内容正文:
2024-2025学年上学期高一化学精讲精练
第1章 物质的分类及其变化
第三节 氧化还原反应
1. 了解氧化还原反应的概念。
2. 会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。
3. 掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。
重点一:氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质:电子转移(得失或偏移)。
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头(反应物指向生成物),③算数目,④说变化。
用双线桥法标出MnO2与浓盐酸加热反应的电子转移的方向和数目:
+2H2O。
[归纳] 。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。
用单线桥法标出铜和浓硝酸反应的电子转移的方向和数目:
+2NO2↑+2H2O。
[归纳] 。
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
(2)常见的还原剂
常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要还原剂。
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。如:
其中:Fe2+、SO主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
重点二:氧化还原反应的强弱规律及价态规律
(一)强弱规律
1.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
(2)根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
2.氧化性、还原性强弱的比较规律
(1)氧化性
一般规律:元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越弱。
(2)还原性
一般规律:元素金属性越强,其单质的还原性越强;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越弱;
3.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
(二)价态规律
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的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”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2.歧化反应规律思维模型
“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。
(3) 守恒规律
氧化还原反应中,得失电子数目相等。
1.化学与人类的生活有着密切联系,下列过程涉及氧化还原反应的是( )
A. SO2漂白的纸张易变黄
B. 长江入海口沙洲的形成
C. 苹果汁中加入维生素C可防止苹果汁变黄
D. 紫甘蓝汁中加入食醋会变为红色
2.下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的是( )
A. 2H2S+SO2=3S+2H2O B. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C. 2KClO32KCl+3O2↑ D. Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
3.某同学在实验室中进行如下实验:
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验
现象
没有明显变化,溶液仍为无色
有沉淀生成,溶液为蓝色
有无色气泡产生
以下结论不正确的是( )
A. Ⅰ中无明显变化,说明两溶液不反应
B. Ⅱ中的白色沉淀为BaSO4
C. Ⅲ中的化学方程式为2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑
D. Ⅲ中发生的反应即是氧化还原反应还是离子反应
4.高铜酸钠NaCuO2是一种黑色难溶于水的固体,酸性或高温条件下不稳定,下列关于该化合物推测合理的是( )
A. 可推知CuO是一种两性氧化物
B. 溶于盐酸或硫酸,生成的气态单质可能不同
C. NaCuO2不能与SO2反应生成硫酸盐
D. 隔绝空气加强热,可能只生成CuO、Na2O
5. 硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx),将烟气与H2混合通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理,其转化过程如图所示:下列说法错误的是( )
A. 转化过程的实质为NOx被H2还原
B. 处理过程中,混合溶液中Ce4+起催化作用
C. 过程Ⅰ发生反应的离子方程式为H2+Ce4+═2H++Ce3+
D. x=2时,过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:1
6.含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是( )
A. 反应①利用了H2Te的还原性
B. 反应②中H2O作氧化剂
C. 反应③利用了H2O2的氧化性
D. 反应④发生了氧化还原反应
7.稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下:
与水反应
与NaOH溶液反应
i.2XeF2+2H2O═2Xe↑+O2↑+4HF
ii.2XeF2+4OH-=2Xe↑+O2↑+4F-+2H2O
iii.XeF6+3H2O═XeO3+6HF
