内容正文:
第三节 氧化还原反应
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
题型03 双线桥法、单线桥法——氧化还原反应中电子转移的表示方法
题型04 根据氧化还原反应方程式判断物质的氧化性、还原性强弱
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的氧化性、还原性强弱
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
题型10 氧化还原反应方程式的配平与计算
题型11 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型12 氧化还原反应与离子反应的综合问题
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
1.氧化还原反应的认识
(1)氧化还原反应的特征和本质
氧化还原反应的实质是 (电子得失或共用电子对偏移),其特征表现为元素化合价 ,这也是判断氧化还原反应的重要依据。
(2)氧化反应:物质所含元素化合价 、 电子(或共用电子对偏离)的反应。
(3)还原反应:物质所含元素化合价 、 电子(或共用电子对偏向)的反应。
(4)氧化反应和还原反应是在一个反应中 发生的。
(5)氧化反应和还原反应的关系
[巧记] 根据化合价变化情况分析氧化还原反应中的电子得失时,熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失电子,被氧化;化合价降低,得电子,被还原”。
2.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在氧化还原反应中,化合价 、 的物质。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,化合价 、 的物质。
3.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的 的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的 的性质。
4.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂失去电子被 的产物。
(2)还原产物:氧化剂得到电子被 的产物。
5.以H2还原CuO的反应为例分析
H2 + CuO Cu + H2O
↓ ↓ ↓ ↓
剂 剂 产物 产物
6.氧化还原反应中几个基本概念间的关系
【典例1】ClO2是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,关于此反应的说法正确的是
A.KClO3中氯元素化合价升高,失电子 B.H2C2O4被氧化
C.反应中H2SO4发生还原反应 D.反应中CO2是还原产物
【变式1-1】《天工开物》中记载了以炉甘石为原料炼锌的方法,发生的化学反应之一:,其中用作还原剂的是
A. B. C. D.
【变式1-2】亚硒酸(化学式:H2SeO3)溶液,遇到氯气时发生反应H2SeO3 + Cl2 + H2O = H2SeO4 + 2HCl,其反应中氧化产物是
A.H2SeO3 B.Cl2 C.HCl D.H2SeO4
【变式1-3】火法炼铜的主要反应原理是在时,将白冰铜高温按以下反应锤炼成粗铜:①;②;总反应为:。
下列说法正确的是
A.反应①中,是氧化剂 B.总反应中,只有氧气是氧化剂
C.反应②中,只有是氧化剂 D.上述三个反应中,均作还原剂
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1) 反应一定是氧化还原反应。
(2) 反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的 反应一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的 反应一定是氧化还原反应。
(5)无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应也可能是氧化还原反应。如:SO2+H2O2===H2SO4,2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的图示关系
【典例2】氧化还原反应与四种基本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. B.
C. D.
【变式2-1】下图为四大基本反应类型与氧化还原反应的关系,下列反应属于区域“X”的是
A. B.
C. D.
【变式2-2】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.
【变式2-3】下列反应与图中标出的反应类型对应错误的是
A.CaO与水的反应—1 B.Na与水的反应—4
C.高温下,CO与反应生成和Fe—3 D.与的反应—5
题型03 双线桥法、单线桥法——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箭头表示“生成”,由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略不写。
2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【典例3】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.
【变式3-1】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.
【变式3-2】下列单、双线桥的表示方法不正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-3】下列氧化还原反应中的电子转移方向和数目表示正确的是
A.
B.
C.
D.
题型04 根据氧化还原反应方程式判断物质的
氧化性、还原性强弱
根据氧化还原反应方程式判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
举例:Cl2+2I-===2Cl-+I2反应中氧化剂Cl2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性;还原剂I-的还原性大于还原产物Cl-的还原性。
【典例4】根据下列反应:①2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
②2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
判断Fe3+、Cl2、MnO的氧化性强弱
A.Fe3+> MnO> Cl2 B.Cl2 > MnO> Fe3+
C.MnO > Cl2>Fe3+ D.MnO>Fe3+>Cl2
【变式4-1】已知有如下几条氧化还原反应:
①A2++B=B2++A ②B2++C=C2++B ③A+2B3+=2B2++A2+
下列说法不正确的是
A.还原性:C>B>A>B2+
B.B2+在反应①中是氧化产物,在反应③中是还原产物
C.B3+能够与反应
D.氧化性:B3+>A2+>C2+>B2+
【变式4-2】已知物质的氧化性:。下列离子方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【变式4-3】根据下列反应进行判断,下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是
