内容正文:
第09讲 氧化剂、还原剂、氧化还原反应规律
01自学导引 02知识精讲 03对点精练 04易错辨析
05基础测评 06能力提升
自学导引
认真阅读教材20—24页完成下列问题:
1.中学化学中,常用作还原剂的物质有 ,
常用作氧化剂的物质有 。
2.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。
(2)还原产物:氧化剂被还原生成的物质。
3.氧化还原反应广泛存在于生产和生活中,举例说明
正误判断(对的打“”,错的打“x”)
1
阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。(______)
2
有单质生成的反应一定是氧化还原反应。________
3
有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应。________
4
金属阳离子被还原不一定得到金属单质。________
5
SO2+2H2S=3S+2H2O反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(__)
知识精讲
一、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:如 F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3 ;
(2)元素处于高价态的化合物:KClO3、KMnO4、 K2Cr2O7、HNO3、浓H2SO4;
(3)高价态的金属阳离子:Fe3+、Ag+、Cu2+ ;
(4)其它:HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2、NO2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2 。
2.常见的还原剂
(1)典型的金属单质,如:K、Ca、 Na、Mg等
(2)某些非金属单质及其化合物,如:H2、C、CO等
(3)有变价元素的最低价态化合物,如:H2S、HI、HBr、HCl等
(4)非金属阴离子,如:S2-、I-、Br-、Cl-等
二、氧化性和还原性相对强弱比较
氧化剂在反应里表现氧化性。氧化能力强弱是氧化剂得电子能力的强弱,不是得电子数目的多少,如浓硝酸的氧化能力比稀硝酸强,得到电子的数目却比稀硝酸少。
还原剂在反应里表现还原性。还原能力强弱是还原剂失电子能力的强弱,如钠原子失电子数目比铝原子少,钠原子的还原能力比铝原子强。
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。
2.根据元素活动性顺序 :
(1)根据金属活动性顺序:
(1)根据非金属活动性顺序:
3.从反应所需条件和反应的剧烈程度来比较:
一般地,一组反应中,反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,
从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力:KMnO4>MnO2。
4.根据元素的价态:
①同种元素价态越高,一般,氧化性越强(如Fe3+>Fe2+)。但例外的,氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4 。
②同种元素价态越低,还原性越强(如S2->S>SO2)。
③最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态兼具氧化性和还原性。
5.浓度、温度、酸碱性等:
例如:浓HNO3的氧化性 > 稀HNO3,加热时浓H2SO4 的氧化性增强,
KMnO4溶液在酸性条件下氧化增强等。
对点精练
1.反应H2O2+H2S=2H2O+S中,还原剂是
A.H2O2 B.H2S C.H2O D.S
2.下列变化中,加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
3.从氧化还原反应的角度分析,下列说法正确的是
A.,氧化剂和还原剂的物质的量比为6∶1
B.中,被氧化和被还原的硫元素质量之比为1∶2
C.中,每生成1个,转移1个电子
D.中,氧化产物和还原产物个数之比为2∶3
4.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
5.已知有如下氧化性强弱关系:H2O2>Fe3+>I2,下列反应能发生的是
A.2Fe2++I2=2Fe3++2I- B.2Fe+I2=2Fe3++2I-
C.H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2 D.2Fe3++2H2O=H2O2+2Fe2++2H+
三、氧化还原反应规律
1.价态规律
(1)表现规律
氧化还原反应中有化合价升高的元素,必有化合价降低的元素。有失电子的物质必有得电子的物质同时存在,氧化反应和还原反应共同存在于统一体中。当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原姓。如:浓H2SO4的S只具有氧化性,H2S中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价态越低还原性越强。如氧化性:浓H2SO4,SO2(H2SO3),S;还原性:H2S>S>SO2。
(2)归中规律
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”,而不会出现交错现象。
例如:-6e-
+6e-
-5e-
+5e-
KClO3+6HCl =KCl+3Cl2↑+3H2O 而不是KClO3+2HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
(3)歧化规律
发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
2.先后规律
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。如:将Cl2通人物质的量浓度相同的NaBr和NaI的混合液中,C12首先与NaI反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe2+、和Cu2+的混合溶液中,Fe首先与Fe3+反应。FeBr2 中通入Cl2,HBr和H2SO3 中通入Cl2。
