内容正文:
第2课时 氧化剂和还原剂
知识点一 氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂的概念
(1)氧化剂
①定义
氧化还原反应中,得到电子(或电子对偏向)的物质叫作氧化剂。氧化剂具有氧化性。
②发生的变化
氧化还原反应中,氧化剂所含元素的化合价降低,发生还原反应。
(2)还原剂
①定义
氧化还原反应中,失去电子(或电子对偏离)的物质叫作还原剂。还原剂具有还原性。
②发生的变化
氧化还原反应中,还原剂所含元素的化合价升高,发生氧化反应。
2.常见的氧化剂和还原剂
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元素的化合物
浓H2SO4、HNO3、KMnO4、FeCl3等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
3.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。
(2)还原产物:氧化剂被还原生成的物质。
[典题例析]
【例1】 高铁的快速发展方便了人们的出行。工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙,反应方程式如下:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。其中Al是( )
A.氧化剂
B.还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
【解析】 该反应中,铝元素的化合价由0价变为+3价,该反应中铝失电子化合价升高,所以铝是还原剂,故选B。
【答案】 B
【例2】 下列变化,需要加入还原剂才能实现的是( )
A.MnSO4→KMnO4 B.NaCl→AgCl
C.NO2→HNO3 D.Fe2O3→Fe
【解析】 还原剂在反应中失去电子化合价升高,故题中正确的选项中物质的变化应是化合价降低。A中的Mn由+2价→+7价;B中Cl的价态反应前后无变化;C中的N由+4价→+5价;D中的Fe由+3价→0价。
【答案】 D
[对点练习]
1.下列各组物质属于常见氧化剂的一组是( )
A.Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B.O2、KMnO4、C、H2
C.Na、K、FeCl2、H2、CO
D.CuO、CO、Fe2O3、H2
2.下列关于氧化还原反应的说法正确的是( )
A.物质失去的电子数越多,其还原性越强
B.有单质参与的化合反应一定是氧化还原反应
C.金属单质在反应中只作还原剂,非金属单质在反应中只作氧化剂
D.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
知识点二 氧化还原反应对生产、生活的影响
氧化还原反应对生产、生活的影响
[典题例析]
【例3】 氧化还原反应在生产、生活中广泛存在,下列生产、生活中实例不涉及氧化还原反应的是( )
A.金属冶炼 B.燃放鞭炮
C.食物腐烂 D.木炭使红墨水褪色
【解析】 A.金属冶炼是金属元素得电子被还原的过程;B.燃放鞭炮是火药燃烧的反应,属于剧烈的氧化还原反应;C.食物腐烂属于缓慢氧化过程;D.木炭使红墨水褪色属于物理变化的过程。
【答案】 D
[对点练习]
3.厨房中的化学知识很多,下面是有关厨房中的常见操作或现象,其中不属于氧化还原反应的是( )
A.烧菜用过的铁锅,放置较长时间出现红棕色斑迹
B.用煤气灶燃烧沼气[主要成分为甲烷(CH4)]为炒菜提供热量
C.牛奶久置变质腐败
D.用食醋除去水瓶中的水垢
1.下列说法正确的是( )
A.在氧化还原反应中,氧化剂经化学变化变成还原剂
B.在氧化还原反应中,氧化剂被氧化,还原剂被还原
C.在化学反应中,能把其他物质氧化的物质是氧化剂
D.在氧化还原反应中,还原剂生成的氧化产物一定只具有氧化性
2.下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是( )
A.HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4
B.Al、CO、O2、H2
C.Zn、C、H2、CO
D.KClO3、MnO2、C、Fe
3.下列变化,需要加入合适的氧化剂才能实现的是( )
A.HCl→H2 B.CO2→CO
C.Fe2O3→Fe D.Br-→Br2
4.下列反应,水作还原剂的是( )
