内容正文:
第04讲氧化还原反应的基本概念
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,知道氧化反应、还原反应,氧化剂及还原剂的概念。
2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。
3.能利用氧化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。
4.知道常见的氧化剂、还原剂及其反应后的生成物。
课本【思考与讨论】p20参考答案:
(1)
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得氧物质
C、CO
氧化反应
失氧物质
CuO、Fe2O3
还原反应
(2)2+2+2 23+32+32
由上述反应前后元素的化合价比较可知,两个反应均存在元素化合价变化。
(3)氧化反应:→O2、O→O2,碳元素化合价升高;还原反应:O→、 2O3→,铜元素、铁元素化合价均降低。
一 、 多角度认识氧化还原反应
1.从得失氧的角度
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得到氧的物质
反应
失去氧的物质
反应
结论:一种物质 发生氧化反应,必然有一种物质 发生还原反应,氧化反应和还原反应是在一个反应中 发生的,称为氧化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度
①对于有氧元素参加的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
铁元素化合价 ,发生还原反应;碳元素化合价 ,发生氧化反应。
②于无氧元素参加的反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
铜元素化合价 ,发生还原反应;铁元素化合价 ,发生氧化反应。
结论:反应前后有元素的 发生变化是氧化还原反应的重要特征。
3.从电子转移的角度
实验
NaCl形成示意图
分析
钠与氯气反应
钠原子的最外电子层上有1个电子,钠原子 1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+);氯原子的最外电子层上有7个电子,氯原子 1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-);这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构
反应中钠元素的化合价从0价升高到 价,Na失电子被氧化,Na发生了 ;反应中氯元素的化合价从0价降低到 价,Cl2得电子被还原,Cl2发生了
在这个反应中,发生了
反应过程中
相应变化关系图
实验
HCl形成示意图
分析
氢气与氯气反应
氢原子、氯原子都不能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到
价,H2被 ;氯元素的化合价从0价降低到
价,C12被
在这个反应中,发生了 ,H2发生了氧化反应,C12发生了还原反应
反应过程中
相应变化关系图
概念辨析:
(1)在有些氧化还原反应中,物质所含元素的原子 电子,该物质发生氧化反应;物质所含元素的原子 电子,该物质发生还原反应。
(2)在有些氧化还原反应中,元素的原子间有共用电子对的偏移(偏离和偏向)。共用电子对 的物质发生氧化反应,共用电子对 的物质发生还原反应。
(3)结论:
①有 (电子 或共用电子对 )的反应是氧化还原反应。
②元素的原子失去电子(或电子对偏离),则元素的化合价 ,物质被 ,发生 反应;元素的原子得到电子(或电子对偏向),则元素的化合价 ,物质被 ,发生 反应。
③氧化还原反应的本质是 。
二、氧化还原反应的基本概念
1.含“氧”概念
(1)氧化剂: 电子,化合价 的反应物
(2)氧化反应:化合价 的反应
(3)氧化产物:化合价 得到的生成物
(4)被氧化:化合价 的过程
(5)氧化性:化合价 过程表现的性质
2.含“还”概念
(1)还原剂: 电子,化合价 的反应物
(2)还原反应:化合价 的反应
(3)还原产物:化合价 得到的生成物
(4)被还原:化合价 的过程
(5)还原性:化合价 过程表现的性质
【特别提醒】
(1)氧化反应和还原反应存在于在同一个反应中,它们 发生、 存在,是相互对立统一的。
(2)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↑,氧化剂是 ,还原剂是
②2F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是 ,还原剂是
(3)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 ,还原产物是
②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,氧化产物是 ,还原产物是
(4)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 ,被还原的元素是
②2H2S+SO22H2O+3S,被氧化的元素是 ,被还原的元素是
(5)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO36Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,被氧化的元素是 和 ,被还原的元素是
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氧化的元素是 ,被还原的元素是 和
(6)方程式中的系数与实际参加反应的氧化剂或还原剂的量不一定一致
①C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=
②Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=
3.物质的氧化性和还原性
1)化合价和氧化性、还原性的关系
(1)相互关系
①金属单质只有还原性
②非金属单质既有氧化性又有还原性,F2除外
③从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性
(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
最低价
2)氧化还原反应中酸或碱的作用
(1)氧化性:所含元素的化合价
(2)还原性:所含元素的化合价
(3)酸或碱性:所含元素的化合价 ,有相应的 生成
(4)具体反应分析
①Zn+2HClZnCl2+H2↑,盐酸表现
②CuO+2HClCuCl2+H2O,盐酸表现
③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸表现
④2HClH2↑+Cl2↑,盐酸表现
⑤3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,NH3表现
⑥Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,硝酸表现
3)氧化还原反应中水的电解反应中水的作用
(1)氧化性:有 产生
(2)还原性:有O2产生
(3)氧化性和还原性:同时有 产生
(4)具体反应分析
①2F2+2H2O4HF+O2,水表现
②3Fe+4H2OFe3O4+4H2,水表现
③2Na+2H2O2NaOH+H2↑,水表现
④2H2OO2↑+2H2↑,水表现 和
⑤2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,水
⑥Cl2+H2OHCl+HClO,水
⑦3NO2+H2O2HNO3+NO,水
可概括为“ ”。
三 、电子转移的表示方法
请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
1.双线桥法:
①标 价 ②画箭头( 物指向 物) ③算数目 ④说变化。如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】
a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
c.失去电子的总数等于得到电子的总数。
2.单线桥法:
①标 价 ②画箭头(由 子指向 原子) ③算数目(线桥上只标电子转移的 ,不标“ ”“ ”字样),如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】
a.箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b.不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
c.线桥只出现在反应物中。
【归纳总结】
分析电子转移数目的关键——标出元素化合价
(1)基本方法:先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(2)熟记常见元素的化合价:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。
(3)明确一些特殊物质中元素的化合价:
CuFeS2:、、;K2FeO4:;Li2NH、LiNH2、AlN:;Na2S2O3:;
MO:;C2O:;HCN:、;CuH:、;FeO:;Si3N4:、。
四 、氧化还原反应与四种基本类型反应间的关系
【特别提醒】
(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。
(2)有单质生成的 反应是氧化还原反应。
(3)有单质参加或生成的化学反应, 是氧化还原反应,如3O22O3。
(4)所有的置换反应都是 反应。
(5)所有的复分解反应都 反应。
五、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂及产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO42-(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X-
