内容正文:
第2课时 氧化剂和还原剂
[课程标准] 1.能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂等概念。 2.熟知常见的氧化剂和还原剂。 3.认识物质的氧化性、还原性,能根据化学反应比较氧化性和还原性强弱。
知识点一 氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂及相关概念
(1)氧化剂与还原剂
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
(2)氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子(或电子对偏离)被氧化的产物。
还原产物:氧化剂得到电子(或电子对偏向)被还原的产物。
(3)氧化性与还原性
氧化性:物质得电子(或电子对偏向)的性质或能力。
还原性:物质失电子(或电子对偏离)的性质或能力。
(4)相互关系
氧化剂氧化性还原反应还原产物
还原剂还原性氧化反应氧化产物
学生用书↓第63页
2.常见的氧化剂和还原剂
分类
实例
常见氧化剂
活泼的非金属单质
O2、Cl2、Br2等
大部分阳离子
Cu2+、Fe3+、Ag+、H+等
含较高价态元素的物质
某些含氧化合物
MnO2、H2O2等
大多含氧酸
浓硫酸、HNO3等
某些盐
KMnO4、KClO3等
常见还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe、Na、Mg等
非金属单质
C、H2等
含较低价态元素的物质
某些氧化物
CO、SO2等
非金属氢化物
HCl、H2S、NH3等
【微自测】 1.判断正误
(1)还原剂失去电子具有氧化性。( )
(2)氧化剂得电子被氧化为还原产物。( )
(3)非金属单质在反应中只做氧化剂。( )
(4)HCl在反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂。( )
(5)在氧化还原反应中,金属单质做反应物时一定是还原剂。( )
(6)某物质在氧化还原反应中是氧化产物,则必然有另一物质是还原产物。( )
(7)在同一反应中,氧化剂和还原剂不可能是同一物质。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×
2.分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe+3Cl22FeCl3
氧化剂是 ,还原剂是 ;发生氧化反应的是 ,发生还原反应的是 。
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化剂是 ,还原剂是 ;被氧化的元素是 ,被还原的元素是 。
答案:(1)Cl2 Fe Fe Cl2
(2)KMnO4 KMnO4 O Mn
酸性KMnO4溶液与KI溶液的反应如下图所示:
1.上述反应中,处于高价态的是什么元素?其发生的反应是什么反应?处于低价态的是什么元素?其发生的反应是什么反应?
提示:处于高价态的元素是锰元素,其发生的反应是还原反应;处于低价态的元素是碘元素,其发生的反应是氧化反应。
2.上述反应中的氧化剂是什么?还原剂是什么?
提示:题述反应中的氧化剂是KMnO4,还原剂是KI。
3.强氧化剂一定能与强还原剂发生氧化还原反应吗?
提示:不一定。如浓硫酸具有强氧化性,SO2具有强还原性,但浓硫酸不能氧化SO2。
4.含最高价元素的化合物一定具有强氧化性吗?
提示:不一定。如Na2SO4(S显+6价)、CO2等,它们都没有强氧化性。
归纳总结
1.从价态的变化判断氧化剂和还原剂
(1)氧化剂
变价元素的高价态化合物常作氧化剂,如KMnO4、FeCl3、HNO3等。
学生用书↓第64页
(2)还原剂
含有较低价态元素的化合物常作还原剂,如H2S、CO、SO2等。
2.氧化还原反应中基本概念之间的关系
1.(2023·沈阳联考)下列微粒中,只有还原性的是( )
①Cl- ②S ③HNO3 ④Mg ⑤H+ ⑥Ag+
A.①④ B.②⑤
C.①③ D.⑤⑥
A [①Cl-中Cl元素化合价为最低价态,只具有还原性,①符合题意;②S元素的化合价为0,处于中间价态,则S既有氧化性又有还原性,②不符合题意;③HNO3中氢元素、氮元素处于最高价,有氧化性,氧元素处于最低价,有还原性,硝酸一般体现强氧化性,③不符合题意;④Mg处于最低价,只有还原性,④符合题意;⑤H+中H元素化合价处于最高价态,只具有氧化性,⑤不符合题意;⑥Ag+处于最高价态,只具有氧化性,⑥不符合题意;综上所述可知:只有还原性的微粒序号是①④;故合理选项是A。]
2.氧化还原对立统一,同时存在。下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是( )
A.Cu→Cu(NO3)2 B.KClO3→KCl
C.CuO→Cu D.Na→NaCl
