内容正文:
专题05 氧化还原反应
考点01 认识氧化还原反应
考点02 氧化还原反应的表示方法
考点03 氧化还原反应概念之间的关系
考点04 氧化性和还原性
考点05 氧化性和还原性强弱的比较及应用
考点06 氧化还原反应的应用
考点07 氧化还原反应在物质和能量转化
考点08 氯气的实验室制备
考点09 氧化还原反应方程式的配平
考点10 氧化还原反应方程式的计算
▉考点01 认识氧化还原反应
1.从化合价升降角度认识氧化还原反应:
(1)氧化反应:反应物所含某种或某些元素化合价 的反应。
(2)还原反应:反应物所含某种或某些元素化合价 的反应。
2.从电子转移角度认识氧化还原反应:
(1)元素化合价变化的实质。
2Na+Cl22NaCl
①钠原子 电子,化合价 ,发生 反应;
②氯原子 电子,化合价 ,发生 反应。
(2)结论
①氧化还原反应的特征是 ;
②氧化还原反应的实质是发生了 。
3.氧化还原反应的判断
(1)判断依据:反应前后元素的 是否发生改变
有单质参与或生成的化学反应 是氧化还原反应,如3O2=2O3
没有单质参加的化合反应也可能是是氧化还原反应,如H2O2+SO2=H2SO4
(2)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【易错警示】
置换反应一定是氧化还原反应;
复分解反应一定不是氧化还原反应;
有单质参加的化合反应是氧化还原反应;
有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
▉考点02 氧化还原反应的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价发生变化的 的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子总数要相等。
(3)巧记口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子(或电子对偏移)的情况;
②不需标明“得到”或“失去”,只标明 的数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失去电子(或电子对偏离)的元素原子指向得到电子(或电子对偏向)的元素原子。
(3)巧记口诀
先确定变价元素,再计算价态变化;桥上标明电子数,箭头指向要正确。
▉考点03 氧化还原反应概念之间的关系
1.氧化剂和还原剂的相关概念
(1)氧化剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价 的反应物
②反应:发生 反应
③性质:具有 性
④产物:得到 产物
(2)还原剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价 的反应物
②反应:发生 反应
③性质:具有 性
④产物:得到 产物
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3
NO2、SO2、NO
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、
FeCl3
Mn2+、Cl-、Fe2+
含高价态元素的氧化物
MnO2
Mn2+
(2)常见还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金属单质
Al、Fe、Zn
Al3+、Fe2+、Zn2+
某些非金属单质
H2、C
H2O、CO2
3.氧化还原反应概念之间的关系
(1)氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氧化剂和还原剂都是KMnO4。
②2F2+2H2O==O2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O。
(2)氧化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质
①3S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O,氧化产物是Na2SO3,还原产物是Na2S。
②NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O,氧化产物和还原产物都是NaNO2。
(3)被氧化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素
①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,被氧化的元素是氯,被还原的元素是锰。
②2H2S+SO2==2H2O+3S,被氧化的元素和被还原的元素都是硫。
(4)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO3==6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,铜和硫元素被氧化,氮元素被还原。
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,氮和硫元素被还原,碳元素被氧化。
▉考点04氧化性和还原性
1.氧化性和还原性:
(1)氧化性:氧化剂所表现出的 的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的 的性质。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系:
3.微粒氧化性和还原性的判断
(1)化合价和氧化性、还原性的关系
(2)常见元素的最高价态和最低价态
元素
Cl
S
N
C
H
最高价
+7
+6
+5
+4
+1
最低价
-1
-2
-3
-4
-1
▉考点05 氧化性和还原性强弱的比较及应用
1.根据元素的活动性顺序比较
(1)根据金属元素的活动性顺序比较
(2)根据非金属元素的活动性顺序比较
2.根据氧化还原反应的方向判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
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。如:
(1)比较KMnO4和MnO2氧化性强弱:KMnO4>MnO2
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)比较Na、Mg、Al的还原性强弱:Na>Mg>Al
①Na与冷水剧烈反应
②Mg与水加热才反应
③Al与水加热条件下也难反应
4.根据氧化产物的价态高低判断
(1)方法:同种物质被不同氧化剂氧化的价态越高,氧化剂的氧化性越强。
(2)实例:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,氧化性:Cl2>S。
5.根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸,还原性:浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强,如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。
6.应用:氧化还原中反应先后顺序的判断
