内容正文:
第04讲 氧化还原反应
目录
明晰学考要求 1
基础知识梳理 1
考点精讲精练 9
考点一 氧化还原反应基本概念 9
考点二 常见的氧化剂和还原剂 10
考点三 氧化性、还原性强弱的判断 12
考点四 氧化还原反应的基本规律及应用 14
实战能力训练 15
1、了解氧化还原反应的概念及与四大基本反应类型的关系。
2、会区分氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物,会判断氧化性和还原性的强弱。
3、了解氧化还原反应的规律及其应用。
一、 氧化还原反应基本概念
1.氧化还原反应
(1)概念:有元素化合价升降的化学反应。
(2)特征:反应过程中元素的化合价发生了改变。
(3)实质:反应过程中有电子转移(电子的得失或电子对的偏移)。
2.相关概念及其关系
3.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
基本化学反应的类型
反应通式
反应类型
实例(化学方程式)
A+B===C
化合反应
2H2+O22H2O
C===A+B
分解反应
CaCO3CaO+CO2↑
AB+C===A+CB
置换反应
H2+CuOCu+H2O
AB+CD===AD+CB
复分解反应
NaOH+HCl===NaCl+H2O
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.单线桥法
表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数。
如:
①箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素;②箭头方向表示电子转移的方向;③在“桥”上标明转移的电子总数。
2.双线桥法
表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。
如:
①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素;②箭头方向不代表电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。电子转移的表示方法
三、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非金属单质
X2(卤素)
X-
O2
H2O、OH-
元素处于高化合价时的化合物或离子
氧化物
MnO2
Mn2+
含氧酸
浓硫酸
SO2
HNO3
NO、NO2
盐
KMnO4
Mn2+
Fe3+
Fe2+、Fe
过氧化物
Na2O2、H2O2
H2O
2.常见的还原剂
①活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Fe等。
②某些活泼的非金属单质,如H2、C、Si等。
③元素处于低化合价时的物质,如CO、Fe2+、S2-、I-等。
3.具有中间价态的物质既有氧化性又有还原性
具有中间价态的物质
还原产物
氧化产物
Fe2+
Fe
Fe3+
SO32—
S
SO42—
H2O2
H2O
O2
①氧化还原反应中,可能是一种元素被氧化另一种元素被还原,也可能是被氧化和被还原的元素是同一种元素,如H2O2分解时,被氧化和被还原的元素都是氧;②氧化还原反应中,可能是一种反应物被氧化另外一种物质被还原,也可能是同一种物质既被氧化也被还原,如H2O2、KMnO4分解时,H2O2、KMnO4既被氧化也被还原。
四、氧化性、还原性强弱的判断方法
1.依据反应原理判断
氧化性:氧化剂 > 氧化产物;还原性:还原剂 > 还原产物。
【注意】氧化性、还原性强弱判断的“三个误区”
(1)误认为得、失电子越多,物质的氧化性、还原性越强;
(2)误认为具有氧化性的物质一定是氧化剂,具有还原性的物质一定是还原剂,应视具体反应而定;
(3)误认为所含元素处于最高价态的物质一定具有强氧化性,所含元素处于最低价态的物质一定具有强还原性。
2.根据金属的活动性顺序判断
氧化性强弱:Ag+ > Fe3+ > Cu2+
3.根据非金属的活动性顺序判断
4.根据反应的条件判断
不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应易进行,则对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强,反之越弱(若反应需要加热、催化剂、高压、通电等条件下磁能发生,泽反应较难进行)。例如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。从反应条件可以看出氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂化合价升高的数值越大,氧化剂的氧化性越强。例如:
①氧化性、还原性的强弱与得失电子数目无关,如还原性:Na>Al;
②一般来说,化合价越高,氧化性越强,如浓硫酸 > 亚硫酸 > 氢硫酸,但存在反常情况,如次氯酸 > 高氯酸。
五、 氧化还原反应的基本规律及应用
1.守恒规律
(1)质量守恒:反应前后元素的种类、原子的数目和质量不变。
(2)电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。
(3)电荷守恒:离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。
2.价态规律
3.先后规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如向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)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再与Cu2+反应。
3.归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为:价态相邻能共存,价态相间能归中;归中价态不交叉,价升价降只靠拢。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
4.歧化规律:
“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。
考点一 氧化还原反应基本概念
【典型例题】
【例1】(2024高三下·湖南·学业考试)利用进行废水脱氮的过程可表示为。该反应中,氧化剂是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】N元素的化合价由-3价升高为0价,则NH为还原剂,Cl元素的化合价由+1价降低为-1价,则为氧化剂,故D正确;
故选:D。
【例2】(2024高一下·湖南·学业考试)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理是:,其中氧化剂是
A. B.Ag C. D.
【答案】A
【详解】A.化合价降低,是氧化剂,A正确;
B.Ag化合价升高,是还原剂,B错误;
C.化合价没变,C错误;
D.化合价升高的产物,氧化产物,D错误;
故选A。
【例3】(2022高一下·辽宁·学业考试)汽车尾气系统中安装催化转换器,发生反应:,从而将尾气中的NO和CO转化为无害气体。下列叙述正确的是
A.NO只是氧化剂 B.NO只是还原剂
C.NO既是氧化剂,又是还原剂 D.NO既不是氧化剂,也不是还原剂
【答案】A
【详解】根据反应方程式可知,NO中N元素化合价由+2价降低为0价,NO为氧化剂,则N2为还原产物,CO中碳元素化合价由+2价升高为+4价,CO为还原剂,则CO2为氧化产物,选项A正确;
答案为A。
【即时演练】
1.(2024高二下·天津南开·学业考试)下列转化中,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C.CuO→Cu D.