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3等)
NaClO(或ClO-)
Cl-、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2等
PbO2
Pb2+
2.常见的还原剂及产物预测
还原剂
氧化产物
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO32-)
SO42-
S2-(或H2S)
S、SO2(或SO32-)、SO42-
H2C2O4
CO2(酸性);CO32-(碱性)
H2O2
O2
I-(或HI)
I2、IO3-
CO
CO2(酸性);CO32-(碱性)
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)
Cu2+(与弱氧化剂反应生成Cu+)
3.判断变化中是否一定需加氧化剂或还原剂
(1)变价元素处于 :必须加入还原剂
(2)变价元素处于 :必须加入氧化剂
(3)变价元素处于 :可能发生自身的氧化还原反应,不一定加入氧化剂或还原剂
(4)判断
①Cl2→HClO(NaClO): ②NO2→HNO3: ③S→SO32-:
④KClO3→KCl:
⑤Na2O2→O2: ⑥CO2→C: ⑦NH4+→N2:
六、物质氧化性、还原性强弱的比较
1.判断的本质依据:得失电子的
(1)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低
(2)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少
2.单质与其相应离子的氧化性和还原性变化相反
(1)根据金属活动顺序表
(2)根据非金属活动顺序表
3.判断氧化性或还原性强弱的方法
1)根据化学反应比较氧化性或还原性强弱
(1)比较反应物和生成物的氧化性或还原性:强制弱原理
①氧化性: >
②还原性: >
(2)比较反应物的氧化性或还原性
①氧化性: >
②还原性: >
2)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
3)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。
4.常见微粒的还原性顺序
还原性:>>>>>
氧化性:<<<<<
(1)全部氧化:MnO4-(H+)和ClO-(H+)
(2)氧化前五种:ClO-、Cl2、浓硫酸(+4价S除外,无中间价态)
(3)氧化前四种:NO3-(H+)、H2O2(H+)、Br2
(4)氧化前三种:Fe3+
考点一氧化还原反应的判断
【例1】下列反应中属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【变式1-1】下列反应是氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【变式1-2】下列反应不属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
考点二 氧化还原反应基本概念的辨析
【例2】金属氢化物中,氢元素均为价,它们都可以作为生氢剂,例如,对于该反应,下列说法不正确的是
A.中的H被氧化 B.该反应属于置换反应
C.该反应中的既是氧化产物,又是还原产物 D.是氧化剂
【变式2-1】.下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【变式2-2】氮化铝具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能,广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。氮化铝可通过如下反应合成:。下列说法错误的是
A.该反应是氧化还原反应 B.碳元素失去电子被氧化
C.氮元素的化合价降低 D.是氧化剂
考点三 氧化还原反应电子转移的表示方法
【例3】下列化学反应中电子转移的方向与数目表示正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-1】下列单、双线桥的表示方法不正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-2】下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是
A. B.
C. D.
考点四 常见氧化剂和还原剂
【例4】下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【变式4-1】高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂。工业上制备高铁酸钠的离子方程式表示为:,该反应的氧化剂是
A.ClO- B.OH- C. D.
【变式4-2】下列变化过程中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
考点五 物质氧化性和还原性强弱比较
【例5】将 SO2气体与足量 Fe2(SO4)3溶液完全反应后, 再加入K2Cr2O7溶液, 发生如下两个化学反应: SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+,Cr2O+6Fe2++14H⁺=2Cr3++6Fe3++7H2O,有关说法正确的是
A.Cr2O中Cr元素为+5价
B.还原性
C.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
D.Cr2O能将SO2氧化成SO
【变式5-1】根据反应:①;②;③。判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
【变式5-2】工业废水中含有的重铬酸根离子()有毒,有较强的氧化性,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾()作处理剂,该反应的化学方程式为(未配平),下列说法不正确的是
A.还原性:
B.该反应的还原产物为
C.废水处理过程中,若硫酸用完,可以用盐酸替换硫酸来完成反应
D.该反应中,是还原剂
基础达标
1.下列生活现象与氧化还原反应无关的是
A.食盐潮解 B.食物腐败 C.菜刀生锈 D.沼气燃烧
2.下列反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
3.新鲜水果中富含维生素C,可用碘测定其含量。其原理为:维生素C+碘=脱氢维生素C+碘化氢。在该反应中,氧化剂及其还原产物分别是
A.维生素C和脱氢维生素C B.碘和碘化氢
C.维生素C和碘化氢 D.碘和脱氢维生素C
4.下列反应中,不属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
5.黑火药爆炸的反应为。在该反应中,被还原的元素是
A.N、S B.C C.K D.O
6.反应(未配平)的还原产物是
A. B. C. D.和
7.下列变化过程中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
8.已知反应:①;
②;
③;
④。
则下列微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是
A. B.
C. D.
9.下列化学反应用双线桥法或单线桥法表示电子的转移情况,正确的是
A.
B.
C.
D.
10.下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是
A.
B.
C.
D.
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
12.下列微粒中,从氧化还原的角度看,只具有氧化性的是
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
A.③⑤ B.③⑥ C.①② D.④⑥
13.已知有反应:①②③,根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.Cl2在反应①中作还原剂
B.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.溶液中可发生反应:
14.请回答下列问题:
(1)用“双线桥法”标出下面反应的电子转移的方向和数目 。
(2)用“单线桥法”标出下面反应的电子转移的方向和数目 。
(3)在工业上次磷酸常用于化学镀银,发生的反应如下:(未配平)请回答下列问题:
①中,P元素的化合价为 ,该反应中,被 (填“氧化”或“还原”)。
②是一元弱酸,写出其与足量溶液反应的离子方程式: 。
(4)在、、、、、只有氧化性的是 ,既有氧化性又有还原性的是 。
(5)在下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。
①
②
③
15.按要求回答下列问题。
I.一种用于食品加热的发热包,主要成分为、铝粉、。使用时向发热包加适量水,就能持续放热,温度可达以上。可能发生的反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)属于复分解反应的是 (填序号)。
(2)反应ⅲ中,还原剂是 。
(3)使用时需要向发热包加水,水的作用是 (写出两点即可)。
II.某氧化还原反应中的所有物质为:、、、、、和。已知在反应中作氧化剂。
(4)写出该反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
(5)该反应中,物质的还原性强弱: 。
III.探险队员“盐酸”,不小心走进了化学迷宫,不知如何走出来。迷宫中有许多“吃人的野兽”(即能与盐酸反应的物质),盐酸必须避开它们。
(6)走出迷宫的路线为: (用图中物质前的序号连接)。
(7)能“吃掉”盐酸的盐是 (写名称),写出发生反应的离子方程式: 。
过关检测
1.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. B.