同一种氧化剂与多种还原剂反应,或者同一还原剂与多种氧化剂反应。一般来说,含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时,还原性强的还原剂(离子)先被氧化;反之,含多种氧化剂的溶液中,加入一种还原剂时,氧化性强的氧化剂(离子)先被还原。最常见的就是将Cl2通入含Fe2+和Br-的溶液中,已知还原性:Fe2+>Br-,所以Cl2先和Fe2+反应,反应方程式为Cl2+2Fe2+==2Fe3++2Cl-;当Fe2+完全反应后,Cl2 再与Br-反应,反应方程式为Cl2+2Br-==Br2+2Cl-。
▉考点06 氧化还原反应在研究物质性质中的应用
1.过氧化氢的性质预测
元素
化合价
化合价变化趋势
性质
氢
氧
2.实验方案
(1)证明H2O2具有还原性,需加入 剂,如酸性KMnO4溶液。
(2)证明H2O2具有氧化性,需加入 剂,如KI溶液。
3.实验结论
(1)H2O2被氧化为 ,表现 性。
(2)H2O2可氧化KI生成 ,H2O2表现 性。
▉考点07 金属的冶炼
1.实质:金属阳离子得电子被还原为金属单质:Mn++ne-=M。
2.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
3.主要方法
(1)电解法
①电解熔融的氯化钠:2NaCl2Na+Cl2↑
②电解熔融的氯化镁:MgCl2Mg+Cl2↑
③电解熔融的氧化铝:2Al2O34Al+3O2↑
(2)热还原法
①工业上炼铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②工业上炼钨:WO3+3H2W+3H2O
③铝热法炼铬:Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3
④工业上炼铜:2CuO+C2Cu+CO2↑
⑤工业上炼钛:4Na+TiCl44NaCl+Ti
(3)热分解法
①工业上炼汞:2HgO2Hg+O2↑
②工业上炼银:2Ag2O4Ag+O2↑
(4)湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
▉考点08 氯气的实验室制备
1.发生装置:
(1)反应原理
①试剂:浓盐酸和二氧化锰。
②反应的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)装置类型:固体+液体气体
(3)主要仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯。
2.净化装置:
先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。除去Cl2中的HCl可用图(a)所示的试剂和装置。除去Cl2中的H2O可用图(b)、图(c)和图(d)所示的试剂和装置。
3.收集装置:
(1)Cl2密度大于空气,可用向上排空气法收集,如图(e)。
(2)Cl2能溶于水,1体积水溶解2体积Cl2,用排饱和食盐水法收集,如图(f)。
排饱和食盐水法收集的Cl2较纯,但不干燥。向上排空气法可收集到干燥的Cl2,但不纯。
4.吸收装置:
因氯气有毒,在制备和使用氯气时,为了防止对环境污染,需要尾气处理。在实验室中通常用NaOH溶液吸收多余的氯气。
【特别提醒】实验室制取氯气的其他方法
实验室制备Cl2时,可用KMnO4或KClO3等强氧化剂代替MnO2,利用“固体+液体→气体(不需要加热)”装置制备:16HCl(浓)+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,6HCl(浓)+KClO3==KCl+3Cl2↑+3H2O。
▉考点09 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则:
2.配平步骤:
3.配平氧化还原反应的基本方法:
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
4.缺项的氧化还原反应方程式的配平方法及原则:
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。
(1)方法:先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
(2)补项原则
①酸性条件下:缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)。
②碱性条件下:缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-。
▉考点10 氧化还原反应方程式的计算
1.氧化还原反应转移电子数的计算
(1)N(e-)= = 。
(2)反应中转移电子数与各物质的 成正比。
2.电子转移守恒解题模型及应用
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物。
(2)找准一个原子或离子的得失电子数(注意化学式中该粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
3.注意事项
(1)化合价没有发生变化的元素不列入计算关系式中。
(2)根据电子守恒所求的化合价为元素的平均化合价。
4.应用
(1)计算“两剂”、“两产物”间的物质的量之比。
(2)计算转移电子与各物质间的量的关系。
(3)计算产物的化合价或化学式。
(4)配平化学方程式或离子方程式。
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,分析下列四个化学反应,其中属于“3”区的是
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
B.2HClO2HCl+O2↑
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2.金属的冶炼史也是一部人类的发展史。下列过程不属于金属冶炼的是
A.氢气还原氧化铁 B.电解氧化铝
C.电解饱和食盐水 D.加热氧化汞
3.下列转化需要通过氧化还原反应才能实现的是
A.Na2O2→O2 B.FeCl2→Fe(OH)2
C.NH4Cl→NH3 D.Na2S→H2S
4.已知M2O与S2-在酸性溶液中能发生反应;M2O+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O。则在M2O中M元素的化合价是
A.+6 B.+5 C..+4 D.+3
5.下列化学方程式中电子转移方向和数目分析正确的是
A.
B.
C.
D.
6.常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是
A.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
B.该反应中KCl和都是还原产物
C.产生11.2L(标准状况)时,反应中转移5mol
D.第二步用和KOH反应生成和的反应无电子转移
7.工业上,氯气主要用于生产塑料、合成纤维、染料、农药、消毒剂以及各种氯化物。某种制备氯气的反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应①②③均为氧化还原反应
B.转化过程中铜元素的化合价发生了变化
C.反应③中是还原产物
D.总反应为
8.已知:
