内容正文:
第6讲 氧化还原反应的概念和规律
第2章 元素与物质世界
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
同种
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
失电子
得电子
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
√
×
√
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
√
×
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
B
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
BC
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
C
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
D
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点二 氧化还原反应的规律及应用
>
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考点二 氧化还原反应的规律及应用
<
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
Fe2+>Br-
考点二 氧化还原反应的规律及应用
Fe3+>Cu2+>H+
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
氧化剂
还原剂
得失电子守恒
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
D
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
BD
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
B
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
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考点二 氧化还原反应的规律及应用
B
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
C
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点二 氧化还原反应的规律及应用
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AC
考点二 氧化还原反应的规律及应用
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D
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复习目标
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子的转移。知道常见的氧化剂和还原剂。
2.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
1.氧化还原反应的实质及特征
2.氧化还原反应的概念及相互关系
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法
双线桥法
表示
方法
双线桥法
注意
事项
①箭头指向反应前后有化合价变化的____元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;
②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;
③电子数的表示方法ae-×b,a指1个原子得失e-的个数,b指得失e-的原子个数
双线桥法
应用
举例
单线桥法
表示
方法
注意
事项
①线桥只出现在反应物中,箭头从______元素的原子指向______元素的原子;
②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数
单线桥法
应用
举例
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如,
(2)常见的还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价态金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。例如,
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)某元素由化合态变为游离态,该元素可能被氧化,也可能被还原( )
(2)在Na2O2与CO2的反应中,Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂( )
(3)反应SO2+H2O2===H2SO4是化合反应,也是氧化还原反应( )
(4)在氧化还原反应中,物质失电子,发生氧化反应,所含元素化合价升高( )
(5)氧化还原反应中有一种元素被氧化,必定有另一种元素被还原( )
考向1 氧化还原反应的概念及相互关系
【例1】 (2022·浙江6月选考卷)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
[思路剖析]
①
H2SO4―→Na2SO4,各元素化合价无变化 eq \o(——→,\s\up16(推出))H2SO4只体现酸性
②
Na2S2O3―→S↓+SO2↑,硫元素:+2价→0价和+4价―→Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
③
推导产物:S是还原产物,SO2是氧化产物
解析:H2SO4―→Na2SO4,各元素化合价未变化,H2SO4没有发生还原反应,A错误;Na2S2O3中的S的化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B正确;氧化产物是SO2,还原产物为S,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据硫元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol电子,D错误。
考向2 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【例2】 (双选)2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭成功发射,航天员将进入空间站天和核心舱,完成各项工作。处理空间站舱内的CO2通常包括富集、还原及电解水等步骤,反应为
①R1NHR2(s)+CO2+H2O===[R1NH2R2]HCO3(s)
②[R1NH2R2]HCO3(s) eq \o(=====,\s\up16(△))R1NHR2(s)+CO2↑+H2O
③4H2+CO2 eq \o(=====,\s\up16(Ru))CH4+2H2O
④2H2O eq \o(=====,\s\up16(通电))2H2↑+O2↑
下列说法正确的是( )
A.反应②、③均可看作“碳中和”反应
B.反应③是氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型
C.反应④属于分解反应,也是氧化还原反应
D.反应③每生成1 mol CH4转移4 mol e-
解析:反应②释放CO2不利于“碳中和”,反应①、③消耗二氧化碳可看作“碳中和”反应,A错误;反应③中碳、氢元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,但不是四种基本反应类型,B正确;反应④中氢、氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,也是分解反应,C正确;反应③中碳元素化合价由+4降低到-4,氢元素化合价由0升高到+1,故每生成1 mol CH4转移 8 mol e-,D错误。