【答案】C
【详解】A.中硫元素失电子化合价不变,是非氧化还原反应,A错误;
B.碘元素化合价升高,需要加入氧化剂才能实现,B错误;
C.CuO→Cu中Cu元素化合价降低,需要加入还原剂才能实现,C正确;
D.中氧元素化合价都不变,碳化合价升高需要加入氧化剂才能实现,D错误;
故选C。
2.(2024高一下·浙江绍兴·学业考试)黑火药爆炸时的反应为: S+2KNO3+3C=3K2S+2N2↑+3CO2↑,其中还原剂是
A.S B.KNO3 C.K2S D.C
【答案】D
【详解】反应中S、N元素的化合价降低,则S和KNO3为氧化剂;碳元素化合价升高,碳为还原剂,故选D。
3.(2024高二上·福建泉州·学业考试)以下反应中,水作还原剂的是
A.2F2+2H2O=4HF+O2 B.SO2+H2O=H2SO3
C.2K+2H2O=2KOH+H2↑ D.Cl2+H2O=HCl+HCIO
【答案】A
【分析】含元素化合价变化的反应为氧化还原反应,水中所含元素O的化合价升高,则水作还原剂,以此来解答。
【详解】A.2F2+2H2O=4HF+O2此反应水中O元素化合价升高,作还原剂,A正确;
B.SO2+H2O=H2SO3此,反应为非氧化还原反应,水既不是氧化剂,也不是还原剂,B错误;
C.2K+2H2O=2KOH+H2↑此反应水中H元素化合价下降,水作氧化剂,C错误;
D.Cl2+H2O=HCl+HCIO此反应水既不是氧化剂也不是还原剂,D错误;
故选A。
考点二 常见的氧化剂和还原剂
【典型例题】
【例1】(2024高一下·湖南娄底·学业考试)下列反应中必须加入还原剂才能进行的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.N元素的化合价升高,需要加氧化剂发生,故A不选;
B.Zn元素的化合价升高,需要加氧化剂发生,故B不选;
C.O元素的化合价降低,需要加还原剂发生,故C选;
D.化合价没有变化,不是氧化还原反应,故D不选;
答案选C。
【例2】(2024高二·江苏南通·学业考试)舍勒发现氯气是在1774年,当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,发生的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,这种气体有强烈的刺激性气味。舍勒制备出氯气以后,把它溶解在水里,发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用;他还发现氯气能与金属、非金属、碱等发生化学反应。实验室常用高锰酸钾代替二氧化锰制取氯气,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,下列对于该反应的说法正确的是
A.KMnO4是还原剂 B.MnCl2是氧化产物
C.HCl在反应中得电子 D.HCl体现还原性和酸性
【答案】D
【详解】A.Mn元素化合价降低,KMnO4是氧化剂,A错误;
B.Mn元素化合价降低,MnCl2是还原产物,B错误;
C.HCl在反应中失去电子,C错误;
D.HCl中部分氯原子化合价升高,部分不变价生成盐类,体现还原性和酸性,D正确;
故选D。
【例3】(2024高一下·湖南株洲·学业考试)制取水煤气的主要反应为,有关该反应的说法错误的是
A.属于氧化还原反应 B.还原剂是C C.发生氧化反应 D.属于置换反应
【答案】C
【详解】A.碳升高、氢降低,有化合价升降,属于氧化还原反应,A正确;
B.C的化合价升高,发生氧化反应,碳为还原剂,B正确;
C.H2O中H化合价降低,作氧化剂,发生还原反应,C错误;
D.一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化学物,属于置换反应,D正确;
故选C。
【即时演练】
1.(2022高二上·江苏扬州·学业考试)在稀有气体保护下发生反应,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.中钛元素失去电子
C.可将稀有气体换为 D.该反应可用于制取少量金属钛
【答案】D
【详解】A.由方程式可知,钠元素的化合价升高被氧化,钠是反应的还原剂,故A错误;
B.由方程式可知,钛元素的化合价降低被还原,四氯化钛是反应的氧化剂,反应中得到电子,故B错误;
C.由方程式可知,若稀有气体换为氯气,高温条件氯气会与反应生成的钛反应生成四氯化钛,故C错误;
D.由方程式可知,该反应为钠与四氯化钛反应制取少量金属钛的置换反应,故D正确;
故选D。
2.(2023高二·北京·学业考试)用硫酸亚铁溶液除去烟气中的,主要物质的转化如图,下列说法不正确的是
A.最终转化为
B.过程I中,作氧化剂
C.过程II中,发生反应:
D.硫酸亚铁溶液吸收后,所得的溶液呈碱性
【答案】D
【分析】由图可知,过程I发生的反应为氧气与二氧化硫和溶液中的亚铁离子反应生成硫酸根离子离子和铁离子,过程II发生的反应溶液中生成的铁离子与二氧化硫反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子,用硫酸亚铁溶液除去烟气中二氧化硫的总反应为亚铁离子做催化剂的条件下,二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸。
【详解】A.由分析可知,用硫酸亚铁溶液除去烟气中二氧化硫的总反应为亚铁离子做催化剂的条件下,二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸,二氧化硫最终转化为硫酸根离子,故A正确;
