原,发生还原反应,每转移2 mol电子时生成1 mol H2(标准状况下22.4 L),用双线桥法表示电子转移时,要注明化合价变化、得失电子的数目及氧化(或还原)反应。
8.按化学反应中元素化合价是否发生变化,化学反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。这种分类方法与四种基本反应类型是完全不同的分类方式,这二者的关系如图。
图中方框内区域表示所有的化学反应,大圆内区域表示氧化还原反应,大圆外区域表示非氧化还原反应,其中A~D分别表示四种基本反应类型。请填写下列空白:
(1)化学反应中的四种基本反应类型是 、 、 、 。?
(2)若图中B圈表示化合反应,则:
B圈与氧化还原反应重叠的阴影部分表示哪一类反应? ;?
C圈与氧化还原反应重叠的阴影部分表示哪一类反应? ;?
请分别举出符合以上两种情况的一个例子。
,?
。?
答案(1)化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应
(2)有元素化合价变化的化合反应 有元素化合价变化的分解反应 4Na+O22Na2O 2KClO32KCl+3O2↑(答案合理即可)
提升能力·跨越等级
1.下列反应中,既是化合反应,又是氧化还原反应的是( )
A.铁和氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3
B.氯气通入溴化钠溶液:Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
C.氯化钠溶液和浓硫酸混合加热:2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
D.生石灰与水反应:CaO+H2OCa(OH)2
答案A
解析化合反应是两种或两种以上的物质生成一种物质的反应,因此A、D属于化合反应。判断一个反应是否为氧化还原反应,关键是看元素有无化合价的变化。题中A项中Fe由0价到+3价,Cl由0价到-1价;B项NaBr中的Br由-1价到0价,Cl2中的Cl由0价到-1价;C、D两项中均无元素化合价的变化。
2.离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示,下列表示正确的是( )
答案A
解析复分解反应都属于非氧化还原反应,置换反应都属于氧化还原反应,离子反应有的属于氧化还原反应,有的属于非氧化还原反应。
3.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI,自身发生如下变化:H2O2→H2O,IO3-→I2,MnO4-→Mn2+,HNO2→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.H2O2 B.IO3- C.MnO4- D.HNO2
答案B
解析根据得失电子总数相等的原则,1 mol H2O2、IO3-、MnO4-、HNO2完全反应分别得2 mol、5 mol、5 mol、1 mol电子,分别能氧化KI而得到I2为1 mol、2.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,而1 mol IO3-本身被还原也能产生0.5 mol I2。
4.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.Cl2+2KBrBr2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
答案D
解析图中阴影部分为不属于四种基本反应类型的氧化还原反应,而选项A、B、C中反应分别为置换反应、分解反应和化合反应,D项中Na2O2与CO2的反应为氧化还原反应,且不属于四种基本反应类型,正确。
5.下列叙述正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是化合价发生变化
B.有单质参加的化学反应一定是氧化还原反应
C.臭氧氧化性很弱,不能用于餐具消毒
D.反应中同一反应物可能既发生氧化反应又发生还原反应
答案D
解析氧化还原反应的本质应是电子转移,而化合价发生变化是氧化还原反应的特征;氧气转化为臭氧是非氧化还原反应;臭氧的氧化性可以杀菌消毒,常作消毒剂。
6.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质质量比为(NO2与H2O的反应:3NO2+H2O2HNO3+NO)( )
A.3∶1 B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1
答案C
解析在反应3N+4O2+H2O2HN+5O3+N+2O中发生还原反应N+4O2N+2O,发生氧化反应N+4O2HN+5O3,根据得失电子守恒,则发生还原反应与发生氧化反应的NO2的物质的量之比为1∶2,所以其质量比也为1∶2。
7.“绿色试剂”双氧水可作为矿业废液消毒剂,如消除采矿业废液中的氰化物(如KCN),反应的化学方程式为KCN+H2O2+H2OA+NH3↑。回答下列问题:
(1)生成物A的化学式为 。?
(2)在标准状况下有0.448 L氨气生成,则转移的电子数为 。?
(3)反应中被氧化的元素为 。?
(4)H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是 。?
答案(1)KHCO3 (2)2.408×1022 (3)C(碳)
(4)H2O2做氧化剂,还原产物为H2O,没有毒性也不会污染环境
解析(1)根据原子守恒,A的化学式为KHCO3。(2)根据化学方程式可知,转移2 mol电子生成1 mol NH3,生成0.448 L即0.02 mol氨气,应转移0.04 mol电子,即转移2.408×1022个电子。
(3)KCN中的C的化合价由+2价→+4价,化合价升高失去电子,被氧化。
(4)H2O2做氧化剂,还原产物为H2O,没有毒性也不会污染环境。
8.(1)将NaClO和NH3按物质的量之比为1∶2反应,可生产火箭发动机的一种优质燃料肼(N2H4),试写出反应的化学方程式 ;反应中 是氧化产物。?
(2)发射火箭时若以肼做燃料,一氧化二氮(N2O)做氧化剂,两者反应生成对大气无污染、可参与大气循环的物质,写出反应的化学方程式: 。?
(3)N(NO2)3是科学家2011年发现的一种新型火箭推进剂的原料。下列有关说法正确的是 。?
A.该物质只具有氧化性
B.该物质的摩尔质量是152
C.15.2 g该物质含有6.02×1023个原子
D.该物质既有氧化性又有还原性
答案(1)2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O N2H4 (2)N2H4+2N2O3N2+2H2O (3)CD
解析(1)NaClO和NH3按物质的量之比为1∶2发生反应,则NH3和NaClO的计量数之比为2∶1,结合原子守恒可知反应的化学方程式为2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O,Cl元素的化合价降低,则NaClO为氧化剂,氧化产物为N2H4。
(2)根据题给信息,结合氧化还原反应原理知肼与一氧化二氮反应生成的产物为水和氮气。N2H4中N从-2价升高到氮气中的0价,N2O中N从+1价降低到氮气中的0价,所以N2H4和N2O的计量数之比为1∶2,发生反应的化学方程式为N2H4+2N2O3N2+2H2O。
(3)物质N(NO2)3中N是+3价,是氮元素的中间价态,既有氧化性,又有还原性,故A错误,D正确;该物质的摩尔质量是152 g·mol-1,故B错误;15.2 g该物质的物质的量为0.1 mol,含有0.1×10×6.02×1023个原子,故C正确。
贴近生活·拓展创新
★实验室里快速制备少量氯气可利用如下反应:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,此反应不需加热,常温下就可以快速进行,而且对盐酸的浓度要求不高。
(1)该反应中,发生氧化反应的物质是 ,发生还原反应的物质是 。?
(2)当发生还原反应的物质的物质的量是1 mol时,发生氧化反应的物质的物质的量是 ,产生的氯气在标准状况下的体积为 ,电子转移数目为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。?
