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 3
考点一:氧化还原反应基本概念 4
考点二:氧化还原反应中电子转移的表示方法以及应用 6
考点三:陌生氧化还原方程式的书写 8
考点四:有关氧化还原反应的计算 8
实战能力训练 10
1. 认识并理解氧化还原反应。
2. 能判断氧化剂和还原剂,理解元素被氧化、被还原的实质。
3. 能配平简单的氧化还原反应方程式,初步学会用单线桥、双线桥表示电子转移的方向和数目。
4.举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
一、氧化还原反应基本概念
1.定义:有 转移的反应。
2.实质:电子的 (得失或偏移)。
3.特征:元素 有升降,且化合价升高的总价数 化合价降低的总价数。
4.氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子—是还原剂—具有还原性—被氧化—发生氧化反应—生成氧化产物
化合价降低——得到电子—是氧化剂—具有氧化性—被还原—发生还原反应—生成还原产物
口诀:升失还 一还(还原性)三氧;降得氧 一氧(氧化性)三还
5.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 ,即得到电子(或电子对偏向)的反应物。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即失去电子(或电子对偏离)的反应物。
6.常见的氧化剂、还原剂
常见的氧化剂:活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、K2Cr2O7等。
常见的还原剂活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;某些非金属单质:C、H2等;含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
7.氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被 的生成物。还原产物:氧化剂得到电子被 的生成物。
8.还原性与氧化性
还原性:指物质失去电子的能力,越 失去电子,其还原性就越强;氧化性:指物质得到电子的能力,越容易得到电子,其氧化性就 。
【核心归纳】
氧化还原反应概念间的关系
.
2、 氧化还原反应中电子转移的表示
1.双线桥法:表示 元素的原子在反应前后转移电子的情况。
基本步骤
注意事项:
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素;
②必须注明“得”与“失”,氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。
2.单线桥法:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移的情况。
基本步骤
注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况,箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目,箭头已标明电子转移的方向;
口诀:先确定变价元素,再计算价态变化,桥上标明电子数,箭头被氧到被还。
【核心归纳】
单线桥法与双线桥法的区别
单线桥法
双线桥法
箭头方向
在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素
由反应物中变价元素指向生成物中同一元素
标识
只标转移电子的数目
要标出“得到”或“失去”及电子数目
举例
三.陌生氧化还原方程式的书写
1.陌生氧化还原反应离子方程式的书写
(1)利用题给信息写出主要的反应物和生成物;
(2)根据得失电子守恒先进行主要物质的配平;
(3)然后根据质量守恒、电荷守恒,结合溶液的酸碱性进行次要物质的配平。
如:写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式
先写出主要的反应物和生成物: Cu+H++NO―→Cu2++NO↑,
再根据得失电子守恒配平主要的物质:3Cu+H++2NO―→3Cu2++2NO↑,
根据电荷守恒配H+: 3Cu+8H++2NO―→3Cu2++2NO↑,
最后根据质量守恒配平氧化还原反应的离子方程式:
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
四、有关氧化还原反应的计算
1.计算依据
①氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数; ②质量守恒。
2.方法步骤
①确定氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物;②判断氧化剂或还原剂中一个变价原子得失电子数目;
③求出氧化剂、还原剂中一个分子的得失电子数;④依据(1)中①求解。
考点一:氧化还原反应基本概念
【典型例题】
【例1】(2022高二下·江苏·学业考试)高炉炼铁时发生反应:。下列有关该反应的说法正确的是
A. 铁元素的化合价降低 B. 为还原剂
C. 得到电子 D. 为氧化剂
【例2】(2023高二下·江苏·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
【即时演练】
1.(2021高二下·江苏·学业考试)液氨作为汽车未来的新能源,反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。下列说法正确的是
A. NH3是氧化剂 B. NH3的氢元素被氧化
C. O2发生还原反应 D. O2中氧原子失去电子
2.(2020高二下·江苏·学业考试)反应4Al + 3MnO2 3Mn + 2Al2O3可用来制取Mn,下列有关该反应的说法正确的是
A. Al是还原剂 B. MnO2发生氧化反应
C. Al的化合价降低 D. MnO2中O被还原
考点二:氧化还原反应中电子转移的表示方法以及应用
