第2章 第3节 第2课时 氧化剂 还原剂 (Word教参)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第一册(鲁科版)
2025-09-15
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第3节 氧化还原反应 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 208 KB |
| 发布时间 | 2025-09-15 |
| 更新时间 | 2025-09-15 |
| 作者 | 山东一帆融媒教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 新课程学案·高中同步导学 |
| 审核时间 | 2025-08-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53380298.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本高中化学讲义聚焦氧化剂与还原剂核心知识点,系统梳理概念(化合价变化、性质、产物)、常见物质(氧化剂如O₂、KMnO₄,还原剂如Al、H₂)及守恒法在配平与计算中的应用,构建从基础到应用的学习支架。
资料以“雷雨发庄稼”古诗情境引入,结合火法炼锌等古代工艺例题,通过分类配平方法培养科学思维,在问题解决中渗透科学态度与责任。课中助力教师情境教学,课后通过跟踪检测帮助学生巩固知识、弥补盲点。
内容正文:
第二课时 氧化剂 还原剂
新知探究(一)——氧化剂和还原剂
(一)氧化剂与还原剂
1.氧化剂和还原剂的相关概念
比较项目
氧化剂
还原剂
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
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
物质具有
的性质
氧化性
还原性
发生的反应
还原反应
氧化反应
对应的产物
还原产物
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
活泼的
非金属单质
氧气、氯气
H2O、Cl-
含较高价态
元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀硝酸
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
含较低价态
元素的氧化物
CO、SO2
CO2、SO3(S)
含低价态
元素的盐
I-、S、Fe2+
I2、S、Fe3+
(二)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.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
应用化学
王安石《元丰行示德逢》
雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋。
旱禾秀发埋牛尻,豆死更苏肥荚毛。
这几句诗实际上说的是“雷雨发庄稼”。
电闪雷鸣时会发生如下反应:
①N2+O22NO
②2NO+O2==2NO2
③3NO2+H2O==2HNO3+NO
分析三个反应是否为氧化还原反应,并说明原因。是氧化还原反应的,指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
提示:三个反应都是氧化还原反应。反应①:O2是氧化剂,N2是还原剂,NO既是氧化产物又是还原产物;反应②:O2是氧化剂,NO是还原剂,NO2既是氧化产物又是还原产物;反应③:NO2既是氧化剂又是还原剂,HNO3是氧化产物,NO是还原产物。
[题点多维训练]
题点(一) 氧化剂与还原剂
1.在明代宋应星所著的《天工开物》中,记载了火法炼锌的工艺,此工艺的化学反应原理为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该反应的还原剂是 ( )
A.ZnCO3 B.C
C.Zn D.CO
解析:选B 该反应中,碳单质中碳元素的化合价升高,作还原剂。
2.下列变化中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:选D 还原剂在反应中失去电子,所含元素化合价升高。加入还原剂才能实现的变化中,所给反应物应为氧化剂,所含元素化合价降低。A项中Mn的化合价由+2价→+7价;B项中Cl的化合价在反应前后无变化;C项中N的化合价由+4价→+5价;D项中Fe的化合价由+3价→0价。
3.亚硝酸(HNO2)在反应中既可做氧化剂,又可做还原剂。当它做还原剂时,其氧化产物可能是 ( )
A.NH3 B.N2
C.NO2 D.NO
解析:选C 当它做还原剂时,HNO2中N元素的化合价升高,判断选项中N元素的化合价大于+3价即可。A项,NH3中N元素的化合价为-3价,A项不符合题意;B项,N2中N元素的化合价为0价,B项不符合题意;C项,NO2中N元素的化合价为+4价,C项符合题意;D项,NO中N元素的化合价为+2价,D项不符合题意。
题点(二) 氧化还原反应分析
4.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为S+2KNO3+3C==K2S+N2↑+3CO2↑。在该反应中,分析正确的是 ( )
A.还原剂是C B.氧化剂只有S
C.还原产物是S D.氧化产物是N2