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B.CaO+H2O===Ca(OH)2
C.3NO2+H2O===2HNO3+NO
D.2F2+2H2O===4HF+O2
5.用高铁酸钠(Na2FeO4)对河湖水消毒是城市饮水处理的新方法。高铁酸钠可通过湿法或干法来制备,反应原理如下:
湿法:2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O
干法:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
下列说法不正确的是( )
A.Na2FeO4中铁元素为+6价,具有强氧化性,能消毒杀菌
B.湿法中氧化性:FeO<ClO-
C.干法中Na2O2既是氧化剂又是还原剂
D.干法中生成1 mol O2转移8 mol电子
6.实验室制取少量的氮气,常利用的反应是NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。
关于该反应说法正确的是( )
A.NaNO2是还原剂
B.生成1 mol N2时转移的电子为6 mol
C.NH4Cl中的氮元素被氧化
D.N2既是氧化剂又是还原剂
7.对于反应:CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.H2只是氧化产物
C.CaH2中的H元素被还原
D.H2O是氧化剂
8.在2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中氧化剂与还原剂个数之比为( )
A.1∶8 B.8∶1
C.1∶5 D.5∶1
9.R2O在一定条件下可以把 Mn2+氧化为 MnO,若反应后 R2O变成 RO,又知反应中氧化剂与还原剂的个数之比为5∶2,则 R2O中 R 元素的化合价为( )
A.+7 B.+6
C.+3 D.+5
10.已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
由此推断下列说法错误的是( )
A.反应Z2+2A2+===2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在反应③中被还原,在反应①中被氧化
C.氧化性由强到弱的顺序是XO、Z2、B2、A3+
D.还原性由强到弱的顺序是Z-、B-、A2+、X2+
11.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
12.苹果汁是人们喜爱的饮料,由于此饮料中含有Fe2+,在空气中易转变为Fe3+。若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有( )
A.还原性 B.氧化性
C.碱性 D.酸性
13.某离子反应涉及H2O、Cr2O、NO、H+、NO、Cr3+六种粒子,已知反应过程中NO浓度的变化如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.Cr2O中Cr的化合价是+6价
B.反应的氧化产物是NO
C.Cr2O在反应中体现氧化性
D.Cr3+是氧化产物
14.实验室里利用以下反应制取少量氮气:NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O。关于该反应的下列说法正确的是( )
A.NaNO2中的氮元素被氧化
B.N2既是氧化剂,又是还原剂
C.NH4Cl中的氮元素被还原
D.NaNO2是氧化剂
15.已知酒精(C2H5OH)能与K2Cr2O7和H2SO4的混合溶液在一定条件下发生如下反应:2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4===2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O,且Cr2O和Cr3+在溶液中分别显橙色和绿色。回答下列问题:
(1)该反应________(填“是”或“不是”)离子反应。
(2)写出电离方程式:
Cr2(SO4)3:________________________________________________________________________;
K2Cr2O7:________________________________________________________________________。