① ②
A. B. C. D.
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的
氧化性、还原性强弱
根据元素的金属或非金属活动性顺序比较
(1)金属性越弱,其单质的还原性越弱,对应的阳离子氧化性越强。
(2)非金属性越弱,其单质的氧化性越弱,对应的阴离子还原性越强。
【典例5】试比较下列单质或离子的氧化性。(已知:元素的非金属性Cl>Br>I>S)
①Cl2、Br2、I2、S;
②H+、Cu2+、Zn2+、Na+。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【变式5-1】试比较下列单质或离子的还原性。
①Mg、Fe、Cu、Ag;
②Br-、I-、S2-;
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【变式5-2】含FeCl2、CuCl2和HCl的溶液中加入适量锌粉,首先置换出来的是
A.Fe B.Cu C.H2 D.不能确定
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
1.根据反应条件的难易比较
一般来说,一组反应中反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
2.根据相同条件下产物的价态高低判断
一般来说,相同条件下产物的价态越高,对应反应物的氧化性或还原性越强。
【典例6】例如F2+H22HF,Cl2+H22HCl,则氧化性F2 Cl2。
【变式6-1】根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。判断氧化性:KMnO4________MnO2。
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
价态规律
(1)高低规律:最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
示例:H2SO4(浓)中S元素处于最高价态,只有氧化性;SO2中S元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性;S2-中S元素处于最低价态,仅有还原性。
(2)价态归中规律:同种元素不同价态的原子之间发生氧化还原反应时“只靠拢,不交叉”。
应用:判断元素在生成物中的价态。
(3)歧化规律:同种元素的中间价态可自身发生氧化还原反应,生成高价态和低价态,即中间价―→高价+低价,如3NO2+H2O===2HNO3+NO。
【典例7】已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G―→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是________________。
【变式7-1】在不同条件下分解可以得到不同的产物,下列各组物质中肯定不可能是硝酸铵分解产物的是
A.、 B.、、
C.、、 D.、
【变式7-2】加入适当还原剂可实现下列转化的是
A.HNO3→NO B.HCl→Cl2
C.SO2→H2SO3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3
【变式7-3】下列物质只有还原性的是
A. B. C. D.
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:
I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,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,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
【典例8】已知、、,且氧化性强弱顺序是。在和混合溶液中,通入一定量,溶液中存在的离子不合理的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、、
【变式8-1】已知:;。则以下说法中错误的是
A.还原性:
B.和在溶液中能大量共存
C.溶液中通氯气,氯气先与反应
D.和在溶液中能大量共存
【变式8-2】在含有、和的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是
A.Mg B.Fe C. D.Ag
【变式8-3】已知氧化还原反应:①;②;③;④。下列说法不正确的是
A.氧化性:
B.在含有、混合溶液中加入铁粉,若反应后固体中只有铜,则溶液中可能存在和
C.能与反应
D.在反应②中是氧化产物,在反应③中是还原产物
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数;元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应化学方程式的配平和计算。
【典例9】Na2SO3溶液与K2Cr2O7溶液能发生反应,该反应中Na2SO3与K2Cr2O7计量数之比为3∶1,则元素Cr在还原产物中的化合价是
A.0 B.+2 C.+3 D.+6
【变式9-1】某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液,经测定ClO-与ClO的个数比为1:5,则氯气与NaOH溶液反应时被氧化的氯与被还原的氯的个数之比为
A.21:5 B.13:3 C.3:13 D.3:1
【变式9-2】已知在碱性溶液中可发生如下反应:。则中R的化合价是
A. B. C. D.
【变式9-3】已知,则中X的化合价为
A. B. C. D.
题型10 氧化还原反应方程式的配平与计算
1.一般方程式的配平方法——化合价升降法
2.氧化还原反应的计算步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
【典例10】请配平下列方程式
①_____________________________________________
②_______________________________________________________
③_______________________________________________________
④_________________________________=______________________
① ;② ;③ ;④ 。
【变式10-1】在水处理领域,化学技术扮演着重要角色。用化学方法处理废水中的,其原理为:。完成该化学方程式 ,写出该反应氧化剂的化学式 。
【变式10-2】氯气能用于制备易于保存、使用方便的漂白液,但若温度过高会发生副反应生成和。某加热条件下,当与反应生成的时,与反应的化学方程式为 。
【变式10-3】Cl2与NaOH反应的产物与温度有关,较低的温度下,主要的氧化产物是NaClO,而较高的温度下,主要的氧化产物则为NaClO3。某温度下,Cl2与NaOH反应生成ClO-和ClO的个数恰好相等,则被氧化的氯原子和被还原的氯原子的个数比为
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4