3.守恒规律
还原剂失去电子总数=氧化剂得到电子总数或氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。
四、氧化性和还原性
(1)氧化性和还原性
——
——
(2)基本概念的关系
①氧化剂氧化性化合价降低还原反应还原产物。
②还原剂还原性化合价升高氧化反应氧化产物。
对点精练
1.已知反应:①Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;②2KI+Br2=2KBr+I2;③Na2S+I2=2NaI+S↓。则下列离子还原性由强到弱的排列中,正确的是
A.Cl->Br->I->S2- B.Br->Cl->I->S2-
C.S2->Br->I->Cl- D.S2->I->Br->Cl-
2.下列说法正确的是
A.Al失去电子数多,所以还原性强 B.Na失去电子能力强,所以还原性强
C.既有氧化性,又有还原性 D.只有还原性
3.从铁元素的化合价判断,下列物质只能具有还原性的是
A.Fe B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
4.根据物质中S元素的化合价判断下列说法错误的是
A.浓H2SO4具有氧化性 B.H2S具有还原性
C.S只有氧化性 D.SO2既有氧化性又有还原性
5.下列说法正确的是
A.盐酸既有氧化性,又有还原性
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.含金属元素的离子一定是阳离子
D.在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂不可能是同一种物质
易错辨析
(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。例如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
(3)从元素的价态考虑:最高价态——只有 ,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只 ,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 又有 ,如Fe2+、S、Cl2等。
(4)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。
(5)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-<S<SO2。
(6)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是不同反应物,也可以是同一反应物,氧化产物、还原产物可以是不同产物,也可以是同一种产物。
(7)由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。
(8)H2O2中氧元素尽管处于中间价态,但H2O2主要表现为氧化性,其还原产物是H2O,故H2O2,又被称为绿色氧化剂。
基础测评
1.工业上高温炼铁的反应原理为:,下列说法正确的是
A.该反应是置换反应 B.Fe是还原剂
C.CO2是还原产物 D.CO是还原剂
2.实验室制备氧气的化学方程式:KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,对于该反应有关说法错误的是
A.KMnO4只作氧化剂 B.部分氧元素被氧化
C.锰元素被还原 D.该反应既属于分解反应,也属于氧化还原反应
3.下列说法中正确的是
A.失电子越多,还原性越强;得电子越多,氧化性越强
B.在反应中,金属单质只能作还原剂,非金属单质只能作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为,则溶液中可发生:
D.中的硫元素化合价是价,处于硫的最高价,因此的氧化性一定很强
4.吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3在人体中的作用是
A.作氧化剂 B.作还原剂
C.既作氧化剂又作还原剂 D.既不作氧化剂又不作还原剂
5.黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭按一定比例混合而成的,爆炸时的反应是:,该反应的氧化剂是
A.C B.C和S C. D.S和
6.在下列反应中,HNO3既表现出氧化性,又表现出酸性的是
A.H2S+2HNO3=S↓+2NO2↑+2H2O B.CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
C.4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O D.3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
7.下列反应中,硫元素的化合价升高的是
A.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
B.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C.Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
D.S+O2SO2
8.N2O俗称“笑气”,医疗上曾用作可吸入性麻醉剂。下述反应能产生N2O:3CO+ 2NO2 = 3CO2+ N2O。下列关于该反应的说法正确的是
A.CO发生还原反应 B.氧化剂和还原剂的比为3:2
C.NO2被还原 D.0.2mol NO2参加反应转移电子数为0.3 mol
能力提升
1.NaClO2与废水中的CN-反应生成Cl-和两种能参与大气循环的气体,该反应中的氧化产物为
A.Cl- B.N2 C. D.N2和CO2
2.从氧化剂和还原剂的角度,下列反应中H2O2的作用与其它三个反应不同的是
A.