①
②
③
请依据上述反应判断还原性由强到弱的顺序是
A. B.
C. D.
9.纳米级可用于以太阳能为热源分解水制,过程如下图所示。下列说法正确的是
A.过程Ⅰ的反应为:
B.过程Ⅱ中为还原剂
C.是过程Ⅰ的氧化产物
D.整个过程的总反应为:
10.小组同学探究金属钠与溶液的反应。
①向溶液中投入一小块金属钠,溶液颜色略有变浅,继续依次投入五小块金属钠,溶液变为绿色,产生气体。
②向溶液中加入少量固体,溶液颜色无明显变化,继续加入固体,溶液变为绿色,产生气体。
已知:无色,绿色,对比①②,下列有关说法不正确的是
A.①中溶液颜色变浅,说明发生还原反应
B.①中溶液变为绿色,说明被钠还原为
C.②中溶液变为绿色,可能发生
D.②中溶液颜色变化表明,浓度会影响物质还原性的强弱
11.水体中过量氨氮(以NH3表示)含量过高会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如图所示。下列说法正确的是
A.过程①②③均属于氧化还原反应
B.在较高温度下,氨氮去除率会降低
C.生成22.4L的N2,转移6mol电子
D.过程②中氧化剂与还原剂的物质的量之比是2∶3
12.已知I-、Fe2+、SO2和Br-均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I->Fe2+>Br-。则下列反应不能发生的是
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C.Cl2通入NaBr和NaI的混合溶液中:I-先被氧化
D.2Fe2++I2=2Fe3++2I-
13.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效的饮用水处理剂,可由下列方法制得:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O,关于该反应说法正确的是
A.Fe(OH)3中铁元素化合价为+3,只有氧化性
B.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
C.生成5molH2O,转移了4mol电子
D.Na2FeO4处理水时,不仅能消毒,而且生成的Fe3+与水反应形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
14.饮用水中的对人体健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将还原为,其化学方程式为:10Al+6NaNO3+4NaOH +18H2O =10Na[Al(OH)4]+3N2↑。下列有关说法正确的是
A.Al作还原剂,NaNO3中N被还原
B.若将Al换为金属钠,也会发生类似反应
C.该反应既是离子反应也是置换反应
D.若反应中转移3mol电子,则生成标况下2.24L N2
15.实验室中利用、、制取,下列有关说法正确的是
A.和可相互转化,互称为同位素
B.若利用制,常用做氧化剂
C.、分解制取,两种反应物既是氧化剂又是还原剂
D.三个反应分别产生等物质的量的,转移的电子数相同
16.作为一种新型锂电池正极材料,可由软锰矿(主要成分为)发生化学反应:制得,下列说法错误的是
A.此反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为
B.与浓盐酸加热条件下可产生
C.制得需要消耗
D.当上述反应转移的电子时,用足量吸收生成的会生成
17.二氧化铅是一种强氧化剂,可以用作铅蓄电池的正极材料。在酸性条件氧化为的方程式为(方程式未配平)。已知:双氧水可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。下列说法正确的是
A.X是,Y是
B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为
C.当生成时,转移电子
D.根据上述反应推测不能氧化
18.油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄()褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ和反应Ⅱ的还原产物均只有1种
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的∶Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol 转移的电子数之比为3∶7
19.黑火药是我国古代的四大发明之一,距今已有1000多年的历史,其主要成分是硝酸钾()、硫磺(S)和木炭(C)等混合物。爆炸的化学反应式为。
(1)上述反应所涉及到的物质中,属于非电解质的是 ;反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)在标准状况下,当上述反应生成0.4mol气体时,试回答以下问题:
①反应产生的质量为 g,的体积为 L,两种气体所含的原子数之比为 。
②将收集到的上述0.4mol气体,通入50mL 8的氢氧化钠溶液中,最终所得溶液的溶质(填化学式) 。
(3)黑火药燃烧后的固体残留物中,除了外,还有少许、和未燃烧的炭末,请设计实验方案证明:黑火药燃烧的固体产物中存在。
[实验方案]
①取黑火药燃烧后的固体残留物于烧杯中, 。
②用洁净的铂丝蘸取滤液,将铂丝放在酒精灯火焰上灼烧, ,则证明含。
③在无色溶液中加入 ; ,证明溶液中含有。
(实验中须使用的试剂和物品有:蒸馏水,溶液,稀盐酸,蓝色的钴玻璃片)
20.硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体,可溶于水,可用于检测某些金属离子,合成其他含硫化合物,改良土壤等。
(1)的制备方法有多种:
a.
b.
c.