题型11 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
陌生氧化还原反应方程式的书写方法
(1)根据题目中的流程图或题干信息,确定反应物和部分生成物。
(2)判断反应中变价元素的化合价并利用元素化合价的升降判断出氧化产物和还原产物。
(3)按“氧化剂+还原剂一还原产物+氧化产物"写出方程式,并按化合价升降原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
(4)根据原子守恒,补充其他反应物或生成物,一般为水酸(H+)或碱(OH-)。
【典例11】把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平)。
对该氧化还原型离子方程式说法不正确的是
A.IO作氧化剂 B.若1 个 Mn2+参加反应则转移5 个电子
C.氧化剂与还原剂的离子个数之比为5∶2 D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
【变式11-1】某反应体系中的物质有:、、、、、。
(1)请将之外的反应物与生成物分别填如以下空格内。
(2)反应中,被还原的元素是 ,还原剂是 。
【变式11-2】H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
【变式11-3】生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速氧化的细菌,培养后能提供,控制反应条件可达细菌的最大活性,其生物浸矿机理如图。
(1)氧化亚铁硫杆菌生物浸出ZnS矿(已知:ZnS难溶于水,易溶于酸)。反应1的离子方程式是 ;
反应2中有S单质生成,离子方程式是 。
(2)氧化亚铁硫杆菌还可以对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到溶液。其过程如图所示:
已知总反应为:
补充完整过程I离子方程式: 。
。
题型12 氧化还原反应与离子反应的综合问题
依据反应机理图或循环转化关系信息书写方程式
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。再依据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
【典例12】硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入和的混合溶液中回收S,其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A.过程①中,发生了氧化还原反应
B.过程②中,
C.过程③中,溶液的酸性增强
D.回收S的总反应为
【变式12-1】酸性环境中脱硫过程示意图如图:
过程ⅰ反应的离子方程式为 。
【变式12-2】在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。
总反应:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+
(1)已知Ⅲ为非氧化还原反应,分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:
①反应Ⅰ: 。
②反应Ⅱ: 。
(2)NO在总反应中的作用是 。
【变式12-3】硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2 与Ce2(SO4)3[Ce中文名“铈”]的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示(以NO为例)。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中氧化产物与还原产物的离子个数之比为
B.反应Ⅱ的离子方程式为
C.该转化过程的实质是NO被H2氧化
D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+离子总数一定保持不变
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第三节 氧化还原反应
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
题型03 双线桥法、单线桥法——氧化还原反应中电子转移的表示方法
题型04 根据氧化还原反应方程式判断物质的氧化性、还原性强弱
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的氧化性、还原性强弱
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
题型10 氧化还原反应方程式的配平与计算
题型11 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型12 氧化还原反应与离子反应的综合问题
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
1.氧化还原反应的认识
(1)氧化还原反应的特征和本质
氧化还原反应的实质是电子转移(电子得失或共用电子对偏移),其特征表现为元素化合价发生变化,这也是判断氧化还原反应的重要依据。
(2)氧化反应:物质所含元素化合价升高、失去电子(或共用电子对偏离)的反应。
(3)还原反应:物质所含元素化合价降低、得到电子(或共用电子对偏向)的反应。
(4)氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的。
(5)氧化反应和还原反应的关系
[巧记] 根据化合价变化情况分析氧化还原反应中的电子得失时,熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失电子,被氧化;化合价降低,得电子,被还原”。
2.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在氧化还原反应中,化合价降低、得到电子(或电子对偏向)的物质。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,化合价升高、失去电子(或电子对偏离)的物质。
3.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。
4.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
(2)还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
5.以H2还原CuO的反应为例分析
H2 + CuO Cu + H2O
↓ ↓ ↓ ↓
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
6.氧化还原反应中几个基本概念间的关系
【典例1】ClO2是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,关于此反应的说法正确的是
A.KClO3中氯元素化合价升高,失电子 B.H2C2O4被氧化
C.反应中H2SO4发生还原反应 D.反应中CO2是还原产物