B.由分析可知,过程I发生的反应为氧气与二氧化硫和溶液中的亚铁离子反应生成硫酸根离子离子和铁离子,反应中氧元素的化合价降低被还原,是反应的氧化剂,故B正确;
C.由分析可知,过程II发生的反应溶液中生成的铁离子与二氧化硫反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子,反应的离子方程式为,故C正确;
D.由分析可知,用硫酸亚铁溶液除去烟气中二氧化硫的总反应为亚铁离子做催化剂的条件下,二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸,则硫酸亚铁溶液吸收二氧化硫后,所得的溶液呈酸性,故D错误;
故选D。
3.(2022高二下·浙江·学业考试)反应H2O2+H2S=2H2O+S中,氧化剂是
A.H2O2 B.H2S C.H2O D.S
【答案】A
【详解】反应H2O2+H2S=2H2O+S中,H2O2中O元素化合价由-1降低为-2,H2O2是氧化剂,故选A。
考点三 氧化性与还原性的强弱的判断
【典型例题】
【例1】(2024高二·江苏南通·学业考试)下列有关物质性质与用途对应关系不正确的是
A.Na2CO3溶液呈碱性,可用除油污 B.明矾易溶于水,可用作净水剂
C.ClO2具有强氧化性,可用作消毒剂 D.FeCl3具有氧化性,可用于蚀刻电路板
【答案】B
【详解】A.油污在碱性条件下会发生水解而除去,碳酸钠溶液显碱性,A正确;
B.明矾的净水原理与水解有关,B错误;
C.ClO2具有强氧化性,能杀菌消毒,可用作消毒剂,C正确;
D.FeCl3溶液有较强的氧化性,能够氧化铜单质,可用于蚀刻铜制的电路板,D正确;
故选B。
【例2】(2024高一上·黑龙江·学业考试)向溶液中加入足量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色,该实验现象说明
A.具有氧化性 B.具有氧化性 C.具有氧化性 D.具有还原性
【答案】B
【分析】向溶液中加入足量铁粉会发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+。其中FeCl3发生还原反应,为氧化剂,具有氧化性;Fe发生氧化反应,为还原剂,具有还原性。Fe2+即为还原产物也为氧化产物。
【详解】A.Fe的化合价升高,发生氧化反应,为还原剂,具有还原性,A错误;
B.Fe3+的化合价降低,发生还原反应,为氧化剂,具有氧化性,B正确;
C.Fe2+为反应产物,既可以是氧化产物,也可以是还原产物,C错误;
D.Fe3+的化合价降低,发生还原反应,为氧化剂,具有氧化性,D错误;
故答案选B。
【例3】(2024高一下·浙江绍兴·学业考试)下列关于可溶性混盐Ca(ClO)Cl的说法不正确的是
A.具有强氧化性,可作漂白剂
B.水溶液呈中性,能与少量SO2反应生成CaSO3白色沉淀
C.能与空气中的CO2和水蒸气反应而变质
D.与盐酸反应的离子方程式:C1O- +Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O
【答案】B
【详解】A.该物质中含有ClO-,具有强氧化性,可以将有色物质氧化变为无色,因此可作漂白剂,A正确;
B.该物质可表示为CaCl2·Ca(ClO) 2,次氯酸根离具有强氧化性,会将二氧化硫氧化为硫酸根离子,和钙离子产生硫酸钙沉淀,B错误;
C.该盐长期放置,会与空气的成分发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,HClO光照分解,最后变质为CaCO3,C正确;
D.根据氧化还原反应规律在酸性条件下,会发生归中反应:C1O- +Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O,产生Cl2,D正确;
故合理选项是B。
【即时演练】
1.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)下列有关浓硫酸和浓硝酸的叙述中,正确的是
A.都具有强氧化性 B.都可用于制取
C.都能在常温下与Cu反应 D.都具有吸水性
【答案】A
【详解】A.浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性,A正确;
B.浓硫酸与金属反应生成二氧化硫,浓硝酸与金属反应生成NO2,两者都不能用于制取氢气,B错误;
C.浓硫酸常温下与铜不反应,C错误;
D.浓硝酸不具有吸水性,D错误;
故答案选A。
2.(2024高一·浙江杭州·学业考试)室温下,浓硫酸会和铁反应生成一层致密的铁的氧化物薄膜,该氧化膜使内部的铁不再与浓硫酸接触,利用这一性质常用铁罐存储浓硫酸,但储存浓硫酸的铁罐外口沾到浓硫酸会出现严重的腐蚀现象。上述现象说明浓硫酸具有
A.吸水性和酸性 B.脱水性和吸水性
C.强氧化性和吸水性 D.难挥发性和酸性
【答案】A
【详解】浓硫酸可以使铁钝化,故可以用铁容器盛放浓硫酸;但浓硫酸有吸水性,可以吸收空气中的水蒸气而变为稀硫酸,则稀硫酸可以和铁反应,体现出酸性,从而使铁容器受到腐蚀;故选A。
3.(2019高二下·云南·学业考试)下列各组排序,错误的是
A.金属性:Al< Mg< Na B.酸性:H2SiO3 < H2CO3 < HNO3
C.氧化性:I2 <Br2<Cl2 D.原子半径:N<O<F