(3)氯化氢在该反应过程中表现出的化学性质有( )
A.酸性 B.还原性 C.氧化性 D.挥发性
答案(1)HCl KMnO4 (2)5 mol 56 L 5NA (3)AB
解析分析题给反应:
由元素化合价变化可知,KMnO4发生还原反应,HCl发生氧化反应。当n(KMnO4)=1 mol时,生成的n(Cl2)=2.5 mol,在标准状况下体积为V(Cl2)=2.5 mol×22.4 L·mol-1=56 L。转移的电子数为5NA。由化学方程式可知,16 mol HCl参加反应,只有10 mol做还原剂,其余生成MnCl2和KCl,所以HCl在反应中既表现还原性,又表现酸性。
课件35张PPT。第1课时 认识氧化还原反应知识铺垫新知预习自主测试1.氧化反应和还原反应
物质与氧气发生的反应属于氧化反应,含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应。
2.联想回忆初中涉及的“铜元素”的几个反应:
三个反应中,反应后铜元素化合价升高的是(1);铜元素化合价降低的是(2)(3)。
3.记忆常见元素化合价
常见元素化合价口诀:一价氢钾钠氯银,二价氧钙钡镁锌,三铝四硅五价磷,说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全,铜汞二价最常见。知识铺垫新知预习自主测试一、氧化还原反应的特征及定义
1.特征
(1)氧化反应:在氧化还原反应中,反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应。
(2)还原反应:在氧化还原反应中,反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应。
2.定义:在反应过程中有元素化合价变化的化学反应称为氧化还原反应。知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】凡是有单质参与的反应一定是氧化还原反应吗?
提示:不一定。如O2与O3的转化不属于氧化还原反应。
【微点拨】判断一个反应是不是氧化还原反应,关键是看反应前后元素化合价是否发生变化。
【微思考2】所有的化学反应都可以按照四种基本反应类型和氧化还原反应的标准划分吗?
提示:不可以。根据化合价是否发生变化,所有化学反应可分为氧化还原反应和非氧化还原反应;而四种基本反应类型不能包括所有的反应,如3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe。知识铺垫新知预习自主测试二、氧化还原反应的实质
1.以钠与氯气反应为例探究氧化还原反应的本质
(1)钠原子失电子,化合价升高,发生氧化反应。
(2)氯原子得电子,化合价降低,发生还原反应。
2.以金属铁与CuSO4溶液反应为例探究氧化还原反应的本质
(1)铁原子失电子,化合价升高,发生氧化反应。
(2)铜离子得电子,化合价降低,发生还原反应。
3.结论
(1)氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化。
(2)氧化还原反应的实质是发生了电子转移。知识铺垫新知预习自主测试三、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法:表示同种元素的原子在反应前后电子得失或转移的情况。如
2.单线桥法:表示反应过程中电子在反应物之间的电子转移情况,如知识铺垫新知预习自主测试【微思考3】下列氧化还原反应中,电子转移方向和数目的表示正确吗?请说明理由。
提示:不正确。箭头连接方式不对,应该由氢元素指向铜元素。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氧化还原反应中一定有氧气参加。 ( )
(2)氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化。 ( )
(3)金属单质与O2反应时,金属单质失去电子。 ( )
(4)Zn和CuSO4溶液反应时,Zn发生还原反应生成Zn2+。 ( )
(5)非氧化还原反应中,可能有电子转移。( )
(6)有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应。( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)×知识铺垫新知预习自主测试2.下列反应属于氧化还原反应的是( )
答案:D
解析:只有D项化学反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应。
3.下列变化过程中,属于还原反应的是( )
A.HCl→Cl2 B.Na→Na+
C.CO→CO2 D.Fe3+→Fe
答案:D
解析:还原反应是指元素化合价降低的反应。探究1探究2素养脉络随堂检测氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
问题探究
1.复分解反应都不是氧化还原反应,你认为这个说法正确吗?说明你的理由。
提示:正确。复分解反应是两种化合物相互交换成分,重新组合为两种新的化合物的反应,没有元素化合价的变化,一定不是氧化还原反应,属于非氧化还原反应。
2.化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应,你能举出相应的实例吗?探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
1.氧化还原反应的实质
探究1探究2素养脉络随堂检测2.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)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。探究1探究2素养脉络随堂检测方法提炼理解氧化还原反应概念的三部曲 探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例1下列反应中,不是氧化还原反应的是( )
A.②④ B.①③ C.①②③ D.④⑤
答案:A
解析:氧化还原反应的特征是反应中元素化合价发生变化。①项,属于化合反应,有单质参加反应,故属于氧化还原反应;②项,属于复分解反应,属于非氧化还原反应;③⑤项,属于分解反应,有单质生成,故属于氧化还原反应;④项,属于复分解反应,属于非氧化还原反应。故选A。探究1探究2素养脉络随堂检测(1)该反应所属的基本反应类型是 。?
(2)在该反应中铁元素的化合价变化是 ,说明铁元素的原子 (填“失去”或“得到”)电子。?
(3)发生氧化反应的是 ,发生还原反应的是 。?
答案:(1)置换反应 (2)从+3价变成0价 得到 (3)Al Fe2O3
解析:(1)从题给反应的特点看,该反应是单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应,属于置换反应。(2)该反应中铁元素的化合价是从+3价变成0价,化合价降低,该元素得到电子。(3)铝单质的化合价由0价变成+3价,化合价升高,发生氧化反应;Fe2O3中铁的化合价由+3价变成0价,化合价降低,发生还原反应。探究1探究2素养脉络随堂检测氧化还原反应中电子转移的表示方法
问题探究
1.氧化还原反应中的电子转移与化合价升降的关系是什么?
提示:在氧化还原反应中,某元素的一个原子或离子失去电子,则该元素的化合价升高,而且失去电子的数目与化合价升高的数值相等;某元素的一个原子或离子得到电子,则元素的化合价降低,而且得到电子的数目与化合价降低的数值相等。氧化还原反应中电子转移的总数与化合价升高或降低的总值是相等的。探究1探究2素养脉络随堂检测2.在 反应中,1 mol Fe2O3参加反应转移电子的物质的量是12 mol吗?
提示:不是。1 mol Fe2O3参加反应转移电子的物质的量是6 mol。探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
1.氧化还原反应中微粒间的转化关系探究1探究2素养脉络随堂检测2.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
①基本步骤:探究1探究2素养脉络随堂检测②注意事项:
a.箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素。
b.“桥”上必须注明“得到”或“失去”字样、化合价变化情况及氧化(或还原)反应。
c.失去电子总数与得到电子总数相等。探究1探究2素养脉络随堂检测(2)单线桥法
①基本步骤:②注意事项:
a.单线桥必须画在反应物中。
b.箭头指向得电子元素,箭尾是失电子元素。
c.标明电子转移的总数,不标“得、失”。探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例2已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下
(1)用双线桥法表示电子转移的方向和数目: 。?
(2)用单线桥法表示电子转移的方向和数目: 。?
(3)若3 mol Cu参加反应,则该过程转移的电子是 mol。?探究1探究2素养脉络随堂检测解析:(1)该反应中铜元素的化合价变化是0价→+2价,1 mol Cu失去2 mol电子;HNO3中氮元素部分由+5价→+2价,生成1 mol NO,转移3 mol电子。(2)结合(1)的分析及单线桥法的注意事项即可写出。(3)1 mol Cu失去2 mol电子,故3 mol Cu失去6 mol电子。探究1探究2素养脉络随堂检测方法规律1.单线桥和双线桥两种方法的形式不同,实质相同。在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、元素被氧化(或被还原)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。
2.双线桥法标电子转移时,电子转移数用be-×a形式表示,a表示发生氧化或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数。探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练2实验室可利用反应2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑制备O2。
(1)该反应中 元素得电子,发生 反应; 元素失电子,发生 反应。?
