内容正文:
专题03 氧化还原反应
考点01氧化还原反应概念
考点02电子转移表示方法
考点03氧化剂与还原剂
考点04氧化性、还原性强弱比较方法
考点05氧化还原反应规律
考点06氧化还原反应方程式配平
考点07信息型氧化还原方程式书写
考点08氧化还原反应计算
▉考点01 氧化还原反应概念
1.氧化还原反应的本质和特征
2.氧化还原反应的基本概念
【名师点睛】
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”[氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化]。
(2)有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O22O3。
(3)某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原(被氧化),因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。
(4)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
▉考点02 电子转移表示方法
1.双线桥法
双线桥法是用两条线桥来表示氧化还原反应中________变化或电子转移________________的方法。
方法如下:
注意事项
①箭头表示“生成”,由反应物指向生成物中的________元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须________。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略“1”。
2.单线桥法
注意事项
(1)单线桥从还原剂中______电子的元素指向氧化剂中______电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
(2)箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明________数目。
【技巧点拨】
(1)氧化还原反应存在着对立统一的关系:元素化合价有升必有降,电子有失必有得,有氧化必有还原。
(2)表示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,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
▉考点03 氧化剂与还原剂
1.常见氧化剂及其还原产物
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3+
酸性KMnO4、K2Cr2O7
HClO
浓H2SO4
HNO3
H2O2
还原产物
Cl-(X-)
H2O/ O2-/ OH-
Fe2+/ Fe
Mn2+、Cr3+
Cl-
SO2
NO2/NO
H2O
2.常见还原剂及其氧化产物
还原剂
金属单质
非金属单质
Fe2+
H2S/ S2-
HI/I-
NH3
CO
SO2/SO
氧化产物
金属离子
非金属
氧化物
Fe3+
S、SO2
I2
N2、NO
CO2
SO3、SO
▉考点04氧化性、还原性强弱比较方法
1.依据氧化还原反应原理判断
(1)氧化性强弱:氧化剂>氧化产物
(2)还原性强弱:还原剂>还原产物
2.依据元素活动性顺序判断
(1)金属越活泼,其单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱。
(2)非金属越活泼,其单质氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱。
F2、 Cl2、Br2、I2、S
F-、Cl-、Br-、I-、S2-
由左至右,非金属单质的氧化性逐渐减弱;
F-、Cl-、Br-、I-、S2-,由左至右,阴离子的还原性逐渐增强。
3.依据产物中元素价态的高低判断
(1)相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:
(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:
4.依据影响因素判断
(1)浓度:同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越强。
如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3;还原性:浓HCl>稀HCl。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。
如氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
【技巧点拨】
假设法判断氧化还原反应能否进行的解题流程
▉考点05 氧化还原反应规律
守恒律
定义
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
应用
①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。
②配平氧化还原反应方程式。
强弱律
定义
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
应用
①判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。
②判断某氧化还原反应能否正常进行。
优先律
定义
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
应用
①判断某一氧化还原反应能否正常进行。
②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。
如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后发生反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。
价态律
定义
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。
应用
①判断氧化还原反应能不能发生。
②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。
转化律
定义
同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
应用
如:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+===3Cl2↑+3H2O。
▉考点06 氧化还原反应方程式配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
3.特殊的配平方法
(1)逆向配平法(主要用于同种元素之间发生的歧化反应)
通过逆向将方程式进行配平。
例如:
,
由于S的化合价既升又降,不好确定。但逆向看:K2S中的S升高2价,K2SO3中的S降低4价,所以K2S、K2SO3的化学计量数分别为2、1,然后再确定S的化学计量数为3。
(2)缺项配平法
先配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由元素守恒确定未知物,再根据原子守恒和电荷守恒进行配平。其补项原则如表所示:
条件
补项原则
酸性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
【技巧点拔】
氧化还原反应配平技法
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
▉考点07 信息型氧化还原方程式书写