【答案】D
【详解】A.同周期元素自左至右金属性逐渐减弱,所以金属性:Al< Mg< Na,故A正确;
B.非金属性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性Si<C<N,所以酸性:H2SiO3 < H2CO3 < HNO3,故B正确;
C.卤族元素自上而下非金属减弱,对应单质的氧化性减弱,所以氧化性I2 <Br2<Cl2,故C正确;
D.同周期主族元素自左至右原子半径依次减小,所以原子半径:N>O>F,故D错误;
故答案为D。
考点四 氧化还原反应的基本规律及应用
【典型例题】
【例1】(2020高一·天津·学业考试)将氯水分别滴加到盛有等浓度的KI溶液、NaBr溶液的试管中,对比观察。通过此实验能够观察到的现象或得出的结论正确的是( )
A.两支试管中溶液均呈紫色
B.可证明还原性强弱:I->Br-
C.可证明氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
D.可证明Cl2的氧化性强于Br2和I2
【答案】D
【分析】氯水滴入KI溶液中发生:Cl2+2KI=I2+2KCl,I2溶于水为紫色,氯水滴入NaBr溶液中发生:Cl2+2NaBr=Br2+2KCl,Br2溶于水为橙色,据此解答。
【详解】A.由分析可知,氯水滴入盛装KI溶液的试管后溶液呈紫色,滴入盛装NaBr溶液的试管后溶液呈橙色,A错误;
B.Cl2+2KI=I2+2KCl证明还原性:I->Cl-,Cl2+2NaBr=Br2+2KCl证明还原性:Br->Cl-,无法证明还原性I->Br-,B错误;
C.Cl2+2KI=I2+2KCl证明氧化性:Cl2>I2,Cl2+2NaBr=Br2+2KCl证明氧化性:Cl2>Br2,无法证明氧化性Br2>I2,C错误;
D.由C可知,Cl2的氧化性强于Br2和I2,D正确。
答案选D。
【点睛】氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物。
【例2】(2024高一下·黑龙江佳木斯·学业考试)在常温下,某金属表面能被浓硫酸或浓硝酸氧化,生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应,该金属可能是
A.Au B.Al C.Cu D.Zn
【答案】B
【详解】常温下,铝或铁表面能被浓硫酸或浓硝酸氧化,生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应,故选B。
【例3】(2024高一下·浙江·学业考试)反应中,氧化产物是
A. B. C.W D.
【答案】D
【详解】在氧化还原反应中,氧化剂化合价降低,被还原,生成还原产物,还原剂化合价升高,被氧化,生成氧化产物,反应中,H元素的化合价升高,被氧化,生成氧化产物H2O,故选D。
【即时演练】
1.(2022高二上·江苏·学业考试)下列描述属于物理变化的是
A.节日庆祝活动中人们点燃篝火 B.苗族少女银饰被氧气氧化
C.通过传统蜡染技术给布料上色 D.粮食酿造成白酒
【答案】C
【详解】A.篝火燃烧有新物质生成,属于化学变化,A错误;
B.银饰被氧气氧化为氧化银,有新物质生成,属于化学变化,B错误;
C.给布料上色的过程中没有新物质生成,属于物理变化,C正确;
D.粮食酿造成白酒过程中,有新物质乙醇生成,属于化学变化,D错误;
故选C。
2.(2023高一上·辽宁·学业考试)“曾青得铁则化为铜”涉及反应的离子方程式为:,这是现代湿法冶金的基础。下列关于该反应的叙述正确的是
A.该反应中被氧化
B.该反应属于有离子参加的置换反应
C.该反应说明Fe的金属活动性比Cu的弱
D.该反应说明金属单质都能与盐发生反应
【答案】B
【详解】A.该反应中铜元素化合价降低发生还原反应,故被还原,A错误;
B.该反应为单质化合物生成另一种单质和化合物,属于有离子参加的置换反应,B正确;
C.该反应中铁反应置换出铜离子生成铜单质,说明Fe的金属活动性比Cu的强,C错误;
D.该反应不能说明金属单质都能与盐发生反应,例如铜和硫酸亚铁溶液不反应,D错误;
故选B。
1.(2023高一下·广西·学业考试)工业上利用反应生产,该反应中的氧化剂是
A.CO B. C. D.
【答案】B
【详解】水中氢元素化合价降低,为氧化剂,故选B。
2.(2023高一下·浙江宁波·学业考试)化学与社会、环境密切相关。下列说法正确的是
A.将Cl2通入热的石灰乳中来制取漂白粉
B.分离液态空气获得N2是一种固氮方式
C.用高锰酸钾做氧化剂氧化金属,使金属多姿多彩
D.NO2溶于水生成硝酸,但它不是酸性氧化物
【答案】D
【详解】A.将Cl2通入冷的石灰乳中,可制得主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2的漂白粉,A错误;
B.氮的固定是指将氮单质转化为化合物的过程,分离液态空气获得N2是物理变化,不属于固氮方式,B错误;
C.高锰酸钾可以有效地处理金属表面的氧化物,从而恢复金属的表面质量和美观度,并不能使金属多姿多彩,C错误;
D.NO2溶于水生成硝酸和NO,不是酸性氧化物,属于不成盐氧化物,D正确;
故选D。
3.(2023高一上·辽宁·学业考试)下列物质常被用作氧化剂的是
A. B.C C.Al D.CO
【答案】A
【详解】C、Al、CO是常见的还原剂,这些物质在发生氧化还原反应是,它们的化合价基本上都是升高的,都是还原剂,而O2是常见的氧化剂;
所以本题选A.
