内容正文:
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
目录导航
模块一:[学习目标]——明确目标,把准学习方向
模块二:[重点难点]——明确重、难点,针对性更强
模块三:[思维导图]——帮助学生构建系统化认知网络,根基牢固,思维贯通
模块四:[知识梳理与典例精析]——严格对标新教材知识体系,告别脱节!科学进阶路径:基础知识 → 划重点 → 典例精析,让学生练得对、练得准、练得新,快速掌握知识应用
模块五:[同步分层练习]——基础巩固+能力提升,让结构体系、价值体系更加完整,检测学习效果、查漏补缺快速提升
[学习目标]
1.从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应。理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
2.能从元素化合价的变化认识氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化性与还原性、氧化反应与还原反应等基本概念。
3.学会用双(单)线桥法表示氧化还原反应过程中电子的转移情况。
4.了解氧化还原反应的规律——价态律、强弱律、优先律、守恒律。
5.能初步配平不同类型的氧化还原反应方程式。
[重点难点]
1.氧化还原反应的特征及本质的理解。
2.氧化还原反应的规律理解及其应用。
3.氧化还原反应的计算、陌生氧化还原反应方程式书写与配平。
[思维导图]
[知识梳理与典例精析]
知识点01 从不同角度认识氧化还原反应
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
反应:
(1)CuO失去O,被还原,发生了还原反应。
(2)C得到O,被氧化,发生了氧化反应。
结论:从得失氧的角度看,一种物质被氧化 ,另一种物质被还原的反应叫做氧化还原反应。
2.从化合价升降的角度认识氧化还原反应
反应:(反应物、生成物均无氧元素)
(1)Cl2中氯元素化合价降低,被还原,发生还原反应。
(2)Na单质中钠元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应。
结论:反应前后有元素化合价升降的反应称为氧化还原反应。其中物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应:
分析:
①氯元素化合价降低,氯原子得到电子,被还原,发生还原反应。
②钠元素化合价升高,钠原子失去电子,被氧化,发生氧化反应。
(2)反应:
分析:
①氯元素化合价降低,共用电子对偏向氯原子,氯元素被还原,发生还原反应。
②氢元素化合价升高,共用电子对偏离氢原子,氢元素被氧化,发生氧化反应。
结论:从电子转移的角度看,化学反应中有电子转移(电子得失或电子对偏移)的反应叫做氧化还原反应。
4.氧化还原反应的深度理解
(1)概念:凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应。
(2)特征:元素的化合价在反应前后发生了变化。(用于判断一个反应是否是氧化还原反应的标准)
(3)本质:氧化还原反应的实质是电子转移(得失或偏移)。
【划重点】氧化还原反应的判断
①判断标准:凡是有元素化合价升降的反应一定是氧化还原反应。在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生变化。
②元素化合价的升降是氧化还原反应的外在特征,电子转移是氧化还原反应的本质。
5.氧化还原反应与四种反应类型的关系
【划重点】(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)化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应。有单质参加的化合反应是氧化还原反应。有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(4)有单质参加的反应不一定是氧化还原反应,如单质之间的转化:3O22O3 。
[典例1]以 Fe、CuO和 HSO4三种物质为原料,用两种方法制取 Cu,下列涉及的反应不属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.Fe与H2SO4反应生成FeSO4和H2,Fe的化合价从0升至+2,H的化合价从+1降至0,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.CuO与H2反应生成Cu和H2O,Cu的化合价从+2降至0,H的化合价从0升至+1,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.CuO与H2SO4反应生成CuSO4和H2O,Cu、S、H、O的化合价均未变化,属于复分解反应,不属于氧化还原反应,C符合题意;
D.Fe与CuSO4反应生成FeSO4和Cu,Fe的化合价从0升至+2,Cu的化合价从+2降至0,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
[典例2]下列反应中,属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.CaO和H2O反应生成Ca(OH)2,所有元素的化合价均未变化,属于化合反应,不属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.Na与H2O反应生成NaOH和H2,Na的化合价从0升至+1(被氧化),H的化合价从+1降至0(被还原),存在化合价变化,属于氧化还原反应,B符合题意;
C.HCl与NaOH中和生成NaCl和H2O,属于复分解反应,无元素化合价变化,C不符合题意;
D.CaCO3高温分解为CaO和CO2,所有元素的化合价均未变化,属于分解反应,D不符合题意;
故选B。
[典例3]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。
知识点02 氧化还原反应的四组概念
1.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:元素化合价降低,得到电子的反应物;
(2)还原剂:元素化合价升高,失去电子的反应物。
(3)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
2.氧化性和还原性
(1)氧化性:表示物质得电子能力的强弱。氧化剂具有氧化性。
(2)还原性:表示物质失电子能力的强弱。还原剂具有还原性。
3.氧化反应和还原反应
(1)氧化反应:物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应。
(2)还原反应:物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应。
4.氧化产物和和还原产物
(1)氧化产物:还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
(2)还原产物:氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
【划重点】
(1)氧化还原反应几组概念间的关系
(2)记忆口诀:
熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失去电子,被氧化,发生氧化反应,本身是还原剂;化合价降低,得到电子,被还原,发生还原反应,本身是氧化剂剂。
(3)分析氧化还原反应相关概念时的注意事项
①正确标出反应前后变价元素的化合价。
②根据化合价变化(升、降)情况判断反应物中的氧化剂与还原剂、生成物中的氧化产物与还原产物。
(4)在氧化还原反应中, 氧化剂和还原剂可以是不同种物质, 如反应H2+CuOCu+H2O中, 氧化剂是CuO, 还原剂是H2; 也可以是同种物质, 如Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