(3)该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,判断的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你认为能否用这一反应原理来检测司机是否酒后驾车?并说明理由。
16.按要求填空。
(1)在S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是____________。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3→N2O3+H2O
②NH3+NO→HNO3+H2O
③N2O4+H2O→HNO3+HNO2
其中你认为一定不可能实现的是________(填序号)。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是________(填化学式)。
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除单质外,还可用上述反应中的________作氧化剂。
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第2课时 氧化剂和还原剂
新课知识学习
知识点二
冶炼 燃烧 光合作用 腐败 锈蚀 自燃
对点练习
1.解析:选A。常作氧化剂的有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。
2.解析:选B。金属的还原性与失电子能力有关,越容易失电子,还原性越强,与失去电子数的多少无关,故A错误;有单质参与的化合反应说明单质转化为化合物,化合价一定发生改变,一定是氧化还原反应,故B正确;金属单质在反应中只能失电子,只作还原剂,非金属单质在反应中既可以作氧化剂,也可以作还原剂,例如氯气和NaOH反应生成NaCl、NaClO和水的反应中,Cl2既是氧化剂也是还原剂,故C错误;最高价态的阳离子一般具有氧化性,最低价的阴离子具有还原性,如I-;但处于中间价态的Fe2+、SO都既有氧化性又有还原性,故D错误。
3.解析:选D。铁锅,放置较长时间出现红棕色斑迹,为铁锈,则铁元素的化合价升高被氧化,发生氧化还原反应,A错误;用煤气灶燃烧沼气,碳元素的化合价升高,氧元素的化合价降低,发生氧化还原反应,B错误;牛奶久置变质腐败,氧元素的化合价降低,则发生氧化还原反应,C错误;用食醋除去水瓶中的水垢,醋酸和碳酸钙发生反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,没有元素的化合价变化,则不属于氧化还原反应,D正确。
课时达标演练
1.解析:选C。氧化剂、还原剂都是反应物,氧化剂经化学变化变成还原产物,A错误;氧化剂得电子被还原,还原剂失电子被氧化,B错误;氧化剂能把其他物质氧化,还原剂能把其他物质还原,C正确;还原剂、还原产物都具有还原性,氧化剂、氧化产物都具有氧化性,但氧化产物也可能具有还原性,D错误。
2.解析:选C。A中所有物质都常用作氧化剂;B中O2,D中KClO3、MnO2都常用作氧化剂。
3.解析:选D。A.氢元素化合价降低,发生了还原反应,需要加入还原剂才能实现,错误;B.碳元素化合价降低,发生了还原反应,需加入还原剂才能实现,错误;C.铁元素化合价降低,发生了还原反应,需要加入还原剂才能实现,错误;D.溴元素化合价升高,发生氧化反应,需加氧化剂才能实现,正确。
4.解析:选D。A中水中氢元素的化合价由+1价降低为0价,水是氧化剂;B、C中水中各元素的化合价都无变化,水既不是氧化剂也不是还原剂;D中水中氧元素的化合价由-2价升高为0价,水是还原剂。
5.解析:选D。Na是+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知Na2FeO4中铁元素为+6价,该物质具有强氧化性,能使细菌、病毒蛋白质氧化变性而失去其生理活性,因而具有消毒杀菌作用,A正确;氧化剂的氧化性强于氧化产物的,故湿法中氧化性:FeO<ClO-,B正确;干法中Na2O2将FeSO4氧化为Na2FeO4,同时其本身失去电子被氧化产生O2,Na2O2得到电子被还原产生Na2O、Na2FeO4,因此Na2O2既是氧化剂又是还原剂,C正确;干法中Fe由+2价升到+6价,6个Na2O2中有两个-1价氧升到0价氧,共升高4×2+2=10价,故生成1 mol O2转移10 mol电子,D错误。
6.解析:选C。在该反应中,NaNO2为氧化剂,其中氮元素被还原;NH4Cl为还原剂,其中氮元素被氧化;氮气既是氧化产物又是还原产物,生成1 mol N2时转移3 mol电子。