①由a可知,酸性: (填“强于”或“弱于”)。
②反应b属于四大基本反应类型中的 反应。
③反应c中,每生成,转移的电子数为 。
(2)为二元弱酸,可用NaOH溶液或酸性溶液吸收。
①向NaOH溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为 。
②能使酸性溶液褪色,体现了的 性,请再写出一种也能使酸性溶液褪色的物质: 。
(3)向溶液中通入,有黄色沉淀(S)生成,发生反应的化学方程式为 ,氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ,请用双线桥法表示该反应中电子的转移方向和数目: 。
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专题05 氧化还原反应
考点01 认识氧化还原反应
考点02 氧化还原反应的表示方法
考点03 氧化还原反应概念之间的关系
考点04 氧化性和还原性
考点05 氧化性和还原性强弱的比较及应用
考点06 氧化还原反应的应用
考点07 氧化还原反应在物质和能量转化
考点08 氯气的实验室制备
考点09 氧化还原反应方程式的配平
考点10 氧化还原反应方程式的计算
▉考点01 认识氧化还原反应
1.从化合价升降角度认识氧化还原反应:
(1)氧化反应:反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应。
(2)还原反应:反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应。
2.从电子转移角度认识氧化还原反应:
(1)元素化合价变化的实质。
2Na+Cl22NaCl
①钠原子失去电子,化合价升高,发生氧化反应;
②氯原子得到电子,化合价降低,发生还原反应。
(2)结论
①氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化;
②氧化还原反应的实质是发生了电子转移。
3.氧化还原反应的判断
(1)判断依据:反应前后元素的化合价是否发生改变
有单质参与或生成的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O2=2O3
没有单质参加的化合反应也可能是是氧化还原反应,如H2O2+SO2=H2SO4
(2)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【易错警示】
置换反应一定是氧化还原反应;
复分解反应一定不是氧化还原反应;
有单质参加的化合反应是氧化还原反应;
有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
▉考点02 氧化还原反应的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价发生变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子总数要相等。
(3)巧记口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子(或电子对偏移)的情况;
②不需标明“得到”或“失去”,只标明电子转移的数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失去电子(或电子对偏离)的元素原子指向得到电子(或电子对偏向)的元素原子。
(3)巧记口诀
先确定变价元素,再计算价态变化;桥上标明电子数,箭头指向要正确。
▉考点03 氧化还原反应概念之间的关系
1.氧化剂和还原剂的相关概念
(1)氧化剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物
②反应:发生还原反应
③性质:具有氧化性
④产物:得到还原产物
(2)还原剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物
②反应:发生氧化反应
③性质:具有还原性
④产物:得到氧化产物
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3
NO2、SO2、NO
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、
FeCl3
Mn2+、Cl-、Fe2+
含高价态元素的氧化物
MnO2
Mn2+
(2)常见还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金属单质
Al、Fe、Zn
Al3+、Fe2+、Zn2+
某些非金属单质
H2、C
H2O、CO2
3.氧化还原反应概念之间的关系
(1)氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氧化剂和还原剂都是KMnO4。
②2F2+2H2O==O2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O。
(2)氧化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质
①3S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O,氧化产物是Na2SO3,还原产物是Na2S。
②NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O,氧化产物和还原产物都是NaNO2。
(3)被氧化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素
①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,被氧化的元素是氯,被还原的元素是锰。
②2H2S+SO2==2H2O+3S,被氧化的元素和被还原的元素都是硫。
(4)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO3==6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,铜和硫元素被氧化,氮元素被还原。
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,氮和硫元素被还原,碳元素被氧化。
▉考点04氧化性和还原性
1.氧化性和还原性:
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系:
3.微粒氧化性和还原性的判断
(1)化合价和氧化性、还原性的关系
(2)常见元素的最高价态和最低价态
元素
Cl
S
N
C
H
最高价
+7
+6
+5
+4
+1
最低价
-1
-2
-3
-4
-1
▉考点05 氧化性和还原性强弱的比较及应用
1.根据元素的活动性顺序比较
(1)根据金属元素的活动性顺序比较
(2)根据非金属元素的活动性顺序比较
2.根据氧化还原反应的方向判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