B.
C.
D.
3.根据下表信息,下列叙述中正确的是
序号
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
①
(足量)
②
③
浓盐酸
④
浓盐酸
A.表中①反应的氧化产物只能有
B.表中②生成1个将有4个电子转移
C.表中④的离子方程式配平后,的化学计量数为16
D.表中③还原产物是KCl
4.化学与生活密切相关,下列不涉及氧化还原反应的是
A.焊接钢材前用NH4Cl溶液除去焊点表面铁锈
B.安装催化转化器实现汽车尾气的无害化排放
C.维生素C用作水果罐头的抗氧化剂
D.用含有NaOH和铝粉的“管道疏通剂”疏通管道
5.在反应3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶5 D.1∶1
6.已知某反应的反应物与生成物为和未知物X,其中是反应物之一,下列说法错误的是
A.未知物X为 B.该反应的氧化剂是
C.还原性: D.该反应中,发生氧化反应
7.在常温下,发生下列几种反应:①;②;③。根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.是的还原产物
B.溶液中可发生:
C.在③反应中为还原剂
D.氧化性强弱的顺序为:
8.在的溶液中能发生自身氧化还原反应,完全反应后,测得溶液中个数之比为,则溶液中和的个数之比为
A. B. C. D.
2
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第09讲 氧化剂、还原剂、氧化还原反应规律
01自学导引 02知识精讲 03对点精练 04易错辨析
05基础测评 06能力提升
自学导引
认真阅读教材20—24页完成下列问题:
1.中学化学中,常用作还原剂的物质有 Al Zn Fe C H2 CO KI O2 Cl2 ,
常用作氧化剂的物质有 浓H2SO4 HNO3 KMnO4 FeCl3 。
2.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。
(2)还原产物:氧化剂被还原生成的物质。
3.氧化还原反应广泛存在于生产和生活中,举例说明 金属的冶炼 电镀 燃料的燃烧 绿色植物的光合作用
正误判断(对的打“”,错的打“x”)
1
阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。(______)
2
有单质生成的反应一定是氧化还原反应。________
3
有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应。________
4
金属阳离子被还原不一定得到金属单质。________
5
SO2+2H2S=3S+2H2O反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(__)
【答案】1.错误2.错误3.错误4.正确5.错误
知识精讲
一、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:如 F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3 ;
(2)元素处于高价态的化合物:KClO3、KMnO4、 K2Cr2O7、HNO3、浓H2SO4;
(3)高价态的金属阳离子:Fe3+、Ag+、Cu2+ ;
(4)其它:HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2、NO2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2 。
2.常见的还原剂
(1)典型的金属单质,如:K、Ca、 Na、Mg等
(2)某些非金属单质及其化合物,如:H2、C、CO等
(3)有变价元素的最低价态化合物,如:H2S、HI、HBr、HCl等
(4)非金属阴离子,如:S2-、I-、Br-、Cl-等
二、氧化性和还原性相对强弱比较
氧化剂在反应里表现氧化性。氧化能力强弱是氧化剂得电子能力的强弱,不是得电子数目的多少,如浓硝酸的氧化能力比稀硝酸强,得到电子的数目却比稀硝酸少。
还原剂在反应里表现还原性。还原能力强弱是还原剂失电子能力的强弱,如钠原子失电子数目比铝原子少,钠原子的还原能力比铝原子强。
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。
2.根据元素活动性顺序 :
(1)根据金属活动性顺序:
(1)根据非金属活动性顺序:
3.从反应所需条件和反应的剧烈程度来比较:
一般地,一组反应中,反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,