【答案】B
【详解】A.Cl 的化合价从+5 降低到+4,说明 Cl 失电子被还原,A错误;
B.C 的化合价从+3 升高到+4,说明被氧化,B正确;
C.在反应中,提供酸性环境,其S元素的化合价不变,没有发生氧化或还原反应,C错误;
D. 是被氧化后的产物。在氧化还原反应中,还原剂被氧化后生成的产物称为氧化产物,D错误;
故选B。
【变式1-1】《天工开物》中记载了以炉甘石为原料炼锌的方法,发生的化学反应之一:,其中用作还原剂的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】ZnO中Zn元素化合价为+2价,生成Zn单质后为0价,ZnO被还原,ZnO是氧化剂,CO中C元素化合价为+2价,生成CO2后为+4价,CO被氧化,CO是还原剂;
答案选B。
【变式1-2】亚硒酸(化学式:H2SeO3)溶液,遇到氯气时发生反应H2SeO3 + Cl2 + H2O = H2SeO4 + 2HCl,其反应中氧化产物是
A.H2SeO3 B.Cl2 C.HCl D.H2SeO4
【答案】D
【详解】H2SeO3中Se为+4价,生成H2SeO4时升为+6价(被氧化),Cl2中Cl为0价,生成HCl时降为-1价(被还原),氧化产物对应被氧化的物质,即H2SeO4,还原产物为HCl,故选D。
【变式1-3】火法炼铜的主要反应原理是在时,将白冰铜高温按以下反应锤炼成粗铜:①;②;总反应为:。
下列说法正确的是
A.反应①中,是氧化剂 B.总反应中,只有氧气是氧化剂
C.反应②中,只有是氧化剂 D.上述三个反应中,均作还原剂
【答案】D
【详解】A.反应①为,其中中硫元素化合价升高,铜元素化合价不变,故为还原剂,氧气为氧化剂,A错误;
B.总反应中,中铜元素化合价降低,硫元素化合价升高,故既是氧化剂也是还原剂,氧气是氧化剂,故氧化剂有和氧气,B错误;
C.反应②中,和都是氧化剂,C错误;
D.上述三个反应中,中硫元素化合价都升高,均作还原剂,D正确;
故选D。
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
(5)无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应也可能是氧化还原反应。如:SO2+H2O2===H2SO4,2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的图示关系
【典例2】氧化还原反应与四种基本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. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题给信息可知,阴影部分的反应属于氧化还原反应却不属于四种基本反应类型中的任何一种。
【详解】A.选项所给反应是氧化还原反应又是置换反应,A不符合题意;
B.属于分解反应和飞氧化还原反应,B不符合题意;
C.是氧化还原反应又是化合反应,C不符合题意;
D.选项所给反应属于氧化还原反应又不属于四大反应类型,D项符合题意;
故答案选D。
【变式2-1】下图为四大基本反应类型与氧化还原反应的关系,下列反应属于区域“X”的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】图中区域“X”不属于氧化还原反应,也不属于置换、复分解、化合反应,属于分解反应,据此解答。
【详解】A.属于分解反应,同时也是氧化还原反应,A不符合;
B.属于分解反应,不是氧化还原反应,B符合;
C.属于氧化还原反应,C不符合;
D.属于复分解反应,D不符合;故选B。
【变式2-2】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。
【变式2-3】下列反应与图中标出的反应类型对应错误的是
A.CaO与水的反应—1 B.Na与水的反应—4
C.高温下,CO与反应生成和Fe—3 D.与的反应—5
【答案】A
【详解】A.CaO与水反应生成氢氧化钙,该反应没有元素化合价改变,属于非氧化还原反应,故A错误;
B.Na与水反应生成氢氧化钠和氢气,属于置换反应,Na、H元素化合价改变,属于氧化还原反应,故B正确;
C.高温下,CO与反应生成和Fe,Fe、C元素化合价改变,属于氧化还原反应,不属于四种基本反应类型,故C正确;
D.与反应生成碳酸钙和氢氧化钠,属于复分解反应,元素化合价不变,不属于氧化还原反应,故D正确;
选A。
题型03 双线桥法、单线桥法——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箭头表示“生成”,由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略不写。
2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【典例3】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
【详解】A.反应中,元素的化合价降低,得到电子,元素化合价升高,失去电子,电子转移方向应该是指向,1个原子失去2个电子,4个原子失去8个电子,A错误;
B.反应中,元素的化合价降低,得到电子,元素化合价升高,失去电子,原子失去4个电子,B错误;
C.单质化合价升高至价,铁离子化合价降低,电子由转移至中的铁离子,C正确;
D.氯酸钾中氯元素的化合价应从降到,得到12个电子,氧元素的化合价从升高到0,失去电子数是12个,D错误;
综上,答案是C。
【变式3-1】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。
【变式3-2】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3-3】下列氧化还原反应中的电子转移方向和数目表示正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
A.Fe2O3与CO反应中C化合价升高失去电子,Fe得电子,电子转移方向和数目正确的表示为:,A错误;
B.P与Cl2反应,P化合价升高失去电子,Cl2化合价降低得到电子,电子转移方向和数目正确的表示:,B正确;
C.H2S和H2SO4反应中,根据氧化还原反应中化合价归中原理,-2价S化合价升高到0价,+6价S化合价降低到+4价,电子转移方向和数目正确的表示:;C错误;
D.Cl2与KOH反应是歧化反应,化合价变化为5,电子转移个数为5,电子转移方向和数目正确的表示:,D错误;
答案选B。
题型04 根据氧化还原反应方程式判断物质的
氧化性、还原性强弱
根据氧化还原反应方程式判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
举例:Cl2+2I-===2Cl-+I2反应中氧化剂Cl2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性;还原剂I-的还原性大于还原产物Cl-的还原性。
【典例4】根据下列反应:①2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
②2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