解析:选A C元素的化合价从0价升高到+4价,C是还原剂,故A正确;在该反应中,S、N两种元素的化合价降低,所以氧化剂是S和KNO3,故B、C错误;N元素的化合价降低,KNO3是氧化剂,则N2是还原产物,故D错误。
5.氢化钙(CaH2)可作为生氢剂,反应的化学方程式为CaH2+2H2O==Ca(OH)2+2H2↑,下列说法不正确的是 ( )
A.CaH2既是还原剂,又是氧化剂
B.H2既是氧化产物,又是还原产物
C.CaH2是还原剂,H2O是氧化剂
D.氧化产物与还原产物的质量比为1∶1
解析:选A 在反应CaH2+2H2O==Ca(OH)2+2H2↑中,CaH2中的氢元素化合价是-1价,反应后变为H2中的0价,化合价升高,CaH2做还原剂;H2O中的氢元素化合价是+1价,反应后变为H2中的0价,化合价降低,H2O做氧化剂;H2既是氧化产物,又是还原产物;在该反应中,氧化产物与还原产物的质量比为1∶1。
6.《南村辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄如纸,熔硫黄涂木片顶端分许,名曰发烛。”文中的“发烛”就是原始的火柴。K2Cr2O7在工业中用作制造火柴头的氧化剂。
已知反应:K2Cr2O7+14HCl(浓)==2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
(1) (填元素名称)元素被氧化, (填化学式,下同)是氧化剂。
(2) 是氧化产物, 发生氧化反应。
(3)在参加反应的盐酸中,起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸作用的HCl的质量比为 。
(4)该反应中每生成3个Cl2转移 个电子。
解析:(1)反应中部分氯元素的化合价由-1价升高到0价,被氧化;K2Cr2O7中铬元素的化合价由+6价降低到+3价,被还原,K2Cr2O7是氧化剂。(2)HCl→Cl2,氯元素的化合价升高,发生氧化反应,Cl2为氧化产物。(3)14个HCl分子参加反应,有6个HCl分子被氧化,生成3个Cl2分子,另外8个HCl分子起酸的作用,所以起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸作用的HCl的质量比为3∶4。(4)部分氯元素的化合价由-1价变到0价,故生成3个Cl2转移电子个数为6。
答案:(1)氯 K2Cr2O7 (2)Cl2 HCl (3)3∶4 (4)6
|归纳拓展|氧化还原反应的基本概念之间的关系
新知探究(二)——守恒法在氧化还原反应中的应用
(一)氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式的配平原则与一般步骤
(1)氧化还原反应方程式配平的基本原则
得失电子
守恒
氧化剂和还原剂得失电子总数相等,
化合价升高总数=化合价降低总数
质量守恒
反应前后原子的种类和个数不变
电荷守恒
离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等
(2)氧化还原反应方程式配平的一般步骤
第一步 标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出反应前后变价元素的化合价。
+HO3(浓)——O2↑+O2↑+H2O
第二步 列变化:标出反应前后元素化合价的变化值。
第三步 求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
第四步 配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)——4NO2↑+CO2↑+2H2O
第五步 查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
[对点训练]
1.配平下列化学方程式。
(1) NH3+ O2 NO+ H2O
(2) C+ H2SO4(浓) CO2↑+ SO2↑+ H2O
答案:(1)4 5 4 6 (2)1 2 1 2 2
2.氧化还原方程式配平的类型
类型1 逆向配平
氧化剂与还原剂为同一物质的歧化反应,可用逆向配平法。
[对点训练]
2.(1) Cl2+ NaOH== NaCl+ NaClO+ H2O
(2) I2+ KOH== KI+ KIO3+ H2O
答案:(1)1 2 1 1 1 (2)3 6 5 1 3
类型2 补加配平
部分被氧化或还原物质参与的氧化还原方程式配平时,首先确定被氧化或还原物质的化学计量数,然后利用原子守恒法补加未被氧化或还原物质的化学计量数,最后确定最终化学计量数。
[对点训练]
3.(1) Cu+ HNO3(浓)== Cu(NO3)2+ NO2↑+ H2O
(2) MnO2+ HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+ H2O
答案:(1)1 4 1 2 2 (2)1 4 1 1 2
类型3 电荷守恒配平
对于涉及离子反应的氧化还原反应的离子方程式,首先利用电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数,再利用电荷守恒法配平其他离子的化学计量数。
[对点训练]
4.(1) Fe3++ SO2+ H2O== Fe2++ S+ H+
(2) C2+ Mn+ H+== CO2↑+ Mn2++ H2O
答案:(1)2 1 2 2 1 4
(2)5 2 16 10 2 8
类型4 缺项配平
一般缺的是酸(H+)、碱(OH-)、H2O