iv.2XeF6+4Na++16OH-═Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O
下列说法错误的是( )
A. XeO3具有平面三角形结构
B. OH-的还原性比H2O强
C. 反应i~iv中有3个氧化还原反应
D. 反应iv每生成1molO2,转移6mol电子
8.下列对于NaH+H2O═H2↑+NaOH说法正确的是( )
A. 该反应属于置换反应
B. 若该反应中有2mol电子转移,则生成1molH2
C. 该条件下氧化性:H2O>H2
D. H2只是氧化产物
9.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. AgNO3+NaCl═AgCl↓+NaNO3
C. Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
10.黑火药爆炸反应为S+2KNO3+3C═K2S+3CO2↑+N2↑。在该反应中,被还原的元素是( )
A. N B. C C. N和S D. N和C
11.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;下列说法错误的是( )
A. 铁元素在反应①和③中均被氧化
B. 反应②中当有1mol Cl2被还原时,有2mol 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-
12.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A. 氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原
B. 某金属元素M由化合态变为游离态,M一定被还原
C. 用双线桥表示下列反应的电子转移
D. 非金属单质在反应中只能作氧化剂
13.下列变化中需要加入还原剂才能实现的是( )
A. CaCO3→CO2 B. H+→H2 C. Fe2+→Fe3+ D. SO42-→BaSO4
14. 仔细阅读材料,应用物质分类和氧化还原反应等相关概念,回答下列问题:
(1)磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。
①步骤Ⅲ中,反应物的比例不同可获得不同的产物,除Ca3(PO4)2外可能的产物还有步骤1为白磷的工业生产方法之一,反应在1300℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是除去CaSiO3,焦炭的作用是 _____(填“氧化剂”或“还原剂”)。
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用0.2mol/LCuSO4,溶液冲洗,根据步骤Ⅱ中的守恒关系可判断,1molCuSO4所能氧化的白磷的物质的量为 _____。
(2)次磷酸(H3PO2)及其钠盐(NaHPO2)均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①次磷酸中P元素的化合价为 _____。
②利用HPO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为 _____(填化学式)。
(3)用单线桥标出电子转移的方向和数目:_____。
2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C10CO+6CaSiO3+P4
15.高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强,工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平):Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O。
(1)配平化学方程式,并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。
_____Fe(NO3)3+_____NaOH+_____Cl2→_____Na2FeO4+_____NaNO3+_____NaCl+_____H2O
_____
(2)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则转移的电子数为 _____(NA为阿伏加德罗常数的值),被氧化的N原子的物质的量为 _____。
(3)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
此反应中氧化剂为 _____,60molCuSO4能氧化白磷(P4)的物质的量是 _____。
(4)大苏打的成分是Na2S2O3•5H2O,常用于防毒面具中吸收氯气,若1molNa2S2O3完全反应,失去8mol电子,写出其水溶液吸收氯气的离子方程式 _____。
(5)过氧化氢是一种广泛使用的绿色氧化剂。常温下,氰化钠(NaCN)能与过氧化氢溶液反应生成一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色的气体,大大降低其毒性,写出该反应的离子方程式:_____。
(6)氯气能用于制备易于保存、使用方便的漂白液,但若温度过高会发生副反应生成NaCl、NaClO3。请写出在加热时,当NaOH与Cl2反应生成的n(NaClO):n(NaClO3)=5:1时,NaOH与Cl2反应的化学方程式:_____。
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2024-2025学年上学期高一化学精讲精练
第1章 物质的分类及其变化
第三节 氧化还原反应
1. 了解氧化还原反应的概念。
2. 会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。
3. 掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。
