内容正文:
0
第一单元 物质及其变化
第3讲 氧化还原反应
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。3.知道常见氧化剂和还原剂及氧化性和还原性的比较。4.掌握“单、双线桥”法分析电子转移的方向和数目。
2
考点一
01
课时作业
05
目录
CONTENTS
考点二
02
高考真题演练
04
微专题
03
考点一 氧化还原的基本概念
1.氧化还原反应的本质和特征
电子转移(电子得失或共用电子对偏移)
化合价
考点一
5
2.相关概念及其关系
失
升高
氧化
还原性
氧化
氧化
氧化性
还原
还原
得
降低
还原
MnO2
HCl
Cl2
还原性和酸性
考点一
6
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)____________的化合反应属于氧化还原反应。
(2) ____________的分解反应属于氧化还原反应。
化合
分解
置换
复分解
有单质参加
有单质生成
考点一
7
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
包括某些活泼的非金属单质、变价元素中高价态元素的化合物或离子、过氧化物等。
Cl-或Cl2
NO或NO2
SO2
Mn2+
考点一
8
Fe3+
考点一
9
Fe3+
Fe
S
O2
H2O
还原
氧化
考点一
10
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。( )
错因:______________________________________________________________
(2)氧化还原反应中,反应物不是氧化剂就是还原剂。 ( )
错因:______________________________________________________________
×
×
化合价的升降可出现在同一种元素中。
考点一
11
(3)Na2O2与水发生氧化还原反应时,Na2O2只作氧化剂。 ( )
错因:______________________________________________________________
(4)工业上利用合成氨实现人工固氮不涉及氧化还原反应。 ( )
错因:______________________________________________________________
(5)置换反应都是氧化还原反应。 ( )
×
×
Na2O2与H2O反应,Na2O2中氧元素化合价既有升高又有降低。
√
考点一
12
考点一
13
(4)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质。
(5)同一种氧化剂(或还原剂)所对应的还原产物(或氧化产物)不是一成不变的,而是决定于氧化剂(或还原剂)的性质、反应条件、反应物的浓度、反应介质的酸碱性等多种因素。如KMnO4在酸性溶液中的还原产物一般是Mn2+;在中性或碱性溶液中的还原产物一般是锰的较高价态的化合物,如MnO2、K2MnO4等。
考点一
14
2.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
注意事项:①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素;②得失电子总数必须相等。
考点一
15
(2)单线桥法
注意事项:①箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素;②箭头方向表示电子转移的方向;③在“桥”上标明转移的电子总数。
考点一
16
考点一
17
角度一 理解与辨析氧化还原反应概念
1.水所参与的下列反应中,属于氧化还原反应,且水既不作氧化剂也不作还原剂的是( )
A.SO2与水反应
B.NO2与水反应
C.Na与水反应
D.Fe与水蒸气反应
考点一
18
2.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑。下列说法中,正确的是( )
A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂
B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂
C.硼元素被氧化,氢元素被还原
D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
考点一
19
考点一
20
考点一
21
角度三 理解与辨析氧化还原反应中的电子转移表示方法
5.下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是( )
考点一
22
6.(1)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
____________________________________。
(2)H2O2在Fe2(SO4)3催化下发生分解反应,写出H2O2分解反应方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:__________________________。
考点一
23
考点二 物质氧化性、还原性强弱的判断
1.氧化性、还原性的概念
(1)氧化性是指物质________的性质(或能力);还原性是指物质________的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的________程度,与得、失电子的______无关。如Na-e-===Na+、Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
得电子
失电子
难易
数目
考点二
25
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂________氧化产物;
还原性:还原剂________还原产物。
>
>
考点二
26
KMnO4>MnO2
Cl2>S
考点二
27
还原性
氧化性
氧化性
还原性
还原性
氧化性
考点二
28
氧化性
还原性
氧化
还原
氧化
还原
考点二
29
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)金属原子失去的电子数越多,金属的还原性越强。( )
错因:______________________________________________________________
(2)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,氧化性越强。( )
