内容正文:
专题05 氧化还原反应和离子反应
考查重点
命题角度
氧化还原反应的认识
从化合价的变化、电子转移的角度认识氧化还原反应;氧化还原反应相关概念;电子转移的表示方法
物质的氧化性和还原性
化合价和氧化性、还原性的关系;常见物质的氧化性和还原性
电解质的电离
电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的比较;电离方程式的书写
离子反应
离子反应的实质和条件;离子方程式的书写与正误判断
一、多角度认识氧化还原反应
1.从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念
凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征
元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
氧化产物和和还原产物
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)
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
①在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间,如2H222H2+2↑。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质
发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应
氧化反应
物质失电子的反应
还原反应
物质得电子的反应
氧化剂和还原剂
氧化剂
得到电子(或电子对偏向)的反应物,具有氧化性
还原剂
失去电子(或电子对偏离)的反应物,具有还原性
氧化性和还原性
氧化性
物质得到电子的性质
还原性
物质失去电子的性质
特|别|提|醒
①有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O2 放电 2O3。
②无单质参与的化合反应也可能是氧化还原、反应,如 H2O2+SO2=H2SO4。
③四种基本反应类型不能包含所有的化学反应,如反应 Fe2O3+3CO △ 2Fe+3CO2 不属于四种基本反应类型中的任何一种,但它有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
3.氧化还原反应的相关概念之间的关系
可概括为“氧、氧、得、降、还、还、还”。
特|别|提|醒
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+CuO △ Cu+H2O中, 氧化剂是CuO, 还原剂是H2; 也可以是同种物质, 如∶反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中,NO2既是氧化剂又是还原剂。同理氧化产物和还原产物可以是不同种物质, 如上述氢气还原氧化铜的反应中,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。
4.常见的氧化剂与还原剂:
常见的氧化剂
①非金属单质∶Cl2、O2、Br2等;
②含有高价态元素的化合物∶浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7等;
③某些高价态金属离子∶Fe3+、Ag+、Pb4+、Cu2+等;
④过氧化物∶Na2O2、H2O2等;
⑤HCIO、ClO-等
常见的还原剂
①活泼金属单质∶K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等;
②非金属元素的离子及低价态化合物∶S2-、I-、CO、SO2、H2SO3、Na2SO3等;
③低价态阳离子∶Fe2+、Cu+等;
④非金属单质及氢化物∶H2、C、NH3、H2S等
二、电子转移的表示方法
1.双线桥法:表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况——表示谁变谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
【易错提醒】①箭头必须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“1”。
2.单线桥法:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况——表示谁给谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
三、物质的氧化性和还原性
1.化合价和氧化性、还原性的关系
(1)相互关系
①金属单质只有还原性
②非金属单质既有氧化性又有还原性,F2除外
③从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性
(2)常见元素的最高价态和最低价态
元素
Cl
S
N
C
H
最高价
+7
+6
+5
+4
+1
最低价
-1
-2
-3
-4
-1
2.氧化还原反应中酸或碱的作用
(1)氧化性:所含元素的化合价降低
(2)还原性:所含元素的化合价升高
(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成
(4)具体反应分析
①Zn+2HClZnCl2+H2↑,盐酸表现酸性和氧化性
②CuO+2HClCuCl2+H2O,盐酸表现酸性
③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸表现酸性和还原性
④2HClH2↑+Cl2↑,盐酸表现氧化性和还原性
⑤3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,NH3表现碱性和还原性
