专题03 氧化还原反应(考题猜想)-2024-2025学年高一化学上学期期中考点大串讲(人教版2019必修第一册)
2024-09-20
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2份
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28页
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3202人阅读
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三节 氧化还原反应 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 氧化还原反应 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.21 MB |
| 发布时间 | 2024-09-20 |
| 更新时间 | 2024-09-20 |
| 作者 | 载载化学知识铺 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-09-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47497803.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题03 氧化还原反应
题型1氧化还原反应判断
题型2氧化还原反应概念间关系
题型3氧化还原反应电子转移表示方法
题型4氧化剂与还原剂
题型5氧化剂、还原剂强弱比较
题型6氧化还原反应规律应用
题型7氧化还原反应配平
题型8氧化还原反应计算
题型9信息型氧化还原反应书写
题型10氧还原反应综合应用
▉题型1 氧化还原反应判断
【例1】(2024·江苏省盐城市高二联考)古医典富载化学知识,以下表达中涉及氧化还原反应的是( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【变式1-1】(2024·江苏省马坝高级中学高一期中)液氨作为汽车未来的新能源,反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。下列说法正确的是( )
A.NH3发生还原反应 B.NH3的氢元素被还原 C.O2是氧化剂 D.O2中氧原子失去电子
【变式1-2】(2024·浙江杭州之江高一期中)下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【变式1-3】下列铜及其化合物的性质实验中,涉及到的反应不属于氧化还原反应的是( )
A.铜丝在空气中加热 B.用氢气还原氧化铜
C.将铁丝插入CuSO4溶液中 D.向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液
【变式1-4】中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献不涉及氧化还原反应的是( )
A.《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”
B.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”
C.《周易参同契》中“胡粉投火中,色坏还为铅”
D.《天工开物》中“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”
【变式1-5】下列实验涉及氧化还原反应的是(加热及夹持装置均已略去) ( )
A
B
C
D
A.氯化铁溶液滴入沸水中 B.浓硫酸的稀释
C.镁条与稀盐酸反应 D.碳酸钠加入稀硫酸中
▉题型2 氧化还原反应概念间关系
【例2】(2024·江苏省盐城市高一期中)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应
10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2 ↑。有关该反应,下列叙述正确的是( )
A.上述反应中KNO3是还原剂
B.每生成1.6molN2,转移的电子为2mol
C.NaN3中N的化合价为-3价
D.若被氧化的N原子的物质的量为3mol,则氧化产物比还原产物多1.4mol
【变式2-1】(2024·江苏省苏州市第十中学高一月考)《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃。烧之赤色”。青矾加热时的反应为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O。下列说法正确的是( )
A.产物中含有3种非金属氧化物 B.反应为分解反应
C.SO2是氧化产物 D.铁元素发生还原反应
【变式2-2】(2024·浙江诸暨高一期中)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 B.Br2+2NaI=2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O D.HBr+NaOH=NaBr+H2O
【变式2-3】(2024·浙江台州高一期中)反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,被还原的元素是( )
A.Fe B.O C.S D.Fe和S
【变式2-4】 (2024·浙江杭州之江高一期中)在氧化还原反应中:2H2S+SO2=3S+2H2O中,被氧化与被还原的硫原子数比是( )
A.1:1 B.1:2 C.3:2 D.2:1
▉题型3 氧化还原反应电子转移表示方法
【例3】(2024·江苏省南京市第十二中学高一检测)下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-1】下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( )
【变式3-2】下列单、双线桥的表示方法不正确的是( )
【变式3-3】 (2024·浙江台州高一期中)下列氧化还原反应中,电子得失情况表示正确的是( )
A. B.
C. D.
▉题型4 氧化剂与还原剂
【例4】(2024·浙江杭州学军高一期中)氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为价),反应方程式如下:CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑。其中水的作用是( )
A.既不是氧化剂也不是还原剂 B.是氧化剂
C.是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂
【变式4-2】(2024·江苏省南京市金陵史学家高一期中)在SO2参与的下列反应中,体现出SO2的氧化性的是( )
A.SO2+2OH-= SO32-+H2O B.SO2+H2S=3S+2H2O
C.SO2+ Cl2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H+ D.SO2+H2O2=2H++SO42-
【变式4-3】(2024·浙江宁波三锋联盟高一期中)宋代著名法医学家宋慈所著的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的原理是4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.H2S发生氧化反应,是还原剂 B.O2被氧化,是氧化剂
C.Ag发生氧化反应,是还原剂 D.氧化性:O2<Ag2S
【变式4-4】(2024·浙江A9协作高一期中)硝酸是一种重要的化工原料,工业制备涉及的一个反应为:3NO2 + H2O=2HNO3 + NO。下列说法不正确的是( )
A.H2O既不是氧化剂也不是还原剂 B.NO是还原产物
C.氧化剂与还原剂之比为2:1 D.生成1molHNO3 转移电子1mol
【变式4-5】(2024·江苏省南京外国语学校高一期中)下列转化中需要加入还原剂才能实现的是( )
A.Cl2→Cl- B.MnO4-→Mn2+ C.NaCl→HCl D.CO→CO2
【变式4-6】针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平)填空:
A.Na2O2+HCl→H2O2+NaCl B.Ag2O+H2O2→Ag+O2↑+H2O
C.H2O2→H2O+O2↑ D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH→K2CrO4+K2SO4+H2O
H2O2仅体现氧化性的反应是 (填序号,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既不作氧化剂又不作还原剂的反应是 。
▉题型5 氧化剂、还原剂强弱比较