判断Fe3+、Cl2、MnO的氧化性强弱
A.Fe3+> MnO> Cl2 B.Cl2 > MnO> Fe3+
C.MnO > Cl2>Fe3+ D.MnO>Fe3+>Cl2
【答案】C
【详解】2KMnO4+16HCl(浓)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中氧化剂是MnO、氧化产物是Cl2,所以氧化性MnO>Cl2;2FeCl2+Cl2═2FeCl3中氧化剂是Cl2、氧化产物是Fe3+,所以氧化性Cl2>Fe3+;故氧化剂的强弱顺序为MnO> Cl2>Fe3+,故C符合题意。
答案选C。
【变式4-1】已知有如下几条氧化还原反应:
①A2++B=B2++A ②B2++C=C2++B ③A+2B3+=2B2++A2+
下列说法不正确的是
A.还原性:C>B>A>B2+
B.B2+在反应①中是氧化产物,在反应③中是还原产物
C.B3+能够与反应
D.氧化性:B3+>A2+>C2+>B2+
【答案】D
【分析】由反应方程式①A2++B=B2++A可知A2+的化合价降低被还原为A,B的化合价升高被氧化为B2+,即A2+为氧化剂、B2+为氧化产物,B为还原剂,A为还原产物,则有氧化性:A2+>B2+,还原性B>A,同理反应②B2++C=C2++B中B2+为氧化剂、C2+为氧化产物,C为还原剂,B为还原产物,则有氧化性:B2+>C2+,还原性C>B, 反应③A+2B3+=2B2++A2+中B3+为氧化剂、A2+为氧化产物,A为还原剂,B2+为还原产物,则有氧化性:B3+>A2+,还原性A>B2+,故有氧化性:B3+>A2+>B2+>C2+,还原性:C>B>A>B2+,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,还原性:C>B>A>B2+,A正确;
B.由分析可知,B2+在反应①中是氧化产物,在反应③中是还原产物,B正确;
C.由分析可知,氧化性:B3+>A2+>B2+>C2+,故B3+能够与反应生成C2+,C正确;
D.由分析可知,氧化性:B3+>A2+>B2+>C2+,D错误;
故答案为:D。
【变式4-2】已知物质的氧化性:。下列离子方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】已知氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>Fe3+>I2,氧化性:氧化剂>氧化产物,据此分析;
【详解】A.由方程式可得,氧化性强弱顺序:Fe3+>I2,离子方程式,A错误;
B.由方程式可得,氧化性强弱顺序:I2>Cl2,不符合实际情况,B错误;
C.由方程式可得,氧化性强弱顺序:Cl2>Fe3+,离子方程式正确,C正确;
D.由方程式可得,氧化性强弱顺序:Fe3+>Br2,不符合实际情况, D错误;
故选C。
【变式4-3】根据下列反应进行判断,下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是
① ②
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知氧化性:氧化剂>氧化产物;由①可知,氧化性,由②可知,氧化性,故选D。
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的
氧化性、还原性强弱
根据元素的金属或非金属活动性顺序比较
(1)金属性越弱,其单质的还原性越弱,对应的阳离子氧化性越强。
(2)非金属性越弱,其单质的氧化性越弱,对应的阴离子还原性越强。
【典例5】试比较下列单质或离子的氧化性。(已知:元素的非金属性Cl>Br>I>S)
①Cl2、Br2、I2、S;
②H+、Cu2+、Zn2+、Na+。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】①Cl2>Br2>I2>S ②Cu2+>H+>Zn2+>Na+
【详解】非金属性越弱,其单质的氧化性越弱,对应的阴离子还原性越强;金属性越弱,其单质的还原性越弱,对应的阳离子氧化性越强。故答案为①Cl2>Br2>I2>S ②Cu2+>H+>Zn2+>Na+。
【变式5-1】试比较下列单质或离子的还原性。
①Mg、Fe、Cu、Ag;
②Br-、I-、S2-;
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】①Mg>Fe>Cu>Ag ②S2->I->Br-
【详解】金属性越弱,其单质的还原性越弱,对应的阳离子氧化性越强;非金属性越弱,其单质的氧化性越弱,对应的阴离子还原性越强。故答案为①Mg>Fe>Cu>Ag ②S2->I->Br-。
【变式5-2】含FeCl2、CuCl2和HCl的溶液中加入适量锌粉,首先置换出来的是
A.Fe B.Cu C.H2 D.不能确定
【答案】B
【详解】根据金属活动性顺序:Zn>Fe>H>Cu,在含FeCl2、CuCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,锌粉先和氧化性强的离子反应,和CuCl2发生反应置换出CuCl2中的Cu,所以首先置换出的是Cu;
故选B。
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
1.根据反应条件的难易比较
一般来说,一组反应中反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
2.根据相同条件下产物的价态高低判断
一般来说,相同条件下产物的价态越高,对应反应物的氧化性或还原性越强。
【典例6】例如F2+H22HF,Cl2+H22HCl,则氧化性F2 Cl2。
【答案】>
【详解】反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。根据F2+H22HF,Cl2+H22HCl,可知氧化性F2>Cl2。
【变式6-1】根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。判断氧化性:KMnO4________MnO2。
【答案】>
【详解】反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可知氧化性KMnO4>MnO2。
【变式6-2】如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2________S。
【答案】>
【详解】相同条件下产物的价态越高,对应反应物的氧化性或还原性越强。根据2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,可知氧化性Cl2>S。
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
价态规律
(1)高低规律:最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
示例:H2SO4(浓)中S元素处于最高价态,只有氧化性;SO2中S元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性;S2-中S元素处于最低价态,仅有还原性。