(5)氧化产物和还原产物可以是不同种物质, 如反应H2+CuOCu+H2O中,氧化产物是H2O,还原产物是Cu; 也可以是同种物质,如反应 2H2S + SO2===3S↓ +2H2O中,S既是氧化产物又是还原产物。
[典例4]下列反应中,过氧化氢(H2O2)只作氧化剂的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.反应中,H2O2中的O元素显-1价,产物H2O中O元素显-2价,O2中O元素显0价,则H2O2既作氧化剂又作还原剂,A不符合题意;
B.反应中,Ag元素由+1价降为0价,则Ag2O作氧化剂,H2O2中O元素由-1价升高到0价,则H2O2作还原剂,B不符合题意;
C.反应中,没有元素化合价的变化,发生非氧化还原反应,C不符合题意;
D.反应中,H2O2中的O元素由-1价降低到-2价,则H2O2作氧化剂,KI中的I元素由-1价升高到0价,则KI作还原剂,D符合题意;
故选D。
[典例5]在下列各氧化还原反应中,水既不作氧化剂,也不作还原剂的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.水中氧元素化合价升高,水是还原剂,A错误;
B.水中氢元素化合价降低,水是氧化剂,B错误;
C.水中氢元素化合价降低,水是氧化剂,C错误;
D.碘元素化合价部分升高,部分降低,碘单质既是氧化剂,也是还原剂,水既不作氧化剂,也不作还原剂,D正确;
故选D。
[典例6]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。
知识点03 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
【划重点】先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥法
【划重点】
(1)单线桥法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7]下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
A.电子转移应表达为:,A错误;
B.正确表达式应为:,B错误;
C.正确表达式为:,C错误;
D.符合得失电子数守恒规律,D正确;
故选D。
[典例8]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。
[典例9]下列化学反应中电子转移的表示方法错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
A.氯气和氢氧化钙的反应是歧化反应,用双线桥表示为:,A正确;
B.该反应中铜失去6个电子,硝酸得到6个电子,用单线桥表示为:,B错误;
C.该反应中,碘失去电子,高锰酸钾中的锰得到电子,用双线桥表示为:,C正确;
D.该反应中,锌失去电子,铜得到电子,用双线桥表示为:,D正确;
故选B。
知识点04 氧化性、还原性强弱的比较
1.根据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
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。
2.根据元素的活动性顺序比较
【划重点】某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱还与下列因素有关。
(1)温度:如热浓硫酸的氧化性强于冷浓硫酸的氧化性;热浓盐酸的还原性强于冷浓盐酸的还原性。
(2)浓度:如硝酸的浓度越大其氧化性越强;浓盐酸的还原性强于稀盐酸。
(3)酸碱性:如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强;NO在中性或碱性环境中几乎无氧化性,而在酸性条件下具有强氧化性。
[典例10]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。
[典例11]根据反应:①;②;③。判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】B
【详解】氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,根据反应①可知还原性是I->Fe2+;根据反应②可知还原性是Fe2+>Br-;根据反应③可知还原性是I->Br-,所以离子的还原性由强到弱的顺序是I->Fe2+>Br-,B正确;
故选B。
[典例12]下列有关反应的说法中,错误的是
A.发生氧化反应 B.既是氧化产物,又是还原产物
C.氧化性: D.还原性:
【答案】D
【详解】A.反应中,中碘元素得到电子,化合价由+5价降低为0价,发生还原反应,作氧化剂,中碘元素失去电子,化合价由-1价升高到0价,发生氧化反应,作还原剂,A项正确;
B.反应中,中碘元素得到电子,化合价由+5价降低为0价,发生还原反应, 中碘元素失去电子,化合价由-1价升高到0价,发生氧化反应,因此既是氧化产物又是还原产物,B项正确;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以氧化性:,C项正确;
D.还原剂的还原性大于还原产物,所以还原性:,D项错误;
故选D。
知识点05 氧化还原反应的规律
1.价态规律
(1)高低规律
元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于最低价态时,只有还原性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
(2)归中规律
含不同价态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“两靠近,不交叉”。
如:
H2S中S元素为-2价,与生成物中单质S的0价近,所以H2S生成S而不是SO2,H2SO4中S元素为+6价,与生成物中SO2的+4价近,所以H2SO4生成SO2而不是S 。即。
(3)歧化规律
氧化还原反应中,有原子化合价升高,必然有原子化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态→高价态+低价态。
(4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应规律
如Fe3+和Fe2+不反应,H2SO4和SO2不反应等。
2.强弱规律
(1)还原性强弱:还原剂>还原产物;
(2)氧化性强弱:氧化剂>氧化产物。
(3)应用:强弱规律主要应用与物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。
3.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。
4. 守恒规律
氧化还原反应遵循以下三个守恒规律:
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3)电荷守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误),2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。
(4)应用:守恒规律应用于氧化还原反应的配平及计算。
[典例13]已知E、W、Q、R为含氮物质,在一定条件下可发生如下转化关系:。则E、W、Q、R中氮的化合价由低到高的顺序为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知E、W、Q、R为含氮物质,氧气具有氧化性,中氮被氧化,氮化合价升高,中W进一步被氧化Q,氮化合价升高,则;,Q发生歧化反应,则;,WQ发生归中反应,则;
故选A。
[典例14]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。
[典例15]已知四个反应:① ② ③ ④有关说法正确的是