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化),一般从右边生成物着手配平。
(3)缺项配平:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若左边反应物缺正电荷,一般加H+,右边生成物加水;若左边反应物缺负电荷,一般加OH-,右边生成物加水。然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(5)整体配平:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
【解题模型】
▉考点08 氧化还原反应计算
1.得失电子守恒
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子________相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为________和________,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
2.守恒法解题的思维流程
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的________________和________________。
(2)找准一个原子或离子________________数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和________________列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
3.氧化还原反应计算的常用方法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(1)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”。
①“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
③“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
(2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算:对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
1.(2024·浙江9+1联盟高一期中)下列变化未涉及氧化还原反应的是( )
A.牛奶变质 B.海水晒盐 C.铁锅生锈 D.植物的光合作用
2.(2024·浙江杭州高一期中)下列反应既是化合反应,又是氧化还原反应的是( )
A.CaO+H2O=Ca(OH)2 B.CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3
C.H2+Cl22HCl D.2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
3.(2024·江苏省马坝高级中学高一期中)工业制硝酸过程中的一个重要反应为4NH3+5O24NO+6H2O。下列有关该反应的说法不正确的是( )
A.O2是氧化剂 B.NH3是被还原 C.O2得到电子 D.NH3发生氧化反应
4.(2024·江苏省宿迁市高一月考)已知反应:2F2+2 NaOH=OF2+2NaF+H2O,若消耗44.8L(标准状况)F2,下列叙述正确的是( )
A.转移的电子为2mol B.OF2中氧为+2价
C.F2既作氧化剂又作还原剂 D.生成NaF的质量为42g
5.下列反应中,氧化产物与还原产物为同一种物质的是( )
A.KClO3 + 6HCl = KCl+ 3Cl2↑+ 3H2O B.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D.I2+2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
6.(2024·浙江9+1联盟高一期中)生成铜绿的反应为:2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。有关该反应下列说法不正确的是( )
A.铜失去电子,发生氧化反应 B.该反应既是化合反应,也是氧化还原反应
C.氧气是氧化剂,反应时被还原 D.二氧化碳中碳元素化合价升高,体现还原性
7.关于反应KClO3+6 HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法正确的是( )
A.HCl中氯元素都被氧化 B.KClO3在反应过程中失去电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比1:6 D.氧化产物与还原产物的质量比5:1
8.火法炼锌:ZnCO3+2CZn+3CO↑,下列说法正确的是( )
A.被还原的元素只有Zn B.ZnCO3在反应中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2 D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
9.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸的反应为S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑,下列说法中正确的是( )
A.该反应中,还原剂为KNO3
B.该反应中,S和C被氧化
C.该反应中,K2S为氧化产物
D.该反应中,若生成1molN2,则转移电子的物质的量为12mol
10.(2024·浙江温州高一期中)下列单、双线桥的表示方法不正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(2024·浙江丽水高一期中)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.CuCl2→Cu B.Na2CO3→CaCO3 C.SO2→SO3 D.MnO4-→Mn2+
12.(2024·浙江温州高一期中)下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是( )
A.HCl→Cl2 B.KClO3→KCl C.MnO2→Mn2+ D.SO2→SO3
13.2个XO3-恰好能氧化5个SO32-(已知SO32-被氧化SO42-)则还原产物中变价元素的化合价是( )
A.-1 B.0 C.+1 D.+6
14.(2024·浙江杭州东方高一期中)常温下,发生下列反应:①Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,②2Fe3++2I-=2Fe2++I2,根据上述反应判断,下列结论错误的是( )
A.氧化性:Cl2>Fe3+>I2 B.溶液中可以发生:Cl2+2I-=2Cl-+I2
C.Fe2+在反应①中是还原剂 D.I2是I-的还原产物
15.(2024·浙江省S9联盟高一期中)已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,下列不能发生的反应是( )
A. B.
C. D.
16.对于反应:O3+I-+H+→I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是( )
A.O2和H2O是还原产物 B.该反应能说明O2的氧化性大于I2
C.氧化产物和还原产物的质量之比为127∶9 D.配平后的化学方程式为2O3+2I-+4H+=I2+2O2+H2O