错因:______________________________________________________________
×
×
还原性强弱与失电子数目无关。
如氧化性:HClO>HClO4。
考点二
30
(3)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。( )
错因:______________________________________________________________
(4)元素的非金属性越强,其相应单质越活泼。( )
错因:______________________________________________________________
(5)具有氧化性的物质一定是氧化剂。( )
错因:______________________________________________________________
×
×
元素的非金属性与其单质的活泼性无必然联系。
×
S单质具有氧化性,但其与O2反应时作还原剂。
考点二
31
1.依据电化学原理判断物质氧化性、还原性的强弱
(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性:负极材料>正极材料。
(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
考点二
32
2.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H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3,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。
例如:为了提高KMnO4的氧化性,需酸化处理,所加入的酸为稀H2SO4。
考点二
33
考点二
34
4.依据已知氧化性(还原性)强弱顺序判断氧化还原反应能否发生
假设法突破氧化还原反应能否发生
先假设选项中的化学反应能够发生,依据此反应判断出还原性(或氧化性)的强弱,然后与题目提供的还原性(或氧化性)强弱顺序对照,若二者表示的还原性(或氧化性)强弱顺序一致,则此反应能够发生;若不一致,则此反应不能发生。
考点二
35
角度一 理解与辨析氧化性、还原性的强弱
1.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3++2Ag===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化性强弱顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+
B.Fe3+>Ag+>Tl3+
C.Tl+>Ag+>Fe2+
D.Tl3+>Ag+>Fe3+
考点二
36
2.某同学设计完成了以下两个实验:
①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO3)。
②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层的颜色没有变化。
下列说法不正确的是( )
A.实验①生成HIO3时发生的反应为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl
B.实验②中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液
C.由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2
D.由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性由强到弱的顺序是HBrO3>Cl2>HIO3
考点二
37
考点二
38
考点二
39
考点二
40
微专题 氧化还原反应的基本规律及应用
微专题
42
微专题
43
2.价态规律及应用
(1)价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态含硫物质之间可以发生的氧化还原反应是
注:H2SO4与H2S反应时,不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
微专题
44
(2)歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
(3)应用
①判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。
②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。
微专题
45
3.守恒规律及应用
(1)氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思考,便可迅速获得正确结果。
(2)应用:运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平,直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。
微专题
46
微专题
47
微专题
48
微专题
49
解析:A项,70%硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2,没有发生氧化还原反应,S的化合价没有变化;B项,稀硫酸和硫化亚铁生成H2S,铁的化合价没有变化;C项,浓硝酸和铜片生成NO2,N元素从+5价转化为+4价,NO2和水反应生成HNO3和NO,N元素化合价从+4变为+5和+2。
微专题
50
5
2
6
微专题
51
题组三 归纳与论证守恒规律
5.(2025·贵阳市高三年级摸底考试)ClO2是一种高效水处理剂,可用稀盐酸和NaClO2为原料制备,反应原理为5NaClO2+4HCl===5NaCl+4ClO2↑+2H2O。下列判断正确的是( )
A.ClO2是还原产物
B.HCl发生氧化反应
C.n(氧化剂)∶n(还原剂)=5∶4
D.生成10 mol NaCl,转移8 mol电子
微专题
52
解析:根据邻位转化规律知该反应中电子转移情况如下:
则ClO2是氧化产物,A错误;NaClO2既是氧化剂又是还原剂,HCl只起酸化作用,B错误;由上述分析知n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶4,C错误。
微专题
53
6.取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(均已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02 g。则x等于( )