(2)转移2 mol电子时,生成标准状况下的O2 L。?
答案:(1)氧 还原 氧 氧化 (2)22.4
解析:(1)分析反应 ,过氧化钠中部分氧元素由-1价→-2价,得电子发生还原反应;过氧化钠中部分氧元素由-1价→0价,失电子发生氧化反应。(2)由O2~2e-的关系式可知,当转移2 mol电子时,生成1 mol O2,在标准状况下的体积为V(O2)=1 mol×22.4 L·mol-1=22.4 L。探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测1.下列四种基本反应类型中,一定有电子转移的反应是 ( )
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.复分解反应
答案:C
解析:有电子转移的反应属于氧化还原反应,四种基本反应类型中,置换反应一定是氧化还原反应。探究1探究2素养脉络随堂检测A.①②③④
B.①②③④⑦
C.①②④⑦
D.①②③④⑤⑥⑦
答案:A
解析:判断一个反应是不是氧化还原反应,主要是看反应前后元素有没有化合价的变化,根据这个特征可以判断①②③④是氧化还原反应。探究1探究2素养脉络随堂检测3.下列关于氧化还原反应的叙述,正确的是( )
A.有一种元素发生氧化反应,肯定有另一种元素发生还原反应
B.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
C.置换反应和复分解反应不可能是氧化还原反应
D.化合反应和置换反应一定是氧化还原反应
答案:B
解析:A项,有可能是同种元素之间的氧化还原反应;C项,置换反应一定是氧化还原反应;D项,化合反应不一定是氧化还原反应。探究1探究2素养脉络随堂检测4.下列反应中,电子转移发生在同种元素之间的是( )
答案:D
解析:A项反应中的电子转移是在氟元素和氧元素之间,是-2价的氧元素将电子转移给0价的氟元素,错误;B项反应中的电子转移是在铁元素和氯元素之间,错误;C项反应中的电子转移是在氯元素和氧元素之间,错误;D项反应中的电子转移是在铜元素之间,+1价的铜变成了0价和+2价,正确。探究1探究2素养脉络随堂检测5.下列对氧化还原反应的分析正确的是( ) 探究1探究2素养脉络随堂检测答案:C
解析:A选项中,4 mol HCl参加反应,只有2 mol被氧化生成Cl2,失去2 mol电子,错误;B选项中,Fe失去电子,被氧化,HCl得到电子,被还原,错误;D选项中,钨元素的化合价由WO3中的+6价变成单质钨中的0价,化合价降低,被还原,氢元素的化合价由H2中的0价变成H2O中的+1价,化合价升高,被氧化,错误。探究1探究2素养脉络随堂检测6.(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,不是氧化还原反应的请注明“非氧化还原反应”。
(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目,不是氧化还原反应的请注明“非氧化还原反应”。探究1探究2素养脉络随堂检测解析:首先分析各个反应中元素的化合价的变化,根据化合价升高的元素失去电子、发生氧化反应,化合价降低的元素得到电子、发生还原反应;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。第2课时 氧化剂和还原剂
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1.在反应H2S+H2SO4S↓+SO2↑+2H2O中,若有32 g单质硫生成,则转移电子为( )
A.6 mol B.2 mol C.3 mol D.4 mol
答案B
解析由H2S+H2SO4S↓+SO2↑+2H2O可知,生成32 g硫(1 mol)时转移2 mol电子。
2.NaH与水反应化学方程式为NaH+H2ONaOH+H2↑。在该反应中H2O( )
A.是氧化剂
B.是还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
答案A
解析题给反应中,H2O中的部分氢元素化合价降低,做氧化剂。
3.(双选)农药波尔多液不能用铁制容器盛放,是因为铁能与该农药中的硫酸铜起反应。在该反应中,铁( )
A.是氧化剂 B.是还原剂
C.被氧化 D.被还原
答案BC
解析在反应Fe+CuSO4FeSO4+Cu中,Fe0→Fe+2SO4,铁元素化合价升高,被氧化,铁做还原剂。
4.根据反应①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2;②2FeCl2+Cl22FeCl3。判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序是( )
A.Fe3+>Cl2>I2 B.Cl2>Fe3+>I2
C.I2>Cl2>Fe3+ D.Cl2>I2>Fe3+
答案B
解析在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物。由①式得,氧化性Fe3+>I2;由②式得,氧化性Cl2>Fe3+;所以氧化性Cl2>Fe3+>I2。
5.实验室常利用此反应制取少量氮气:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,关于该反应的下列说法正确的是( )
A.NaNO2是氧化剂
B.每生成1 mol N2时,转移电子的物质的量为6 mol
C.NH4Cl中的氮元素被还原
D.N2既是氧化剂,又是还原剂
答案A
解析反应中NH4Cl中氮元素化合物升高,NaNO2中氮元素化合价降低,则NH4Cl是还原剂,NaNO2是氧化剂。
6.下列微粒中,只具有氧化性的是( )
①S2- ②Fe2+ ③S ④H+ ⑤Na+ ⑥Mg
A.①⑥ B.②③
C.④⑤ D.②③④⑤
答案C
解析元素处于最高价态时只有氧化性。
7.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+HgCu2HgI4+2Cu(反应前后的I均为-1价)。
(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 ,氧化产物是 ,当有2 mol CuI参与反应时,转移电子 mol。?
答案(1)+1 (2)CuI Cu2HgI4 1
解析(1)分析反应的化学方程式可知在Cu2HgI4中,Hg元素显+2价,则Cu元素显+1价。(2)根据反应4CuI+HgCu2HgI4+2Cu可知,4 mol CuI 参加反应有 2 mol CuI得到2 mol e-生成2 mol Cu,CuI做氧化剂;Hg由0价到+2价做还原剂,Cu2HgI4是氧化产物。
8.世界卫生组织(WHO)将二氧化氯ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂,ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂,它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛的应用。
(1)实验室制备ClO2的方法之一为:
2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O(H2C2O4俗称草酸,其中H为+1价、O为-2价)
则下列说法正确的是 。?
A.KClO3在反应中得到电子
B.ClO2是氧化产物
C.H2C2O4在反应中被氧化
D.1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移
(2)下列关于ClO2的说法中正确的是 。?
A.二氧化氯是一种氧化剂
B.二氧化氯不能做还原剂
C.1个二氧化氯分子由2个氧原子和1个氯原子构成
D.二氧化氯分子中氯元素为-1价
(3)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应也会生成黄绿色的二氧化氯。其化学方程式为2KClO3+4HCl(浓)2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是 。?
A.只有还原性 B.还原性和酸性
C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
②已知每产生0.1 mol Cl2,转移的电子的物质的量为0.2 mol。ClO2具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒后的还原产物是氯离子,则其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的 倍。?
