2.3.3 氧化还原反应的应用(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第一册（鲁科版2019，双选）

第三课时 氧化还原反应的应用 目录 新知探究(一)——研究物质的性质 新知探究(二)——实现物质转化与获得能量 课时跟踪检测 2 研究物质的性质 新知探究(一) 导学设计　 H2O2的氧化性和还原性探究 预测 H2O2中氧元素的化合价为 价，是氧元素的中间价态，由此可推测H2O2________________________________ 实验方案 证明H2O2具有还原性，需加入 剂，如 ； 证明H2O2具有氧化性，需加入 剂，如_______ －1 既有氧化性又有还原性 氧化 酸性KMnO4溶液 还原 KI溶液 实验操作 实验现象 结论 实验内容 向H2O2溶液中滴入酸性KMnO4溶液，有气泡产生，酸性KMnO4溶液紫红色褪去 H2O2被氧化为___，表现_____性 向H2O2溶液中滴加KI溶液，溶液变黄色，再滴加淀粉溶液，溶液变蓝 H2O2可氧化KI生成 ，H2O2表现 性 O2 还原 I2 氧化 续表 [系统融通知能] 1．氧化性、还原性的理解 (1)根据物质所含元素化合价升高或降低的可能性，预测物质可能有氧化性或还原性。若所含元素的化合价有升高的趋势，说明该物质可能具有还原性；若所含元素的化合价有降低的趋势，说明该物质可能有氧化性。 (2)要证明物质有氧化性，则应选择还原剂，验证两者能否发生氧化还原反应；若证明物质有还原性，则应选择氧化剂，看两者能否发生氧化还原反应。 2．氧化性、还原性强弱的比较 (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)根据元素的活动性顺序判断 (3)根据反应条件来判断 当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。 (4)根据氧化产物的价态高低判断 同种物质被不同氧化剂氧化后的价态越高，氧化剂的氧化性越强。判断还原剂还原性的原理类似。 [典例]　(1)在S2－、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、I－、H＋、S中，只有氧化性的是__________________，只有还原性的是____________，既有氧化性又有还原性的是__________。 [解析]　根据元素化合价可知，处于最低价态的只有还原性，处于最高价态的只有氧化性，处于中间价态的既有氧化性又有还原性。只有氧化性的是Fe3＋、Mg2＋、H＋，只有还原性的是 I－、S2－，既有氧化性又有还原性的是Fe2＋、S。 Fe3＋、Mg2＋、H＋　 I－、S2－　 Fe2＋、S　 (2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平) ①NO＋HNO3―→N2O3＋H2O ②NH3＋NO―→HNO2＋H2O ③N2O4＋H2O―→HNO3＋HNO2 其中你认为一定不可能实现的是__________(填序号)。 ② [解析]　若含有同种元素不同价态的两种物质发生氧化还原反应时，生成物中该元素的价态应介于两种反应物元素价态之间。氮元素－3 价与＋2价之间应为0价或＋1价，不可能出现＋3价的氮，所以②式不能实现。 (3)下列三个氧化还原反应中，氧化性最强的物质是________(填化学式，后同)。 ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 若溶质中Cl－与I－共存，为了氧化I－而Cl－不被氧化，除单质外，还可用上述反应中的________做氧化剂。 KMnO4 FeCl3 [解析]　依据氧化还原反应规律，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。由①知氧化性：FeCl3＞I2；由②知氧化性：Cl2＞FeCl3；由③知氧化性：KMnO4＞Cl2。由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4＞Cl2＞FeCl3＞I2。KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，FeCl3只氧化I－。所以必须选择比Cl2氧化能力差而比I2氧化能力强的氧化剂FeCl3。 [题点多维训练] 1．(2024·绵阳期末检测)根据下列反应判断，有关物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是(　 ) A．Cl2＞ClO－＞Fe2＋＞Cu2＋ B．ClO－＞Cl2＞Fe2＋＞Cu2＋ C．ClO－＞Cl2＞Cu2＋＞Fe2＋ D．Fe2＋＞Cu2＋＞Cl2＞ClO－ √ 解析：氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；反应①中氧化剂为Cu2＋，氧化产物为Fe2＋，则氧化性：Cu2＋＞Fe2＋；反应②中氧化剂为Cl2，氧化产物为Cu2＋，则氧化性：Cl2＞Cu2＋；反应③中氧化剂为ClO－，氧化产物为Cl2，则氧化性：ClO－＞Cl2，所以氧化性由强到弱的顺序为ClO－＞Cl2＞Cu2＋＞Fe2＋，故C正确。 2．(2024·昆明期末检测)已知氧化性：Co2O3＞Cl2＞FeCl3＞I2，且Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋。下列反应在水溶液中不可能发生的是　(　 ) A．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O B．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 C．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 D．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3 √ 解析：由题意知氧化性：Co2O3＞Cl2，故A正确；由于氧化性：Fe3＋＞I2，故B正确；Cl2氧化性强于I2，故C正确；由于I－的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I－，而不应先氧化Fe2＋，故D错误。 3．常温下，在溶液中可发生以下反应： ①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ②2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ ③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 由此判断下列说法错误的是(　 ) A．铁元素在反应①和③中均被氧化 B．