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。如:
(1)比较KMnO4和MnO2氧化性强弱:KMnO4>MnO2
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)比较Na、Mg、Al的还原性强弱:Na>Mg>Al
①Na与冷水剧烈反应
②Mg与水加热才反应
③Al与水加热条件下也难反应
4.根据氧化产物的价态高低判断
(1)方法:同种物质被不同氧化剂氧化的价态越高,氧化剂的氧化性越强。
(2)实例:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,氧化性:Cl2>S。
5.根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸,还原性:浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强,如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。
6.应用:氧化还原中反应先后顺序的判断
同一种氧化剂与多种还原剂反应,或者同一还原剂与多种氧化剂反应。一般来说,含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时,还原性强的还原剂(离子)先被氧化;反之,含多种氧化剂的溶液中,加入一种还原剂时,氧化性强的氧化剂(离子)先被还原。最常见的就是将Cl2通入含Fe2+和Br-的溶液中,已知还原性:Fe2+>Br-,所以Cl2先和Fe2+反应,反应方程式为Cl2+2Fe2+==2Fe3++2Cl-;当Fe2+完全反应后,Cl2 再与Br-反应,反应方程式为Cl2+2Br-==Br2+2Cl-。
▉考点06 氧化还原反应在研究物质性质中的应用
1.过氧化氢的性质预测
元素
化合价
化合价变化趋势
性质
氢
+1价
降低
氧化性
氧
-1价
升高
还原性
-1价
降低
氧化性
2.实验方案
(1)证明H2O2具有还原性,需加入氧化剂,如酸性KMnO4溶液。
(2)证明H2O2具有氧化性,需加入还原剂,如KI溶液。
3.实验结论
(1)H2O2被氧化为O2,表现还原性。
(2)H2O2可氧化KI生成I2,H2O2表现氧化性。
▉考点07 金属的冶炼
1.实质:金属阳离子得电子被还原为金属单质:Mn++ne-=M。
2.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
3.主要方法
(1)电解法
①电解熔融的氯化钠:2NaCl2Na+Cl2↑
②电解熔融的氯化镁:MgCl2Mg+Cl2↑
③电解熔融的氧化铝:2Al2O34Al+3O2↑
(2)热还原法
①工业上炼铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②工业上炼钨:WO3+3H2W+3H2O
③铝热法炼铬:Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3
④工业上炼铜:2CuO+C2Cu+CO2↑
⑤工业上炼钛:4Na+TiCl44NaCl+Ti
(3)热分解法
①工业上炼汞:2HgO2Hg+O2↑
②工业上炼银:2Ag2O4Ag+O2↑
(4)湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
▉考点08 氯气的实验室制备
1.发生装置:
(1)反应原理
①试剂:浓盐酸和二氧化锰。
②反应的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)装置类型:固体+液体气体
(3)主要仪器:圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、集气瓶、铁架台、石棉网、烧杯。
2.净化装置:
先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。除去Cl2中的HCl可用图(a)所示的试剂和装置。除去Cl2中的H2O可用图(b)、图(c)和图(d)所示的试剂和装置。
3.收集装置:
(1)Cl2密度大于空气,可用向上排空气法收集,如图(e)。
(2)Cl2能溶于水,1体积水溶解2体积Cl2,用排饱和食盐水法收集,如图(f)。
排饱和食盐水法收集的Cl2较纯,但不干燥。向上排空气法可收集到干燥的Cl2,但不纯。
4.吸收装置:
因氯气有毒,在制备和使用氯气时,为了防止对环境污染,需要尾气处理。在实验室中通常用NaOH溶液吸收多余的氯气。
【特别提醒】实验室制取氯气的其他方法
实验室制备Cl2时,可用KMnO4或KClO3等强氧化剂代替MnO2,利用“固体+液体→气体(不需要加热)”装置制备:16HCl(浓)+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,6HCl(浓)+KClO3==KCl+3Cl2↑+3H2O。
▉考点09 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则:
2.配平步骤:
3.配平氧化还原反应的基本方法:
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
4.缺项的氧化还原反应方程式的配平方法及原则:
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。
(1)方法:先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
(2)补项原则
①酸性条件下:缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)。
②碱性条件下:缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-。
▉考点10 氧化还原反应方程式的计算
1.氧化还原反应转移电子数的计算
(1)N(e-)=化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)反应中转移电子数与各物质的化学计量数成正比。
2.电子转移守恒解题模型及应用
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物。
(2)找准一个原子或离子的得失电子数(注意化学式中该粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
3.注意事项
(1)化合价没有发生变化的元素不列入计算关系式中。
(2)根据电子守恒所求的化合价为元素的平均化合价。
4.应用
(1)计算“两剂”、“两产物”间的物质的量之比。
(2)计算转移电子与各物质间的量的关系。
(3)计算产物的化合价或化学式。
(4)配平化学方程式或离子方程式。
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,分析下列四个化学反应,其中属于“3”区的是