⑥Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,硝酸表现酸性和氧化性
3.氧化还原反应中水的作用
(1)氧化性:有H2产生
(2)还原性:有O2产生
(3)氧化性和还原性:同时有H2和O2产生
(4)具体反应分析
①2F2+2H2O4HF+O2,水表现还原性
②3Fe+4H2OFe3O4+4H2,水表现氧化性
③2Na+2H2O2NaOH+H2↑,水表现氧化性
④2H2OO2↑+2H2↑,水表现还原性和氧化性
⑤2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,水既不表现氧化性又不表现还原性
⑥Cl2+H2OHCl+HClO,水既不表现氧化性又不表现还原性
⑦3NO2+H2O2HNO3+NO,水既不表现氧化性又不表现还原性
4.氧化性、还原性强弱的比较
(1)根据氧化还原反应方程式比较:
在同一反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物。例如:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4中,氧化性:Cu2+>Fe2+,还原性:Fe>Cu
(2)根据元素的活动性顺序比较:
①根据金属活动性顺序比较
金属元素的金属性越强,其单质的还原性就越强,越容易失去电子;其对应阳离子(Fe对应Fe2+)的氧化性越弱,越难得到电子。
②根据非金属活动性顺序比较
非金属元素的非金属性越强,其单质的氧化性就越强,越易得到电子;其对应阴离子的还原性越弱,越难失去电子。
③根据反应条件判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。例如∶
a.MnO2+4HCI(浓) △ MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCI(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故氧化性:KMnO4>MnO2
b.Na、Mg、Al单质与H2O的反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg与水加热条件下才反应,Al与水加热条件下也难反应,故还原性∶Na>Mg>Al。
④根据氧化产物的价态高低判断
当还原剂在相同的条件下与不同的氧化剂发生氧化还原反应时,可由对应氧化产物中相同变价元素价态的高低判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂中元素的价态升得越高,氧化剂的氧化性越强。例如∶2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3,Fe+S △ FeS,则氧化性:Cl2>S。
四、电解质的电离
1.电解质与非电解质的比较
电解质
非电解质
相同点
均为化合物
不同点
水溶液或熔融状态能导电
水溶液和熔融状态都不能导电
本质区别
在水溶液或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液中和熔融状态下自身不能发生电离
所含物质类型
酸:如H2SO4、HCl、HNO3等
非金属氧化物:SO2、SO3、CO2、CO、P2O5
碱:如NaOH、Ca(OH)2等
盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3等
非酸性气态氢化物:NH3
金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO等
水H2O
部分有机物:蔗糖、酒精
特|别|提|醒
①电解质和非电解质均是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
②电解质不一定导电,如固态NaCl、液态HCl等;导电物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。
③电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等非电解质。它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4自身能电离,是电解质。
2.强电解质与弱电解质的比较:
强电解质
弱电解质
定义
溶于水后几乎完全电离的电解质
溶于水后只有部分电离的电解质
化合物类型
离子化合物及具有强极性键的共价化合物
某些具有弱极性键的共价化合物。
电离程度
几乎100%完全电离
只有部分电离
电离过程
不可逆过程,无电离平衡
可逆过程,存在电离平衡
溶液中存在的微粒(水分子不计)
只有电离出的阴阳离子,不存在
电解质分子
既有电离出的阴阳离子,又有电解质分子
实例
绝大多数的盐(包括难溶性盐)
强酸:H2SO4、HCl、HClO4等
强碱:Ba(OH)2 Ca(HO)2等
弱酸:H2CO3 、CH3COOH等。
弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2 Fe(OH)3等。
电离方程式
KNO3=K++NO
H2SO4=2H++SO
NH3·H2ONH+OH-
H2SH++ HS-
HS- H++S2-
特|别|提|醒
电解质强弱与溶解度大小的关系:
电解质的强弱与其在水中溶解度的大小无关,只与其溶于水的部分是否完全电离有关。例如某些难溶于水的化合物,如 BaSO4、CaCO3、AgCl等,虽然它们在水中的溶解度很小,但由于它们溶于水的部分是完全电离的,所以它们是强电解质。又如易溶于水的(CH3COO)2Pb,在水中大部分以:(CH3COO)2Pb形式存在,只有小部分电离出离子,所以是弱电解质。