(1)先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一般加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一般加水,然后两边电荷数进行配平。
(2)当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[对点训练]
5.(1) Mn+ H2O2+ == Mn2++ O2↑+ H2O
(2) Mn2++ Cl+ H2O== MnO2↓+ Cl2↑+
答案:(1)2 5 6H+ 2 5 8
(2)5 2 4 5 1 8H+
(二)氧化还原反应的计算
得失电子守恒法解题的一般步骤:
(1)找出氧化剂、还原剂及对应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子的得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中所给物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
即:n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
[对点训练]
6.R2在一定条件下可以将Mn2+氧化为Mn,若反应后R2变为R,又知反应中氧化剂与还原剂的离子数之比为5∶2,则n的值是 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B R2中R元素的化合价为+,分析题意可知,Mn元素由+2价升高到+7 价,R元素由+价降低到+6价,则R2是氧化剂,Mn2+是还原剂。又知N(R2)∶N(Mn2+)=5∶2,则有n(R2)∶n(Mn2+)=5∶2,根据氧化还原反应中电子得失守恒的规律列式:n(R2)×2×=
n(Mn2+)×(7-2),综合上述两式解得n=2。
7.用0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10-3 mol的X还原,则元素X在还原产物中的化合价是 ( )
A.+1 B.+2
C.+3 D.+4
解析:选D 氧化还原反应中得失电子总数相等,设元素X在还原产物中的化合价为x价,则有0.1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=2×10-3 mol×(7-x),解得x=+4。
8.已知反应:As2S3+HNO3+X→H3AsO4+H2SO4+NO↑,下列关于该反应的说法不正确的是 ( )
A.X为H2O
B.参加反应的HNO3全部被还原
C.氧化产物为H2SO4和H3AsO4
D.生成1 mol H3AsO4转移2 mol电子
解析:选D 根据得失电子守恒和原子守恒配平可得:3As2S3+28HNO3+4H2O==6H3AsO4+9H2SO4+28NO↑,则X是H2O,A项正确;N元素由+5价降低到+2价,产物只有NO含氮元素,则参加反应的HNO3全部被还原,B项正确;该反应中,As元素由+3价升高到+5价,S元素由-2价升高到+6价,则氧化产物为H2SO4和H3AsO4,C项正确;由A项分析可知,生成6 mol H3AsO4时,转移84 mol电子,则生成1 mol H3AsO4转移14 mol电子,D项错误。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.鲜榨苹果汁是人们喜爱的饮料。由于此饮料中含有Fe2+,现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色(Fe2+)变为棕黄色(Fe3+),若在榨汁的时候加入适量的维生素C,可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有 ( )
A.氧化性 B.还原性
C.酸性 D.碱性
解析:选B 若在榨汁的时候加入适量的维生素C,Fe3+被还原为Fe2+,铁元素的化合价降低,Fe3+做氧化剂,维生素C做还原剂,具有还原性。
2.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 ( )
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
解析:选A Al3+处于最高价,只有氧化性;K的化合价只能升高,只有还原性;Fe2+的化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确。Cl-的化合价只能升高,只有还原性,B错误。NO2中氮元素的化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+的化合价只能降低,只有氧化性,C错误。SO2既有氧化性又有还原性,Fe的化合价只能升高,只有还原性,D错误。
3.硫代硫酸钠(Na2S2O3)被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯对鱼的危害。脱氯反应为S2+4Cl2+5H2O
==2S+10H++8Cl-,该反应中 ( )
A.H2O被氧化 B.Cl2做还原剂
C.S元素化合价降低 D.Cl2表现氧化性
解析:选D H2O中各元素的化合价没有发生变化,既没有被氧化,又没有被还原,故A错误;Cl元素的化合价由0价→-1价,化合价降低,因此Cl2为氧化剂,表现氧化性,故B错误,D正确;S2中S元素的化合价由+2价→+6价,化合价升高,故C错误。
4.有一未完成的离子方程式为 +5X-+6H+==3X2+3H2O,据此判断,X元素在 中的化合价为 ( )