C. D.
2.“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”中的“铜绿”即铜锈,它的化学成分是(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为。下列有关该反应的说法不正确的是
A.该反应是化合反应
B.该反应中氧元素和碳元素的化合价发生变化,所以是氧化还原反应
C.该反应中失电子,得电子,所以是氧化还原反应
D.该反应是氧化还原反应,化合价发生变化的只有两种元素
3.下列变化中,需加入适当的氧化剂才能完成的是
A. B.
C. D.
4.铜是所有工程金属中导电率和导热率最高的。下列关于铜及其化合物之间转化的反应类型判断错误的是
A.:复分解反应
B.:置换反应
C.:氧化还原反应
D.:离子反应
5.下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是
A. B.
C. D.
6.白磷()有毒,实验时若皮肤接触到白磷,应立即用稀溶液清洗,发生两个反应:
①和反应的主要生成物为Cu、和;
②(未配平,中P为价)。
下列说法正确的是
A.在反应①和②中,均只作还原剂
B.反应①中氧化产物与还原产物的个数之比为5:2
C.皮肤接触到白磷,用稀溶液清洗后,应再使用NaOH溶液清洗
D.反应②中化合价降低的有两种元素
7.海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分,是影响全球气候变化的关键环节。如图为海洋碳循环的简单原理图,图中没有涉及的反应类型为[钙化产物中含,表示有机物,其中H、O元素的化合价与中相同]
A.置换反应 B.分解反应 C.离子反应 D.氧化还原反应
8.常温下,向溶液中滴加少量溶液,反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是
A.该反应过程中,M是,X是 B.当有1个生成时,则转移4个电子
C.在整个反应过程中,做催化剂 D.由反应①可知,的氧化性比的强
9.按要求回答下列问题:
I.现有下列物质:①次氯酸溶液;②硝酸溶液;③铜;④二氧化硫;⑤固体;⑥固体;⑦;⑧熔融;⑨氨水;⑩胆矾。
(1)上述物质中能导电的是 (填序号,下同),属于电解质的是 ;将③加入②的稀溶液中充分反应,此过程反应的离子方程式为 ;将浓硫酸滴在⑩晶体上,固体变白体现出浓硫酸的 性。
II.现有下列反应:
①
②
根据上述两个反应回答下列问题:
(2)氧化性强弱顺序为 ,、还原性强弱顺序为 ;
(3)反应②中浓盐酸表现出的性质是 (填字母)。
A.还原性 B.酸性 C.氧化性
10.氧化还原反应原理在生产、生活和科学研究中应用广泛。回答下列问题:
(1)误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒,可服用维生素C解毒。下列分析正确的是_______(填字母)。
A.被氧化 B.维生素C具有还原性
C.还原性:维生素 D.是还原剂
(2)针对以下A~D四个涉及的反应(未配平)填空:
A.
B.
C.
D.
①仅体现还原性的反应是 (填字母,下同),既体现氧化性,又体现还原性的反应是 ,既不做氧化剂又不做还原剂的反应是 。
②有时可作为矿业废液的消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。如消除采矿业废液中的氰化物(如KCN),经以下反应实现:,则生成物A的化学式为 ,被称为“绿色氧化剂”的理由是 。
(3)在的反应中,氧化剂是 ,氧化反应的产物是 ,假设有56gFe与足量稀硝酸反应,生成的NO为 g。
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第04讲氧化还原反应的基本概念
学习目标
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考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
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1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,知道氧化反应、还原反应,氧化剂及还原剂的概念。
2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。
3.能利用氧化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。
4.知道常见的氧化剂、还原剂及其反应后的生成物。
课本【思考与讨论】p20参考答案:
(1)
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得氧物质
C、CO
氧化反应
失氧物质
CuO、Fe2O3
还原反应
(2)2+2+2 23+32+32
由上述反应前后元素的化合价比较可知,两个反应均存在元素化合价变化。
(3)氧化反应:→O2、O→O2,碳元素化合价升高;还原反应:O→、 2O3→,铜元素、铁元素化合价均降低。
一 、 多角度认识氧化还原反应
1.从得失氧的角度
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得到氧的物质
CO
氧化反应
失去氧的物质
Fe2O3
还原反应
结论:一种物质得到氧发生氧化反应,必然有一种物质失去氧发生还原反应,氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的,称为氧化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度
①对于有氧元素参加的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
铁元素化合价降低,发生还原反应;碳元素化合价升高,发生氧化反应。
②于无氧元素参加的反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
铜元素化合价降低,发生还原反应;铁元素化合价升高,发生氧化反应。
结论:反应前后有元素的化合价发生变化是氧化还原反应的重要特征。
3.从电子转移的角度
实验
NaCl形成示意图
分析
钠与氯气反应
钠原子的最外电子层上有1个电子,钠原子失去1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+);氯原子的最外电子层上有7个电子,氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-);这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构
反应中钠元素的化合价从0价升高到+1价,Na失电子被氧化,Na发生了氧化反应;反应中氯元素的化合价从0价降低到-1价,Cl2得电子被还原,Cl2发生了还原反应
在这个反应中,发生了电子的得失
反应过程中
相应变化关系图
实验
HCl形成示意图
分析
氢气与氯气反应
氢原子、氯原子都不能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,H2被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,C12被还原
在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,H2发生了氧化反应,C12发生了还原反应
反应过程中
相应变化关系图
概念辨析:
(1)在有些氧化还原反应中,物质所含元素的原子失去电子,该物质发生氧化反应;物质所含元素的原子得到电子,该物质发生还原反应。
(2)在有些氧化还原反应中,元素的原子间有共用电子对的偏移(偏离和偏向)。共用电子对偏离的物质发生氧化反应,共用电子对偏向的物质发生还原反应。
(3)结论:
①有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应是氧化还原反应。
②元素的原子失去电子(或电子对偏离),则元素的化合价升高,物质被氧化,发生氧化反应;元素的原子得到电子(或电子对偏向),则元素的化合价降低,物质被还原,发生还原反应。