A.根据①②③可以得到还原性:
B.反应②③④中的氧化产物分别是
C.可以发生反应
D.在反应④中参加反应的和体现还原性的个数比为
【答案】A
【详解】A.根据氧化还原反应规律:还原剂的还原性强于还原产物的还原性,则根据反应①②③可知,还原性顺序为,故A正确;
B.在氧化还原反应中,物质所含元素化合价升高,发生氧化反应,生成氧化产物,所以反应②③④的氧化产物分别为和,反应④的氧化产物不是,故B错误;
C.由A项分析可知,还原性:,故当和的物质的量之比为时,先氧化,故C错误;
D.在反应④中,若参加反应的的物质的量为,则只有化合价升高转化为氯气,体现还原性,所以参加反应的和体现还原性的个数比为,故D错误;
答案选A。
知识点06 氧化还原反应的配平
一、氧化还原反应配平原则
二、氧化还原反应的配平方法——化合价升降法
1.配平步骤
示例:配平化学方程式C+HNO3(浓)→ NO2↑+CO2↑+H2O
(1)标: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。
(2)等:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
(3)定:确定变价物质的化学计量数。
(4)平:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)→ 4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成双线,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
2.氧化还原反应方程式配平的技巧
(1)正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如上述示例:
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数,最后根据质量守恒配平其他物质。如:
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3,最后根据质量守恒配平其他物质。
(3)缺项型氧化还原反应方程式的配平方法
①方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
②补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
③氧化还原反应中反应产物的判断
常见氧化剂及还原产物
常见还原剂及氧化产物
产物判断示例(以H2O2为例)
【划重点】氧化还原反应配平的一些小技巧
(1)一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(2)自变从右配:对于自身氧化还原反应(也称为歧化反应),一般从右边氧化产物、还原产物配平。
(3)归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
[典例16]已知(未配平)。则下列说法正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的个数比为1:8
C.为氧化产物 D.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
【答案】C
【分析】反应中锰化合价由+7变为+2、HCl中部分氯化合价由-1升高为0,结合电子守恒,反应为:;
【详解】A.该氧化还原反应中高锰酸钾是氧化剂,氯气是氧化产物,氧化剂氧化性大于氧化产物,故氧化性:,A错误;
B.16个HCl中10个体现还原性生成氯气,6个体现酸性生成氯化锰,故氧化剂高锰酸钾与还原剂浓盐酸的个数比为2:10=1:5,B错误;
C.部分HCl是还原剂失电子化合价升高生成氯气,故为氧化产物,C正确;
D.由B分析可知,该反应中盐酸体现了还原性和酸性,D错误;
故选C。
[典例17]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.氧化剂与还原剂的物质的量之比为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.该反应中作氧化剂,Mn2+作还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为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。
[典例18]做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,在酸性条件下可以用的稀溶液洗涤,马上可以复原。其离子方程式(未配平)为:,关于此反应的叙述正确的是
A.该反应右边方框内的产物是 B.该反应的氧化剂是
C.每生成1个转移1个电子 D.配平该反应式后,的化学计量数是10
【答案】C
【分析】该反应中锰元素的化合价由+7价变为+2价,碳元素的化合价由+3价变为+4价,所以高锰酸根离子作氧化剂,草酸根离子作还原剂,根据转移电子数相等及原子守恒配平方程式为;
【详解】A.在酸性条件下进行反应,结合质量守恒,应该为水,A错误;
B.碳化合价升高得到二氧化碳,草酸根离子为还原剂,而高锰酸根离子为氧化剂,B错误;
C.碳元素的化合价由+3价变为+4价,则每生成1个转移1个电子,C正确;
D.由分析,配平该反应式后,的化学计量数是16,D错误;
故选C。
[同步分层练习]
基础巩固
1.下列有关氧化还原反应的说法错误的是
A.反应的实质是电子转移 B.反应中还原剂一定被氧化
C.置换反应一定是氧化还原反应 D.某元素由化合态转变为游离态,该元素一定被还原
【答案】D
【详解】A.氧化还原反应特征是化合价的升降,实质是电子的转移,故A正确;
B.还原剂失去电子,化合价升高,一定被氧化,故B正确;
C.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,化合价一定发生变化,一定是氧化还原反应,故C正确;
D.某元素由化合态转变为游离态,该元素可能被氧化,也可能被还原,故D错误;
故选D。
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.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2KMnO4K2MnO4+МnO2+O2↑
【答案】C
【详解】A.属于置换反应,属于氧化还原反应,A错误;
B.属于复分解反应,不属于氧化还原反应,B错误;
C.不属于四种基本反应类型,但Fe、C元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.属于有单质生成的分解反应,属于氧化还原反应,D错误;
故选C。
3.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
A.该反应中Cl化合价从+5价降低为-1价,共得到2×6=12个电子,同理O共失去6×2=12个电子,,A错误;
B.C化合价从0价升高到+4价,共失去4个电子,则氧共得到4个电子,,B错误;
C.该反应中Cu化合价从+2价降低为0价,共得到2×2=4个电子,则碳共失去4个电子,,C错误;
D.该反应中Mg化合价从0价升高为+2价,共失去2×2=4个电子,同理O共得到2×2=4个电子,D正确;
故选D。
4.下列转化过程中,反应物为氧化剂的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】反应物为氧化剂,则含有化合价降低的元素。
A. 元素的化合价不变,A不符合;
B. 元素的化合价升高、氯元素化合价不变,B不符合;
C. 元素的化合价升高,C不符合;
D. 元素的化合价降低,D符合;
故选D。
5.古代四大发明之一的黑火药是由硫粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成,爆炸时的反应为:。该反应中化合价升高的元素是
A.硫元素 B.氮元素 C.碳元素 D.钾元素
【答案】C