A.+1 B.+3
C.+5 D.+7
解析:选C 根据离子方程式左右电荷相等,则未知物应含有1个负电荷,根据方程式遵循质量守恒定律可知,生成3个X2和3个H2O,则需要1个X,因此X中X元素的化合价为+5价。
5.ClO2是一种广谱型消毒剂,对一切经水体传播的病原微生物均有很好的灭菌效果,ClO2对病毒的灭活比O3和Cl2更有效,低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果。ClO2的制备反应为2NaClO3+SO2+H2SO4
==2ClO2+2NaHSO4,该反应中 ( )
A.Cl元素被氧化 B.H2SO4是氧化剂
C.SO2是还原剂 D.NaClO3是还原剂
解析:选C 在制备反应2NaClO3+SO2+H2SO4==2ClO2+2NaHSO4中,Cl元素化合价降低,被还原,故A错误;NaClO3是氧化剂,故B、D错误;SO2中S元素化合价升高,SO2被氧化,做还原剂,故C正确。
6.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。工业上通过以下反应生产:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH
==2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O。下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A.氯元素的化合价升高 B.Fe(NO3)3是氧化剂
C.铁元素被氧化 D.NaOH发生氧化反应
解析:选C 氯元素的化合价由+1价降到-1价,所以氯元素的化合价降低,A项错误;铁元素由+3价升高到+6价,化合价升高,被氧化,故Fe(NO3)3是还原剂,B项错误,C项正确;NaOH中各元素化合价不变,是碱性介质,所以NaOH未发生氧化反应,D项错误。
7.下列对氧化还原反应的分析中,不合理的是 ( )
A.Mg变成MgO时化合价升高,失去电子,因此Mg在该反应中做还原剂
B.KMnO4受热分解时,Mn元素的化合价一部分升高,一部分降低,因此Mn元素既被氧化又被还原
C.反应:CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4不属于氧化还原反应
D.在反应2H2O2H2↑+O2↑中,H2O既是还原剂,又是氧化剂
解析:选B KMnO4中锰元素的化合价为最高价态(+7价),不可能再升高,故选项B不正确。
8.赤铜矿的主要成分是氧化亚铜(Cu2O),辉铜矿的主要成分是硫化亚铜(Cu2S),高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强、无二次污染的绿色水处理剂。工业制高铁酸钠的方法有如下两种:湿法制备的主要离子反应为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-==2Fe+3Cl-+
5H2O,干法制备的主要反应化学方程式为2FeSO4+6Na2O2==2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。下列有关说法不正确的是 ( )
A.高铁酸钠中铁元素显+6价
B.湿法中,Fe是氧化产物
C.干法中,每生成1 mol Na2FeO4转移4 mol电子
D.Na2FeO4可氧化水中的H2S、NH3,生成的Fe(OH)3胶体还能吸附悬浮杂质
解析:选C 高铁酸钠中钠元素显+1价,氧元素显-2价,由此可知铁元素显+6价,A项正确;湿法中,Fe(OH)3中铁元素的化合价升高,得到的Fe是氧化产物,B项正确;干法中,铁元素和Na2O2中部分氧元素的化合价升高,每生成1 mol Na2FeO4的同时生成 0.5 mol O2,所以每生成1 mol Na2FeO4转移电子5 mol,C项错误;Na2FeO4有强氧化性,+6价的Fe可被 H2S、 NH3还原为+3价的Fe(Fe3+),Fe3+水解可得到Fe(OH)3 胶体,D项正确。
9.(2025·毕节高一期末)Cl2与NaOH的溶液(70 ℃)中,能同时发生两个自身氧化还原反应,完全反应后,测得溶液中Cl-和ClO-个数之比为5∶1,则溶液中ClO-、Cl的个数之比为 ( )
A.3∶2 B.2∶1
C.9∶8 D.5∶4
解析:选D 产物NaCl、NaClO、NaClO3中Cl元素的化合价分别为-1、+1、+5,测得溶液中Cl-和ClO-个数之比为5∶1,可设溶液中NaCl与NaClO的物质的量分别为5 mol、1 mol,根据电子守恒可知NaClO3的物质的量==0.8 mol,则该溶液中ClO-、Cl物质的量之比即个数之比为1 mol∶0.8 mol=5∶4,故D正确。
10.针对二氧化硫的以下反应说法不正确的是 ( )
①SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O
②SO2+2H2S==3S↓+2H2O
③SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl
A.反应①中,由于元素的化合价没有发生变化,因此该反应不是氧化还原反应
B.反应②中,二氧化硫做氧化剂
C.反应②中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
D.反应③中二氧化硫做氧化剂