③氧化还原反应的本质是电子转移。
二、氧化还原反应的基本概念
1.含“氧”概念
(1)氧化剂:得到电子,化合价降低的反应物
(2)氧化反应:化合价升高的反应
(3)氧化产物:化合价升高得到的生成物
(4)被氧化:化合价升高的过程
(5)氧化性:化合价降低过程表现的性质
2.含“还”概念
(1)还原剂:失去电子,化合价升高的反应物
(2)还原反应:化合价降低的反应
(3)还原产物:化合价降低得到的生成物
(4)被还原:化合价降低的过程
(5)还原性:化合价升高过程表现的性质
【特别提醒】
(1)氧化反应和还原反应存在于在同一个反应中,它们同时发生、同时存在,是相互对立统一的。
(2)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↑,氧化剂是KMnO4,还原剂是KMnO4
②2F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O
(3)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+2NaOH2NaNO2+H2O,氧化产物是NaNO2,还原产物是NaNO2
(4)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Cl,被还原的元素是Mn
②2H2S+SO22H2O+3S,被氧化的元素是S,被还原的元素是S
(5)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO36Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,被氧化的元素是Cu和S,被还原的元素是N
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氧化的元素是C,被还原的元素是N和S
(6)方程式中的系数与实际参加反应的氧化剂或还原剂的量不一定一致
①C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶1
②Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶1
3.物质的氧化性和还原性
1)化合价和氧化性、还原性的关系
(1)相互关系
①金属单质只有还原性
②非金属单质既有氧化性又有还原性,F2除外
③从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性
(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
2)氧化还原反应中酸或碱的作用
(1)氧化性:所含元素的化合价降低
(2)还原性:所含元素的化合价升高
(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成
(4)具体反应分析
①Zn+2HClZnCl2+H2↑,盐酸表现酸性和氧化性
②CuO+2HClCuCl2+H2O,盐酸表现酸性
③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸表现酸性和还原性
④2HClH2↑+Cl2↑,盐酸表现氧化性和还原性
⑤3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,NH3表现碱性和还原性
⑥Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,硝酸表现酸性和氧化性
3)氧化还原反应中水的作用
(1)氧化性:有H2产生
(2)还原性:有O2产生
(3)氧化性和还原性:同时有H2和O2产生
(4)具体反应分析
①2F2+2H2O4HF+O2,水表现还原性
②3Fe+4H2OFe3O4+4H2,水表现氧化性
③2Na+2H2O2NaOH+H2↑,水表现氧化性
④2H2OO2↑+2H2↑,水表现还原性和氧化性
⑤2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,水既不表现氧化性又不表现还原性
⑥Cl2+H2OHCl+HClO,水既不表现氧化性又不表现还原性
⑦3NO2+H2O2HNO3+NO,水既不表现氧化性又不表现还原性
4.氧化还原反应的相关概念之间的关系
可概括为“氧化剂:降得还;还原剂:升失氧”。
三 、电子转移的表示方法
请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
1.双线桥法:
①标变价 ②画箭头(反应物指向生成物) ③算数目 ④说变化。如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】
a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
c.失去电子的总数等于得到电子的总数。
2.单线桥法:
①标变价 ②画箭头(由失电子原子指向得电子原子) ③算数目(线桥上只标电子转移的总数目,不标“得”“失”字样),如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】
a.箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b.不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
c.线桥只出现在反应物中。
【归纳总结】
分析电子转移数目的关键——标出元素化合价
(1)基本方法:先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(2)熟记常见元素的化合价:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。
(3)明确一些特殊物质中元素的化合价:
CuFeS2:、、;K2FeO4:;Li2NH、LiNH2、AlN:;Na2S2O3:;
MO:;C2O:;HCN:、;CuH:、;FeO:;Si3N4:、。
四 、氧化还原反应与四种基本类型反应间的关系
【特别提醒】
(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。
(2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(3)有单质参加或生成的化学反应,不一定是氧化还原反应,如3O22O3。
(4)所有的置换反应都是氧化还原反应。
(5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。
五、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂及产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO42-(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X-
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3等)
NaClO(或ClO-)
Cl-、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2等
PbO2
Pb2+
2.常见的还原剂及产物预测
还原剂
氧化产物
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO32-)
SO42-
S2-(或H2S)
S、SO2(或SO32-)、SO42-
H2C2O4
CO2(酸性);CO32-(碱性)
H2O2
O2
I-(或HI)
I2、IO3-
CO
CO2(酸性);CO32-(碱性)
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)
Cu2+(与弱氧化剂反应生成Cu+)
3.判断变化中是否一定需加氧化剂或还原剂
(1)变价元素处于最高价:必须加入还原剂
(2)变价元素处于最低价:必须加入氧化剂
(3)变价元素处于中间价:可能发生自身的氧化还原反应,不一定加入氧化剂或还原剂