4.(2023高二下·云南·学业考试)是一种化工原料,可用于生产颜料、木材防腐剂等。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在的催化作用下可生成(过程如图所示)。下列说法不正确的是
A.过程I的反应为:
B.过程II中消耗1mol氧化剂时,转移电子数目为1
C.此过程中,可循环使用
D.该过程总反应为:
【答案】B
【详解】A.由图可知,过程I的反应为:,A正确;
B.过程II中氧化剂为O2,还原产物为H2O,则消耗1mol氧化剂时,转移电子数目为4,B错误;
C.由图可知,此过程中,可循环使用,C正确;
D.由图可知,该过程总反应为:,D正确;
故选B。
5.(2023高一·广东·学业考试)对过氧化氢在下列三个反应中:①H2O2+H2S=2H2O+S↓、②2H2O22H2O+O2↑、③H2O2+Cl2=2HCl+O2,所起的作用的说法正确的是
A.起相同作用 B.起不同作用
C.只起氧化剂的作用 D.只起还原剂的作用
【答案】B
【详解】已知反应①H2O2+H2S=2H2O+S↓中H2O2中的O的化合价由-1价降低到-2价,化合价降低被还原,H2O2作氧化剂,反应②2H2O22H2O+O2↑中H2O2中的O的化合价由-1价变为0价,又由-1价变为-2价,故H2O2既是氧化剂又是还原剂,反应③H2O2+Cl2=2HCl+O2中H2O2的O的化合价由-1价变为0价,化合价升高被氧化作还原剂,故在三个反应中H2O2所起的作用不同,故答案为:B。
6.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)工业上利用铝热反应:焊接铁轨,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.该反应转移3
C.Al发生还原反应 D.铝热反应可用于制备金属钠
【答案】A
【详解】A.中Fe化合价降低,为氧化剂,A正确;
B.该反应中Al化合价升高3价,故反应中该反应转移6, B错误;
C.Al化合价升高,发生氧化反应,C错误;
D.铝热反应可用于冶炼金属性比铝弱但熔点较高的金属单质,不能制备金属钠,D错误;
故选A。
7.(2023高一上·广东·学业考试)选择性催化还原技术可实现工业烟气中氮氧化物的减排,所涉及的一个反应为。该反应过程中
A.做催化剂 B.做氧化剂
C.中的N全部来源于 D.中的O全部来源于
【答案】B
【分析】该反应中氨气中氮元素化合价升高,是还原剂;二氧化氮中氮元素化合价降低,是氧化剂;
【详解】A.氨气是还原剂,A错误;
B.二氧化氮是氧化剂,B正确;
C.N2中的N一步分来源于NH3,另一部分来源于NO2,C错误;
D.H2O中的O全部来源于NO2,D错误;
故选B。
8.(2023高一上·广东·学业考试)用光催化技术,可将在光照条件下分解为和,该反应
A.为复分解反应 B.将化学能转化为太阳能
C.过程中,电子由H转移到O D.过程中,既做氧化剂又做还原剂
【答案】D
【分析】在光照条件下分解为和,反应方程式:,据此分析作答。
【详解】A.化合物生成两种单质,该反应为分解反应,A错误;
B.该反应将太阳能转化为化学能,B错误;
C.该过程中,H原子得电子,O原子失电子,所以电子由O转移到H,C错误;
D.过程中,中O元素升价,H元素降价,所以水既做氧化剂又做还原剂, D正确;
答案选D。
9.(2023高一下·黑龙江哈尔滨·学业考试)制取漂白液时温度过高会发生副反应:,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】在 3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O 反应中,氯气中氯元素化合价由0价降低为-1价,氯气是氧化剂;氯气中氯元素化合价由0价升高为+5价,氯气是还原剂,根据得失电子守恒可知,该反应的氧化剂与还原剂之比为5∶1;
答案选D。
10.(2023高二上·江苏·学业考试)制备高纯硅的反应SiCl4+2H2Si+4HCl属于氧化还原反应,下列有关说法正确的是
A.H2是氧化剂 B.SiCl4中Si得到电子
C.H2发生还原反应 D.SiCl4是还原剂
【答案】B
【详解】A.氢元素的化合价从H2中的0价升到HCl中的+1价,H2是还原剂,故A错误;
B.硅元素的化合价从SiCl4中的+4价降到Si中的0价,SiCl4是氧化剂,SiCl4中Si得到电子,故B正确;
C.H2是还原剂,发生氧化反应,故C错误;
D.SiCl4是氧化剂,故D错误;
故答案选B。
11.(2023高二·江苏南京·学业考试)汽车尾气净化装置中发生反应:2NO + 2CO N2 + 2CO2,下列说法正确的是
A.CO是氧化剂
B.NO失去电子
C.用催化剂减慢该反应的速率
D.该反应可减少氮氧化物的排放
【答案】D
【详解】A.反应中CO的C由+2价升为CO2中的+4价,被氧化,是还原剂,A错误;
B.反应中NO中的N由+2价降为N2中的0价,得到电子,B错误;
C.尾气净化装置处理尾气的时间较短,因此应用催化剂加快反应速率,C错误;
D.该反应将NO转化为无污染的N2,可以减少氮氧化物的排放,D正确;
故选D。
12.(2023高一·广东·学业考试)下列物质间的相互转化中,一定要加入氧化剂才能实现的是
A.H2SO4→MgSO4 B.C→CO2
C.CuSO4→Cu D.HClO→O2
【答案】B
【详解】A. H2SO4与MgO或Mg(OH)2可得MgSO4,故A不符;
B. C为还原剂,失去电子,化合价升高,一定要加入氧化剂才能实现,故B符合;
C. CuSO4与Fe生成Cu和FeCuSO4,加入还原剂能实现,故C不符;
D. 2HClO2HCl+O2↑,不加氧化剂也能实现,故D不符;
答案为B。
13.(2023高一下·浙江·学业考试)工业制精硅的反应原理为:,是
A.氧化剂 B.还原剂 C.氧化产物 D.还原产物
【答案】D
【详解】该反应中硅的化合价降低,被还原,作还原产物,故选D。
答案为:D。
14.(2023高一上·广东·学业考试)固液火箭发动机采用固体燃料和液体氧化剂为推进剂。下列物质能用作火箭发动机液体氧化剂的是
A.液氢 B.液氧 C.液氮 D.液氦
【答案】B
【详解】固体燃料和液体氧化剂为推进剂,发生氧化还原反应,固体燃料为还原剂,四个选项提供的物质中,液氧具有氧化性、可用作火箭发动机液体氧化剂;
故答案选B。
15.(2022高一下·天津河北·学业考试)下列转化中需要加入氧化剂才能实现的是
A. B.→Mn2+ C. D.→CO2
【答案】A
【分析】需要加入氧化剂才能实现,说明给予的物质是还原剂,在反应中失电子化合价升高,但不能是自身发生氧化还原反应。