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
B.2HClO2HCl+O2↑
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【答案】C
【解析】A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑属于置换反应且属于氧化还原反应,在4区,A项错误;
B.2HClO2HCl+O2↑属于分解反应且为氧化还原反应,在2区,B项错误;
C.4NH3+5O24NO+6H2O中N、O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,在3区,C项正确;
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3属于化合反应且属于氧化还原反应,在1区,D项错误;
答案选C。
2.金属的冶炼史也是一部人类的发展史。下列过程不属于金属冶炼的是
A.氢气还原氧化铁 B.电解氧化铝
C.电解饱和食盐水 D.加热氧化汞
【答案】C
【解析】A.氢气还原氧化铁可以得到铁,A不符合题意;
B.电解氧化铝可以得到铝,B不符合题意;
C.电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,不能冶炼技术,C符合题意;
D.氧化汞受热分解得到金属汞,D不符合题意;
故选C。
3.下列转化需要通过氧化还原反应才能实现的是
A.Na2O2→O2 B.FeCl2→Fe(OH)2
C.NH4Cl→NH3 D.Na2S→H2S
【答案】A
【解析】A.过氧化钠和二氧化碳反应放出氧气,过氧化钠中氧元素化合价升高,Na2O2→O2发生氧化还原反应,故选A;
B.FeCl2→Fe(OH)2元素化合价不变,不需要发生氧化还原反应,故不选B;
C.NH4Cl→NH3元素化合价不变,不需要发生氧化还原反应,故不选C;
D.Na2S→H2S元素化合价不变,不需要发生氧化还原反应,故不选D;
选A。
4.已知M2O与S2-在酸性溶液中能发生反应;M2O+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O。则在M2O中M元素的化合价是
A.+6 B.+5 C..+4 D.+3
【答案】A
【解析】根据+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O中电荷守恒可知x=2,中O元素的化合价为-2价,则M元素的化合价为=+6价,故选A。
5.下列化学方程式中电子转移方向和数目分析正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】硫得到电子生成硫化钠、失去电子生成亚硫酸钠,,A错误;氨气中氮失去电子、二氧化氮中氮得到电子,,B错误;氯酸钾中氯得到1×5个电子、HCl中氯失去5个电子,为,C错误;铁失去2×3=6个电子、氯得到6个电子,D正确;故选D。
6.常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为。下列说法错误的是
A.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
B.该反应中KCl和都是还原产物
C.产生11.2L(标准状况)时,反应中转移5mol
D.第二步用和KOH反应生成和的反应无电子转移
【答案】C
【解析】A.I元素化合价由0价升高到+5价,I2为还原剂,Cl元素化合价由+5价降到-1价和0价,KClO3作为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为11:6,A正确;
B.该反应中KCl和Cl2中的Cl都是KClO3中Cl化合价降低生成的,均是还原产物,B正确;
C.反应生成3molCl2时,反应转移60mole-,则产生11.2L(标准状况)即,反应转移10mole-,C错误;
D.第二步用KH(IO3)2和KOH反应生成KIO3和H2O的反应中个元素化合价无变化,不存在电子转移,D正确;
故选C。
7.工业上,氯气主要用于生产塑料、合成纤维、染料、农药、消毒剂以及各种氯化物。某种制备氯气的反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应①②③均为氧化还原反应
B.转化过程中铜元素的化合价发生了变化
C.反应③中是还原产物
D.总反应为
【答案】D
【解析】A.反应①中CuO和HCl反应生成Cu(OH)Cl,没有化合价变化,反应②中化合价也未发生变化,因此是非氧化还原反应,故A错误;
B.反应①②③中铜元素的化合价都为+2价,化合价未发生变化,故B错误;
C.反应③中是氧化产物,故C错误;
D.根据反应①②③得到总反应为,故D正确;
故选D。
8.已知:
①
②
③
请依据上述反应判断还原性由强到弱的顺序是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】反应①中元素化合价降低,是还原产物,氯元素化合价升高发生氧化反应生成氯气,是还原剂,则还原性;反应②中元素化合价降低,是还原产物,元素化合价升高,是还原剂,则还原性;反应③中元素化合价降低,是还原产物,元素化合价升高,是还原剂,则还原性;综上所述还原性:,A正确。
9.纳米级可用于以太阳能为热源分解水制,过程如下图所示。下列说法正确的是
A.过程Ⅰ的反应为:
B.过程Ⅱ中为还原剂
C.是过程Ⅰ的氧化产物
D.整个过程的总反应为:
【答案】D
【解析】A.根据图中信息得出过程Ⅰ是四氧化三铁在太阳能作用下生成氧化亚铁和氧气,其反应为:,A错误;
B.是水中氢得到电子,化合价降低得到的产物,因此是过程Ⅱ的还原产物,B错误;
C.过程I中Fe3O4转化为FeO的过程中Fe元素化合价降低,所以FeO为过程Ⅰ的还原产物,C错误;
D.过程I方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑;过程Ⅱ方程式为:3FeO+H2O=H2↑+Fe3O4,可得总反应为2H2O2H2↑+O2↑,D正确;
故选D。
10.小组同学探究金属钠与溶液的反应。
①向溶液中投入一小块金属钠,溶液颜色略有变浅,继续依次投入五小块金属钠,溶液变为绿色,产生气体。
②向溶液中加入少量固体,溶液颜色无明显变化,继续加入固体,溶液变为绿色,产生气体。
已知:无色,绿色,对比①②,下列有关说法不正确的是
A.①中溶液颜色变浅,说明发生还原反应
B.①中溶液变为绿色,说明被钠还原为
C.②中溶液变为绿色,可能发生
D.②中溶液颜色变化表明,浓度会影响物质还原性的强弱
【答案】B
【分析】由实验②实验现象可知,加入氢氧化钠固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,说明高锰酸根离子能与溶液中的氢氧根离子反应生成氧气,则实验①中溶液变为绿色可能是溶液中高锰酸根离子与溶液中的氢氧根离子反应所致,也可能是与钠反应所致。
【解析】A.①中高锰酸钾溶液颜色变浅,说明高锰酸根离子转化为锰酸根离子,锰元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是反应的氧化剂,发生还原反应,故A正确;