C [A.Cu→Cu(NO3)2,铜元素化合价升高,发生氧化反应,必须加入氧化剂才能实现,故不选A;B.KClO3加热分解为KCl和氧气,KClO3→KCl,不须加入氧化剂或还原剂就能实现,故不选B;C.CuO→Cu,铜元素化合价降低,发生还原反应,必须加入还原剂才能实现,故选C;D.Na→NaCl,钠元素化合价升高,发生氧化反应,必须加入氧化剂才能实现,故不选D;选C。]
3.钠是一种非常活泼的金属,可以和很多物质发生反应,例如4Na+3CO22Na2CO3+C,下列有关说法不正确的是( )
A.反应中CO2是氧化剂
B.反应中Na2CO3是氧化产物
C.该反应中氧化剂和还原剂的个数为4∶3
D.反应中钠失电子,被氧化
C [A.反应中部分C元素从+4价降低至0价,被还原,则CO2是氧化剂,故A正确;B.反应中Na元素化合价升高,Na做还原剂,Na2CO3是氧化产物,故B正确;C.CO2是氧化剂,Na做还原剂,氧化剂和还原剂的个数比为1∶4,故C错误;D.反应中Na元素化合价升高,钠失电子,被氧化,故D正确;故选C。]
知识点二 氧化性、还原性强弱比较
1.氧化性、还原性的强弱与得失电子的关系
(1)氧化性:物质越易得电子,氧化性越强。
(2)还原性:物质越易失电子,还原性越强。
特别提醒:物质氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易有关,与得失电子的多少无关。
2.物质的氧化性及还原性与核心元素化合价的关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、浓HO3、浓H2O4
只有氧化性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有氧化性又有还原性
最低价
、、K
只有还原性
3.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据氧化还原反应方程式判断:
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物。
氧化性:氧化剂>氧化产物
学生用书↓第65页
还原性:还原剂>还原产物
特点:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
(2)根据金属、非金属活动性顺序判断:
特点:上左下右可反应,隔之越远越易反应。
即根据活动性顺序,处于上行左侧的单质与下行右侧的离子可以发生反应,且间隔越大越容易反应。
(3)根据反应的条件及反应的剧烈程度比较:反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
例如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2。
【微自测】 判断正误
1.物质所含元素化合价越高,则该物质氧化性就越强。( )
2.Cl-在化学反应中都做还原剂。( )
3.1 mol Mg比1 mol Na失电子多,所以还原性Mg>Na。( )
4.氧化性和还原性是指物质在反应中得失电子的性质,与得失电子多少无直接关系。( )
5.H2O中H元素为最高的+1价,因此H2O只有氧化性。( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
1.(2023·高台县月考)根据反应 2H2S+O2===2S↓+2H2O,4NaI+O2+2H2O===2I2+4NaOH,Na2S+I2===2NaI+S↓,判断氧化性强弱顺序是( )
A.O2>S>I2 B.S>I2>O2
C.I2>S>O2 D.O2>I2>S
D [在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则根据反应2H2S+O2===2S↓+2H2O可知氧化性是O2>S;根据反应4NaI+O2+2H2O===2I2+4NaOH可知氧化性是O2>I2;根据反应Na2S+I2===2NaI+S↓可知氧化性是I2>S,综上所述氧化性是O2>I2>S,故选D。]
2.根据下列反应:①2Fe3++2I-===2Fe2++I2,②Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+,判断下列顺序正确的是( )
A.还原性:Br->Fe2+>I-
B.还原性:I->Fe2+>Br-
C.氧化性:Fe3+>Br2>I2
D.氧化性:I2>Fe3+>Br2
B [2Fe3++2I-===2Fe2++I2,则氧化性Fe3+>I2、还原性I->Fe2+,Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+,则氧化性Br2>Fe3+、还原性Fe2+>Br-,综合氧化性Br2>Fe3+>I2、还原性I->Fe2+>Br-,答案选B。]
3.已知S2-、SO、I-、Fe2+的还原性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.S2-+I2===S↓+2I-
B.2Fe2++S===2Fe3++S2-