17.(2024·山东烟台·一模)已知氧化性:Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为aFe2++bBr-+cCl2―→dFe3++eBr2+fCl-,下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是( )
A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2
C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4
18.已知二氧化硒是一种氧化剂,它可由Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O制取。又知离子方程式aSeO2+bSO2+cH2O===aSe+b__X__+d__Y__;则关于下列叙述正确的是( )
A.a∶b=1∶1 B.Y为OH-
C.氧化性为SeO2>H2SO4(浓) D.若每生成0.2 mol X则该反应转移0.4NA个电子
19.(2024·浙江杭州高一期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效的净水剂,可用次氯酸盐氧化法制备,原理如下:
①2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O
②Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
下列说法正确的是( )
A.反应①②均为氧化还原反应 B.反应①中Na2FeO4是还原产物
C.反应①氧化剂和还原剂物质的量之比为2:3 D.由反应可知氧化性:NaClO>Na2FeO4
20.(2024·江苏省南京市第一中学高一月考)酸性 KMnO4 溶液与亚硝酸钠反应,其离子方程式:MnO4-+NO2-+H+ → Mn2++ NO3-+H2O (未配平)。下列叙述不正确的是( )
A.该反应中NO2-被氧化 B.该反应中生成 1mol Mn2+,MnO4-得到 5mol 电子
C.该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 5∶2 D.配平后,H2O的化学计量数为 3
21.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色水处理剂,其工业制备的反应原理为:2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2 K2FeO4+3KClO+5H2O。下列说法错误的是( )
A.Fe(OH)3发生氧化反应 B.KCl为还原产物
C.每生成1mol K2FeO4转移2mol电子 D.氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2
22.已知反应:①I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;③2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2。下列说法不正确的是
A.氧化性:Cl2>I2
B.还原性:HI>FeCl2
C.反应①中氧化剂与还原剂的质量之比为32∶127
D.反应③中被氧化的元素与被还原的元素的质量之比为127∶56
23.(2025·黑龙江佳木斯高三开学考试)反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O用于实验室制备氯气
(1)请用双线桥法标出电子转移的方向和数目 。
(2)KMnO4在上述反应中显示出来的性质是_______填序号。
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
(3)该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(4)若标准状况下生成2.24LCl2,则转移的电子数为 (填2NA或0.2NA)
24.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):________KMnO4+________FeSO4+________H2SO4===________K2SO4+____________MnSO4+________Fe2(SO4)3+________H2O。下列说法正确的是( )
A.MnO是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Fe2+的还原性强于Mn2+
C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有红色沉淀生成
D.生成4个水分子时,转移10个电子
25.(2024·浙江湖州高一期中)已知:K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,按要求完成下列空格。
(1)用单线桥标明电子转移方向和数目 。
(2)该反应中氧化剂是 。
(3)该反应在标况下生成2.24L氯气时,转移电子 个。
26.(2024·浙江杭州源清高一期中)已知常温下的反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)用双线桥表示电子转移情况: 。
(2)HNO3在反应中体现酸性和 性(填“氧化”或“还原”)。
(3)反应时氧化剂与还原剂个数比是 。
(4)若有31.5克硝酸被还原,则产生标况下NO气体的体积是 L。
27.氧化还原反应与离子反应在生产生活与科学实验中有重要作用,回答下列问题。
过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。根据下列反应回答问题:
A.Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2↑
D.H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
(1)上述反应中,H2O2仅体现氧化性的反应是_______(填字母序号,下同),H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是_______,H2O2、Ag2O、Fe2(SO4)3的氧化性由强到弱的顺序是_____________________。
(2)某酸性反应体系中发生一个氧化还原的离子反应,反应物和生成物共六种微粒:Fe3+、Mn2+、MnO4-、H2O、Fe2+、H+,则反应的离子方程式为_______________________________。
28.常温下,二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级高效安全消毒剂。常温下,它可用氯酸钠固体与浓盐酸反应制备得到,该反应体系中的物质有NaCl 、H2O、ClO2、NaClO3、Cl2、HCl。
(1)写出并配平该反应的化学方程式 _____________________________________。
(2)该反应的还原产物是_____________。
(3)在标准状况下,如果反应中生成11.2L氯气,则被氧化的HCl的物质的量为______,转移电子数目为 ___________。
(4)二氧化氯可迅速氧化硫化物(其中还原产物中氯元素为负一价),以除去水中硫化物产生的臭味。取适量ClO2通入到含有H2S(二元弱酸)的水中,再向其中加入少量氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。写出ClO2与H2S水溶液反应的离子方程式_________________________________。
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专题03 氧化还原反应
考点01氧化还原反应概念
考点02电子转移表示方法
考点03氧化剂与还原剂
考点04氧化性、还原性强弱比较方法