(2)价态归中规律:同种元素不同价态的原子之间发生氧化还原反应时“只靠拢,不交叉”。
应用:判断元素在生成物中的价态。
(3)歧化规律:同种元素的中间价态可自身发生氧化还原反应,生成高价态和低价态,即中间价―→高价+低价,如3NO2+H2O===2HNO3+NO。
【典例7】已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G―→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是________________。
【答案】G、Y、Q、Z、X
【详解】由①得出Q中Cl元素价态高于G,因为G中Cl元素价态必介于Q中Cl元素价态和-1价的氯元素之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y中Cl元素价态介于Q与G之间,故有Q中Cl元素价态高于Y,Y中Cl元素价态高于G;由②知,H2O中的H元素化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X中Cl元素价态高于Q;由④知,Z中Cl元素价态介于Q、X之间,则X中Cl元素价态高于Z,Z中Cl元素价态高于Q。故五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是G、Y、Q、Z、X。
【变式7-1】在不同条件下分解可以得到不同的产物,下列各组物质中肯定不可能是硝酸铵分解产物的是
A.、 B.、、
C.、、 D.、
【答案】D
【分析】硝酸铵(NH4NO3)中的两个氮原子的化合价分别为-3和+5。
【详解】A. 硝酸铵分解为N2O和H2O,-3价氮化合价升高到+1价,+5价氮化合价也降低到+1价,发生了归中反应,合理,故A不符合;
B.硝酸铵分解为N2、O2、H2O,硝酸铵中-3价氮化合价升高到0价,+5价氮的化合价降低到0价,发生了氧化还原反应,故B不符合;
C. 硝酸铵分解为N2、NO2、H2O,硝酸铵中-3价氮化合价升高到0价,+5价氮的化合价降低到+4价,发生了氧化还原反应,合理,故C不符合;
D. 硝酸铵分解为HNO3、H2O,只有化合价的升高,没有化合价的降低,不合理,故D符合;
答案选D。
【变式7-2】加入适当还原剂可实现下列转化的是
A.HNO3→NO B.HCl→Cl2
C.SO2→H2SO3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3
【答案】A
【详解】A.N被还原,需还原剂,A正确;
B. Cl被氧化,需氧化剂,B错误;
C.中S的化合价均为+4,无氧化还原反应,无需还原剂,C错误;
D. Fe被氧化,需氧化剂,D错误;
故答案选A。
【变式7-3】下列物质只有还原性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.钠单质为0价,在氧化还原反应中只能失去电子做还原剂,因此Na只有还原性,故选A;
B.中,Na+为+1价,有氧化性(很弱),为-1价,有还原性,故不选B;
C.中的0价为中间价,氯元素化合价既可以升高又可以降低,既有氧化性又有还原性,故不选C;
D.中,为+1价,氯元素化合价既可以升高又可以降低,既有氧化性又有还原性,故不选D;
选A。
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:
I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,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,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
【典例8】已知、、,且氧化性强弱顺序是。在和混合溶液中,通入一定量,溶液中存在的离子不合理的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、、
【答案】B
【分析】已知氧化性顺序为 ,对应的还原性顺序为 。因此,当通入和的混合溶液时,反应顺序为:
优先氧化生成和;
完全消耗后,继续氧化 生成;
完全消耗后,才会氧化。
【详解】A.: 和 均被完全氧化,但未被氧化,符合反应顺序,合理,A不符合题意;
B. :溶液中无或,但原溶液中含有和,必然存在。若未被氧化,则应存在;若被氧化,则已被完全消耗,不可能同时存在,矛盾,不合理,B符合题意;
C.:被完全氧化,和未被氧化,符合反应顺序,合理,C不符合题意;
D.:量不足,仅部分氧化,剩余和未反应的 ,符合反应顺序,合理,D不符合题意;
故选B。
【变式8-1】已知:;。则以下说法中错误的是
A.还原性:
B.和在溶液中能大量共存
C.溶液中通氯气,氯气先与反应
D.和在溶液中能大量共存
【答案】D
【分析】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,,氧化性Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br-,反应中,氧化性Fe3+>I2,还原性I->Fe2+。
【详解】A.根据分析,还原性:,A正确;
B.和都具有还原性,在溶液中可以大量共存,B正确;
C.I-的还原性大于Fe2+,溶液中通氯气,氯气先与还原性强的反应,C正确;
D.氧化性Fe3+>I2,Fe3+能把I-氧化为I2,和在溶液中不能大量共存,D错误;
答案选D。
【变式8-2】在含有、和的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是
A.Mg B.Fe C. D.Ag
【答案】D
【详解】根据一种还原剂与多种氧化剂反应时,最先与氧化性强的氧化剂反应,氧化性:Ag+>Fe2+>Mg2+,因此锌最先与银离子反应,最先被置换出来的是Ag,故答案为D。
【变式8-3】已知氧化还原反应:①;②;③;④。下列说法不正确的是
A.氧化性:
B.在含有、混合溶液中加入铁粉,若反应后固体中只有铜,则溶液中可能存在和
C.能与反应
D.在反应②中是氧化产物,在反应③中是还原产物
【答案】B
【分析】根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强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,分析判断。
【详解】A.根据反应①可知氧化性强弱为:,反应②,反应③,反应④,综合分析以上四个强弱关系,A正确;
B.根据氧化性强弱顺序,含有、混合溶液中加入铁粉,铁粉首先被氧化,随后剩余铁粉再与发生置换反应生成单质铜。若反应后固体中只有铜,说明已经反应完毕,溶液中没有;B错误;
C.根据氧化性强弱顺序:,能与反应,离子方程式为:,C正确;
D.根据化合价变化特点分析,在反应②中是化合价升高对应的产物,属于氧化产物;在反应③中是化合价降低对应的产物,属于还原产物,D正确;
故选B。
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数;元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应化学方程式的配平和计算。