答案(1)AC (2)AC (3)①B ②2.63
提升能力·跨越等级
1.检查驾驶员是否酒后驾车,交警对其呼出的气体进行酒精(乙醇)检测,原理是:橙色的K2Cr2O7酸性溶液与乙醇反应生成蓝绿色Cr3+。下列有关叙述正确的是( )
A.K2Cr2O7是氧化剂
B.乙醇表现氧化性和还原性
C.Cr3+是氧化产物
D.Cr元素发生氧化反应
答案A
解析K2Cr2O7与乙醇反应时,Cr+62O72-→C+3r3+,铬元素化合价降低,发生还原反应,K2Cr2O7是氧化剂,Cr3+是还原产物;乙醇是还原剂,表现还原性。
2.氢化钙可作为生氢剂,反应的化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑,下列说法错误的是( )
A.CaH2既是氧化剂,又是还原剂
B.H2既是氧化产物,又是还原产物
C.CaH2是还原剂,H2O是氧化剂
D.氧化产物与还原产物的质量比为1∶1
答案A
解析由反应前后元素的化合价变化可知:CaH2是还原剂,H2O是氧化剂,H2既是氧化产物又是还原产物,且来源于CaH2和H2O中氢原子的物质的量相等,即氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。
3.已知反应①N2+3H22NH3 ②3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl。判断下列物质的还原性从强到弱的顺序是( )
A.NH4Cl>NH3>H2 B.H2>NH3>NH4Cl
C.NH3>NH4Cl>H2 D.H2>NH4Cl>NH3
答案B
解析在反应①中还原性:H2(还原剂)>NH3(还原产物),在反应②中还原性:NH3(还原剂)>NH4Cl(还原产物),故选B。
4.实验室制Cl2反应为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O。下列说法不正确的是( )
A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2
B.每生成1 mol Cl2,转移电子的物质的量为2 mol
C.每消耗1 mol MnO2,起还原剂作用的HCl消耗4 mol
D.转移电子的物质的量为1 mol时,生成标准状况下Cl2的体积为11.2 L
答案C
解析反应中电子的转移情况为:
。MnO2 为氧化剂,HCl为还原剂,A正确;每转移2 mol电子,即生成1 mol Cl2,其标准状况下体积为22.4 L,B、D正确;每消耗1 mol MnO2,同时消耗4 mol HCl,但其中只有2 mol HCl起还原作用,C错误。
5.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+2H2ONaBO2+4H2↑。下列说法中正确的是(NaBH4中H为-1价)( )
A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂
B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂
C.硼元素被氧化,氢元素被还原
D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
答案D
解析根据反应前后元素化合价变化可知,NaBH4中H化合价由-1价→0价失去电子,化合价升高;H2O中H化合价由+1价→0价得到电子,化合价降低,根据化合价升降总值相等,被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1,D正确。
6.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的化合价是( )
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
答案B
解析此类题考查守恒规律的应用。所有的离子反应均遵循质量守恒和电荷守恒,对于氧化还原反应的离子反应,还遵循得失电子守恒。往往可以根据这三个守恒判断离子方程式的正误或进行有关化合价的计算。
方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。
设元素R在RO3-中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5。
方法2:设元素R在RO3n-中的化合价为y。根据氧化还原反应中,得失电子守恒有(7-y)×1=[0-(-1)]×2,所以y=+5。
7.下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。?
(1)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
(2)2FeCl2+Cl22FeCl3
(3)2KMnO4+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,还可以用上述反应中的 做氧化剂。?
答案KMnO4 FeCl3
解析在氧化还原反应中,氧化剂的氧化能力强于氧化产物的氧化能力,据此分析(1)、(2)、(3)反应可得出氧化性由强到弱的顺序是:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,故氧化性最强的物质是KMnO4,题目要求只将I-氧化成I2,而不能将Cl-氧化成Cl2,则该氧化剂的氧化能力应介于I2与Cl2之间,所以应选用FeCl3或Cl2做氧化剂,但Cl2是单质,符合题意的只有FeCl3。
8.一个体重50 kg的健康人体内含铁元素2 g,这2 g铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在。Fe2+易被吸收。所以给贫血者补充铁时,应补充含Fe2+的亚铁盐(如FeSO4)。服用维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+,有利于人体对铁的吸收。请回答下列问题:
(1)维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+,在此过程中 是氧化剂,说明维生素C具有 性。?
(2)已知下列反应:①H2O2+2Fe3+2Fe2++O2↑+2H+,②2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。反应①中生成1 mol O2转移电子的物质的量为 ,反应①、②的总反应方程式为 ,在该反应中Fe3+的作用为 。?
答案(1)Fe3+ 还原 (2)2 mol 2H2O22H2O+O2↑ 催化剂
解析 (1)Fe3+Fe2+被还原,故维生素C具有还原性。(2)反应①中氧元素的化合价由-1价变为0价,故每生成1 mol O2转移2 mol e-。
贴近生活·拓展创新
★某厂废水中含KCN,其浓度为0.01 mol·L-1,现用氯氧化法处理,发生如下反应(化合物中N化合价均为-3价):
KCN+2KOH+Cl2KOCN+2KCl+H2O
(1)上述反应中被氧化的元素是 (用元素符号表示)。?
(2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气,氧化剂和还原剂的物质的量之比是 。?
(3)若将10 L含KCN的浓度为0.01 mol·L-1的废水中KCN氧化除去(将KCN转化为K2CO3和N2),最少需要氯气 mol。?
答案(1)C (2) 3∶2 (3)0.25
解析(1)已知反应中氯元素化合价降低,被还原。碳元素化合价从+2价升高到+4价,失去电子,因此被氧化的元素是C。
(2)氯元素的化合价从0价降低到-1价,得到1个电子。氮元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,因此根据电子得失守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶2。
(3)根据题意,1 mol KCN最终被氧化为碳酸钾和氮气失去5 mol电子,1 mol氯气得到2 mol电子,根据电子得失守恒可知将10 L含KCN的浓度为0.01 mol·L-1的废水中KCN氧化除去,最少需要氯气10 L×0.01mol·L-1×52=0.25 mol。
课件33张PPT。第2课时 氧化剂和还原剂知识铺垫新知预习自主测试1.化学反应与元素化合价变化的关系
从反应过程中元素化合价有无变化的角度,可将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应过程中有元素化合价的变化。
2.氧化还原反应的特征、实质。特征是反应过程中有元素化合价的变化;实质是存在电子转移。
3.化合价与得失电子的关系
化合价升高——被氧化——失去电子
化合价降低——被还原——得到电子知识铺垫新知预习自主测试一、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素的化合价
降低的反应物称为氧化剂。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素的化合价
升高的反应物称为还原剂。知识铺垫新知预习自主测试2.常见氧化剂和还原剂 知识铺垫新知预习自主测试二、氧化性和还原性
1.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系知识铺垫新知预习自主测试【微思考】同一反应中,氧化剂和还原剂可以是同一种物质吗? 知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属单质只能做还原剂,非金属单质只能做氧化剂。 ( )
(2)反应中,某元素化合价升高,表现还原性。 ( )
(3)1 mol Al比1 mol Na失电子数多,所以还原性:Al>Na。 ( )
(4)难失电子的物质一定易得电子。 ( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×知识铺垫新知预习自主测试2.工业上利用铝热反应焊接钢轨,反应方程式为2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,其中Fe2O3是( )
A.氧化剂 B.还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
答案:A
解析:在上述反应中,铝的化合价从0价变成+3价,发生的是氧化反应,Al做还原剂,Fe2O3中的铁元素从+3价变成0价,做氧化剂。
3.下列物质中只有还原性的是( )
A.HClO B.Na C.CO2 D.N2O5
答案:B
解析:单质Na的化合价只能升高,只具有还原性。探究1探究2素养脉络随堂检测氧化还原反应各概念间的关系
问题探究
分析以下反应,探究以下问题:
(1)同一物质在不同的反应中,可能既做氧化剂又做还原剂吗?