重点一:氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质:电子转移(得失或偏移)。
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头(反应物指向生成物),③算数目,④说变化。
用双线桥法标出MnO2与浓盐酸加热反应的电子转移的方向和数目:
+2H2O。
[归纳] 。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。
用单线桥法标出铜和浓硝酸反应的电子转移的方向和数目:
+2NO2↑+2H2O。
[归纳] 。
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
(2)常见的还原剂
常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要还原剂。
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。如:
其中:Fe2+、SO主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
重点二:氧化还原反应的强弱规律及价态规律
(一)强弱规律
1.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
(2)根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
2.氧化性、还原性强弱的比较规律
(1)氧化性
一般规律:元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越弱。
(2)还原性
一般规律:元素金属性越强,其单质的还原性越强;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越弱;
3.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
(二)价态规律
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的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”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2.歧化反应规律思维模型
“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。
(3) 守恒规律
氧化还原反应中,得失电子数目相等。
1.化学与人类的生活有着密切联系,下列过程涉及氧化还原反应的是( )
A. SO2漂白的纸张易变黄
B. 长江入海口沙洲的形成
C. 苹果汁中加入维生素C可防止苹果汁变黄
D. 紫甘蓝汁中加入食醋会变为红色
【答案】C
【解析】反应中存在元素的化合价变化为氧化还原反应,若不存在元素的化合价变化,则不属于氧化还原反应,以此解答该题。
解:A.SO2漂白的纸张时,与纸张中的有色物质结合生成无色物质,该无色物质又能分解回复原来的颜色,没有发生氧化还原反应,故A不选;
B.长江入海口沙洲的形成,发生胶体的聚沉,属于物理变化,没有发生氧化还原反应,故B不选;
C.苹果汁中加入维生素C可防止苹果汁变黄,利用维生素C的还原性,防止苹果汁被氧化,涉及氧化还原反应,故C选;
D.紫甘蓝汁中加入食醋会变为红色,与酸碱指示剂变色原理相同,没有发生氧化还原反应,故D不选;
故选:C。
2.下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的是( )
A. 2H2S+SO2=3S+2H2O B. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C. 2KClO32KCl+3O2↑ D. Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
【答案】D
【解析】A.该反应中S元素化合价由-2价、+4价变为0价,该反应中发生电子转移在同一元素之间,但不是同一种物质之间,故A错误;
B.该反应中Mn元素化合价由+7价变为+6价、+4价,O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间,高锰酸钾既是氧化剂又是还原剂,但是不同元素之间,故B错误;
C.该反应中Cl元素化合价由+5价变为-1价、O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间但是在不同元素之间,故C错误;
D.该反应中Cu元素化合价由+1价变为0价、+2价,发生电子转移在同一种物质之间且同一种元素之间,符合条件,故D正确。答案选D。
3.某同学在实验室中进行如下实验:
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验
现象
没有明显变化,溶液仍为无色
有沉淀生成,溶液为蓝色
有无色气泡产生
以下结论不正确的是( )
A. Ⅰ中无明显变化,说明两溶液不反应
B. Ⅱ中的白色沉淀为BaSO4
C. Ⅲ中的化学方程式为2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑
D. Ⅲ中发生的反应即是氧化还原反应还是离子反应
【答案】A
【解析】A.Ⅰ中氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,A错误;
B.Ⅱ中氯化钡与硫酸铜反应生成白色沉淀为BaSO4和蓝色溶液氯化铜,B正确;
C.Ⅲ中锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应的化学方程式为2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑,C正确;
