内容正文:
第10讲 氧化还原反应的基本概念
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 氧化还原反应认识
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
从得失氧的角度分析以下反应,完成下表。
2CuO+C2Cu+CO2↑;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
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
结论:在化学反应中,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认识氧化还原反应
(1)对于有氧元素参加的反应2CuO+C2Cu+CO2↑。
①铜元素化合价降低,CuO发生还原反应。
②碳元素化合价升高,C发生氧化反应。
(2)对于无氧元素参加的反应Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
①铜元素化合价降低,CuSO4发生还原反应。
②铁元素化合价升高,Fe发生氧化反应。
结论:物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应;物质所含元素化合价降低的反应是还原反应;凡是有元素化合价升降的反应,都是氧化还原反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)在2Na+Cl22NaCl的反应过程中:
①NaNa+;钠元素的化合价由0价升高为+1价,Na发生氧化反应,被氧化。
②ClCl-;氯元素的化合价由0价降低为-1价,Cl2发生还原反应,被还原。
③在这个反应中,发生了电子的得失,化合价在反应前后发生变化,发生了氧化还原反应,
(2)在H2+Cl22HCl的反应过程中:
①氢原子和氯原子都不易失去电子,都可获得1个电子形成稳定结构,二者只能形成共用电子对,使双方最外电子层都达到稳定结构。
②共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子,氯元素的化合价由0价降低为-1价,被还原,氯气发生了还原反应。
③共用电子对偏离于吸引力稍弱的氢原子,氢元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化,氢气发生了氧化反应。
④在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,化合价在反应前后发生了变化,发生了氧化还原反应:即
(3)结论:凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。元素的原子失去电子(或电子对偏离)物质发生氧化反应,物质被氧化;元素的原子得到电子(或电子对偏向)物质发生还原反应,物质被还原。
4.氧化还原反应的特征与本质
(1)特征:反应前后元素化合价有变化。
(2)本质:电子转移,包括电子的得失与电子对偏移。
(3)关系:单个原子的化合价升降数=单个原子的电子转移数。
想一想: (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加,同时化合价有升降。
( )
(2)物质所含元素化合价升高的反应为氧化反应。 ( )
(3)在氧化还原反应中,先氧化后还原。 ( )
(4)在氧化还原反应中涉及的元素化合价均变化。 ( )
(1)× 氧化还原反应不一定有氧元素,关键是化合价升降,如Zn与HCl反应。
(2)√ 化合价升高是氧化反应,如Na与Cl₂反应中Na被氧化。
(3)× 氧化和还原同时发生,如H₂还原CuO时同步进行。
(4)× 反应中可能部分元素变价,如MnO₂与浓HCl反应中H、O价不变。
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
知识点2 氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂的相关概念
(1)氧化剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物
②反应:发生还原反应
③性质:具有氧化性
④产物:得到还原产物
(2)还原剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物
②反应:发生氧化反应
③性质:具有还原性
④产物:得到氧化产物
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3
NO2、SO2、NO
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、FeCl3
Mn2+、Cl-、Fe2+
含高价态元素的氧化物
MnO2
Mn2+
(2)常见还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金属单质
Al、Fe、Zn
Al3+、Fe2+、Zn2+
某些非金属单质
H2、C
H2O、CO2
知识点3 氧化性和还原性
1.氧化性和还原性:
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系:
知识点4 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.关系图
2.文字表述
(1)置换反应一定是氧化还原反应。(填“一定”“不一定”或“一定不”,下同)
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应不一定是氧化还原反应。
①有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
②有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
想一想:1.有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应吗?举例说明。
[提示] 不一定,如3O22O3不是氧化还原反应。
2.3CO+Fe2O32Fe+3CO2是置换反应吗?为什么?
[提示] 不是,反应物中没有单质。
教材习题01(P69)
2. 下列各种微粒中,只具有氧化性的是( ),只具有还原性的是( )。
A. Mg B. Cu C. Cu²⁺ D. H₂O₂ E. Cl⁻ F. Cl₂
解题方法
氧化性:微粒能得电子,所含元素处于高价态(可降价)。
还原性:微粒能失电子,所含元素处于低价态(可升价)。
【答案】只具有氧化性:C
只具有还原性:A、E
教材习题02(P69)
3. 下列变化中,可以通过加入氧化剂实现的是( ),可以通过加入还原剂实现的是( )。
A. Cl₂ → Cl⁻ B. H⁺ → H₂
C. CO₃²⁻ → CO₂ D. SO₂ → SO₃
解题方法
加入氧化剂:目标物质需被氧化,元素化合价升高。
加入还原剂:目标物质需被还原,元素化合价降低。
【答案】加入氧化剂实现:D
加入还原剂实现:A、B
考点一 氧化还原反应中基本概念的判断
1.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生化学反应以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,下列说法正确的是( )
A.溴发生了还原反应
B.二氧化硫在反应中被还原
C.溴在反应中失去电子
D.该反应既是化合反应又是氧化还原反应
A [该反应为氧化还原反应,溴在反应中得到电子发生还原反应,溴被还原。]
【思维拓展】氧化还原反应概念之间的关系
(1)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↑,氧化剂和还原剂都是KMnO4
②2F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O
(2)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,氧化产物和还原产物都是NaNO2
(3)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,被氧化的元素是氯,被还原的元素是锰
②2H2S+SO22H2O+3S,被氧化的元素和被还原的元素都是硫
(4)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO36Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,铜和硫元素被氧化,氮元素被还原
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,氮和硫元素被还原,碳元素被氧化
考点二:氧化还原反应中转移电子数的表示及计算
2.下列电子转移表示正确的是( )
B [A项,“得到”与“失去”标错且转移4e-,错误;C项,“得到”与“失去”标错,电子转移为12e-,错误;D项,“得到”与“失去”标错,错误。]
3.用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO32KCl+3O2↑
(2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)4NH3+5O24NO+6H2O
(4)Cl2+H2O===HCl+HClO
[答案]
【思维拓展】氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价发生变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子总数要相等。
(3)巧记口诀
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
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子(或电子对偏移)的情况;
②不需标明“得到”或“失去”,只标明电子转移的数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失去电子(或电子对偏离)的元素原子指向得到电子(或电子对偏向)的元素原子。
(3)巧记口诀
先确定变价元素,再计算价态变化;桥上标明电子数,箭头指向要正确。
考点三:微粒的氧化性、还原性的比较
4.已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。下列结论正确的是( )
①2W-+X2===2X-+W2
②2Y-+W2===2W-+Y2
③2X-+Z2===2Z-+X2
A.还原性:X->Y-
B.在Y-、X-、W-、Z-中以Z-的还原性为最强
C.氧化性:Z2>W2
D.反应2Z-+Y2===2Y-+Z2能发生
C [在氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物,由此得出三个反应中有关粒子的氧化性、还原性强弱:①中氧化性X2>W2,还原性W->X-;②中氧化性W2>Y2,还原性Y->W-;③中氧化性Z2>X2,还原性X->Z-,所以Y-的还原性最强;D中反应不能发生。]
[借题发挥]
(1)向含有Z-和X-的溶液中通入Y2,能否发生反应?
