内容正文:
第1课时 认识氧化还原反应
(建议用时:15分钟)
1.氧化还原反应:反应过程中有元素化合价________的反应。其中反应物中所含某种(或某些)元素化合价________的反应称为氧化反应,反应物中所含某种(或某些)元素化合价________的反应称为还原反应。
答案 变化 升高 降低
2.________是氧化还原反应的实质。____________________是氧化还原反应实质的外在表现,也是氧化还原反应的特征。
答案 电子转移 元素化合价的变化
1.下列有关氧化还原反应的理解不正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的变化
B.氧化还原反应中一定存在着电子的转移
C.一个氧化还原反应中一定既存在氧化反应,也存在还原反应
D.氧化还原反应中,元素化合价的变化是电子转移的外观表现
答案 A
解析 电子转移是氧化还原反应的本质,A错误。
2.下列化学反应中,属于氧化还原反应的是( )
A.Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.Na2O+H2O===2NaOH
D.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
答案 D
解析 A、B、C中无元素化合价变化,不属于氧化还原反应;D中Zn元素、H元素化合价发生变化,为氧化还原反应。
3.下列变化过程一定属于还原反应的是( )
A.HCl→MgCl2 B.Na→Na+
C.CO→CO2 D.Fe3+→Fe2+
答案 D
解析 发生还原反应的过程中某些元素的化合价降低。A项,氯元素的化合价不变;B项,钠元素的化合价升高,属于氧化反应;C项,碳元素的化合价升高,属于氧化反应;D项,铁元素的化合价降低,属于还原反应。
4.下列物质的制备涉及的反应属于氧化还原反应的是( )
A.实验室中制备Fe(OH)3胶体
B.实验室中用石灰石制备CO2
C.实验室中加热高锰酸钾制备O2
D.工业上用废旧的CuO制备蓝矾
答案 C
解析 Fe(OH)3胶体的制备过程中不存在元素化合价的变化,不是氧化还原反应,A错误;实验室用石灰石制备CO2的离子方程式为CaCO3+2H+===CO2↑+H2O+Ca2+,不存在元素化合价的变化,不是氧化还原反应,B错误;工业上用废旧的CuO制备蓝矾涉及的化学方程式为CuO+H2SO4===CuSO4+H2O,不存在元素化合价的变化,不是氧化还原反应,D错误。
5.下列四种基本类型的反应中一定属于氧化还原反应的是( )
A.复分解反应 B.分解反应
C.化合反应 D.置换反应
答案 D
解析 复分解反应中一定不存在元素的化合价变化,则一定不属于氧化还原反应,A错误;没有单质生成的分解反应,不一定属于氧化还原反应,有单质生成的分解反应,存在元素的化合价变化,一定属于氧化还原反应,B错误;没有单质参加的化合反应,不一定属于氧化还原反应,有单质参加的化合反应,存在元素的化合价变化,一定属于氧化还原反应,C错误;置换反应中一定存在元素的化合价变化,则一定属于氧化还原反应,D正确。
6.下列变化过程只有通过氧化反应才能实现的是( )
A.HCl→H2 B.HCl→FeCl2
C.H2SO4(浓)→SO2 D.Fe→Fe2O3
答案 D
解析 发生氧化反应时,物质中有元素的化合价升高。A项,H元素的化合价降低;B项,Cl元素的化合价不变;C项,S元素的化合价降低;D项,Fe元素的化合价升高,符合题意。
7.化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应是四种基本化学反应类型。下列变化属于氧化还原反应,但是不属于四种基本反应类型的是( )
A.CO+CuOCu+CO2
B.2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
C.2O33O2
D.Cl2+2FeCl2===2FeCl3
答案 A
解析 A项,反应中有电子转移,属于氧化还原反应,但不符合四种基本反应类型,正确;B项,反应中有电子转移,属于氧化还原反应,同时又是置换反应,错误;C项,反应没有电子转移,不属于氧化还原反应,错误;D项,反应有电子转移,属于氧化还原反应,同时又是化合反应,错误。
8.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
答案 A
解析 部分碘元素化合价由-1价升高为0价,失去电子,Fe元素化合价由+3价降低为+2价,得到电子,最小公倍数为2,转移2e-,A正确;H元素化合价由+1价降低为0价,得到电子,Na元素从0价升高为+1价,失去电子,最小公倍数为2,转移2e-,B错误;硫酸中S元素化合价由+6价降低为+4价,得到电子,硫化氢中S元素化合价从-2价升高为0价,失去电子,最小公倍数为2,转移2e-,C错误;部分氯元素化合价由0价升高为+1价,失去电子,部分氯元素化合价从0价降低为-1价,得到电子,最小公倍数为2,转移2e-,D错误。
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B.氧化还原反应一定有氧元素参加
C.有单质参与的反应一定是氧化还原反应
D.发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应
答案 D
解析 氧化还原反应的本质是电子转移,A错误;氧化还原反应不一定有氧元素参加,B错误;有单质参与的反应不一定是氧化还原反应,如同素异形体之间的转化,C错误;发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应,如氯气与氢氧化钠溶液的反应,氯气既发生氧化反应又发生还原反应,D正确。