从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力:KMnO4>MnO2。
4.根据元素的价态:
①同种元素价态越高,一般,氧化性越强(如Fe3+>Fe2+)。但例外的,氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4 。
②同种元素价态越低,还原性越强(如S2->S>SO2)。
③最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态兼具氧化性和还原性。
5.浓度、温度、酸碱性等:
例如:浓HNO3的氧化性 > 稀HNO3,加热时浓H2SO4 的氧化性增强,
KMnO4溶液在酸性条件下氧化增强等。
对点精练
1.反应H2O2+H2S=2H2O+S中,还原剂是
A.H2O2 B.H2S C.H2O D.S
【答案】B
【解析】A.过氧化氢中氧元素化合价降低,被还原是氧化剂,故A错误;
B.硫化氢中硫元素化合价升高,被氧化是还原剂,故B正确;
C.水中的氧元素由过氧化氢中的氧元素化合价降低而来是还原产物,故C错误;
D.硫单质由硫化氢中的硫元素化合价升高而来是氧化产物,故D错误;
故答案为:B。
2.下列变化中,加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.氯气与水反应生成次氯酸,故A错误;
B.,属于非氧化还原反应,加入盐酸即可实现,故B错误;
C.铜元素化合价升高,被氧化,需要氧化剂,故C项正确;
D.亚硫代硫酸钠可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得,硫粉不属于氧化剂,故D错误;
故选C。
3.从氧化还原反应的角度分析,下列说法正确的是
A.,氧化剂和还原剂的物质的量比为6∶1
B.中,被氧化和被还原的硫元素质量之比为1∶2
C.中,每生成1个,转移1个电子
D.中,氧化产物和还原产物个数之比为2∶3
【答案】B
【解析】A.反应中,为氧化剂,为还原剂,物质的量比为1∶6;故A错误;
B.反应中,1分子S被氧化,2分子S被还原,所以被氧化和被还原的硫元素质量之比为1∶2,故B正确;
C.反应中,每生成1个,转移2个电子,故C错误;
D.反应中,CO为氧化产物,AlN为还原产物,氧化产物和还原产物个数之比为3∶2,故D错误;
故答案选B。
4.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。
【解析】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。
5.已知有如下氧化性强弱关系:H2O2>Fe3+>I2,下列反应能发生的是
A.2Fe2++I2=2Fe3++2I- B.2Fe+I2=2Fe3++2I-
C.H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2 D.2Fe3++2H2O=H2O2+2Fe2++2H+
【答案】C
【分析】氧化性强的物质能生成氧化性弱的物质;
【解析】A.氧化性Fe3+>I2,所以2Fe3++2I-=2Fe2++I2能发生,2Fe2++I2=2Fe3++2I-不能发生,A错误;
B.结合A分析可知,2Fe+I2=2Fe3++2I-不能发生,B错误;
C.氧化性H2O2>I2,所以H2O2+2I-+2H+=2H2O+I2能发生,C正确;
D.H2O2>Fe3+,H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O能发生,2Fe3++2H2O=H2O2+2Fe2++2H+不能发生,D错误;
故选C。
三、氧化还原反应规律
1.价态规律
(1)表现规律
氧化还原反应中有化合价升高的元素,必有化合价降低的元素。有失电子的物质必有得电子的物质同时存在,氧化反应和还原反应共同存在于统一体中。当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原姓。如:浓H2SO4的S只具有氧化性,H2S中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价态越低还原性越强。如氧化性:浓H2SO4,SO2(H2SO3),S;还原性:H2S>S>SO2。
(2)归中规律
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”,而不会出现交错现象。
例如:-6e-
+6e-
-5e-
+5e-
KClO3+6HCl =KCl+3Cl2↑+3H2O 而不是KClO3+2HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
(3)歧化规律