考点05氧化还原反应规律
考点06氧化还原反应方程式配平
考点07信息型氧化还原方程式书写
考点08氧化还原反应计算
▉考点01 氧化还原反应概念
1.氧化还原反应的本质和特征
2.氧化还原反应的基本概念
【名师点睛】
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”[氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化]。
(2)有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O22O3。
(3)某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原(被氧化),因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。
(4)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
▉考点02 电子转移表示方法
1.双线桥法
双线桥法是用两条线桥来表示氧化还原反应中化合价变化或电子转移方向和数目的方法。
方法如下:
注意事项
①箭头表示“生成”,由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略“1”。
2.单线桥法
注意事项
(1)单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
(2)箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【技巧点拨】
(1)氧化还原反应存在着对立统一的关系:元素化合价有升必有降,电子有失必有得,有氧化必有还原。
(2)表示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,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
▉考点03 氧化剂与还原剂
1.常见氧化剂及其还原产物
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3+
酸性KMnO4、K2Cr2O7
HClO
浓H2SO4
HNO3
H2O2
还原产物
Cl-(X-)
H2O/ O2-/ OH-
Fe2+/ Fe
Mn2+、Cr3+
Cl-
SO2
NO2/NO
H2O
2.常见还原剂及其氧化产物
还原剂
金属单质
非金属单质
Fe2+
H2S/ S2-
HI/I-
NH3
CO
SO2/SO
氧化产物
金属离子
非金属
氧化物
Fe3+
S、SO2
I2
N2、NO
CO2
SO3、SO
▉考点04氧化性、还原性强弱比较方法
1.依据氧化还原反应原理判断
(1)氧化性强弱:________________________
(2)还原性强弱:________________________
2.依据元素活动性顺序判断
(1)金属越活泼,其单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱。
(2)非金属越活泼,其单质氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱。
F2、 Cl2、Br2、I2、S
F-、Cl-、Br-、I-、S2-
由左至右,非金属单质的氧化性逐渐________;
F-、Cl-、Br-、I-、S2-,由左至右,阴离子的还原性逐渐________。
3.依据产物中元素价态的高低判断
(1)相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性________。例如:
(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性________。例如:
4.依据影响因素判断
(1)浓度:同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越________。
如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3;还原性:浓HCl>稀HCl。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越________。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。
如氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
【技巧点拨】
假设法判断氧化还原反应能否进行的解题流程
▉考点05 氧化还原反应规律
守恒律
定义
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
应用
①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。
②配平氧化还原反应方程式。
强弱律
定义
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
应用
①判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。
②判断某氧化还原反应能否正常进行。
优先律
定义
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
应用
①判断某一氧化还原反应能否正常进行。
②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。
如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后发生反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。
价态律
定义
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。
应用
①判断氧化还原反应能不能发生。
②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。
转化律
定义
同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
应用
如:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+===3Cl2↑+3H2O。
▉考点06 氧化还原反应方程式配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
3.特殊的配平方法
(1)逆向配平法(主要用于同种元素之间发生的歧化反应)
通过逆向将方程式进行配平。
例如:
,
由于S的化合价既升又降,不好确定。但逆向看:K2S中的S升高2价,K2SO3中的S降低4价,所以K2S、K2SO3的化学计量数分别为2、1,然后再确定S的化学计量数为3。
(2)缺项配平法
先配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由元素守恒确定未知物,再根据原子守恒和电荷守恒进行配平。其补项原则如表所示:
条件
补项原则
酸性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
【技巧点拔】
氧化还原反应配平技法
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
▉考点07 信息型氧化还原方程式书写
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化),一般从右边生成物着手配平。