3.电解质溶液的导电性
(1)电解质的导电原理
熔融电解质或电解质溶液中的导电微粒是自由移动的阴、阳离子,它们在外电场作用下能产生定向移动从而导电。
(2)电解质溶液导电能力大小的影响因素
①电解质溶液导电能力的大小取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数。
②温度升高时,弱电解质电离程度增大,离子浓度增大,导电性会增强;但强电解质溶液的导电性几乎不变。
(3)电解质导电性与导电能力强弱的判断
(4)金属导电与电解质溶液导电原因对比
①金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电性变弱。
②电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质的强弱没有必然联系。但温度升高时,弱电解质电离程度增大、离子浓度增大、导电性会增强。
(5)电离方程式的书写
①强电解质: 电离,用 表示。
如H2SO4、NaOH、(NH4)2SO4的电离方程式分别为H2SO4=== 、NaOH=== 、(NH4)2SO4=== 。
②弱电解质: 电离,用“ ”表示。
a.多元弱酸 电离 ,且电离程度逐步 ,以 电离为主。
如H2S的电离方程式为H2S ;HS- 。
b.多元弱碱 电离,但 写出。
如Cu(OH)2 。
③酸式盐:
a.强酸酸式盐 电离, 写出。
如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=== ,
在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4=== 。
b.多元弱酸酸式盐,第一步 电离,其余 电离。
如NaHCO3=== ,HCO 。
特|别|提|醒
(1)弱酸的酸式盐在水溶液中完全电离,但其酸式酸根离子只能部分电离,
如:NaHCO3=Na++HCO3-,HCO3-H++CO32-
(2)强酸的酸式盐在受热熔化时只能电离成金属阳离子(或NH4+)和酸式酸根离子,在水溶液中可以完全电离成金属阳离子(或NH4+)、氢离子和酸根离子,如NaHSO4=Na++H++SO42-;NaHSO4(熔融)=Na++HSO4-。
(3)电离方程式左边书写化学式,表示电解质还未电离时的状态,右边书写离子符号,表示电解质电离产生的离子。
(4)书写时要遵循"质量守恒"和"电荷守恒"(电解质溶液中的"电荷守恒"也可理解为电解质溶液呈中性)。"质量守恒"要求电离方程式左右两边原子的种类和数目必须相等,"电荷守恒"要求在电离方程式的右边,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
五、离子反应
1.实验探究
实验
实验现象及方程式
实验现象
滴加石蕊试液溶液变
化学方程式
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
(1)微观分析
BaCl2和Na2SO4的电离方程式
混合前两种溶液中的离子
BaCl2溶液: Na2SO4溶液:
混合后数目减少的离子
混合后数目不变的离子
反应实质
溶液中的 与 之间的反应:
(2)电解质在溶液中的反应一定与 有关。
(3)电解质中溶液中的反应实质上是 之间反应。
(4)从微观角度看,酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上是两种电解质在溶液中相互 的反应。
2.概念:电解质在溶液中的反应实质上是 之间的反应,在溶液中有离子 有离子 的化学反应。
3.实质:溶液中离子的 或 发生变化。
4.应用:
(1)用于某些离子的检验与鉴别∶
如向某溶液中加入稀硝酸后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,则证明溶液中有Cl-。发生反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓
(2)用于物质的分离与提纯∶
如除去粗食盐水中的SO42-、Mg2+、Ca2+,可向溶液中依次加入BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液和稀盐酸,依次发生的离子反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++CO32-=CaCO3↓, Ba2++CO32-=BaCO3↓,OH-+H+=H2O,CO32-+2H+=H2O+CO2↑
(3)判断离子能否大量共存∶
相互之间可以发生反应的离子不能大量共存,如Ca2+、CO32-不能在溶液中共存,因为Ca2+与CO32-会发生反应生成CaCO3沉淀。
五、离子反应方程式
(一)离子方程式书写中的物质的拆写方法
1.离子方程式书写中的拆写规则(指水溶液中的反应)
(1)易溶于水的物质、易电离的物质(如强酸、强碱、可溶性盐)在离子方程式中应写“离子形式”。
(2)单质、氧化物、难电离的物质(如弱酸、弱碱、水)、非电解质、难溶性盐、气体等在方程式中,一律写其化学式。
(3)强酸的酸式酸根离子要拆开写,如NaHSO4应写为Na+、H+、SO,多元弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HS-、HSO等)不能拆开写,如HCO不能拆写成H+和CO。
(4)微溶物如作为反应物,若是澄清溶液应拆写成离子形式,若是悬浊液则应写成化学式;微溶物如作为生成物,一般视为沉淀,应写成化学式并标“↓”符号。如Ca(OH)2:若是澄清水溶液应写成离子,若是石灰乳应写成化学式,作为产物写成化学式。
(5)浓硫酸作为反应物时,H2SO4不能拆写,应写成化学式。
(6)氨水作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标↑号)。