【典型例题】
【例1】(2021高二上·江苏徐州·学业考试模拟)ClO2是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂。工业制ClO2的化学反应为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。下列有关该反应的说法正确的是
A.SO2是氧化剂 B.NaClO3被氧化
C.SO2发生了还原反应 D.每生成1 mol ClO2转移1 mol电子
【即时演练】
1.(2023高二上·江苏盐城·学业考试模拟)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
考点三:陌生氧化还原方程式的书写
【典型例题】
【例1】(2024高二下·江苏·学业考试节选)“84消毒液”是一种家用消毒剂,其中含有、、等离子。
(1)将通入溶液可制备“84消毒液”。该反应的化学方程式为 。
【即时演练】
1.(2024高二上·江苏泰州·学业考试模拟节选)运用化学反应原理研究硫单质及其化合物的反应,对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。
(1)工业上采用催化还原,不仅可以消除污染,还可得到单质S。反应分两步完成,如图所示,催化还原第一步反应的化学方程式为 。
考点四:有关氧化还原反应的计算
【典型例题】
【例1】(2023高一下·浙江台州·学业考试模拟)是一种高效多功能水处理剂,具备强氧化性,自身被还原为,其制备方法如下:。下列有关该反应的说法中正确的是
A.该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为
B.作为水处理剂,仅因为其具有杀菌的功能
C.氧化产物只是
D.当有3.9g 作氧化剂参与反应时,产生224mL (标准状况)
【即时演练】
1.(2023高二·江苏扬州·学业考试模拟)ClO2是一种良好的水处理剂,浓度高时易爆炸,可由反应KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 →ClO2↑+ K2SO4 + CO2↑+ H2O(未配平)制备。下列说法正确的是
A.KClO3失去电子
B.CO2是还原产物
C.每生成1 mol ClO2,消耗2 mol H2C2O4
D.生成的CO2气体稀释了ClO2,使之更安全
2.(2021高二·江苏连云港·学业考试模拟)氮是植物生长必需的元素,在大气中主要以分子存在。氮气和含氮化合物在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。如火箭使用的推进剂为偏二甲肼()和四氧化二氮(),发生反应的化学方程式为。已知偏二甲肼中C、N元素的化合价相等。在反应中,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.被氧化
C.发生还原反应 D.1mol完全反应,有8mol电子转移
1.(2022高二上·江苏扬州·学业考试模拟)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.(2022高二上·江苏盐城·学业考试模拟)工业上生产氮化硅陶瓷的反应为,有关该反应的说法正确的是
A.是氧化剂 B.失电子 C.被还原 D.发生还原反应
3.(2023高二上·江苏连云港·学业考试模拟)对于反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2,下列说法正确的是
A.Cl2是氧化剂 B.N元素化合价降低
C.该反应中N元素全部被氧化 D.Cl2在反应过程中失去电子
4.(2024高二·江苏南通·学业考试模拟)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
5.(2023高二·江苏南京·学业考试模拟)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
6.(2022高二·江苏南京·学业考试模拟)通常利用反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2从海水中提取Br2。该反应属于
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
7.(2022高二上·江苏盐城·学业考试模拟)磷酸铁锂()刀片电池放电过程中,转化为。下列说法正确的是
A.中,P为+5价、Fe为+3价
B.该放电过程中,铁元素被还原
C.Li是不活泼金属,不能与酸反应
D.溶于稀硫酸后,可用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素
8.(2024高二下·江苏·学业考试)某电解精炼铜的阳极泥中含有金属铜和铂()等,分离方法如下:向阳极泥中加入适量作氧化剂,混匀后焙烧;待固体冷却后水洗,在80℃条件下用稀硫酸浸取水洗后的固体,过滤,得溶液和固体滤渣(含金属)。下列对实验事实及操作的解释不合理的是
A.加入焙烧,将转化为
B.焙烧时铂未被氧化,铂的性质较稳定
C.浸取时温度选择80℃,加快浸出速率
D.过滤分离固体与溶液,金属铂不溶于硫酸
9.(2022高二上·江苏扬州·学业考试模拟)是重要的电子工业磁性原料,可由下列两种方法制得:
方法1:将(其中为价)焙烧成,再加热使转化为。
方法2:将与反应生成配合物,配合物与水反应生成,再与反应得。前两步的反应原理如图所示:
下列说法正确的是
A.中存在键
B.转化为需结合
C.图中气体为
D.方法2生成总反应的反应物为与
10.(2023高二·江苏扬州·学业考试模拟)实验室从含I-的溶液中提取I2的流程如下:
已知2Fe3+ + 2I-= 2Fe2+ + I2。下列说法不正确的是
A.“过滤1”所得沉淀为AgI
B.“过滤2”所得滤液中铁元素主要以Fe3+的形式存在
C.用稀HNO3溶解滤渣Y得到的溶液可循环利用
D.氧化时,理论上通入Cl2的物质的量为I-物质的量的