当反应②中有1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化 C．氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2 D．还原性强弱顺序为I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－ √ 解析：反应①中Fe2＋做还原剂，被氧化，反应③中Fe3＋做氧化剂，被还原，A不正确；反应②中Cl2做氧化剂，当1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化，B正确；由反应①可知，氧化性：Br2＞Fe3＋，还原性：Fe2＋＞Br－，由反应②可知，氧化性：Cl2＞Br2，还原性：Br－＞Cl－，由反应③可知，氧化性：Fe3＋>I2，还原性：I－＞Fe2＋，C、D正确。 4．已知反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。向10 mL 0.1 mol·L－1 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＋ √ 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，根据得失电子守恒，还有0.001 mol Br－被氧化，还剩余0.001 mol Br－。 实现物质转化与获得能量 新知探究(二) (一)金属冶炼 1．金属冶炼的本质 利用氧化还原反应中的电子转移，使被还原的化合物中的金属元素的化合价 ，生成金属单质，即Mn＋＋ne－===M。 由正价降低至0价 (4)金属置换法 利用置换反应，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CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4(湿法炼铜) 2．实验装置 装置分析： 3.创新装置 (三)利用氧化还原反应获得能量 1．燃烧：化学能转化为 能。 2．原电池：化学能转化为 能。 热 电 [典例]　在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备并收集干燥纯净的氯气。进行此实验时所用的仪器如图： (1)上述仪器正确的连接顺序是(填各接口处的字母)：______接______，______接______，______接______，______接______。 [解析]　制备出的氯气中含有氯化氢和水蒸气，分别用饱和食盐水、浓硫酸除去，采用向上排空气法进行收集，最后进行尾气的处理，所以仪器正确的连接顺序是E接C，D接A，B接H，G接F。 E C D A B H G F (2)发生装置中发生反应的化学方程式为 __________________________________________。 (3)装置中，饱和食盐水起的作用是____________________；浓硫酸起的作用是__________________。 除去Cl2中的HCl气体 除去Cl2中的水蒸气 (4)化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到________________________，反应的化学方程式为_____________________。 [解析]　湿润的淀粉-KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2遇淀粉变蓝色。 湿润的淀粉-KI试纸变蓝 2KI＋Cl2===2KCl＋I2 (5)写出烧杯中发生反应的化学方程式：__________________________________。 [解析]　烧杯中发生反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O |思维建模|有气体参加的探究实验解题流程 [题点多维训练] 题点(一)　金属冶炼 1．明代《天工开物》中记载：“凡铸钱每十斤，红铜居六七，倭铅(锌的古称)居三四。”下列金属的冶炼原理与倭铅相同的是(　 ) A．Na B．Ag C．Mg D．Fe 解析：倭铅指的是锌，冶炼锌采用热还原法。冶炼钠采用电解法，A错误；冶炼银采用热分解法，B错误；冶炼镁采用电解法，C错误；冶炼铁采用热还原法，D正确。 √ 2．下列各组物质中，均能使Fe2O3还原成单质铁的是(　 ) A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、C C．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2 解析：Fe是化学性质较活泼的金属，用强还原剂(如Al、C、H2、CO等)在一定条件下能把铁从其氧化物中还原出来。 √ 3．下列说法正确的是(　 ) A．金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来 B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化 C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属被还原 D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原 解析：金属的冶炼是将金属从其化合物中还原出来。金属在化合物中只能显正价，冶炼时，金属元素的化合价只可能降低，被还原。 √ 4．古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　 ) A．用焦炭高温还原SnO2可得到Sn B．用H2还原Fe2O3可得到Fe C．Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu D．Ag2O直接加热分解可得到Ag √ 解析：根据金属活动性顺序知，可以用热还原法冶炼Sn，因此用焦炭高温还原SnO2可得到Sn，A正确；根据金属活动性顺序知，可以用热还原法冶炼Fe，因此用H2还原Fe2O3可得到Fe，B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中还含有CuO等，C错误；银的金属活动性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，D正确。 题点(二)　氯气的实验室制法 5．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并使其与金属反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中错误的是(　 ) A．①② B．② C．②③ D．②③④ √ 解析：NaOH会与氯气反应，不能用氢氧化钠溶液除去氯气中的氯化氢杂质，②错误；用浓硫酸干燥Cl2时，应长进短出，③错误；④为密闭装置，错误。 