(4)判断
①Cl2→HClO(NaClO):不一定
②NO2→HNO3:不一定
③S→SO32-:不一定
④KClO3→KCl:不一定
⑤Na2O2→O2:不一定
⑥CO2→C:必须加入还原剂
⑦NH4+→N2:必须加入氧化剂
六、物质氧化性、还原性强弱的比较
1.判断的本质依据:得失电子的难易程度
(1)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系
(2)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少无必然关系
2.单质与其相应离子的氧化性和还原性变化相反
(1)根据金属活动顺序表
(2)根据非金属活动顺序表
3.判断氧化性或还原性强弱的方法
1)根据化学反应比较氧化性或还原性强弱
(1)比较反应物和生成物的氧化性或还原性:强制弱原理
①氧化性:氧化剂>氧化产物
②还原性:还原剂>还原产物
(2)比较反应物的氧化性或还原性
①氧化性:氧化剂>还原剂
②还原性:还原剂>氧化剂
2)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
3)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。
4.常见微粒的还原性顺序
还原性:>>>>>
氧化性:<<<<<
(1)全部氧化:MnO4-(H+)和ClO-(H+)
(2)氧化前五种:ClO-、Cl2、浓硫酸(+4价S除外,无中间价态)
(3)氧化前四种:NO3-(H+)、H2O2(H+)、Br2
(4)氧化前三种:Fe3+
考点一氧化还原反应的判断
【例1】下列反应中属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.反应中没有元素的化合价发生变化,属于非氧化还原反应,故A不符合题意;
B.该反应中铁元素化合价升高,氢元素化合价降低,属于氧化还原反应,故B符合题意;
C.反应中没有元素的化合价发生变化,属于非氧化还原反应,故C不符合题意;
D.反应中没有元素的化合价发生变化,属于非氧化还原反应,故D不符合题意;
故选B。
【变式1-1】下列反应是氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.反应中没有元素化合价发生变化,不是氧化还原反应,A错误;
B.反应中没有元素化合价发生变化,不是氧化还原反应,B错误;
C.氧化铁高温下被一氧化碳还原为铁单质,铁元素化合价从+3变为0,是氧化还原反应,C正确;
D.反应中没有元素化合价发生变化,不是氧化还原反应,D错误;
故本题选C。
【变式1-2】下列反应不属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.钠、氧元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,故A不符合题意;
B.该反应中没有元素的化合价发生变化,不是氧化还原反应,故B符合题意;
C.氮、氧元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,故C不符合题意;
D.碳、铁元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,故D不符合题意;
故选B。
考点二 氧化还原反应基本概念的辨析
【例2】金属氢化物中,氢元素均为价,它们都可以作为生氢剂,例如,对于该反应,下列说法不正确的是
A.中的H被氧化 B.该反应属于置换反应
C.该反应中的既是氧化产物,又是还原产物 D.是氧化剂
【答案】B
【详解】中H由价升高为0价,失电子,被氧化,中H由价降低为0价,得电子,被还原,是氧化剂,A、D正确;该反应中的2种反应物均是化合物,该反应不属于置换反应,B错误;该反应中,氧化产物与还原产物均为H2,C正确。
【变式2-1】.下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.需要加入还原剂,即原物质为氧化剂,有元素化合价降低,Cl的化合价由-1价升高到0价,故A错误;
B.转化过程中无元素化合价发生改变,故B错误;
C.Fe的化合价由+3价降低到+2价,故C正确;
D.Cl的化合价由+5价降低到-1价,但KClO3本身可以分解生成KCl,故D错误;
故答案为C。
【变式2-2】氮化铝具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能,广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。氮化铝可通过如下反应合成:。下列说法错误的是
A.该反应是氧化还原反应 B.碳元素失去电子被氧化
C.氮元素的化合价降低 D.是氧化剂
【答案】D
【分析】,反应前后铝元素、氧元素化合价未变。
氮元素化合价由0价降低到-3价,得到电子,被还原;碳元素化合价由0价升高到+2价,失去电子,被氧化,反应中有元素化合价的升降,该反应是氧化还原反应。
【详解】A.该反应中氮元素化合价降低,碳元素化合价升高,有元素化合价的升降,所以该反应是氧化还原反应,A项正确;
B.碳元素化合价由0价升高到+2价,失去电子,被氧化,B项正确;
C.氮元素化合价由0价降低到-3价,化合价降低,C项正确;
D.反应前后铝元素、氧元素化合价未变,所以既不是氧化剂也不是还原剂,D项错误;
答案选D。
考点三 氧化还原反应电子转移的表示方法
【例3】下列化学反应中电子转移的方向与数目表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.氯气转化为NaCl的过程为得电子过程,转化为NaClO的过程为失电子过程,1mol氯气反应转移1mol电子,A错误;
B.该反应中氯气既是氧化产物也是还原产物,且电子转移数目为5e-,B错误;
C.该反应中氧化剂和还原剂均为Na2O2,转移电子数目为2e-,C错误;
D.该反应中1mol铜将2mol电子转移给硝酸,D正确;
故选D。
【变式3-1】下列单、双线桥的表示方法不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.钠元素的化合价升高,氯元素的化合价降低,则钠失去电子,转移2个电子,A正确;
B.该反应中Cl元素的化合价既升高又降低,转移的电子数为e-,正确的表示为,B错误;
C.该反应中钠元素失去电子,氢元素得到电子,转移的电子数为2e-,C正确;
D.该反应中碘元素失去电子,溴元素得到电子,转移2个电子,D正确;
故选B。
【变式3-2】下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
A.电子转移应表达为:,A错误;
B.正确表达式应为:,B错误;
C.正确表达式为:,C错误;
D.符合得失电子数守恒规律,D正确;
故选D。
考点四 常见氧化剂和还原剂
【例4】下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.过程中S元素化合价没有改变,不需要加入还原剂就能实现,A不符合题意;
B.过程中元素化合价升高,需加入氧化剂才能实现,B不符合题意;
C.过程中元素化合价升高,需加入氧化剂才能实现,C不符合题意;
D.过程中元素化合价降低,需要加入还原剂才能实现,D符合题意;
故选D。
【变式4-1】高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂。工业上制备高铁酸钠的离子方程式表示为:,该反应的氧化剂是
A.ClO- B.OH- C. D.
【答案】A
【详解】A.ClO-中氯元素化合价降低,在反应中是氧化剂,A正确;
B.OH-在反应中化合价没有发生变化,不是氧化剂,B错误;
C.ClO-被还原为,因此是还原产物,C错误;
D.被氧化为,因此是氧化产物,D错误;
故选A。
【变式4-2】下列变化过程中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.,元素化合价没有变化,不是氧化还原反应,不需要氧化剂,故A错误;
B.KClO3→KCl在MnO2催化下加热就能实现,不需要加入氧化剂,且该过程中Cl元素被还原,故B错误;
C.Cu→Cu(NO3)2中Cu元素的化合价升高,则需加氧化剂才能实现,故C正确;