发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
2.先后规律
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。如:将Cl2通人物质的量浓度相同的NaBr和NaI的混合液中,C12首先与NaI反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe2+、和Cu2+的混合溶液中,Fe首先与Fe3+反应。FeBr2 中通入Cl2,HBr和H2SO3 中通入Cl2。
3.守恒规律
还原剂失去电子总数=氧化剂得到电子总数或氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。
四、氧化性和还原性
(1)氧化性和还原性
——
——
(2)基本概念的关系
①氧化剂氧化性化合价降低还原反应还原产物。
②还原剂还原性化合价升高氧化反应氧化产物。
对点精练
1.已知反应:①Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;②2KI+Br2=2KBr+I2;③Na2S+I2=2NaI+S↓。则下列离子还原性由强到弱的排列中,正确的是
A.Cl->Br->I->S2- B.Br->Cl->I->S2-
C.S2->Br->I->Cl- D.S2->I->Br->Cl-
【答案】D
【分析】①Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,氯元素化合价降低,Cl2是氧化剂、NaCl是还原产物;溴元素化合价升高,NaBr是还原剂、Br2是氧化产物;
②2KI+Br2=2KBr+I2,溴元素化合价降低,Br2是氧化剂、KBr是还原产物;碘元素化合价升高,KI是还原剂、I2是氧化产物;
③Na2S+I2=2NaI+S,碘元素化合价降低,I2是氧化剂、NaI是还原产物;硫元素化合价升高,Na2S是还原剂、S是氧化产物;
【解析】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-,D项符合题意。
故选D。
2.下列说法正确的是
A.Al失去电子数多,所以还原性强 B.Na失去电子能力强,所以还原性强
C.既有氧化性,又有还原性 D.只有还原性
【答案】B
【解析】A.还原性与失去电子数多少无关,A错误;
B.钠失去电子能力强,则还原性强,B正确;
C.钙离子只有氧化性,没有还原性,C错误;
D.亚铁离子有氧化性和还原性,D错误;
故选B。
3.从铁元素的化合价判断,下列物质只能具有还原性的是
A.Fe B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
【答案】A
【解析】元素处于最高价态只具有氧化性,元素处于最低价态只具有还原性,元素处于中间价态既具有氧化性又具有还原性,铁的常见化合价有0,+2,+3,+6价。
A.Fe为单质,化合价为0价,是铁元素的最低价态,所以只具有还原性,故A正确;
B.Fe2O3中铁元素是+3价,属于中间价态,所以既具有氧化性又具有还原性,故B错误;
C.Fe3O4中铁元素有+2、+3两种价态,属于中间价态,所以既具有氧化性又具有还原性,故C错误;
D.Fe(OH)3中铁元素是+3价,属于中间价态,所以既具有氧化性又具有还原性,故D错误;
答案选A。
4.根据物质中S元素的化合价判断下列说法错误的是
A.浓H2SO4具有氧化性 B.H2S具有还原性
C.S只有氧化性 D.SO2既有氧化性又有还原性
【答案】C
【解析】A.浓H2SO4中S元素为+6价,为最高价,所以具有氧化性,A正确;
B.H2S中S元素为-2价,为最低价,所以具有还原性,B正确;
C.S单质化合价可以降低到-2价,也可以升高到+4、+6价等,所以既具有氧化性又有还原性,C错误;
D.SO2中S元素可以降低为0价、-2价等,可以升高为+6价,所以既有氧化性又有还原性,D正确;
综上所述答案为C。
5.下列说法正确的是
A.盐酸既有氧化性,又有还原性
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.含金属元素的离子一定是阳离子
D.在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂不可能是同一种物质
【答案】A
【解析】A.盐酸中氯元素化合价可以升高,氢元素化合价可以降低,既有氧化性,又有还原性,A项正确;
B.阳离子和阴离子都既可以有氧化性,又可以有还原性,如和,B项错误;
C.含金属元素的离子不一定是阳离子,如,C项错误;
D.在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂可能是同一种物质,如氯气和水反应,氯气既是氧化剂,又是还原剂,D项错误;
