内容正文:
4.氧化还原反应的概念、规律及应用
选择题专攻
核心精讲
01
(一)理清两条概念线索
3
(二)氧化还原反应的规律
1.强弱律
氧化性:氧化剂>氧化产物。
还原性:还原剂>还原产物。
应用示例
(1)已知下列反应:
①Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O,
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
则Co2O3、Fe3+、Cl2的氧化性强弱顺序为____________________。
Co2O3>Cl2>Fe3+
4
(2)写出证明氧化性、还原性强弱的离子方程式。
①氧化性强弱顺序:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>Cu2+。
a.KMnO4>Cl2:_____________________________________________。
b.Cl2>Br2:_______________________。
c.Br2>Fe3+:___________________________。
d.Fe3+>Cu2+:__________________________。
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
5
②还原性强弱顺序:SO2>I->Fe2+>Br->Cl-。
a.SO2>I-:__________________________________。
b.I->Fe2+:________________________。
c.Fe2+>Br-:___________________________。
d.Br->Cl-:________________________。
I2+SO2+2H2O===2I-+4H++
2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+
Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
6
2.价态律
判断氧化还原反应的产物,同种元素不同价态之间发生反应“只靠拢,不交叉”。
应用示例
(1)用“双线桥”标出下列反应的电子转移方向和数目。
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
答案
7
(2)在KClO3+6HCl===3Cl2↑+KCl+3H2O中氧化产物和还原产物的质量之比为________。
5∶1
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应用示例
(1)向FeI2溶液中逐滴滴入氯水,按反应发生的先后顺序,依次写出离子方程式:________________________________________________。
3.先后律
2I-+Cl2===I2+2Cl-、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)向含有Fe3+、H+的溶液中,逐渐加入铁粉,按反应的先后顺序,依次写出离子方程式:__________________________________________。
2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+2H+===H2↑+Fe2+
9
4.守恒律
在氧化还原反应中,遵循原子守恒、得失电子守恒及电荷守恒。用于(1)氧化还原反应方程式的配平。(2)氧化还原反应的相关计算。
应用示例
某实验小组测定产品中水合肼(N2H4·H2O)的含量,步骤如下:称取产品6.0 g,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH保持在6.5左右), 加水配成250 mL溶液,移取25.00 mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用 0.300 0 mol·L-1的碘标准溶液滴定。实验测得消耗碘标准溶液的平均值为20.00 mL。
10
回答下列问题:
(1)写出水合肼和I2反应的化学方程式(已知水合肼被氧化为N2):_________________________________。
(2)产品中水合肼的质量分数为_______。
N2H4·H2O+2I2===N2↑+4HI+H2O
25%
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真题演练
02
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(一)浙江三年真题汇编
1.(2023·浙江6月选考,6)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是
A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有2 mol S—S键断
裂,则转移4 mol电子
C.②→③过程若药剂B是H2O2,其
还原产物为O2
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
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①→②是氢原子添加进去,该过程是还原反应,因此①是氧化剂,具有氧化性,则药剂A具有还原性,故A正确;
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①→②过程中S的价态由-1价变为-2价,若有2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子,故B正确;
②→③过程发生氧化反应,若药剂B是H2O2,则B化合价应该降低,因此其还原产物为H2O,故C错误;
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通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S键位置发生了改变,故D正确。
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2.(2023·浙江1月选考,6)关于反应2NH2OH+4Fe3+===N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是
A.生成1 mol N2O,转移4 mol电子
B.H2O是还原产物
C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂
D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
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由方程式可知,反应生成1 mol N2O,转移4 mol电子,故A正确;