D.MnO2→Mn2+中Mn元素的化合价降低,发生还原反应,加入还原剂才能实现,故D错误;
答案选C。
考点五 物质氧化性和还原性强弱比较
【例5】将 SO2气体与足量 Fe2(SO4)3溶液完全反应后, 再加入K2Cr2O7溶液, 发生如下两个化学反应: SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+,Cr2O+6Fe2++14H⁺=2Cr3++6Fe3++7H2O,有关说法正确的是
A.Cr2O中Cr元素为+5价
B.还原性
C.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
D.Cr2O能将SO2氧化成SO
【答案】D
【分析】在同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+,说明还原性,Cr2O+6Fe2++14H⁺=2Cr3++6Fe3++7H2O,说明还原性,则还原性 。
【详解】A.Cr2O中氧为-2价,则Cr元素为+6价,A错误;
B.由分析,还原性 ,B错误;
C.第一个反应中Fe2(SO4)3中铁化合价降低,作氧化剂,第二个反应中Fe2(SO4)3为氧化产物,C错误;
D.由反应可知,Cr2O氧化性大于铁离子大于二氧化硫,则Cr2O能将SO2氧化成SO,D正确;
故选D。
【变式5-1】根据反应:①;②;③。判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
【答案】B
【详解】氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,根据反应①可知还原性是I->Fe2+;根据反应②可知还原性是Fe2+>Br-;根据反应③可知还原性是I->Br-,所以离子的还原性由强到弱的顺序是I->Fe2+>Br-,B正确;
故选B。
【变式5-2】工业废水中含有的重铬酸根离子()有毒,有较强的氧化性,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾()作处理剂,该反应的化学方程式为(未配平),下列说法不正确的是
A.还原性:
B.该反应的还原产物为
C.废水处理过程中,若硫酸用完,可以用盐酸替换硫酸来完成反应
D.该反应中,是还原剂
【答案】C
【分析】由可知,Fe元素化合价由+2价升高到+3价,则FeSO4作还原剂,为氧化产物,Cr元素化合价由+6价降低到+3价,则K2Cr2O7为氧化剂,为还原产物,据此解答。
【详解】A.由分析可知,FeSO4为还原剂,为还原产物,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性:,A正确;
B.由分析可知,该反应的还原产物为,B正确;
C.具有强氧化性,会氧化盐酸生成有毒的,则不能用盐酸替换硫酸来完成反应,C错误;
D.由分析可知,是还原剂,D正确;
故选C。
基础达标
1.下列生活现象与氧化还原反应无关的是
A.食盐潮解 B.食物腐败 C.菜刀生锈 D.沼气燃烧
【答案】A
【详解】A.食盐潮解是食盐中含有的杂质MgCl2、CaCl2等吸收空气中的水蒸气,在固体表面形成溶液的过程,在该过程中所有元素化合价不变,因此没有发生氧化还原反应,A正确;
B.食物腐败是食物中的有机物与空气中的氧气发生的缓慢氧化还原反应,B错误;
C.生锈是铁单质与空气中的氧气反应产生铁的化合物的过程,在该过程中有元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应,C错误;
D.沼气燃烧是与空气中的氧气反应产生二氧化碳和水的过程。在该过程中有元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应,D错误;
故选A。
2.下列反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】阴影部分属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型。
【详解】A.该反应属于置换反应,A不符合题意;
B.该反应属于氧化还原反应,不属于四种基本反应类型,B符合题意;
C.该反应是复分解反应,不属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.该反应属于分解反应,D不符合题意;
故选B。
3.新鲜水果中富含维生素C,可用碘测定其含量。其原理为:维生素C+碘=脱氢维生素C+碘化氢。在该反应中,氧化剂及其还原产物分别是
A.维生素C和脱氢维生素C B.碘和碘化氢
C.维生素C和碘化氢 D.碘和脱氢维生素C
【答案】B
【详解】由原理反应可知碘单质转化为碘化氢,该过程中碘化合价降低,则碘单质作氧化剂,维生素C作还原剂,碘化氢作还原产物,脱氢维生素为氧化产物,故B正确;
故选:B。
4.下列反应中,不属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.N2(0价)→ NH3(-3价),H2(0价)→ NH3(+1价),氮和氢的化合价变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.Cl2(0价)→ ClO⁻(+1价)和 Cl⁻(-1价),氯的化合价变化,属于歧化反应(氧化还原反应),B不符合题意;
C.NaHCO3分解为Na2CO3、CO2和H2O。所有元素的化合价均未变化:C(+4价)、H(+1价)、O(-2价)、Na(+1价),因此不属于氧化还原反应,C符合题意;
D.SiO2中的Si(+4价)→ Si(0价),C(0价)→ CO(+2价),化合价变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
5.黑火药爆炸的反应为。在该反应中,被还原的元素是
A.N、S B.C C.K D.O
【答案】A
【详解】由“失电子被氧化,得电子被还原”知,被还原的元素的化合价应该降低,通过分析题目所给化学方程式可知,N和S的化合价均降低,故在该反应中,被还原的元素是N和S。故选A.
6.反应(未配平)的还原产物是
A. B. C. D.和
【答案】A
【详解】O2中O的化合价为0,没有发生还原反应,H2O中O的化合价降低,所以H2O是还原产物,故选A。
7.下列变化过程中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.化合价降低作氧化剂,需要加入还原剂,A项错误;
B.化合价降低作氧化剂,需要加入还原剂,B项错误;
C.化合价升高作还原剂,需要加入氧化剂,C项正确;
D.化合价不变,不需要加入氧化剂,D项错误;
故答案选C。
8.已知反应:①;
②;
③;
④。
则下列微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
①,Fe3+是氧化剂、I2是氧化产物,氧化性Fe3+>I2;
②, Cl2是氧化剂、Fe3+是氧化产物,氧化性Cl2>Fe3+;
③,是氧化剂、Fe3+是氧化产物,氧化性> Fe3+;
④,是氧化剂、Cl2是氧化产物,氧化性> Cl2;
根据以上分析,氧化性,选A。
9.下列化学反应用双线桥法或单线桥法表示电子的转移情况,正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.N元素化合价由-3价升高为0,失去2×3=6个电子,Cl元素化合价从0降低为-1,得到6×1=6个电子,A正确;
B.部分Cl元素化合价从0降低为-1,得到2×1=6个电子,部分Cl元素化合价从0升高为+1,失去2×1=2个电子,,B错误;
C.氨分子中氮失去4×3=12个电子、NO中氮得到6×2=12个电子,表示为,C错误;
D.硫化氢分子中硫失去2个电子被氧化为硫单质、硫酸中硫得到2个电子被还原为二氧化硫,表示为,D错误;
故选A。
10.下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】
A.双线桥的得失电子不守恒,正确的双线桥为:,A错误;
B.单线桥的电子转移方向错误,应该是铜失去电子,硫酸中硫元素得到电子,正确的双线桥为:,B错误;
C.氯气和氢氧化钠溶液反应方程式正确的双线桥为,C错误;