提示:同一物质在不同的反应中,可能既做氧化剂又做还原剂。如S在反应①中做氧化剂,在反应②中做还原剂。
(2)试通过反应③比较Fe和Cu还原性的强弱;比较Fe2+和Cu2+氧化性的强弱。
提示:在反应③中,Fe是还原刘,Cu2+是氧化剂,Fe2+是氧化产物,Cu是还原产物,故还原性:Fe>Cu;氧化性:Cu2+>Fe2+。探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
氧化还原反应各概念间的关系
记忆口诀:升失氧,还原剂;降得还,氧化剂。探究1探究2素养脉络随堂检测方法规律氧化性、还原性强弱的判断方法
(1)根据氧化还原反应的方向判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物探究1探究2素养脉络随堂检测(2)根据元素活动性顺序判断
①根据金属活动性顺序。
②根据非金属活动性顺序。探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例1根据下列实验事实,判断微粒氧化性强弱顺序正确的是( )
①FeCl3溶液中滴入KI溶液,溶液呈褐色,反应为2FeCl3 +2KI === 2KCl+2FeCl2+I2
②FeCl2溶液中滴加氯水,溶液呈棕黄色,反应为2FeCl2 + Cl2 === 2FeCl3
③KMnO4溶液中滴加盐酸,KMnO4溶液的紫色褪去,反应为2KMnO4+16HCl(浓) === 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
答案:C探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
答案:B
解析:根据同一氧化还原反应中,还原性:还原剂>还原产物进行判断。(1)中还原性:I->Fe2+,(2)中还原性:Fe2+>Br-。探究1探究2素养脉络随堂检测氧化还原反应的规律
问题探究
小明和小红在对同一个氧化还原反应进行分析的时候,写出了两种不同的双线桥。探究1探究2素养脉络随堂检测(1)你认为哪位同学的观点合理?
(2)试总结一下这个氧化还原反应的规律。
提示:(1)小红的观点合理。
(2)在氧化还原反应中,同种元素的不同价态在反应后只相互靠近或重合,不可能交叉。探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
1.氧化还原反应中的归中规律
此类反应的特点是同种元素在不同的反应物中有两种不同的价态(高价、低价),反应后转化成中间价态,即其产物的价态既不相互交换,也不交错。例如H2S和浓硫酸反应,H2S不可能被氧化成H2SO4,同样浓硫酸的还原产物也不可能为H2S。
此反应中S为氧化产物,SO2为还原产物,二者不可能互换。探究1探究2素养脉络随堂检测2.邻位转化规律
在一般情况下,大多数氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的价态变化是邻位转化的。
H2S一般被氧化成单质S,浓硫酸一般被还原成SO2。
当氧化剂遇到强还原剂时,或还原剂遇到强氧化剂时,元素的价态变化不一定是邻位变化。如Fe和S反应时生成FeS,而Fe与Cl2反应得到FeCl3。
3.守恒规律
对于一个氧化还原反应,元素化合价升高总数与降低总数相等;还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等;反应前后电荷守恒(离子反应)。探究1探究2素养脉络随堂检测4.反应的先后规律
在溶液中如果存在多种氧化剂,当向溶液中加入一种还原剂时,还原剂会先把氧化性最强的氧化剂还原。同样,如果在溶液中存在多种还原剂时,当向溶液中加入一种氧化剂,氧化剂会先把还原性最强的还原剂氧化。探究1探究2素养脉络随堂检测方法规律1.假设法判断氧化还原反应能否发生
已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系,判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。
2.根据物质氧化性、还原性强弱可用于判断某个反应能否发生。规律是“强制弱”,即强氧化性物质(氧化剂)+强还原性物质(还原剂)→弱氧化性物质(氧化产物)+弱还原性物质(还原产物)。探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例2已知在相同条件下,下列几种微粒的还原性强弱顺序为Cl-答案:B
解析:根据强弱规律分析。若B项反应能发生,则还原性:Br->SO2,与已知相矛盾,故B项反应是不能发生的。探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练2已知反应2Fe2++Br2 === 2Fe3++2Br-。向10 mL 0.1 mol·L-1的FeBr2溶液中通入0.001 mol Cl2,反应后的溶液中,除含有Cl-外还一定( )
A.含Fe2+,不含Fe3+ B.含Fe3+,不含Br-
C.含Fe3+、Br- D.含Fe2+、Fe3+
答案:C
解析:Fe2+的还原性强于Br-的还原性,通入Cl2,Fe2+优先被氧化,0.001 mol Cl2转移电子0.002 mol,Fe2+全部被氧化时转移电子0.001 mol,根据电子守恒,还有0.001 mol Br-被氧化,还剩余0.001 mol Br-。探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测1.在反应CaO+3C CaC2+CO↑中氧化剂与还原剂的质量比是( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.3∶1
答案:A
解析:在该反应中只有碳元素的化合价发生了变化,根据题意3 mol C发生反应时,2 mol C由0价变成-1价,得电子,做氧化剂;1 mol C由0价变成+2价,失电子,做还原剂。故氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。探究1探究2素养脉络随堂检测2.下列叙述正确的是( )
A.元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得
B.得电子数越多的氧化剂,其氧化性就越强
C.阳离子只能得到电子被还原,只能做氧化剂
D.物质失电子的反应为还原反应
答案:A
解析:氧化性的强弱是由得电子能力决定的,与得电子数的多少无关,B不正确;阳离子也可失电子,如Fe2+失电子生成Fe3+,C不正确;物质失电子的反应为氧化反应,D不正确。探究1探究2素养脉络随堂检测3.下列粒子中,只有氧化性的是( )
①S2- ②Fe2+ ③Cu2+ ④S ⑤H+ ⑥Na+ ⑦Mg
A.①⑦ B.②④ C.③⑤⑥ D.②④⑤⑥
答案:C
解析:元素在最高价态时只有氧化性。S2-处于最低价态,Fe2+处于中间价态,Cu2+处于最高价态,S处于中间价态,H+处于最高价态,Na+处于最高价态,Mg处于最低价态,所以选C。探究1探究2素养脉络随堂检测4.已知:X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2>X2>Y2>Z2,下列氧化还原反应能发生的是( )
答案:D
解析:假设各化学方程式均正确,找出氧化剂和氧化产物,根据氧化性氧化剂>氧化产物,得出氧化能力大小关系,再与题目中所给出的大小关系对比,若符合,则正确。探究1探究2素养脉络随堂检测5.已知反应:
下列说法正确的是( )
A.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
B.①中KCl是氧化产物,KBr发生还原反应
C.③中1 mol氧化剂参加反应得到电子的物质的量为2 mol
D.反应②中的HCl只做还原剂
答案:A探究1探究2素养脉络随堂检测解析:分析题给反应,①②③中物质的氧化性:Cl2>Br2、KClO3>Cl2、KBrO3>KClO3,A对;①中KCl是还原产物,KBr发生氧化反应,B错;③中氧化剂是KBrO3,其转化为Br2,故1 mol KBrO3参加反应得到电子的物质的量为5 mol,C错;反应②中,还原剂是HCl,其中HCl还显酸性与K+形成KCl,D错。探究1探究2素养脉络随堂检测6.实验室里迅速制备少量氯气可利用如下反应:KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O,此反应不需加热,常温下就可以迅速进行,而且对盐酸的浓度要求不高。
(1)该反应中,氧化剂是 ,还原剂是 。?