【典例9】Na2SO3溶液与K2Cr2O7溶液能发生反应,该反应中Na2SO3与K2Cr2O7计量数之比为3∶1,则元素Cr在还原产物中的化合价是
A.0 B.+2 C.+3 D.+6
【答案】C
【详解】反应中S元素的化合价由+4价升高至+6价,K2Cr2O7中Cr元素的化合价为+6价,设铬元素在还原产物中的化合价为x,该反应中Na2SO3与K2Cr2O7计量数之比为3∶1,根据得失电子守恒列式:3×2=2×(6-x),解得x=+3,即铬元素在还原产物中的化合价为+3价,答案选C。
【变式9-1】某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液,经测定ClO-与ClO的个数比为1:5,则氯气与NaOH溶液反应时被氧化的氯与被还原的氯的个数之比为
A.21:5 B.13:3 C.3:13 D.3:1
【答案】C
【详解】部分氯化合价降低为-1价氯被还原、部分氯化合价升高为+1和+5被氧化,假设ClO-与ClO分别为1mol、5mol,则根据电子的得失守恒可知反应中被还原的氯元素原子的物质的量为1mol×1+5mol×5=26mol,因此反应时被氧化的氯与被还原的氯的个数之比为6︰26=3︰13,答案选C。
【变式9-2】已知在碱性溶液中可发生如下反应:。则中R的化合价是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据电荷守恒可得,则n=2,可表示为;该离子中O元素化合价为-2价,则R的化合价是,答案选D。
【变式9-3】已知,则中X的化合价为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】本题既可以通过电荷守恒先确定n=1,再根据化合价X-8=-1,得出X的化合价为+7;也可以根据电子转移守恒,X化合价降低总数等于Cl化合价升高总数,即:,X为+7价,D正确;故答案选D。
题型10 氧化还原反应方程式的配平与计算
1.一般方程式的配平方法——化合价升降法
2.氧化还原反应的计算步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
【典例10】请配平下列方程式
①_____________________________________________
②_______________________________________________________
③_______________________________________________________
④_________________________________=______________________
① ;② ;③ ;④ 。
【答案】34235 22 3623 256H+=258
【详解】①次氯酸根离子将氢氧化铁氧化生成高铁酸根离子,铁元素化合价由+3升高至+6,氯元素化合价由+1降低至-1,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平得离子方程式为:34235;
②二氧化硫被氯气氧化为硫酸,氯气被还原生成HCl,S元素化合价由+4升高至+6,Cl元素化合价由0降低至-1,根据得失电子守恒和原子守恒,配平得反应方程式为:22;
③S和氢氧化钾发生歧化反应生成硫化钾、亚硫酸钾,S元素的化合价既有从0价降低至-2价,也有从0价升高至+4价,根据得失电子守恒和原子守恒,配平得反应方程式为:3623;
④高锰酸根离子将H2O2氧化生成氧气,自身被还原为锰离子,锰元素化合价由+7价降低至+2价,O元素化合价由-1升高为0价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平得反应的离子方程式为:256H+=258。
【变式10-1】在水处理领域,化学技术扮演着重要角色。用化学方法处理废水中的,其原理为:。完成该化学方程式 ,写出该反应氧化剂的化学式 。
【答案】10Al+6NaNO3+4NaOH+18H2O=10Na[Al(OH)4]+3N2↑ NaNO3
【详解】在反应Al+NaNO3+NaOH+H2O—Na[Al(OH)4]+N2↑中,Al元素化合价由反应前Al单质的0价变为反应后Na[Al(OH)4]中的+3价,化合价升高3价;N元素化合价由反应前NaNO3中的+5价变为反应后N2中的0价,化合价降低5×2=10价,化合价升降最小公倍数是30,所以根据氧化还原反应中化合价升降总数相等,可知Al、Na[Al(OH)4]的系数是10,NaNO3的系数是6,N2的系数是3;再根据Na元素守恒,可知NaOH的系数是4;最后根据H、O元素守恒,可知H2O的系数是18,则配平后的化学方程式为:10Al+6NaNO3+4NaOH+18H2O=10Na[Al(OH)4]+3N2↑;
在该反应中Al元素化合价升高,失去电子被氧化,所以Al为还原剂;N元素化合价降低,得到电子被还原,所以NaNO3为氧化剂。
【变式10-2】氯气能用于制备易于保存、使用方便的漂白液,但若温度过高会发生副反应生成和。某加热条件下,当与反应生成的时,与反应的化学方程式为 。
【答案】
【详解】加热条件下,与反应生成的,生成5mol、1mol共转移电子10mol,根据电子守恒,则会有10mol÷2=5mol被还原为氯离子,结合氯原子守恒,共8mol参与反应,则反应为:。
【变式10-3】Cl2与NaOH反应的产物与温度有关,较低的温度下,主要的氧化产物是NaClO,而较高的温度下,主要的氧化产物则为NaClO3。某温度下,Cl2与NaOH反应生成ClO-和ClO的个数恰好相等,则被氧化的氯原子和被还原的氯原子的个数比为
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4
【答案】C
【详解】Cl2与NaOH产生ClO-和ClO的个数恰好相等,设其个数均为1,则反应过程中失去电子数目为6,相应得到电子的数目也应为6,对应得电子产物Cl-个数应为6。被氧化的氯原子数目为2(生成1个ClO-和1个ClO),被还原的氯原子为6(生成6个Cl-),其个数比为1:3;
答案选C。
题型11 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
陌生氧化还原反应方程式的书写方法
(1)根据题目中的流程图或题干信息,确定反应物和部分生成物。
(2)判断反应中变价元素的化合价并利用元素化合价的升降判断出氧化产物和还原产物。
(3)按“氧化剂+还原剂一还原产物+氧化产物"写出方程式,并按化合价升降原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
(4)根据原子守恒,补充其他反应物或生成物,一般为水酸(H+)或碱(OH-)。
【典例11】把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平)。
对该氧化还原型离子方程式说法不正确的是
A.IO作氧化剂 B.若1 个 Mn2+参加反应则转移5 个电子
C.氧化剂与还原剂的离子个数之比为5∶2 D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
【答案】D
【分析】分析图1、图2可知,Mn2+作还原剂,那么作氧化剂,I元素化合价由+7价降低到+5价,Mn元素由+2价上升到+7价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平后的氧化还原反应的离子方程式为2Mn2++5+3H2O=6H++2+5,以此解答。