由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,铁元素的化合价降低被还原,Fe3+是反应的氧化剂,故C错误;
若设计成原电池,Fe3+在正极得到电子发生还原反应生成Fe2+,Fe2+为正极产物,故D错误。
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3.(2022·浙江6月选考,10)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
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Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4中所含元素的化合价均未发生变化,A说法不正确;
Na2S2O3中的S的平均化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B说法正确;
该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C说法不正确;
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根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol电子,D说法不正确。
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4.(2022·浙江1月选考,10)关于反应4CO2+SiH4 4CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是
A.CO是氧化产物
B.SiH4发生还原反应
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D.生成1 mol SiO2时,转移8 mol电子
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5.(2021·浙江6月选考,8)关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
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反应中K2H3IO6中I元素的化合价降低,得电子发生还原反应,A错误;
KI中的I-来自HI,化合价没有发生变化,KI既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;
12.7 g I2的物质的量为0.05 mol,根据反应的化学方程式,每生成4 mol I2转移7 mol电子,则生成0.05 mol I2时转移电子的物质的量为0.087 5 mol,C错误;
反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7 mol HI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1,D正确。
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6.(2021·浙江1月选考,10)关于反应8NH3+6NO2===7N2+12H2O,下列说法正确的是
A.NH3中H元素被氧化
B.NO2在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3
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NH3中H元素化合价不发生变化,A错误;
NO2中的N元素得到电子由+4价降低到N2中的0价,B错误;
该反应中NH3是还原剂,NO2是氧化剂,其物质的量之比为4∶3,C错误;
化学方程式中生成7个N2,有8个N来源于NH3中N的升价,有6个N来源于NO2中N的降价,氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3,D正确。
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(二)2023各省市真题研究
7.(2023·北京,12)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同
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Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;
①中水中H、O元素的化合价不发生变化,水不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
Na2O2由Na+和 组成,阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数比为2∶1,C正确;
①中每生成1个O2转移2个电子,②中每生成1个H2转移1个电子,转移电子数相同时,生成O2和H2的物质的量之比为1∶2,D错误。
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8.(2023·湖南,10)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(As2S3)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
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的中心原子S形成的4个σ键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A错误;
As2S3中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物As2O3中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误;
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由反应Ⅰ和Ⅱ的化学方程式可知,氧化1 mol As2S3时,两反应转移的电子分别为12 mol和28 mol,故转移的电子数之比为3∶7,D正确。
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考向预测
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根据氯气与钠反应生成氯化钠可推知,(CNS)2可以和Na反应,生成NaCNS,A正确;
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2.已知反应10AgF+5Cl2+5H2O===9AgCl+AgClO3+10HF+O2,下列说法正确的是