B.由分析可知,实验①中溶液变为绿色可能是溶液中高锰酸根离子与溶液中的氢氧根离子反应所致,也可能是与钠反应所致,故B错误;
C.由分析可知,②中溶液变为绿色,碱性条件下高锰酸根离子能与溶液中的氢氧根离子反应生成氧气,反应的离子方程式为,故C正确;
D.②中溶液颜色变化表明,高锰酸钾溶液浓度不变,改变的是氢氧根离子浓度,说明浓度会影响物质还原性的强弱,故D正确;
故选B。
11.水体中过量氨氮(以NH3表示)含量过高会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如图所示。下列说法正确的是
A.过程①②③均属于氧化还原反应
B.在较高温度下,氨氮去除率会降低
C.生成22.4L的N2,转移6mol电子
D.过程②中氧化剂与还原剂的物质的量之比是2∶3
【答案】B
【解析】A.过程①③无化合价变化,不属于氧化还原反应,A项错误;
B.HClO不稳定,在较高温度下会分解,导致氨氮去除率会降低,B项正确;
C.未指出条件是否是标况下,无法计算,C项错误;
D.过程②中,HClO和NH3反应生成N2、H2O、HCl,化学方程式为,Cl元素化合价降低,作氧化剂,N元素化合价升高,NH3作还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比是3∶2,D项错误;
答案选B。
12.已知I-、Fe2+、SO2和Br-均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I->Fe2+>Br-。则下列反应不能发生的是
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C.Cl2通入NaBr和NaI的混合溶液中:I-先被氧化
D.2Fe2++I2=2Fe3++2I-
【答案】D
【解析】A.还原性SO2>Fe2+,则氧化性Fe3+>SO,故铁离子可将二氧化硫氧化为硫酸根,2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+正确,A错误;
B.还原性SO2>I-,则氧化性I2>SO,碘单质可将二氧化硫氧化为硫酸根,I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI正确,B错误;
C.还原性I->Br-,将氯气Cl2通入NaBr和NaI的混合溶液中:I-先被氧化,C错误;
D.还原性I->Fe2+,则氧化性Fe3+> I2,方程式应为:2Fe3++2I- =2Fe2++I2,D正确;
故选D。
13.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效的饮用水处理剂,可由下列方法制得:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O,关于该反应说法正确的是
A.Fe(OH)3中铁元素化合价为+3,只有氧化性
B.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
C.生成5molH2O,转移了4mol电子
D.Na2FeO4处理水时,不仅能消毒,而且生成的Fe3+与水反应形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
【答案】D
【解析】A.在2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O反应中Fe(OH)3做还原剂,A错误;
B.在2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O反应中,NaClO是氧化剂,Fe(OH)3做还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2,B错误;
C.在2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O反应中,生成5molH2O,转移6mol电子,C错误;
D.Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,可以消毒,其还原产物为Fe3+,与水反应可以得到Fe(OH)3胶体,具有吸附性可以做净水剂,D正确;
答案选D。
14.饮用水中的对人体健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将还原为,其化学方程式为:10Al+6NaNO3+4NaOH +18H2O =10Na[Al(OH)4]+3N2↑。下列有关说法正确的是
A.Al作还原剂,NaNO3中N被还原
B.若将Al换为金属钠,也会发生类似反应
C.该反应既是离子反应也是置换反应
D.若反应中转移3mol电子,则生成标况下2.24L N2
【答案】A
【解析】A.方程式10Al+6NaNO3+4NaOH +18H2O =10Na[Al(OH)4]+3N2↑中0价的Al转化为Na[Al(OH)4]中的+3价,化合价升高,被氧化,发生氧化反应,故Al是还原剂,而NaNO3中N由+5价降低为N2中的0价,化合价降低,被还原,A正确;
B.Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气,不会发生类似反应,B错误;
C.置换反应是“化合物+单质=单质+化合物”,该反应不符合,故不是置换反应,C错误;
D.该反应中N元素由+5价下降到0价,若反应中转移3mol电子,生成=0.3molN2,则生成标况下0.3mol×22.4L/mol=6.72L N2,D错误;
故选A。
15.实验室中利用、、制取,下列有关说法正确的是
A.和可相互转化,互称为同位素
B.若利用制,常用做氧化剂
C.、分解制取,两种反应物既是氧化剂又是还原剂
D.三个反应分别产生等物质的量的,转移的电子数相同
【答案】C
【解析】A.和是由同种元素组成的性质不同的单质,互为同素异形体,A错误;
B.若利用制,常用做催化剂,B错误;
C.分解制取,Cl元素化合价降低,O元素化合价升高;分解制取,Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,两种反应物既是氧化剂又是还原剂,C正确;
D.中是-1价氧变成氧气,、中是-2价氧生成氧气,则三种反应分别产生等物质的量的,转移的电子数不相同,D错误;
答案选C。
16.作为一种新型锂电池正极材料,可由软锰矿(主要成分为)发生化学反应:制得,下列说法错误的是
A.此反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为
B.与浓盐酸加热条件下可产生
C.制得需要消耗
D.当上述反应转移的电子时,用足量吸收生成的会生成
【答案】D
【解析】A.此反应中氧化产物是O2,还原产物是LiMn2O4,两者的物质的量之比为1:4,故A正确;
B.LiMn2O4中,Mn元素为+3.5价, LiMn2O4具有较强的氧化性,可以把浓盐酸在加热条件下氧化为Cl2,故B正确;