解析:选D A项,所有元素化合价都没有发生变化,因此为非氧化还原反应;B项,二氧化硫中S元素的化合价降低,因此做氧化剂;C项,产物中的3个硫原子其中两个是化合价升高得到,一个化合价降低得到,因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1;D项,二氧化硫中的硫原子化合价升高,在反应中做还原剂。
11.(2025·大连高一期中)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):
KMnO4+ FeSO4+ H2SO4→ K2SO4+ MnSO4+ Fe2(SO4)3+ H2O,下列说法正确的是 ( )
A.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Fe2+的还原性强于Mn2+
C.生成物水的化学计量数是16
D.生成4个水分子时,转移10个电子
解析:选B 根据得失电子守恒和质量守恒配平化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==K2SO4+
2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,反应中,Mn是氧化剂、Mn2+是还原产物,Fe2+是还原剂、Fe3+是氧化产物,A、C错误,B正确;反应生成8个水分子时,转移10个电子,则生成4个水分子时,转移5个电子,D错误。
12.某强氧化剂XO(OH被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是 ( )
A.+2 B.+1
C.0 D.-1
解析:选C XO(OH中X的化合价是+5价,Na2SO3中S的化合价从+4价升高到+6价,设X元素被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中化合价升降必相等:2.4×10-3×(5-a)=0.2×0.03×(6-4),解得a=0。
二、非选择题
13.(9分)焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵,其作用是消除焊接处的铁锈。反应体系中共有六种物质:NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。
(1)根据题意,可判断出X是 (写化学式)。
(2)写出并配平该反应的化学方程式: ___________________________________________________________。
(3)发生还原反应的物质是 ,反应中2 mol的氧化剂能 (填“失去”或“得到”) mol电子。
(4)反应中被氧化产生了5.6 L(标准状况)的气体时,被还原的物质的质量为 。
解析:(1)根据焊药为氯化铵,其作用是消除焊接处的铁锈可知,反应物为氯化铵和氧化铁,则该反应生成氯化铁、氮气、铁和X,根据元素守恒可知,X中含有氢元素和氧元素,为H2O。(2)由反应物和生成物可知,反应中铁元素的化合价由+3降低到0,氮元素的化合价从-3升高到0,根据得失电子守恒配平反应为6NH4Cl+4Fe2O3==6Fe+2FeCl3+3N2↑+12H2O。(3)反应中铁元素化合价降低,故Fe2O3发生还原反应做氧化剂;2 mol Fe2O3得到12 mol电子。(4)每产生3 mol氮气,被还原的氧化铁为3 mol,则当产生5.6 L即0.25 mol气体时,被还原的氧化铁的物质的量为0.25 mol,其质量为0.25×160 g=40 g。
答案:(1)H2O (2)6NH4Cl+4Fe2O3==6Fe+2FeCl3+3N2↑+12H2O (3)Fe2O3 得到 12 (4)40 g
14.(11分)(1)根据反应8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2,回答下列问题:
①该反应中氧化剂是 ,氧化产物是 。
②该反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 。
(2)某一反应体系中存在下列6种物质:NO、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3、Fe2(SO4)3和H2O。已知存在下列转化关系:HNO3→NO,请完成下列各题:
①该反应的氧化剂是 ,还原剂是 。
②该反应中1 mol氧化剂 (填“得到”或“失去”) mol电子。
③当有0.1 mol HNO3被还原,此时生成标准状况下NO的体积是 L。
④请写出该反应的化学方程式: _____________________________________________________。
解析:(1)①在氧化还原反应8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2中,氮元素化合价升高,被氧化,NH3做还原剂,N2是氧化产物;氯元素化合价降低,被还原,Cl2做氧化剂,NH4Cl是还原产物;故该反应的氧化剂是Cl2,氧化产物是N2。②若有8 mol NH3参与反应,则2 mol NH3被氧化,3 mol Cl2被还原,因此该反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶3。
(2)①由于反应中存在转化关系:HNO3→NO,因此氮元素化合价降低,被还原,HNO3为氧化剂,NO为还原产物;因此铁元素一定是化合价升高,被氧化,FeSO4是还原剂,Fe(NO3)3和Fe2(SO4)3是氧化产物。故该反应的氧化剂是HNO3,还原剂是FeSO4。