[答案] 根据氧化性:Z2>X2>W2>Y2可知,Y2与Z-和X-不能反应。
(2)向含有W-和X-的溶液中通入少量Z2,写出发生反应的离子方程式。
[答案] 还原性:W->X-,通入少量Z2,只有W-发生反应,离子方程式为2W-+Z2===2Z-+W2。
5.(双选)现有下列几个离子反应:
①Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;
③Cl2+2Br-===Br2+2Cl-;
④2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+。
下列有关性质的比较正确的是( )
A.氧化性:Cr2O>Cl2>Fe3+
B.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O
C.还原性:SO2<Fe2+<Br-
D.还原性:Fe2+>Cl->Cr3+
AD [根据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,并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律可推知,氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3+>SO;还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Br->Cl->Cr3+。]
【思维拓展】氧化性和还原性强弱的比较及应用
1.根据元素的活动性顺序比较
(1)根据金属元素的活动性顺序比较
(2)根据非金属元素的活动性顺序比较
2.根据氧化还原反应的方向判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
(3)氧化性和还原性比较的一般思路
—
↓
—
↓
—
3.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
4.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。
5.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:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸,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。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。
6.应用:氧化还原中反应先后顺序的判断
同一种氧化剂与多种还原剂反应,或者同一还原剂与多种氧化剂反应。一般来说,含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时,还原性强的还原剂(离子)先被氧化;反之,含多种氧化剂的溶液中,加入一种还原剂时,氧化性强的氧化剂(离子)先被还原。最常见的就是将Cl2通入含Fe2+和Br-的溶液中,已知还原性:Fe2+>Br-,所以Cl2先和Fe2+反应,反应方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-;当Fe2+完全反应后,Cl2 再与Br-反应,反应方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。
知识导图记忆
知识目标复核
1. 理解氧化还原反应本质是电子转移,能判断反应类型及概念。
2. 掌握氧化剂、还原剂等概念,会分析反应中物质作用。
3. 学会用双线桥、单线桥表示电子转移,准确计算数目。
4. 能依据规律比较物质氧化性、还原性强弱并解释反应。
5. 厘清氧化还原反应与基本反应类型关系,解决实际问题。
一、单选题
8.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
属于阴影3区域的反应,既不是分解反应又不是化合反应,也不是置换反应和复分解反应,但又属于氧化还原反应。
A.该反应属于置换反应和氧化还原反应,故A不选;
B.该反应属于分解反应,且元素的化合价不变,不属于氧化还原反应,故B不选;
C.该反应属于化合反应,且元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C不选;
D.在该反应中,C、Fe元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,故D选;
答案选D。
7.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】C
【解析】A.单线桥上方不用写“失去”或“得到”,且转移5e-,A错误;
B.氧元素失电子,锰元素得电子,电子转移的方向表示错误,B错误;
C.箭头的指向及电子转移的总数均正确,C正确;
D.单线桥上方不用写“失去”或“得到”,D错误;
答案选C。
3.南宋的宋慈在《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的化学原理是。下列说法正确的是
A.的化学式为 B.反应中和均是还原剂
C.银针验毒时,空气中失去电子 D.每生成一个,反应转移2个电子
【答案】D
【解析】A.由原子守恒可知的化学式为,A错误;
B.反应后生成,失去电子,作还原剂,中的、元素的化合价没有发生变化,既不是氧化剂也不是还原剂,B错误;
C.银针验毒时,空气中得到电子,作氧化剂,C错误;
D.由化学方程式知,,则每生成1个,反应转移2个电子,D正确;
故答案为:D。
4.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,在酸性溶液中的还原性顺序为:SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ B.2Fe2++I2=2Fe3++2I-
C.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI D.H2O2+SO2=H2SO4
【答案】B
【分析】在氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物,据此分析解答。
【解析】A.若反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+可以发生,则还原性:SO2>Fe2+,与题干信息一致,A可以发生;
B.若反应2Fe2++I2=2Fe3++2I-可以发生,则还原性:Fe2+>I-,与题干信息不一致,B不能够发生;
C.若反应I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI可以发生,则还原性:SO2>I-,与题干信息一致,C可以发生;
D.若反应H2O2+SO2=H2SO4可以发生,则还原性:SO2>H2O2,与题干信息一致,D能够发生;
综上所述可知:合理选项是B。
6.某学生做如下实验:第一步,在淀粉-KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失。下列有关该同学对实验原理的解释和所得结论的叙述不正确的是
A.氧化性:ClO->SO>I2
B.蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有还原性
C.淀粉-KI溶液变蓝是因为I-被ClO-氧化为I2,I2使淀粉变蓝
D.若将Na2SO3溶液加入氯水中,氯水褪色
【答案】A
【分析】滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,ClO-将I-氧化成I2,本身被还原为Cl-,说明ClO-的氧化性强于I2,蓝色溶液中滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失,I2将Na2SO3氧化成Na2SO4,本身被还原成I-,推出I2的氧化性强于Na2SO4,据此分析;
【解析】A.根据上述分析,利用氧化剂的氧化性的强于氧化产物的氧化性,即氧化性顺序是ClO->I2>SO,故A说法错误;
B.蓝色消失的原因是I2将Na2SO3氧化成Na2SO4,I2本身被还原成I-,体现Na2SO3的还原性,故B说法正确;
C.淀粉遇碘单质变蓝,加入NaClO溶液,NaClO将I-氧化成I2,使淀粉变蓝,故C说法正确;
D.氯水具有强氧化性,能将Na2SO3氧化,Cl2中Cl原子被还原成Cl-,氯水褪色,故D说法正确;
答案为A。
9.已知PbO2在盐酸溶液中易生成PbCl2,且PbO2、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述中,正确的是
A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3
B.每1mol PbO2在盐酸溶液中被氧化生成PbCl2时转移电子2mol
C.FeCl3溶液能将KI溶液中的I-氧化生成I2
D.I2具有较强的氧化性,可以将PbCl2氧化成PbO2
【答案】C
【解析】A.Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,所以氯气通入FeI2溶液中,氯气先氧化碘离子,后氧化亚铁离子,所以不可能存在反应3Cl2+6FeI2═2FeCl3+4FeI3,故A错误;
B.PbO2在盐酸溶液中易生成PbCl2,Pb元素化合价降低,被还原,不是被氧化,故B错误;
C.氧化性FeCl3>I2,所以FeCl3溶液能将KI溶液中的I-氧化生成I2,故C正确;
D.PbO2的氧化性大于I2,所以PbO2能氧化碘离子生成碘单质,而碘不能将PbCl2氧化成PbO2,故D错误;
故选C。
10.某同学做实验时不小心沾了一些使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为__________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是
A.该反应的氧化产物是 B.1个在反应中失去5个电子