答案选A。
易错辨析
(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。例如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
(3)从元素的价态考虑:最高价态——只有 氧化性 ,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有 还原性 ,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 氧化性 又有 还原性 ,如Fe2+、S、Cl2等。
(4)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。
(5)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-<S<SO2。
(6)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是不同反应物,也可以是同一反应物,氧化产物、还原产物可以是不同产物,也可以是同一种产物。
(7)由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。
(8)H2O2中氧元素尽管处于中间价态,但H2O2主要表现为氧化性,其还原产物是H2O,故H2O2,又被称为绿色氧化剂。
基础测评
1.工业上高温炼铁的反应原理为:,下列说法正确的是
A.该反应是置换反应 B.Fe是还原剂
C.CO2是还原产物 D.CO是还原剂
【答案】D
【解析】A.该反应中,两种反应物都是化合物,不属于置换反应,A不正确;
B.反应中,Fe是反应产物,Fe元素由+3价降为0价,则Fe是还原产物,B不正确;
C.CO是还原剂,则CO2是氧化产物,C不正确;
D.CO中C元素由+2价升高到+4价,则CO是还原剂,D正确;
故选D。
2.实验室制备氧气的化学方程式:KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,对于该反应有关说法错误的是
A.KMnO4只作氧化剂 B.部分氧元素被氧化
C.锰元素被还原 D.该反应既属于分解反应,也属于氧化还原反应
【答案】A
【解析】A.KMnO4中,锰元素化合价降低,部分氧元素化合价升高,KMnO4既做氧化剂又作还原剂,A错误;
B.部分氧元素被氧化,化合价升高生成氧气,B正确;
C.锰元素化合价降低,被还原,C正确;
D.该反应既属于分解反应,也属于氧化还原反应,D正确;
故选A。
3.下列说法中正确的是
A.失电子越多,还原性越强;得电子越多,氧化性越强
B.在反应中,金属单质只能作还原剂,非金属单质只能作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为,则溶液中可发生:
D.中的硫元素化合价是价,处于硫的最高价,因此的氧化性一定很强
【答案】C
【解析】A.还原性强弱与失电子难易程度有关,与失电子多少无关,氧化性强弱与得电子难易程度有关,与得电子多少无关,故A错误;
B.金属元素在化合物中只有正价,非金属单质元素的化合价可正可负,在氧化还原反应中,金属单质只能作还原剂,非金属单质能作氧化也能作还原剂,故B错误;
C.氧化性强弱的顺序为,反应符合氧化剂氧化性强于氧化产物,故可以发生,故C正确;
D.元素的化合价处于最高价具有氧化性,但是不一定有强氧化性,如稀硫酸没有强氧化性,则 氧化性不一定很强,故D错误。
答案选C。
4.吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3在人体中的作用是
A.作氧化剂 B.作还原剂
C.既作氧化剂又作还原剂 D.既不作氧化剂又不作还原剂
【答案】B
【解析】“活性氧”氧化性极强,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,表明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂,由此可知Na2SeO3在人体中作还原剂,故答案为:B。
5.黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭按一定比例混合而成的,爆炸时的反应是:,该反应的氧化剂是
A.C B.C和S C. D.S和
【答案】D
【解析】黑火药爆炸时的反应是:,该反应中S元素化合价由0价变为−2价、C元素化合价由0价变为+4价、N元素化合价由+5价变为0价,失电子化合价升高的反应物是还原剂,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,所以C是还原剂,S和硝酸钾是氧化剂;