C.根据方程式可知,制得0.1mol LiMn2O4需要消耗的MnO2,故C正确;
D.根据分析可知,当上述反应转移0.4mol的电子时,生成CO2的物质的量为0.2mol,用足量Na2O2吸收生成的CO2会生成0.1molO2,即生成3.2gO2,故D错误;
故选D。
17.二氧化铅是一种强氧化剂,可以用作铅蓄电池的正极材料。在酸性条件氧化为的方程式为(方程式未配平)。已知:双氧水可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。下列说法正确的是
A.X是,Y是
B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为
C.当生成时,转移电子
D.根据上述反应推测不能氧化
【答案】C
【分析】根据原子守恒可知该反应为:,其中,Mn元素化合价由+2价升高到+7价,Pb元素化合价由+4价降低到+2价,以此解题。
【解析】A.由分析可知,Y是H2O,X是H+,故A错误;
B.是氧化产物,Pb2+是还原产物,还原产物与氧化产物的物质的量之比为5:2,故B错误;
C.反应的离子方程式为:,由方程式可知,当生成2mol H2O时,转移电子的物质的量为10mol,故C正确;
D.PbO2氧化性强于,可以氧化H2O2,则根据上述反应推测PbO2能氧化H2O2,故D错误;
故选C。
18.油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄()褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ和反应Ⅱ的还原产物均只有1种
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的∶Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol 转移的电子数之比为3∶7
【答案】D
【解析】A.根据题给信息可知,反应I的方程式为:,反应Ⅱ的方程式为:,则反应Ⅰ和Ⅱ中,均为氧气被还原,故还原产物都是两种,A错误;
B.中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误;
C.根据题给信息可知,反应I的方程式为:,反应Ⅱ的方程式为:,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C错误;
D.中As为+3价,S为-2价,在经过反应Ⅰ后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1mol失电子3×4mol=12mol;在经过反应Ⅱ后,As变为+5价,S变为+6价,则1mol失电子2×2mol+3×8mol=28mol,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化转移的电子数之比为3∶7,D正确;
故选D。
19.黑火药是我国古代的四大发明之一,距今已有1000多年的历史,其主要成分是硝酸钾()、硫磺(S)和木炭(C)等混合物。爆炸的化学反应式为。
(1)上述反应所涉及到的物质中,属于非电解质的是 ;反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)在标准状况下,当上述反应生成0.4mol气体时,试回答以下问题:
①反应产生的质量为 g,的体积为 L,两种气体所含的原子数之比为 。
②将收集到的上述0.4mol气体,通入50mL 8的氢氧化钠溶液中,最终所得溶液的溶质(填化学式) 。
(3)黑火药燃烧后的固体残留物中,除了外,还有少许、和未燃烧的炭末,请设计实验方案证明:黑火药燃烧的固体产物中存在。
[实验方案]
①取黑火药燃烧后的固体残留物于烧杯中, 。
②用洁净的铂丝蘸取滤液,将铂丝放在酒精灯火焰上灼烧, ,则证明含。
③在无色溶液中加入 ; ,证明溶液中含有。
(实验中须使用的试剂和物品有:蒸馏水,溶液,稀盐酸,蓝色的钴玻璃片)
【答案】(1) CO2 S和N
(2)13.2 2.24 9:2 Na2CO3和NaHCO3
(3)加蒸馏水至固体不再溶解,过滤,得无色澄清溶液 透过蓝色钴玻璃片观察火焰,若火焰呈紫色 过量的BaCl2溶液 有白色沉淀生成,过滤,洗涤向白色沉淀中加入过量的稀盐酸,白色沉淀部分溶解,有无色无味气体生成
【解析】(1)物质:S、、C和、、,S、
和C是单质,既不是电解质,也不是非电解质,和是电解质,为非电解质;,,化合价降低,被还原的元素为S和N;
(2)①当上述反应生成0.4mol气体时,为0.3mol,为0.1mol,所以反应产生的质量为,的体积为,两种气体所含的原子数之比为;
②上述反应生成0.4mol气体时,为0.3mol,与溶液反应,当物质的量为,发生反应后,剩余0.1mol,继续发生反应,所以最终所得溶液的溶质为Na2CO3和NaHCO3;
(3)①取黑火药燃烧后的固体残留物于烧杯中,加蒸馏水至固体不再溶解,过滤,得无色澄清溶液;②用洁净的铂丝蘸取滤液,将铂丝放在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察火焰,若火焰呈紫色,则证明含;③在无色溶液中加入过量的BaCl2溶液
,有白色沉淀生成,过滤,洗涤向白色沉淀中加入过量的稀盐酸,白色沉淀部分溶解,有无色无味气体生成,证明溶液中含有。
20.硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体,可溶于水,可用于检测某些金属离子,合成其他含硫化合物,改良土壤等。
(1)的制备方法有多种:
a.
b.
c.
①由a可知,酸性: (填“强于”或“弱于”)。
②反应b属于四大基本反应类型中的 反应。
③反应c中,每生成,转移的电子数为 。
(2)为二元弱酸,可用NaOH溶液或酸性溶液吸收。
①向NaOH溶液中通入少量,发生反应的离子方程式为 。
②能使酸性溶液褪色,体现了的 性,请再写出一种也能使酸性溶液褪色的物质: 。
(3)向溶液中通入,有黄色沉淀(S)生成,发生反应的化学方程式为 ,氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ,请用双线桥法表示该反应中电子的转移方向和数目: 。
【答案】(1) 强于 复分解 或
(2) 还原 浓盐酸
(3) 1:2
【解析】(1)①利用强酸制弱酸,酸性:强于;
②属于四大基本反应类型中的复分解反应;
③每生成1个转移2个电子, 物质的量为,转移的电子数为;
(2)①向NaOH溶液中通入少量,离子方程式为;
②能使酸性溶液褪色,化合价降低生成体现了氧化性,则体现了的还原性,能使酸性溶液褪色的物质具有还原性:如浓盐酸、硫酸亚铁等;
(3)向溶液中通入,有黄色沉淀(S)生成,发生了氧化还原反应,化合价升高,被氧化,氧化产物为S,中氧化合价降低,被还原,还原产物为,化学方程式为,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2,请用双线桥法表示该反应中电子的转移方向和数目:;
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