(3)缺项配平:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若左边反应物缺正电荷,一般加H+,右边生成物加水;若左边反应物缺负电荷,一般加OH-,右边生成物加水。然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(5)整体配平:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
【解题模型】
▉考点08 氧化还原反应计算
1.得失电子守恒
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
2.守恒法解题的思维流程
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
3.氧化还原反应计算的常用方法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(1)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”。
①“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
③“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
(2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算:对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
1.(2024·浙江9+1联盟高一期中)下列变化未涉及氧化还原反应的是( )
A.牛奶变质 B.海水晒盐 C.铁锅生锈 D.植物的光合作用
【答案】B
【解析】A项,牛奶变质涉及有机物的腐败变质过程,涉及氧化还原反应,故A不符合题意;B项,海水晒盐为物理变化,不涉及氧化还原反应,故B符合题意;C项,铁器生锈涉及铁单质转化为化合物的过程,涉及氧化还原反应,故C不符合题意;D项,绿色植物的光合作用是绿色植物在叶绿体内,利用光能,将空气中的二氧化碳和水转化成有机物,同时释放氧气,有元素化合价的变化,是氧化还原反应,故D不符合题意;故选B。
2.(2024·浙江杭州高一期中)下列反应既是化合反应,又是氧化还原反应的是( )
A.CaO+H2O=Ca(OH)2 B.CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3
C.H2+Cl22HCl D.2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
【答案】C
【解析】A项,是化合反应,不是氧化还原反应,A错误;B项,是化合反应,不是氧化还原反应,B错误;C项,是化合反应,有化合价升降也是氧化还原反应,C正确; D项,是氧化还原反应,不是化合反应,D错误;故选C。
3.(2024·江苏省马坝高级中学高一期中)工业制硝酸过程中的一个重要反应为4NH3+5O24NO+6H2O。下列有关该反应的说法不正确的是( )
A.O2是氧化剂 B.NH3是被还原 C.O2得到电子 D.NH3发生氧化反应
【答案】B
【解析】A项,O2中氧元素化合价由0价降低到-2价,得到电子,所以O2是氧化剂,故A正确; B项,NH3中氮元素由-3价升高到+2价,失去电子,所以NH3是还原剂,被氧化,故B错误;C项,氧元素化合价降低,得到电子,所以O2被还原,故C正确;D项,氮元素化合价升高,失去电子,所以NH3发生氧化反应,故D正确;故选B。
4.(2024·江苏省宿迁市高一月考)已知反应:2F2+2 NaOH=OF2+2NaF+H2O,若消耗44.8L(标准状况)F2,下列叙述正确的是( )
A.转移的电子为2mol B.OF2中氧为+2价
C.F2既作氧化剂又作还原剂 D.生成NaF的质量为42g
【答案】B
【解析】A项,F元素化合价由0降低为-1,若消耗44.8L(标况状况)F2,转移的电子为4mol,故A错误;B项,OF2中F显-1价,氧为+2价,故B正确;C项,F元素化合价降低,F2只作氧化剂,故C错误;D项,若消耗44.8L(标况状况)F2,生成2molNaF,质量为84g,故D错误;故选B。
5.下列反应中,氧化产物与还原产物为同一种物质的是( )
A.KClO3 + 6HCl = KCl+ 3Cl2↑+ 3H2O B.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D.I2+2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
【答案】A
【解析】A项,KClO3 + 6HCl = KCl+ 3Cl2↑+ 3H2O 反应中KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为0,HCl 中Cl元素的化合价由-1价升高为0,Cl2既是氧化产物也是还原产物,故A选;B项,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑反应中Na元素的化合价升高,NaOH为氧化产物,H元素的化合价降低,氢气为还原产物,故B不选;C项,2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑反应中Na2O2中O元素的化合价由-1价升高到0价,氧化产物是氧气,O元素的化合价由-1价降低到-2价,还原产物为氢氧化钠,故C不选;D项,I2+2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6反应中I元素的化合价由0价降低到-1价,还原产物为NaI,S元素的化合价由+2价升高到价,氧化产物是Na2S4O6,故D不选;故选A。
6.(2024·浙江9+1联盟高一期中)生成铜绿的反应为:2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。有关该反应下列说法不正确的是( )
A.铜失去电子,发生氧化反应 B.该反应既是化合反应,也是氧化还原反应
C.氧气是氧化剂,反应时被还原 D.二氧化碳中碳元素化合价升高,体现还原性
【答案】D
【解析】A项,反应中铜元素化合价升高,Cu为还原剂,失电子发生氧化反应,A正确;B项,该反应存在元素化合价变化,既是化合反应,也是氧化还原反应,B正确;C项,反应中氧元素化合价降低,O2为氧化剂,被还原,C正确;D项,CO2中没有元素化合价变化,D错误;故选D。
7.关于反应KClO3+6 HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法正确的是( )
A.HCl中氯元素都被氧化 B.KClO3在反应过程中失去电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比1:6 D.氧化产物与还原产物的质量比5:1
【答案】D
【解析】根据化合价的变化规律:同种元素的化合价变化不能出现交叉现象,据此判断化合价的变化,HCl中有5个氯元素原子化合价升高到0价,1个氯的化合价没有发生变化,KClO3中氯的化合价有+5价变为0价,根据化合价的变化判断氧化剂或还原剂及相应的产物,根据变价元素原子的个数判断相应的物质的物质的量之比。A项,HCl中氯元素的化合价升高被氧化,还有1个氯的化合价没有发生变化,故A不正确;B项,KClO3在反应过程中氯元素化合价降低,得到电子,故B不正确;C项,根据化合价规则判断化合价的变化,KClO3中氯的化合价有+5价变为0价,做氧化剂,HCl中-1价变为0价,做还原剂有5个,故氧化剂和还原剂之比为1:5,故C错误;D项,根据化合价的变化,氧化产物和还原产物都是氯气,根据氧化剂变为还原产物,还原剂变为氧化产物,故氧化产物与还原产物比为:5:1;故选D。
8.火法炼锌:ZnCO3+2CZn+3CO↑,下列说法正确的是( )