【分析】该反应中,硫元素由0价降低到-2价,氮元素由+5价降低到0价,则S和KNO3发生还原反应,碳元素由0价升高到+4价,发生氧化反应,据此分析解答。
【详解】根据分析,该反应中化合价升高的元素是碳元素,故选C。
6.在一定条件下,氯酸钾和碘按下式发生反应:2KClO3+I2=2KIO3+Cl2,由此推断下列相应的结论不正确的是
A.氧化性I2>Cl2 B.该反应中Cl2是还原产物
C.KClO3中Cl元素的化合价为+5 D.KClO3是氧化剂
【答案】A
【分析】反应中Cl元素化合价由+5价降为0价,I元素化合价由0价升至+5价;
【详解】A.氧化还原反应中,氧化剂氧化性大于氧化产物,则氧化性Cl2>I2,A错误;
B .Cl元素化合价由+5价降为0价,发生还原反应,得到还原产物氯气,B正确;
C.KClO3中钾、氧化合价分别为+1、-2,则Cl元素的化合价为+5,C正确;
D.Cl元素化合价由+5价降为0价,KClO3是氧化剂,D正确;
故选A。
7.氢化钙可以作为生氢剂(其中中氢元素为价),反应方程式如下:。其中水的作用是
A.既不是氧化剂也不是还原剂 B.是氧化剂
C.是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂
【答案】B
【详解】所含元素化合价升高的物质是还原剂,所含元素化合价降低的物质是氧化剂。根据方程式可知,反应中CaH2中氢元素从-1价升高到0价,CaH2是还原剂,水中氢元素的化合价从+1价降低到0价,水是氧化剂;
故选B。
8.已知①;②,由此判断下列说法正确的是
A.常温下不能反应 B.氧化性强弱顺序为
C.还原性强弱顺序为 D.常温下能进行反应
【答案】C
【分析】在氧化还原反应中,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,则根据反应①可知,氯气为氧化剂,KBr为还原剂,溴单质为氧化产物,KCl为还原产物,氧化性:Cl2>Br2,还原性:Br->Cl-,同理可知,反应②中,氧化性:Br2>I2,还原性:I->Br-,据此分析解答。
【详解】A.因氧化性:Cl2>Br2>I2,所以常温下能发生反应,A错误;
B.结合上述分析可知,氧化性:Cl2>Br2>I2,B错误;
C.结合上述分析可知,还原性:,C正确;
D.根据分析可知,氧化性:Cl2>Br2>I2,所以不能发生,D错误;
故选C。
9.某含的溶液与溶液恰好反应完全,已知被氧化为,并且参加反应的与的个数比为1∶2.则还原产物中元素R的价态是
A.-1价 B.+1价 C.-2价 D.+2价
【答案】B
【详解】被氧化为,S元素化合价由+4升高为+6,根据氧化还原反应规律,中R元素化合价降低,设还原产物中元素R的价态是a,根据得失电子守恒5-a=2×(6-4),a=+1;
故选B。
10.某反应可用离子方程式表示为:mM+nH++O2=xM2++yH2O,则n值为
A.9 B.6 C.4 D.2
【答案】C
【详解】M的化合价由0价升高到+2价,O的化合价由0价降低到-2价,依据得失电子守恒可得:2M+nH++O2=2M2++2H2O,结合电荷守恒和原子守恒可知,n=4,答案选C。
能力提升
一、单选题
1.下列反应中,不属于氧化还原反应的是
A.CuO+H2=Cu+H2O
B.CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
D.Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
【答案】B
【详解】A.CuO中Cu从+2价变为0价,H2中H从0价变为+1价,存在化合价变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.CaCO3中的Ca、C、O和HCl中的H、Cl在反应前后化合价均未变化,不属于氧化还原反应,B符合题意;
C.Na从0价变为+1价,H从+1价变为0价,存在化合价变化,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.Cu从0价变为+2价,部分S从+6价变为+4价,存在化合价变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;
答案选B。
2.下列关于氧化还原反应的说法正确的是
A.失去电子的物质是氧化剂
B.氧化剂发生氧化反应
C.氧化还原反应的本质是电子的转移
D.反应前后元素化合价不变的反应一定是氧化还原反应
【答案】C
【详解】A.失去电子的物质是还原剂,而非氧化剂,氧化剂是获得电子的物质,故A错误;
B.氧化剂在反应中被还原(发生还原反应),而非氧化反应,故B错误;
C.氧化还原反应的本质是电子的转移(包括得失或偏移),故C正确;
D.氧化还原反应的定义是反应前后元素化合价发生变化的反应,若化合价不变则不属于氧化还原反应,故D错误;
答案选C。
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。
4.天然气是应用广泛的燃料,但含有少量H2S等气体。在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.过程甲中氧化产物与还原产物的化学计量数之比为1:2
B.脱硫过程O2间接氧化H2S
C.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液
D.过程乙发生反应的离子方程式为:
【答案】C
【分析】过程甲发生的反应为:Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S↓+H2SO4,过程乙发生的反应为:4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O,则总反应为:2H2S+O2=2S+2H2O,据此解答。
【详解】A.过程甲中发生反应为:Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S↓+H2SO4,则氧化产物(S)与还原产物(FeSO4)的化学计量数之比为1∶2,A正确;
B.脱硫过程中发生的总反应为:2H2S+O2=2S+2H2O,则O2间接氧化H2S,B正确;
C.过程甲发生的反应为:Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S↓+H2SO4,过程乙发生的反应为:4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O,即过程甲消耗的Fe2(SO4)3与过程乙生成的Fe2(SO4)3等量,则该脱硫过程不需要添加Fe2(SO4)3溶液,C错误;
D.过程乙发生的反应为:4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O,离子方程式为:,D正确;
故选C。
5.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为,在反应中被氧化与被还原的氮原子的个数之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据化学方程式分析,既是氧化产物又是还原产物,5份作还原剂;2份生成化合价未变,3份作氧化剂被还原,在反应中被氧化与被还原的氮原子的个数之比为5:3,故选A。
6.已知有下列四个反应:
①
②
③
④
下列有关说法正确的是
A.反应②③④中的氧化产物分别是、、
B.根据①②③可以得到还原性:
C.不能发生反应
D.在反应④中参加反应的和体现还原性的个数比为
【答案】C
【详解】A.在氧化还原反应中,物质所含元素化合价升高,发生氧化反应,生成氧化产物,所以反应②③④的氧化产物分别为、、,A错误;
B.还原剂的还原性强于还原产物的还原性,则根据各反应可知还原性,反应①:,②:,③:,不能说明还原性顺序为,B错误;
C.还原性:Fe2+>Br-,故当Cl2和FeBr2的物质的量之比为1:1时,Cl2先氧化Fe2+,则不能发生反应,C正确;