11.(2021高二上·江苏盐城·学业考试模拟)氢化钠(NaH)是一种生氢剂,与水可发生如下反应:NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列对该反应的描述正确的是
A.H2既是氧化产物,又是还原产物
B.NaH既是还原剂,又是氧化剂
C.H2O没有参与氧化还原反应
D.反应的氧化剂和还原剂的质量比是1∶1
12.(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
13.(2022高二上·江苏·学业考试)反应(浓)中氧化剂是
A. B. C. D.S
14.(2022高二上·江苏·学业考试模拟)反应可用于制备金属钼(Mo)。下列关于该反应的说法不正确的是
A.Al的还原性比Mo强 B.Mo为还原产物
C.Al得到电子 D.发生还原反应
15.(2022高二上·江苏南京·学业考试模拟)“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿。”铜绿是铜发生一系列复杂反应的产物。该过程中,元素的化合价
A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断
16.(2022高二上·江苏扬州·学业考试模拟)炼铁高炉内发生反应之一为,该反应属于
A.化合反应 B.氧化还原反应 C.复分解反应 D.置换反应
17.(2019高二上·江苏连云港·学业考试模拟)请阅读下列材料,完成下面小题。
硫酸的工业用途非常广泛,可用于制造化肥、除铁锈、作电解液等。工业制硫酸的关键一步是将SO2氧化为SO3,该反应为2SO2+O22SO3。但该反应速率小,无法投入工业化生产。后来化学家们不断地改进反应条件,找到了理想的催化剂及反应的适宜温度,成功开发出了制造硫酸的生产工艺。
1. SO2与O2在一定条件下反应生成SO3,该反应属于( )
A.化合反应 B.分解反应 C. 置换反应 D.复分解反应
2. 上述材料中的反应是氧化还原反应,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.O2是还原剂 B.SO2被氧化
C. O2失去电子 D.SO2发生还原反应
3. 上述材料中的反应在密闭容器中进行,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.升高温度能减慢反应速率
B.SO2与O2能100%转化为SO3
C. 减小O2的浓度能加快反应速率
D.使用恰当的催化剂能加快反应速率
4. 上述材料中的反应为放热反应,下列说法正确的是( )
A.断开化学键放出能量
B.放热反应都不需要加热
C. 该反应的逆反应是吸热反应
D.该反应的反应物总能量小于生成物的总能量
18.(2023高二上·江苏盐城·学业考试模拟节选)“2060年实现碳中和”的目标提出之后,的排放和转化成为各行各业关注的重点。利用两种不同的金属催化剂,可在水溶液中将分别转化为CO和HCOOH,反应过程示意如图所示。
(3)一定条件下,可与H2O以物质的量之比1∶1发生反应生成HCOOH,该反应的化学方程式为 。
4.(2022高二上·江苏南京·学业考试模拟节选)据史料记载,我国汉代已将用于制药等生活实践。
(1)实验室模拟工业制备:在锥形瓶中加入铜屑和稀,水浴加热使温度保持左右,向混合物中通入,充分反应。实验装置如图所示。所得溶液经分离提纯得。
①反应中将氧化为的氧化剂为 (填化学式)。
②装置中多孔球泡的作用是 。
(2)工业用上述方法制备时,若采用空气代替氧气,会增加制备过程中能量的消耗。原因是 。
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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 3
考点一:氧化还原反应基本概念 4
考点二:氧化还原反应中电子转移的表示方法以及应用 6
考点三:陌生氧化还原方程式的书写 8
考点四:有关氧化还原反应的计算 8
实战能力训练 10
1. 认识并理解氧化还原反应。
2. 能判断氧化剂和还原剂,理解元素被氧化、被还原的实质。
3. 能配平简单的氧化还原反应方程式,初步学会用单线桥、双线桥表示电子转移的方向和数目。
4.举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
一、氧化还原反应基本概念
1.定义:有电子转移的反应。
2.实质:电子的转移(得失或偏移)。
3.特征:元素化合价有升降,且化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数。
4.氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子—是还原剂—具有还原性—被氧化—发生氧化反应—生成氧化产物
化合价降低——得到电子—是氧化剂—具有氧化性—被还原—发生还原反应—生成还原产物
口诀:升失还 一还(还原性)三氧;降得氧 一氧(氧化性)三还
5.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)的反应物。
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)的反应物。
6.常见的氧化剂、还原剂
常见的氧化剂:活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、K2Cr2O7等。
常见的还原剂活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;某些非金属单质:C、H2等;含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
7.氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被氧化的生成物。还原产物:氧化剂得到电子被还原的生成物。
8.还原性与氧化性
还原性:指物质失去电子的能力,越容易失去电子,其还原性就越强;氧化性:指物质得到电子的能力,越容易得到电子,其氧化性就越强。
【核心归纳】
氧化还原反应概念间的关系
.