【例5】(2024·江苏省南京市第十二中学高一检测)已知:Ni+CuSO4=NiSO4+Cu,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,则下列判断正确的是( )
A.还原性:Ni>Cu>Ag B.氧化性:Ni2+>Cu2+>Ag+
C.还原性:Ni<Cu<Ag D.氧化性:Ni2+>Ag+ >Cu2+
【变式5-1】(2024·浙江台州八校联盟高一期中)根据下列反应:(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2;(2) 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,判断离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A.I->Br->Fe2+ B.Br->Fe2+>I- C.I->Fe2+>Br- D.Fe2+>I->Br-
【变式5-2】(2024·浙江瑞安十校·高一期中)已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①X2+2W2+=2X-+2W3+ ②2W3++2Y-=2W2++Y2 ③Z2+2X-=2Z-+X2
由此推断下列说法正确的是( )
A.氧化性:W3+<Y2 B.Z元素在反应③中被氧化
C.反应Y2+2X-=2Y-+X2可以进行 D.还原性:X-<Y-
【变式5-3】现有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( )
A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
【变式5-4】(2024·浙江温州环大罗山联盟高一期中)铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3+ + 2Ag=Tl+ + 2Ag+,②Ag+ + Fe2+=Ag + Fe3+,③Fe + 2Fe3+=3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe2+
▉题型6 氧化还原反应规律应用
【例6】(2024·江苏省盐城市高一期中)已知反应:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,下列关于该反应说法不正确的是( )
A.氧化性:NaClO3>Cl2
B.当反应中有4mole-转移时,被氧化的HCl为8mol
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1
D.产物可以用于自来水消毒杀菌是因为ClO2有强氧化性
【变式6-1】硫代硫酸铵[(NH4)2S2O3]是种受热易分解的盐,下列各组对硫代硫酸铵受热分解产物的判断,可能符合事实的是( )
①(NH4)2SO3+S+NH3+H2S+H2O ②SO3+N2+H2O ③SO2+NH3+S+H2O ④H2S+NH3+H2O
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
【变式6-2】工业上SO2尾气和Cr2O72-可通过Fe3+循环处理吸收,发生如下两个化学反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+,Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,有关说法正确的是( )
A.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
B.氧化性Cr2O72->SO2>Fe3+
C.Cr2O72-能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D.第二个反应中1个Cr2O72-参与反应,转移3个电子
【变式6-3】将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①发生非氧化还原反应 B.过程②中,发生反应为S2-+2Fe3+=S↓+2Fe2+
C.过程③中,氧气是氧化剂 D.整个转化过程中Fe3+可以循环使用
▉题型7 氧化还原反应配平
【例7】配平下列氧化还原反应方程式:
(1)_______ Zn + _______ HNO3 (稀) = _______ Zn(NO3)2 + _______ NO↑ + _______ H2O;______
(2)_______ MnO(OH)2 + _______ I- +_______ H+ = _______ Mn2+ + _______I2 + _______ H2O;______
【变式7-1】当小溪流经硫矿时,硫矿与水中氧的反应,生成Fe2+及H+使小溪呈酸性。当溪水和其他水混合时,溶于水的铁以针铁矿[FeO(OH)]的形式沉淀出来,反应的离子方程式为Fe2++O2+H2O→FeO(OH)↓+H+,该离子方程式中H2O的化学计量数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式7-2】做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4-+C2O42—+H+→CO2↑+Mn2++,关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化剂是C2O42— B.该反应右边方框内的产物是OH-
C.该反应中电子转移总数是5 D.配平该反应式后,H+的系数是16
【变式7-3】NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠的反应的离子方程式是下列叙述正确的是( )
A.该反应中NO被还原 B.反应过程中溶液的pH变小
C.生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4 D.中的粒子是OH-
【变式7-4】某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为MnO+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+ B.1个MnO在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH- D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6
▉题型8 氧化还原反应计算
【例8】已知在碱性溶液中可发生如下反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl2=2MO4n-+6Cl-+8H2O,则MO4n-中M的化合价是( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
【变式8-1】在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是( )
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
【变式8-2】已知A2On 2-可将B2-氧化为B单质,A2On 2-被还原为A3+。且消耗氧化剂和还原剂的个数之比是1∶3,则A2On 2-中的n为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【变式8-3】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R的化合价是( )
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【变式8-4】Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的计量系数之比为1∶16,则x的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
▉题型9 信息型氧化还原反应书写
【例9】已知高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体,具有强氧化性,但在中性或碱性溶液下稳定,可在NaOH溶液中用NaClO氧化Cu(OH)2制得。写出制备NaCuO2的离子方程式 。
【变式9-1】硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式______________________________。
【变式9-2】冰晶石(Na3AlF6)是工业上冶炼金属铝的熔剂,以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
写出由气体B制备冰晶石的化学方程式: 。
【变式9-3】新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示;
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