C.SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+
D.SO+2S2-+6H+===3S↓+3H2O
B [A.由反应S2-+I2===S↓+2I-可知,还原剂S2-的还原性大于还原产物I-的还原性,符合题意,可以发生,A不选;B.由反应2Fe2++S===2Fe3++S2-可知,还原剂Fe2+的还原性大于还原产物S2-的还原性,不符合题意,不可以发生,B选;C.由反应SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+可知,还原剂SO的还原性大于还原产物I-的还原性,符合题意,可以发生,C不选;D.由反应SO+2S2-+6H+===3S↓+3H2O可知,S2-与SO存在中间价态0,可以发生归中反应,符合题意,可以发生,D不选;故选B。]
1.在日常生活中,下列物质体现氧化性的是( )
A.硅胶作食品干燥剂
B.甘油作护肤保湿剂
C.袋装食品中的抗氧化剂
D.臭氧作自来水消毒剂
D [A.硅胶作食品干燥剂,是由于其具有吸水性,与氧化性无关,故A错误;B.甘油作护肤保湿剂,是由于其与水混溶,具有强的吸水性,与氧化性无关,故B错误;C.抗氧化剂体现还原性,故C错误;D.臭氧具有氧化性,能够杀菌消毒,可作自来水消毒剂,故D正确。]
2.在下列反应中,CO2做氧化剂的是( )
A.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
B.CO2+C2CO
学生用书↓第66页
C.2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
D.C+2H2O(g)2H2+CO2
B [选项A中CO2中碳元素化合价无变化;选项B中CO2中碳元素化合价由+4降低为+2,做氧化剂;选项C、D中CO2都为氧化产物。]
3.(2023·沈阳月考)已知NaH中氢元素为-1价,关于反应NaH+H2O===NaOH+H2↑,下列说法正确的是( )
A.每生成1个H2分子,转移2个电子
B.NaH是氧化剂
C.NaOH是氧化产物
D.H2既是氧化产物,又是还原产物
D [A.在反应NaH+H2O===NaOH+H2↑中,H元素的化合价由反应前H2O中的+1价降低为H2中的0价,H元素的化合价由反应前NaH中的-1价升高为H2中的0价,每生成1个H2分子,转移1个电子,A错误;B.NaH中H元素的化合价由-1价升高为H2中的0价,可知NaH为还原剂,B错误;C.NaOH中各元素的化合价反应前后均未变化,所以既不是氧化产物也不是还原产物,C错误;D.反应中只有H元素的化合价变化,所以氢气既是氧化产物也是还原产物,D正确;故合理选项是D。]
4.硫代硫酸钠(Na2S2O3)被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯对鱼的危害。脱氯反应的离子方程式为S2O+4Cl2+5H2O===2SO+10H++8Cl-,下列说法正确的是( )
A.S2O表现氧化性
B.H2O既表现氧化性又表现还原性
C.S2O既表现氧化性又表现还原性
D.Cl2表现氧化性
D [该反应中S元素的化合价由+2价升高为+6价,S2O是还原剂,表现还原性,H2O中没有元素化合价的变化,Cl元素的化合价由0价降低为-1价,氯气被还原,做氧化剂,Cl2表现氧化性,D项正确。]
5.汽车尾气中的有害气体主要是氮氧化物(NO、NO2)和碳氧化物(CO)。在一定条件下,利用氧化还原反应原理,氮的氧化物与CO发生反应,转化为无毒的N2和CO2,从而减轻或消除汽车尾气对大气的污染。
(1)分别写出NO、NO2与CO反应生成无毒物质的化学方程式:
。
(2)上述反应中做还原剂的是 ,做氧化剂的是 。
(3)消除一个NO2分子,反应中转移的电子数为 个。
(4)氰酸(HCNO)、NH3中氮元素均为-3价,均可消除汽车尾气中的二氧化氮,解释能消除污染的原因:
。
答案:(1)2NO+2CON2+2CO2,2NO2+4CON2+4CO2 (2)CO NO、NO2 (3)4 (4)HCNO、NH3中的氮元素均为-3价,具有还原性,与NO2中+4价的氮元素发生氧化还原反应,生成物为无污染的N2
课时精练(十四) 氧化剂和还原剂
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础对点练]
题组一 氧化剂和还原剂等概念的判断
1.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的作用是( )
A.作还原剂
B.作氧化剂
C.既作氧化剂又作还原剂
D.既不作氧化剂又不作还原剂
A [吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的活性氧,说明亚硒酸钠被“活性氧”氧化,亚硒酸钠作还原剂具有还原性,选A。]
2.根据你所学的知识分析物质的转化。下列转化过程必须加入还原剂才能实现的是( )
A.H2O2→O2 B.KI→I2