[名师答疑] 氧化还原反应与四种基本反应的关系
(1)有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应,但无单质参加的化合反应(如Na2O2+SO2===Na2SO4)和无单质生成的分解反应(如2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O)也可能是氧化还原反应。(2)有单质参加和生成的反应不一定是氧化还原反应,如O2转化为O3,金刚石转化为石墨。
2.下列反应中,一定发生电子转移的是( )
A.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
B.3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
D.FeO+2HCl===FeCl2+H2O
答案 B
解析 B项,Cu、N两种元素的化合价在反应前后发生了变化,故反应一定发生了电子转移。
3.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
答案 C
解析 A属于置换反应;B属于复分解反应;D属于分解反应;C不属于四种基本反应类型,但反应前后元素的化合价有变化,属于氧化还原反应。
4.化学实验中若使某步的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中,属于氧化还原反应的有( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
答案 A
解析 反应①、④、⑥中Cr元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,故A正确。
5.下列反应中,氯元素全部被氧化的是( )
A.2P+3Cl22PCl3
B.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
C.NaOH+HCl===NaCl+H2O
D.2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
答案 B
解析 氯元素全部被氧化,即氯元素的化合价都升高,选项B中氯元素的化合价都由-1升高到0。
[名师答疑] 元素化合价升降与电子转移的关系
(1)元素化合价的升降是氧化还原反应的特征,电子转移才是氧化还原反应的本质。二者的关系是“本质决定特征,特征反映本质”。
(2)得电子(或电子对偏向)的原子对应的元素的化合价降低,被还原;失电子(或电子对偏离)的原子对应的元素化合价升高,被氧化。
6.从元素化合价变化的角度分析,下列反应中,画线的物质发生氧化反应的是( )
A.SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
B.2CuO+C2Cu+CO2↑
C.2FeCl3+Fe===3FeCl2
D.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
答案 C
7.日常生活中的许多现象与化学反应有关,下列现象与氧化还原反应无关的是( )
A.铜铸塑像上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]
B.铁制菜刀生锈
C.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏
D.铝锅表面生成致密的薄膜
答案 C
解析 酸雨腐蚀大理石雕像是因为碳酸钙和酸反应,该反应中没有元素化合价发生变化,故C不涉及氧化还原反应。
8.在下列三个化学反应中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是( )
①N2+O22NO
②4AgNO32Ag2O+4NO2↑+O2↑
③2NH4Cl+Ba(OH)2BaCl2+2NH3↑+2H2O
A.①②③ B.②①③
C.③②① D.③①②
答案 A
解析 ①中氮元素由0价升高到+2价,被氧化;②中AgNO3中氮元素为+5价,NO2中氮元素为+4价,氮元素被还原;③中氮元素的化合价没有变化。
9.下列反应中,既属于氧化还原反应,又属于化合反应的是( )
A.Fe2O3与CO反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B.氯气通入溴化钠溶液中:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
C.SO2与CaO反应:SO2+CaOCaSO3
D.过氧化钠与二氧化硫的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4
答案 D
解析 A、B、D都是氧化还原反应,其中D同时是化合反应。
10.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( )
答案 A
解析 S→SO失去4e-×1,2S→2S2-得到2×2e-,A正确;根据反应方程式可知,转移12e-,B错误;反应中+5价氯和部分-1价氯均转化为氯气,ClO→Cl2,Cl-→Cl2,1 mol KClO3转移电子的物质的量应为5 mol,C错误;CuO中Cu元素化合价降低,得到电子,C应失去电子,D错误。
11.人们常用图示的方法表示不同反应类型之间的关系。如分解反应和氧化还原反应的关系可用图甲表示。图乙表示离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系,则Z表示( )