6．下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　 ) A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质 B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂的作用 C．实验室用如图所示装置除去Cl2中的少量HCl气体 D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集 √ 解析：Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2，是因为Cl2虽能溶于水，但难溶于饱和食盐水，D项正确。 7．(2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是(　 ) A.制取Cl2 B.除去Cl2中的HCl C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2 √ 解析：实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误；氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。 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 √ 解析：每消耗1 mol MnO2，起还原剂作用的HCl理论上消耗2 mol。 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 1．不能用热分解法制得的金属是(　 ) ①Fe　②Ag　③Mg　④Hg A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 解析：热分解法一般用于很不活泼的银、汞等金属的冶炼，它们的化合物大多不稳定，比如氧化银受热时能够分解为相应的金属单质，而活泼金属的化合物一般相当稳定，加热很难分解。因此，比较活泼的铁和镁不能够通过热分解法制得。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(　 ) A．Mg B．Cu C．Ag D．H2 解析：氧化性：Ag＋＞Cu2＋＞H＋，故首先置换出Ag；在金属活动性顺序中，Zn排在Mg的后面，故不能置换出Mg。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 3．实验室利用如图所示的装置制取并收集氯气，下列有关描述正确的是(　 ) 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 A．F中NaOH溶液也可以换成澄清石灰水 B．饱和食盐水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替 C．可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的氯气 D．若用稀盐酸代替浓盐酸不能制得氯气，说明浓盐酸的氧化性较强 解析：Ca(OH)2微溶于水，等体积的溶液中含有的溶质的物质的量少，吸收处理Cl2的量也少，因此最后尾气处理时不能把NaOH溶液换成澄清石灰水，A错误； 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 饱和碳酸氢钠溶液与气体中的HCl反应产生CO2气体，会导致Cl2中混有新的杂质气体，且氯气也会和碳酸氢钠反应，因此不能把饱和食盐水换成饱和碳酸氢钠溶液，B错误；Cl2与试纸上的水反应产生的HCl可以使蓝色石蕊试纸变为红色，同时反应产生的HClO具有漂白性，又使试纸由红色变为无色，因此可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的氯气，C正确；在该反应中，浓盐酸表现还原性和酸性，稀盐酸由于还原性比较弱，因此不能与MnO2反应制得氯气，D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4．根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是(　 ) ①H2SO3＋I2＋H2O===2HI＋H2SO4 ②2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2 ③3FeCl2＋4HNO3===2FeCl3＋Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O A．H2SO3＞I－＞Fe2＋＞NO B．I－＞Fe2＋＞H2SO3＞NO C．Fe2＋＞I－＞H2SO3＞NO D．NO＞Fe2＋＞H2SO3＞I－ 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：反应①中，H2SO3为还原剂，I－(HI)为还原产物，还原性：H2SO3＞I－；反应②中，HI为还原剂，Fe2＋(FeCl2)为还原产物，还原性：I－＞Fe2＋；反应③中，FeCl2为还原剂，NO为还原产物，还原性：Fe2＋＞NO，则还原性由强到弱的顺序为H2SO3＞I－＞Fe2＋＞NO。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 6．下列说法正确的是(　 ) A．金属冶炼就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来 B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂 C．金属由化合态变为游离态，可能被还原，也可能被氧化 D．金属单质被发现和应用得越早，其在地壳中的含量越大 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：A项，金属冶炼是将金属化合物转化为金属单质，正确；B项，冶炼金属并不一定要加入还原剂，如电解法制取钠，错误；C项，金属由化合态变为游离态，都是由高价态降低到0价，故一定被还原，错误；D项，金属被发现的早晚与其在地壳中的含量无关，如铝虽然在地壳中的含量最大，但被发现的时间却比铁、铜晚得多，错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 7．某学生做如下实验：第一步，在淀粉-KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失。