C.横线上应是 D.配平该离子方程式后,的化学计量数是6
【答案】D
【分析】离子方程式的缺项配平,需经历如下过程:
标变价
列变化;
求总数
配系数
查守恒检查质量、电荷、得失电子是否守恒
【解析】A.该反应中,得电子作氧化剂,则为还原产物,A不正确;
B.Mn元素由+7价降为+2价,则1个在反应中得到5个电子,B不正确;
C.离子方程式左边有,则右边不能出现OH-,横线上应是,C不正确;
D.由分析知,配平该离子方程式后,的化学计量数是6,D正确;
故选D。
11.有一未完成的离子方程式: +X+6H+=3X2+3H2O。据此判断下列说法错误的是
A.“”中应填入5X-
B.当有3个X2生成时,转移5个电子
C.X2既是氧化产物又是还原产物
D.氧化产物和还原产物的个数之比为1∶5
【答案】D
【解析】A.根据原子守恒和电荷守恒可知,“”中应填入“5X-”,A正确;
B.在该反应中,中X的化合价由+5价降低到0价,X-中X的化合价由-1价升高到0价,则当有3个X2生成时,转移5个电子,B正确;
C.在该反应中,氧化产物和还原产物都是X2,C正确;
D.在该反应中,氧化产物和还原产物都是X2,其中有5份是还原剂产生,有1份是氧化剂产生,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1,D错误;
故选D。
12.在反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中,被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量比为
A.3∶8 B.1∶4 C.3∶4 D.1∶3
【答案】D
【解析】反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中N元素化合价部分由-3价上升到0价,从反应的化学方程式的化学计量数可看出,参与反应的NH3有8个,其中有2个NH3被氧化生成N2,6个未被氧化生成NH4Cl,被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量比为1∶3,故选D。
1.根据以下4个反应:①,②,③,④。判断的还原性由强到弱的顺序是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】同一氧化还原反应中还原性:还原剂>还原产物>氧化剂。
①反应中H2S为还原剂,I-为还原产物,则还原性H2S>I-;
②反应中H2S为还原剂,SO2为氧化剂,则还原性H2S>SO2;
③反应中I-为还原剂,Br-为还原产物,则还原性I->Br-;
④反应中SO2为还原剂,I-为还原产物,则还原性SO2>I-
综上所述还原性由强到弱的顺序为。
故答案选B。
2.某离子反应涉及 H2O、ClO-、 NH、OH-、N2、Cl- 等微粒,其中 N2、ClO- 的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.该反应中Cl-为还原产物 B.消耗1个还原剂微粒,转移6 个电子
C.NH被ClO- 氧化成N2 D.反应后溶液的碱性减弱
【答案】B
【分析】由图像可知氮气为生成物,次氯酸根为反应物,氧化还原反应中次氯酸根为氧化剂,将还原性铵根离子氧化为氮气,根据守恒关系配平方程:;
【解析】A.该反应中Cl-为还原产物,A正确;
B.铵根离子由-3升高为氮气中的0价,故消耗1个铵根离子,转移3个电子,B错误;
C.NH被ClO- 氧化成N2,C正确;
D.反应消耗氢氧根,故反应后溶液的碱性减弱,D正确;
故选B。
13.某离子反应涉及六种粒子,测得反应过程中和的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.在该反应中,是还原剂,是氧化产物
B.在该反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
C.在该反应中,每消耗1mol还原剂,转移4mol电子
D.随反应进行,溶液的pH逐渐增大
【答案】D
【分析】随着反应的进行,的物质的量减少,其为反应物,的物质的量增加,为生成物。根据氧化还原反应原理,离子反应方程式为:。
【解析】A.在该反应中,中O元素由-1价升高为0价,是还原剂,是氧化产物,A错误;
B.在该反应中,中Mn元素由+7价降低为+2价,是氧化剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为,B错误;
C.该反应中是还原剂,每消耗1mol还原剂,转移2mol电子,C错误;
D.根据离子方程式可知,随反应进行,溶液的pH逐渐增大,D正确;
故选D。
二、填空题
14.从得失氧的角度认识氧化还原反应。
对于反应C+2CuO2Cu+CO2↑,C得到氧,发生了 反应;CuO失去氧,发生了 反应。
结论:在化学反应中,一种物质得到氧发生 反应,必然有一种物质失去氧发生 反应。氧化反应和还原反应是在一个反应中 发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
【答案】 氧化 还原 氧化 还原 同时
【解析】初中阶段,认为元素得到氧的过程属于氧化反应,失去氧的过程属于还原反应。所以对于反应C+2CuO2Cu+CO2↑,C得到氧,发生氧化反应,CuO失去氧,发生了还原反应;所以从元素得氧失氧的角度来看,氧化还原反应可以理解为,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。
15.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应:2Na+Cl22NaCl
①氯元素化合价降低,是因为氯原子 电子,Cl2发生还原反应,被还原。
②钠元素化合价升高,是因为钠原子 电子,Na发生氧化反应,被氧化。
(2)反应:H2+Cl22HCl
①氯元素化合价降低,是因为共用电子对 氯原子,Cl2发生还原反应,被还原。
②氢元素化合价升高,是因为共用电子对 氢原子,H2发生氧化反应,被氧化。
结论:有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应。
氧化还原反应的本质是 。
【答案】(1)得到 失去
(2)偏向 偏离 电子转移(得失或偏移)
【分析】氧化还原反应的表观特征是元素化合价的升降,其实质是有电子的转移,包括电子的得失或偏移,根据氧化还原的基本规律分析解答。
【解析】(1)①氯元素原子最外层电子数为7,容易得电子,在反应:2Na+Cl22NaCl中氯元素化合价降低,是因为氯原子得到电子,被还原,发生的是还原反应,故答案为:得到;
②钠元素原子最外层电子数为1,容易失去电子,在反应:2Na+Cl22NaCl中钠元素化合价升高,是因为钠原子失去电子,被氧化,发生的是氧化反应,故答案为:失去;
(2)反应:H2+Cl22HCl中,生成的HCl共用1对电子对,则
①氯元素化合价降低,在HCl中显负1价,是因为共用电子对偏向氯原子,在反应中被还原,发生的是还原反应,故答案为:偏向;
②氢元素化合价升高,是因为共用电子对偏离氢原子,在反应中被氧化,发生的是氧化反应,故答案为:偏离。
综上所述,可以看出氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移)。
16.分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe+3Cl22FeCl3
氧化剂是 ,还原剂是 ;发生氧化反应的是 ,发生还原反应的是 。
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化剂是 ,还原剂是 ;被氧化的元素是 ,被还原的元素是 。
(3)2H2S+SO2=3S↓+2H2O
氧化剂是 ,还原剂是 ;氧化产物是 ,还原产物是 。
(4)H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
氧化剂是 ,还原剂是 ;氧化产物是 ,还原产物是 。
(5)5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
氧化剂是 ,还原剂是 ;氧化产物是 ,还原产物是 。
【答案】(1)Cl2 Fe Fe Cl2
(2)KMnO4 KMnO4 O Mn
(3)SO2 H2S S S
(4)H2O2 Fe2+ Fe3+ H2O
(5)KMnO4 H2O2 O2 MnSO4
【解析】(1)在2Fe+3Cl22FeCl3反应中,氯元素化合价降低,Cl2得到电子,Cl2是氧化剂,氯元素被还原,Cl2发生还原反应;铁元素化合价升高,Fe失去电子,Fe是还原剂,铁元素被氧化,Fe发生氧化反应;故答案为:Cl2;Fe;Fe;Cl2。
(2)在2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,KMnO4中+7价锰化合价降低到+6和+4,KMnO4得到电子,KMnO4是氧化剂,锰元素被还原,KMnO4发生还原反应;KMnO4中氧元素化合价升高,KMnO4失去电子,KMnO4是还原剂,氧元素被氧化,KMnO4发生氧化反应,故答案为:KMnO4;KMnO4;O;Mn。
(3)在2H2S+SO2=3S↓+2H2O中,SO2中的S元素化合价降低,SO2得到电子,SO2是氧化剂,硫元素被还原,SO2发生还原反应,S是还原产物;H2S中的S元素化合价升高,H2S失去电子,H2S是还原剂,硫元素被氧化,H2S发生氧化反应,S是氧化产物;故答案为:SO2;H2S;S;S。
(4)在H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O中,H2O2中的O元素化合价降低,H2O2得到电子,H2O2是氧化剂,氧元素被还原,H2O2发生还原反应,H2O是还原产物;铁元素化合价升高,Fe2+失去电子,Fe2+是还原剂,铁元素被氧化,Fe2+发生氧化反应,Fe3+是氧化产物;故答案为:H2O2;Fe2+;Fe3+;H2O。