A.8.64
B.9.20
C.9.00
D.9.44
微专题
54
微专题
55
高考真题演练
高考真题演练
1
2
3
4
5
57
高考真题演练
1
2
3
4
5
58
高考真题演练
1
2
3
4
5
59
解析:金属活动性越强,金属的还原性越强,由题中的实验方案可知还原性从强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag,A不正确;由得失电子守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此按上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B不正确;向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁置换出铜后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的氧气氧化为Fe3+,因此,溶液①中的金属离子是Fe3+,D不正确。
高考真题演练
1
2
3
4
5
60
高考真题演练
1
2
3
4
5
61
4.(2023·浙江6月选考)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”
解析: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。
高考真题演练
1
2
3
4
5
62
高考真题演练
1
2
3
4
5
63
课时作业
[建议用时:40分钟]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
65
2.加碘盐中含有KIO3,其能发生反应KIO3+5KI+3H2SO4===3I2+3K2SO4+3H2O,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.H2SO4是氧化剂
B.KIO3发生氧化反应
C.I2的还原性大于I-
D.每生成0.6 mol I2,反应转移的电子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
66
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
67
4.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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
68
5.已知三个氧化还原反应:①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,②2FeCl2+Cl2===2FeCl3,③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是 ( )
A.Cl2
B.KMnO4
C.FeCl3
D.HCl
解析:由反应①②③推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,还原性强弱顺序为I-> Fe2+>Cl->Mn2+。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+及I-,Cl2可氧化Fe2+及I-,FeCl3只氧化I-。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
69
6.(2025·八省联考(山西、陕西、宁夏、青海)适应性演练)某团队合成了一种铁掺杂二氧化钛的新型催化剂,用于转化H2S为单质S,提出的催化历程示意图如下。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.O2使Fe2+转化成Fe3+,恢复催化剂活性
B.过程①和④均发生了非极性键的断裂
C.过程②和③均发生了氧化还原反应
D.理论上,每转化34 g H2S,转移的电子
数目为NA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
70
7.(2025·河池市高三联考)三氯化铁浸出硫化锑(Sb2S3)精矿提取锑的工艺流程如图,已知:Ⅰ.氧化性:Sb3+>Fe2+;Ⅱ.电解过程中无气体放出。
下列说法不正确的是( )
A.“矿渣”中含有硫单质
B.“浸出”过程中加稀盐酸的目的
是防止Sb3+和Fe2+水解
C.“试剂X”最好选择CO
D.“电解”得到的溶液A可循环利用
解析:为了不引入新的杂质,试剂X应为Fe,发生反应:2Sb3++3Fe===3Fe2++2Sb,C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
71
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
72
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
73
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
74
10.(2025·浙江省金丽衢十二校高三联考)高铜酸钾KCuO2(Cu为+3价)可由反应2CuO+2KO2===O2↑+2KCuO2制备得到,下列说法正确的是( )
A.KO2只发生还原反应
B.0.2 mol CuO被氧化时,反应共转移了0.3 mol电子
C.CuO既是氧化剂又是还原剂
D.该反应的氧化产物只有KCuO2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
75
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
76
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
77
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
78
二、非选择题
12.四氧化三锰(Mn3O4)被广泛应用在磁芯、磁盘、磁带、低温热敏电阻等生产制造中。一种以氧化锰矿为原料(含Mn2O3、MnOOH、Fe2O3、Al2O3、SiO2及CuO等)经还原浸出后用空气氧化法制备四氧化三锰的工艺流程如图所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
79
回答下列问题:
(1)四氧化三锰(Mn3O4)中锰元素的化合价有+2价和+3价,其化学式可改写为________。
A.MnO·Mn2O3 B.2MnO·MnO2