下列有关该同学对实验原理的解释和所得结论的叙述不正确的是　(　 ) 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 解析：B中蓝色消失的原因是Na2SO3与I2反应，消耗了碘，而不是Na2SO3溶液具有漂白性。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 A．Mg的化合价由0价升高到＋2价，所以MgO是氧化产物 B．由此反应可以判断氧化性：CO2＞MgO，还原性：Mg＞C C．CO2做氧化剂，表现出氧化性，发生氧化反应 D．Mg原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：镁元素的化合价由0价升高到＋2价，所以Mg为还原剂，MgO为氧化产物，A正确；根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的，还原剂的还原性大于还原产物的，所以氧化性：CO2＞MgO，还原性：Mg＞C，B正确；碳元素化合价由＋4价降低到0价，所以CO2为氧化剂，表现出氧化性，发生还原反应，C错误；反应中O元素的化合价不发生改变，没有得失电子，D错误。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 11．某反应体系中的物质有NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。下列方框中对应的物质或有关叙述正确的是(　 ) A．Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOH B．Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2O C．Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH D．当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子8 mol 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 解析：Au2O3为反应物，则反应中Au2O3→Au2O，Au的化合价由＋3价变为＋1价，化合价总共降低2×2＝4价，Na2S4O6中硫元素平均化合价为＋2.5价，Na2S2O3中硫元素平均化合价为＋2价，所以Na2S2O3为反应物，Na2S4O6为生成物，由于2Na2S2O3→Na2S4O6，根据钠元素守恒可知NaOH是生成物，由氢元素守恒可知水是反应物，硫元素平均化合价由＋2价升高为＋2.5价，化合价总共升高4×(2.5－2)＝2，根据化合价升降相等，可知Au2O3化学计量数为1，Na2S4O6化学计量数为2，根据Au元素守恒可知Au2O化学计量数为1， 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 根据S元素守恒可知Na2S2O3化学计量数为4，根据Na元素守恒可知NaOH的化学计量数为4，根据H元素守恒可知H2O化学计量数为2，反应的化学方程式为Au2O3＋4Na2S2O3＋2H2O===Au2O＋2Na2S4O6＋4NaOH，选项C正确，选项A、B错误；当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子的物质的量为4 mol，选项D错误。 12 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 3 12．[双选]已知四种物质的氧化性：W2＞Z2＞X2＞Y2，下列说法不正确的是(　 ) A．Z2与X－在水溶液中不能大量共存 B．还原性：W－＞Z－＞Y－ C．2NaW＋Y2===2NaY＋W2可以发生 D．W2通入NaX和NaY的混合溶液中，W2先氧化Y－ 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：因为氧化性：Z2＞X2，所以Z2能置换出X2，则Z2与X－在水溶液中不能大量共存，A正确；因为氧化性：W2＞Z2＞X2＞Y2，所以还原性：Y－＞X－＞Z－＞W－，B错误；因为氧化性：W2＞Y2，所以Y2不能置换出W2，即2NaW＋Y2===2NaY＋W2不能发生，C错误；由B项分析可知，还原性：Y－＞X－＞Z－＞W－，则W2通入NaX和NaY的混合溶液中，W2先氧化Y－，D正确。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 13．(6分)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。 (1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。 (2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol 电子生成X，则X的化学式为________。 16 AsH3 Br2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 (3)根据上述反应可推知________(填字母)。 a．氧化性：KBrO3>H3AsO4 b．氧化性：H3AsO4>KBrO3 c．还原性：AsH3>X d．还原性：X>AsH3 ac 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 3 (4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目： 16 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 3 16 解析：已知KBrO3为得电子物质，故其化合价一定降低，做氧化剂，那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As的化合价为－3价，反应后变为＋5价As的H3AsO4，故还原剂为AsH3。0.2 mol KBrO3在反应中得1 mol 电子，故1 mol KBrO3得5 mol电子，即反应后Br的化合价应从＋5价降为0价，故另一物质X为Br2，同时因为氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物已知，可直接进行配平。 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 3 As元素由－3价→＋5价，升8价，Br元素由＋5价→0价，降5价，根据化合价升降相等，在AsH3前配系数5，在KBrO3前配系数8，在Br2前配系数4；再根据K守恒，K2SO4应在生成物中，系数为4，则H2SO4应在反应物中，系数为4，H2O在生成物中，系数为4；配平后用单线桥标出电子转移方向和数目： 16 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 14．