2、 氧化还原反应中电子转移的表示
1.双线桥法:表示同种元素的原子在反应前后转移电子的情况。
基本步骤
注意事项:
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素;
②必须注明“得”与“失”,氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。
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:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移的情况。
基本步骤
注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况,箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目,箭头已标明电子转移的方向;
口诀:先确定变价元素,再计算价态变化,桥上标明电子数,箭头被氧到被还。
【核心归纳】
单线桥法与双线桥法的区别
单线桥法
双线桥法
箭头方向
在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素
由反应物中变价元素指向生成物中同一元素
标识
只标转移电子的数目
要标出“得到”或“失去”及电子数目
举例
三.陌生氧化还原方程式的书写
1.陌生氧化还原反应离子方程式的书写
(1)利用题给信息写出主要的反应物和生成物;
(2)根据得失电子守恒先进行主要物质的配平;
(3)然后根据质量守恒、电荷守恒,结合溶液的酸碱性进行次要物质的配平。
如:写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式
先写出主要的反应物和生成物: Cu+H++NO―→Cu2++NO↑,
再根据得失电子守恒配平主要的物质:3Cu+H++2NO―→3Cu2++2NO↑,
根据电荷守恒配H+: 3Cu+8H++2NO―→3Cu2++2NO↑,
最后根据质量守恒配平氧化还原反应的离子方程式:
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
四、有关氧化还原反应的计算
1.计算依据
①氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数; ②质量守恒。
2.方法步骤
①确定氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物;②判断氧化剂或还原剂中一个变价原子得失电子数目;
③求出氧化剂、还原剂中一个分子的得失电子数;④依据(1)中①求解。
考点一:氧化还原反应基本概念
【典型例题】
【例1】(2022高二下·江苏·学业考试)高炉炼铁时发生反应:。下列有关该反应的说法正确的是
A. 铁元素的化合价降低 B. 为还原剂
C. 得到电子 D. 为氧化剂
【答案】A
【详解】A.铁元素的化合价由+3降低为0,故A正确;
B.中铁元素的化合价降低,为氧化剂,故B错误;
C.中C元素化合价升高,CO失去电子,故C错误;
D.中C元素化合价升高,CO为还原剂,故D错误;
选A。
【例2】(2023高二下·江苏·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。
【即时演练】
1.(2021高二下·江苏·学业考试)液氨作为汽车未来的新能源,反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。下列说法正确的是
A. NH3是氧化剂 B. NH3的氢元素被氧化
C. O2发生还原反应 D. O2中氧原子失去电子
【答案】C
【解析】A.反应中NH3中N元素由-3升到0价,化合价升高,为还原剂,A项错误;
B.NH3的氢元素化合价没有改变,没有被氧化,B项错误;
C.O2中O元素由0降到-2价,做氧化剂,发生还原反应,C项正确;
D.O2中氧原子得到电子,D项错误;
答案选C。
2.(2020高二下·江苏·学业考试)反应4Al + 3MnO2 3Mn + 2Al2O3可用来制取Mn,下列有关该反应的说法正确的是
A. Al是还原剂 B. MnO2发生氧化反应
C. Al的化合价降低 D. MnO2中O被还原
【答案】A
【详解】A.铝元素化合价升高,失去电子,所以Al是还原剂,故A正确;
B.锰元素化合价降低,得到电子,所以MnO2发生还原反应,故B错误;
C.铝元素化合价由0价升高到+3价,故C错误;
D.MnO2中O元素化合价没有发生变化,故D错误;
故答案为A。
考点二:氧化还原反应中电子转移的表示方法以及应用
【典型例题】