C.Mn2O·Mn2O3 D.MnO·MnO2
(2)“浸出”中Mn2O3参与反应的离子方程式为
____________________________________________。
(3)“氧化”时,将固体加入水中,加热,通空气氧化,将固体全部转化为Mn3O4。Mn(OH)2生成Mn3O4的化学方程式为_________________________________。
A
Mn2O3+H2O2+4H+===2Mn2++O2↑+3H2O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
80
13. 某探究学习小组用如图所示装置进行SO2、Fe2+和Cl-还原性强弱比较实验,实验过程如下:
Ⅰ.先向B中的FeCl2溶液(约10 mL)中通入Cl2,当B中溶液变黄时,停止通气。
Ⅱ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验取出溶液中的离子。
Ⅲ.接着再向B中通入一定量的SO2气体。
Ⅳ.更新试管D,重复过程Ⅱ,检验取出溶液中的离子。
(1)棉花中浸润的溶液为______________,
目的是____________________。
NaOH溶液
防止尾气污染环境
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
81
(2)实验室制备氯气的化学方程式为_____________________________________。
(3)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为________________________________。
过程Ⅳ中检验取出溶液中是否含有硫酸根离子的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。
(4)该小组对SO2、Fe2+和Cl-还原性强弱
比较期望达到的结论是___________________。
SO2>Fe2+>Cl-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
82
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,下表是他们的检测结果,他们的检测结果一定能够证明SO2、Fe2+和Cl-还原性强弱关系的是__________。
乙、丙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
83
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
84
R
例如,反应MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up15(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是_______,还原剂是_______,氧化产物是_______。盐酸表现的性质是__________________。
氧化剂
卤素单质X2
HClO
O2
HNO3
常见还原产物
X-
__________
O2-、Oeq \o\al(2-,2)等
_____________
氧化剂
浓硫酸
MnOeq \o\al(-,4)(H+)
Fe3+
Cr2Oeq \o\al(2-,7)
常见还原产物
__________
__________
Fe2+或Fe
Cr3+
(2)常见的还原剂
包括某些活泼的金属单质、某些非金属单质、变价元素中低价态元素的化合物或离子等。
还原剂
Al
H2
SO2
SOeq \o\al(2-,3)
H2S
I-
Fe2+
氧化产物
Al3+
H+
SO3或SOeq \o\al(2-,4)
________
S或SO2
I2
________
SOeq \o\al(2-,4)
(3)既有氧化性又有还原性的物质:变价元素中间价态的化合物或离子。如:
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
_______
_______
SOeq \o\al(2-,3)
_______
_______
H2O2
_______
_______
其中,Fe2+、SOeq \o\al(2-,3)主要表现_______性,H2O2主要表现_______性。
SOeq \o\al(2-,4)
反应物也可不发生化合价变化,例:Cl2+H2OHCl+HClO中的H2O。
N2+3H2eq \o(,\s\up15(高温、高压),\s\do14(催化剂))2NH3有元素化合价的变化,属于氧化还原反应。
1.深度理解氧化还原反应
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”[氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化]。
(2)有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O2eq \o(=====,\s\up15(放电))2O3。
(3)某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原(被氧化),因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。
如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。
3.分析氧化还原反应的方法
(1)一般思路
找变价→判类型→分升降→定其他。
(2)“找变价”是关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(3)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价:
eq \o(CuFeS2,\s\up6(+2 +2 -2))、eq \o(K2FeO4,\s\up6(+6))、Li2eq \o(N,\s\up6(-3))H、Aleq \o(N,\s\up6(-3))、Heq \o(CN,\s\up6(+2-3))、eq \o(Cu,\s\up6(+1))
eq \o(H,\s\up6(-1))。
角度二 理解与辨析氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
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+3COeq \o(=====,\s\up15(△))2Fe+3CO2
D.2KMnO4eq \o(=====,\s\up15(△))K2MnO4+MnO2+O2↑