(5)在5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O中,KMnO4中的Mn元素化合价降低,KMnO4得到电子,KMnO4是氧化剂,锰元素被还原,KMnO4发生还原反应,MnSO4是还原产物;H2O2中氧元素化合价升高,H2O2失去电子,H2O2是还原剂,氧元素被氧化,H2O2发生氧化反应,O2是氧化产物;故答案为:KMnO4;H2O2;O2;MnSO4。
17.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列反应:
①CO2+C2CO
②
③
④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
⑥
⑦2H2O2H2↑+O2↑
⑧
(1)其中属于化合反应的有 (填序号,下同),属于置换反应的有 。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有变化的是 。
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是 。
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是 。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是 。
A.分子中的原子重新组合
B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移
D.化合价的改变
【答案】 ①④⑧ ⑤ ②⑧ ⑦ ③ C
【解析】(1)两种或两种以上物质发生化学反应生成一种物质为化合反应,属于化合反应的有①④⑧;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的反应为置换反应,属于置换反应的是⑤;
(2)根据各方程式可知,在化学反应前后元素的化合价没有变化的是②⑧;
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是⑦;
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是③;
(5)氧化还原反应的特征是元素化合价的变化,实质是电子的得失或共用电子对的偏移,答案选C。
18.用双线桥法表示反应中电子的得失:
(1)3Cu + 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O
(2)Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
(3)2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
(4)3Cu2S +16HNO3 =6Cu(NO3)2+ 4NO↑ +3S↓ + 8H2O
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)双线桥表示为:
(2)双线桥表示为:
(3)双线桥表示为:
(4)双线桥表示为:
19.已知反应:
① ② ③
④ ⑤ ⑥
(1)上述反应不属于氧化还原反应的有 (填序号,下同)。被氧化的是 ,被还原的是 ,属于氧化还原反应,但其中的既不被氧化又不被还原的是 。
(2)用双线桥法表示反应②的电子转移方向和数目: 。
(3)用单线桥法表示反应③的电子转移方向和数目: 。
(4)写出反应④的离子方程式: 。
【答案】 ①⑤⑥ ③ ④ ②
【解析】(1)反应①⑤⑥中无元素化合价的改变,不属于氧化还原反应;中O元素被氧化为时,作还原剂,故被氧化的是③;中H元素被还原为时,作氧化剂,被还原的是④;反应②中仅N元素的化合价发生改变,因此既是氧化剂又是还原剂,既不是氧化剂又不是还原剂;
(2) 反应②中N元素的化合价既升高,又降低,用双线桥法表示为:;
(3)反应③中水中氧元素化合价升高,失去电子,氟单质化合价降低,得到电子,用单线桥法表示为:;
(4)反应④生成的氢氧化钠为强碱,故离子方程式为:。
20.已知还原性:I->Fe2+>Br-。向FeBr2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为 ;向FeI2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为 ;向FeI2溶液中通入过量Cl2,反应的离子方程式为 。
【答案】 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2I-+Cl2=2Cl-+I2 2Fe2++4I-+3Cl2=6Cl-+2Fe3++2I2
【解析】已知还原性:I->Fe2+>Br-。向FeBr2溶液中通入少量Cl2,Cl2先将Fe2+氧化成Fe3+,同时被还原为Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
向FeI2溶液中通入少量Cl2,先将I-氧化成I2,同时被还原为Cl-,反应的离子方程式为2I-+Cl2=2Cl-+I2;向FeI2溶液中通入过量Cl2,将Fe2+、I-均氧化,分别生成Fe3+、I2,同时被还原为Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++4I-+3Cl2=6Cl-+2Fe3++2I2。
21.在K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O反应中:
(1) 元素被氧化, 发生还原反应。
(2) 元素被还原, 发生氧化反应。
(3)用双线桥法标明电子转移的方向和数目 。
【答案】(1)Cl(或氯) K2Cr2O7
(2)Cr(或铬) HCl
(3)
【解析】(1)根据方程式,氯元素由-1价升高为0价,被氧化,铬元素化合价由+6价降低为+3价,被还原,发生还原反应。
答案为:Cl(或氯);K2Cr2O7。
(2)铬元素化合价降低,被还原,氯化氢中氯元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应。
答案为:Cr(或铬);HCl。
(3)
双线桥法标明电子转移的方向和数目为:
答案为: 。
22.实验室可用多种方法制取氯气。其变化可表述为
①2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
②2KMnO4+l6HCl(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
③MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)用单线桥法表示第一个反应电子转移的方向和数目: 。
(2)请将第二个化学方程式改写为离子方程式: 。
(3)浓盐酸在后两个反应中显示出来的性质是 (填编号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(4)若要制得相同质量的氯气,上述三种方法中电子转移的数目之比 。
【答案】 +8H2O ② 1:1:1
【解析】(1)反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑中Cl元素化合价由-1上升为0价,转移2个电子,用单线桥法表示电子转移的方向和数目为:;
(2)高锰酸钾、盐酸、氯化钾、氯化锰均能拆成离子形式,所以第二个化学方程式改写为离子方程式为:+8H2O ;
(3)反应②2KMnO4+l6HCl(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O和反应③MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O两个反应中一部分Cl化合价上升作还原剂,另一部分Cl化合价不变作酸;故选②;
(4)电解食盐水的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,转移电子是2mol;2KMnO4+l6HCl(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,转移电子是10mol;MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,转移电子是2mol;得氯气的质量均是71g,即1mol时,转移电子数分别是2mol、2mol、2mol,所以所转移的电子数目之比是1:1:1。
23.(1)黑火药是我国古代科技四大发明之一,在化学史上占有重要地位,黑火药主要是硝酸钾、硫磺、木炭三者 粉末的混合物,在点燃条件下,其化学反应式主要为:KNO3+S+C→N2↑+CO2↑+K2S
试填写下列空白:
①在黑火药燃烧的反应中,氧化剂为 ,被氧化的物质为 。
②根据化学反应式分析,一个硫原子参与反应时 (得到或失去) 个电子。
(2)过氧化氢(H2O2,氧显-1 价)俗名双氧水,医疗上利用它杀菌消毒的作用来清洗伤口。
根据下列反应回答问题:
A.Ag2O+H2O2 =2Ag+O2↑+H2O
B.2H2O2 =2H2O+O2 ↑
C.3H2O2 +Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4 +3K2SO4 +8H2O
①上述反应中,H2O2分别表现的性质。A ;B ;C 。
②上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序 。
【答案】 S、KNO3 C 得到 2 还原性 氧化性和还原性 氧化性 Ag2O>H2O2>K2CrO4
【分析】(1)该反应中N元素化合价由+5价变为0价、S元素化合价由0价变为-2价、C元素化合价由0价变为+4价,结合氧化还原反应的规律分析解答;
(2)根据三个反应中过氧化氢中O元素化合价的变化,结合氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性和氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性分析解答。
【解析】(1) ①KNO3+S+C→N2↑+CO2↑+K2S反应中N元素化合价由+5价变为0价、S元素化合价由0价变为-2价、C元素化合价由0价变为+4价,化合价降低的反应物是氧化剂,化合价升高的反应物是还原剂,则氧化剂是S、KNO3,还原剂为C,在反应中还原剂被氧化,则被氧化的物质为C,故答案为:S、KNO3;C;