D.在反应④中,若参加反应的HCl的物质的量为6mol,则只有2molHCl化合价升高转化为氯气,体现还原性,所以在反应④中参加反应的和体现还原性的HCl个数比为1∶2,D错误;
故选C。
7.下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
A.Cl的化合价+5→0,得到5e-,-1→0价失电子,,A错误;
B.该反应中,有12个电子由氧到氯,可表示为:,B错误;
C.反应中钠化合价升高,失去2×1个电子,氧化合价降低得到2×1个电子,表示为,C错误;
D.根据化合价不能交叉的原则,氯气中氯元素的化合价应从0降到-1,以及升到+1价,属于歧化反应,其反应方程式为:,D正确;
故选D。
8.下列转化中,一定需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.过程中,铁的化合价升高,需要加入氧化剂,A正确;
B.过程中,各种元素化合价没有变化,不需要加入氧化剂,B错误;
C.过程中碳的化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂,C错误;
D.过氧化钠和水反应,生成氧气,过氧化钠即是氧化剂又是还原剂,不需要加入氧化剂,D错误;
故选A。
9.已知E、W、Q、R为含氮物质,在一定条件下可发生如下转化关系:。则E、W、Q、R中氮的化合价由低到高的顺序为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知E、W、Q、R为含氮物质,氧气具有氧化性,中氮被氧化,氮化合价升高,中W进一步被氧化Q,氮化合价升高,则;,Q发生歧化反应,则;,WQ发生归中反应,则;
故选A。
10.反应中,氧化剂是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】NH3中N元素化合价为-3价,NO2中N元素化合价为+4价,N2中N元素化合价为0价,反应中NH3的N(-3→0)被氧化,NH3是还原剂,NO2的N(+4→0)被还原,NO2是氧化剂,N2既是氧化产物又是还原产物,H2O既不是氧化产物又不是还原产物,故选B。
11.已知(未配平)。则下列说法正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的个数比为1:8
C.为氧化产物 D.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
【答案】C
【分析】反应中锰化合价由+7变为+2、HCl中部分氯化合价由-1升高为0,结合电子守恒,反应为:;
【详解】A.该氧化还原反应中高锰酸钾是氧化剂,氯气是氧化产物,氧化剂氧化性大于氧化产物,故氧化性:,A错误;
B.16个HCl中10个体现还原性生成氯气,6个体现酸性生成氯化锰,故氧化剂高锰酸钾与还原剂浓盐酸的个数比为2:10=1:5,B错误;
C.部分HCl是还原剂失电子化合价升高生成氯气,故为氧化产物,C正确;
D.由B分析可知,该反应中盐酸体现了还原性和酸性,D错误;
故选C。
12.在相同条件下能进行如下三个反应:
由此可判断以下分析正确的是
A.氧化性:
B.还原性:
C.的反应不能进行
D.的反应不能进行
【答案】B
【分析】反应①中,氧化剂为B2,氧化产物为A2,还原剂为A-,还原产物为B-;
反应②中,氧化剂为A2,氧化产物为C2,还原剂为C-,还原产物为A-;
反应③中,氧化剂为D2,氧化产物为B2,还原剂为B-,还原产物为D-。
【详解】A.氧化性:氧化剂>氧化产物,根据方程式可知,氧化性:D2>B2>A2>C2,故A错误;
B.还原性:还原剂>还原产物,根据方程式可知,还原性:,故B正确;
C.反应,还原性:A->D-,符合事实可以进行,故C错误;
D.反应,还原性:C->B-,符合事实可以进行,故D错误;
故答案为B。
13.某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在Fe2+、、Fe3+、、H+和H2O六种粒子,在反应过程中测得Fe3+、的粒子数目随时间变化的曲线如图所示,下列有关判断中不正确的是
A.还原性: B.氧化还原反应的本质是电子的得失
C.该反应中Fe2+被氧化为Fe3+ D.被还原,发生还原反应
【答案】B
【分析】从图中可以看出,随着反应的进行,Fe3+的数目不断增多,的数目不断减少,则Fe3+是生成物,Fe2+是反应物,是反应物,是生成物。依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒,可得出发生反应的离子方程式为8Fe2+++ 10H+=8Fe3+++3H2O。
【详解】A.从反应中可以看出,Fe2+是还原剂,是还原产物,则还原性:,A正确;
B.氧化还原反应的本质是电子的得失或共用电子对的偏移,B不正确;
C.该反应中Fe2+是还原剂,被氧化为Fe3+,C正确;
D.中N元素由+5价降低到-3价,作氧化剂,被还原,发生还原反应,D正确;
故选B。
14.高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的离子方程式为:,下列说法不正确的是
A.在反应中失去电子,被氧化,还原产物是
B.氧化性强弱:
C.离子方程式中,
D.每生成15个分子,转移的电子数是18
【答案】A
【详解】A.铁元素化合价由+3价升高到+6价,在反应中失去电子,被氧化,氧化产物是,故A错误;
B.,ClO-是氧化剂、是氧化产物,氧化性,故B正确;
C.根据电荷守恒,,根据氢元素守恒,,故C正确;
D.铁元素化合价由+3升高为+6,根据,生成5个分子,同时生成2个转移6个电子,则每生成15个分子,转移的电子数是18,故D正确;
选A。
15.下面两个反应都可以生成氯气,有关说法正确的是
①(浓)
②(浓)
A.反应①中盐酸部分被氧化,反应②中盐酸全部被氧化
B.物质氧化性由强到弱的顺序为
C.反应②中,氧化剂与还原剂的质量之比为
D.反应①的电子转移情况分析如图:
【答案】B
【详解】A.反应①②中都是盐酸部分被氧化,盐酸表现还原性和酸性,故A错误;
B.反应①中二氧化锰是氧化剂、氯气是氧化产物,氧化性;反应②中是氧化剂,氯气是氧化产物,氧化性,由于二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,和浓盐酸常温下反应,所以物质氧化性由强到弱的顺序为,故B正确;
C.反应②中,是氧化剂、HCl是氧化剂,氧化剂与还原剂的质量之比为1:5,故C错误;
D.反应①的电子转移情况为,故D错误;
选B。
二、填空题
16.氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液体,常作制冷剂。但由于二氯二氟甲烷等CFC类制冷剂破坏大气臭氧层,已限制使用。F2用于合成氟利昂等冷却剂,化学史上首次用化学方法制得F2的三步反应如下:
①KMnO4+KF+H2O2+HF→K2MnF6+_____+H2O
②SbCl5+5HF=SbF5+5HCl
③2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+2MnF3+F2↑
请根据以上信息回答下列问题:
(1)反应①中横线上应填物质的化学式为 。
(2)反应②是否为氧化还原反应 (填“是”“否”或“无法确定”)。
(3)反应③中的氧化剂为 ,被氧化的元素为 。
【答案】(1)O2
(2)否
(3) K2MnF6 F
【详解】(1)该反应是氧化还原反应,在反应中KMnO4作氧化剂得到电子,被还原为K2MnF6,H2O2失去电子,被氧化,所以根据氧化还原反应的规律可知反应方程式为2KMnO4+2KF+3H2O2+10HF=2K2MnF6+3O2↑+8H2O,即横线处应是O2;
(2)在反应②中元素的化合价没有发生变化,所以该反应不是氧化还原反应,填否;
(3)在反应③中K2MnF6中的Mn化合价为+4价,反应后变为MnF3中的+3价,化合价降低,得到电子,作氧化剂,氟元素由反应前的-1价变为反应后的0价,化合价升高,失去电子,被氧化。
17.有以下5个反应(反应条件略):
A.
B.
C.
D.
E.