故答案选D。
6.在下列反应中,HNO3既表现出氧化性,又表现出酸性的是
A.H2S+2HNO3=S↓+2NO2↑+2H2O B.CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
C.4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O D.3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
【答案】D
【解析】A.反应中HNO3中的N元素的化合价全部降低,被还原,故只表现出氧化性,A不合题意;
B.反应中HNO3中的N元素的化合价全部不变,只表现出酸性,B不合题意;
C.反应中HNO3中的N元素的化合价全部降低被还原,但O元素的化合价升高被氧化,故既表现出氧化性,又表现出还原性,C不合题意;
D.反应中HNO3中的N元素的化合价部分降低,被还原,表现出氧化性,还有一部分不变,表现酸性,故既表现出氧化性,又表现出酸性,D符合题意;
故答案为:D。
7.下列反应中,硫元素的化合价升高的是
A.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
B.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C.Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
D.S+O2SO2
【答案】D
【解析】A.S元素化合价在反应中始终是+6价,没有升高,A不符合题意;
B.H2SO4中S元素化合价从+6价降低到+4价,B不符合题意;
C.H2SO4中S元素一半原子化合价从+6价降低到+4价,一半原子化合价没有发生变化,C不符合题意;
D.S元素从0价升高到+4价,D符合题意;
故选D。
8.N2O俗称“笑气”,医疗上曾用作可吸入性麻醉剂。下述反应能产生N2O:3CO+ 2NO2 = 3CO2+ N2O。下列关于该反应的说法正确的是
A.CO发生还原反应 B.氧化剂和还原剂的比为3:2
C.NO2被还原 D.0.2mol NO2参加反应转移电子数为0.3 mol
【答案】C
【解析】A.CO是还原剂,发生氧化反应,A错误;
B.氧化剂NO2和还原剂CO的比为2:3,B错误;
C.NO2是氧化剂,反应中被还原,C正确;
D.NO2化合价由+4价转化为+1价,0.2mol NO2参加反应转移电子数为0.6mol,D错误;
故选C。
能力提升
1.NaClO2与废水中的CN-反应生成Cl-和两种能参与大气循环的气体,该反应中的氧化产物为
A.Cl- B.N2 C. D.N2和CO2
【答案】D
【解析】NaClO2与废水中的CN-反应生成Cl-和两种能参与大气循环的气体,则产物为NaCl、N2、CO2,反应的离子方程式为5+4CN-+4H+=5Cl-+4CO2↑+2N2↑+2H2O,在该反应中,Cl元素价态由+3价降为-1价,CN-中C元素由+2价升为+4价、N元素由-3价升为0价,则CN-为还原剂,CO2、N2为氧化产物,故选D。
2.从氧化剂和还原剂的角度,下列反应中H2O2的作用与其它三个反应不同的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.对于反应,H2O2中O元素化合价一部分升高、一部分降低,H2O2既作氧化剂又作还原剂;
B.对于反应中,H2O2中O元素化合价由-1价升高到0价,H2O2作还原剂;
C.对于反应中,H2O2中O元素化合价由-1价升高到0价,H2O2作还原剂;
D.对于反应中,H2O2中O元素化合价由-1价升高到0价,H2O2作还原剂;
由以上分析可知,反应中H2O2的作用与其它三个反应不同,故选A。
3.根据下表信息,下列叙述中正确的是
序号
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
①
(足量)
②
③
浓盐酸
④
浓盐酸
A.表中①反应的氧化产物只能有
B.表中②生成1个将有4个电子转移
C.表中④的离子方程式配平后,的化学计量数为16
D.表中③还原产物是KCl
【答案】C
【解析】A.I-、Fe2+都能被氯气氧化,表中①反应的氧化产物有、I2,故A错误;
B.②中H2O2被氧化为氧气,H2O2中O元素化合价由-1升高为0,生成1个将有2个电子转移,故B错误;
C.表中④,锰元素化合价由+7降低为+2、Cl元素化合价由-1升高为0,反应的离子方程式为,的化学计量数为16,故C正确;
D.表中③发生反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O,根据归中反应规律,氯气既是氧化产物又是还原产物,KCl既不是氧化产物又不是还原产物,故D错误;