(2)配平上述化学方程式: 。?
(3)当参加反应的氧化剂的物质的量是1 mol时,电子转移数目为 。?
(4)氯化氢在该反应过程中表现出的化学性质有 。?
A.酸性 B.还原性 C.氧化性 D.挥发性
答案:(1)KMnO4 HCl
(2)2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(3)5NA (4)AB探究1探究2素养脉络随堂检测解析:根据电子守恒和质量守恒配平反应的化学方程式:
由元素化合价变化可知,KMnO4做氧化剂,HCl做还原剂,而且n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶10=1∶5。当n(KMnO4)=1 mol时,转移的电子数为5NA。由化学方程式可知,16 mol HCl参加反应,只有10 mol做还原剂,其余HCl反应后生成KCl和MnCl2,所以HCl在反应中既表现还原性又表现酸性。第3课时 氧化还原反应的应用
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.用MnO2与浓盐酸反应制Cl2时,当2 mol HCl被氧化时,生成的Cl2在标准状况下的体积为( )
A.11.2 L B.22.4 L C.33.6 L D.44.8 L
答案B
解析根据实验室制Cl2的原理可知,2 mol HCl被氧化时生成1 mol Cl2,1 mol Cl2在标准状况下的体积为22.4 L。
2.在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气,制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗,有关理由叙述错误的是( )
A.防止氯气扩散到空气中造成污染
B.便于控制加入盐酸的量
C.长颈漏斗不便于添加液体
D.尽量避免HCl挥发到空气中
答案C
解析制取Cl2时需要浓盐酸,为防止HCl气体和氯气通过长颈漏斗扩散到空气中污染环境,同时又为了便于控制盐酸的量和反应速率应使用分液漏斗。
3.(2019浙江四月学考)反应8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( )
A.2∶3 B.8∶3 C.6∶3 D.3∶2
答案A
解析N的化合价由-3价升高为0价,每个NH3分子被氧化失去3个电子;Cl的化合价由0价变为-1价,每个Cl2分子被还原得到2个电子;根据得失电子守恒可知,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为2∶3,所以A项正确。
4.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作脱氯剂,已知25.0 mL 0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把标准状况下112 mL Cl2完全转化为Cl-,则S2O32-将转化成( )
A.S2- B.S C.SO42- D.SO32-
答案D
解析氧化剂Cl2与还原剂Na2S2O3恰好完全反应,设生成物中S的化合价为x,根据得失电子总数相等,则Cl2得电子的物质的量为0.112 L22.4 L·mol-1×2=0.01 mol;Na2S+22O3失去电子的物质的量为0.025 L×0.10 mol·L-1×(x-2)×2,则有0.01 mol=0.025 L×0.10 mol·L-1×(x-2)×2,解得x=+4。
5.下图所示是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下列各组实验不能利用这套装置进行的是( )
A.H2O2溶液和MnO2制O2
B.二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2
C.Na2O2和H2O反应制O2
D.碳酸钙和稀盐酸反应制CO2
答案B
解析用MnO2跟浓盐酸反应制取氯气需加热,因此不能用题给装置进行相应的反应制Cl2。
6.据反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2,回答下列问题:
(1)氧化剂是 ,还原剂是 。?
(2)8 mol NH3完全反应时,转移电子总数是 。?
(3)氧化剂与氧化产物的质量比为 。?
(4)当有68 g NH3参加反应时,被氧化的物质的质量是 g,生成的还原产物的质量为 g。?
答案(1)Cl2 NH3 (2)6NA (3)213∶28 (4)17 160.5
解析该反应中元素化合价变化情况、电子转移的方向和数目如下:
(3)Cl2是氧化剂,N2为氧化产物,二者的物质的量之比为3∶1,故质量之比为213∶28。
(4)68 g NH3的物质的量为68 g17 g·mol-1=4 mol,其中被氧化的NH3的物质的量为4 mol×28=1 mol,其质量为17 g;还原产物NH4Cl的物质的量为4 mol×68=3 mol,其质量为53.5 g·mol-1×3 mol=160.5 g。
7.(1)氧化还原反应是化学反应中的重要类型。
已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+2FeO+3SO2,该反应中被还原的元素是 ,氧化产物是 。?
(2)已知下列3个反应:
①2BrO3-+Cl2Br2+2ClO3-
②5Cl2+6H2O+I22HIO3+10HCl
③ClO3-+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O
则ClO3-、BrO3-、IO3-、Cl2的氧化性由弱到强的排序为 。?
(3)某强氧化剂[RO(OH)2]+能将Na2SO3氧化。已知含2.0×10-3 mol[RO(OH)2]+的溶液,恰好与25.0 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液完全反应,则反应后R的化合价为 价。?