【例1】(2021高二上·江苏徐州·学业考试模拟)ClO2是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂。工业制ClO2的化学反应为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。下列有关该反应的说法正确的是
A.SO2是氧化剂 B.NaClO3被氧化
C.SO2发生了还原反应 D.每生成1 mol ClO2转移1 mol电子
【答案】D
【详解】A.在该反应中S元素化合价由反应前SO2中的+4价变为反应后NaHSO4中的+6价,化合价升高,失去电子被氧化,所以SO2为还原剂,A错误;
B.在该反应中Cl元素化合价由反应前NaClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低,得到电子被还原,所以NaClO3作氧化剂被还原,B错误;
C.在该反应中S元素化合价由反应前SO2中的+4价变为反应后NaHSO4中的+6价,化合价升高,失去电子被氧化,所以SO2为还原剂,发生氧化反应,C错误;
D.在氧化还原反应中元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移总数。在该反应中Cl元素化合价由反应前NaClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低1价,得到1个电子,所以当有1 mol ClO2生成时转移1 mol电子,D正确;
故合理选项是D。
【即时演练】
1.(2023高二上·江苏盐城·学业考试模拟)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。
考点三:陌生氧化还原方程式的书写
【典型例题】
【例1】(2024高二下·江苏·学业考试节选)“84消毒液”是一种家用消毒剂,其中含有、、等离子。
(1)将通入溶液可制备“84消毒液”。该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
【详解】(1)将通入溶液生成氯化钠、次氯酸钠、水,反应的化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。
【即时演练】
1.(2024高二上·江苏泰州·学业考试模拟节选)运用化学反应原理研究硫单质及其化合物的反应,对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。
(1)工业上采用催化还原,不仅可以消除污染,还可得到单质S。反应分两步完成,如图所示,催化还原第一步反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
【详解】(1)如图1所示,H2催化还原SO2第一步反应是氢气还原二氧化硫生成硫化氢和水,反应的化学方程式为:;
考点四:有关氧化还原反应的计算
【典型例题】
【例1】(2023高一下·浙江台州·学业考试模拟)是一种高效多功能水处理剂,具备强氧化性,自身被还原为,其制备方法如下:。下列有关该反应的说法中正确的是
A.该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为
B.作为水处理剂,仅因为其具有杀菌的功能
C.氧化产物只是
D.当有3.9g 作氧化剂参与反应时,产生224mL (标准状况)
【答案】D
【详解】A.反应中铁元素的化合价由+2价升高到+6价,过氧化钠中-1价氧升高到0价,2molFeSO4和1molNa2O2是还原剂,有5molNa2O2作氧化剂,A错误;
B.作为水处理剂,因其强氧化性而具有杀菌的功能,同时被还原后生成的三价铁与水反应生成的氢氧化铁胶体,胶体粒子具有较大的表面积,吸附力很强,能吸附悬浮固体或色素形成沉淀,从而使水净化,B错误;
C.氧化产物除了还有氧气,C错误;
D.根据反应方程式可知作氧化剂的过氧化钠与氧气物质的量之比为5∶1,当有3.9g 即0.05mol作氧化剂参与反应时,产生=224mL(标准状况),D正确;
故选D。
【即时演练】
1.(2023高二·江苏扬州·学业考试模拟)ClO2是一种良好的水处理剂,浓度高时易爆炸,可由反应KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 →ClO2↑+ K2SO4 + CO2↑+ H2O(未配平)制备。下列说法正确的是
A.KClO3失去电子
B.CO2是还原产物
C.每生成1 mol ClO2,消耗2 mol H2C2O4
D.生成的CO2气体稀释了ClO2,使之更安全
【答案】D
【详解】A.反应中Cl元素的化合价由KClO3中的+5价降至ClO2中的+4价,KClO3发生得到电子的还原反应,A项错误;