2.熟记可“拆”的物质
(1)强酸:HCl、H2SO4、HNO3等;
(2)强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2等;
(3)可溶性盐:NaCl、KCl、K2SO4等。
3.“口诀”记忆物质溶解性
钾、钠、铵盐水中溶;硝酸盐见水无影踪;盐酸盐不溶银、亚汞(熟记AgCl不拆);硫酸盐不溶钡和铅(熟记BaSO4不拆);碳酸盐只溶钾、钠、铵;碱中只溶钾、钠、钡。
(二)离子方程式的意义
下表是用化学方程式和离子方程式表示的不同的酸碱中和反应。
化学方程式
离子方程式
NaOH+HCl=NaCl+H2O
H++OH-=H2O
KOH+HNO3=KNO3+H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
2KOH+H2SO4=K2SO4+H2O
由上表可知,化学方程式只表示某一具体的反应,而离子方程式不仅可以表示某一具体的化学反应,而且可以表示同一类型的离子反应,更能体现反应的本质。
离子反应的本质是反应物中某些离子浓度的减小,即离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
(1)H++OH-=H2O这一离子方程式表示强酸和强碱生成可溶性盐和水这一类型的中和反应,并不能表示所有的中和反应,如不能表示稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应(2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓),氢氧化钠与醋酸溶液的反应(OH-+CH3COOH=H2O+CH3COO-)。
(2)H++OH-=H2O这一离子方程式也不一定只表示强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和反应。如 NaOH与 NaHSO4,溶液的反应(NaOH+NaHSO4=H2O+Na2SO4),其离子方程式也为H++OH-=H2O。
(三)离子方程式正误判断
1.七看
(1)看是否符合客观事实。如Fe和稀盐酸反应的离子方程式写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe2+。
(2)看化学式拆写是否正确。这是书写离子方程式时最关键的一步,应注意以下几点:
①易溶于水的强电解质均写成离子形式,如强酸、强碱和大多数盐。其他物质均用化学式表示,如单质、气体、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)及难溶性盐。
②微溶物的写法。一般来说,微溶于水的强电解质的澄清溶液(如澄清石灰水)中微溶物写成离子形式,浊液中的微溶物写成化学式。
③可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式(如HCO)。
④非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。如实验室中制备氨气的反应。
(3)看符号使用是否正确。要注意“===”“”“↓”“↑”等符号的正确使用。
(4)看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+不符合电荷守恒及得失电子守恒,是错误的。
(5)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀的反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应,不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;向溴化亚铁溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
2.三记
(1)记住常见酸、碱、盐的溶解性
①钾、钠、铵盐水中溶,硝酸盐入水无影踪,硫酸盐不溶钡和铅,盐酸盐不溶银亚汞,碳酸、硅酸、磷酸盐,钾钠铵外多不溶。
②常见的四种微溶物:Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
③常见的难溶于稀强酸的物质:AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、CaSO4。
(2)记住两种电离顺序
①H+电离顺序:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO>H2SiO3>Al(OH)3>H2O。在形成这些物质时,越靠后的越优先,如在含有OH-、AlO、CO的溶液中,逐滴加入盐酸直至过量,反应的先后顺序为OH->AlO>CO。
②OH-电离顺序:NaOH>NH3·H2O>难溶氢氧化物>H2O。如在含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,反应的先后顺序为H+>Al3+>NH>Al(OH)3。
(3)记住常见的强酸、弱酸、强碱、弱碱
①常见的强酸:HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI。
②常见的弱酸:H2CO3、H2SiO3、HClO、HF、H2S、H2SO3。
③常见的强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2。
④常见的弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2。
3.一注意
注意题目要求:是找“正确的”还是“不正确的”。
题型一 氧化还原反应的认识
【典例1】(24-25高一·上海市控江中学·期中)下列反应中的氨与反应中的氨作用相同的是
A.
B.
C.
D.