(1)分析氧化还原反应的方法思路:找变价→判类型→分升降→定其他。其中,“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。
(2)氧化还原反应中的四个易错点
1.(2023·全国乙卷)下列应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
解析:使用明矾对水进行净化过程中,明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体微粒吸附水中的悬浮颗粒使其沉降下来而使水变得澄清,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及氧化还原反应,A不符合题意;雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及氧化还原反应,B不符合题意;暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有铁粉、炭粉、氯化钠、水等物质,当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池,化学能转化为电能,又转
化为热能,该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化,因此,该过程涉及氧化还原反应,C符合题意;荧光指示牌被照发光,是因为光发生了反射,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及氧化还原反应,D不符合题意。
2.可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现氯资源的再利用。反应的化学方程式:4HCl+O2 eq \o(=====,\s\up16(CuO))2Cl2+2H2O。下图所示为该方法的一种催化机理。下列说法正确的是( )
A.Z为O2,W为Cl2
B.图中转化涉及的反应均为氧化还原反应
C.制取1 mol Cl2,须投入2 mol CuO
D.CuCl2也可以作反应的催化剂
解析:结合反应机理分析,根据原子守恒,可得X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O,据此分析作答。由分析可知,Z为O2,W为H2O,A错误;由题干转化历程图可知,图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2,图中其余转化化合价均未发生改变,即图中涉及的反应不都为氧化还原反应,B错误;CuO在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,C错误;由题干转化历程图可知,CuCl2能够循环出现,也可以作反应的催化剂,D正确。
1.性质强弱规律及应用
(1)氧化性和还原性
(2)强弱规律
①依据化学方程式判断
氧化性:氧化剂__氧化产物;
还原性:还原剂__还原产物。
②根据反应条件及反应剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性(或还原性)越强。例如,
MnO2+4HCl(浓) eq \o(=====,\s\up16(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,
据此判断氧化性:MnO2__KClO3。
③根据相同条件下产物中元素价态高低判断
相同条件下,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。如,
相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。如,
(3)应用:比较物质间氧化性和还原性的强弱或判断氧化还原反应能否进行。
2.反应先后规律及应用
(1)规律
①同时含有几种还原剂时 eq \o(——————→,\s\up16(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
例如,在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,还原性:______________,故Cl2先与Fe2+反应,然后再与Br-反应;
②同时含有几种氧化剂时 eq \o(————―→,\s\up16(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入少量铁粉,氧化性:________________________,铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+和H+反应。
(2)应用:判断同一体系中氧化还原反应发生的先后顺序。
3.价态转化规律及应用
(1)规律
①“价态归中”规律模型
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,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应:
[注意]不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
②“价态歧化”规律模型
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态―→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高,或都比反应物中该元素价态低。例如,反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
(2)应用:判断氧化还原反应中元素化合价的变化情况。
4.得失电子守恒规律及应用
(1)规律
对于氧化还原反应,______得到电子的总数等于______失去电子的总数,即____________。
(2)应用:①配平氧化还原反应方程式;②进行氧化还原反应的计算。
考向1 性质强弱规律及应用
【例1】 已知有如下反应:
①K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;
②Cr+2HCl(稀)===CrCl2+H2↑;
③2KMnO4+16HCl(稀)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。下列说法正确的是( )
A.氧化性:K2Cr2O7>KMnO4>Cl2
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1
C.向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,说明两者不能发生反应
D.向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,可发生反应:10Cr3++6MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))+11H2O===5Cr2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))+6Mn2++22H+
[思路剖析]
A项
判断①②③中氧化剂和氧化产物,结合“强弱规律”比较氧化性
B项
据③的化合价变化,确定氧化剂与还原剂,据得失电子数相等,判断氧化剂与还原剂的物质的量之比
C项
据②判断金属Cr的活动性 eq \o(——→,\s\up16(推测))Cr在浓硝酸中无明显变化的原因
D项
结合MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))和Cr2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))的氧化性强弱 eq \o(——→,\s\up16(判断))离子反应能否发生