【详解】A.Fe2+→Fe3+中铁元素化合价升高,发生氧化反应,需要加入氧化剂,故A符合;
B.→Mn2+中锰元素化合价降低,得到电子,需要加入还原剂,故B不符合;
C.Cl2→Cl-中氯气通入氢氧化钠溶液中即可实现,不需要氧化剂,故C不符合;
D.→CO2中各元素化合价不变,未发生氧化还原反应,故D不符合;
故选A。
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第04讲 氧化还原反应
目录
明晰学考要求 1
基础知识梳理 1
考点精讲精练 9
考点一 氧化还原反应基本概念 9
考点二 常见的氧化剂和还原剂 10
考点三 氧化性、还原性强弱的判断 12
考点四 氧化还原反应的基本规律及应用 14
实战能力训练 15
1、了解氧化还原反应的概念及与四大基本反应类型的关系。
2、会区分氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物,会判断氧化性和还原性的强弱。
3、了解氧化还原反应的规律及其应用。
一、 氧化还原反应基本概念
1.氧化还原反应
(1)概念:有元素 的化学反应。
(2)特征:反应过程中元素的化合价发生了 。
(3)实质:反应过程中有 (电子的 或电子对的 )。
2.相关概念及其关系
3.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
基本化学反应的类型
反应通式
反应类型
实例(化学方程式)
A+B===C
化合反应
2H2+O22H2O
C===A+B
分解反应
CaCO3CaO+CO2↑
AB+C===A+CB
置换反应
H2+CuOCu+H2O
AB+CD===AD+CB
复分解反应
NaOH+HCl===NaCl+H2O
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.单线桥法
表示氧化剂与还原剂之间电子转移的 和 。
如:
①箭头必须由 中失电子的元素指向氧化剂中 的元素;②箭头方向表示 的方向;③在“桥”上标明转移的电子 。
2.双线桥法
表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。
如:
①箭头必须由 指向 ,且两端对准同种元素;②箭头方向不代表电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。电子转移的表示方法
三、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非金属单质
X2(卤素)
X-
O2
H2O、OH-
元素处于高化合价时的化合物或离子
氧化物
MnO2
Mn2+
含氧酸
浓硫酸
SO2
HNO3
NO、NO2
盐
KMnO4
Mn2+
Fe3+
Fe2+、Fe
过氧化物
Na2O2、H2O2
H2O
2.常见的还原剂
①活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Fe等。
②某些活泼的非金属单质,如H2、C、Si等。
③元素处于 时的物质,如CO、Fe2+、S2-、I-等。
3.具有中间价态的物质既有氧化性又有还原性
具有中间价态的物质
还原产物
氧化产物
Fe2+
Fe
Fe3+
SO32—
S
SO42—
H2O2
H2O
O2
①氧化还原反应中,可能是一种元素被氧化另一种元素被还原,也可能是被氧化和被还原的元素是同一种元素,如H2O2分解时,被氧化和被还原的元素都是氧;②氧化还原反应中,可能是一种反应物被氧化另外一种物质被还原,也可能是同一种物质既被氧化也被还原,如H2O2、KMnO4分解时,H2O2、KMnO4既被氧化也被还原。
四、氧化性、还原性强弱的判断方法
1.依据反应原理判断
氧化性: > ;还原性: > 。
【注意】氧化性、还原性强弱判断的“三个误区”
(1)误认为得、失电子越多,物质的氧化性、还原性越强;
(2)误认为具有氧化性的物质一定是氧化剂,具有还原性的物质一定是还原剂,应视具体反应而定;
(3)误认为所含元素处于最高价态的物质一定具有强氧化性,所含元素处于最低价态的物质一定具有强还原性。
2.根据金属的活动性顺序判断
氧化性强弱:Ag+ > Fe3+ > Cu2+
3.根据非金属的活动性顺序判断
4.根据反应的条件判断
不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应易进行,则对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强,反之越弱(若反应需要加热、催化剂、高压、通电等条件下磁能发生,泽反应较难进行)。例如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。从反应条件可以看出氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂 升高的数值 ,氧化剂的氧化性 。例如:
①氧化性、还原性的强弱与得失电子数目 ,如还原性:Na>Al;
②一般来说,化合价 ,氧化性 ,如浓硫酸 > 亚硫酸 > 氢硫酸,但存在反常情况,如次氯酸 > 高氯酸。
五、 氧化还原反应的基本规律及应用
1.守恒规律
(1)质量守恒:反应前后元素的种类、原子的 和 不变。
(2)电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数 还原剂失去的电子总数,表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。
(3)电荷守恒:离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数 。
2.价态规律
3.先后规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由 到 的顺序依次反应。
如向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)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由 到 的顺序依次反应。
如在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再与Cu2+反应。
3.归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为:价态相邻能 ,价态相间能归中;归中价态不交叉,价升价降只 。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
4.歧化规律:
“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。
考点一 氧化还原反应基本概念
【典型例题】
【例1】(2024高三下·湖南·学业考试)利用进行废水脱氮的过程可表示为。该反应中,氧化剂是
A. B. C. D.
【例2】(2024高一下·湖南·学业考试)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理是:,其中氧化剂是
A. B.Ag C. D.
【例3】(2022高一下·辽宁·学业考试)汽车尾气系统中安装催化转换器,发生反应:,从而将尾气中的NO和CO转化为无害气体。下列叙述正确的是
A.NO只是氧化剂 B.NO只是还原剂
C.NO既是氧化剂,又是还原剂 D.NO既不是氧化剂,也不是还原剂
【即时演练】
1.(2024高二下·天津南开·学业考试)下列转化中,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C.CuO→Cu D.
2.(2024高一下·浙江绍兴·学业考试)黑火药爆炸时的反应为: S+2KNO3+3C=3K2S+2N2↑+3CO2↑,其中还原剂是
A.S B.KNO3 C.K2S D.C
3.(2024高二上·福建泉州·学业考试)以下反应中,水作还原剂的是
A.2F2+2H2O=4HF+O2 B.SO2+H2O=H2SO3
C.2K+2H2O=2KOH+H2↑ D.Cl2+H2O=HCl+HCIO
考点二 常见的氧化剂和还原剂
【典型例题】
【例1】(2024高一下·湖南娄底·学业考试)下列反应中必须加入还原剂才能进行的是
A. B. C. D.
【例2】(2024高二·江苏南通·学业考试)舍勒发现氯气是在1774年,当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,发生的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,这种气体有强烈的刺激性气味。舍勒制备出氯气以后,把它溶解在水里,发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用;他还发现氯气能与金属、非金属、碱等发生化学反应。实验室常用高锰酸钾代替二氧化锰制取氯气,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,下列对于该反应的说法正确的是
A.KMnO4是还原剂 B.MnCl2是氧化产物
C.HCl在反应中得电子 D.HCl体现还原性和酸性
【例3】(2024高一下·湖南株洲·学业考试)制取水煤气的主要反应为,有关该反应的说法错误的是
A.属于氧化还原反应 B.还原剂是C C.发生氧化反应 D.属于置换反应
【即时演练】
1.(2022高二上·江苏扬州·学业考试)在稀有气体保护下发生反应,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.中钛元素失去电子
C.可将稀有气体换为 D.该反应可用于制取少量金属钛
2.(2023高二·北京·学业考试)用硫酸亚铁溶液除去烟气中的,主要物质的转化如图,下列说法不正确的是
A.最终转化为
B.过程I中,作氧化剂
C.过程II中,发生反应:
D.硫酸亚铁溶液吸收后,所得的溶液呈碱性
3.(2022高二下·浙江·学业考试)反应H2O2+H2S=2H2O+S中,氧化剂是
A.H2O2 B.H2S C.H2O D.S
考点三 氧化性与还原性的强弱的判断
【典型例题】
【例1】(2024高二·江苏南通·学业考试)下列有关物质性质与用途对应关系不正确的是
A.Na2CO3溶液呈碱性,可用除油污 B.明矾易溶于水,可用作净水剂
C.ClO2具有强氧化性,可用作消毒剂 D.FeCl3具有氧化性,可用于蚀刻电路板
【例2】(2024高一上·黑龙江·学业考试)向溶液中加入足量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色,该实验现象说明
A.具有氧化性 B.具有氧化性 C.具有氧化性 D.具有还原性
【例3】(2024高一下·浙江绍兴·学业考试)下列关于可溶性混盐Ca(ClO)Cl的说法不正确的是
A.具有强氧化性,可作漂白剂
B.水溶液呈中性,能与少量SO2反应生成CaSO3白色沉淀
C.能与空气中的CO2和水蒸气反应而变质
D.与盐酸反应的离子方程式:C1O- +Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O
【即时演练】
1.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)下列有关浓硫酸和浓硝酸的叙述中,正确的是
A.都具有强氧化性 B.都可用于制取
C.都能在常温下与Cu反应 D.都具有吸水性
2.(2024高一·浙江杭州·学业考试)室温下,浓硫酸会和铁反应生成一层致密的铁的氧化物薄膜,该氧化膜使内部的铁不再与浓硫酸接触,利用这一性质常用铁罐存储浓硫酸,但储存浓硫酸的铁罐外口沾到浓硫酸会出现严重的腐蚀现象。上述现象说明浓硫酸具有
A.吸水性和酸性 B.脱水性和吸水性
C.强氧化性和吸水性 D.难挥发性和酸性
3.(2019高二下·云南·学业考试)下列各组排序,错误的是
A.金属性:Al< Mg< Na B.酸性:H2SiO3 < H2CO3 < HNO3
C.氧化性:I2 <Br2<Cl2 D.原子半径:N<O<F
考点四 氧化还原反应的基本规律及应用
【典型例题】
【例1】(2020高一·天津·学业考试)将氯水分别滴加到盛有等浓度的KI溶液、NaBr溶液的试管中,对比观察。通过此实验能够观察到的现象或得出的结论正确的是( )
A.两支试管中溶液均呈紫色
B.可证明还原性强弱:I->Br-
C.可证明氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
D.可证明Cl2的氧化性强于Br2和I2
【例2】(2024高一下·黑龙江佳木斯·学业考试)在常温下,某金属表面能被浓硫酸或浓硝酸氧化,生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应,该金属可能是