________FeCl3+________NaOH+________NaClO―→________Na2FeO4+________+________。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为________________________________。
【变式9-4】KMnO4在实验室和工业上均有重要应用,其工业制备的部分工艺如下:
①将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后,与KOH固体混合,通入空气充分焙烧,生成暗绿色(K2MnO4)熔融态物质。
②冷却,将固体研细,用KOH溶液浸取,过滤,得暗绿色溶液。
③向暗绿色溶液中通入Cl2,溶液变为紫红色。
④将紫红色溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得KMnO4固体。
资料:K2MnO4为暗绿色固体,在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。
(1)①中生成K2MnO4的化学方程式是_____________________________________。
(2)②中浸取时用KOH溶液的原因是_________________________________。
(3)③中产生两种盐,写出③的方程式,并用单线桥标出电子转移
___________________________________________________。
▉题型10 氧还原反应综合应用
【例10】(2024·湖南湘西高一期末)在有氧条件下,硫杆菌可将黄铁矿(主要成分为FeS2)氧化为硫酸,反应的化学方程式为2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4。下列说法正确的是( )
A.FeS2中S元素为价,具有强还原性
B.0.2mol FeS2被氧化时,反应共转移3.2mol电子
C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:7
D.该反应中可能会有Fe2(SO4)3生成
【变式10-1】(2024·江苏省南京市金陵中学高一检测)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NH4+完全转化为N2,该反应可表示为2NH4++5ClO-=N2↑+3Cl-+2HClO+3H2O。下列说法中错误的是( )
A.还原性:NH4+>Cl-
B.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原
C.反应中每生成1个N2分子,转移6个电子
D.经此法处理过的废水不需要调至中性后再排放
【变式10-2】(2024·江苏省泰州市兴化市高一第二次检测)由铁及其化合物可制得铁红(Fe2O3)、氧化铁、绿矾(FeSO4•7H2O)、高铁酸钾(K2FeO4)、铁黄(FeOOH)等物质。高铁酸钾是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,能与水反应生成氢氧化铁和氧气。铁黄可用作生产磁性材料、颜料的原料。工业制备K2FeO4的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-→FeO42-+Cl-+H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是( )
A.K2FeO4中Fe显+6价
B.ClO-的氧化性大于FeO42-
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2
D.每1molK2FeO4与水反应,产生0.5molO2
【变式10-3】氧化还原反应在高中化学中是一类重要的反应类型。KMnO4、FeCl3是中学化学中常用的氧化剂。回答下列问题:
(1)下列基本反应类型中一定属于氧化还原反应的是_______(填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(2)实验室迅速制备少量氯气可利用如下反应:KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)。
①上述反应中被还原的元素为_______(填元素符号)。
②与Fe2+反应生成Mn2+,Fe2+发生_______反应(填“氧化”或“还原”。)
③配平以下化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:_______。。
(3)FeCl3溶液能与Cu反应制作印刷电路板。其制作原理可用表示。
①上式中X的化学式为_______。
②该反应的离子方程式为_______。
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专题03 氧化还原反应
题型1氧化还原反应判断
题型2氧化还原反应概念间关系
题型3氧化还原反应电子转移表示方法
题型4氧化剂与还原剂
题型5氧化剂、还原剂强弱比较
题型6氧化还原反应规律应用
题型7氧化还原反应配平
题型8氧化还原反应计算
题型9信息型氧化还原反应书写
题型10氧还原反应综合应用
▉题型1 氧化还原反应判断
【例1】(2024·江苏省盐城市高二联考)古医典富载化学知识,以下表达中涉及氧化还原反应的是( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【答案】C
【解析】A项,金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反应金的化学性质很稳定,不涉及氧化还原反应,故A项错误;B项,石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,而CaO由块状变为粉末状,未涉及氧化还原反应,故B项错误;C项,石硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe +SFeS、2Cu +SCu2S,三个反应既有化合价的升高,也有化合价降低,均为氧化还原反应,故C项正确;D项,石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未涉及氧化还原反应,故D项错误;故选C。
【变式1-1】(2024·江苏省马坝高级中学高一期中)液氨作为汽车未来的新能源,反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。下列说法正确的是( )
A.NH3发生还原反应 B.NH3的氢元素被还原 C.O2是氧化剂 D.O2中氧原子失去电子
【答案】C
【解析】A项,NH3中氮的化合价升高,发生氧化反应,A错误;B项,NH3中氮的化合价升高,氮元素被氧化,B错误;C项,O2中氧的化合价降低,故是氧化剂,C正确;D项,O2中氧的化合价降低,氧原子得到电子,D错误; 故选C。
【变式1-2】(2024·浙江杭州之江高一期中)下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】B
【解析】A项,反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu是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,属于四种基本反应类型的置换反应,A不符合题意;B项,反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2不属于四种基本反应类型,C、Fe元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,B符合题意;C项,反应AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3是两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于四种基本反应类型复分解反应,C不符合题意;D项,反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑是由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应,属于四种基本反应类型的分解反应,D不符合题意;故选B。
【变式1-3】下列铜及其化合物的性质实验中,涉及到的反应不属于氧化还原反应的是( )
A.铜丝在空气中加热 B.用氢气还原氧化铜
C.将铁丝插入CuSO4溶液中 D.向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液
【答案】D