【变式1-1】(24-25高一·上海市华东师范大学第二附属中学·期中)下列变化中,必须加入氧化剂才能发生的是
A.SO2→S B.I-→I2 C.SO3→SO2 D.→
【变式1-2】(24-25高一·上海市控江中学·期中)AlH3可以用于金属表面处理。在这个过程中,AlH3可以与金属表面上的氧化物反应,生成相应的金属和氢气。这个过程可以用以下化学方程式表示:(未配平)。
(1)配平反应,并在方程式上标出电子转移方向和数目 29 。
(2)若该反应中释放67.2LH2(标况下),则转移的电子数为 30 个。
题型二 物质的氧化性和还原性
【典例2】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)将氯水分别滴加到盛有等浓度的KI溶液、NaBr溶液的试管中,对比观察。通过此实验能够观察到的现象或得出的结论正确的是( )
A.两支试管中溶液均呈紫色
B.可证明还原性强弱:I->Br-
C.可证明氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
D.可证明Cl2的氧化性强于Br2和I2
方|法|技|巧
同种元素,一般价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。如氧化性:Fe3+>Fe2+、HNO3>NO2、KMnO4>MnO2;还原性:I->I2、H2S>SO2。但也有一些例外,如HClO的氧化性比HClO3和HClO4都强。
【变式2-1】(24-25高一·上海市上海中学·期中)已知的氧化性依次减弱,则下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【变式2-2】(24-25高一·上海市格致中学·期中)NaBH4也能与AgNO3溶液共热制备具有较强杀菌能力的银纳米粒子,反应过程表示如下(反应只涉及一种氧化剂和一种还原剂,生成的H3BO3可溶于水):
___________NaBH4+___________AgNO3+___________ ___________=___________Ag+___________H3BO3+___________H2↑+___________HNO3+___________NaNO3
(1)上述反应说明氧化性Ag+ H2。(填“>”、“<”或“=”)
(2)配平上述化学方程式 。
(3)可通过 现象确认银纳米粒子的生成,再利用 材料通过渗析操作,对制得的银纳米粒子进行分离提纯。
(4)为了避免生成的银纳米粒子发生聚沉,应控制的制备条件是 。
题型三 电解质的电离
【典例3】(24-25高一·上海市七宝中学·期中)有以下几种物质:① ②粉末 ③氨气 ④蔗糖 ⑤冰醋酸 ⑥溶液 ⑦氯气 ⑧ ⑨熔融 ⑩次磷酸(),回答以下问题:
(1)以上物质中,属于电解质的是 ,能导电的是 。
(2)写出②溶于水时的电离方程式 ,写出⑥与⑧反应的离子方程式 。
(3)次磷酸与足量反应,所得产物为,由此可推断次磷酸是 元酸,理由是 。
方|法|技|巧
对电解质导电的理解
①能导电的物质不一定是电解质,如石墨、盐酸等能导电,但它们不是化合物,因而不是电解质;
②电解质本身不一定能导电,如氯化钠晶体是电解质,但其本身不导电∶
③某物质的水溶液能导电,该物质也不一定是电解质,如SO2、SO3、NH4、CO2等的水溶液都能导电,但溶液中能导电的离子是它们与水反应生成的电解质电离产生的,其本身在水溶液里和熔融状态下都不能电离,不是电解质。
【变式3-1】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)H2SO4在水中的电离方程式是: ;把稀 硫酸滴入氢氧化钡溶液中,反应的离子方程式是 。
题型四 离子反应
【典例4】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)能用H++OH-=H2O来表示的化学反应是
A.氢氧化镁和稀盐酸反应 B.Ba(OH)2溶液滴入稀硫酸中
C.澄清石灰水和稀硝酸反应 D.二氧化碳通入澄清石灰水中
【变式4-1】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)溶液中发生的反应很多是离子反应。下列不能发生离子反应的是
A.澄清石灰水与稀硝酸 B.碳酸钡与稀硝酸
C.氯化镁溶液和硫酸铜溶液 D.硝酸钡溶液与稀硫酸
【变式4-2】(24-25高一·上海市七宝中学·期中)向一定体积的Ba(OH)2溶液中滴加等浓度的稀H2SO4,测得溶液导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.实验时用NaOH代替Ba(OH)2也能得到该曲线
