第2章 第3节 第2课时 氧化剂和还原剂 氧化还原反应的应用-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步Word教案（鲁科版2019）

第2课时　氧化剂和还原剂　氧化还原反应的应用 学业水平目标 学科核心素养 1.知道常见的氧化剂和还原剂 2.依据氧化还原反应原理预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关现象 1.通过探究H2O2的性质，把化学科学与生产、生活联系起来 2.通过氧化性、还原性强弱比较的学习，进一步提升知识概括水平，增强小组合作实验探究、讨论交流等多样化方式解决问题的能力 [知识梳理] 1．氧化剂和还原剂 (1)氧化剂和还原剂 反应物 (2)氧化产物和还原产物 生成物 (3)常见的氧化剂和还原剂 ①常见的氧化剂(填名称)。 活泼非金属单质 如　氧气　、　氯气　等 含较高价态元素的含氧酸 如　硝酸　、　浓硫酸　等 含较高价态元素的盐 如　高锰酸钾　、　氯酸钾　、　氯化铁　等 含高价态元素的氧化物 如　二氧化锰　等 过氧化物 如过氧化钠、双氧水等 ②常见的还原剂(填化学式)。 活泼金属单质 如　Al　、　Fe　、　Zn　等 某些非金属单质 如　H2　、　C　等 含低价态元素的氧化物 如　CO　、　SO2　等 含低价态元素的盐 如　KI　、　Na2SO3　、　FeSO4　等 含低价态元素的酸 如H2S、H2SO3等 2.氧化性和还原性 (1)概念 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)元素价态与氧化性、还原性之间的关系 3．氧化还原反应各概念之间的关系 (1)氧化剂：在反应中　得到　电子的物质。 　得到　电子　还原　反应　氧化　性　还原　产物。 (2)还原剂：在反应中　失去　电子的物质。 　失去　电子　氧化　反应　还原　性　氧化　产物。 4．氧化还原反应的应用 (1)研究物质性质 ①预测物质具有氧化性或还原性 若物质所含元素的化合价有　升高　的趋势，则该物质可能具有　还原性　；反之，若物质所含元素的化合价有的　降低　趋势，则该物质可能具有　氧化性　。如H2O2既有氧化性又有还原性。 ②判断物质氧化性或还原性的相对强弱 物质的氧化性或还原性的强弱由物质　得失电子的能力　决定，借助氧化还原反应可以比较　不同物质　氧化能力或还原能力的强弱。 ③分析环境条件对物质氧化性或还原性的影响 含氧酸根作氧化剂时，溶液的　酸性　越强，含氧酸根的　氧化性　就越强。 (2)实现物质转化和获得能量 ①物质的转化——金属冶炼 a．冶炼金属的方法：热还原法、　湿法　、　电解法　等。 b．冶炼金属的本质：利用氧化还原反应中的　电子转移　，使被还原的化合物中的金属元素的化合价　从正价降低至0价　，生成金属单质。 ②能量的转化——获得热能和电能 用可燃物作为　还原剂　，选择合适的　氧化剂　与之发生燃烧，这种氧化还原反应获得热能；另外，人们还可以通过氧化还原反应获得电能。 5．氯气的实验室制法 (1)反应原理 实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为　MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　。 离子方程式为　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　。 (2)实验装置 装置A中饱和食盐水的作用是　除去Cl2中的HCl气体　； 装置B中浓硫酸的作用是　干燥Cl2　； 烧杯中NaOH溶液的作用是　吸收多余的Cl2、以防污染环境　。 [预习质检] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)反应中，某元素化合价升高，表现还原性。( √ ) (2)1 mol Al比1 mol Na失电子数多，所以还原性：Al>Na。( × ) (3)难失电子的物质一定易得电子。( × ) (4)HCl既有氧化性，又有还原性。( √ ) (5)实验室在制取氯气和氧气时均用到二氧化锰，二氧化锰在两个反应中所起的作用完全相同。( × ) 2．工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙，反应的化学方程式：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，其中Fe2O3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：A　[在上述反应中，铝的化合价从0价变成＋3价，发生的是氧化反应，Al作还原剂，Fe2O3中的铁元素从＋3价变成0价，作氧化剂。] 3．下列常用干燥剂，不能干燥氯气的是(　　) A．浓硫酸　　　　　 B．五氧化二磷 C．碱石灰 D．氯化钙 解析：C　[氯气能与碱反应。] 　　　　　氧化性、还原性强弱的判断方法 [问题探究] 分析以下反应，探究以下问题； ①Mg＋SMgS　②S＋O2SO2 ③Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu (1)同一物质在不同的反应中，可能既做氧化剂又做还原剂吗？ 提示：同一物质在不同的反应中，可能既做氧化剂又做还原剂。如S在反应①中做氧化剂，在反应②中做还原剂。 (2)试通过反应③比较Fe和Cu还原性的强弱；比较Fe2＋和Cu2＋氧化性的强弱。 提示：在反应③中，Fe是还原剂，Cu2＋是氧化剂，Fe2＋是氧化产物，Cu是还原产物，故还原性：Fe＞Cu；氧化性：Cu2＋＞Fe2＋。 [深化拓展] 1．依据反应原理判断 一般而言，氧化还原反应总是朝着强氧化性物质与强还原性物质反应生成弱氧化性物质与弱还原性物质的方向进行。 氧化性：氧化剂>氧化产物； 还原性：还原剂>还原产物。 2．根据金属、非金属活动性顺序判断 (1)依据金属活动性顺序 (2)依据非金属活动性顺序 3．根据反应条件来判断 不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强，反之越弱。例如： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 4HCl＋O22Cl2＋2H2O 从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力：KMnO4>MnO2>O2。 4．根据反应的程度判断 (1)同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的程度越大，对应氧化剂的氧化性越强。 如Fe＋SFeS、2Fe＋3Cl22FeCl3，则氧化性：Cl2>S。 (2)同一物质在相同的条件下，被不同还原剂还原的越彻底，对应还原剂的还原性越强。 如HCl＋H2SO4(浓)不反应、HBr＋H2SO4(浓)Br2＋SO2↑＋H2O、HI＋H2SO4(浓)I2＋H2S↑＋H2O，则还原性：HI>HBr>HCl。 注意：物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如氧化性：HNO3(浓)>HNO3(稀)；Cu与浓硫酸常温下不反应，但在加热条件下能反应；KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。 [典例剖析] [例1]　在相同条件下，溶液中下列反应均可发生：①3S2O＋2Cr3＋＋7H2O===Cr2O＋6SO＋14H＋，②Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O，③Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，④Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。