②S元素化合价由0价变为-2价,化合价降低,得电子,所以该反应中每个S原子得到2个电子,故答案为:得到;2;
(2)①A.Ag2O+H2O2═2Ag+O2↑+H2O反应中,双氧水中氧元素的化合价升高,H2O2体现还原性;
B.2H2O2═2H2O+O2↑反应中,双氧水中氧元素化合价既升高也降低,既体现氧化性又体现还原性;
C.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH═2K2CrO4+3K2SO4+8H2O反应中,双氧水中氧元素化合价降低,说明双氧水作氧化剂,体现了氧化性;
故答案为:还原性;氧化性和还原性;氧化性;
②反应Ag2O+H2O2═2Ag+O2↑+H2O中,氧化银作氧化剂,双氧水作还原剂,则氧化性Ag2O>H2O2,反应3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH═2K2CrO4+3K2SO4+8H2O中,双氧水作氧化剂,铬酸钾作氧化产物,则氧化性H2O2>K2CrO4,故氧化性顺序为Ag2O>H2O2>K2CrO4,故答案为:Ag2O>H2O2>K2CrO4。
24.按要求填空:
(1)在、、、、S、、中,只有氧化性的是 ,只有还原性的是 ,既有氧化性又有还原性的是 。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①;②;③
其中你认为一定不可能实现的是 。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。
①
②
③
若溶质中与共存,为了氧化而不被氧化,除单质外,还可用上述反应中的 作氧化剂。
【答案】(1)Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、Fe3+、S
(2)②
(3)KMnO4 FeCl3
【解析】(1)Mg2+、H+的化合价为最高价态,因此只有氧化性,S2-、I-的化合价为最低价态,因此只有还原性,Fe2+、Fe3+、S的化合价为中间价态,既有氧化性又有还原性。
(2)①该反应中有元素化合价升高和元素化合价降低,可能实现,①正确;
②该反应中只有元素化合价的升高,没有元素化合价降低,不符合氧化还原反应的规律,②错误;
③该反应中有元素化合价升高和元素化合价降低,可能实现,③正确;
故答案选②。
(3)①反应中氧化剂为FeCl3,氧化产物为I2,氧化性FeCl3>I2,反应②中氧化剂为Cl2,氧化产物为FeCl3,氧化性Cl2>FeCl3,反应③中氧化剂为KMnO4,氧化产物为Cl2,氧化性KMnO4>Cl2,因此氧化性最强的物质是KMnO4。
FeCl3的氧化性强于I2弱于Cl2,故为氧化I-而Cl-不被氧化,可用上述反应中的FeCl3作氧化剂。
三、计算题
25.完成下列计算。
(1)现有标准状况下CO和混合气体3.36L,其质量为5g,则混合气体中,CO和物质的量之比为 。
(2)现有和的混合物,置于试管中加热到质量不再变化时,得到42.4g固体,则原混合物中和的物质的量之比为 。
(3)用催化分解,当转移电子的个数为时,得到的在标准状况下的体积为 。
(4)硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,测得浓度为,加入等体积的氯化钡溶液恰好使完全沉淀,则原混合溶液中浓度为 。
【答案】(1)2:1
(2)2:3
(3)4.48L
(4)0.3mol/L
【解析】(1)设CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol,混合气体的物质的量为,则,解得,故CO与CO2的物质的量之比是2:1;
(2)设NaHCO3的质量为x,则根据化学方程式可知:
,混合物中碳酸钠的质量是48.6g-16.8g=31.8g,故原混合物中NaHCO3与Na2CO3的物质的量之比为2:3
(3)由2H2O2 2H2O + O2↑反应知,此反应转移2电子时,生成标况下22.4L O2,当转移电子的个数为时,得到的在标准状况下的体积为4.48L。
(4)根据反应Ba2++=BaSO4↓知,混合溶液中加入等体积0.3 mol·L-1的BaCl2溶液恰好使完全沉淀,则c()=0.3mol/L;由电荷守恒可得:3c(Al3+)+c(Na+)=2c(),所以c(Na+)=2c()-3c(Al3+)=2×0.3mol/L-3×0.1mol/L=0.3mol/L。
26.在不同温度下失水和分解,随着温度升高分别生成,现称取10.000g在敞口容器加热一定时间后,气体全部逸出,冷却后得到含两种成分的固体共2.720g,测得生成的的体积为0.448L(已折算为标准标况),求:
(1)固体的成分 ,其物质的量之比 。
(2)标准状况下生成的体积 。
【答案】(1)固体的成分和Cu 为1∶2
(2)0.560L
【解析】(1)10.000gCuSO4•5H2O的物质的量为=0.04mol,如分解后固体为CuO,由铜原子守恒可知,CuO的物质的量为0.04mol,质量为0.04mol×80g/mol=3.2g,如固体全部为Cu2O,由铜原子守恒可知,Cu2O的物质的量为0.02mol,质量为0.02mol×144g/mol=2.88g,如固体全部为Cu,由铜原子守恒可知,Cu的物质的量为0.04mol,质量为0.04mol×64g/mol=2.56g,固体质量2.56g<2.720g<2.88g,故固体为Cu和Cu2O的混合物,设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol和ymol,则有64g/mol×xmol+144g/mol×ymol=2.720g,xmol+2ymol=0.04mol,解得x=0.02,y=0.01,Cu和Cu2O的物质的量之比为0.02mol∶0.01mol=2∶1,故答案为:固体为Cu和Cu2O的混合物;n(Cu2O)∶n(Cu)为1∶2;
(2)生成的SO2的体积为0.448L即0.02mol,硫元素由+6价降低为+4价,得电子0.02nol×2=0.04mol,Cu2O的物质的量为0.01mol,Cu元素由+2价降低为+1价,得电子0.01mol×2=0.02mol,共得电子0.06mol,氧元素由-2价升高为0价,生成1mol氧气失去4mol电子,故生成氧气的物质的量为=0.025mol,体积为0.025mol×22.4L/mol=0.560L,故答案为:0.560L。
27.回答下列问题:
(1)①H2+CuOCu+H2O②CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O③3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O④Cu2O+4HCl=2HCuCl2+H2O,上述反应中,属于氧化还原反应的有 (填序号)。
(2)用双线桥法表示下述反应的电子转移的方向和数目 。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)在反应KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的系数之比为 。
(4)配平下面两个反应:
____H2O+____Cl2+____SO2=____H2SO4+____HCl,(系数是1的也请填上) 。
____KMnO4+____HCl=____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O(系数是1的也请填上) 。
根据以上两个反应反应,写出由KMnO4、K2SO4、MnSO4、SO2、H2O、H2SO4这六种物质组成的氧化还原反应的方程式并配平。 。
【答案】(1)①③
(2)
(3)1:5
(4)2H2O+Cl2+SO2=H2SO4+2HCl 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
【解析】(1)氧化还原反应的特征是元素化合价的升降。在上述反应中,反应①③中有元素化合价的变化,因此这几个反应为氧化还原反应,因此属于氧化还原反应的序号是①③。
(2)
在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,MnO2→MnCl2,Mn元素化合价降低2价,得到电子2e-;HCl→Cl2,Cl元素化合价升高1×2=2价,失去电子2×e-。由于化合价升降最小公倍数是2等于反应过程中电子转移总数,所以用双线桥法表示下述反应电子转移的方向和数目为:。
(3)KClO3中Cl元素化合价由+5价降低为0价,HCl中Cl元素化合价由-1价升高为0价,则氧化剂是KClO3,还原剂是HCl,但是6个HCl中有1个Cl元素化合价没变,进入KCl中,所以氧化剂与还原剂的个数之比为1∶5。
(4)①氯气化合价降低2,二氧化硫化合价升高2,因此根据得失电子守恒和质量守恒得到:2H2O +1Cl2 +1SO2 ==1H2SO4 +2HCl。
②高锰酸钾降低5,生成氯气升高2,根据得失电子守恒和质量守恒得到:
2KMnO4 + 16HCl=2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O。
根据以上两个反应反应,高锰酸钾表现强的氧化性,二氧化硫表现强的还原性,因此高锰酸钾和二氧化硫发生氧化还原反应,2KMnO4 +5SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4+2H2SO4,故答案为:2KMnO4 +5SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 +2 H2SO4。
28.将3.2g铜溶于过量的硝酸溶液中,假设硝酸的还原产物只有和NO。反应结束后,将所得的溶液加水稀释至1L,测得。
(1)求稀释以后溶液中的物质的量浓度
(2)列式计算生成的气体中NO物质的量 (可用含有B的表达式表示)
【答案】(1)
(2)
【解析】(1),与硝酸反应,生成的,加水稀释至1L,,根据电荷守恒,,,所以;
(2)设,,根据得失电子守恒:,根据N元素守恒:,解得,,所以生成的气体中NO物质的量为:。
29.回答下列问题:
(1)有H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液100mL,已知溶液中的各阳离子的物质的量浓度相等,的物质的量浓度为3.0mol/L,则c(H+)= 。
(2)已知反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O。
①用双线桥表示电子得失的数目与方向 。
②还原产物 ;发生氧化反应的是 。
③若有标准状况下336mL的氯气生成,则有 mol电子转移。
【答案】(1)1.0mol/L
(2) Cl2 HCl 0.025
【解析】(1)有H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液100mL,已知溶液中的各阳离子的物质的量浓度相等,的物质的量浓度为3.0mol/L,设H+的物质的量浓度为x,则依据电荷守恒,可建立如下等式:x+2x+3x=3.0×2,x=1.0mol/L,则c(H+)=1.0mol/L。答案为:1.0mol/L;
(2)①反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O中,KClO3是氧化剂,HCl是还原剂,电子转移的数目为5,则用双线桥表示电子得失的数目与方向:。
②在反应中,KClO3是氧化剂,HCl是还原剂,则氧化产物、还原产物都是Cl2;发生氧化反应的是HCl。
③由反应方程式,可建立如下关系式:3Cl2——5e-,若有标准状况下336mL的氯气生成,则电子转移的物质的量为=0.025mol。答案为:;Cl2;HCl;0.025。
【点睛】分析氧化还原反应时,需弄清物质表现的性质,如KClO3与HCl反应时,参加反应的6molHCl中,有5molHCl表现还原性,1molHCl表现酸性。
四、解答题
30.在实验、医疗、化工等方面有广泛的应用。
(1)中O的化合价为 ,具有 (填“氧化性”“还原性”或“氧化性和还原性”)。
(2)酸性高锰酸钾溶液可与反应,其化学方程式是。已知:稀溶液几乎无色。
①X的化学式是 。
②用双线桥法标出,上述反应中电子转移的方向和数目 。
③上述反应中的还原剂为 (填化学式),被还原的元素是 (填元素符号)。
④高锰酸钾溶液呈 色,向酸性溶液中滴入双氧水,观察到的现象是 ,反应后溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
⑤0.2mol参加上述反应,转移电子 mol。
【答案】 -1 氧化性和还原性 Mn 紫 紫色逐渐褪去,有气泡产生 增大 1
【分析】分析氧化还原反应时,应先找出变价元素,含价态升高元素的反应物作还原剂,含价态降低元素的反应物作氧化剂,含价态升高元素的生成物是氧化产物,含价态降低元素的产物是还原产物,依据得、失电子的总数相等进行配平。
【解析】(1)中H显+1价,则O显-1价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。答案为:-1;氧化性和还原性;
(2)①依据原子守恒,可推得X为。
②依据价态变化,可得出双线桥表示的电子转移方向和数目为。
③由,O元素化合升高,是还原剂;,Mn被还原。
④(紫色)→(无色),由化学方程式可知该反应消耗,所以反应后溶液的pH增大。
⑤0.2mol参加上述反应,转移的电子数等于Mn元素所得的电子数,。答案为:;;;Mn;紫;紫色逐渐褪去,有气泡产生;增大;1。
【点睛】反应转移的电子数,等于反应失去电子的总数或得到电子的总数,我们易写成得、失电子的总数之和。
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第10讲 氧化还原反应的基本概念
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第三步:记
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第四步:测
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知识点1 氧化还原反应认识
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
从得失氧的角度分析以下反应,完成下表。
2CuO+C2Cu+CO2↑;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
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
结论:在化学反应中,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认识氧化还原反应
(1)对于有氧元素参加的反应2CuO+C2Cu+CO2↑。
①铜元素化合价降低,CuO发生还原反应。
②碳元素化合价升高,C发生氧化反应。
(2)对于无氧元素参加的反应Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
①铜元素化合价降低,CuSO4发生还原反应。
②铁元素化合价升高,Fe发生氧化反应。
结论:物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应;物质所含元素化合价降低的反应是还原反应;凡是有元素化合价升降的反应,都是氧化还原反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)在2Na+Cl22NaCl的反应过程中:
①NaNa+;钠元素的化合价由0价升高为+1价,Na发生氧化反应,被氧化。
②ClCl-;氯元素的化合价由0价降低为-1价,Cl2发生还原反应,被还原。
③在这个反应中,发生了电子的得失,化合价在反应前后发生变化,发生了氧化还原反应,
(2)在H2+Cl22HCl的反应过程中:
①氢原子和氯原子都不易失去电子,都可获得1个电子形成稳定结构,二者只能形成共用电子对,使双方最外电子层都达到稳定结构。
②共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子,氯元素的化合价由0价降低为-1价,被还原,氯气发生了还原反应。
③共用电子对偏离于吸引力稍弱的氢原子,氢元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化,氢气发生了氧化反应。
④在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,化合价在反应前后发生了变化,发生了氧化还原反应:即
(3)结论:凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。元素的原子失去电子(或电子对偏离)物质发生氧化反应,物质被氧化;元素的原子得到电子(或电子对偏向)物质发生还原反应,物质被还原。
4.氧化还原反应的特征与本质
(1)特征:反应前后元素化合价有变化。
(2)本质:电子转移,包括电子的得失与电子对偏移。
(3)关系:单个原子的化合价升降数=单个原子的电子转移数。
想一想: (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加,同时化合价有升降。
( )
(2)物质所含元素化合价升高的反应为氧化反应。 ( )
(3)在氧化还原反应中,先氧化后还原。 ( )
(4)在氧化还原反应中涉及的元素化合价均变化。 ( )
(1)× 氧化还原反应不一定有氧元素,关键是化合价升降,如Zn与HCl反应。
(2)√ 化合价升高是氧化反应,如Na与Cl₂反应中Na被氧化。
(3)× 氧化和还原同时发生,如H₂还原CuO时同步进行。
(4)× 反应中可能部分元素变价,如MnO₂与浓HCl反应中H、O价不变。
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
知识点2 氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂的相关概念
(1)氧化剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物
②反应:发生还原反应
③性质:具有氧化性
④产物:得到还原产物
(2)还原剂
①概念:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物
②反应:发生氧化反应
③性质:具有还原性
④产物:得到氧化产物
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3
NO2、SO2、NO
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、FeCl3
Mn2+、Cl-、Fe2+
含高价态元素的氧化物
MnO2
Mn2+
(2)常见还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金属单质
Al、Fe、Zn
Al3+、Fe2+、Zn2+
某些非金属单质
H2、C
H2O、CO2
知识点3 氧化性和还原性
1.氧化性和还原性:
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系:
知识点4 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.关系图
2.文字表述
(1)置换反应一定是氧化还原反应。(填“一定”“不一定”或“一定不”,下同)
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应不一定是氧化还原反应。
①有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
②有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
想一想:1.有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应吗?举例说明。
[提示] 不一定,如3O22O3不是氧化还原反应。
2.3CO+Fe2O32Fe+3CO2是置换反应吗?为什么?