B.BC段溶液导电能力逐渐上升,但无法超过A点
C.时刻溶液的导电能力接近为0,所以BaSO4是非电解质
D.该反应发生的离子方程式为
基础通关练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影区域的是
A. B.
C. D.
2.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)亚氯酸钠(NaClO2)较稳定,但在加热或受撞击条件下亚氯酸钠固体会发生爆炸,爆炸产物可能为
A.、 B.、
C.、 D.、
3.(24-25高一·上海市华东师范大学第二附属中学·期中)吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3在人体中的作用是
A.作氧化剂 B.作还原剂
C.既作氧化剂又作还原剂 D.既不作氧化剂又不作还原剂
4.(24-25高一·上海市华东师范大学第二附属中学·期中)新型纳米材料中M为+2价金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,能使工业废气()高效地还原成无公害的固体单质硫,防止环境污染。其流程为:。则下列判断正确的是( )
A.作催化剂 B.是该反应的还原剂
C. D.发生了置换反应
5.(24-25高一·上海市格致中学·期中)下图是教材第57页的插图,由该图作出的推理错误的是
A.氯化钠固体不能导电
B.氯化钠溶于水能导电
C.氯化钠由钠离子和氯离子构成
D.水溶液和熔融状态下的钠离子、氯离子完全相同
6.(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液,甲废液经化验呈碱性,主要的有毒离子为Ba2+,如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性和碱性均明显降低。则乙废液中可能含有的离子是
A.Cu2+和SO B.Cu2+和Cl C.K+和SO D.Ag+和NO
7.(24-25高一·上海市格致中学·期中)有“绿色氧化剂”之称的化合物是 (填化学式),简述原因。 。(不超过30字)
8.(24-25高一·上海市闵行区六校联考·期中)铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用溶液刻蚀铜制电路板,被 (填“还原”或“氧化”)为。
9.(24-25高一·上海市闵行区六校联考·期中)某小组研究性质,预测能与 发生氧化还原反应(填序号)。
①溶液 ②氯水 ③稀盐酸 ④酸性溶液 ⑤溶液 ⑥碳酸钠
10.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)实验中残留在试管壁上的硫可以利用热的NaOH溶液进行洗涤,发生的化学反应为S+NaOH=Na2S+Na2SO3+H2O (未配平),配平上述反应方程式,并标出电子转移的数目和方向 ,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
重难突破练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一·上海市吴淞中学·期中)某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图,由图可知:在该反应中
A.被氧化,做氧化剂
B.化合价升高,发生氧化反应
C.被还原,做氧化剂
D.化合价升高,发生还原反应
2.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)黑火药爆炸的原理为,当反应转移电子时,被硫氧化的碳的物质的量为
A. B. C. D.
3.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)实验室常用标定,同时使再生,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中是氧化剂
B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:
C.发生反应Ⅰ和反应Ⅱ时,溶液颜色均发生了变化
D.和在水溶液中能大量共存
4.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)黄铁矿的主要成分为(S为-1价),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.图示中的三个反应不全是氧化还原反应
B.由反应历程可知氧化性:
C.该过程的总反应为
D.反应Ⅲ中每生成1个NO分子,转移2个
5.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)在一定温度下将氯气通入KOH溶液中,得到KCl、KClO2、KClO3的混合溶液,经测定与的数目之比为1:2,该反应的化学方程式为 。
6.(24-25高一·上海市吴淞中学·期中)二氧化氯在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯化物。制备ClO2的方法是:
_____NaClO3+_______HCl=______ClO2↑+______Cl2↑+______NaCl+_______H2O
(1)试配平上述化学方程式,并用标出电子转移的方向和数目 。
(2)该反应中HCl体现的性质是___________。
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.挥发性
(3)在标准状况下,每生成10.08L气体,转移的电子数为 。
(4)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒无害的两种气体,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同时的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的 倍。
(24-25高一·上海市师范大学附属中学·期中)下面是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。
饮用矿泉水
净含量:500mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成份:钾离子(K+):1.0~27.3mg/L 镁离子(Mg2+):0.1~4.8mg/L
氯离子(Cl-):10~27.3mg/L 硫酸根离子()0.4~19.2mg/L
7.下列说法正确的是
A.标签上给出的离子的物理量是物质的量浓度
B.任何饮用水中氯离子(Cl-)的浓度均在10~27.3 mg/L之间
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为2×10-4 mol/L
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中的物质的量不超过1×10-5 mol
8.该溶液中还可能存在的离子是
A.OH- B.Ag+ C.Na+ D.Ca2+