A.AgCl是氧化产物
B.AgF是氧化剂
C.有1 mol O2生成时反应所转移的电子总数为9NA
D.被氧化的氯与被还原的氯物质的量之比为9∶1
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根据反应10AgF+5Cl2+5H2O===9AgCl+AgClO3+10HF+O2中Cl元素化合价由Cl2中0价变为AgClO3中+5价和AgCl中-1价、O元素化合价由H2O中-2价变为O2中0价,所以氧化剂是部分氯气,还原剂是部分氯气和水。AgCl是还原产物,A错误;
根据分析可知AgF中元素化合价未发生变化,AgF既不是氧化剂也不是还原剂,B错误;
该反应中有1 mol O2生成时,转移9 mol电子,C正确;
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该反应中Cl元素化合价由Cl2中0价变为AgClO3中+5价和AgCl中-1价,化合价升高被氧化,化合价降低被还原,则被氧化的氯与被还原的氯物质的量之比为1∶9,D错误。
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3.(2023·杭州市高三下学期期中)对于化学方程式3SiO2+6C+2N2===
Si3N4+6CO,下列说法正确的是
A.SiO2是氧化剂
B.每生成1.4 g Si3N4转移0.12 mol电子
C.CO是还原产物
D.Si3N4属于传统硅酸盐材料
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反应中Si元素化合价不变,N元素化合价降低,N2是氧化剂,故A错误;
反应中N元素化合价由0价降低到-3价,1.4 g Si3N4的物质的量为
=0.01 mol,每生成0.01 mol Si3N4转移0.12 mol电子,
故B正确;
反应中C元素化合价升高,CO是氧化产物,故C错误;
Si3N4既不属于盐,也不属于传统硅酸盐材料,故D错误。
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4.(2023·嘉兴市高三下学期二模)关于反应S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是
A.该反应的氧化剂只有硝酸钾
B.生成标准状况下2.24 L N2,反应共转移1 mol电子
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1
D.电负性:O>N>C>K
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反应中N和S元素化合价降低,该反应的氧化剂是S和KNO3,故A错误;
生成标准状况下2.24 L N2,物质的量为0.1 mol,则生成0.3 mol CO2,C元素化合价由0价升高到+4价,转移1.2 mol电子,故B错误;
反应中N和S元素化合价降低,C元素化合价升高,CO2为氧化产物,K2S和N2为还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,故C错误;
元素非金属性越强,电负性越强,所以电负性:O>N>C>K,故D正确。
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5.(2023·湖州、衢州、丽水三地市高三质检)关于反应3ClO-+2Fe3++10OH-=== +3Cl-+5H2O,下列说法正确的是
A.生成1 mol ,转移3 mol电子
B.H2O是还原产物
C.Fe3+是氧化剂
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
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H、O元素未发生价态变化,因此H2O既不是氧化产物也不是还原产物,故B错误;
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6.(2023·金华市十校高三下学期模拟)加热硅与Ca(OH)2、NaOH的混合粉末可获得氢气:Si+Ca(OH)2+2NaOH Na2SiO3+CaO+2H2↑,下列说法正确的是
A.Na2SiO3是还原产物
B.可推知该反应为吸热反应
C.生成1 mol Na2SiO3转移4 mol 电子
D.该反应为置换反应
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反应中Si元素化合价由0价升高到+4价,Na2SiO3是氧化产物,故A错误;
该反应需要加热,但吸热反应不一定需要加热,则不能推知该反应为吸热反应,故B错误;
置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应,该反应不是置换反应,故D错误。
2MnO
SO
Ⅰ.同时含有几种还原剂按还原性由强到弱依次反应。
Ⅱ.同时含有几种氧化剂按氧化性由强到弱依次反应。
根据反应方程式可知25.00 mL待测液中n(N2H4·H2O)=×0.300 0 mol·
L-1×0.02 L=0.003 mol,则250 mL溶液中有0.03 mol N2H4·H2O,产品中水合肼的质量分数为×100%=25%。
O
A.S2O和SO的空间结构都是正四面体形
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 As2S3转移的电子数之比为3∶7
S2O
根据题给信息可知,反应Ⅰ的化学方程式为2As2S3+6O2+3H2O2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ的化学方程式为As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C错误;
1.(2023·温州市普通高中高三下学期模拟)关于反应S2O+2H2O+(CNS)2===2SO+2CNS-+4H+,下列说法正确的是
A.(CNS)2可以和Na反应,生成NaCNS
B.CNS-是氧化产物
C.S2O既是氧化剂又是还原剂
D.生成1 mol SO,转移2NA个电子
生成1 mol SO,转移NA个电子,D错误。
根据反应S2O+2H2O+(CNS)2===2SO+2CNS-+4H+可知,(CNS)2为类卤素,类似于Cl2,S2O中S的化合价为+5价,升高为+6价,被氧化,S2O为还原剂,SO为氧化产物,(CNS)2为氧化剂,CNS-为还原产物,B、C错误;
FeO
2FeO
反应中Fe3+失电子,化合价升高生成FeO,作还原剂,故C错误;
氧化产物为FeO,还原产物为Cl-,由反应可知两者物质的量之比为2∶3,故D错误。
由反应可知2 mol Fe3+失去6 mol电子生成2 mol FeO,则生成1 mol FeO转移3 mol电子,故A正确;
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