A.被还原的元素只有Zn B.ZnCO3在反应中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2 D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
【答案】D
【解析】A项,由反应方程式可知,Zn的化合价由+2价变成0价,C的化合价由+4变成+2,0变成+2,所以被还原的元素有Zn和C,A错误;B项,Zn的化合价由+2价变成0价,反应过程中得到电子,B错误;C项,由反应方程式可知还原剂为C,氧化剂为ZnCO3,还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1,C错误;D项,由反应方程式可知氧化产物为CO,系数为2,还原产物为Zn和CO,系数分别为1,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,D正确;故选D。
9.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸的反应为S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑,下列说法中正确的是( )
A.该反应中,还原剂为KNO3
B.该反应中,S和C被氧化
C.该反应中,K2S为氧化产物
D.该反应中,若生成1molN2,则转移电子的物质的量为12mol
【答案】D
【解析】反应S+2KNO3+3C═K2S+N2↑+3CO2↑中,S元素化合价由0价降低到-2价,则S为氧化剂,N元素化合价由+5价降低到0价,则KNO3为氧化剂,C元素化合价由0价升高到+4价,则C为还原剂。A项,由分析可知,该反应中的还原剂为C,故A错误;B项,该反应中C被氧化,S被还原,故B错误;C项,氧化剂对应还原产物,K2S为还原产物,故C错误;D项,该反应中,S元素化合价由0价降低到-2价,N元素化合价由+5价降低到0价,若生成1molN2,则转移电子的物质的量为12mol,故D正确;答案为D。
10.(2024·浙江温州高一期中)下列单、双线桥的表示方法不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A项,钠元素的化合价升高,氯元素的化合价降低,则钠失去电子,转移2个电子,A项正确;B项,该反应中,Na2O2中O元素化合价既升高又降低,正确的表示为,B项错误;C项,该反应中碘元素失去电子,溴元素得到电子,转移2个电子,C项正确;D项,该反应中钠元素失去电子,氢元素得到电子,转移2个电子,D项正确;故选B。
11.(2024·浙江丽水高一期中)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.CuCl2→Cu B.Na2CO3→CaCO3 C.SO2→SO3 D.MnO4-→Mn2+
【答案】C
【解析】如果加入氧化剂,会被氧化剂氧化,化合价升高。A项,CuCl2→Cu的过程中铜元素化合价降低,不需要加入氧化剂,A错误;B项,Na2CO3→CaCO3过程中化合价没变,不需要通过氧化还原反应,B错误;C项,SO2→SO3过程中硫元素化合价升高,需要加入氧化剂,C正确;D项,MnO4-→Mn2+过程中锰元素化合价降低,需加入还原剂,D错误;故选C。
12.(2024·浙江温州高一期中)下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是( )
A.HCl→Cl2 B.KClO3→KCl C.MnO2→Mn2+ D.SO2→SO3
【答案】C
【解析】A项,HCl→Cl2中氯元素化合价从-1升高到0价是氧化反应需加入氧化剂才能实现,A错误;B项,KClO3→KCl可以是氯酸钾自身分解得氧气和氯化钾,B错误;C项,MnO2→Mn2+过程中锰元素得电子化合价降低为还原过程,需加还原剂才能实现,C正确;D项,二氧化硫转化成三氧化硫过程中硫元素化合价升高需加氧化剂才能实现,D错误;故选C。
13.2个XO3-恰好能氧化5个SO32-(已知SO32-被氧化SO42-)则还原产物中变价元素的化合价是( )
A.-1 B.0 C.+1 D.+6
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒的原理可知:5SO32-→5SO42-→10e-,XO3-中X为+5价,设还原产物X为a价,则2XO3-→2X,转移的电子(5-a)= 10。解得a=0,故B符合题意;故选B。
14.(2024·浙江杭州东方高一期中)常温下,发生下列反应:①Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,②2Fe3++2I-=2Fe2++I2,根据上述反应判断,下列结论错误的是( )
A.氧化性:Cl2>Fe3+>I2 B.溶液中可以发生:Cl2+2I-=2Cl-+I2
C.Fe2+在反应①中是还原剂 D.I2是I-的还原产物
【答案】D
【解析】A项,氧化剂的氧化性强于氧化产物,氧化性:反应①中Cl2>Fe3+,反应②中Fe3+>I2,氧化性:Cl2>Fe3+>I2,故A正确;B项,由解析A知氧化性Cl2>I2,则可以发生Cl2+2I-=2Cl-+I2,故B正确;C项,Fe2+在反应①中化合价升高被氧化是还原剂,故C正确;D项,I-化合价升高被氧化成I2,I2是I-的氧化产物,故D错误;故选D。
15.(2024·浙江省S9联盟高一期中)已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,下列不能发生的反应是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,据此分析解题:A项,中Cl2为氧化剂,I2为氧化产物,故氧化性Cl2>I2,与题干信息一致,反应可以发生,A不合题意;B项,中Br2是氧化剂,I2为氧化产物,故氧化性Br2>I2,案信息一致,反应可以发生,B不合题意;C项,中Fe3+是氧化剂,I2是氧化产物,故氧化性Fe3+>I2,与题干信息一致,反应可以发生,C不合题意;D项,中Br2为氧化剂,Cl2为氧化产物,故氧化性Br2>Cl2,与题干信息不一致,反应不能发生,D符合题意;故选D。
16.对于反应:O3+I-+H+→I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是( )
A.O2和H2O是还原产物 B.该反应能说明O2的氧化性大于I2
C.氧化产物和还原产物的质量之比为127∶9 D.配平后的化学方程式为2O3+2I-+4H+=I2+2O2+H2O
【答案】C
【解析】此反应中氧化剂是O3,还原剂是I-,氧化产物是I2,O2中元素化合价没发生变化,既不是氧化产物,也不是还原产物,还原产物是H2O。由题意可知氧化性:O3>I2,不能说明氧化性:O2>I2;配平后的方程式为O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O,则氧化产物I2与还原产物H2O的质量比为254∶18=127∶9;D中电荷不守恒,应为O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O。
17.(2024·山东烟台·一模)已知氧化性:Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为aFe2++bBr-+cCl2―→dFe3++eBr2+fCl-,下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是( )
A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2
C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4
【答案】B
【解析】根据题意,Cl2先氧化Fe2+,不可能先氧化Br-,B选项错误。