(4)已知Fe3+的氧化性强于I2的,请你从所给试剂中选择所需试剂,设计一个实验加以证明。(提示:请写出实验步骤、现象及结论)
①FeCl3溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀硫酸
⑤淀粉溶液
答案(1)Cu、O SO2 (2)IO3-(4)①③⑤;取少量FeCl3溶液置于洁净的试管中,依次加入KI溶液和淀粉溶液,振荡,若溶液变蓝色,证明Fe3+的氧化性强于I2的。
提升能力·跨越等级
1.NaClO2可用作造纸的优良漂白剂,它由H2O2+2ClO2+2NaOH2NaClO2+2H2O+O2制得,下列说法正确的是( )
A.H2O2是氧化剂,H2O2中的氧元素被还原
B.每生成1 mol O2转移的电子的物质的量为4 mol
C.ClO2中的氯元素被氧化
D.ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂
答案D
解析根据方程式可知,H2O2中氧元素的化合价从-1价升高到0价。失去电子被氧化,H2O2是还原剂,A不正确;H2O2中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,因此每生成1 mol O2转移电子的物质的量为2 mol,B不正确;ClO2中的氯元素化合价从+4价降低到+3价,得到电子被还原,C不正确;D项,根据以上分析可知,ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂,D正确。
2.二战期间丹麦科学家玻尔被迫离开德军占领的祖国。为了表明一定要返回祖国的决心,他把心爱的金质诺贝尔奖章放在盛有王水(浓盐酸与浓硝酸的混合物)的玻璃容器中:
Au+HNO3+3HClAuCl3+NO↑+2H2O
战后玻尔返回祖国,从溶液中提取出金,又重新铸造成奖章,下列方法中,不能从溶有黄金的王水中提取出金的方法是( )
A.萃取 B.蒸发灼烧
C.用Fe置换 D.电解
答案A
解析Au是不活泼金属,用铁置换或电解的方法才能得到金,蒸发水分后可得到AuCl3固体,灼烧发生分解反应:2AuCl32Au+3Cl2↑。
3.单质钛(Ti)的机械强度高,抗腐蚀能力强,有“未来金属”之称。以TiO2制金属钛,主要反应有:①TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
下列叙述不正确的是( )
A.反应①中碳是还原剂
B.反应①中TiO2是氧化剂
C.反应②表现了金属镁还原性比金属钛强
D.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
答案B
解析分析反应①中元素化合价变化情况可知,C是还原剂,Cl2是氧化剂,两者物质的量之比为1∶1。反应②中,Mg作还原剂,Ti为还原产物,故还原性Mg>Ti。
4.黑火药爆炸过程中发生反应的化学方程式为2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑。下列说法正确的是( )
A.每生成55 g K2S转移电子数为6.02×1023
B.S和KNO3均为还原剂
C.反应过程中氮元素被还原
D.CO2为还原产物
答案C
解析反应过程中S和KNO3为氧化剂,CO2为氧化产物,每生成55 g K2S转移电子数为3.612×1024。
5.(双选)某危险品仓库中存放有化工原料氰化钠(NaCN)。该物质有剧毒,一旦进入城市排水系统,后果不堪设想。当仓库发生火灾爆炸事故时,工作人员一方面封堵氰化钠泄漏管道,另一方面对已经泄漏的少量氰化钠进行无害化处理。下列物质中,可用作处理泄漏的氰化钠的是( )
A.铁粉 B.双氧水 C.臭氧(O3) D.氯化钠
答案BC
解析NaCN中C和N分别为+2价和-3价,应选择氧化剂进行无害化处理,将CN-氧化为无毒的CO2和N2,选择绿色氧化剂双氧水和臭氧(O3)。
6.铀元素在核工业中有重要作用。自然界中存在的铀矿中含有二氧化铀(UO2)。工业上可以选用钾、钙、镁等金属与二氧化铀反应制得单质铀。若要获得等量的铀,这三种金属中消耗质量最多的是( )
A.钾 B.钙
C.镁 D.镁钙一样多
答案A
解析1 mol UO2生成单质铀转移4 mol电子,1 mol还原剂K、Ca、Mg反应时分别失去电子1 mol、2 mol、2 mol,结合摩尔质量可知,获得等量的铀时消耗K最多。
7.我国是最早记载丹砂的药用价值和炼制方法的,为了使人们重视丹砂,1982年我国发行面值为10分的丹砂邮票。汞单质和化合物在工业生产和科学研究上有其广泛用途,丹砂炼汞的反应包括以下两个反应:
反应Ⅰ:HgS+O2Hg+SO2
反应Ⅱ:4HgS+4CaO4Hg+3CaS+CaSO4
(1)反应Ⅰ中,还原产物是 ,每生成1 mol SO2分子,转移电子为 mol。?
(2)反应Ⅱ中,HgS是 (填“氧化剂” “还原剂”或“氧化剂、还原剂”),用双线桥法标出反应Ⅱ中电子转移的方向和数目。?
答案(1)Hg、SO2 6 (2)氧化剂、还原剂
解析(1)在反应HgS+O2Hg+SO2 中,HgS中S的化合价由-2价→+4价,Hg由+2价→0价,O2得电子变成-2价,所以还原产物是Hg和SO2,每生成1 mol SO2转移电子为6 mol。
(2)在反应4HgS+4CaO4Hg+3CaS+CaSO4中,HgS中Hg的化合价由+2价→0价,得电子发生还原反应,HgS中的S有一部分化合价由-2价→+6价发生氧化反应。
8.钛因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不和非金属、强酸反应,红热时,却可与常见非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO2),目前大规模生产Ti的方法如下。
第一步:金红石、炭粉混合物在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为 ,该反应的还原剂为 (填名称)。?
第二步:在氩气的气氛中,用过量的Mg在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。
(1)此反应的化学方程式为 。?
(2)如何由上述所得的产物中获取金属钛?简述实验步骤并写出有关反应的化学方程式。 。?
答案TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 炭粉
(1)TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(2)实验步骤:在反应后的混合物中加入足量的盐酸除去剩余的镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛;Mg+2HClMgCl2+H2↑
解析由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一的TiCl4,可知另一产物为碳的氧化物,又知该气体可燃,故为CO。显然Ti元素的化合价不变,而Cl元素的化合价降低,化合价升高的元素为碳元素,因而反应物炭粉为还原剂。利用上述思路可得镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的,故在反应所得的混合物中提取钛必须除去镁粉和MgCl2,加足量的盐酸可除去镁,之后过滤,将滤渣用水洗涤可得钛。
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★针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平)填空:
A.Na2O2+HClH2O2+NaCl
B.Ag2O+H2O2Ag+O2+H2O
C.H2O2H2O+O2
D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOHK2CrO4+K2SO4+H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是 (填反应代号,下同),H2O2仅体现还原性的反应是 ,H2O2既体现氧化性,又体现还原性的反应是 ,H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是 。?
(2)用单线桥法标出D反应中电子转移的方向和数目:
3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
反应中氧化剂是 ,被氧化的元素是 ,还原产物是 。?
答案(1)D B C A
(2)
H2O2 Cr H2O
解析A反应中H2O2不是氧化剂,也不是还原剂;B反应中H2O2仅表现还原性;C反应中H2O2中氧元素一部分化合价升高,一部分化合价降低,既表现氧化性,又表现还原性;D反应中H2O2中的氧元素化合价降低,只表现氧化性。
课件29张PPT。第3课时 氧化还原反应的应用知识铺垫新知预习1.氧化还原反应与物质分类
通过学习氧化还原反应认识物质分类的新视角——从氧化性和还原性角度研究物质的性质。知识铺垫新知预习一、研究物质的性质
1.过氧化氢的性质
(1)物理性质:无色液体,易溶于水。
(2)H2O2的氧化性和还原性
①通过与酸性KMnO4溶液反应,KMnO4溶液褪色,证明H2O2具有还原性;
②通过与KI溶液反应并加入淀粉溶液,混合溶液变蓝,证明H2O2具有氧化性。
2.物质在反应中做氧化剂或还原剂的判断
判断一种物质在氧化还原反应中是氧化剂还是还原剂,需要分析参与反应的物质间还原性或氧化性的相对强弱。物质氧化性或还原性强弱由物质得失电子的能力决定。知识铺垫新知预习【微思考1】为什么说H2O2是“绿色氧化剂”呢?
提示:H2O2中氧元素的化合价为-1价,化合价可以升高也可以降低,作为氧化剂,其还原产物是水,不会造成污染,所以H2O2是“绿色氧化剂”。知识铺垫新知预习二、实现物质转化与获得能量
1.金属的冶炼方法
(1)热还原法
适用于大多数中等活泼金属的冶炼,常用的还原剂有碳、一氧化碳等。如CO还原Fe2O3得到金属铁:
(2)金属置换法
以活泼金属为还原剂,将目标金属从其盐溶液中还原出来。如用铁从CuSO4溶液中置换出铜:知识铺垫新知预习(3)电解法
利用外加电源提供电子,使金属元素的化合价降低,从而获得金属单质,如电解氧化铝制备金属铝
(4)热分解法
适用于不活泼金属的冶炼,如加热分解HgO制备金属汞:
2.氯气的实验室制备
(2)MnO2和浓盐酸反应制备Cl2属于氧化还原反应,MnO2做氧化剂,HCl做还原剂。知识铺垫新知预习【微思考2】请讨论实验室利用化学反应制备新物质应考虑哪些因素?