B.反应中C元素的化合价由H2C2O4中的+3价升至CO2中的+4价,H2C2O4发生失去电子的氧化反应,H2C2O4是还原剂,CO2是氧化产物,B项错误;
C.每生成1个ClO2得到1个电子,每消耗1个H2C2O4失去2个电子,根据得失电子守恒,每生成1molClO2,消耗0.5molH2C2O4,C项错误;
D.ClO2是一种良好的水处理剂,浓度高时易爆炸,生成的CO2气体稀释了ClO2,使ClO2更安全,D项正确;
答案选D。
2.(2021高二·江苏连云港·学业考试模拟)氮是植物生长必需的元素,在大气中主要以分子存在。氮气和含氮化合物在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。如火箭使用的推进剂为偏二甲肼()和四氧化二氮(),发生反应的化学方程式为。已知偏二甲肼中C、N元素的化合价相等。在反应中,下列说法正确的是
A.是氧化剂 B.被氧化
C.发生还原反应 D.1mol完全反应,有8mol电子转移
【答案】D
【详解】A.偏二甲肼中C、N元素的化合价相等,由于氢元素是+1价,所以C和N的化合价均是-2价,反应后碳元素化合价从-2价升高到+4价,氮元素化合价从-2价升高到0价,所以是还原剂,A错误;
B.中氮元素化合价从+4价降低到0价,得到电子,被还原,B错误;
C.是还原剂,发生氧化反应,C错误;
D.中氮元素化合价从+4价降低到0价,因此1mol完全反应,有8mol电子转移,D正确;
答案选D
1.(2022高二上·江苏扬州·学业考试模拟)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.(2022高二上·江苏盐城·学业考试模拟)工业上生产氮化硅陶瓷的反应为,有关该反应的说法正确的是
A.是氧化剂 B.失电子 C.被还原 D.发生还原反应
【答案】D
【详解】A.中硅、氯元素化合价反应前后均无改变,不是还原剂、氧化剂,A错误;
B.中氮元素化合价降低,得到电子,发生还原反应,B错误;
C.中氢元素化合价升高,失去电子,被氧化,C错误;
D.结合选项B可知发生还原反应,D正确;
故选D。
3.(2023高二上·江苏连云港·学业考试模拟)对于反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2,下列说法正确的是
A.Cl2是氧化剂 B.N元素化合价降低
C.该反应中N元素全部被氧化 D.Cl2在反应过程中失去电子
【答案】A
【详解】A.分析此反应可知氯气在反应过程中得电子做氧化剂氧化氨气,A正确;
B.分析可知,此反应部分N元素化合价降低,部分N元素化合价保持不变,B错误;
C.分析化学方程式可知,部分N元素化合价升高被氧化,C错误;
D.Cl2做在氧化剂,在反应过程中得到电子,D错误;
故选A。
4.(2024高二·江苏南通·学业考试模拟)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。
5.(2023高二·江苏南京·学业考试模拟)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。
6.(2022高二·江苏南京·学业考试模拟)通常利用反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2从海水中提取Br2。该反应属于
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【答案】C
【详解】该反应是一种单质和一种化合物,反应生成另一种单质和另一种化合物,这样的反应为置换反应;答案选C。
7.(2022高二上·江苏盐城·学业考试模拟)磷酸铁锂()刀片电池放电过程中,转化为。下列说法正确的是
A.中,P为+5价、Fe为+3价
B.该放电过程中,铁元素被还原
C.Li是不活泼金属,不能与酸反应
D.溶于稀硫酸后,可用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素
【答案】D
【详解】A.中,Li为+1价、P为+5价、O为-2价,依据化合价代数和为0可知Fe为+2价,A错误;
B.该放电过程中铁元素化合价从+2价升高到+3价,失去电子,铁元素被氧化,B错误;
C.Li是活泼金属,能与酸反应,C错误;
D.溶于稀硫酸后,溶液中含有铁离子,所以可用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素,D正确;
答案选D。
8.(2024高二下·江苏·学业考试)某电解精炼铜的阳极泥中含有金属铜和铂()等,分离方法如下:向阳极泥中加入适量作氧化剂,混匀后焙烧;待固体冷却后水洗,在80℃条件下用稀硫酸浸取水洗后的固体,过滤,得溶液和固体滤渣(含金属)。下列对实验事实及操作的解释不合理的是