【解析】A项,铜丝在空气中加热反应生成氧化铜,反应前后元素有化合价的变化,属于氧化还原反应,不合题意;B项,用氢气还原氧化铜发生的反应为加热条件下氢气与氧化铜反应生成铜和水,反应前后元素有化合价的变化,属于氧化还原反应,不合题意;C项,将铁丝插入硫酸铜溶液中发生的反应为铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应前后元素有化合价的变化,属于氧化还原反应,不合题意;D项,向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液发生的反应为硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,反应前后元素没有化合价的变化,不属于氧化还原反应,符合题意。
【变式1-4】中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献不涉及氧化还原反应的是( )
A.《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”
B.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”
C.《周易参同契》中“胡粉投火中,色坏还为铅”
D.《天工开物》中“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”
【答案】B
【解析】A项,“曾青得铁则化为铜”,发生反应CuSO4+Fe=Cu+FeSO4,Cu、Fe元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故不选A;B项,“凡石灰,经火焚炼为用”,发生碳酸钙的分解反应CaCO3CaO+CO2↑,没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故B选;C项,胡粉是碱式碳酸铅,投入火中先分解为氧化铅,然后被炭还原为铅,存在元素的化合价变化,发生氧化还原反应,故不选C;D项,火药爆炸发生反应S+2KNO₃+3C=K₂S+3CO₂↑+N₂↑ ,存在元素的化合价变化,属于氧化还原反应,故不选D;故选B。
【变式1-5】下列实验涉及氧化还原反应的是(加热及夹持装置均已略去) ( )
A
B
C
D
A.氯化铁溶液滴入沸水中 B.浓硫酸的稀释
C.镁条与稀盐酸反应 D.碳酸钠加入稀硫酸中
【答案】C
【解析】A项,氯化铁与沸水反应制备氢氧化铁胶体时,没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故A不符合题意;B项,浓硫酸稀释时,没有新物质生成,属于物理变化,故B不符合题意;C项,镁条与稀盐酸反应时,有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,故C符合题意;D项,碳酸钠与稀硫酸反应时,没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故D不符合题意;故选D。
▉题型2 氧化还原反应概念间关系
【例2】(2024·江苏省盐城市高一期中)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应
10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2 ↑。有关该反应,下列叙述正确的是( )
A.上述反应中KNO3是还原剂
B.每生成1.6molN2,转移的电子为2mol
C.NaN3中N的化合价为-3价
D.若被氧化的N原子的物质的量为3mol,则氧化产物比还原产物多1.4mol
【答案】D
【解析】A项,上述反应中KNO3中N元素化合价降低生成N2,是氧化剂,故A错误;B项,由方程式得,每生成16molN2,转移电子数为10mol,即生成1.6molN2,转移的电子为1mol,故B错误;C项,NaN3中Na为+1价,N的化合价为,故C错误;D项,若被氧化的N原子的物质的量为3mol,即参加反应的NaN3为1mol,此时氧化产物为1.5mol,还原产物为0.1mol,氧化产物比还原产物多1.4mol,故D正确;故选D。
【变式2-1】(2024·江苏省苏州市第十中学高一月考)《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃。烧之赤色”。青矾加热时的反应为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O。下列说法正确的是( )
A.产物中含有3种非金属氧化物 B.反应为分解反应
C.SO2是氧化产物 D.铁元素发生还原反应
【答案】B
【解析】A项,产物中含有SO2、H2O两种非金属氧化物,Fe2O3为金属氧化物,A不正确;B项,反应物有一种,生成物有4种,则反应为分解反应,B正确;C项,SO2中S元素由+6价降低为+4价,FeSO4作氧化剂,则SO2为还原产物,C不正确;D项,铁元素由+2价升高到+3价,失电子发生氧化反应,D不正确;故选B。
【变式2-2】(2024·浙江诸暨高一期中)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 B.Br2+2NaI=2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O D.HBr+NaOH=NaBr+H2O
【答案】A
【解析】A项,溴化钠中溴元素化合价升高被氧化作还原剂,选项A符合;B项,溴单质中溴元素化合价降低被还原作氧化剂,选项B不符合;C项,溴单质既是氧化剂又是还原剂,被氧化生成溴酸钠,被还原生成溴化钠,选项C不符合;D项,反应属于中和反应,各元素化合价不变,不属于氧化还原反应,选项D不符合。故选A。
【变式2-3】(2024·浙江台州高一期中)反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,被还原的元素是( )
A.Fe B.O C.S D.Fe和S
【答案】B
【解析】由反应可知氧气中O由0价转化为产物中-2价,得电子被还原,故B正确;故选B。
【变式2-4】 (2024·浙江杭州之江高一期中)在氧化还原反应中:2H2S+SO2=3S+2H2O中,被氧化与被还原的硫原子数比是( )
A.1:1 B.1:2 C.3:2 D.2:1
【答案】D
【解析】反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O中,H2S中S元素的化合价升高,被氧化,SO2中S元素的化合价降低,被还原,由方程式计量数关系可知,当有2molH2S被氧化时,有1molSO2被还原,则被氧化与被还原的硫原子数之比为2:1,故选D。
▉题型3 氧化还原反应电子转移表示方法
【例3】(2024·江苏省南京市第十二中学高一检测)下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A项,该反应中Mn元素得电子化合价由+4价变为+2价,Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为2,电子转移方向和数目为,故A正确;B项,该反应中Cl元素得电子化合价由+5价变为0价、Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为5,不是6,,故B错误;C项,Cl元素化合价降低得电子,氧元素升高失电子,转移电子数为12,则单线桥表示电子转移的方向和数目,故C正确;D项,过氧化钠中-1价的氧元素部分升高为0价,部分降低为-2价,每摩过氧化钠反应转移1mol电子,电子转移方向和数目为,故D正确;故选B。
【变式3-1】下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( )
【答案】B
【解析】B项,硫元素发生歧化反应,两个S由0降低为-2价,总共降低4价,一个S由0价升高为+4价,总升高4价,共失去4个电子,正确;C项,根据化合价不能交叉的原则,氯酸钾中氯元素的化合价应从+5价降到0价,盐酸中氯元素的化合价应从-1价升高到0价,转移电子数是5;D项,氯酸钾中氯元素化合价降低,得到电子,氧元素化合价升高,失去电子,箭头应该是从O指向Cl,,故D错误。
【变式3-2】下列单、双线桥的表示方法不正确的是( )
【答案】C
【解析】在Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,所以正确的表示方法为:。
【变式3-3】 (2024·浙江台州高一期中)下列氧化还原反应中,电子得失情况表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A项,Al与氧化铁反应,Al失去电子,Fe2O3中Fe得电子生成Fe单质,该双线桥正确,故A正确;B项,Na2O2与水反应过程中得失电子的均为Na2O2中的-1价O,故B错误;C项,Na与氯气反应是,钠失去电子转移给氯气,故C错误;D项,该反应中电子转移数为1e-,故D错误;故选A。
▉题型4 氧化剂与还原剂
【例4】(2024·浙江杭州学军高一期中)氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为价),反应方程式如下:CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑。其中水的作用是( )