解析:根据氧化性:氧化剂>氧化产物,据①~③分别可得,氧化性:K2Cr2O7>Cl2、HCl>CrCl2、KMnO4>Cl2,①中使用浓盐酸,③中使用稀盐酸,则氧化性:KMnO4>K2Cr2O7,A错误;反应③中,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,根据得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,B错误;②中Cr与稀盐酸反应生成H2,向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,可能是发生了钝化,C错误;由于氧化性:KMnO4>K2Cr2O7,向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,可发生氧化还原反应,Cr3+被氧化为Cr2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7)),MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))则被还原为Mn2+,离子方程式为10Cr3++6MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))+11H2O===5Cr2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))+6Mn2++22H+,D正确。
考向2 反应先后规律及应用
【例2】 (双选)已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3+和Cr3+。将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7
B.图中BC段发生的反应为Fe3++2I-===Fe2++I2
C.开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol
D.K2Cr2O7与FeSO4的物质的量之比为1∶3
解析:根据图像,AB段Fe3+的物质的量不变,说明Fe3+没有参加反应,则AB段应为K2Cr2O7和KI的反应,K2Cr2O7为氧化剂,A正确;在BC段Fe3+的物质的量逐渐减小,说明Fe3+和I-反应,反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,B错误;根据得失电子守恒可得反应的关系式为K2Cr2O7~6Fe3+~6I-,共消耗的n(I-)=1.5 mol,则开始加入的K2Cr2O7的物质的量为1.5 mol× eq \f(1,6)=0.25 mol,C正确;在BC段反应消耗KI的物质的量是0.9 mol,则n(Fe2+)=n(I-)=0.9 mol,K2Cr2O7与FeSO4的物质的量之比为0.25 mol∶0.9 mol=5∶18,D错误。
考向3 价态转化规律及应用
【例3】 (2024·山东济宁模拟)实验室中利用固体KClO3和MnO2进行如图所示实验,下列说法正确的是( )
A.氯元素最多参与了2个氧化还原反应
B.a是氧化产物
C.整个过程转移电子数可能为2.5NA
D.若用足量浓硫酸代替浓盐酸,b的物质的量不变
解析:KClO3在MnO2的催化下分解产生氧气,化学方程式为2KClO3 eq \o(=====,\s\up16(MnO2),\s\do15(△))2KCl+3O2↑,气体单质a为O2,固体为MnO2和KCl的混合固体或MnO2、KClO3、KCl的混合固体,加入足量浓盐酸,在加热条件下MnO2与浓盐酸或KClO3与浓盐酸发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,MnO2被还原为MnCl2,单质b为Cl2。由分析可知,氯元素最多参与了3个氧化还原反应,分别为2KClO3 eq \o(=====,\s\up16(MnO2),\s\do15(△))
2KCl+3O2↑、4HCl(浓)+MnO2 eq \o(=====,\s\up16(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O和KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,A错误;由分析可知,KClO3在MnO2的催化下分解产生氧气,气体单质a为O2,氧元素化合价上升,O2是氧化产物,B正确;由分析可知,整个过程中发生反应2KClO3 eq \o(=====,\s\up16(MnO2),\s\do15(△))2KCl + 3O2↑和4HCl(浓)+MnO2 eq \o(=====,\s\up16(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,若第一步反应氯酸钾无剩余,则消耗0.4 mol KClO3,转移2.4 mol电子,第二步反应消耗0.1 mol MnO2,转移0.2 mol电子,两步反应共转移2.6 mol
电子,若氯酸钾有剩余,则转移电子数会更多,C错误;若用足量浓硫酸代替浓盐酸,第一步反应产生0.4 mol KCl,加入浓硫酸后也可得到浓盐酸,而MnO2和浓盐酸反应过程中浓盐酸会变稀,此时不会再产生氯气,则MnO2不能完全反应,生成Cl2的物质的量减小,D错误。
考向4 得失电子守恒规律及应用
【例4】 现有24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为( )
A.+2
B.+3
C.+4
D.+5
解析:题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中硫元素的化合价从+4→+6;而铬元素的化合价将从+6→+n(设化合价为+n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒,有0.05 mol/L×0.024 L×(6-4)=0.02 mol/L×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。
(1)从元素化合价角度推测物质的氧化性和还原性
(2)利用“假设法”判断氧化还原反应能否发生
①先假设反应成立,再依据氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物的规律,列出假设反应中的上述关系;
②结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则不成立。
(3)“价态转化规律”的两个应用
①判断同种元素不同价态物质之间发生氧化还原反应的可能性,含相邻价态同种元素的物质之间不发生反应。例如,浓硫酸与SO2不反应,常用于干燥SO2;
②根据化合物判断反应体系中的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。例如,反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,KClO3是氧化剂,HCl是还原剂,氧化产物和还原产物都是Cl2,HCl→KCl中,HCl起酸的作用。
1.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反应的离子方程式(未配平)。
对该氧化还原反应的离子方程式,下列说法不正确的是( )
A.IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))是氧化剂,具有氧化性
B.氧化性:IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))>MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶5
D.若有2个Mn2+参加反应,则转移10个电子
解析:已知锰离子是反应物,反应后生成高锰酸根离子,则锰离子失电子作还原剂,含有碘元素的离子在反应中作氧化剂,碘元素应该得电子化合价降低,所以IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))是反应物,IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))是生成物,根据元素守恒知,水是反应物,根据氧化还原反应中化合价升降数值相等以及原子守恒可以得出该反应的离子方程式为2Mn2++5IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))+3H2O===2MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))+5IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+6H+。IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))中的碘元素在反应中化合价降低,得电子,作氧化剂,具有氧化性,A正确;根据反应的离子方程式可知,该反应的氧化剂是IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)),氧化产物是MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)),根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧
化性强弱顺序是IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))>MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)),B正确;根据离子方程式可知,氧化剂IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))和还原剂Mn2+的物质的量之比为5∶2,C错误;根据离子方程式可知,有2个 Mn2+参加反应时,转移电子的数量:2×(7-2)=10,D正确。
2.(双选)乙二醇生产工艺中,需使用热的K2CO3溶液(脱碳液)脱除CO2,脱碳液中含有的V2O5能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量,操作中涉及两个反应如下:①V2O5+6HCl+2KI===2VOCl2+2KCl+I2+3H2O;②I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。下列说法错误的是( )
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B.反应①生成1 mol VOCl2时,反应转移1 mol电子
C.V的最高化合价为+5,推测V2O5只有氧化性
D.溶液酸性过强时,反应②易发生其他反应
解析:①中V2O5是氧化剂,KI是还原剂,二者的物质的量之比为1∶2,A错误;V由+5价降低到+4价,故生成1 mol VOCl2时,反应转移1 mol电子,B正确;V2O5中V处于最高价,具有氧化性,但O处于最低价,具有还原性,C错误;酸性过强时,S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3))与H+反应生成S、SO2和H2O,D正确。
1.(2024·浙江1月选考卷)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO eq \o(=====,\s\up16(催化剂))2CO2+N2,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO与CO反应的活化能
C.NO是氧化剂,CO是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
角度
氧化还原反应的概念及相互关系
解析:NO中N的化合价为+2,降低为0价的N2,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO中C为+2价,化合价升高为+4价的CO2,失去2个电子,作还原剂,发生氧化反应。根据分析,生成1 mol CO2转移2NA电子,A正确;催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B正确;根据分析,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误。
(1)(2024·山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是( )
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
解析:湖笔,以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;松木中的碳元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为碳单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,B符合题意;宣纸,以楮树皮为原料,得到纸浆纤维,从而制作宣纸,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;端砚,以端石为原料,经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
(2)(2022·山东卷)实验室制备KMnO4过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4;②水溶后冷却,调溶液pH至弱碱性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用NaOH作强碱性介质
C.②中K2MnO4只体现氧化性
D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
解析:①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化 MnO2制备K2MnO4,由于瓷坩埚易被强碱腐蚀,故不能用瓷坩埚作反应器,A错误;制备KMnO4时为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用NaOH,B错误;②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,故其既体现氧化性又体现还原性,C错误;根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1,根据Mn守恒可知,MnO2中的Mn只有 eq \f(2,3)转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D正确。
氧化还原反应的规律及应用
角度
2.(2024·海南卷)根据下列实验及现象,所得结论错误的是( )
实验及现象
结论
A
将SO2通入溴水至过量,溶液的橙色褪去
SO2有漂白性
B
自热米饭附带的热源包(主要成分CaO,少许Na2CO3、Al粉)加水后,未产生气体
Al粉已经变质
实验及现象
结论
C
CuCl2浓溶液呈黄绿色,加水稀释后溶液呈蓝色
配体H2O、Cl-与Cu2+间存在配位平衡移动
D
淀粉KI试纸遇FeCl3NH4HF2的混合液不变色
[FeF6]3-配离子氧化能力弱
解析:二氧化硫与溴水发生氧化还原反应,二氧化硫表现还原性,A错误;热源包(主要成分CaO,少许Na2CO3、Al粉)加水后,未产生气体,可能是Al粉被氧化为氧化铝,B正确;CuCl2浓溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O,加水稀释后溶液呈蓝色,是因为上述平衡向左发生移动,C正确;FeCl3NH4HF2的混合液会形成[FeF6]3-配离子,[FeF6]3-的氧化能力弱于Fe3+,故遇淀粉KI试纸不变蓝色,D正确。
(双选)(经典高考题)实验室中利用固体KMnO4进行如下实验,下列说法错误的是( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只作氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
解析:生成1 mol O2转移4 mol电子,每生成1 mol Cl2转移2 mol电子,若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl-生成Cl2所失去的,则气体的物质的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,n(气体)max=0.25 mol,但该气体中一定含有O2,因此最终所得气体的物质的量小于0.25 mol,D错误。
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