D.Ⅲ中反应的化学方程式为2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑,锌元素、氢元素化合价发生变化,属于氧化还原反应同时也是离子反应,D正确;
故本题选A。
4.高铜酸钠NaCuO2是一种黑色难溶于水的固体,酸性或高温条件下不稳定,下列关于该化合物推测合理的是( )
A. 可推知CuO是一种两性氧化物
B. 溶于盐酸或硫酸,生成的气态单质可能不同
C. NaCuO2不能与SO2反应生成硫酸盐
D. 隔绝空气加强热,可能只生成CuO、Na2O
【答案】B
【解析】A.NaCuO2和CuO中Cu元素化合价不同,不能由此判断CuO是一种两性氧化物,故A错误;
B.NaCuO2具有强氧化性,溶于盐酸可能将氯离子氧化为氯气,溶于硫酸可能生成氧气,故B正确;
C.NaCuO2具有强氧化性,能与SO2反应生成硫酸盐,故C错误;
D.NaCuO2中Cu为+3价,根据化合价升降规律,隔绝空气加强热,不可能只生成CuO、Na2O,故D错误;
故选:B。
5. 硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx),将烟气与H2混合通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理,其转化过程如图所示:下列说法错误的是( )
A. 转化过程的实质为NOx被H2还原
B. 处理过程中,混合溶液中Ce4+起催化作用
C. 过程Ⅰ发生反应的离子方程式为H2+Ce4+═2H++Ce3+
D. x=2时,过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:1
【答案】C
【解析】根据过程图,可以得知在过程Ⅰ中发生H2+2Ce4+=2H++2Ce3+,在过程Ⅱ中发生2NOx+4xH++4xCe3+=2xH2O+N2+4xCe4+,以此做题。
A.总反应可以看作烟气与氢气反应,这个转化过程的实质为NOx被H2还原,故A正确;
B.处理过程中,混合溶液中Ce4+未参与反应,起催化剂的作用,故B正确;
C.根据分析,在过程Ⅰ中发生H2+2Ce4+=2H++2Ce3+,故C错误;
D.x=2时,在过程Ⅱ中发生2NO2+8H++8Ce3+=4H2O+N2+8Ce4+,N的化合价降低,NO为氧化剂,Ce3+为还原剂,根据得失电子守恒,过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:1,故D正确;
故选:C。
6.含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是( )
A. 反应①利用了H2Te的还原性
B. 反应②中H2O作氧化剂
C. 反应③利用了H2O2的氧化性
D. 反应④发生了氧化还原反应
【答案】D
【解析】
A.反应①中H2Te和氧气反应生成Te,H2Te中Te的化合价升高表现还原性,故A正确;
B.反应②为Te和H2O生成H2TeO3,Te的化合价升高被氧化,所以H2O作氧化剂,故B正确;
C.反应③中H2TeO3与H2O2反应Te的化合价有+4变成了+6,H2O2表现氧化性,故C正确;
D.H2TeO3中Te的化合价为+4价,H2Te4O9中Te的化合价也为+4价,化合价没变,所以没有发生氧化还原反应,故D错误;
故选:D。
7.稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下:
与水反应
与NaOH溶液反应
i.2XeF2+2H2O═2Xe↑+O2↑+4HF
ii.2XeF2+4OH-=2Xe↑+O2↑+4F-+2H2O
iii.XeF6+3H2O═XeO3+6HF
iv.2XeF6+4Na++16OH-═Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O
下列说法错误的是( )
A. XeO3具有平面三角形结构
B. OH-的还原性比H2O强
C. 反应i~iv中有3个氧化还原反应
D. 反应iv每生成1molO2,转移6mol电子
【答案】A
【解析】
A.Xe原子的价层电子对为4,有一对孤电子对,以sp3杂化轨道成键,XeO3分子为三角锥形分子,故A错误;
B.由iii、iv两组实验对比可知,在氢氧化钠溶液中,XeF6可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故可知:OH-的还原性比H2O强,故B正确;
C.I、iii、iv三组化学反应均为氧化还原反应,故C正确;
D.分析iv可知,每生成一个O2,整个反应转移6个电子,故每生成1molO2,转移6mol电子,故D正确;
故选:A。
8.下列对于NaH+H2O═H2↑+NaOH说法正确的是( )
A. 该反应属于置换反应
B. 若该反应中有2mol电子转移,则生成1molH2
C. 该条件下氧化性:H2O>H2
D. H2只是氧化产物
【答案】C
【解析】
A.单质和化合物反应生成单质和化合物的反应是置换反应,该反应中没有单质参加反应,故不是置换反应,故A错误;
B.该反应中NaH中H元素的化合价由-1价升高到0价,水中氢元素化合价由+1价降低到0价,共转移1个电子,若该反应中有2个电子转移,则生成2分子H2故,故B错误;
C.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:H2O>H2,故C正确;
D.只有H元素的化合价变化,氢气既是氧化产物也是还原产物,故D错误;
故选:C。
9.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. AgNO3+NaCl═AgCl↓+NaNO3
C. Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】C
【解析】
A.该反应是氧化还原反应,但属于置换反应,故A错误;
B.该反应属于复分解反应,不是氧化还原反应,故B错误;
C.该反应中,C元素化合价由+2价变为+4价、Fe元素化合价由+3价变为0价,所以属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,故C正确;