A.置换反应 B.氧化还原反应
C.离子反应 D.三者中的任一反应
答案 C
解析 置换反应全部属于氧化还原反应,部分属于离子反应,图乙中X表示氧化还原反应,Y表示置换反应,Z表示离子反应。
12.氮化铝(AlN)被广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过如下反应制取:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。下列叙述正确的是( )
A.AlN中N元素的化合价为-3价
B.Al2O3发生氧化反应
C.上述反应中氮元素被还原,N2发生氧化反应
D.上述反应中有电子的转移,是因为有元素的化合价发生变化
答案 A
解析 AlN中N元素为-3价,A正确;Al2O3在反应中元素化合价没有发生变化,B错误;N2中氮元素化合价降低,N2做氧化剂,被还原,发生还原反应,C错误;因为有电子的转移才有元素化合价的变化,而不是有元素化合价的变化才有电子的转移,D错误。
二、非选择题
13.已知反应:①SO3+H2O===H2SO4、②3NO2+H2O===2HNO3+NO、③2F2+2H2O===4HF+O2、④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、⑤2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、⑥SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O。
(1)上述反应中不属于氧化还原反应的有________(填序号,下同);H2O被氧化的是________,H2O被还原的是________;属于氧化还原反应,反应物中的H2O既不被氧化也不被还原的是________。
(2)写出反应⑤的离子方程式:_____________________________________________________。
答案 (1)①⑥ ③ ④ ②⑤ (2)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
解析 ①SO3+H2O===H2SO4中没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应;②3NO2+H2O===2HNO3+NO中部分氮元素的化合价升高,部分氮元素的化合价降低,水中的氢元素和氧元素的化合价均没有变化,所以该反应是氧化还原反应,水既不被氧化也不被还原;③2F2+2H2O===4HF+O2中,氟元素的化合价从0降低到-1,水中氧元素的化合价从-2升高到0,所以该反应是氧化还原反应,水在反应中被氧化;④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑中,钠元素的化合价从0升高到+1,水中氢元素的化合价从+1降低到0,所以该反应是氧化还原反应,水在反应中被还原;⑤2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,过氧化钠中氧元素的化合价部分从-1升高到0,部分从-1降低到-2,水中的氢元素和氧元素化合价均没有变化,所以该反应是氧化还原反应,水既不被氧化也不被还原;⑥SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O中没有元素化合价发生变化,该反应不是氧化还原反应。
14.已知铜在常温下能被稀HNO3溶解,反应为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)请将上述反应改写成离子方程式:____________________________________________ ________________________________________________________________________________。
(2)上述反应中,被还原的物质是________(填化学式),氧化产物是________(填化学式)。
(3)用双线桥法标出该反应的电子转移情况:
________________________________________________________________________。
(4)若反应中转移了6 mol电子,则生成的NO气体的体积在标准状况下为________L。
答案 (1)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)HNO3 Cu(NO3)2 (3)
(4)44.8
解析 (1)在3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中,HNO3和Cu(NO3)2溶于水且完全电离,应写成离子形式,故离子方程式为3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
(2)反应中N元素的化合价降低,HNO3被还原,还原产物为NO,Cu元素的化合价升高,Cu被氧化为Cu2+,即氧化产物是Cu(NO3)2。
(3)根据化合价升高总数=化合价降低总数=转移电子数=6,可知电子转移情况如下:
。
(4)根据方程式可知,每转移6 mol电子,生成2 mol NO气体,在标准状况下的体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L。
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