【详解】A.配平后的氧化还原反应的离子方程式为2Mn2++5+3H2O=6H++2+5,I元素化合价降低,作氧化剂,A正确;
B.配平后的氧化还原反应的离子方程式为2Mn2++5+3H2O=6H++2+5,Mn元素由+2价上升到+7价,若1 个 Mn2+参加反应则转移5 个电子,B正确;
C.配平后的氧化还原反应的离子方程式为2Mn2++5+3H2O=6H++2+5,该反应中作氧化剂,Mn2+作还原剂,氧化剂与还原剂的离子个数之比为5∶2,C正确;
D.配平后的氧化还原反应的离子方程式为2Mn2++5+3H2O=6H++2+5,配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,D错误;
故选D。
【变式11-1】某反应体系中的物质有:、、、、、。
(1)请将之外的反应物与生成物分别填如以下空格内。
(2)反应中,被还原的元素是 ,还原剂是 。
【答案】Au2O3+4Na2S2O3+2H2O=2Na2S4O6+Au2O+4NaOH Au Na2S2O3
【详解】(1)Au2O3为反应物,则Au2O一定为生成物,Au的化合价从+3价降低到+1价,故Au2O3为氧化剂,Na2S4O6中S的平均化合价为+,Na2S2O3中硫元素平均化合价为+2,所以Na2S2O3为反应物,Na2S4O6为生成物,由钠元素守恒可知NaOH为生成物,H2O为反应物,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为Au2O3+4Na2S2O3+2H2O=2Na2S4O6+Au2O+4NaOH;
(2)该反应中Au的化合价从+3价降低到+1价,Au元素被还原,S元素化合价上升,还原剂是Na2S2O3。
【变式11-2】H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
【答案】
【详解】白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,反应中部分磷化合价由0变为+1、部分磷由0变为-3,结合电子守恒,反应为:。
【变式11-3】生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速氧化的细菌,培养后能提供,控制反应条件可达细菌的最大活性,其生物浸矿机理如图。
(1)氧化亚铁硫杆菌生物浸出ZnS矿(已知:ZnS难溶于水,易溶于酸)。反应1的离子方程式是 ;
反应2中有S单质生成,离子方程式是 。
(2)氧化亚铁硫杆菌还可以对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到溶液。其过程如图所示:
已知总反应为:
补充完整过程I离子方程式: 。
。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)反应1为被氧化为,离子方程式是;反应2 为ZnS与反应有S单质生成,离子方程式是;
(2)根据化合价的升降,化合价升高6,,化合价将1,化合价升降守恒,再根据电荷守恒和元素守恒,过程I离子方程式为。
题型12 氧化还原反应与离子反应的综合问题
依据反应机理图或循环转化关系信息书写方程式
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。再依据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
【典例12】硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入和的混合溶液中回收S,其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A.过程①中,发生了氧化还原反应
B.过程②中,
C.过程③中,溶液的酸性增强
D.回收S的总反应为
【答案】B
【详解】A.由图知,过程①中元素化合价未发生改变,未发生氧化还原反应,A错误;
B.由图知,过程②中离子方程式为,B正确;
C.由图知,过程③中发生反应,反应消耗,溶液酸性减弱,C错误;
D.由图中转化关系可得,回收S的总反应为,D错误;
故选B。
【变式12-1】酸性环境中脱硫过程示意图如图:
过程ⅰ反应的离子方程式为 。
【答案】
【详解】由图可知,整个过程,甲烷不参与反应。过程ⅰ反应为硫化氢在T.F菌作用下硫化氢和硫酸铁反应生成硫单质和硫酸亚铁,根据质量守恒可知还生成氢离子,反应为。
【变式12-2】在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。
总反应:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+
(1)已知Ⅲ为非氧化还原反应,分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:
①反应Ⅰ: 。
②反应Ⅱ: 。
(2)NO在总反应中的作用是 。
【答案】(1) 4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O 14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+
(2)作催化剂
【详解】(1)①由图可知,反应Ⅰ为酸性条件下O2氧化Fe(NO)2+生成NO、Fe3+和H2O,离子方程式为O2+4Fe(NO)2++4H+=4Fe3++4NO+2H2O;
(2)NO在反应Ⅲ中是反应物,在反应Ⅰ是生成物,则NO改变了反应历程,对总反应有催化作用,是总反应的催化剂。
【变式12-3】硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2 与Ce2(SO4)3[Ce中文名“铈”]的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示(以NO为例)。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中氧化产物与还原产物的离子个数之比为
B.反应Ⅱ的离子方程式为
C.该转化过程的实质是NO被H2氧化
D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+离子总数一定保持不变
【答案】D
【分析】通过图示可以得知,第I步反应是H2和Ce4+反应生成H+和Ce3+,第Ⅱ步反应是Ce3+离子和NO、H+反应生成Ce4+和N2、H2O,Ce4+是催化剂。
【详解】A.过程Ⅰ发生反应的离子方程式:H2+2Ce4+=2H++2Ce3+,氧化产物与还原产物的离子个数之比为1:1,故A错误;
B.反应Ⅱ发生的反应是4Ce3++2NO+4H+=N2+2H2O+4Ce4+,故B错误;
C.总反应:,实质是NO被H2还原,故C错误;
D.Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3是反应的催化剂,参与反应但是量不变,故D正确;
答案选D。
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