A.既不是氧化剂也不是还原剂 B.是氧化剂
C.是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂
【答案】B
【解析】所含元素化合价升高的物质是还原剂,所含元素化合价降低的物质是氧化剂。根据方程式CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑可知,反应中CaH2中氢元素从-1价升高到0价,CaH2是还原剂,水中氢元素的化合价从+1价降低到0价,水是氧化剂;故选B。
【变式4-2】(2024·江苏省南京市金陵史学家高一期中)在SO2参与的下列反应中,体现出SO2的氧化性的是( )
A.SO2+2OH-= SO32-+H2O B.SO2+H2S=3S+2H2O
C.SO2+ Cl2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H+ D.SO2+H2O2=2H++SO42-
【答案】B
【解析】A项,没有化合价的变化,没有体现出SO2的氧化性,A错误;B项,SO2中硫化合价降低,体现出SO2的氧化性,B正确;C项,SO2中硫化合价升高,体现出SO2的还原性,C错误;D项,SO2中硫化合价升高,体现出SO2的还原性,D错误; 故选B。
【变式4-3】(2024·浙江宁波三锋联盟高一期中)宋代著名法医学家宋慈所著的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的原理是4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.H2S发生氧化反应,是还原剂 B.O2被氧化,是氧化剂
C.Ag发生氧化反应,是还原剂 D.氧化性:O2<Ag2S
【答案】C
【解析】A项,H、S元素的化合价不变,则H2S既不是氧化剂又不是还原剂,A错误;B项,反应中O元素化合价降低,则氧化剂是O2,发生还原反应,被还原,B错误;C项,Ag元素的化合价升高,被氧化,为还原剂,C正确; D项,氧化剂大于氧化产物,故氧化性:O2>Ag2S,D错误;故选C。
【变式4-4】(2024·浙江A9协作高一期中)硝酸是一种重要的化工原料,工业制备涉及的一个反应为:3NO2 + H2O=2HNO3 + NO。下列说法不正确的是( )
A.H2O既不是氧化剂也不是还原剂 B.NO是还原产物
C.氧化剂与还原剂之比为2:1 D.生成1molHNO3 转移电子1mol
【答案】C
【解析】3NO2 + H2O=2HNO3 + NO反应中,氮元素从+4价升高到+5价,所得硝酸为氧化产物,另一部分氮元素从+4价降低到+2价,所得NO为还原产物,3NO2 中 2NO2 为还原剂、1NO2 为氧化剂。A项,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,A正确;B项,NO是还原产物,B正确;C项,氧化剂与还原剂之比为1:2,C错误;D项,3NO2 + H2O=2HNO3 + NO~2e-,得失电子守恒,每生成2molHNO3 转移电子2mol,则生成1molHNO3 转移电子1mol,D正确;故选C。
【变式4-5】(2024·江苏省南京外国语学校高一期中)下列转化中需要加入还原剂才能实现的是( )
A.Cl2→Cl- B.MnO4-→Mn2+ C.NaCl→HCl D.CO→CO2
【答案】B
【解析】A项,Cl2→Cl-,可以通过氯气与氢氧化钠溶液反应实现,氯气既是氧化剂又是还原剂,不需要加入还原剂,A错误;B项,高锰酸根离子中的Mn元素化合价降低生成Mn2+,需要加入还原剂才能实现,B正确;C项,NaCl中氯元素的化合价没有变化,不需要加氧化剂和还原剂,C错误;D项,C元素的化合价升高,需要加氧化剂,D错误;故选B。
【变式4-6】针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平)填空:
A.Na2O2+HCl→H2O2+NaCl B.Ag2O+H2O2→Ag+O2↑+H2O
C.H2O2→H2O+O2↑ D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH→K2CrO4+K2SO4+H2O
H2O2仅体现氧化性的反应是 (填序号,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既不作氧化剂又不作还原剂的反应是 。
【答案】 D B C A
【解析】A.Na2O2+HCl→H2O2+NaCl是一个非氧化还原反应,H2O2既不是氧化剂,也不是还原剂;B.Ag2O+H2O2→Ag+O2↑+H2O中Ag2O被还原成单质银,H2O2仅表现为还原性,其中氧元素转化为O2;C.H2O2→H2O+O2↑是一个自身氧化还原反应,H2O2既表现了氧化性,又表现了还原性;D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH→K2CrO4+K2SO4+H2O中H2O2在反应中化合价由-1变成-2,化合价降低被还原,双氧水仅做氧化剂。
▉题型5 氧化剂、还原剂强弱比较
【例5】(2024·江苏省南京市第十二中学高一检测)已知:Ni+CuSO4=NiSO4+Cu,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,则下列判断正确的是( )
A.还原性:Ni>Cu>Ag B.氧化性:Ni2+>Cu2+>Ag+
C.还原性:Ni<Cu<Ag D.氧化性:Ni2+>Ag+ >Cu2+
【答案】A
【解析】反应Ni+CuSO4=NiSO4+Cu中,氧化剂是Cu2+,还原剂是Ni,氧化产物是Ni2+,还原产物是Cu,所以氧化性Ni2+<Cu2+,还原性Ni>Cu,反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag中,氧化剂是Ag+,还原剂是Cu,还原产物是Ag,氧化产物是Cu2+,所以氧化性Cu2+<Ag+,还原性Cu>Ag,所以还原性Ni>Cu>Ag,氧化性Ni2+<Cu2+<Ag+。A项, 还原性:Ni>Cu>Ag,故A正确;B项,氧化性:Ni2+<Cu2+<Ag+,故B错误;C项,还原性:Ni>Cu>Ag,故C错误;D项,氧化性:Ni2+<Cu2+<Ag+,故D错误;故选A。
【变式5-1】(2024·浙江台州八校联盟高一期中)根据下列反应:(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2;(2) 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,判断离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A.I->Br->Fe2+ B.Br->Fe2+>I- C.I->Fe2+>Br- D.Fe2+>I->Br-
【答案】C
【解析】还原性还原剂大于还原产物;①2Fe3++2I-=2Fe2++I2中碘离子为还原剂、亚铁离子为还原产物,则还原性碘离子大于亚铁离子;②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-中亚铁离子为还原剂、溴离子为还原产物,则还原性亚铁离子大于溴离子;故选C。
【变式5-2】(2024·浙江瑞安十校·高一期中)已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①X2+2W2+=2X-+2W3+ ②2W3++2Y-=2W2++Y2 ③Z2+2X-=2Z-+X2
由此推断下列说法正确的是( )
A.氧化性:W3+<Y2 B.Z元素在反应③中被氧化
C.反应Y2+2X-=2Y-+X2可以进行 D.还原性:X-<Y-
【答案】D
【解析】同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据方程式①得氧化性:X2>W3+,还原性W2+>X-,由方程式②得氧化性:W3+>Y2、还原性Y->W2+,由方程式③得氧化性:Z2>X2、还原性X->X2,由此得出氧化性由强到弱的顺序是Z2>X2>W3+>Y2,还原性由强到弱的顺序是Y->W2+>X->X2。A项,根据反应②氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性:W3+>Y2,故A错误;B项,X元素在反应③化合价升高,被氧化,故B错误;C项,根据三个反应得到氧化性强弱为Z2>X2>W3+>Y2,假设反应Y2+2X-═2Y-+X2可以进行,则得出氧化性:Y2>X2,与题中得出的信息违背,故C错误;D项,还原性由强到弱的顺序是Y->W2+>X-,故D正确;故选D。
【变式5-3】现有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( )
A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
【答案】C