A.加入焙烧,将转化为
B.焙烧时铂未被氧化,铂的性质较稳定
C.浸取时温度选择80℃,加快浸出速率
D.过滤分离固体与溶液,金属铂不溶于硫酸
【答案】A
【详解】A.阳极泥中铜与反应,作氧化剂,混匀后焙烧固体,Cu被氧化为CuO,A项错误;
B.焙烧时铂未被氧化,证明其不与氧气反应,则铂的性质较稳定,B项正确;
C.浸取时温度选择80℃,温度高,反应速率快,可以加快浸出速率,C项正确;
D.题意中,加硫酸反应后过滤,得溶液和固体滤渣(含金属),故金属铂不溶于硫酸,D项正确;
故答案选A。
9.(2022高二上·江苏扬州·学业考试模拟)是重要的电子工业磁性原料,可由下列两种方法制得:
方法1:将(其中为价)焙烧成,再加热使转化为。
方法2:将与反应生成配合物,配合物与水反应生成,再与反应得。前两步的反应原理如图所示:
下列说法正确的是
A.中存在键
B.转化为需结合
C.图中气体为
D.方法2生成总反应的反应物为与
【答案】C
【详解】A.中存在氢氧根离子和氧锰根离子,不存在键,A错误;
B.转化为过程中Mn元素化合价降低,需要氧元素化合价升高,需释放O,B错误;
C.结合图示信息,Mn和(NH4)2SO4反应生成[Mn(NH3)n]SO4,需要释放出多余的氢,X为H2,C正确;
D.再与反应得,反应中Mn元素化合价升高,则氧元素化合价降低,生成水,结合图示反应过程,方法2生成总反应的反应物为与、O2,D错误;
故选C。
10.(2023高二·江苏扬州·学业考试模拟)实验室从含I-的溶液中提取I2的流程如下:
已知2Fe3+ + 2I-= 2Fe2+ + I2。下列说法不正确的是
A.“过滤1”所得沉淀为AgI
B.“过滤2”所得滤液中铁元素主要以Fe3+的形式存在
C.用稀HNO3溶解滤渣Y得到的溶液可循环利用
D.氧化时,理论上通入Cl2的物质的量为I-物质的量的
【答案】B
【分析】含I-的溶液加入硝酸银生成碘化银沉淀,过滤1得到碘化银后加入铁置换出银单质同时生成碘化亚铁,过滤2分离出银得到Y,滤液加入氯气氧化碘离子得到碘单质;
【详解】A.由分析可知,“过滤1”所得沉淀为AgI,A正确;
B.铁离子会和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质,故“过滤2”所得滤液中铁元素主要以Fe2+的形式存在,B错误;
C.用稀HNO3溶解滤渣Y银单质生成硝酸银溶液,故得到的溶液可循环利用,C正确;
D.氯气氧化碘离子得到碘单质,则氧化时,理论上通入Cl2的物质的量为I-物质的量的,D正确;
故选B。
11.(2021高二上·江苏盐城·学业考试模拟)氢化钠(NaH)是一种生氢剂,与水可发生如下反应:NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列对该反应的描述正确的是
A.H2既是氧化产物,又是还原产物
B.NaH既是还原剂,又是氧化剂
C.H2O没有参与氧化还原反应
D.反应的氧化剂和还原剂的质量比是1∶1
【答案】A
【分析】氢化钠(NaH)与水可发生反应:NaH+H2O=NaOH+H2↑,其中NaH中H元素化合价为-1价,H2O中H元素化合价为+1价,两者发生归中反应生成氢气,据此分析解答。
【详解】A.根据反应可知,H2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;
B.NaH中-1价的H元素化合价升高,被氧化,所以NaH作还原剂,B错误;
C.H2O中H元素化合价降低,被还原,作氧化剂,C错误;
D.反应的氧化剂为H2O,还原剂为NaH,参加反应的物质的量比是1∶1,其质量之比为18g∶24g=3∶4,D错误;
故选A。
12.(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。
13.(2022高二上·江苏·学业考试)反应(浓)中氧化剂是
A. B. C. D.S
【答案】B
【详解】HNO3 中所含N元素化合价从+5价降低到NO2中的+4价,HNO3作氧化剂,故选B。
14.(2022高二上·江苏·学业考试模拟)反应可用于制备金属钼(Mo)。下列关于该反应的说法不正确的是
A.Al的还原性比Mo强 B.Mo为还原产物
C.Al得到电子 D.发生还原反应
【答案】C
【详解】A.铝作还原剂,钼作还原产物,还原剂还原性大于还原产物,A正确;
B.钼作为生成物,元素化合价降低,做还原产物,B正确;
C.铝元素化合价升高,失去电子,C错误;
D.三氧化钼中钼元素化合价降低,发生还原反应,D正确;
故选C。