C.Cl2→NaCl D.FeCl3→FeCl2
D [H2O2可在催化剂MnO2的作用下分解生成氧气,不需要加入还原剂,故A错误;KI→I2的过程I元素化合价升高,被氧化,需加入氧化剂才能实现,故B错误;Cl2和NaOH反应可生成NaCl和NaClO,不需要加入还原剂,故C错误;FeCl3→FeCl2的过程中,Fe元素化合价降低,被还原,需加入还原剂才能实现,故D正确。]
3.下列物质在化学反应中常做还原剂的一组是( )
A.HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4
B.Al、CO、O2、H2
C.Zn、C、H2、CO
D.KClO3、MnO2、C、Fe
C [A中的物质常做氧化剂;B中的氧气,D中的KClO3、MnO2都常做氧化剂。]
4.下列反应中,属于氧化还原反应,但水既不做氧化剂又不做还原剂的是( )
A.SO3+H2O===H2SO4
B.3NO2+H2O===2HNO3+NO
C.2F2+2H2O===4HF+O2
D.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B [各元素的化合价均没有发生变化,不属于氧化还原反应,A错误;NO2中N元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,但水中H、O元素的化合价均不变,故水既不做氧化剂又不做还原剂,B正确;水中O元素的化合价升高,水做还原剂,C错误;水中H元素的化合价降低,水做氧化剂,D错误。]
5.对于反应:KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O的分析不正确的是( )
A.KClO3是氧化剂
B.每生成1个Cl2时,转移6个电子
C.KClO3中的氯元素被还原
D.Cl2既是氧化产物,又是还原产物
B [A.在反应中,KClO3中的Cl元素由+5价降低到0价,得电子作氧化剂,A正确;B.在反应中,KClO3中的Cl元素由+5价降低到0价,则每生成3个Cl2时,转移5个电子,每生成1个Cl2时,转移个电子,B错误;C.KClO3中的氯元素由+5价降低到0价,得电子发生还原反应,被还原,C正确;D.氧化剂KClO3得电子后生成Cl2,HCl失电子后生成Cl2,所以Cl2既是氧化产物,又是还原产物,D正确;故选B。]
题组二 氧化性和还原性及其强弱判断
6.下列微粒:①Al3+、②Cl-、③N2、④S2-、⑤Cu、⑥H2O2、⑦Fe2+、⑧MnO,既具有氧化性又具有还原性的是( )
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦⑧
C.④⑤⑥⑧ D.①②③⑥
B [一般情况下元素的化合价处于最高价时只有氧化性,处于最低价时只有还原性,处于最高价和最低价之间时往往既有氧化性又有还原性,据此解答。]
7.含有铜元素的物质在以下反应中表现还原性的是( )
A.图①:铜丝在空气中加热
B.图②:氢气与灼热的氧化铜反应
C.图③:硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液
D.图④:铁丝插入CuSO4溶液中
A [铜丝在空气中加热生成CuO,表现还原性,A项正确;氢气还原氧化铜,铁丝插入硫酸铜溶液中,+2价的铜均被还原,含铜元素物质表现氧化性,B、D错误;C项为复分解反应,不是氧化还原反应,C项错误。]
8.常温下,发生下列反应:
①16H++10Cl-+2MnO===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
根据上述反应,判断下列结论错误的是( )
A.溶液中可发生:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
B.Cl2在①③反应中均为氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为MnO>Cl2>Br2>Fe3+
D.Mn2+是MnO的还原产物
B [根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可得氧化性:MnO>Cl2>Br2>Fe3+。若反应Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-可发生,则可得氧化性:Cl2>Fe3+,符合上述规律,A、C正确;在反应①中Cl2是氧化产物,而在反应③中Cl2做氧化剂,B错误;反应①中,MnO做氧化剂,发生还原反应,Mn2+为还原产物,D正确。]
9.已知还原性Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,下列反应不能发生的是( )
A.H2O2+2H++SO===SO2↑+O2↑+2H2O
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