属于化合反应的有 (填字母,下同),属于分解反应的有 ,属于置换反应的有 ,属于复分解反应的有 ,属于氧化还原反应的有 ,属于离子反应的有 。
【答案】 A C D E B、C、D D、E
【详解】A项,属于化合反应,元素价态没有发生改变,属于非氧化还原反应;B项,不属于四种基本反应类型,有元素化合价变化,属于氧化还原反应;C项,属于分解反应,有单质生成,属于氧化还原反应;D项,属于置换反应,属于氧化还原反应也属于离子反应;E项,属于复分解反应,属于非氧化还原反应,属于离子反应,属于化合反应的有A;属于分解反应的有C;属于置换反应的有D;属于复分解反应的有E;属于氧化还原反应的有B、C、D;属于离子反应的有D、E。
18.储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步。但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。请回答下列问题:
(1)用双线桥法标明上述反应方程式中电子转移的方向和数目: 。
(2)上述反应中氧化剂是 ,被氧化的元素是 。(填元素符号)
(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是___________(填选项序号)。
A.酸性 B.氧化性 C.氧化性和酸性 D.还原性和酸性
(4)某反应体系反应物和生成物共六种物质:N2O、H+、Fe2+、H2O、、Fe3+。(已知N2O是气体)
①写出该反应的离子方程式: 。
②氧化性:Fe3+ HNO3。(填“>”或“<”)
【答案】(1)
(2) K2Cr2O7 C
(3)A
(4) 8Fe2++10H++2=8Fe3++N2O↑+5H2O <
【详解】(1)
该反应中C元素由0价升高为+4价,Cr元素由+6价降低为+3价,双线桥表示为:;
(2)上述反应中Cr元素化合价降低,K2Cr2O7是氧化剂,C元素由0价升高为+4价,被氧化的元素是:C;
(3)H2SO4在上述反应中化合价不变,表现出酸性,H2SO4中各元素的化合价没有发生变化,既不体现氧化性也不体现还原性,故选A;
(4)①Fe元素由+2升高到+3价,N元素由+5降低为+1价,故硝酸为氧化剂,Fe2+为还原剂,发生氧化还原反应,根据得失电子守恒和原子守恒,离子反应方程式为:8Fe2++10H++2=8Fe3++N2O↑+5H2O;
②硝酸为氧化剂,Fe3+为氧化产物,氧化性:Fe3+<HNO3。
19.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生产和生活中。
(1)下列变化中,与氧化还原反应有关的是___________(填字母)。
A.储氢合金吸收氢气 B.高炉炼铁
C.电解质电离 D.钢铁的腐蚀
(2)古代炼丹术中用的铅丹(X)与浓盐酸反应可以制备氯气:,则铅丹的化学式为 ,其中+2价的Pb和+4价的Pb含量之比为: 。
(3)电弧法合成碳纳米管时,常伴有大量碳纳米颗粒生成,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为。
①用单线桥法标明该反应电子转移的方向和数目 。
②根据化合价推测,能与反应的微粒是 (填字母)。
a. b. c. d.
【答案】(1)ABD
(2) 2:1
(3) ac
【详解】(1)A.储氢合金吸收氢气,该过程涉及氢气与合金反应生成新物质金属氢化物,氢由0价变为-1价,与氧化还原反应有关,A符合题意;
B.高炉炼铁过程中涉及到用CO将铁从其氧化物中还原为单质的过程,与氧化还原反应有关,B符合题意;
C.电解质电离是电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动的阴、阳离子的过程,与氧化还原反应无关,C不符合题意;
D.钢铁的腐蚀的过程涉及到金属单质变为化合物的过程,与氧化还原反应有关,D符合题意;
故选ABD;
(2)结合元素守恒可知,铅丹的化学式为;设其中+2价Pb为x个,+4价Pb为y个,则x+y=3,且2x+4y=2×4,解得x=2,y=1,即其中+2价的Pb和+4价的Pb含量之比为:2:1;
(3)
①反应中碳失去电子,1个C失去4个电子,转移给铬元素,用单线桥表示为 ;
②中Cr为+6价,是Cr的最高正价,具有氧化性,则具有还原性的物质可以和其反应,二价铁和硫化钠具有还原性,可以和发生氧化还原反应,故选ac。
(
6
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
目录导航
模块一:[学习目标]——明确目标,把准学习方向
模块二:[重点难点]——明确重、难点,针对性更强
模块三:[思维导图]——帮助学生构建系统化认知网络,根基牢固,思维贯通
模块四:[知识梳理与典例精析]——严格对标新教材知识体系,告别脱节!科学进阶路径:基础知识 → 划重点 → 典例精析,让学生练得对、练得准、练得新,快速掌握知识应用
模块五:[同步分层练习]——基础巩固+能力提升,让结构体系、价值体系更加完整,检测学习效果、查漏补缺快速提升
[学习目标]
1.从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应。理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
2.能从元素化合价的变化认识氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化性与还原性、氧化反应与还原反应等基本概念。
3.学会用双(单)线桥法表示氧化还原反应过程中电子的转移情况。
4.了解氧化还原反应的规律——价态律、强弱律、优先律、守恒律。
5.能初步配平不同类型的氧化还原反应方程式。
[重点难点]
1.氧化还原反应的特征及本质的理解。
2.氧化还原反应的规律理解及其应用。
3.氧化还原反应的计算、陌生氧化还原反应方程式书写与配平。
[思维导图]
[知识梳理与典例精析]
知识点01 从不同角度认识氧化还原反应
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
反应:
(1)CuO失去 ,被 ,发生了还原反应。
(2)C得到 ,被 ,发生了氧化反应。
结论:从得失氧的角度看,一种物质被 ,另一种物质被 的反应叫做氧化还原反应。
2.从化合价升降的角度认识氧化还原反应
反应:(反应物、生成物均无氧元素)
(1)Cl2中氯元素化合价 ,被 ,发生还原反应。
(2)Na单质中钠元素化合价 ,被 ,发生氧化反应。
结论:反应前后有元素化合价 的反应称为氧化还原反应。其中物质所含元素化合价升高的反应是 反应,物质所含元素化合价降低的反应是 反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应:
分析:
①氯元素化合价降低,氯原子得到电子,被 ,发生还原反应。
②钠元素化合价升高,钠原子失去电子,被 ,发生氧化反应。
(2)反应:
分析:
①氯元素化合价降低,共用电子对偏向氯原子,氯元素被 ,发生还原反应。
②氢元素化合价升高,共用电子对偏离氢原子,氢元素被 ,发生氧化反应。
结论:从电子转移的角度看,化学反应中有电子转移(电子得失或电子对偏移)的反应叫做氧化还原反应。
4.氧化还原反应的深度理解
(1)概念:凡是有元素化合价 的化学反应称之为氧化还原反应。
(2)特征:元素的 在反应前后发生了变化。(用于判断一个反应是否是氧化还原反应的标准)
(3)本质:氧化还原反应的实质是 (得失或偏移)。
【划重点】氧化还原反应的判断
①判断标准:凡是有元素化合价升降的反应一定是氧化还原反应。在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生变化。
②元素化合价的升降是氧化还原反应的外在特征,电子转移是氧化还原反应的本质。
5.氧化还原反应与四种反应类型的关系
【划重点】(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)化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应。有单质参加的化合反应是氧化还原反应。有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(4)有单质参加的反应不一定是氧化还原反应,如单质之间的转化:3O22O3 。
[典例1]以 Fe、CuO和 HSO4三种物质为原料,用两种方法制取 Cu,下列涉及的反应不属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
[典例2]下列反应中,属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
[典例3]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.