下列有关微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是(　　) A．Cr2O>S2O>Cl2>Sn4＋>Fe3＋ B．S2O>Cr2O>Fe3＋>Cl2>Sn4＋ C．S2O>Fe3＋>Sn4＋>Cr2O>Cl2 D．S2O>Cr2O>Cl2>Fe3＋>Sn4＋ [解析]　D　[在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则根据反应3S2O＋2Cr3＋＋7H2O===Cr2O＋6SO＋14H＋可知氧化性是S2O>Cr2O；根据反应Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O可知氧化性是Cr2O>Cl2；根据反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋可知氧化性是Cl2>Fe3＋；根据反应Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋可知氧化性是Fe3＋>Sn4＋，所以氧化性强弱顺序是S2O>Cr2O>Cl2>Fe3＋>Sn4＋。] [易错警示]　(1)氧化性、还原性强弱取决于物质得失电子的难易，与得失电子数目无关，如Na原子能失1个电子，Al原子可失3个电子，但还原性Na>Al。 (2)不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小说明氧化性或还原性的强弱。如3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，浓硝酸化合价变化值小，但氧化性：浓硝酸>稀硝酸。 [变式训练] 1．根据离子方程式：(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2和(2)Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，可判断离子的还原性从强到弱的顺序是(　　) A．Br－、Fe2＋、I－ B．I－、Fe2＋、Br－ C．Br－、I－、Fe2＋ D．Fe2＋、I－、Br－ 解析：B　[根据同一氧化还原反应中，还原性：还原剂>还原产物进行判断。(1)中还原性：I－>Fe2＋，(2)中还原性：Fe2＋>Br－。] 氧化还原反应的规律 [问题探究] 小明和小红在对同一个氧化还原反应进行分析的时候，写出了两种不同的双线桥法。 (1)你认为哪位同学的观点合理？ 提示：小红的观点合理。 (2)试总结一下这个氧化还原反应的规律。 提示：在氧化还原反应中，同种元素的不同价态在反应后只相互靠近或重合，不可能交叉。 [深化拓展] 1．氧化还原反应中的归中规律 此类反应的特点是同种元素在不同的反应物中有两种不同的价态(高价、低价)，反应后转化成中间价态，即其产物的价态既不相互交换，也不交错。例如H2S和浓硫酸反应，H2S不可能被氧化成H2SO4，同样浓硫酸的还原产物也不可能为H2S。 此反应中S为氧化产物，SO2为还原产物，二者不可能互换。 2．邻位转化规律 在一般情况下，大多数氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的价态变化是邻位转化的。如： H2S一般被氧化成单质S，浓硫酸一般被还原成SO2。 当氧化剂遇到强还原剂时，或还原剂遇到强氧化剂时，元素的价态变化不一定是邻位变化。如Fe和S反应时生成FeS，而Fe与Cl2反应得到FeCl3。 3．守恒规律 对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等；还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等；反应前后电荷守恒(离子反应)。 4．反应的先后规律 在溶液中如果存在多种氧化剂，当向溶液中加入一种还原剂时，还原剂会先把氧化性最强的氧化剂还原。同样，如果在溶液中存在多种还原剂时，当向溶液中加入一种氧化剂时，氧化剂会先把还原性最强的还原剂氧化。 [典例剖析] [例2]　常温下，下列三个化学反应均能发生：X2＋2W2＋===2X－＋2W3＋，Z2＋2X－===2Z－＋X2,2W3＋＋2Y－===2W2＋＋Y2。则在相同条件下，下列三个反应①Y2＋2X－===2Y－＋X2，②Z2＋2Y－===2Z－＋Y2，③2W3＋＋2Z－===2W2＋＋Z2也能发生的是(　　) A．只有①　　　　　 B．只有② C．①和② D．②和③ [解析]　B　[由反应X2＋2W2＋===2X－＋2W3＋得出氧化性关系X2＞W3＋，由反应Z2＋2X－===2Z－＋X2得出氧化性关系Z2＞X2，由反应2W3＋＋2Y－===2W2＋＋Y2得出氧化性关系W3＋＞Y2，所以单质的氧化性顺序是Z2＞X2＞W3＋＞Y2。根据以上分析，反应①③均不能发生，反应②可发生。] [方法点拨]　1.假设法判断氧化还原反应能否发生 已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。 →→ 2．根据物质氧化性、还原性强弱可用于判断某个反应能否发生 规律是“强制弱”，即强氧化性物质(氧化剂)＋强还原性物质(还原剂)→弱氧化性物质(氧化产物)＋弱还原性物质(还原产物)。 [变式训练] 2．已知反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。向10 mL 0．1 mol·L－1的FeBr2溶液中通入0.001 mol Cl2，反应后的溶液中，除含有Cl－外还一定(　　) A．含Fe2＋，不含Fe3＋ B．含Fe3＋，不含Br－ C．含Fe3＋、Br－ D．含Fe2＋、Fe3＋ 解析：C　[Fe2＋的还原性强于Br－的还原性，通入Cl2，Fe2＋优先被氧化，0.001 mol Cl2转移电子0.002 mol，Fe2＋全部被氧化时转移电子0.001 mol，根据电子守恒，还有0.001 mol Br－被氧化，还剩余0.001 mol Br－。] 氧化还原反应的配平 [问题探究] 氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升降总值相等，可以据此对氧化还原反应化学方程式进行配平。 (1)从氧化还原反应的角度分析银针验毒时Ag表现了什么性质？ 提示：反应中银化合价升高，被氧化，表现了银的还原性。 (2)“银针验毒”的原理是Ag＋H2S＋O2―→Ag2S＋H2O，请将该化学方程式配平。 提示：Ag2S中的Ag为＋1价，O2中的氧元素化合价由0价降低到－2价，因此1 mol O2参加反应得到4 mol电子，Ag由O价升高到＋1价，1 mol Ag参加反应失去1 mol电子，因此根据得失电子守恒可配平该反应的化学方程式为4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O。 [深化拓展] 1．氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原则 (2)配平步骤 ①标价态：写出反应物和生成物的化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素化合价。 ③求总数：依据得失电子守恒，使化合价升高和降低的总值相等。 ④配化学计量数：用观察法配平其他物质的化学计量数，检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒，配平后，把单线改成双线。 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O 2．用守恒法进行有关氧化还原方程式的计算 (1)计算依据——守恒规律 ①化合价升高总值＝化合价降低总值(得失电子守恒)。 ②各元素原子个数相等(质量守恒)。 ③对于离子反应，反应前后电荷相等(电荷守恒)。 ④氧化剂得到的电子总数＝还原剂失去的电子总数。 (2)守恒法解题的思维流程 ①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 ②找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。 ③根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。 n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价一低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价一低价)。 (3)计算类型 ①计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。 ②求氧化剂与还原剂物质的量之比。 ③确定反应前后某一元素的价态变化。 ④求电子转移的数目。 [典例剖析] [例3]　我国政府为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘，可利用如下反应： 　______　KIO3＋　______　KI＋　______　H2SO4===　______　 K2SO4＋　______　I2＋　______　H2O (1)配平该化学方程式，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　________　； (2)如果反应中转移0.5 mol电子，则生成I2的物质的量为　________　。 [解析]　(1)反应物KIO3中I元素化合价为＋5价，KI中I元素化合价为－1价，反应中I元素化合价分别由＋5价、－1价变化为0价，根据化合价升降总值相等，结合质量守恒，配平化学方程式为KIO3＋5KI＋3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O；KIO3为氧化剂，KI为还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5。 (2)在上述反应中，转移5 mol电子生成碘单质的量是3 mol，则反应中转移0.5 mol电子时生成I2的物质的量为0.3 mol。 [答案]　KIO3＋5KI＋3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O　(1)1∶5　(2)0.3 mol [方法点拨]　配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出各元素的化合价，找准“1分子”氧化剂中元素化合价降低总值，“1分子”还原剂中元素化合价升高总值，在计算时，切记不要忽略氧化剂、还原剂中的变价粒子个数。 [变式训练] 3．配平下列化学方程式或离子方程式。 (1)　____　K2MnF6＋　____　SbF5===　____　F2＋　____　KSbF6＋　____　MnF3 (2)　____　Fe(NO3)3＋　____　NaOH＋　____　Cl2=== 　____　Na2FeO4＋　____　NaNO3＋　____　NaCl＋　____　H2O (3)　____　MnO＋　____　H＋＋　____　Br－===　____　Br2＋　____　Mn2＋＋　____　H2O 解析：(1)锰元素化合价从＋4价降低到＋3价，氟元素化合价从－1价升高到0价，所以根据得失电子守恒分析，F2与MnF3的系数之比为1∶2，再根据质量守恒可得反应的化学方程式为2K2MnF6＋4SbF5===F2＋4KSbF6＋2MnF3。 (2)氯元素化合价从0价降低到－1价，铁元素化合价从＋3价升高到＋6价，根据得失电子守恒分析，氯气和硝酸铁的系数之比为3∶2，再根据质量守恒可得反应的化学方程式为2Fe(NO3)3＋16NaOH＋3Cl2===2Na2FeO4＋6NaNO3＋6NaCl＋8H2O。 (3)反应中锰元素化合价从＋7价降低到＋2价，溴元素化合价从－1价升高到0价，所以根据得失电子守恒分析，MnO与Br－的系数之比为2∶10，再根据质量守恒可得反应的化学方程式为2MnO＋16H＋＋10Br－===5Br2＋2Mn2＋＋8H2O。 答案：(1)2K2MnF6＋4SbF5===F2＋4KSbF6＋2MnF3 (2)2Fe(NO3)3＋16NaOH＋3Cl2===2Na2FeO4＋6NaNO3＋6NaCl＋8H2O (3)2MnO＋16H＋＋10Br－===5Br2＋2Mn2＋＋8H2O 　　　　氧化还原反应在研究物质性质 中的应用 [问题探究] 1．根据化合价知识分析过氧化氢具有氧化性还是还原性？ 提示：在H2O2中O的化合价为－1价，处于－2价与0价之间，因此可预测过氧化氢既具有氧化性又有还原性。 2．证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么？ 提示：利用酸性KMnO4溶液检验H2O2具有还原性；利用KI溶液和淀粉溶液检验H2O2具有氧化性。 [深化拓展] 1．过氧化氢的化学性质 (1)氧化性——绿色氧化剂；H2O2＋2KI＋2HCl===2KCl＋I2＋2H2O或H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。 (2)还原性：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5O2↑＋8H2O。 (3)不稳定性：2H2O2O2↑＋2H2O或2H2O22H2O＋O2↑。 2．探究过氧化氢妁氧化性或还原性实验方案的设计及实施 实验内容 实验现象 实验结论 (1)往盛有5%H2O2溶液的试管中，用胶头滴管滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去 H2O2具有还原性 (2)往盛有KI溶液和淀粉溶液的试管中，用胶头滴管滴加H2O2溶液 溶液由无色变为蓝色 H2O2具有氧化性 3.主要用途：绿色氧化剂、漂白剂、消毒剂，医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂。 [典例剖析] [例4]　H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。 (1)实验证明在Fe2(SO4)3的催化作用下，H2O2可发生分解反应，写出该过程中H2O2分解反应的化学方程式并用双线桥标明电子转移的方向和数目： ________________________________________________________________________。 (2)在“海带提碘”的实验中，利用酸性H2O2溶液得到碘单质的离子方程式是________________________________________________________________________。 [解析]　(1)H2O2在Fe2(SO4)3做催化剂的条件下分解生成H2O和O2，在此反应中H2O2既做氧化剂也做还原剂，所以用双线桥法表示电子转移的方向和数目为： (2)I－被氧化生成I2的离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。 [答案]　(1) (2)H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O [方法点拨]　研究物质氧化性或还原性的思路 (1)根据物质中所含元素化合价升高或降低的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含元素化合价有升高趋势，说明该物质具有还原性。反之，若所含元素化合价有降低趋势，说明该物质具有氧化性。 (2)如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测。相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的另一物质，通过实验验证预测。 [变式训练] 4．实验室使用酸性KMnO4溶液测定溶液中H2O2的浓度。 (1)KMnO4溶液的颜色是______________________________________________________。 (2)完成并配平离子方程式：□MnO＋□H2O2＋□H＋===□Mn2＋＋□O2↑＋□　________　。 (3)在上述反应中H2O2做　________　(填“氧化”或“还原”)剂，每生成1 mol O2，转移　________　mol电子。 解析：(1)KMnO4溶液呈紫色。 (2)利用氧化还原反应中得失电子守恒和质量守恒配平。 (3)在题给反应中H2O2做还原剂，由于H2O2中O是－1价，故生成1 mol O2时转移2 mol电子。 答案：(1)紫色 (2)2　5　6　2　5　8　H2O (3)还原　2 　　　　　氧化还原反应在物质转化和能量 转化中的应用 [问题探究] 1．金属冶炼有哪些方法？ 提示：冶炼金属的方法有热还原法、金属置换法、电解法、热分解法等。 2．日常生活中人们获取能量的方式有哪些？ 提示：人们可用可燃物如液化气和天然气等作为还原剂，选择合适的氧化剂与之发生燃烧这种氧化还原反应获得热能；另外还可以通过氧化还原反应获得电能。 3．实验室有哪些方法制备氯气？ 提示：加热情况下利用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，也可以在常温下用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气。 [深化拓展] 氯气的实验室制备 (1)实验室制取、收集干燥纯净的氯气。 ①实验装置： ②所需试剂、制备原理及相关操作： 试剂 浓盐酸、二氧化锰固体 反应原理 4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 发生装置 固液混合加热制气装置 实验现象 有黄绿色的气体产生 收集方法 用向上排空气法或排饱和食盐水法收集 尾气处理 用强碱溶液如NaOH溶液吸收Cl2，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O (2)验满方法。 ①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸变蓝，证明已集满。 ②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色的变化，则证明已集满。 ③实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。 [典例剖析] [例5]　某化学兴趣小组在加热条件下利用二氧化锰与浓盐酸反应来制取氯气并收集。 (1)若要制取纯净干燥的氯气，应使气体依次通过装有　________　和　________　的洗气瓶。 (2)实验室中若无MnO2，可用固体KMnO4代替，发生下列反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，则可选择的下列气体发生装置中的　________　(填序号)。 (3)某同学不慎将MnO2和KCl粉末混合了，分离该混合物的方法和步骤如下，请补充完整：先在盛有混合粉末的烧杯中加入适量的水溶解；然后　________　、洗涤、干燥沉淀得到MnO2；将所得液体　________　，即得到KCl固体。 [解析]　(1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、水和氯气，由于HCl具有挥发性，反应是在溶液中进行的，因此产生的氯气中含有杂质HCl及水蒸气，要得到干燥纯净的Cl2，要先通过饱和NaCl的溶液除去杂质HCl，然后用浓硫酸干燥。 (2)固体KMnO4的氧化性强，与浓盐酸反应制取氯气时不需要加热，由于是用固体与液体在不加热条件下反应制取气体，因此选择的装置为a。 (3)分离MnO2和KCl的固体混合物，由于MnO2不溶于水，而KCl能溶于水，所以可向固体混合物中加入适量的水搅拌，使KCl充分溶解，然后过滤，分离出MnO2固体和KCl溶液，将固体洗涤、干燥，可得纯净的MnO2；将洗涤液与滤液合并，然后将该溶液蒸发，可得到高温下饱和KCl溶液，根据KCl的溶解度受温度的影响变化较大的特点，然后冷却结晶，即可得到KCl固体。 [答案]　(1)饱和食盐水　浓硫酸 (2)a (3)过滤　蒸发结晶 [易错警示]　(1)实验室制取Cl2时必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应。随着反应的进行，浓盐酸将逐渐变稀，一定程度时，该反应会自动停止，HCl不可能消耗尽。 (2)因氧化性强弱不同，MnO2氧化浓盐酸需要加热，KMnO4氧化浓盐酸不需要加热，KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。 [变式训练] 5．无水FeCl3呈棕红色，固体FeCl3极易潮解，100℃左右时升华。某学习小组利用如图装置(某些夹持仪器略去)制备并收集无水FeCl3固体。请回答： (1)按气流方向各装置依次连接的合理顺序为　________________________　(填仪器接口的字母，部分装置可重复使用)。 (2)连接好各装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，　________　(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。 ①加热Fe粉反应一段时间 ②打开分液漏斗活塞通一段时间气体 ③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热，充分冷却 (3)装置F的作用为___________________________________________________________， 装置E中冷水浴的作用为_____________________________________________________。 (4)写出装置D中所发生反应的离子方程式_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若将装置B中产生的气体通入水中，则发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 解析：(1)根据题意装置依次是制备氯气、除杂、反应装置、尾气处理，按照气流方向连接装置时要注意进气的导管要插入液面以下，按此原则可得连接顺序为c→i→j→a→b→d→e→g→h→a→b→f。 (2)连接好各装置进行实验，首先检查装置气密性后，然后装入药品，需要先打开分液漏斗产生一会儿氯气，再加热铁粉，反应完全后，停止加热，待充分冷却后再停止制氯气的反应，即按②①④③进行。 (3)F装置中装饱和食盐水，可除去氯气中的氯化氢；C装置中铁与氯气反应生成氯化铁，E装置收集生成的氯化铁。 (4)实验尾气中有氯气，要用D中氢氧化钠溶液吸收，氯气和氢氧化钠反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 (5)装置B产生氯气，Cl2与水反应的化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。 答案：(1)c→i→j→a→b→d→e→g→h→a→b→f (2)②①④③ (3)除去逸出的HCl　冷却收集产品(或使FeCl3凝华，合理即可) (4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (5)Cl2＋H2O===HCl＋HClO 1．下列有关氧化还原反应的叙述正确的是(　　) A．氧化剂发生还原反应，还原剂发生氧化反应 B．氧化剂被氧化，还原剂被还原 C．一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂一定是两种不同的物质 D．氧化还原反应中，金属单质只作还原剂，非金属单质只作氧化剂 解析：A　[氧化剂被还原，还原剂被氧化，B错误；一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是同一种物质，如电解水的反应，C错误；金属单质只作还原剂，非金属单质既可作氧化剂又可作还原剂，D错误。] 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 解析：C　[A项常作氧化剂；B项中的氧气，D项中的KClO3、MnO2都常作氧化剂。] 3．在氧化还原反应中，一定有元素化合价发生变化。关于氧化还原反应，下列说法正确的是(　　) A．被氧化的物质是还原剂 B．氧化剂被氧化，还原剂被还原 C．失去电子，化合价降低的物质是还原剂 D．氧化剂失去电子，化合价升高 解析：A　[还原剂应是被氧化的物质，所以A项正确；氧化剂被还原，还原剂应被氧化，所以B项错误；还原剂应失电子、化合价升高，所以C项错误；氧化剂应得电子、化合价降低，所以D项错误。] 4．单质X和单质Y反应生成X3＋和Y2－，现有下列叙述：①X被氧化　②X是氧化剂　③X3＋是氧化产物　④X具有氧化性　⑤Y2－是还原产物　⑥X3＋具有氧化性。其中正确的是(　　) A．①④⑤⑥　　　　　 B．②③④⑤ C．①③⑤⑥ D．①②④⑥ 解析：C　[X化合价由0价升高到＋3价，被氧化，为还原剂，X3＋是氧化产物，具有氧化性，Y化合价由0价降低到－2价，被还原，为氧化剂，Y2－是还原产物，则①③⑤⑥正确。] 5．有反应①2H2O＋Cl2＋SO2===H2SO4＋2HCl，②2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，针对上述两个反应回答： (1)两反应中的氧化剂的氧化性强弱顺序为　________　， 还原剂的还原性强弱顺序为　________　。 (2)反应①中氧化产物和还原产物质量比为　________　。 (3)反应②中氯化氢表现出的性质是　________　(填字母)。 a．还原性　　　 B．酸性　　　　c．氧化性 解析：(1)由同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物，由反应①氧化性：Cl2>H2SO4，还原性：SO2>HCl。由反应②氧化性：KMnO4>Cl2，还原性：HCl>MnCl2。综合比较可知两反应的氧化剂分别为Cl2、KMnO4，氧化性：KMnO4>Cl2＞H2SO4；还原剂分别为SO2、HCl，还原性：SO2>HCl＞MnCl2。 (2)反应①中氧化产物为H2SO4，还原产物为HCl，由反应方程式中各物质的系数可知其质量比为98∶(36.5×2)＝98∶73。 (3)反应②中有一部分HCl被氧化，一部分未参与氧化还原这一过程，即该反应中HCl既表现出还原性，又表现出酸性。 答案：(1)KMnO4>Cl2＞H2SO4　SO2>HCl＞MnCl2　(2)98∶73　(3)ab [课堂小结] [素养培优二]　氧化还原反应规律及应用 [核心素养] 证据推理与模型认知 一、氧化还原反应的规律 1．强弱规律 (1)氧化还原反应若能进行，一般为氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物，该规律可用下式表示： 此规律常用于在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质；亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。 (2)先后规律 同一氧化剂(或还原剂)与多种还原剂(或氧化剂)混合，还原性(或氧化性)强的先被氧化(或还原)。 2．守恒规律 (1)电子守恒 在任何氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数一定等于还原剂失去电子的总数。从化合价方面来说，氧化剂中元素化合价降低的总数一定等于还原剂中元素化合价升高的总数。 (2)质量守恒 氧化还原反应也遵循质量守恒定律。即在化学反应前后，参加反应的反应物的总质量等于生成物的总质量。即物质在化学反应前后，元素种类和原子数目不变。 3．价态规律 (1)高低规律 元素处于最高价态　只有氧化性 元素处于最低价态　只有还原性 元素处于中间价态　既有氧化性，又有还原性 (2)归中规律 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价只向中间靠拢，不出现交叉。 [跟踪训练] 解析：B　[所有的化学反应均遵循质量守恒和电荷守恒，对于氧化还原反应，还遵循电子守恒。可以根据守恒规律判断化学方程式或离子方程式的正误或进行有关计算。方法1：设元素R在RO中的化合价为x。根据电子守恒有(7－x)×1＝[0－(－1)]×2，所以x＝＋5价。方法2：根据电荷守恒有n＋1×2＝1＋1×2，n＝1。则元素R在RO中的化合价为＋5价。] 2．在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中，被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为(　　) A．1∶6 B．6∶1 C．1∶5 D．5∶1 解析：D　[同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时，高价态和低价态相互反应变成它们相邻的中间价态(即两头变中间，只靠拢，不交叉)。KClO3中的氯由＋5价被还原成0价，HCl中的氯部分被氧化成0价，由得失电子守恒知，被氧化的氯(化合价升高的氯)和被还原的氯(化合价降低的氯)原子个数比为5∶1。] 二、守恒规律的应用 应用1　氧化还原反应方程式的配平 (1)配平三原则 (2)配平四步骤 一般氧化还原反应方程式的配平方法——化合价升降法 [跟踪训练] 3．配平下列氧化还原反应方程式： (1)　2　KMnO4＋　10　FeSO4＋　8　H2SO4===　1　K2SO4＋　2　MnSO4＋　5　Fe2(SO4)3＋　8　H2O。 (2)　2　NaNO2＋　4　HI===　2　NO↑＋　1　I2＋　2　NaI＋　2　H2O。 (3)　2　KClO3＋　4　HCl(浓)===　2　KCl＋　2　ClO2↑＋　1　Cl2↑＋　2　H2O。 (4)　3　S＋　6　KOH(浓)　2　K2S＋　1　K2SO3＋　3　H2O。 (5)　2　NH＋　3　O2===　2　NO＋　2　H2O＋　4　H＋。 4．配平下列氧化还原反应方程式： (1)　2　LiCoO2＋　3　H2SO4＋　1　H2O2===　1　Li2SO4＋　2　CoSO4＋　1　O2↑＋　4　H2O。 (2)　4　NaClO＋　4　Ag＋　2　H2O===　4　AgCl＋　4　NaOH＋　1　O2↑。 (3)　1　ClO＋　6　Fe2＋＋　6　H＋===　1　Cl－＋　6　Fe3＋＋　3　H2O。 (4)　2　MnO＋　5　C2O＋　16　H＋===　2　Mn2＋＋　10　CO2↑＋　8　H2O。 应用2　氧化还原反应的计算 (1)常见题型 ①求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比。 ②计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。 ③确定反应前后某一元素价态的变化。 (2)计算依据 得失电子守恒，即氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等或化合价升降总数相等。 (3)计算方法 ①找出氧化剂和还原剂以及对应的还原产物和氧化产物。 ②找准1个原子(或离子)得失电子数。 ③由题中物质，根据电子守恒列等式：n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。 [跟踪训练] 5．在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O和Pb2＋，则与1 mol PbO2反应所需Cr3＋的物质的量为(　　) A．1.0 mol B．0.75 mol C. mol D．1.5 mol 解析：C　[PbO2―→Pb2＋，Pb元素的化合价从＋4价降低到＋2价，1 mol PbO2反应时得到2 mol电子，Cr3＋→Cr2O，Cr元素的化合价从＋3价升高到＋6价，1 mol Cr3＋反应时失去3 mol电子，设1 mol PbO2反应所需Cr3＋的物质的量为a，则根据得失电子守恒可知，a×3＝1 mol×2，解得a＝mol。] 6．硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.0 mL 0.100 mol·L－1的Na2S2O3溶液恰好把224 mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl－，则S2O将转化为(　　) A．S2－ B．S C．SO D．SO 解析：D　[设Na2S2O3中硫元素的化合价由＋2价升高到m，根据得失电子守恒得×2×1＝0.025 L×0.100 mol·L－1×2×(m－2)，解得m＝＋6。] [素养提升] 1．关于反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2的下列说法正确的是(　　) A．CO2是还原剂，在该反应中被氧化 B．Na2O2是氧化剂，在该反应中发生氧化反应 C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2 D．若有2 mol Na2O2参加反应，则有2 mol电子转移 解析：D　[A.CO2既不是氧化剂又不是还原剂，错误；B.Na2O2既是氧化剂又是还原剂，错误；C.氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1，错误；D.生成1 mol O2转移2 mol e－，2 mol Na2O2参加反应生成1 mol O2，正确。] 2．在2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－反应中，关于生成1 mol Fe3＋的说法正确的是(　　) A．Fe2＋失去电子的物质的量为2 mol B．Cl2得电子的物质的量为1 mol C．参加反应的Cl2的物质的量为1 mol D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 解析：B　[在2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－反应中转移的电子为2e－，生成1 mol Fe3＋会转移电子1 mol，A项错误；B项正确；参加反应的Cl2的物质的量为0.5 mol，C项错误；Cl2是氧化剂，Fe2＋是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D项错误。] 3．根据下列反应判断有关的物质还原性由强到弱的顺序是(　　) H2SO3＋I2＋H2O===2HI＋H2SO4 2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2 3FeCl2＋4HNO3===2FeCl3＋NO↑＋2H2O＋Fe(NO3)3 A．H2SO3>I－>Fe2＋>NO B．I－>Fe2＋>H2SO3>NO C．Fe2＋>I－>H2SO3>NO D．NO>Fe2＋>H2SO3>I－ 答案：A 4．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明Cl2的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)。 (1)下列方法中，可制得Cl2的正确组合是________________________________________。 ①MnO2和浓盐酸混合共热　②KMnO4和浓盐酸混合　③NaClO和浓盐酸混合　④K2Cr2O7和浓盐酸混合　⑤KClO3和浓盐酸混合共热 A．①② B．②③④ C．①④ D．①②③④⑤ (2)写出实验室制取Cl2的离子方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)①装置B的作用是____________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②装置C和D出现不同现象说明的问题是________________________________________ ________________________________________________________________________； ③装置E的作用是___________________________________________________________。 解析：(1)KMnO4、NaClO、K2Cr2O7、KClO3都是强氧化剂，在酸性条件下均可把HCl氧化为Cl2；(3)③氯气易溶于CCl4，吸收HCl中的Cl2防止干扰HCl的检验；(4)应该证明HCl气体中无Cl2，A、C均可检验氯气，D选项可用于除去Cl2中的HCl气体。 答案：(1)D (2)4H＋＋2Cl－＋MnO22H2O＋Cl2↑＋Mn2＋ (3)①证明有水蒸气并除去水蒸气　②Cl2无漂白性，次氯酸有漂白性　③吸收Cl2 [微项目二]　科学使用含氯消毒剂 ——运用氧化还原反应原理解决实际问题 达标要求 核心素养体现 1.认识常见含氯消毒剂的性质及工作原理 2.能科学运用含氯消毒剂 1.证据推理与模型认识 能从物质类别、元素化合价的角度预测物质的性质，并能设计实验探究其性质 2.科学态度与社会责任 能认识含氯消毒剂使用中的安全问题，强化合理使用化学品的意识，正确使用含氯消毒剂 项目活动一　解读84消毒液的产品说明 [项目研析] 1．常见化学试剂的杀菌消毒原理 (1)酒精：吸收细菌蛋白质中的水分，使其　脱水变性　。 (2)医用双氧水：具有　氧化性　，可以把脓液、污物中的细菌　氧化　，从而杀死细菌。 2．次氯酸钠 (1)物理性质：易溶于水的白色固体。 (2)化学性质 ①与碳酸反应：　NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3　。 ②氧化性：　ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O　。 ③漂白性：可使有色衣物褪色。 ④与过氧化氢反应：　NaClO＋H2O2===NaCl＋H2O＋O2↑　。 3．次氯酸 (1)物理性质：易溶于水。 (2)化学性质 ①与碱(NaOH)反应：　HClO＋NaOH===NaClO＋H2O　。 ②不稳定性：　2HClO2HCl＋O2↑　。 ③强氧化性：可以消毒、杀菌。 ④遇过量HCl放出Cl2：　NaClO＋HCl===HClO＋NaCl　；HClO＋HCl===Cl2↑＋H2O。 ⑤含氯消毒剂失效： 　NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3　，　2HClO2HCl＋O2↑　。 [活动探究] 1．探究目的：84消毒液的有效成分NaClO的性质。 2．实验药品 稀释的84消毒液，稀盐酸，稀硫酸，NaOH溶液，淀粉碘化钾溶液； 淀粉碘化钾试纸，pH试纸，胶头滴管，培养皿，表面皿，棉花，玻璃棒。 3．实验方案 (1)将一小片pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取稀释的84消毒液点到试纸中央。 现象与结论：试纸先变蓝色，后褪色，说明次氯酸钠溶液显碱性，且次氯酸钠具有氧化性。 (2)按图示向两溶液中同时滴加淀粉碘化钾溶液。 现象与结论：溶液均变蓝且b比a快速，说明次氯酸钠与硫酸反应生成的HClO的氧化性比次氯酸钠更强。 (3)将少量稀释的84消毒液与少量稀盐酸混合加入培养皿中，同时放置湿润的淀粉碘化钾试纸，盖上表面皿，并在表面皿与培养皿之间塞入蘸有NaOH溶液的棉花团。 稀释的84消毒液与稀盐酸的混合液 现象与结论：产生黄绿色气体，淀粉碘化钾试纸变蓝。次氯酸钠中氯元素显＋1价，HCl中氯元素显－1价，从氧化还原反应规律看，两者反应生成Cl2，Cl2显黄绿色，且能将碘离子氧化为碘单质，故淀粉碘化钾试纸变蓝，蘸有NaOH溶液的棉花团用于吸收氯气，防止污染空气。 [思考讨论] 1．使用说明中的哪些注意事项可以用次氯酸钠的性质来解释？ 提示：氧化性：①外用消毒剂，须稀释后使用，勿口服。②如原液接触皮肤，立即用清水冲洗。③本品不适用于钢和铝制品的消毒。④本品易使有色衣物脱色，禁用于丝、毛、麻织物的消毒。 弱酸盐的性质：不得将本品与酸性产品(如洁厕类清洁产品)同时使用。 2．84消毒液为什么不能与洁厕剂(通常含盐酸)等酸性产品同时使用？ 提示：次氯酸钠具有氧化性，HCl中氯的化合价为－1价，具有还原性，二者能发生氧化还原反应，生成有毒的气体Cl2。 3．84消毒液使用过程中起主要消毒作用的次氯酸是怎样生成的？ 提示：84消毒液中的次氯酸钠与水和空气中的二氧化碳反应生成次氯酸。 [归纳总结] 1．次氯酸钠 2．次氯酸的性质 (1)弱酸性：比碳酸弱。 (2)氧化性：能与Fe2＋、SO、I－等还原剂反应。 (3)不稳定性：见光易分解：2HClO2HCl＋O2↑。 (4)漂白性：次氯酸具有氧化性，能将某些有色物质氧化成无色物质。 3．常见含氯消毒剂 项目活动二　探究消毒剂的使用问题 2016年8月，巴西里约热内卢奥运会游泳池水忽然变绿，给全世界留下了一个大大的“？”。 请设计实验探究消毒剂在使用时应注意的问题。 [活动探究] [实验用品] 次氯酸钠溶液，双氧水，稀硝酸，硝酸银溶液，火柴，试管，导管，胶头滴管。 [实验步骤] (1)向图示装置中依次加入次氯酸钠溶液、少量双氧水。 观象与结论：观察到有较多气泡冒出。 (2)探究生成的气体是否为氧气。用带火星的火柴棒靠近导气管口，观察实验观象。 现象与结论：木条复燃。证明有氧气生成。 (3)向试管中继续加入双氧水至过量，再加入足量稀硝酸酸化，最后加入硝酸银溶液，检验Cl－的存在。 [思考讨论] 1．实验过程中为什么要控制双氧水的用量？ 提示：过量H2O2久置也能缓慢分解产生O2。 2．为什么向试管中继续加入过量双氧水？ 提示：加入过量双氧水，目的是将次氯酸钠全部还原，防止加入硝酸后生成HClO，次氯酸分解生成HCl(Cl－)会干扰实验。 3．判断Cl－存在的现象是什么？写出该现象的离子方程式。 提示：产生白色沉淀。Cl－＋Ag＋===AgCl↓。 [实验结论] “池水变绿”的原因 [归纳总结] 消毒剂的使用误区 (1)“混用更保险”：使用消毒剂一定要科学，使用前一定要认真了解各种消毒剂的成分及性质，有针对性地选择和使用，切不可混用，混用后有可能产生有毒物质或降低效果。 (2)“越浓越保险”：消毒剂浓度并不是越浓效果越好，例如75%的酒精可以吸收细菌蛋白中的水分，使蛋白质脱水变性，而纯酒精或95%的酒精会使菌体表面形成保护膜，阻止乙醇分子进一步渗入，影响杀菌效果，使其效果降低。 (3)同一时期使用消毒剂“多样化更高效”：如果同一时期频繁使用多种消毒剂，有可能使消毒剂消毒效果大大降低，还可能产生意想不到的严重后果，如先用84消毒液消毒，再用洁厕灵消毒，就有可能产生严重污染空气的氯气。 [强化训练] 1．84消毒液是一种消毒剂，主要成分为次氯酸钠(化学式是NaClO)，它的消毒原理：2NaClO＋CO2＋H2O===X＋2HClO，则X的化学式为(　　) A．NaCl　　　　　 B．NaOH C．Na2CO3 D．Cl2 解析：C　[根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数量不变可知X为Na2CO3。] 2．Cl2是一种重要的化工原料。下图是一些含氯产品。 (1)①中钢瓶上应贴的标签为　________　。 A．腐蚀品 B．爆炸品 C．有毒品 D．易燃品 (2)下列有关漂白粉和漂白液的说法正确的是　________　。 A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物 B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉 D．漂白液的有效成分是Na2O2 (3)工业上利用Cl2制盐酸，其化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Cl2溶于水可制得氯水，检验一瓶氯水是否已经完全变质，可选用的试剂是　________　。 A．硝酸银溶液 B．酚酞溶液 C．碳酸钠溶液 D．紫色石蕊溶液 解析：(1)Cl2有毒，贮存Cl2的钢瓶应贴的标签为有毒品。 (2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，漂白液的有效成分是NaClO，二者均是混合物，A、D项错误；制取漂白粉时，不用澄清石灰水，因氢氧化钙的溶解度较小，一般用石灰乳，也可用氯气与稍湿的消石灰作用制得，C项错误。 (3)久置氯水的成分为稀盐酸，制新氯水的主要成分为Cl2、HCl、HClO，新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀，均与Na2CO3溶液反应放出CO2气体，遇酚酞溶液均无明显观象。新制氯水中加入紫色石蕊溶夜先变红后褪色，而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液只变红色。 答案：(1)C　(2)B (3)H2＋Cl22HCl　D [专题提升] [专题一]　与量有关的离子方程式的书写 涉及量的离子方程式书写和正误判断是离子方程式书写和判断中的重点和难点，同时也是高考的一个热点。 