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是( )
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl
B.2NaHCO3eq \o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
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:
MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up15(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O;
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
氧化性:__________________。
(3)依据相同条件下氧化还原反应的程度判断
不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:
eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\co1( 2Fe+3Cl2\o(=====,\s\up15(△))2FeCl3, Fe+S\o(=====,\s\up15(△))FeS))→eq \x(氧化性____________)
(4)依据金属性、非金属性强弱判断
①根据元素周期表判断
②根据金属活动性顺序表判断
eq \o(―――――――――――――――――――――→,\s\up15(K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au),\s\do14(_________逐渐减弱))
eq \o(――――――――――――――――――――――――――――――→,\s\up15(K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+(Fe3+)Hg2+Ag+),\s\do14(_________逐渐增强))
③根据非金属性强弱判断
eq \o(――――――――――――――――→,\s\up15(F2 Cl2 Br2 I2 S),\s\do14(得电子能力逐渐减弱,_________逐渐减弱))
eq \o(――――――――――――――――→,\s\up15(F- Cl- Br- I- S2-),\s\do14(失电子能力逐渐增强,_________逐渐增强))
(5)根据价态判断粒子的氧化性和还原性
元素处于最高价态,只有______性;元素处于最低价态,只有______性;元素处于中间价态,既有______性又有______性,但主要表现一种性质。
Fe2+具有还原性,MnOeq \o\al(-,4)具有强氧化性。
3.依据化合价、金属活动性顺序判断氧化性、还原性强弱
(1)元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、SOeq \o\al(2-,4);同理,元素处于最低价态时也不一定具有强还原性,如Cl-。
(2)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3+。
(3)含有同种元素不同价态的物质,价态越高其氧化性不一定越强。如氧化性HClO>HClO4。
角度二 分析与推测氧化还原反应能否发生
3.在一定条件下,下列微粒的还原性顺序为Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2,由此判断以下各反应在溶液中不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SOeq \o\al(2-,4)+4H+
B.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.2Br-+4H++SOeq \o\al(2-,4)===SO2+Br2+2H2O
D.I2+SO2+2H2O===4H++SOeq \o\al(2-,4)+2I-
4.在室温下,发生下列几种反应:
①16H++10Z-+2XOeq \o\al(-,4)===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论错误的是( )
A.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入Z2
B.还原性强弱顺序为A2+>B->Z->X2+
C.X2+是XOeq \o\al(-,4)的还原产物,B2是B-的氧化产物
D.在溶液中可能发生反应:8H++5A2++XOeq \o\al(-,4)===X2++5A3++4H2O
解析:氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由反应①知氧化性:XOeq \o\al(-,4)>Z2;由反应②知氧化性:B2>A3+;由反应③知氧化性:Z2>B2,则氧化性强弱顺序是XOeq \o\al(-,4)>Z2>B2>A3+,所以要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,故A错误。
1.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂时eq \o(―――――→,\s\up15(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时eq \o(―――――→,\s\up15(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次与Cu2+、H+反应。
1.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂时eq \o(――→,\s\up15(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时eq \o(――→,\s\up15(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次与Cu2+、H+反应。
题组一 探究与归纳先后规律
1.向含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入过量的氯气,溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示,已知:b-a=5,线段Ⅳ表示一种含氧酸,且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法不正确的是( )