D.该反应是氧化还原反应,但属于分解反应,故D错误,
故选:C。
10.黑火药爆炸反应为S+2KNO3+3C═K2S+3CO2↑+N2↑。在该反应中,被还原的元素是( )
A. N B. C C. N和S D. N和C
【答案】C
【解析】反应2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑中,N、S元素化合价降低,得电子被还原,C元素化合价升高,失电子被氧化,以此解答。
解:反应2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑中,N、S元素化合价降低,得电子被还原,C元素化合价升高,失电子被氧化,所以被还原的元素是N和S,故C正确,
故选:C。
11.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;下列说法错误的是( )
A. 铁元素在反应①和③中均被氧化
B. 反应②中当有1mol Cl2被还原时,有2mol 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-
【答案】A
【解析】
A、①2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 中铁元素的化合价升高失电子被氧化,③2Fe3++2I-=2Fe2++I2中铁元素的化合价降低得电子被还原,故A错误。
B、②2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 中氯气和溴离子的物质的量之比是1:2,所以该反应中当有1 mol Cl2被还原时,有2 mol Br-被氧化,故B正确。
C、①2Fe2++Br2=2 Fe3++2Br- 中Br2的氧化性大于Fe3+,②2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 中Cl2的氧化性大于Br2,③2Fe3++2I-=2Fe2++I2中Fe3+的氧化性大于I2,所以氧化性大小顺序为:Cl2>Br2>Fe3+>I2,故C正确。
D、①2Fe2++Br2=2 Fe3++2Br- 中还原性Fe2+>Br-,②2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 中的还原性Br->Cl-,③2Fe3++2I-=2Fe2++I2中的还原性I->Fe2+,所以还原性大小顺序为:I->Fe2+>Br->Cl-,故D正确。
故选:A。
12.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A. 氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原
B. 某金属元素M由化合态变为游离态,M一定被还原
C. 用双线桥表示下列反应的电子转移
D. 非金属单质在反应中只能作氧化剂
【答案】B
【解析】
A.氧化还原反应可以发生在同种元素之间,如在Cl2+H2O=HCl+HClO反应中,只有Cl元素化合价发生变化,故A错误;
B.某金属元素M由化合态变为游离态,元素的化合价降低,M一定被还原,故B正确;
C.反应中KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,只有Cl元素化合价发生变化,当有3mol Cl2生成时,转移5mol电子,则电子转移的方向和数目为,故C错误;
D.非金属单质在反应中可能失电子,如S与氧气反应时,S失电子作还原剂,故D错误。
故选:B。
13.下列变化中需要加入还原剂才能实现的是( )
A. CaCO3→CO2 B. H+→H2 C. Fe2+→Fe3+ D. SO42-→BaSO4
【答案】B
【解析】需要加入还原剂才能实现,则选项中氧化剂在反应中元素的化合价降低,以此来解答。
解:A.CaCO3→CO2,反应过程没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,不需要加入还原剂,故A错误;
B.H+→H2H元素化合价降低,被还原,应加入还原剂,故B正确;
C.Fe2+→Fe3+,Fe元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂才能实现,故C错误;
D.SO42-→BaSO4,反应过程没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,不需要加入还原剂,故D错误。
故选:B。
14. 仔细阅读材料,应用物质分类和氧化还原反应等相关概念,回答下列问题:
(1)磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。
①步骤Ⅲ中,反应物的比例不同可获得不同的产物,除Ca3(PO4)2外可能的产物还有步骤1为白磷的工业生产方法之一,反应在1300℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是除去CaSiO3,焦炭的作用是 _____(填“氧化剂”或“还原剂”)。
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用0.2mol/LCuSO4,溶液冲洗,根据步骤Ⅱ中的守恒关系可判断,1molCuSO4所能氧化的白磷的物质的量为 _____。
(2)次磷酸(H3PO2)及其钠盐(NaHPO2)均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①次磷酸中P元素的化合价为 _____。
②利用HPO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为 _____(填化学式)。
(3)用单线桥标出电子转移的方向和数目:_____。
2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C10CO+6CaSiO3+P4
【答案】(1)还原剂;(2)0.05mol;(3)+1;(4)H3PO4;(5);