知识点02 氧化还原反应的四组概念
1.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:元素化合价 ,得到电子的反应物;
(2)还原剂:元素化合价 ,失去电子的反应物。
(3)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
2.氧化性和还原性
(1)氧化性:表示物质 电子能力的强弱。氧化剂具有 。
(2)还原性:表示物质 电子能力的强弱。还原剂具有 。
3.氧化反应和还原反应
(1)氧化反应:物质所含元素化合价 的反应叫做氧化反应。
(2)还原反应:物质所含元素化合价 的反应叫做还原反应。
4.氧化产物和和还原产物
(1)氧化产物:还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
(2)还原产物:氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
【划重点】
(1)氧化还原反应几组概念间的关系
(2)记忆口诀:
熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失去电子,被氧化,发生氧化反应,本身是还原剂;化合价降低,得到电子,被还原,发生还原反应,本身是氧化剂剂。
(3)分析氧化还原反应相关概念时的注意事项
①正确标出反应前后变价元素的化合价。
②根据化合价变化(升、降)情况判断反应物中的氧化剂与还原剂、生成物中的氧化产物与还原产物。
(4)在氧化还原反应中, 氧化剂和还原剂可以是不同种物质, 如反应H2+CuOCu+H2O中, 氧化剂是CuO, 还原剂是H2; 也可以是同种物质, 如Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
(5)氧化产物和还原产物可以是不同种物质, 如反应H2+CuOCu+H2O中,氧化产物是H2O,还原产物是Cu; 也可以是同种物质,如反应 2H2S + SO2===3S↓ +2H2O中,S既是氧化产物又是还原产物。
[典例4]下列反应中,过氧化氢(H2O2)只作氧化剂的是
A. B.
C. D.
[典例5]在下列各氧化还原反应中,水既不作氧化剂,也不作还原剂的是
A. B.
C. D.
[典例6]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
知识点03 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
【划重点】先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥法
【划重点】
(1)单线桥法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7]下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是
A. B.
C. D.
[典例8]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.
[典例9]下列化学反应中电子转移的表示方法错误的是
A.
B.
C.
D.
知识点04 氧化性、还原性强弱的比较
1.根据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
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。
2.根据元素的活动性顺序比较
【划重点】某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱还与下列因素有关。
(1)温度:如热浓硫酸的氧化性强于冷浓硫酸的氧化性;热浓盐酸的还原性强于冷浓盐酸的还原性。
(2)浓度:如硝酸的浓度越大其氧化性越强;浓盐酸的还原性强于稀盐酸。
(3)酸碱性:如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强;NO在中性或碱性环境中几乎无氧化性,而在酸性条件下具有强氧化性。
[典例10]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
[典例11]根据反应:①;②;③。判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
[典例12]下列有关反应的说法中,错误的是
A.发生氧化反应 B.既是氧化产物,又是还原产物
C.氧化性: D.还原性:
知识点05 氧化还原反应的规律
1.价态规律
(1)高低规律
元素处于最高价态时,只有 ;元素处于最低价态时,只有 ;元素处于中间价态时,既有 又有 。
(2)归中规律
含不同价态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“两靠近,不交叉”。
如:
H2S中S元素为-2价,与生成物中单质S的0价近,所以H2S生成S而不是SO2,H2SO4中S元素为+6价,与生成物中SO2的+4价近,所以H2SO4生成SO2而不是S 。即。
(3)歧化规律
氧化还原反应中,有原子化合价升高,必然有原子化合价 。某物质发生歧化反应时,中间价态→高价态+低价态。
(4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应规律
如Fe3+和Fe2+不反应,H2SO4和SO2不反应等。
2.强弱规律
(1)还原性强弱:还原剂>还原产物;
(2)氧化性强弱:氧化剂>氧化产物。
(3)应用:强弱规律主要应用与物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。
3.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 。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 。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。
4. 守恒规律
氧化还原反应遵循以下三个守恒规律:
(1) 守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2) 守恒:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3) 守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误),2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。
(4)应用:守恒规律应用于氧化还原反应的配平及计算。
[典例13]已知E、W、Q、R为含氮物质,在一定条件下可发生如下转化关系:。则E、W、Q、R中氮的化合价由低到高的顺序为
A. B. C. D.
[典例14]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
[典例15]已知四个反应:① ② ③ ④有关说法正确的是
A.根据①②③可以得到还原性:
B.反应②③④中的氧化产物分别是
C.可以发生反应
D.在反应④中参加反应的和体现还原性的个数比为
知识点06 氧化还原反应的配平
一、氧化还原反应配平原则
二、氧化还原反应的配平方法——化合价升降法
1.配平步骤
示例:配平化学方程式C+HNO3(浓)→ NO2↑+CO2↑+H2O
(1)标: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。
(2)等:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
(3)定:确定变价物质的化学计量数。
(4)平:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)→ 4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成双线,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
2.氧化还原反应方程式配平的技巧
(1)正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如上述示例:
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数,最后根据质量守恒配平其他物质。如:
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3,最后根据质量守恒配平其他物质。
(3)缺项型氧化还原反应方程式的配平方法
①方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
②补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
③氧化还原反应中反应产物的判断
常见氧化剂及还原产物
常见还原剂及氧化产物
产物判断示例(以H2O2为例)
【划重点】氧化还原反应配平的一些小技巧
(1)一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(2)自变从右配:对于自身氧化还原反应(也称为歧化反应),一般从右边氧化产物、还原产物配平。
(3)归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
[典例16]已知(未配平)。则下列说法正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的个数比为1:8
C.为氧化产物 D.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
[典例17]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.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2 D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
[典例18]做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,在酸性条件下可以用的稀溶液洗涤,马上可以复原。其离子方程式(未配平)为:,关于此反应的叙述正确的是
A.该反应右边方框内的产物是 B.该反应的氧化剂是
C.每生成1个转移1个电子 D.配平该反应式后,的化学计量数是10
[同步分层练习]
基础巩固
1.下列有关氧化还原反应的说法错误的是
A.反应的实质是电子转移 B.反应中还原剂一定被氧化
C.置换反应一定是氧化还原反应 D.某元素由化合态转变为游离态,该元素一定被还原
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.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2KMnO4K2MnO4+МnO2+O2↑