【解析】由①知氧化性:Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+;由②知氧化性:Cl2>Fe3+,还原性:Fe2+>Cl-;由③知氧化性:MnO>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只能氧化I-。
【变式5-4】(2024·浙江温州环大罗山联盟高一期中)铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3+ + 2Ag=Tl+ + 2Ag+,②Ag+ + Fe2+=Ag + Fe3+,③Fe + 2Fe3+=3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe2+
【答案】D
【解析】自发进行的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,据此判断氧化性强弱。①反应TI3++2Ag=Tl++2Ag+中, 氧化剂是Tl3+,氧化产物是Ag+,所以氧化性Tl3+>Ag+;②反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+中,氧化剂是Ag+,氧化产物是Fe3+,所以氧化性Ag+>Fe3+ ;③Fe+2Fe3+=3Fe2+中, 氧化剂是Fe3+,氧化产物是Fe2+,所以氧化性Fe3+> Fe2+;所以氧化性强弱顺序是:Tl3+>Ag+>Fe2+;故选D。
▉题型6 氧化还原反应规律应用
【例6】(2024·江苏省盐城市高一期中)已知反应:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,下列关于该反应说法不正确的是( )
A.氧化性:NaClO3>Cl2
B.当反应中有4mole-转移时,被氧化的HCl为8mol
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1
D.产物可以用于自来水消毒杀菌是因为ClO2有强氧化性
【答案】B
【解析】在反应中,氯酸钠中氯元素的化合价降低被还原作氧化剂,对应的ClO2是还原产物,氯化氢中氯元素的化合价升高被氧化作还原剂,对应的Cl2是氧化产物。A项,氯酸钠是氧化剂,氯气是氧化产物,在同一个氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性:NaClO3>Cl2,A正确; B项,4分子氯化氢中的2分子氯化氢中氯元素的化合价由-1价升高到0价,电子转移为2HCl~Cl2~2e-,当反应中有4mole-转移时,被氧化的HCl为4mol ,B错误;C项,氯酸钠是氧化剂、4分子氯化氢中的2分子氯化氢中氯元素的化合价由-1价升高到0价,为2分子还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:2=1∶1,C正确;D项,产物ClO2和Cl2都具有氧化性,可以用于自来水消毒杀菌,D正确;故选B。
【变式6-1】硫代硫酸铵[(NH4)2S2O3]是种受热易分解的盐,下列各组对硫代硫酸铵受热分解产物的判断,可能符合事实的是( )
①(NH4)2SO3+S+NH3+H2S+H2O ②SO3+N2+H2O ③SO2+NH3+S+H2O ④H2S+NH3+H2O
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
【答案】C
【解析】①反应中硫元素化合价即升高为+4价,又降低为—2价和0价,符合氧化还原反应规律,故正确;②反应中只有氮元素的化合价升高,没有元素化合价降低,不符合氧化还原反应规律,故错误;③反应中硫元素化合价即升高为+4价,又降低为0价,符合氧化还原反应规律,故正确;④反应中只有硫元素的化合价降低,没有元素化合价升高,不符合氧化还原反应规律,故错误;故选C。
【变式6-2】工业上SO2尾气和Cr2O72-可通过Fe3+循环处理吸收,发生如下两个化学反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+,Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,有关说法正确的是( )
A.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
B.氧化性Cr2O72->SO2>Fe3+
C.Cr2O72-能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D.第二个反应中1个Cr2O72-参与反应,转移3个电子
【答案】C
【解析】A项,在①反应中Fe2(SO4)3;作氧化剂,在②反应中Fe2(SO4)3为氧化产物,A错误;B项,①氧化性Fe3+>SO2,②中氧化性Cr2O72->Fe3+,所以氧化性为Cr2O72->Fe3+>SO2,B错误;C项,重铬酸根具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,而Fe3+的氧化性大于SO2,所以Cr2O72-也能将SO32-氧化为SO42-,C正确;D项,1个Cr2O72-参与反应,两个铬元素价态发生改变转移6个电子,D错误;故选C。
【变式6-3】将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①发生非氧化还原反应 B.过程②中,发生反应为S2-+2Fe3+=S↓+2Fe2+
C.过程③中,氧气是氧化剂 D.整个转化过程中Fe3+可以循环使用
【答案】B
【解析】A项,过程①中发生,Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、S元素化合价都是-2价,没有化合价变化,是非氧化还原反应,A正确;B项,过程②中发生,B错误;C项,过程③中发生,Fe元素的化合价升高,被氧化,Fe2+作还原剂,O2中O元素的化合价降低,被还原,O2作氧化剂,C正确;D项,由过程②③中反应可知,Fe3+可以循环使用,D正确;故选B。
▉题型7 氧化还原反应配平
【例7】配平下列氧化还原反应方程式:
(1)_______ Zn + _______ HNO3 (稀) = _______ Zn(NO3)2 + _______ NO↑ + _______ H2O;______
(2)_______ MnO(OH)2 + _______ I- +_______ H+ = _______ Mn2+ + _______I2 + _______ H2O;______
【答案】(1)3Zn +8 HNO3 (稀) = 3Zn(NO3)2 +2NO↑ +4 H2O
(2)1MnO(OH)2 +2I- +4H+ =1 Mn2+ + 1I2 +3H2O
【解析】(1)反应中锌从0价升高为硝酸锌中+2价,失去2个电子,硝酸中的氮从+5价,降为NO中+3价的氮,生成1个NO得到3个电子,依据得失电子守恒结合原子个数守恒写出反应方程式3Zn +8 HNO3 (稀) = 3Zn(NO3)2 +2NO↑ +4 H2O;(2)反应中2个碘离子由-1价升高为碘单质的0价,失去2个电子,MnO(OH)2中的Mn从+4,降为Mn2+中+2价的氮,生成1个Mn2+得到2个电子,依据得失电子守恒结合原子个数守恒写出反应方程式1MnO(OH)2 +2I- +4H+ =1 Mn2+ + 1I2 +3H2O。
【变式7-1】当小溪流经硫矿时,硫矿与水中氧的反应,生成Fe2+及H+使小溪呈酸性。当溪水和其他水混合时,溶于水的铁以针铁矿[FeO(OH)]的形式沉淀出来,反应的离子方程式为Fe2++O2+H2O→FeO(OH)↓+H+,该离子方程式中H2O的化学计量数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【解析】B
【答案】FeO(OH)中铁的价态为+3价,反应中铁的价态升高1价,氧的价态降低4价,由电子守恒有4Fe2++1O2+H2O→4FeO(OH)↓+H+,再由电荷守恒可得4Fe2++1O2+H2O→4FeO(OH)↓+8H+,最后据质量守恒得4Fe2++1O2+6H2O→4FeO(OH)↓+8H+,B项符合题意。
【变式7-2】做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4-+C2O42—+H+→CO2↑+Mn2++,关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化剂是C2O42— B.该反应右边方框内的产物是OH-
C.该反应中电子转移总数是5 D.配平该反应式后,H+的系数是16
【答案】D
【解析】MnO4-中Mn由+7—→+2,降5(MnO4-为氧化剂),C2O42-中C由+3—→+4,升1×2(C2O42-为还原剂);初步配平为2MnO4-+5C2O42-+H+—→10CO2↑+2Mn2++,据电荷守恒H+配16,所缺物质为H2O,配平后方程式为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,电子转移总数是10。A项,由分析知C2O42—作还原剂,错误;B项,所缺物质为H+,错误;C项,电子转移总数是10,错误;D项,由分析知H+的系数为16,正确。