9.(24-25高一·上海市南洋模范中学·期中)向含CuCl2和HCl的100g混合溶液中,逐滴加溶质质量分数为10%的NaOH溶液,参加反应的NaOH溶液质量与生成沉淀质量关系如图[仅考虑沉淀为Cu(OH)2]。求:
(1)P点溶液中含有的溶质的化学式为 。
(2)求:图像中m1的值 。
(3)若M点时溶液中溶质的密度为1.053g/ml,求:溶质的物质的量浓度c (结果保留到0.1%)。
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专题05 氧化还原反应和离子反应
考查重点
命题角度
氧化还原反应的认识
从化合价的变化、电子转移的角度认识氧化还原反应;氧化还原反应相关概念;电子转移的表示方法
物质的氧化性和还原性
化合价和氧化性、还原性的关系;常见物质的氧化性和还原性
电解质的电离
电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的比较;电离方程式的书写
离子反应
离子反应的实质和条件;离子方程式的书写与正误判断
一、多角度认识氧化还原反应
1.从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念
凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征
元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
氧化产物和和还原产物
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)
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
①在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间,如2H222H2+2↑。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质
发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应
氧化反应
物质失电子的反应
还原反应
物质得电子的反应
氧化剂和还原剂
氧化剂
得到电子(或电子对偏向)的反应物,具有氧化性
还原剂
失去电子(或电子对偏离)的反应物,具有还原性
氧化性和还原性
氧化性
物质得到电子的性质
还原性
物质失去电子的性质
特|别|提|醒
①有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O2 放电 2O3。
②无单质参与的化合反应也可能是氧化还原、反应,如 H2O2+SO2=H2SO4。
③四种基本反应类型不能包含所有的化学反应,如反应 Fe2O3+3CO △ 2Fe+3CO2 不属于四种基本反应类型中的任何一种,但它有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
3.氧化还原反应的相关概念之间的关系
可概括为“氧、氧、得、降、还、还、还”。
特|别|提|醒
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+CuO △ Cu+H2O中, 氧化剂是CuO, 还原剂是H2; 也可以是同种物质, 如∶反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中,NO2既是氧化剂又是还原剂。同理氧化产物和还原产物可以是不同种物质, 如上述氢气还原氧化铜的反应中,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。
4.常见的氧化剂与还原剂:
常见的氧化剂
①非金属单质∶Cl2、O2、Br2等;
②含有高价态元素的化合物∶浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7等;
③某些高价态金属离子∶Fe3+、Ag+、Pb4+、Cu2+等;
④过氧化物∶Na2O2、H2O2等;
⑤HCIO、ClO-等
常见的还原剂
①活泼金属单质∶K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等;
②非金属元素的离子及低价态化合物∶S2-、I-、CO、SO2、H2SO3、Na2SO3等;
③低价态阳离子∶Fe2+、Cu+等;
④非金属单质及氢化物∶H2、C、NH3、H2S等
二、电子转移的表示方法
1.双线桥法:表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况——表示谁变谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
【易错提醒】①箭头必须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“1”。
2.单线桥法:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况——表示谁给谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
三、物质的氧化性和还原性
1.化合价和氧化性、还原性的关系
(1)相互关系
①金属单质只有还原性
②非金属单质既有氧化性又有还原性,F2除外
③从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性
(2)常见元素的最高价态和最低价态
元素
Cl
S
N
C
H
最高价
+7
+6
+5
+4
+1
最低价
-1
-2
-3
-4
-1
2.氧化还原反应中酸或碱的作用
(1)氧化性:所含元素的化合价降低
(2)还原性:所含元素的化合价升高
(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成
(4)具体反应分析
①Zn+2HClZnCl2+H2↑,盐酸表现酸性和氧化性
②CuO+2HClCuCl2+H2O,盐酸表现酸性
③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸表现酸性和还原性
④2HClH2↑+Cl2↑,盐酸表现氧化性和还原性
⑤3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,NH3表现碱性和还原性
⑥Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,硝酸表现酸性和氧化性
3.氧化还原反应中水的作用
(1)氧化性:有H2产生
(2)还原性:有O2产生
(3)氧化性和还原性:同时有H2和O2产生
(4)具体反应分析
①2F2+2H2O4HF+O2,水表现还原性
②3Fe+4H2OFe3O4+4H2,水表现氧化性
③2Na+2H2O2NaOH+H2↑,水表现氧化性
④2H2OO2↑+2H2↑,水表现还原性和氧化性
⑤2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,水既不表现氧化性又不表现还原性
⑥Cl2+H2OHCl+HClO,水既不表现氧化性又不表现还原性
⑦3NO2+H2O2HNO3+NO,水既不表现氧化性又不表现还原性