D.2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+
A [A.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性H2O2<SO2,所以H2O2+2H++SO===SO2↑+O2↑+2H2O不能发生,故选A;B.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性I-<SO2,所以I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI能发生,故不选B;C.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性Fe2+<I-,所以2Fe3++2I-===2Fe2++I2能发生,故不选C;D.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性Fe2+<SO2,所以2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+能发生,故不选D;选A。]
10.(1)从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。
①铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中, 的还原性最强;在Cu2+、Fe2+、Ag+中, 的氧化性较强。
②铁在氯气中燃烧生成棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。则在Cl2、Cl-、H+中, 具有氧化性, 的氧化性较强。
(2)为防治碘缺乏病,通常在食盐中添加少量的碘酸钾(KIO3)。碘酸钾和碘化钾在溶液中能发生下列反应:KIO3+5KI+3H2SO4===3I2+3K2SO4+3H2O。
①该反应中,氧化剂是 ,氧化产物是 。
②用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目:
。
解析:(1)①铁钉浸入CuSO4溶液中,发生的反应是Fe+Cu2+===Fe2++Cu,则还原性:Fe>Cu;氧化性:Cu2+>Fe2+;铜丝浸入AgNO3溶液中发生的反应是Cu+2Ag+===Cu2++2Ag,则还原性:Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+,从而可得还原性:Fe>Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。②铁在氯气中燃烧发生的反应是2Fe+3Cl22FeCl3,氧化剂是Cl2,铁和盐酸发生反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑,氧化剂是HCl,故Cl2和H+具有氧化性,氧化性较强的是Cl2。(2)①分析元素化合价变化可知:KIO3是氧化剂,氧化产物是I2。②KIO3中I元素由+5价降低到0价,KI中I元素由-1价升高到0价,结合得失电子守恒,用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目。
答案:(1)①Fe Ag+ ②Cl2、H+ Cl2
(2)①KIO3 I2
②
[能力提升练]
11.N2O既是医学上的一种麻醉剂,又是一种常见的温室气体。制取N2O的方法有很多,例如:
①NH4NO3===N2O↑+2H2O
②K2SO3+2NO===K2SO4+N2O
③2NH3+2O2===N2O+3H2O
④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O
下列说法中正确的是( )
A.反应①中NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
B.反应②中K2SO3是还原剂,N2O是氧化产物
C.反应③中每生成1个N2O,转移6个电子
D.反应④中NaNO3是还原剂,N2O既是氧化产物又是还原产物
A [A.反应①NH4NO3===N2O↑+2H2O中,NH4NO3中N元素的化合价既升高又降低,则硝酸铵既是氧化剂又是还原剂,A正确;B.反应②K2SO3+2NO===K2SO4+N2O中,N元素的化合价降低,S元素的化合价升高,所以K2SO3是还原剂,NO是氧化剂,N2O是还原产物,B错误;C.反应③2NH3+2O2===N2O+3H2O中,N元素的化合价由-3升高到+1,则每生成1 mol N2O,转移1 mol×2×(3+1)=8 mol电子,C错误;D.反应④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O中,NaNO3中N元素的化合价降低,则NaNO3是氧化剂,(NH4)2SO4中N元素的化合价升高,生成的N2O既是氧化产物又是还原产物,D错误;故合理选项是A。]