A.线段Ⅱ表示Fe2+的变化情况
B.线段Ⅳ发生反应的离子方程式为
I2+5Cl2+12OH-===2IOeq \o\al(-,3)+10Cl-+6H2O
C.根据图像可计算a=6
D.原溶液中c(Fe2+)∶c(I-)∶c(Br-)=2∶1∶3
2.根据表中信息判断,下列说法不正确的是( )
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4……
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnOeq \o\al(-,4)……
Cl2、Mn2+……
A.第①组反应的其余产物为H2O和O2
B.第②组反应中参加反应的Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1 mol Cl2,转移电子2 mol
D.氧化性由强到弱顺序为MnOeq \o\al(-,4)>Cl2>Fe3+>Br2
题组二 探究与归纳价态规律
3.(2025·安徽高考适应性测试)实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用下列实验装置和试剂能实现相应元素不同价态间转化的是( )
选项
试剂
元素不同价
态间的转化
a
b
c
A
70%硫酸
亚硫酸钠
新制氯水
eq \o(S,\s\up6(+6))→eq \o(S,\s\up6(+4))→eq \o(S,\s\up6(+6))
B
稀硫酸
硫化亚铁
氯化铁溶液
eq \o(Fe,\s\up6(+2))→eq \o(Fe,\s\up6(+3))→eq \o(Fe,\s\up6(+2))
C
浓硝酸
铜片
水
eq \o(N,\s\up6(+5))→eq \o(N,\s\up6(+4))→eq \o(N,\s\up6(0))
D
浓盐酸
高锰酸钾
溴化钾溶液
eq \o(Cl,\s\up6(-1))→eq \o(Cl,\s\up6(0))→eq \o(Cl,\s\up6(-1))
4.(1)根据反应KClO3+6HCl(浓)eq \o(=====,\s\up15(△))3Cl2↑+KCl+3H2O可知,每生成3 mol Cl2转移________mol e-。
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,每产生1 mol氧气转移________mol e-。
(3)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁溶液中发生反应:4Fe2++4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+,每4 mol Na2O2发生反应转移________mol e-。
解析:反应流程为
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))
eq \o(――→,\s\up15(浓HNO3))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Mg2+、Cu2+\o(――→,\s\up15(NaOH))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Mg(OH)2,Cu(OH)2)),NO2、N2O4))
x g=17.02 g-m(OH-),而OH-的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓HNO3得电子的物质的量,即:
n(OH-)=eq \f(8.96 L,22.4 L·mol-1)×1+eq \f(0.672 L,22.4 L·mol-1)×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。
1.(2024·北京卷)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/mol
物质的量/mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
IOeq \o\al(-,x)
已知:MnOeq \o\al(-,4)的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是( )
A.反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5
B.对比反应①和②,x=3
C.对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变
解析:根据得失电子守恒,反应①的离子方程式是10I-+2MnOeq \o\al(-,4)+16H+===2Mn2++5I2+8H2O,数量关系是10I-~2MnOeq \o\al(-,4)~2Mn2+~5I2,所以n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A错误;根据反应①的数量关系10I-~2MnOeq \o\al(-,4),可以求得n=0.0002,所以反应②的 n(I-)∶n(MnOeq \o\al(-,4))=1∶2,所以反应②对应的数量关系是I-~2MnOeq \o\al(-,4)~2MnO2~IOeq \o\al(-,x)~6e-,则x=3,反应②的离子方程式是I-+2MnOeq \o\al(-,4)+H2O===2MnO2↓+IOeq \o\al(-,3)+2OH-,B正确;对比反应①和②的产物,可知I-的还原性随酸性减弱而增强,C错误;根据反应①和②的离子方程式,可知反应①消耗H+,产生水,pH增大,反应②产生OH-,消耗水,pH增大,D错误。
2.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是( )
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4NHeq \o\al(+,4)
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
3.(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。光阳极发生反应:HCOeq \o\al(-,3)+H2O===HCOeq \o\al(-,4)+2H++2e-,HCOeq \o\al(-,4)+H2O===HCOeq \o\al(-,3)+H2O2。体系中H2O2与Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是( )