[提示] 不是,反应物中没有单质。
教材习题01(P69)
2. 下列各种微粒中,只具有氧化性的是( ),只具有还原性的是( )。
A. Mg B. Cu C. Cu²⁺ D. H₂O₂ E. Cl⁻ F. Cl₂
解题方法
氧化性:微粒能得电子,所含元素处于高价态(可降价)。
还原性:微粒能失电子,所含元素处于低价态(可升价)。
【答案】
教材习题02(P69)
3. 下列变化中,可以通过加入氧化剂实现的是( ),可以通过加入还原剂实现的是( )。
A. Cl₂ → Cl⁻ B. H⁺ → H₂
C. CO₃²⁻ → CO₂ D. SO₂ → SO₃
解题方法
加入氧化剂:目标物质需被氧化,元素化合价升高。
加入还原剂:目标物质需被还原,元素化合价降低。
【答案】
考点一 氧化还原反应中基本概念的判断
1.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生化学反应以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,下列说法正确的是( )
A.溴发生了还原反应
B.二氧化硫在反应中被还原
C.溴在反应中失去电子
D.该反应既是化合反应又是氧化还原反应
【思维拓展】氧化还原反应概念之间的关系
(1)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↑,氧化剂和还原剂都是KMnO4
②2F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O
(2)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,氧化产物和还原产物都是NaNO2
(3)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,被氧化的元素是氯,被还原的元素是锰
②2H2S+SO22H2O+3S,被氧化的元素和被还原的元素都是硫
(4)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO36Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,铜和硫元素被氧化,氮元素被还原
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,氮和硫元素被还原,碳元素被氧化
考点二:氧化还原反应中转移电子数的表示及计算
2.下列电子转移表示正确的是( )
3.用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO32KCl+3O2↑
(2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)4NH3+5O24NO+6H2O
(4)Cl2+H2O===HCl+HClO
【思维拓展】氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价发生变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子总数要相等。
(3)巧记口诀
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
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子(或电子对偏移)的情况;
②不需标明“得到”或“失去”,只标明电子转移的数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失去电子(或电子对偏离)的元素原子指向得到电子(或电子对偏向)的元素原子。
(3)巧记口诀
先确定变价元素,再计算价态变化;桥上标明电子数,箭头指向要正确。
考点三:微粒的氧化性、还原性的比较
4.已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。下列结论正确的是( )
①2W-+X2===2X-+W2
②2Y-+W2===2W-+Y2
③2X-+Z2===2Z-+X2
A.还原性:X->Y-
B.在Y-、X-、W-、Z-中以Z-的还原性为最强
C.氧化性:Z2>W2
D.反应2Z-+Y2===2Y-+Z2能发生
[借题发挥]
(1)向含有Z-和X-的溶液中通入Y2,能否发生反应?
(2)向含有W-和X-的溶液中通入少量Z2,写出发生反应的离子方程式。
5.(双选)现有下列几个离子反应:
①Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;
③Cl2+2Br-===Br2+2Cl-;
④2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+。
下列有关性质的比较正确的是( )
A.氧化性:Cr2O>Cl2>Fe3+
B.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O
C.还原性:SO2<Fe2+<Br-
D.还原性:Fe2+>Cl->Cr3+
【思维拓展】氧化性和还原性强弱的比较及应用
1.根据元素的活动性顺序比较
(1)根据金属元素的活动性顺序比较
(2)根据非金属元素的活动性顺序比较
2.根据氧化还原反应的方向判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
(3)氧化性和还原性比较的一般思路
—
↓
—
↓
—
3.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
4.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。
5.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:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸,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。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。
6.应用:氧化还原中反应先后顺序的判断
同一种氧化剂与多种还原剂反应,或者同一还原剂与多种氧化剂反应。一般来说,含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时,还原性强的还原剂(离子)先被氧化;反之,含多种氧化剂的溶液中,加入一种还原剂时,氧化性强的氧化剂(离子)先被还原。最常见的就是将Cl2通入含Fe2+和Br-的溶液中,已知还原性:Fe2+>Br-,所以Cl2先和Fe2+反应,反应方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-;当Fe2+完全反应后,Cl2 再与Br-反应,反应方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。
知识导图记忆
知识目标复核
1. 理解氧化还原反应本质是电子转移,能判断反应类型及概念。
2. 掌握氧化剂、还原剂等概念,会分析反应中物质作用。
3. 学会用双线桥、单线桥表示电子转移,准确计算数目。
4. 能依据规律比较物质氧化性、还原性强弱并解释反应。
5. 厘清氧化还原反应与基本反应类型关系,解决实际问题。
一、单选题
8.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是
A. B.
C. D.
7.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.
3.南宋的宋慈在《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的化学原理是。下列说法正确的是
A.的化学式为 B.反应中和均是还原剂
C.银针验毒时,空气中失去电子 D.每生成一个,反应转移2个电子
4.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,在酸性溶液中的还原性顺序为:SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ B.2Fe2++I2=2Fe3++2I-
C.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI D.H2O2+SO2=H2SO4
6.某学生做如下实验:第一步,在淀粉-KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失。下列有关该同学对实验原理的解释和所得结论的叙述不正确的是
A.氧化性:ClO->SO>I2
B.蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有还原性
C.淀粉-KI溶液变蓝是因为I-被ClO-氧化为I2,I2使淀粉变蓝
D.若将Na2SO3溶液加入氯水中,氯水褪色
9.已知PbO2在盐酸溶液中易生成PbCl2,且PbO2、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述中,正确的是
A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3
B.每1mol PbO2在盐酸溶液中被氧化生成PbCl2时转移电子2mol
C.FeCl3溶液能将KI溶液中的I-氧化生成I2
D.I2具有较强的氧化性,可以将PbCl2氧化成PbO2
10.某同学做实验时不小心沾了一些使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为__________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是
A.该反应的氧化产物是 B.1个在反应中失去5个电子
C.横线上应是 D.配平该离子方程式后,的化学计量数是6
11.有一未完成的离子方程式: +X+6H+=3X2+3H2O。据此判断下列说法错误的是
A.“”中应填入5X-
B.当有3个X2生成时,转移5个电子
C.X2既是氧化产物又是还原产物
D.氧化产物和还原产物的个数之比为1∶5
12.在反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中,被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量比为
A.3∶8 B.1∶4 C.3∶4 D.1∶3
1.根据以下4个反应:①,②,③,④。判断的还原性由强到弱的顺序是
A.
B.
C.
D.