选C。
4.化学与生活密切相关,下列不涉及氧化还原反应的是
A.焊接钢材前用NH4Cl溶液除去焊点表面铁锈
B.安装催化转化器实现汽车尾气的无害化排放
C.维生素C用作水果罐头的抗氧化剂
D.用含有NaOH和铝粉的“管道疏通剂”疏通管道
【答案】A
【解析】A.焊接钢材前用氯化铵溶液除去焊点表面铁锈,涉及反应为+H2ONH3·H2O+H+、Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++ 3H2O,此反应没有元素化合价的改变,不是氧化还原反应,选项A符合题意;
B.安装催化转化器实现汽车尾气的无害化排放,涉及反应为2CO+2NO2CO2 + N2,该反应前后,碳元素、氮元素的化合价发生了改变,属于氧化还原反应,选项B不符合题意;
C.有些食品会因被氧化而变质,需要加入抗氧化剂,维生素C就是常用作水果罐头的抗氧化剂,则涉及氧化还原反应,选项C不符合题意;
D.用含有氢氧化钠和铝粉的“管道疏通剂”疏通管道,涉及反应2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑,该反应前后,有元素的化合价发生改变,属于氧化还原反应,选项D不符合题意;
答案选A。
5.在反应3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶5 D.1∶1
【答案】A
【解析】由反应的方程式3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O可知,Cl2自身发生氧化还原反应,生成KCl的反应为被还原的过程,Cl2为氧化剂,生成KClO3的反应为被氧化的过程,Cl2为还原剂。根据化学方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比是5∶1;
故选A。
6.已知某反应的反应物与生成物为和未知物X,其中是反应物之一,下列说法错误的是
A.未知物X为 B.该反应的氧化剂是
C.还原性: D.该反应中,发生氧化反应
【答案】D
【分析】为反应物,中S元素的化合价为+4,具有还原性,可作还原剂,中I元素的化合质量守恒定律和得失电子守恒可知,该反应的化学方程式为,则未知物X为,以此解题。
【解析】A.由分析可知,未知物X为,A正确;
B.该反应中I元素的化合价降低,为氧化剂,发生还原反应,B正确;
C.亚硫酸钠为还原剂,单质碘为还原产物,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,故还原性:,C正确;
D.根据选项C分析可知,为氧化剂,发生还原反应,D错误;
故选D。
7.在常温下,发生下列几种反应:①;②;③。根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.是的还原产物
B.溶液中可发生:
C.在③反应中为还原剂
D.氧化性强弱的顺序为:
【答案】C
【分析】根据反应①,化合价降低,为氧化剂,还原产物为,化合价升高,为还原剂,为氧化产物,则氧化性:;根据反应②,化合价升高,为还原剂,为氧化产物,化合价降低,为氧化剂,为还原产物,则氧化性;根据反应③,化合价升高,为还原剂,为氧化产物,化合价降低,为氧化剂,为还原产物,则氧化性:;据此分析。
【解析】A.由分析可知,是的还原产物,A正确;
B.由分析可知,氧化性:,则反应可以发生,B正确;
C.由分析可知,在③反应中化合价降低,为氧化剂,C错误;
D.由分析可知,氧化性强弱的顺序为:,D正确;
故选C。
8.在的溶液中能发生自身氧化还原反应,完全反应后,测得溶液中个数之比为,则溶液中和的个数之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】Cl2与NaOH溶液发生以下两个反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O。全反应后测定混合溶液中ClO-与的个数比为5:1,只有3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O反应生成,设其生成的为x,则被氧化的氯原子个数为x,被还原的氯原子个数为5x;只有Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O反应生成ClO-,则ClO-的个数为5x,被氧化的氯原子个数为5x,被还原的氯原子个数为5x;所以总的被氧化的氯原子个数为6x,被还原的氯原子个数为10x,则溶液中Cl-和的个数之比为10x:x=10:1,A正确;
故选A。
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