7.解析:选D。反应中CaH2中氢元素从-1价变化为0价做还原剂被氧化为氢气,存在元素化合价改变,为氧化还原反应,不是复分解反应,A错误;反应中CaH2中氢元素从-1价变化为0价,做还原剂被氧化为氢气;H2O中氢元素化合价从+1价变化为0价,做氧化剂被还原为H2,氢气是氧化产物和还原产物,B错误;反应中CaH2中氢元素从-1价变化为0价,被氧化,C错误;H2O中氢元素化合价从+1价变化为0价,做氧化剂,D正确。
8.解析:选C。反应中,化合价升高的元素是盐酸中的氯元素,所以盐酸是还原剂,16 mol的盐酸中只有10 mol作还原剂,化合价降低的元素是锰元素,所以高锰酸钾是氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5。
9.解析:选A。设R2O中R元素的化合价为x,反应后降低到+6价。Mn元素化合价从+2价升高到+7价,则根据电子得失守恒可知5×(x-6)×2=2×(7-2),解得x=7,即化合价是+7价,答案选A。
10.解析:选D。由题中信息知氧化性的强弱顺序为XO>Z2>B2>A3+,所以A、C正确;在反应①中Z元素被氧化,在反应③中Z元素被还原,所以B正确;还原性为A2+>B->Z->X2+,D错误。
11.解析:选C。因为氧化性Ag+>Cu2+>H+>Mg2+,根据先后规律加入适量锌粉先置换出Ag。
12.解析:选A。在空气中,氧气能够把+2价铁氧化成+3价;而加入维生素C则能防止这种氧化,说明被氧化的是维生素C而不再是+2价铁,说明维生素C具有还原性,故选A。
13.解析:选D。Cr2O带两个单位负电荷,其中O元素为-2价,Cr元素为+6价,A正确;从图像中可以看到NO的浓度减小,说明其在反应中为反应物,反应后生成了NO,N元素的化合价升高,被氧化,氧化产物是NO,B正确;反应中NO化合价升高,则一定有元素化合价降低,故Cr2O为反应物,Cr3+为生成物,反应中Cr元素的化合价从+6价降到+3价,Cr2O为氧化剂,Cr3+是还原产物,C正确、D错误。
14.解析:选D。NaNO2中的N元素从+3价降到0价,被还原,作氧化剂,A错误、D正确;N2中的N原子来自NaNO2和NH4Cl,NaNO2被还原,NH4Cl被氧化,故NaNO2为氧化剂,NH4Cl为还原剂,N2既是氧化产物又是还原产物,B、C错误。
15.解析:(1)该反应中,K2Cr2O7溶液中含有K+和Cr2O,H2SO4溶液中含有H+和SO,生成的产物K2SO4和Cr2(SO4)3均为硫酸盐,因此该反应属于离子反应。(2)Cr2(SO4)3属于硫酸盐,K2Cr2O7属于重铬酸盐,两者在溶液中均完全电离,产生金属阳离子和酸根离子。(3)在该反应中,铬元素的化合价从+6价变为+3价,碳元素的化合价升高,由此可知,此反应为氧化还原反应。(4)根据反应可知,K2Cr2O7能把C2H5OH氧化,反应前Cr2O在溶液中显橙色,反应后Cr3+在溶液中显绿色,反应前后有明显的颜色变化,可以用于检测司机是否酒后驾车。
答案:(1)是
(2)Cr2(SO4)3===2Cr3++3SO K2Cr2O7===2K++Cr2O
(3)是 在反应中,铬元素从+6价变为+3价,碳元素的化合价升高
(4)能。该反应前后有颜色变化,Cr2O在酸性条件下与酒精发生反应,颜色由橙色变为绿色
16.解析:(1)根据元素化合价可知:处于最低价态的只有还原性,处于最高价态的只有氧化性,处于中间价态的既有氧化性又有还原性,所以只有氧化性的是Mg2+、H+;(2)①NO+HNO3→N2O3+H2O中+2价的氮和+5价的氮变为+3价的氮,既升高又降低,①可以实现;②NH3+NO→HNO2+H2O中,-3价的氮和+2价的氮变为+3价的氮,都是升高无降低,②不能实现;③N2O4+H2O→HNO3+HNO2中,+4价的氮变为+5价的氮和+3价的氮,既升高又降低,③可以实现;(3)氧化还原反应中,氧化剂氧化性大于氧化产物,所以由①知氧化性:FeCl3>I2;由②知氧化性:Cl2>FeCl3;由③知氧化性:KMnO4>Cl2;由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,氧化性最强的是KMnO4;为了氧化I-而Cl-不被氧化,则所用氧化剂的氧化性应比Cl2弱,但比I2强,故选用FeCl3。
答案:(1)Mg2+、H+ (2)②
(3)KMnO4 FeCl3
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