D.铁和稀盐酸反应正确的双线桥为,D正确;
故选D;
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.中氯元素化合价从+5价降低到-1价,氧元素化合价由-2价升高为0价,当有2个分解时应转移,即得到或失去,则选项中电子转移数目错误,A错误;
B.单质Mg中镁元素化合价由0价升高为+2价,失去电子,氧气中氧元素化合价由0价降低为-2价,得到电子,反应中转移电子数为,B正确;
C.CuO中铜元素化合价从+2价降低到0价,得到电子,单质C中碳元素化合价从0价升高到+4价,失去电子,且反应中转移电子数为,C错误;
D.氧气中氧元素化合价由0价降低为-2价,在反应中得到电子,即选项中氧元素得电子数错误,D错误;
故选B。
12.下列微粒中,从氧化还原的角度看,只具有氧化性的是
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
A.③⑤ B.③⑥ C.①② D.④⑥
【答案】A
【详解】①的化合价为+2价,既可以升高为+3价,又可以降低为0价,既有氧化性,又有还原性,①与题意不符;
②中的S的化合价为+4价,既可以升高为+6价,又可以降低为0价,既有氧化性,又有还原性,②与题意不符;
③的化合价为+1价,只能降低,只有氧化性,③符合题意;
④的化合价为-1价,只能升高,只有还原性,④与题意不符;
⑤的化合价为+1价,只能降低,只有氧化性,⑤符合题意;
⑥的化合价为0价,只能升高,只有还原性,⑥与题意不符;
故选A。
13.已知有反应:①②③,根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.Cl2在反应①中作还原剂
B.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.溶液中可发生反应:
【答案】C
【详解】A.反应①中氯化合价从0升至+5,氯气被氧化作还原剂,A正确;
B.反应②中中氯化合价+5价降低为0,被还原为还原产物氯气,氯离子中氯化合价从-1价升高为0,被氧化为氧化产物氯气,Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物,B正确;
C.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性;氧化性,由①得,由②得,由③得,故氧化性由强到弱的顺序:,C错误;
D.结合C分析:,溶液中可发生反应:,D正确;
故选C。
14.请回答下列问题:
(1)用“双线桥法”标出下面反应的电子转移的方向和数目 。
(2)用“单线桥法”标出下面反应的电子转移的方向和数目 。
(3)在工业上次磷酸常用于化学镀银,发生的反应如下:(未配平)请回答下列问题:
①中,P元素的化合价为 ,该反应中,被 (填“氧化”或“还原”)。
②是一元弱酸,写出其与足量溶液反应的离子方程式: 。
(4)在、、、、、只有氧化性的是 ,既有氧化性又有还原性的是 。
(5)在下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。
①
②
③
【答案】(1)
(2)
(3) +1 氧化
(4) 、、
(5)
【详解】(1)
Na2O2与水反应时,1个Na2O2中一个O失去1个电子生成氧气,一个O得到一个电子生成NaOH,用双线桥法可表示为。
(2)
该反应中Cl2中的2个Cl各得到1个电子生成2个Cl-,SO2中的S失去2个电子生成硫酸,用单线桥法表示为。
(3)①H3PO2中H为+1价,O为-2价,则P为+1价,该反应中H3PO2中的P失电子化合价升高被氧化。
②H3PO2为一元弱酸,则其与足量NaOH反应生成NaH2PO2和水,离子方程式为。
(4)在这些离子中Mg2+中的Mg为+2价,为该元素的最高价态,无法继续失电子,因此只有氧化性。以上元素中,Fe2+、H2O2、S中的Fe、O、S化合价分别为+2价、-1价和0价,为这些元素的中间价态,既可失电子也能得电子,因此这些物质既有氧化性又有还原性。
(5)①反应中FeCl3为氧化剂,I2为氧化产物,则氧化性FeCl3>I2,同理②中Cl2为氧化剂,FeCl3为氧化产物,氧化性Cl2>FeCl3,③中KMnO4为氧化剂,Cl2为氧化产物,氧化性KMnO4>Cl2,因此氧化性最强的是。
15.按要求回答下列问题。
I.一种用于食品加热的发热包,主要成分为、铝粉、。使用时向发热包加适量水,就能持续放热,温度可达以上。可能发生的反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)属于复分解反应的是 (填序号)。
(2)反应ⅲ中,还原剂是 。
(3)使用时需要向发热包加水,水的作用是 (写出两点即可)。
II.某氧化还原反应中的所有物质为:、、、、、和。已知在反应中作氧化剂。
(4)写出该反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
(5)该反应中,物质的还原性强弱: 。
III.探险队员“盐酸”,不小心走进了化学迷宫,不知如何走出来。迷宫中有许多“吃人的野兽”(即能与盐酸反应的物质),盐酸必须避开它们。
(6)走出迷宫的路线为: (用图中物质前的序号连接)。
(7)能“吃掉”盐酸的盐是 (写名称),写出发生反应的离子方程式: 。
【答案】(1)ⅱ
(2)Al
(3)作反应物、作氧化剂、作溶剂等
(4)
(5)>NO
(6)③→⑥→⑩→⑦→⑪→⑫
(7) 碳酸钠
【详解】(1)复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,则属于复分解反应,故选ⅱ;
(2)反应中,Al元素化合价升高,被氧化,则还原剂是Al;
(3)由反应的化学方程式可知,水在反应i中的作用是与CaO反应放出大量的热;在反应ii中的作用是作为溶剂溶解碳酸钠;在反应ⅲ中的作用是作氧化剂,所以使用时需要向发热包加水,水的作用是作反应物、作氧化剂、作溶剂等;
(4)
在反应中作氧化剂,则N元素化合价降低,还原产物是,根据氧化还原反应规律,I元素化合价升高,则NaI是还原剂,是氧化产物,根据得失电子守恒、元素守恒,配平得到反应的化学方程式为:2+2+2=2++2+2,N元素化合价由+3价降低为+2价、I元素化合价由-1价升高为0价,用双线桥标出电子转移的方向和数目为:;
(5)2+2+2=2++2+2反应中,是还原剂,是还原产物,因还原剂的还原性大于还原产物的还原性,所以该反应中,物质的还原性强弱:>NO;
(6)盐酸和二氧化碳不反应,盐酸和氯化钠不反应,盐酸和二氧化硫不反应,盐酸和Cu不反应,盐酸和硫酸不反应,盐酸和Ag不反应,所以走出迷宫的路线为③→⑥→⑩→⑦→⑪→⑫;
(7)碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则能“吃掉”盐酸的盐是碳酸钠,发生反应的离子方程式为。
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1.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. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.属于复分解反应,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.属于置换反应,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.不属于四种基本反应类型,碳元素和铁元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C符合题意;
D.属于分解反应,锰元素和氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
2.“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”中的“铜绿”即铜锈,它的化学成分是(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为。下列有关该反应的说法不正确的是
A.该反应是化合反应
B.该反应中氧元素和碳元素的化合价发生变化,所以是氧化还原反应