正确地书写和判断这类离子方程式，首先要看清题目要求，抓住题目中的关键词，如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及试剂的滴加顺序等，然后理清各种量之间的关系、各微粒的反应情况，判断哪些微粒已完全反应，哪些微粒有剩余，最后按离子方程式中的质量守恒和电荷守恒要求完成离子方程式。 1．审题目中的关键词 题目中关于“过量”“少量”等信息是非常关键的，其中不过量的物质会完全反应，所以在离子方程式中不过量的物质电离出的离子的系数与其化学式中的系数成比例。例如向澄清石灰水中加入过量的碳酸氢钠溶液，因碳酸氢钠过量，所以Ca(OH)2电离出的Ca2＋和OH－全部反应，因而在离子方程式中，Ca2＋和OH－的系数之比应为1∶2，即Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O。 2．看试剂的滴加顺序 试剂的滴加顺序同样反映了一种反应物从少量到适量再到过量的变化过程，随着量的变化，溶液中的离子反应也可能随之改变。如：将HCl滴加到Na2CO3溶液中：开始，CO＋H＋===HCO，随后，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。而将Na2CO3溶液滴加到HCl中，即有CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。 3．析离子间的反应顺序 离子在溶液中的反应快慢不同，首先进行酸碱中和反应，其次是生成沉淀的反应，最后是产生气体的反应，氧化还原反应中，依微粒氧化性或还原性由强到弱的顺序依次进行。 如：向NH4HSO4溶液中加入NaOH溶液，NaOH少量只进行H＋＋OH－===H2O；NaOH过量，则离子方程式为NH＋H＋＋2OH－===NH3·H2O＋H2O。将Cl2通入FeBr2溶液中，Fe2＋还原性大于Br－，少量Cl2通入时的离子方程式仅为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，过量Cl2通入时则为3Cl2＋2Fe2＋＋4Br－===6Cl－＋2Fe3＋＋2Br2。 4．抓过量反应物与生成物能否反应 有些反应中也给出了“过量”“少量”等关键词，从参加反应的离子的量的关系角度去判断有没有错误，而从所有的反应产物是否正确的角度去判断可看出问题所在。例如次氯酸钙溶液中通入过量的CO2：Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，表面上看，二氧化碳过量，Ca2＋与ClO－全部反应，在离子方程式中满足1∶2的比例，但过量的二氧化碳可与反应产物CaCO3进一步反应生成Ca(HCO3)2，所以正确的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO。 [强化训练] 1．下列各项中离子方程式的书写与反应物的用量无关的是(　　) A．FeBr2溶液与Cl2 B．Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液 C．盐酸与Na2CO3溶液 D．Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液 解析：B　[FeBr2溶液中存在的离子的还原性大小：Fe2＋>Br－，与Cl2反应时，若Cl2少量则发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，若Cl2过量则发生反应：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2，故A项错；Ba(OH)2与H2SO4溶液反应：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，与反应物的用量无关，故B项正确；盐酸与Na2CO3溶液反应，若盐酸少量则发生反应：H＋＋CO===HCO，若盐酸足量则发生反应：2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，故C项错；Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应，若NaOH溶液少量则发生反应：OH－＋Ca2＋＋HCO===H2O＋CaCO3↓，若NaOH溶液过量则发生反应：2OH－＋Ca2＋＋2HCO===2H2O＋CaCO3↓＋CO，故D项错。] [专题二]　方法归纳 守恒法在化学学习中的应用 守恒法是中学化学学习中的一种最常用的基本方法，它贯穿着中学化学学习的始终，运用守恒法进行解题可以简化解题过程，思路清晰、条理分明，从而快速准确地解答题目。它包括质量守恒、原子守恒、电荷守恒、电子得失守恒等。 1．质量守恒 质量守恒就是化学反应前后反应物与反应产物的质量总和相等，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。如将1 L 1 mol·L－1的H2SO4溶液稀释至10 L，溶液中H2SO4的物质的量仍为1 mol。 2．原子守恒 原子守恒即反应前后各元素种类不变，各元素的原子个数不变，其物质的量、质量也不变。 3．电荷守恒 (1)对任一电中性的体系，如化合物、混合物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。如在含有Mg2＋、Na＋、SO、Cl－四种离子的溶液中存在如下关系：2c(Mg2＋)＋c(Na＋)＝2c(SO)＋c(Cl－)。 (2)在离子方程式中，方程式左右两边电荷数相等；如4H＋＋2Cl－＋MnO2Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑，方程式左边电荷总数为4＋(－2)＝2，方程式右边电荷数为2。 4．电子得失守恒 电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。如H2还原CuO过程中，氢元素失去电子的数目与铜元素得到电子的数目相等。 [强化训练] 2．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　) A．Fe2O3　　　　　 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 解析：D　[根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中，n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。] 3．已知RxO＋MnO＋H＋―→RO2＋Mn2＋＋H2O变化过程中，有0.2 mol RxO参加反应，共转移0.4 mol电子。 (1)反应的氧化产物为　________　。 (2)x＝　________　。 (3)参加反应的氢离子的物质的量为　________　。 解析：0.2 mol RxO反应时转移了0.4 mol电子，即1 mol RxO反应时转移了2 mol电子。因为Mn元素化合价降低，所以R化合价升高。RxO～xR＋4,O2～2e－ 只有x＝2时成立。 根据得失电子守恒：n(RxO)×2＝n(MnO)× 5n(RxO)∶n(MnO)＝5∶2。 又根据元素守恒(或电荷守恒)推出各物质的系数 5R2O＋2MnO＋16H＋===10RO2＋2Mn2＋＋8H2O。 n(H＋)＝n(R2O)＝×0.2 mol＝0.64 mol。 答案：(1)RO2　(2)2　(3)0.64 mol 学科网（北京）股份有限公司 $$