15.(2022高二上·江苏南京·学业考试模拟)“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿。”铜绿是铜发生一系列复杂反应的产物。该过程中,元素的化合价
A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断
【答案】A
【详解】铜绿中铜元素的化合价为+2价,铜单质的化合价为0价,Cu的化合价升高,因此选A;
16.(2022高二上·江苏扬州·学业考试模拟)炼铁高炉内发生反应之一为,该反应属于
A.化合反应 B.氧化还原反应 C.复分解反应 D.置换反应
【答案】B
【详解】A.由方程式可知,该反应所得产物有2种,不属于化合反应,故A错误;
B.由方程式可知,该反应有元素发生化合价变化,属于氧化还原反应,故B正确;
C.由方程式可知,该反应有元素发生化合价变化,不属于复分解反应,故C错误;
D.由方程式可知,该反应没有单质参与反应,不属于置换反应,故D错误;
故选B。
17.(2019高二上·江苏连云港·学业考试模拟)请阅读下列材料,完成下面小题。
硫酸的工业用途非常广泛,可用于制造化肥、除铁锈、作电解液等。工业制硫酸的关键一步是将SO2氧化为SO3,该反应为2SO2+O22SO3。但该反应速率小,无法投入工业化生产。后来化学家们不断地改进反应条件,找到了理想的催化剂及反应的适宜温度,成功开发出了制造硫酸的生产工艺。
1. SO2与O2在一定条件下反应生成SO3,该反应属于( )
A.化合反应 B.分解反应 C. 置换反应 D.复分解反应
2. 上述材料中的反应是氧化还原反应,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.O2是还原剂 B.SO2被氧化
C. O2失去电子 D.SO2发生还原反应
3. 上述材料中的反应在密闭容器中进行,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.升高温度能减慢反应速率
B.SO2与O2能100%转化为SO3
C. 减小O2的浓度能加快反应速率
D.使用恰当的催化剂能加快反应速率
4. 上述材料中的反应为放热反应,下列说法正确的是( )
A.断开化学键放出能量
B.放热反应都不需要加热
C. 该反应的逆反应是吸热反应
D.该反应的反应物总能量小于生成物的总能量
【答案】 A B D C
【详解】1、2SO2+O22SO3,该反应属于化合反应,故A正确。
2、2SO2+O22SO3是氧化还原反应,SO2化合价升高,发生氧化反应,被氧化,化合价降低,发生还原反应,被还原,故B正确。
3、A. 升高温度能加快反应速率,故A错误;
B. 2SO2+O22SO3是可逆反应,因此SO2与O2不可能100%转化为SO3,故B错误;
C. 减小O2的浓度会降低反应速率,故C错误;
D. 使用恰当的催化剂能加快反应速率,故D正确。
综上所述,答案为D。
4、A. 断开化学键吸收能量,故A错误;
B. 放热反应也可能需要加热,比如碳燃烧需要加热,故B错误;
C. 该反应的逆反应是吸热反应,故C正确;
D. 该反应的反应物总能量大于生成物的总能量,故D错误。
综上所述,答案为C。
18.(2023高二上·江苏盐城·学业考试模拟节选)“2060年实现碳中和”的目标提出之后,的排放和转化成为各行各业关注的重点。利用两种不同的金属催化剂,可在水溶液中将分别转化为CO和HCOOH,反应过程示意如图所示。
(3)一定条件下,可与H2O以物质的量之比1∶1发生反应生成HCOOH,该反应的化学方程式为 。
【答案】
(3)
【详解】
(3)一定条件下,CO2与H2O以物质的量1:1发生反应生成HCOOH,则除了有HCOOH生成外还有O2生成,化学方程式为。
4.(2022高二上·江苏南京·学业考试模拟节选)据史料记载,我国汉代已将用于制药等生活实践。
(1)实验室模拟工业制备:在锥形瓶中加入铜屑和稀,水浴加热使温度保持左右,向混合物中通入,充分反应。实验装置如图所示。所得溶液经分离提纯得。
①反应中将氧化为的氧化剂为 (填化学式)。
②装置中多孔球泡的作用是 。
(2)工业用上述方法制备时,若采用空气代替氧气,会增加制备过程中能量的消耗。原因是 。
【答案】(1) 增大氧气与溶液的接触面积,加快反应速率,使反应充分进行
(2)空气中氧气浓度低,反应速率慢,耗时长耗能大;热空气会带走大量热量,耗能大
【详解】(1)①反应中氧气得到电子,因此将氧化为的氧化剂为。
②装置中多孔球泡可增大氧气与溶液的接触面积,加快反应速率,使反应充分进行。
(2)由于空气中氧气浓度低,反应速率慢,耗时长耗能大,且热空气会带走大量热量,耗能大,所以采用空气代替氧气,会增加制备过程中能量的消耗。
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