【变式7-3】NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠的反应的离子方程式是下列叙述正确的是( )
A.该反应中NO被还原 B.反应过程中溶液的pH变小
C.生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4 D.中的粒子是OH-
【答案】C
【解析】反应中氮元素的化合价从+3价升高到+5价,失去2个电子,被氧化,做还原剂,A不正确;Mn元素的化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子,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2∶5,所以选项C正确;再根据电荷守恒可知,反应前消耗氢离子,所以B和D都是错误的,故选C。
【变式7-4】某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为MnO+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+ B.1个MnO在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH- D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6
【答案】D
【解析】离子方程式左边有H+,则右边不能出现OH-,横线上应是H2O,C项错误;
配系数⇒2MnO+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,A、B项错误,D项正确。
▉题型8 氧化还原反应计算
【例8】已知在碱性溶液中可发生如下反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl2=2MO4n-+6Cl-+8H2O,则MO4n-中M的化合价是( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
【答案】C
【解析】方法1:由电荷守恒得:10=6+2n,所以n=2,根据离子中化合价的代数和等于其所带电荷数计算M化合价,MO4n-中O化合价为-2,则M化合价为-2-(-2)×4=+6;
方法2:设M化合价为x,根据得失电子守恒得3×2×[0-(-1)]=2×(x-3),x=+6。
【变式8-1】在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO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】方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。
设元素R在RO中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5。
方法2:设元素R在RO中的化合价为x。根据氧化还原反应中,得失电子守恒有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,所以x=+5。
【变式8-2】已知A2On 2-可将B2-氧化为B单质,A2On 2-被还原为A3+。且消耗氧化剂和还原剂的个数之比是1∶3,则A2On 2-中的n为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【解析】在A2On 2-中A化合价为+(n-1)价,反应后被还原为+3价,化合价降低(n-4)价,B元素化合价由B2-化合价由反应前-2价变为反应后B单质的0价,化合价升高2价,由于元素化合价升降总数相等,反应消耗氧化剂和还原剂的个数之比是1∶3, 则1×2×(n-4)=3×2,解得n=7,故选D。
【变式8-3】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R的化合价是( )
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【答案】D
【解析】根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得:3+4=2n+3,解得n=2,在RO中,设R的化合价为x,则x-2×4=-2,解得x=+6,D正确。
【变式8-4】Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的计量系数之比为1∶16,则x的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【解析】Na2 x―→xNa2O4 NaO―→Na ,得关系式1×·x=16×2,x=5。
▉题型9 信息型氧化还原反应书写
【例9】已知高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体,具有强氧化性,但在中性或碱性溶液下稳定,可在NaOH溶液中用NaClO氧化Cu(OH)2制得。写出制备NaCuO2的离子方程式 。
【答案】 2Na++2OH-+2Cu(OH)2+ClO-=2NaCuO2↓+Cl-+3H2O
【解析】已知高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体,具有强氧化性,但在中性或碱性溶液下稳定。根据在NaOH溶液中用NaClO氧化Cu(OH)2制得(NaCuO2),根据氧化还原反应可得2NaOH+2Cu(OH)2+NaClO=2NaCuO2+NaCl+3H2O,故制备NaCuO2的离子方程式为:2Na++2OH-+2Cu(OH)2+ClO-=2NaCuO2↓+Cl-+3H2O。
【变式9-1】硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式______________________________。
【答案】5H2S+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+5S↓
【解析】根据反应物和生成物,借助于质量守恒定律和电子得失守恒可知反应的化学方程式为5H2S+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+5S↓。
【变式9-2】冰晶石(Na3AlF6)是工业上冶炼金属铝的熔剂,以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
写出由气体B制备冰晶石的化学方程式: 。
【答案】2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O
【解析】由流程图可知,HF制备冰晶石的化学方程式为2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。
【变式9-3】新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示;
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
________FeCl3+________NaOH+________NaClO―→________Na2FeO4+________+________。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为________________________________。
【答案】(1)2 10 3 2 9 NaCl 5 H2O NaClO
(2)Na2FeO4+2KOH===K2FeO4+2NaOH
【解析】(1)反应中NaClO是氧化剂,还原产物是NaCl,根据元素守恒,可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。(2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物,可知“转化”过程是在加入KOH溶液后,将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4。
【变式9-4】KMnO4在实验室和工业上均有重要应用,其工业制备的部分工艺如下:
①将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后,与KOH固体混合,通入空气充分焙烧,生成暗绿色(K2MnO4)熔融态物质。
②冷却,将固体研细,用KOH溶液浸取,过滤,得暗绿色溶液。
③向暗绿色溶液中通入Cl2,溶液变为紫红色。
④将紫红色溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得KMnO4固体。
资料:K2MnO4为暗绿色固体,在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。