2.某离子反应涉及 H2O、ClO-、 NH、OH-、N2、Cl- 等微粒,其中 N2、ClO- 的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.该反应中Cl-为还原产物 B.消耗1个还原剂微粒,转移6 个电子
C.NH被ClO- 氧化成N2 D.反应后溶液的碱性减弱
13.某离子反应涉及六种粒子,测得反应过程中和的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.在该反应中,是还原剂,是氧化产物
B.在该反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
C.在该反应中,每消耗1mol还原剂,转移4mol电子
D.随反应进行,溶液的pH逐渐增大
二、填空题
14.从得失氧的角度认识氧化还原反应。
对于反应C+2CuO2Cu+CO2↑,C得到氧,发生了 反应;CuO失去氧,发生了 反应。
结论:在化学反应中,一种物质得到氧发生 反应,必然有一种物质失去氧发生 反应。氧化反应和还原反应是在一个反应中 发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
15.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应:2Na+Cl22NaCl
①氯元素化合价降低,是因为氯原子 电子,Cl2发生还原反应,被还原。
②钠元素化合价升高,是因为钠原子 电子,Na发生氧化反应,被氧化。
(2)反应:H2+Cl22HCl
①氯元素化合价降低,是因为共用电子对 氯原子,Cl2发生还原反应,被还原。
②氢元素化合价升高,是因为共用电子对 氢原子,H2发生氧化反应,被氧化。
结论:有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应。
氧化还原反应的本质是 。
16.分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe+3Cl22FeCl3
氧化剂是 ,还原剂是 ;发生氧化反应的是 ,发生还原反应的是 。
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化剂是 ,还原剂是 ;被氧化的元素是 ,被还原的元素是 。
(3)2H2S+SO2=3S↓+2H2O
氧化剂是 ,还原剂是 ;氧化产物是 ,还原产物是 。
(4)H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
氧化剂是 ,还原剂是 ;氧化产物是 ,还原产物是 。
(5)5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
氧化剂是 ,还原剂是 ;氧化产物是 ,还原产物是 。
17.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列反应:
①CO2+C2CO
②
③
④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
⑥
⑦2H2O2H2↑+O2↑
⑧
(1)其中属于化合反应的有 (填序号,下同),属于置换反应的有 。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有变化的是 。
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是 。
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是 。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是 。
A.分子中的原子重新组合
B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移
D.化合价的改变
18.用双线桥法表示反应中电子的得失:
(1)3Cu + 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O
(2)Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
(3)2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
(4)3Cu2S +16HNO3 =6Cu(NO3)2+ 4NO↑ +3S↓ + 8H2O
19.已知反应:
① ② ③
④ ⑤ ⑥
(1)上述反应不属于氧化还原反应的有 (填序号,下同)。被氧化的是 ,被还原的是 ,属于氧化还原反应,但其中的既不被氧化又不被还原的是 。
(2)用双线桥法表示反应②的电子转移方向和数目: 。
(3)用单线桥法表示反应③的电子转移方向和数目: 。
(4)写出反应④的离子方程式: 。
20.已知还原性:I->Fe2+>Br-。向FeBr2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为 ;向FeI2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为 ;向FeI2溶液中通入过量Cl2,反应的离子方程式为 。
21.在K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O反应中:
(1) 元素被氧化, 发生还原反应。
(2) 元素被还原, 发生氧化反应。
(3)用双线桥法标明电子转移的方向和数目 。
22.实验室可用多种方法制取氯气。其变化可表述为
①2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
②2KMnO4+l6HCl(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
③MnO2+4HCl (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)用单线桥法表示第一个反应电子转移的方向和数目: 。
(2)请将第二个化学方程式改写为离子方程式: 。
(3)浓盐酸在后两个反应中显示出来的性质是 (填编号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(4)若要制得相同质量的氯气,上述三种方法中电子转移的数目之比 。
23.(1)黑火药是我国古代科技四大发明之一,在化学史上占有重要地位,黑火药主要是硝酸钾、硫磺、木炭三者 粉末的混合物,在点燃条件下,其化学反应式主要为:KNO3+S+C→N2↑+CO2↑+K2S
试填写下列空白:
①在黑火药燃烧的反应中,氧化剂为 ,被氧化的物质为 。
②根据化学反应式分析,一个硫原子参与反应时 (得到或失去) 个电子。
(2)过氧化氢(H2O2,氧显-1 价)俗名双氧水,医疗上利用它杀菌消毒的作用来清洗伤口。
根据下列反应回答问题:
A.Ag2O+H2O2 =2Ag+O2↑+H2O
B.2H2O2 =2H2O+O2 ↑
C.3H2O2 +Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4 +3K2SO4 +8H2O
①上述反应中,H2O2分别表现的性质。A ;B ;C 。
②上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序 。
24.按要求填空:
(1)在、、、、S、、中,只有氧化性的是 ,只有还原性的是 ,既有氧化性又有还原性的是 。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①;②;③
其中你认为一定不可能实现的是 。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。
①
②
③
若溶质中与共存,为了氧化而不被氧化,除单质外,还可用上述反应中的 作氧化剂。
三、计算题
25.完成下列计算。
(1)现有标准状况下CO和混合气体3.36L,其质量为5g,则混合气体中,CO和物质的量之比为 。
(2)现有和的混合物,置于试管中加热到质量不再变化时,得到42.4g固体,则原混合物中和的物质的量之比为 。
(3)用催化分解,当转移电子的个数为时,得到的在标准状况下的体积为 。
(4)硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中,测得浓度为,加入等体积的氯化钡溶液恰好使完全沉淀,则原混合溶液中浓度为 。
26.在不同温度下失水和分解,随着温度升高分别生成,现称取10.000g在敞口容器加热一定时间后,气体全部逸出,冷却后得到含两种成分的固体共2.720g,测得生成的的体积为0.448L(已折算为标准标况),求:
(1)固体的成分 ,其物质的量之比 。
(2)标准状况下生成的体积 。
27.回答下列问题:
(1)①H2+CuOCu+H2O②CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O③3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
④Cu2O+4HCl=2HCuCl2+H2O,上述反应中,属于氧化还原反应的有 (填序号)。
(2)用双线桥法表示下述反应的电子转移的方向和数目 。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)在反应KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的系数之比为 。
(4)配平下面两个反应:
____H2O+____Cl2+____SO2=____H2SO4+____HCl,(系数是1的也请填上) 。
____KMnO4+____HCl=____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O(系数是1的也请填上) 。
根据以上两个反应反应,写出由KMnO4、K2SO4、MnSO4、SO2、H2O、H2SO4这六种物质组成的氧化还原反应的方程式并配平。 。
28.将3.2g铜溶于过量的硝酸溶液中,假设硝酸的还原产物只有和NO。反应结束后,将所得的溶液加水稀释至1L,测得。
(1)求稀释以后溶液中的物质的量浓度
(2)列式计算生成的气体中NO物质的量 (可用含有B的表达式表示)
29.回答下列问题:
(1)有H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液100mL,已知溶液中的各阳离子的物质的量浓度相等,的物质的量浓度为3.0mol/L,则c(H+)= 。
(2)已知反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O。
①用双线桥表示电子得失的数目与方向 。
②还原产物 ;发生氧化反应的是 。
③若有标准状况下336mL的氯气生成,则有 mol电子转移。
四、解答题
30.在实验、医疗、化工等方面有广泛的应用。
(1)中O的化合价为 ,具有 (填“氧化性”“还原性”或“氧化性和还原性”)。
(2)酸性高锰酸钾溶液可与反应,其化学方程式是。已知:稀溶液几乎无色。
①X的化学式是 。
②用双线桥法标出,上述反应中电子转移的方向和数目 。
③上述反应中的还原剂为 (填化学式),被还原的元素是 (填元素符号)。
④高锰酸钾溶液呈 色,向酸性溶液中滴入双氧水,观察到的现象是 ,反应后溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
⑤0.2mol参加上述反应,转移电子 mol。
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