②根据HNO3→NO可知,+5价氮元素降低到+2价,得电子,硝酸做氧化剂,因此1 mol HNO3参加反应得到3 mol e- 。
③当有0.1 mol HNO3被还原,根据原子守恒可知,生成NO的物质的量为0.1 mol,标准状况下NO的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。
④根据得失电子守恒,并结合原子守恒,可以配平化学方程式:4HNO3+3FeSO4==Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+
NO↑+2H2O。
答案:(1)①Cl2 N2 ②2∶3 (2)①HNO3 FeSO4 ②得到 3 ③2.24
④4HNO3+3FeSO4==Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+NO↑+2H2O
15.(7分)(1)已知Fe(OH)3能与次氯酸盐发生如下反应(未配平):Fe(OH)3+ClO-+OH-→Fe+Cl-+H2O。
①已知有10.7 g Fe(OH)3参加反应,共转移了0.3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)个电子,则n= ,Fe中铁元素的化合价为 。
②根据所学的知识,推测Fe能和下列 (填字母)物质反应。
A.KMnO4 B.SO2 C.H2S D.O2
(2)一定条件下,向含硝酸的废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH,转移6 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。
解析:(1)①10.7 g Fe(OH)3为0.1 mol,如果1 mol Fe(OH)3参加反应,则转移3 mol电子,Fe的化合价升高3价,为+6价,则n=2。②根据信息可知,Fe为强氧化剂,能与还原性物质SO2、H2S反应。
(2)32 g CH3OH为1 mol,1 mol CH3OH生成CO2转移6 mol电子,C元素化合价升高6价,1 mol HNO3生成N2,N元素化合价降低5价,转移5 mol电子,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。
答案:(1)①2 +6 ②BC (2)5∶6
16.(17分)(2025·凤城一中月考)高锰酸盐具有强氧化性,常用于杀菌消毒。
(1)已知XeO3是一种不稳定的无色物质,具有强氧化性。可发生反应:XeO3+Mn2++H2O→Mn+Xe↑+H+(未配平)。
①配平该反应的离子方程式: ________________________________________________________________。
②该反应的实验现象为_____________________________________________________________________。
③上述反应中,发生还原反应的粒子是 (写化学式),每消耗3个Mn2+,反应转移电子数为 。
(2)已知某容器中发生了一个化学反应,反应过程中存在H2O、Mn、H2O2、O2、Mn2+、H+六种粒子。在反应过程中测得Mn和O2的粒子数目随时间变化的曲线如图所示。
①写出该反应的离子方程式: _______________________________________________________________。
②该反应中,氧化剂与还原剂的粒子数目之比为 。
③若消耗11.9 g Mn,则生成氧气的质量为 。
(3)水中的溶解氧(O2)是水生生物生存不可缺少的条件。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为___________________________。
解析:(1)①反应XeO3+Mn2++H2O→Mn+Xe↑+H+中,Xe元素降6价,Mn元素升5价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得5XeO3+6Mn2++9H2O==6Mn+5Xe↑+18H+。③XeO3化合价降低,被还原,发生还原反应;Mn元素由+2价升高到+7价,升5价,每消耗3个Mn2+,反应转移电子数为15。(2)①由图知,Mn减少,为反应物,氧气增多,为生成物,可得离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+==2Mn2++
5O2↑+8H2O。②氧化剂为Mn,还原剂为H2O2,故氧化剂与还原剂的粒子数目之比为2∶5。
③2Mn+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
2×119 5×32
11.9 g m
=,解得m=8 g。(3)“氧的固定”即为氧气与Mn(OH)2反应生成MnO(OH)2,Mn元素由+2价升高到+4价,升2价,氧气中氧元素降低2价,则发生反应的化学方程式为2Mn(OH)2+O2==2MnO(OH)2。
答案:(1)①5XeO3+6Mn2++9H2O==6Mn+5Xe↑+18H+
②有气泡产生,溶液呈紫红色 ③XeO3 15
(2)①2Mn+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
②2∶5 ③8 g
(3)2Mn(OH)2+O2==2MnO(OH)2
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