18.已知二氧化硒是一种氧化剂,它可由Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O制取。又知离子方程式aSeO2+bSO2+cH2O===aSe+b__X__+d__Y__;则关于下列叙述正确的是( )
A.a∶b=1∶1 B.Y为OH-
C.氧化性为SeO2>H2SO4(浓) D.若每生成0.2 mol X则该反应转移0.4NA个电子
【答案】D
【解析】根据题意SeO2是氧化剂,则可将二氧化硫氧化为硫酸,根据原子守恒知X是硫酸,Y不含Se、S,则没有Y生成,根据得失电子相等知a∶b=1∶2,A、B错误,D正确;根据氧化性:氧化剂>氧化产物知C错误。
19.(2024·浙江杭州高一期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效的净水剂,可用次氯酸盐氧化法制备,原理如下:
①2FeCl3+10NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O
②Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
下列说法正确的是( )
A.反应①②均为氧化还原反应 B.反应①中Na2FeO4是还原产物
C.反应①氧化剂和还原剂物质的量之比为2:3 D.由反应可知氧化性:NaClO>Na2FeO4
【答案】D
【解析】A项,反应②不是为氧化还原反应,A错误;B项,反应①中Na2FeO4是氧化产物,B错误;C项,反应①氧化剂和还原剂物质的量之比为3:2,C错误;D项,氧化剂的氧化性大于氧化产物,由反应可知氧化性:NaClO>Na2FeO4,D正确;故选D
20.(2024·江苏省南京市第一中学高一月考)酸性 KMnO4 溶液与亚硝酸钠反应,其离子方程式:MnO4-+NO2-+H+ → Mn2++ NO3-+H2O (未配平)。下列叙述不正确的是( )
A.该反应中NO2-被氧化 B.该反应中生成 1mol Mn2+,MnO4-得到 5mol 电子
C.该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 5∶2 D.配平后,H2O的化学计量数为 3
【答案】C
【解析】酸性 KMnO4 溶液与亚硝酸钠反应,MnO4-是氧化剂,NO2-是还原剂,配平后的离子方程式为:2MnO4-+5NO2-+6H+ =2Mn2++ 5NO3-+3H2O。A项,NO2-中N元素的化合价由+3价升至+5价,N元素化合价升高,NO2-被氧化,A正确;B项,反应过程中,Mn元素的化合价由+7价降至+2价,每生成1molMn2+得到5mol电子,B正确;C项,MnO4-是氧化剂,NO2-是还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶5,C错误;D项,根据得失电子守恒、元素守恒,配平后水的化学计量数为3,D正确;故选C。
21.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色水处理剂,其工业制备的反应原理为:2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2 K2FeO4+3KClO+5H2O。下列说法错误的是( )
A.Fe(OH)3发生氧化反应 B.KCl为还原产物
C.每生成1mol K2FeO4转移2mol电子 D.氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2
【答案】C
【解析】A项,该反应中Fe(OH)3中Fe元素化合价升高,失电子发生氧化反应,A正确;B项,KClO中Cl元素化合价降低生成KCl,KClO为氧化剂,KCl为还原产物,B正确;C项,根据Fe元素的化合价变化可知每生成1 mol K2FeO4转移3 mol电子,C错误;D项,该反应中Fe(OH)3中Fe元素化合价升高,为还原剂,KClO中Cl元素化合价降低,为氧化剂,根据方程式可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,D正确;故选C。
22.已知反应:①I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;③2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2。下列说法不正确的是
A.氧化性:Cl2>I2
B.还原性:HI>FeCl2
C.反应①中氧化剂与还原剂的质量之比为32∶127
D.反应③中被氧化的元素与被还原的元素的质量之比为127∶56
【答案】C
【解析】A项,由反应②可知氯气是氧化剂,氯化铁是氧化产物,氯气氧化性大于氧化铁,由反应③可知氯化铁是氧化剂,碘单质是氧化产物,氯化铁的氧化性大于碘单质,由此可知氧化性:Cl2>I2,正确;B项,由反应②可知HI为还原剂,FeCl2为还原产物,还原剂的还原性大于还原产物,正确;C项,反应①中碘为氧化剂,还原剂为二氧化硫,两者的质量比为:254∶64=127∶32,错误;D项,反应③中被氧化的元素为I为1个,被还原的元素为Fe,为1个,质量之比为:(127×2)∶(56×2)=127∶56,正确。
23.(2025·黑龙江佳木斯高三开学考试)反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O用于实验室制备氯气
(1)请用双线桥法标出电子转移的方向和数目 。
(2)KMnO4在上述反应中显示出来的性质是_______填序号。
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
(3)该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(4)若标准状况下生成2.24LCl2,则转移的电子数为 (填2NA或0.2NA)
【答案】(1)
(2)A (3)5:2 (4)0.2NA
【解析】(1)反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,氧化还原反应中失电子的元素化合价升高,得电子的元素化合价降低,化合价降低数目=化合价升高数目=转移的电子数目,故双线桥法标出电子转移的方向和数目:;(2)KMnO4在上述反应中作为氧化剂,故显示出来的性质为氧化性,故选A;(3)该反应的氧化产物与还原产物分别为氯气和氯化锰,根据反应方程式,物质的量之比为5:2;(4)若标准状况下生成2.24LCl2,则生成氯气的物质的量为:,根据反应,生成0.1mol氯气,转移的电子数为0.2mol,即0.2NA。
24.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):________KMnO4+________FeSO4+________H2SO4===________K2SO4+____________MnSO4+________Fe2(SO4)3+________H2O。下列说法正确的是( )
A.MnO是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Fe2+的还原性强于Mn2+
C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有红色沉淀生成
D.生成4个水分子时,转移10个电子
【答案】B
【解析】A项,Fe2+被氧化生成Fe3+,Fe3+为氧化产物,错误;B项,Fe2+在该反应中是还原剂,Mn2+为还原产物,正确;C项,Fe3+遇到SCN-生成的是Fe(SCN)3的水溶液,而不是沉淀,错误;D项,配平该反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,故生成4个水时,转移5个电子,错误。
25.(2024·浙江湖州高一期中)已知:K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,按要求完成下列空格。