(10分)实验室里用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2。试回答下列问题： 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (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。 ___________________________________。 解析：A装置是生成氯气，实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，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。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)B处盛有饱和食盐水，其作用是______________。 解析：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。 16 (3)C处盛放的试剂是________(填名称)，其作用是___________。 解析：C处盛放的是浓硫酸，其作用是干燥氯气。 吸收HCl气体 　浓硫酸　 干燥氯气　 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 (4)E处盛有____________(填名称)溶液，发生反应的离子方程式为________________________________。 解析：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________处酒精灯。 解析：实验结束时，应先熄灭D处酒精灯。 氢氧化钠　 2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O D 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 15．(5分)氧化还原反应在生产、生活中应用广泛，KMnO4、H2O2、Fe(NO3)3是重要的氧化剂。已知在酸性条件下，KMnO4被还原为Mn2＋。用所学知识回答下列问题： (1)反应3H2SO4＋2KMnO4＋5H2O2===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O中，当有6 mol H2SO4参加反应时，有________mol还原剂被氧化。 10 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：反应3H2SO4＋2KMnO4＋5H2O2===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O中，H2O2中氧元素化合价从－1价升高为0价，是还原剂，且每3 mol H2SO4参加反应，有5 mol H2O2被氧化，故当有6 mol H2SO4参加反应时，有10 mol H2O2被氧化。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 (2)在稀硫酸中，KMnO4能将H2C2O4氧化为CO2。该反应的离子方程式为__________________________________________________。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)取300 mL 2 mol·L－1的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好完全反应生成KIO3，则消耗KMnO4的物质的量的是________mol。 16 0.72 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 高阶思维训练(选做题) 16．(13分)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。可以通过下列两种途径得到： 方法一：2KClO3＋4HCl(浓)===2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O 16 2 1 2 H＋ 2 2 2 H2O 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (1)用双线桥在方法一反应方程式上标出电子转移的方向和数目；请完成方法二在酸性条件下的离子方程式，并配平。 解析：反应2KClO3＋4HCl(浓)===2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O中，KClO3中的Cl由＋5价降为ClO2中的＋4价，每个Cl得1个电子，2个Cl共得2个电子，HCl中的Cl由－1价升为Cl2中的0价，每个Cl失1个电子，2个Cl共失2个电子， 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)方法一中，浓盐酸显示出来的性质是________性和________性。 解析：方法一中，HCl的Cl失电子化合价升高，是还原剂，表现还原性；反应中生成的KCl为盐，含有Cl－，体现了盐酸的酸性。 (3)方法一中产生0.1 mol Cl2，则转移电子的物质的量为______mol。 16 还原 酸 0.2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (4)方法二中被还原的元素是______(填元素符号)，氧化产物是______(填化学式)。 16 　Cl 　CO2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (5)比较还原性：H2C2O4______ClO2(填“＞”“＜”或“＝”)。 16 　＞ ①Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu ②Cu＋Cl2CuCl2 ③ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O 2．金属冶炼的方法 (1)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，常用于冶炼K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属，如2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 (2)热分解法 常用于冶炼Hg、Ag等金属，如2HgO2Hg＋O2↑。 (3)热还原法 以碳、一氧化碳等物质作为还原剂，在加热条件下将金属氧化物还原为金属单质；常用于冶炼Zn、Fe、Cu等金属，如Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 (二)实验室氯气的制备 1．制备原理 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 装置 作用 A 固＋液气(或者液＋液气) B 除去氯气中的氯化氢气体，同时降低氯气的溶解度 C 干燥，除去氯气中的水蒸气 D 收集氯气 E 吸收多余的氯气，防止污染空气 [解析]　发生装置中反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 8．实验室制Cl2的反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，下列说法不正确的是(　 ) 5．酸性溶液中，分子或离子的还原性强弱顺序为SO2＞I－＞Fe2＋＞H2O2＞Cl－，据此判断下列反应不可能发生的是(　 ) A．2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋ B．2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ C．I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－ D．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O 解析：反应2Fe3＋＋2H2O＋SO2===2Fe2＋＋SO＋4H＋中，S元素的化合价升高，Fe元素的化合价降低，则SO2为还原剂，还原性强弱为SO2＞Fe2＋，与已知的还原性强弱一致，故A能发生；反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－中，Fe元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低，则Fe2＋为还原剂，还原性强弱为Fe2＋＞Cl－，与已知的还原性强弱一致，故B能发生； 反应I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－中，S元素的化合价升高，I元素的化合价降低，则SO2为还原剂，还原性强弱为SO2＞I－，与已知的还原性强弱一致，故C能发生；反应H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O中，S元素的化合价降低，O元素的化合价升高，则H2O2为还原剂，还原性强弱为H2O2＞SO2，与已知的还原性强弱矛盾，故D不可能发生。 A．氧化性：ClO－＞I2＞SO B．蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性 C．淀粉-KI溶液变蓝是因为I－被ClO－氧化为I2，I2使淀粉变蓝 D．若将Na2SO3溶液加入氯水中，氯水褪色 8．一未配平的离子方程式为______＋XO＋6H＋===3X2＋3H2O，据此判断，氧化产物和还原产物的物质的量之比为(　 ) A．1∶1 B．3∶1 C．5∶1 D．7∶1 解析：由质量守恒和电荷守恒可得出该离子方程式为5X－＋XO＋6H＋===3X2＋3H2O，则氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1。 9．[双选]某同学在做实验时引发了镁失火，她立即拿起二氧化碳灭火器欲灭火，却被实验老师及时制止，原因是CO2可以支持镁燃烧，发生反应：2Mg＋CO22MgO＋C。下列关于该反应的判断正确的是(　 ) 10．已知有如下反应：①2BrO＋Cl2===Br2＋2ClO，②ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O，③2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。根据上述反应，判断下列结论错误的是(　 ) A．Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物 B．Cl2在①③反应中均做氧化剂 C．氧化性强弱的顺序：BrO>ClO> Cl2 >Fe3＋ D．溶液中可发生：ClO＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O 解析：②ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O，根据化合价变化可知，此反应是归中反应，所以Cl2既是氧化产物，又是还原产物，故A正确；Cl2在①2BrO＋Cl2===Br2＋2ClO中化合价升高做还原剂，在③2FeCl2＋Cl2===2FeCl3中化合价降低做氧化剂，故B错；氧化性强弱的顺序：根据①知BrO>ClO，根据②知ClO>Cl2，根据③知Cl2 >Fe3＋，所以氧化性强弱的顺序：BrO>ClO>Cl2>Fe3＋，故C正确；根据氧化性强弱、电荷守恒、电子守恒的原理，溶液中可发生：ClO＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋ 6Fe3＋＋3H2O，D正确。 ＋＋―→＋＋ ＋…… 解析：在稀硫酸中，KMnO4能将H2C2O4氧化为CO2，自身被还原为MnSO4，根据原子守恒可知，同时溶液中还生成K2SO4、H2O，发生反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋ ＋8H2O。 2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋ ＋8H2O 解析：n(KI)＝0.3 L×2 mol·L－1＝0.6 mol，KI与一定量的酸性KMnO4溶液恰好完全反应生成KIO3，则n(KIO3)＝0.6 mol，转移电子的物质的量为3.6 mol，KMnO4的还原产物为Mn2＋，由得失电子守恒可知，消耗KMnO4的物质的量为＝0.72 mol。 双线桥表示为ClO中的Cl化合价由＋5价降为ClO2中的＋4价，每个Cl得1个电子，H2C2O4中的C由＋3价升为CO2中的＋4价，2个C失2个电子，根据得失电子守恒，ClO与ClO2前配2，根据电荷守恒，反应物中H＋的系数为2，根据H守恒，产物中H2O的系数为2，离子方程式为2ClO＋H2C2O4＋2H＋===2ClO2↑＋2CO2↑＋2H2O。 解析：方法二中，ClO中的Cl化合价降低，发生还原反应，被还原；H2C2O4中的C化合价升高，被氧化，生成的CO2是氧化产物。 解析：方法二中，H2C2O4为还原剂，ClO得电子发生还原反应，得到的ClO2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：H2C2O4＞ClO2。 $$