A.Au B.Al C.Cu D.Zn
【例3】(2024高一下·浙江·学业考试)反应中,氧化产物是
A. B. C.W D.
【即时演练】
1.(2022高二上·江苏·学业考试)下列描述属于物理变化的是
A.节日庆祝活动中人们点燃篝火 B.苗族少女银饰被氧气氧化
C.通过传统蜡染技术给布料上色 D.粮食酿造成白酒
2.(2023高一上·辽宁·学业考试)“曾青得铁则化为铜”涉及反应的离子方程式为:,这是现代湿法冶金的基础。下列关于该反应的叙述正确的是
A.该反应中被氧化
B.该反应属于有离子参加的置换反应
C.该反应说明Fe的金属活动性比Cu的弱
D.该反应说明金属单质都能与盐发生反应
1.(2023高一下·广西·学业考试)工业上利用反应生产,该反应中的氧化剂是
A.CO B. C. D.
2.(2023高一下·浙江宁波·学业考试)化学与社会、环境密切相关。下列说法正确的是
A.将Cl2通入热的石灰乳中来制取漂白粉
B.分离液态空气获得N2是一种固氮方式
C.用高锰酸钾做氧化剂氧化金属,使金属多姿多彩
D.NO2溶于水生成硝酸,但它不是酸性氧化物
3.(2023高一上·辽宁·学业考试)下列物质常被用作氧化剂的是
A. B.C C.Al D.CO
4.(2023高二下·云南·学业考试)是一种化工原料,可用于生产颜料、木材防腐剂等。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在的催化作用下可生成(过程如图所示)。下列说法不正确的是
A.过程I的反应为:
B.过程II中消耗1mol氧化剂时,转移电子数目为1
C.此过程中,可循环使用
D.该过程总反应为:
5.(2023高一·广东·学业考试)对过氧化氢在下列三个反应中:①H2O2+H2S=2H2O+S↓、②2H2O22H2O+O2↑、③H2O2+Cl2=2HCl+O2,所起的作用的说法正确的是
A.起相同作用 B.起不同作用
C.只起氧化剂的作用 D.只起还原剂的作用
6.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)工业上利用铝热反应:焊接铁轨,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.该反应转移3
C.Al发生还原反应 D.铝热反应可用于制备金属钠
7.(2023高一上·广东·学业考试)选择性催化还原技术可实现工业烟气中氮氧化物的减排,所涉及的一个反应为。该反应过程中
A.做催化剂 B.做氧化剂
C.中的N全部来源于 D.中的O全部来源于
8.(2023高一上·广东·学业考试)用光催化技术,可将在光照条件下分解为和,该反应
A.为复分解反应 B.将化学能转化为太阳能
C.过程中,电子由H转移到O D.过程中,既做氧化剂又做还原剂
9.(2023高一下·黑龙江哈尔滨·学业考试)制取漂白液时温度过高会发生副反应:,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
A. B. C. D.
10.(2023高二上·江苏·学业考试)制备高纯硅的反应SiCl4+2H2Si+4HCl属于氧化还原反应,下列有关说法正确的是
A.H2是氧化剂 B.SiCl4中Si得到电子
C.H2发生还原反应 D.SiCl4是还原剂
11.(2023高二·江苏南京·学业考试)汽车尾气净化装置中发生反应:2NO + 2CO N2 + 2CO2,下列说法正确的是
A.CO是氧化剂
B.NO失去电子
C.用催化剂减慢该反应的速率
D.该反应可减少氮氧化物的排放
12.(2023高一·广东·学业考试)下列物质间的相互转化中,一定要加入氧化剂才能实现的是
A.H2SO4→MgSO4 B.C→CO2
C.CuSO4→Cu D.HClO→O2
13.(2023高一下·浙江·学业考试)工业制精硅的反应原理为:,是
A.氧化剂 B.还原剂 C.氧化产物 D.还原产物
14.(2023高一上·广东·学业考试)固液火箭发动机采用固体燃料和液体氧化剂为推进剂。下列物质能用作火箭发动机液体氧化剂的是
A.液氢 B.液氧 C.液氮 D.液氦
15.(2022高一下·天津河北·学业考试)下列转化中需要加入氧化剂才能实现的是
A. B.→Mn2+ C. D.→CO2
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
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