12.实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O。下列说法正确的是( )
A.参与反应的HCl与做还原剂的HCl的比例是4∶1
B.该反应中MnO2是催化剂
C.由反应可知氧化性:MnO2<Cl2
D.每生成1个Cl2,反应中转移的电子是2个
D [A.4分子氯化氢中有2分子参与氧化还原反应,则参与反应的HCl与做还原剂的HCl的比例是2∶1,A错误;B.该反应中MnO2是氧化剂,B错误;C.氧化剂氧化性大于氧化产物氧化性,反应中氯元素发生氧化反应得到氧化产物氯气,故由反应可知氧化性:MnO2>Cl2,C错误;D.根据化学方程式可知电子转移情况为:MnO2 ~Cl2~2e-,故每生成1个Cl2,反应中转移的电子是2个,D正确。故选D。]
13.汽车的方向盘和前排乘客座位前的仪表板内都有折叠安全气囊,该安全气囊中含有叠氮化钠(NaN3)、硝酸钾(KNO3)、二氧化硅(SiO2)粉等。完成下列填空:
(1)关于KNO3,下列分析正确的是 (填字母)。
A.KNO3电离需要通电
B.KNO3是强电解质,其水溶液的导电性一定强
C.熔融状态的KNO3中含自由移动的K+和NO
D.固态KNO3不导电,因其中不含K+和NO
(2)行驶的汽车发生足够强度的意外碰撞时,碰撞传感器将激活特定的电路,放电使NaN3迅速分解,生成Na并放出N2,写出NaN3分解的化学方程式
。
(3)生成的Na与KNO3发生二次反应:10Na+2KNO3===K2O+5Na2O+N2↑,用单线桥法标出该反应电子转移的方向和数目: ,该反应的还原剂是 ,发生还原反应的物质是 ,生成14 g氮气,转移电子的物质的量为 。
解析:(1)A.电离是电解质在水溶液中电离出自由移动离子的过程,KNO3电离不需要通电,A错误;B.溶液导电性强弱与溶液中离子浓度和离子所带电荷数成正比,所以强电解质的水溶液的导电性不一定强,若KNO3溶液浓度较小,导电性较弱,B错误;C.KNO3是强电解质,熔融状态的KNO3中含自由移动的K+和NO,C正确;D.KNO3晶体由K+和NO组成,由于K+和NO不能自由移动,因此固态KNO3不导电,D错误;故选C。(2)放电使NaN3迅速分解生成Na并放出N2,NaN3分解的化学方程式2NaN32Na+3N2↑。(3)该反应Na元素化合价从0价升高到+1价,有10个钠原子化合价发生变化,Na是还原剂,N元素化合价降低,KNO3是氧化剂,电子由还原剂转移至氧化剂,单线桥表示为:
===K2O+5Na2O+N2↑,该反应的还原剂是Na,氧化剂发生还原反应的物质是KNO3,生成28 g氮气时转移10 mol电子,则生成14 g氮气,转移电子的物质的量为5 mol。
答案:(1)C
(2)2NaN32Na+3N2↑
(3) ===K2O+5Na2O+N2↑ Na KNO3 5 mol
14.研究物质性质及物质转化具有重要的价值,根据所学知识回答下列问题:
(1)火药是中国的四大发明之一,黑火药在发生爆炸时,主要发生如下反应:2KNO3+3C+S===K2S+N2↑+3CO2↑。每生成1个K2S,该反应转移电子 个。
(2)中国古代著作中有“银针验毒”的记录,其原理为:4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O,则X的化学式是 ,其中H2S在该反应中 (填字母)。
A.作氧化剂
B.作还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
(3)按如图所示操作,充分反应后:
①Ⅱ中铜丝上观察到的现象是
。
②结合Ⅰ、Ⅱ实验现象可知Fe2+、Cu2+、Ag+的氧化性由强到弱的顺序为 。
(4)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175个时,被氧化的N原子的个数为 。
解析:(1)该反应2KNO3+3C+S===K2S+N2↑+3CO2↑,C从0价升高到+4价,转移电子12个,生成1个K2S转移12个电子;(2)该反应4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O根据元素守恒可知X为Ag2S;其中H2S在该反应中H和S的化合价没有发生变化,既不是氧化剂又不是还原剂,故答案为D;(3)①铜在金属活动性顺序表中比银活泼,铜可以置换出硝酸银中的银,故Ⅱ中铜丝上观察到的现象是有白色固体出现;②铁丝可以置换出硫酸铜中的铜,故氧化性Cu2+>Fe2+,Ⅱ实验氧化性Ag+>Cu2+,氧化性由强到弱的顺序为Ag+>Cu2+>Fe2+;(4)根据方程式可知16 mol N2中氧化产物为15 mol,还原产物为1 mol,氧化产物比还原产物多14 mol,设氧化产物比还原产物多175个时,被氧化的NaN3为n,=,故n=125 mol,被氧化的N原子的个数为125×3=375。
答案:(1)12
(2)Ag2S D
(3)①有白色固体出现 ②Ag+>Cu2+>Fe2+
(4)375
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