3.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
4.下列转化过程中,反应物为氧化剂的是
A. B.
C. D.
5.古代四大发明之一的黑火药是由硫粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成,爆炸时的反应为:。该反应中化合价升高的元素是
A.硫元素 B.氮元素 C.碳元素 D.钾元素
6.在一定条件下,氯酸钾和碘按下式发生反应:2KClO3+I2=2KIO3+Cl2,由此推断下列相应的结论不正确的是
A.氧化性I2>Cl2 B.该反应中Cl2是还原产物
C.KClO3中Cl元素的化合价为+5 D.KClO3是氧化剂
7.氢化钙可以作为生氢剂(其中中氢元素为价),反应方程式如下:。其中水的作用是
A.既不是氧化剂也不是还原剂 B.是氧化剂
C.是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂
8.已知①;②,由此判断下列说法正确的是
A.常温下不能反应 B.氧化性强弱顺序为
C.还原性强弱顺序为 D.常温下能进行反应
9.某含的溶液与溶液恰好反应完全,已知被氧化为,并且参加反应的与的个数比为1∶2.则还原产物中元素R的价态是
A.-1价 B.+1价 C.-2价 D.+2价
10.某反应可用离子方程式表示为:mM+nH++O2=xM2++yH2O,则n值为
A.9 B.6 C.4 D.2
能力提升
一、单选题
1.下列反应中,不属于氧化还原反应的是
A.CuO+H2=Cu+H2O
B.CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
D.Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
2.下列关于氧化还原反应的说法正确的是
A.失去电子的物质是氧化剂
B.氧化剂发生氧化反应
C.氧化还原反应的本质是电子的转移
D.反应前后元素化合价不变的反应一定是氧化还原反应
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
4.天然气是应用广泛的燃料,但含有少量H2S等气体。在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.过程甲中氧化产物与还原产物的化学计量数之比为1:2
B.脱硫过程O2间接氧化H2S
C.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液
D.过程乙发生反应的离子方程式为:
5.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为,在反应中被氧化与被还原的氮原子的个数之比为
A. B. C. D.
6.已知有下列四个反应:
①
②
③
④
下列有关说法正确的是
A.反应②③④中的氧化产物分别是、、
B.根据①②③可以得到还原性:
C.不能发生反应
D.在反应④中参加反应的和体现还原性的个数比为
7.下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是
A. B.
C. D.
8.下列转化中,一定需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
9.已知E、W、Q、R为含氮物质,在一定条件下可发生如下转化关系:。则E、W、Q、R中氮的化合价由低到高的顺序为
A. B. C. D.
10.反应中,氧化剂是
A. B. C. D.
11.已知(未配平)。则下列说法正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的个数比为1:8
C.为氧化产物 D.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
12.在相同条件下能进行如下三个反应:
由此可判断以下分析正确的是
A.氧化性:
B.还原性:
C.的反应不能进行
D.的反应不能进行
13.某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在Fe2+、、Fe3+、、H+和H2O六种粒子,在反应过程中测得Fe3+、的粒子数目随时间变化的曲线如图所示,下列有关判断中不正确的是
A.还原性: B.氧化还原反应的本质是电子的得失
C.该反应中Fe2+被氧化为Fe3+ D.被还原,发生还原反应
14.高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的离子方程式为:,下列说法不正确的是
A.在反应中失去电子,被氧化,还原产物是
B.氧化性强弱:
C.离子方程式中,
D.每生成15个分子,转移的电子数是18
15.下面两个反应都可以生成氯气,有关说法正确的是
①(浓)
②(浓)
A.反应①中盐酸部分被氧化,反应②中盐酸全部被氧化
B.物质氧化性由强到弱的顺序为
C.反应②中,氧化剂与还原剂的质量之比为
D.反应①的电子转移情况分析如图:
二、填空题
16.氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液体,常作制冷剂。但由于二氯二氟甲烷等CFC类制冷剂破坏大气臭氧层,已限制使用。F2用于合成氟利昂等冷却剂,化学史上首次用化学方法制得F2的三步反应如下:
①KMnO4+KF+H2O2+HF→K2MnF6+_____+H2O
②SbCl5+5HF=SbF5+5HCl
③2K2MnF6+4SbF5=4KSbF6+2MnF3+F2↑
请根据以上信息回答下列问题:
(1)反应①中横线上应填物质的化学式为 。
(2)反应②是否为氧化还原反应 (填“是”“否”或“无法确定”)。
(3)反应③中的氧化剂为 ,被氧化的元素为 。
17.有以下5个反应(反应条件略):
A.
B.
C.
D.
E.
属于化合反应的有 (填字母,下同),属于分解反应的有 ,属于置换反应的有 ,属于复分解反应的有 ,属于氧化还原反应的有 ,属于离子反应的有 。
18.储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步。但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。请回答下列问题:
(1)用双线桥法标明上述反应方程式中电子转移的方向和数目: 。
(2)上述反应中氧化剂是 ,被氧化的元素是 。(填元素符号)
(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是___________(填选项序号)。
A.酸性 B.氧化性 C.氧化性和酸性 D.还原性和酸性
(4)某反应体系反应物和生成物共六种物质:N2O、H+、Fe2+、H2O、、Fe3+。(已知N2O是气体)
①写出该反应的离子方程式: 。
②氧化性:Fe3+ HNO3。(填“>”或“<”)
19.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生产和生活中。
(1)下列变化中,与氧化还原反应有关的是___________(填字母)。
A.储氢合金吸收氢气 B.高炉炼铁
C.电解质电离 D.钢铁的腐蚀
(2)古代炼丹术中用的铅丹(X)与浓盐酸反应可以制备氯气:,则铅丹的化学式为 ,其中+2价的Pb和+4价的Pb含量之比为: 。
(3)电弧法合成碳纳米管时,常伴有大量碳纳米颗粒生成,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为。
①用单线桥法标明该反应电子转移的方向和数目 。
②根据化合价推测,能与反应的微粒是 (填字母)。
a. b. c. d.
(
6
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$