(1)①中生成K2MnO4的化学方程式是_____________________________________。
(2)②中浸取时用KOH溶液的原因是_________________________________。
(3)③中产生两种盐,写出③的方程式,并用单线桥标出电子转移
___________________________________________________。
【答案】(1)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O
(2)保持溶液呈强碱性,防止K2MnO4发生歧化反应
(3
【解析】(1)①中MnO2和KOH固体混合,通入空气充分焙烧,MnO2被氧气氧化为K2MnO4,反应方程式是MnO2+KOH+O2K2MnO4+H2O,锰价态升高2价,氧元素价态降低4价,由电子守恒2MnO2+KOH+1O22K2MnO4+H2O,再由质量守恒得2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O;(2)K2MnO4在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应,②中浸取时用KOH溶液的目的是:保持溶液呈强碱性,防止K2MnO4发生歧化反应;(3)向K2MnO4溶液中通入Cl2,溶液变为紫红色,说明K2MnO4被Cl2氧化为KMnO4,Cl2被还原为KCl,反应的化学方程式为2K2MnO4+Cl2=2KMnO4+2KCl,锰元素化合价由+6升高为+7、氯元素化合价由0降低为-1,用单线桥表示电子转移情况为。
▉题型10 氧还原反应综合应用
【例10】(2024·湖南湘西高一期末)在有氧条件下,硫杆菌可将黄铁矿(主要成分为FeS2)氧化为硫酸,反应的化学方程式为2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4。下列说法正确的是( )
A.FeS2中S元素为价,具有强还原性
B.0.2mol FeS2被氧化时,反应共转移3.2mol电子
C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:7
D.该反应中可能会有Fe2(SO4)3生成
【答案】D
【解析】该反应中硫元素化合价升高,发生氧化反应,则FeS2为还原剂,FeSO4和H2SO4为氧化产物,氧元素化合价降低,发生还原反应,则O2为氧化剂,FeSO4和H2SO4为还原产物。A项,FeS2中S元素为−1价,故A项错误;B.2molFeS2被氧化时转移28mol电子,则0.2molFeS2被氧化时,反应共转移2.8mol电子,故B项错误;C.由分析可知,O2为氧化剂,FeS2为还原剂,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7:2,故C项错误;D.FeSO4易被氧气氧化为Fe2(SO4)3,该反应中可能会有Fe2(SO4)3生成,故D项正确;故选D。
【变式10-1】(2024·江苏省南京市金陵中学高一检测)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NH4+完全转化为N2,该反应可表示为2NH4++5ClO-=N2↑+3Cl-+2HClO+3H2O。下列说法中错误的是( )
A.还原性:NH4+>Cl-
B.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原
C.反应中每生成1个N2分子,转移6个电子
D.经此法处理过的废水不需要调至中性后再排放
【答案】D
【解析】2 NH4++5ClO-=N2↑+3Cl-+2HClO+3H2O中,NH4+中的-3价的N元素化合价升高为0价,被氧化为氮气,作还原剂,ClO-中的+1价的氯被还原为-1价的Cl-,Cl-是还原产物,且还原性:还原剂>还原产物,2个NH4+反应生成1个N2,转移6个电子。A项,还原剂为NH4+,还原产物是Cl-,所以还原性:NH4+>Cl-,故A正确;B项,氮元素被氧化为氮气,氯元素被还原为氯离子,故B正确;C项,反应中每生成1个N2,转移6个电子,故C正确;D项,根据题意可知,经此法处理过的废水显酸性,还需中和后才可以排放,故D错误;故选D。
【变式10-2】(2024·江苏省泰州市兴化市高一第二次检测)由铁及其化合物可制得铁红(Fe2O3)、氧化铁、绿矾(FeSO4•7H2O)、高铁酸钾(K2FeO4)、铁黄(FeOOH)等物质。高铁酸钾是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,能与水反应生成氢氧化铁和氧气。铁黄可用作生产磁性材料、颜料的原料。工业制备K2FeO4的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-→FeO42-+Cl-+H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是( )
A.K2FeO4中Fe显+6价
B.ClO-的氧化性大于FeO42-
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2
D.每1molK2FeO4与水反应,产生0.5molO2
【答案】D
【解析】A项,K2FeO4中Fe显+6价,A正确;B项,ClO-为氧化剂,FeO42-为氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,B正确;C项,离子方程式配后为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,Fe(OH)3为还原剂,ClO-为氧化剂,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2,C正确;D项,K2FeO4与水反应的离子方程式为:4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3 ↓+3O2↑+8OH-,每1molK2FeO4与水反应,产生0.75molO2,D错误;故选D。
【变式10-3】氧化还原反应在高中化学中是一类重要的反应类型。KMnO4、FeCl3是中学化学中常用的氧化剂。回答下列问题:
(1)下列基本反应类型中一定属于氧化还原反应的是_______(填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(2)实验室迅速制备少量氯气可利用如下反应:KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)。
①上述反应中被还原的元素为_______(填元素符号)。
②与Fe2+反应生成Mn2+,Fe2+发生_______反应(填“氧化”或“还原”。)
③配平以下化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:_______。。
(3)FeCl3溶液能与Cu反应制作印刷电路板。其制作原理可用表示。
①上式中X的化学式为_______。
②该反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)C
(2) Mn 氧化
(3) FeCl2 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
【解析】(1)A项,有些化合反应属于氧化还原反应,如硫与氧气反应生成二氧化硫,有些化合反应则不属于氧化还原反应,如氧化钙与水反应生成氢氧化钙,故A不符合题意;B项,有些分解反应属于氧化还原反应,如高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,有些分解反应不属于氧化还原反应,如碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳,故B不符合题意;C项,置换反应是单质+化合物→化合物+单质,存在化合价的变化,属于氧化还原反应,故C符合题意;D项,所有复分解反应都不属于氧化还原反应,故D不符合题意;故选C;(2)①被还原元素,化合价降低,根据所给方程式,Mn元素化合价由+7价降低为+2价,被还原,即被还原元素为Mn;②MnO中Mn的化合价为+7价,因此Mn元素的化合价降低,则Fe2+被氧化为Fe3+,因此Fe2+发生氧化反应;③MnO中Mn的化合价由+7价转化为+2价,降低5价,部分Cl的化合价由-1价转化为0价,生成1价,最小公倍数为5,根据原子守恒,得出该反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,用双线桥表示电子转移方向和数目为;(3)①根据原子守恒,推出X的化学式为FeCl2;②FeCl3、CuCl2、FeCl2为可溶性的盐,属于强电解质,Cu为单质,因此该反应的离子方程式为2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。
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