【解析】
(1)①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,发生反应2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=P4↑+6CaSiO3+10CO↑,反应中C中的碳化合价升高,作还原剂;
②Cu元素的化合价由+2价降低到+1价,CuSO4是氧化剂,P4部分磷元素由0价降低到-3价,部分磷元素由0价升高到+5价,磷元素的化合价既升高又降低,所以P4既是氧化剂又是还原剂,若有11molP4参加反应,其中5mol的P4作氧化剂,60mol硫酸铜作氧化剂,只有6mol的P4作还原剂,则由电子守恒可知,有1mol的CuSO4参加反应,则被硫酸铜氧化的白磷分子的物质的量为n则:n×4(5-0)=1mol×(2-1),解得n=mol;=0.05mol,
(2)①H3PO2中,总化合价为0,其中氢元素为+1价,氧元素为-2价,则P元素的化合价为:+1价,
②该反应中Ag+为氧化剂,H3PO2为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,设反应产物中P的化合价为x,根据化合价升降相等可得,4×(1-0)=1×(x-1),解得x=5,所以氧化产物为+5价的H3PO4,
(3)反应中C元素的化合价升高,P元素的化合价降低,该反应中转移20e-,用单线桥标出电子转移的方向和数目为:
,
15.高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强,工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平):Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O。
(1)配平化学方程式,并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。
_____Fe(NO3)3+_____NaOH+_____Cl2→_____Na2FeO4+_____NaNO3+_____NaCl+_____H2O
_____
(2)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则转移的电子数为 _____(NA为阿伏加德罗常数的值),被氧化的N原子的物质的量为 _____。
(3)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
此反应中氧化剂为 _____,60molCuSO4能氧化白磷(P4)的物质的量是 _____。
(4)大苏打的成分是Na2S2O3•5H2O,常用于防毒面具中吸收氯气,若1molNa2S2O3完全反应,失去8mol电子,写出其水溶液吸收氯气的离子方程式 _____。
(5)过氧化氢是一种广泛使用的绿色氧化剂。常温下,氰化钠(NaCN)能与过氧化氢溶液反应生成一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色的气体,大大降低其毒性,写出该反应的离子方程式:_____。
(6)氯气能用于制备易于保存、使用方便的漂白液,但若温度过高会发生副反应生成NaCl、NaClO3。请写出在加热时,当NaOH与Cl2反应生成的n(NaClO):n(NaClO3)=5:1时,NaOH与Cl2反应的化学方程式:_____。
【答案】(1)2;(2)16;(3)3;(4)2;(5)6;(6)6;(7)8;(8);(9)1.25NA;(10)3.75mol;(11)P4、CuSO4;(12)3;(13);(14);(15);
【解析】
(1)反应过程中,Fe元素化合价由+3升高为+6、Cl元素化合价由0降低为-1,根据得失电子守恒,配平方程式为2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2→2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O,用单线桥法标明电子转移的方向和数目为,
(2)10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑反应中氧化产物、还原产物都是N2,NaN3发生氧化反应生成N2,KNO3发生还原反应生成N2,氧化产物与还原产物的比为15:1,转移10mol电子时氧化产物比还原产物多14mol,若氧化产物比还原产物多1.75mol,则转移的电子数为1.25NA,被氧化的N原子的物质的量为3.75mol,
(3)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4反应中,Cu元素化合价由+2降低为+1、P4中部分P元素化合价由0降低为-3,氧化剂为CuSO4、P4;该反应中Cu2+→Cu+,60molCuSO4参加反应转移60mol电子,p4→4H3PO4,1molP4被氧化转移20mol电子,根据得失电子守恒,60molCuSO4能氧化3mol白磷(P4),
(4)大苏打的成分是Na2S2O3•5H2O,常用于防毒面具中吸收氯气,若1molNa2S2O3完全反应,失去8mol电子,可知Na2S2O3被氧化为,根据得失电子守恒,Na2S2O3吸收氯气的离子方程式为,
(5)常温下,氰化钠(NaCN)能与过氧化氢溶液反应生成一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色的气体,产物为碳酸氢钠和氨气,碳元素化合价由+2升高为+4、过氧化物中O元素化合价由-1降低为-2,该反应的离子方程式为,
(6)当NaOH与Cl2反应生成的n(NaClO):n(NaClO3)=5:1时,假设生成5molNaClO和1molNaClO3,共转移10mol电子,根据得失电子守恒,同时生成10molNaCl,则NaOH与Cl2反应的化学方程式为,
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