(1)用单线桥标明电子转移方向和数目 。
(2)该反应中氧化剂是 。
(3)该反应在标况下生成2.24L氯气时,转移电子 个。
【答案】(1)
(2)K2Cr2O7 (3)0.2NA
【解析】由方程式可知,反应中铬元素的化合价降低被还原,重铬酸钾是反应的氧化剂,氯元素的化合价部分升高被氧化,盐酸表现酸性和还原性,反应生成3mol氯气,反应转移6mol电子。(1)反应中重铬酸钾是反应的氧化剂,盐酸表现酸性和还原性,反应生成3mol氯气,反应转移6mol电子,则表示电子转移方向和数目的单线桥为;(2)由分析可知,反应中重铬酸钾是反应的氧化剂;(3)由分析可知,反应生成3mol氯气,反应转移6mol电子,则标况下生成2.24L氯气时,转移电子的数目为×2×NAmol—1=0.2NA。
26.(2024·浙江杭州源清高一期中)已知常温下的反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)用双线桥表示电子转移情况: 。
(2)HNO3在反应中体现酸性和 性(填“氧化”或“还原”)。
(3)反应时氧化剂与还原剂个数比是 。
(4)若有31.5克硝酸被还原,则产生标况下NO气体的体积是 L。
【答案】(1)
(2)氧化 (3)2:3 (4)11.2
【解析】(1)双线桥表示电子转移:;(2)HNO3在反应中一部分化合价没变化,体现酸性,还有一部分化合价降低生成NO,体现氧化性;(3)反应时氧化剂为HNO3,还原剂为Cu,当有3molCu参加反应时,消耗8molHNO3,作氧化剂为HNO3为2mol,所以氧化剂与还原剂个数比是2:3;(4)当有2mol HNO3被还原时,生成NO的物质的量为2mol,产生标况下NO体积是44.8L,所以有31.5克硝酸被还原时,则产生标况下NO气体的体积是L=11.2L。
27.氧化还原反应与离子反应在生产生活与科学实验中有重要作用,回答下列问题。
过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。根据下列反应回答问题:
A.Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2↑
D.H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
(1)上述反应中,H2O2仅体现氧化性的反应是_______(填字母序号,下同),H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是_______,H2O2、Ag2O、Fe2(SO4)3的氧化性由强到弱的顺序是_____________________。
(2)某酸性反应体系中发生一个氧化还原的离子反应,反应物和生成物共六种微粒:Fe3+、Mn2+、MnO4-、H2O、Fe2+、H+,则反应的离子方程式为_______________________________。
【答案】(1)①D ②C ③Ag2O>H2O2>Fe2(SO4)3 (2)MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
【解析】(1)在反应H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O中,O元素化合价由反应前H2O2中的-1价变为反应后H2O中的-2价,化合价降低,得到电子被还原,所以H2O2表现氧化性,作氧化剂,故仅表现氧化性的反应序号是D;在反应2H2O2=2H2O+O2↑中,O元素化合价部分由反应前H2O2中的-1价变为反应后H2O中的-2价,化合价降低,得到电子被还原;部分由反应前H2O2中的-1价变为反应后O2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,因此H2O2表现氧化性、还原剂,故H2O2既作氧化剂,又作还原剂,则H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应序号是C;在反应Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O中,Ag2O为氧化剂,H2O2为还原剂,所以氧化性:Ag2O>H2O2;在反应H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O中,H2O2为氧化剂,Fe2(SO4)3为氧化产物,所以氧化性:H2O2>Fe2(SO4)3,因此H2O2、Ag2O、Fe2(SO4)3的氧化性由强到弱的顺序是:Ag2O>H2O2>Fe2(SO4)3;(2)在该反应中,MnO4-得到电子被还原为Mn2+,Fe2+失去电子被氧化为Fe3+,酸性环境中,H+与其中的O原子结合形成H2O,反应为所以根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:MnO4-+Fe2++H+=Mn2++Fe3++H2O,锰价态降低5价,铁价态升高1价,由电子守恒1MnO4-+5Fe2++H+=1Mn2++5Fe3++H2O,再由电荷守恒1MnO4-+5Fe2++8H+=1Mn2++5Fe3++H2O,最后据质量守恒得1MnO4-+5Fe2++8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O。
28.常温下,二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级高效安全消毒剂。常温下,它可用氯酸钠固体与浓盐酸反应制备得到,该反应体系中的物质有NaCl 、H2O、ClO2、NaClO3、Cl2、HCl。
(1)写出并配平该反应的化学方程式 _____________________________________。
(2)该反应的还原产物是_____________。
(3)在标准状况下,如果反应中生成11.2L氯气,则被氧化的HCl的物质的量为______,转移电子数目为 ___________。
(4)二氧化氯可迅速氧化硫化物(其中还原产物中氯元素为负一价),以除去水中硫化物产生的臭味。取适量ClO2通入到含有H2S(二元弱酸)的水中,再向其中加入少量氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。写出ClO2与H2S水溶液反应的离子方程式_________________________________。
【答案】(1)2NaClO3 + 4HCl(浓)= 2ClO2↑ + Cl2↑ + 2H2O + 2NaCl
(2)ClO2 (3)1mol 6.02×1023或NA
(4)5H2S + 8ClO2 + 4H2O = 5SO42- + 8Cl- + 18H+
【解析】(1)氯酸钠具有强氧化性,浓盐酸具有还原性,氯酸钠固体与浓盐酸发生氧化还原反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水,反应的化学方程式为2NaClO3 + 4HCl(浓)= 2ClO2↑ + Cl2↑ + 2H2O + 2NaCl;(2)反应中,NaClO3是氧化剂,被浓盐酸还原为ClO2,则还原产物为ClO2;(3)由方程式可得被氧化氯化氢、氯气和转移电子数目关系如下:2 HCl~Cl2↑~2e—,标准状况下,11.2L氯气的物质的量为0.5mol,则被氧化的氯化氢和转移电子的物质的量均为0.5mol×2=1mol,转移的电子数目为6.02×1023或NA;(4)由题意可知,ClO2与H2S水溶液发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平,反应的离子方程式为H2S + 8ClO2 + 4H2O = 5SO42-+ 8Cl-+ 18H+。
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