提示:主要考虑实验操作简单易行、现象明显、步骤尽可能少、要保证安全等。探究1探究2素养脉络随堂检测氧化还原反应在研究物质性质中的应用
问题探究
1.根据化合价知识分析过氧化氢具有氧化性还是还原性?
提示:在H2O2中O的化合价为-1价,处于-2价与0价之间,因此可预测过氧化氢既具有氧化性又有还原性。
2.证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么?
提示:利用酸性KMnO4溶液检验H2O2具有还原性;利用KI溶液和淀粉溶液检验H2O2具有氧化性。探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
1.过氧化氢的化学性质
(1)氧化性——绿色氧化剂:
(2)还原性:
(3)不稳定性:探究1探究2素养脉络随堂检测2.探究过氧化氢的氧化性或还原性实验方案的设计及实施
3.主要用途:绿色氧化剂、漂白剂、消毒剂, 医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂。探究1探究2素养脉络随堂检测方法提炼研究物质氧化性或还原性的思路
(1)根据物质中所含元素化合价升高或降低的可能性,预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含元素化合价有升高趋势,说明该物质具有还原性。反之,若所含元素化合价有降低趋势,说明该物质具有氧化性。
(2)如果预测某物质具有氧化性,就需要寻找具有还原性的另一物质,通过实验检验两者能否发生氧化还原反应,以验证预测。相应地,如果预测某物质具有还原性,就需要寻找具有氧化性的另一物质,通过实验验证预测。探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例1H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。
(1)实验证明在Fe2(SO4)3的催化作用下, H2O2可发生分解反应,写出该过程中H2O2分解反应的化学方程式并用双线桥标明电子转移的方向和数目: 。?
(2)在“海带提碘”的实验中,利用酸性H2O2溶液得到碘单质的离子方程式是 。?探究1探究2素养脉络随堂检测解析:(1)H2O2在Fe2(SO4)3做催化剂的条件下分解生成H2O和O2,在此反应中H2O2既做氧化剂也做还原剂,所以用双线桥表示电子转移的方向和数目为:探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练1实验室使用酸性KMnO4溶液测定溶液中H2O2的浓度。
(1)KMnO4溶液的颜色是 。?
(2)完成并配平离子方程式:
(3)在上述反应中H2O2做 (填“氧化”或“还原”)剂,每生成1 mol O2,转移 mol电子。?
答案:(1)紫色 (2)2 5 6 2 5 8 H2O
(3)还原 2
解析:(1)KMnO4溶液呈紫色;(2)利用氧化还原反应中得失电子守恒和质量守恒配平;(3)在题给反应中H2O2做还原剂,由于H2O2中O是-1价,故生成1 mol O2时转移2 mol电子。探究1探究2素养脉络随堂检测氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用
问题探究
1.金属冶炼有哪些方法?
提示:冶炼金属的方法有热还原法、金属置换法、电解法、热分解法等。
2.日常生活中人们获取能量的方式有哪些?
提示:人们可用可燃物如液化气和天然气等作为还原剂,选择合适的氧化剂与之发生燃烧这种氧化还原反应获得热能;另外还可以通过氧化还原反应获得电能。
3.实验室有哪些方法制备氯气?
提示:加热情况下利用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,也可以在常温下用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气。探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳
氯气的实验室制备
(1)实验室制取、收集干燥纯净的氯气
①实验装置:探究1探究2素养脉络随堂检测②所需试剂、制备原理及相关操作:
(2)验满方法
①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸变蓝,证明已集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色的变化,则证明已集满。
③实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。探究1探究2素养脉络随堂检测方法提炼(1)实验室制取Cl2时必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应。随着反应的进行,浓盐酸将逐渐变稀,一定程度时,该反应会自动停止,HCl不可能消耗尽。
(2)因氧化性强弱不同,MnO2氧化浓盐酸需要加热, KMnO4氧化浓盐酸不需要加热,化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓) === 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析
例2某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是( )
A.该装置图中至少存在三处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.如果需要得到干燥纯净的Cl2,只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可
D.含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混合,在一定条件下反应,转移1 mol电子探究1探究2素养脉络随堂检测答案:A
解析:实验室用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2,需使用分液漏斗,需使用酒精灯加热,且多余的Cl2要用NaOH溶液吸收,装置中存在三处明显错误,A项正确。探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练2实验室里用下图所示装置制取纯净的无水CuCl2。试回答下列问题:探究1探究2素养脉络随堂检测(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目 。?
(2)B处盛有饱和食盐水,其作用是 。?
(3)C处盛放的试剂是 (填名称),其作用是 。?
(4)E处盛有 (填名称)溶液,发生反应的离子方程式为 。?
(5)实验结束时,应先熄灭 处酒精灯。?探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测解析:(1)A装置是生成氯气,实验室用二氧化锰氧化浓盐酸生成氯气,其中二氧化锰是氧化剂,氯化氢是还原剂,产生1 mol Cl2转移2 mol电子。
(2)由于和铜反应的氯气应该是纯净干燥的,所以B中盛有饱和食盐水,除去氯化氢。
(3)C处盛放的是浓硫酸,其作用是干燥氯气。
(4)氯气有毒,需要进行尾气处理,可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,离子方程式为2OH-+Cl2 === Cl-+ClO-+H2O 。
(5)实验结束时,应先熄灭D处酒精灯,以防止倒吸。探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测1.下列各组金属最适合用H2或CO把它们从化合物中还原出来的是( )
A.Ca、Mg B.Al、Fe C.Fe、Cu D.Hg、Ag
答案:C
解析:中等活性金属的制备方法是热还原法。金属活动性顺序中,K→Al等较活泼的金属一般用电解法冶炼,Zn→Cu等较不活泼的金属一般用热还原法冶炼,Hg、Ag等金属可用热分解法冶炼,当然这些金属的冶炼方法无严格的界线,如Cu可用热还原法冶炼,也可用电解法冶炼。探究1探究2素养脉络随堂检测2.收集较纯的Cl2,最好选用( )
A.向上排空气法 B.向下排空气法
C.排水法 D.排饱和食盐水法
答案:A
解析:收集较纯的Cl2,最好选用向上排空气法。
3.下列常用干燥剂,不能干燥氯气的是( )
A.浓硫酸 B.五氧化二磷
C.碱石灰 D.氯化钙
答案:C
解析:碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物,会吸收氯气,因此不能用碱石灰干燥氯气。探究1探究2素养脉络随堂检测4.均能将Fe2O3还原成Fe的一组物质是( )
A.CO、O2、H2 B.CO、H2、C
C.CO2、H2O、O2 D.CO2、O2、C
答案:B
解析:CO、H2、C等还原剂均能将Fe2O3还原为Fe。
5.实验室制取氯气时有如下操作,其中操作顺序正确的是( )
①连好装置,检查气密性 ②缓缓加热 ③加入二氧化锰粉末 ④加入浓盐酸 ⑤将多余氯气用氢氧化钠溶液吸收 ⑥用向上排空气法收集氯气
A.①②③④⑤⑥ B.③④②①⑥⑤
C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
答案:D
解析:实验室制Cl2时,首先连接装置,然后检验装置气密性,再加试剂反应,然后收集气体,同时要进行尾气处理。