C.该反应中失电子,得电子,所以是氧化还原反应
D.该反应是氧化还原反应,化合价发生变化的只有两种元素
【答案】B
【详解】化合反应为两种或两种以上的物质反应生成一种新物质,A正确;该反应中,元素和O元素的化合价发生变化,C元素的化合价没有发生变化,B错误,D正确;反应中,失去电子,被氧化,得到电子,被还原,C正确。
3.下列变化中,需加入适当的氧化剂才能完成的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.,Fe元素化合价从+2价升高至+3价,发生氧化反应,需加入氧化剂,A正确;
B.,Cu元素化合价从+2价降低至0价,发生还原反应,需加入还原剂,B错误;
C.,各元素化合价无变化,不是氧化还原反应,C错误;
D.,N元素化合价从+5价降低至+2价,发生还原反应,需加入还原剂,D错误;
答案选A。
4.铜是所有工程金属中导电率和导热率最高的。下列关于铜及其化合物之间转化的反应类型判断错误的是
A.:复分解反应
B.:置换反应
C.:氧化还原反应
D.:离子反应
【答案】C
【详解】A.,该反应为复分解反应,A正确;
B.,该反应属于置换反应,B正确;
C.,反应过程中无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,C错误;
D.该反应的实质:,属于离子反应,D正确;
答案选C。
5.下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
A.Mn元素化合价降低,得到2个电子,氯元素化合价升高,失去2×1个电子,,A错误;
B.铁单质失去2个电子,铁离子得到1×2个电子,B正确;
C.氯气分子中部分氯失去1个电子生成次氯酸钠、部分得到1个电子生成氯化钠,,C错误;
D.氯酸钾中氯得到5个电子,5分子HCl失去1×5个电子,,D错误;
故选B。
6.白磷()有毒,实验时若皮肤接触到白磷,应立即用稀溶液清洗,发生两个反应:
①和反应的主要生成物为Cu、和;
②(未配平,中P为价)。
下列说法正确的是
A.在反应①和②中,均只作还原剂
B.反应①中氧化产物与还原产物的个数之比为5:2
C.皮肤接触到白磷,用稀溶液清洗后,应再使用NaOH溶液清洗
D.反应②中化合价降低的有两种元素
【答案】D
【详解】A.反应①中的化合价由0价升至价,只作还原剂;反应②中的化合价部分由0价升至中的价、部分由0价降至中的价,既作氧化剂又作还原剂,A错误;
B.反应①中磷元素化合价由0价升高至价,被氧化,氧化产物为;铜元素的化合价由价降低至0价,被还原,还原产物为Cu,由得失电子守恒可知,氧化产物与还原产物的个数之比为4∶10,即2∶5,B错误;
C.皮肤接触到白磷,用稀溶液清洗后生成了、,但NaOH溶液具有强腐蚀性,则不能用NaOH溶液清洗,C错误;
D.由可知,P的化合价由0价降低到中的价,Cu的化合价由价降低到中的价,则反应②中化合价降低的有P和Cu两种元素,D正确;
故选D。
7.海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分,是影响全球气候变化的关键环节。如图为海洋碳循环的简单原理图,图中没有涉及的反应类型为[钙化产物中含,表示有机物,其中H、O元素的化合价与中相同]
A.置换反应 B.分解反应 C.离子反应 D.氧化还原反应
【答案】A
【详解】A.一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应属于置换反应;整个过程未发生置换反应,A符合题意;
B.钙化时经前一步反应生成的分解生成与,反应为分解反应,B不符合题意;
C.吸收生成的反应是在水中进行的,属于离子反应,C不符合题意;
D.光合作用涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选A。
8.常温下,向溶液中滴加少量溶液,反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是
A.该反应过程中,M是,X是 B.当有1个生成时,则转移4个电子
C.在整个反应过程中,做催化剂 D.由反应①可知,的氧化性比的强
【答案】C
【详解】A.根据反应原理图,的过程中被还原成的过程中被氧化成,根据氧化还原反应的特点,M为,X为, A错误;
B.图示中生成的反应为,反应过程中O的化合价由价升至0价,因此当有1个生成时,转移2个电子,B错误;
C.图示中的反应为、,则总反应为,在整个反应过程中,做催化剂,C正确;
D.根据,说明的还原性强于,D错误;
故选C。
9.按要求回答下列问题:
I.现有下列物质:①次氯酸溶液;②硝酸溶液;③铜;④二氧化硫;⑤固体;⑥固体;⑦;⑧熔融;⑨氨水;⑩胆矾。
(1)上述物质中能导电的是 (填序号,下同),属于电解质的是 ;将③加入②的稀溶液中充分反应,此过程反应的离子方程式为 ;将浓硫酸滴在⑩晶体上,固体变白体现出浓硫酸的 性。
II.现有下列反应:
①
②
根据上述两个反应回答下列问题:
(2)氧化性强弱顺序为 ,、还原性强弱顺序为 ;
(3)反应②中浓盐酸表现出的性质是 (填字母)。
A.还原性 B.酸性 C.氧化性
【答案】(1) ①②③⑧⑨ ⑤⑥⑧⑩ 吸水
(2)
(3)AB
【详解】(1)①在给出的物质中,次氧酸溶液,硝酸溶液,氨水是溶液,其中有自由移动的离子,能导电;铜是金属,能导电;熔融KCl中离子可自由移动,能导电,所以能导电的是①②③⑧⑨;单质和混合物既不是电解质也不是非电解质,在这些物质中,⑤固体,⑥固体,⑧熔融KCl,⑩胆矾是电解质,①次氯酸溶液,②硝酸溶液,⑨氨水是混合物,④二氧化硫是非金属氧化物,熔融状态不能导电,水溶液导电不是由二氧化硫电离引起,是非电解质:③铜是单质,⑦是非金属氧化物,熔融状态不能导电,水溶液导电不是由电离引起,是非电解质;所以属于电解质的是⑤⑥⑧⑩;将Cu加入稀硝酸溶液中充分反应,此过程反应的离子方程式为;将浓硫酸滴在胆矾晶体上,固体变白体现出浓硫酸的吸水性;
(2)由反应①知氧化性,还原性,由反应②知氧化性,还原性;故氧化性强弱顺序为;、还原性强弱顺序为;
(3)在反应②中被氧化为,表现的是还原性,同时还生成了盐和水,表现的是酸性,故选AB。
10.氧化还原反应原理在生产、生活和科学研究中应用广泛。回答下列问题:
(1)误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒,可服用维生素C解毒。下列分析正确的是_______(填字母)。
A.被氧化 B.维生素C具有还原性
C.还原性:维生素 D.是还原剂
(2)针对以下A~D四个涉及的反应(未配平)填空:
A.
B.
C.
D.
①仅体现还原性的反应是 (填字母,下同),既体现氧化性,又体现还原性的反应是 ,既不做氧化剂又不做还原剂的反应是 。
②有时可作为矿业废液的消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。如消除采矿业废液中的氰化物(如KCN),经以下反应实现:,则生成物A的化学式为 ,被称为“绿色氧化剂”的理由是 。
(3)在的反应中,氧化剂是 ,氧化反应的产物是 ,假设有56gFe与足量稀硝酸反应,生成的NO为 g。
【答案】(1)BC
(2) B C A KHCO3 H2O2被还原生成的产物对环境没有污染
(3) HNO3(或硝酸) Fe(NO3)3 30
【详解】(1)转化为发生氧化反应,会导致转化为,则发生还原反应,作氧化剂;维生素C能解毒,说明维生素C能使转化为,则维生素C具有还原性被氧化,维生素C作还原剂,还原性维生素C>,故选BC。
(2)①反应,中O元素化合价升高,仅体现还原性,选B;反应,中氧元素化合价既升高又降低,既体现氧化性,又体现还原性,选C;反应,元素化合价不变,既不做氧化剂又不做还原剂,选A。
②反应,根据元素守恒,生成物A的化学式为KHCO3,被称为“绿色氧化剂”的理由是H2O2被还原生成的产物对环境没有污染。
(3)在的反应中,HNO3中N元素化合价降低,氧化剂是HNO3;Fe元素化合价升高,Fe发生氧化反应,氧化反应的产物是Fe(NO3)3;56gFe的物质的量为1mol,根据反应方程式,假设有56gFe与足量稀硝酸反应,生成1molNO,生成的NO的质量为30g。
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