A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能
B.阴极反应式为O2+2H++2e-===H2O2
C.光阳极每消耗1 mol H2O,体系中生成2 mol H2O2
D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性
5.(2022·浙江1月选考)关于反应4CO2+SiH4eq \o(=====,\s\up15(高温))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
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.反应MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up15(加热))MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )
A.1∶2
B.1∶1
C.2∶1
D.4∶1
3.已知下列实验事实:
①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液
②向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得K2Cr2O7溶液
③将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝
下列判断正确的是( )
A.化合物KCrO2中铬元素为+3价
B.实验①不能证明Cr2O3是两性氧化物
C.实验②证明H2O2既有氧化性又有还原性
D.实验③证明氧化性:Cr2Oeq \o\al(2-,7)<I2
8.工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程包含以下反应:2FeTiO3+6C+7Cl2eq \o(=====,\s\up15(高温))2TiCl4+2FeCl3+6CO,下列说法不正确的是( )
A.Cl2是氧化剂
B.CO是氧化产物
C.生成1 mol TiCl4转移7 mol电子
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶6
9.(2025·武汉市武昌区高三质量检测)在银离子催化作用下,过二硫酸钠可将Mn2+氧化为MnOeq \o\al(-,4),反应的离子方程式为5S2Oeq \o\al(2-,8)+2Mn2++8H2O===10SOeq \o\al(2-,4)+2MnOeq \o\al(-,4)+16H+。下列有关说法正确的是( )
A.Na2S2O8的酚酞溶液呈红色
B.Na2S2O8中硫元素的化合价为+7
C.反应中的氧化产物是SOeq \o\al(2-,4)
D.转移5 mol e-时可生成1 mol MnOeq \o\al(-,4)
解析:由题意可知,过二硫酸钠具有强氧化性,滴加到酚酞溶液中,溶液应呈无色,A错误;分析题给反应中得失电子情况知,Na2S2O8中存在一个过氧键,根据化合物中正负化合价代数和为0,可得硫元素为+6价,B错误;氧化产物为还原剂对应的生成物,Mn2+为还原剂,则氧化产物为MnOeq \o\al(-,4),C错误。
解析:反应中KO2中的O部分由-eq \f(1,2)价变为0价,部分由-eq \f(1,2)价变为-2价,即KO2既发生氧化反应又发生还原反应,A错误;由反应方程式2CuO+2KO2===O2↑+2KCuO2可知,反应中转移的电子数为3,故0.2 mol CuO被氧化时,反应共转移了0.3 mol电子,B正确;反应中CuO只是还原剂,被氧化,C错误;从O的化合价可知,O2为氧化产物,从Cu的化合价可知,KCuO2为氧化产物,故该反应的氧化产物有KCuO2和O2,D错误。
11.根据表中信息,判断下列叙述正确的是( )
序号
氧化剂
还原剂
其他反应物
氧化产物
还原产物
①
Cl2
FeBr2
/
Fe3+、Br2
②
KClO3
HCl
/
Cl2
③
KMnO4
H2O2
H2SO4
O2
Mn2+
A.由表中①组的反应可知:通入Cl2的量不同,氧化产物可能不同
B.氧化性强弱的比较:KClO3>Fe3+>Cl2>Br2
C.表中②组反应的还原产物是KCl,生成1 mol KCl时转移电子的物质的量是6 mol
D.表中③组反应的离子方程式为2MnOeq \o\al(-,4)+3H2O2+6H+===2Mn2++4O2↑+6H2O
解析:①中Cl2是氧化剂,Fe3+、Br2是氧化产物,②中KClO3是氧化剂,Cl2是氧化产物,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,知氧化性:KClO3>Cl2>Fe3+,B错误;根据“价态靠拢而不交叉”,知②中发生氯元素的归中反应:,还原产物是Cl2,生成1 mol KCl转移电子的物质的量为5 mol,C错误;③中KMnO4作氧化剂,H2O2作还原剂,正确的离子方程式为2MnOeq \o\al(-,4)+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O,D错误。
6Mn(OH)2+O2eq \o(=====,\s\up15(△))2Mn3O4+6H2O
MnO2+4HCl(浓)eq \o(====,\s\up15(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SOeq \o\al(2-,4)+4H+
取溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸酸化,再滴加少量BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,证明有SOeq \o\al(2-,4),反之无SOeq \o\al(2-,4)
过程Ⅱ中检出离子
过程Ⅳ中检出离子
甲
有Fe3+无Fe2+
有SOeq \o\al(2-,4)
乙
既有Fe3+又有Fe2+
有SOeq \o\al(2-,4)
丙
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
解析:(5)过程Ⅱ是为了检验氯气氧化后的产物,过程Ⅳ是为了检验SO2被氧化后的产物。甲:过程Ⅱ中检出离子有Fe3+无Fe2+,说明氯气可能过量,过程Ⅳ中检出离子有SOeq \o\al(2-,4)不能说明SO2就是被铁离子氧化的,也可能是被氯气氧化的;乙:过程Ⅱ中检出离子既有Fe3+又有Fe2+,Fe2+未被氧化完全,说明氯气量不足,过程Ⅳ中检出离子有SOeq \o\al(2-,4),一定是二氧化硫被Fe3+氧化得到的;丙:过程Ⅱ中检出离子有Fe3+无Fe2+,而过程Ⅳ中检出离子有Fe2+,说明SO2把Fe3+还原为了Fe2+。
$$