4.氧化性、还原性强弱的比较
(1)根据氧化还原反应方程式比较:
在同一反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物。例如:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4中,氧化性:Cu2+>Fe2+,还原性:Fe>Cu
(2)根据元素的活动性顺序比较:
①根据金属活动性顺序比较
金属元素的金属性越强,其单质的还原性就越强,越容易失去电子;其对应阳离子(Fe对应Fe2+)的氧化性越弱,越难得到电子。
②根据非金属活动性顺序比较
非金属元素的非金属性越强,其单质的氧化性就越强,越易得到电子;其对应阴离子的还原性越弱,越难失去电子。
③根据反应条件判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。例如∶
a.MnO2+4HCI(浓) △ MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCI(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故氧化性:KMnO4>MnO2
b.Na、Mg、Al单质与H2O的反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg与水加热条件下才反应,Al与水加热条件下也难反应,故还原性∶Na>Mg>Al。
④根据氧化产物的价态高低判断
当还原剂在相同的条件下与不同的氧化剂发生氧化还原反应时,可由对应氧化产物中相同变价元素价态的高低判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂中元素的价态升得越高,氧化剂的氧化性越强。例如∶2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3,Fe+S △ FeS,则氧化性:Cl2>S。
四、电解质的电离
1.电解质与非电解质的比较
电解质
非电解质
相同点
均为化合物
不同点
水溶液或熔融状态能导电
水溶液和熔融状态都不能导电
本质区别
在水溶液或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液中和熔融状态下自身不能发生电离
所含物质类型
酸:如H2SO4、HCl、HNO3等
非金属氧化物:SO2、SO3、CO2、CO、P2O5
碱:如NaOH、Ca(OH)2等
盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3等
非酸性气态氢化物:NH3
金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO等
水H2O
部分有机物:蔗糖、酒精
特|别|提|醒
①电解质和非电解质均是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
②电解质不一定导电,如固态NaCl、液态HCl等;导电物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。
③电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等非电解质。它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4自身能电离,是电解质。
2.强电解质与弱电解质的比较:
强电解质
弱电解质
定义
溶于水后几乎完全电离的电解质
溶于水后只有部分电离的电解质
化合物类型
离子化合物及具有强极性键的共价化合物
某些具有弱极性键的共价化合物。
电离程度
几乎100%完全电离
只有部分电离
电离过程
不可逆过程,无电离平衡
可逆过程,存在电离平衡
溶液中存在的微粒(水分子不计)
只有电离出的阴阳离子,不存在
电解质分子
既有电离出的阴阳离子,又有电解质分子
实例
绝大多数的盐(包括难溶性盐)
强酸:H2SO4、HCl、HClO4等
强碱:Ba(OH)2 Ca(HO)2等
弱酸:H2CO3 、CH3COOH等。
弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2 Fe(OH)3等。
电离方程式
KNO3=K++NO
H2SO4=2H++SO
NH3·H2ONH+OH-
H2SH++ HS-
HS- H++S2-
特|别|提|醒
电解质强弱与溶解度大小的关系:
电解质的强弱与其在水中溶解度的大小无关,只与其溶于水的部分是否完全电离有关。例如某些难溶于水的化合物,如 BaSO4、CaCO3、AgCl等,虽然它们在水中的溶解度很小,但由于它们溶于水的部分是完全电离的,所以它们是强电解质。又如易溶于水的(CH3COO)2Pb,在水中大部分以:(CH3COO)2Pb形式存在,只有小部分电离出离子,所以是弱电解质。
3.电解质溶液的导电性
(1)电解质的导电原理
熔融电解质或电解质溶液中的导电微粒是自由移动的阴、阳离子,它们在外电场作用下能产生定向移动从而导电。
(2)电解质溶液导电能力大小的影响因素
①电解质溶液导电能力的大小取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数。
②温度升高时,弱电解质电离程度增大,离子浓度增大,导电性会增强;但强电解质溶液的导电性几乎不变。
(3)电解质导电性与导电能力强弱的判断
(4)金属导电与电解质溶液导电原因对比
①金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电性变弱。
②电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质的强弱没有必然联系。但温度升高时,弱电解质电离程度增大、离子浓度增大、导电性会增强。
(5)电离方程式的书写
①强电解质:完全电离,用===表示。
如H2SO4、NaOH、(NH4)2SO4的电离方程式分别为H2SO4===2H++SO、NaOH===Na++OH-、(NH4)2SO4===2NH+SO。
②弱电解质:部分电离,用“”表示。
a.多元弱酸分步电离 ,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。
如H2S的电离方程式为H2SH++HS-;HS-H++S2-。
b.多元弱碱分步电离,但一步写出。
如Cu(OH)2Cu2++2OH-。
③酸式盐:
a.强酸酸式盐完全电离,一步写出。
如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,
在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO。
b.多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余部分电离。
如NaHCO3===Na++HCO,HCOH++CO。
特|别|提|醒
(1)弱酸的酸式盐在水溶液中完全电离,但其酸式酸根离子只能部分电离,
如:NaHCO3=Na++HCO3-,HCO3-H++CO32-
(2)强酸的酸式盐在受热熔化时只能电离成金属阳离子(或NH4+)和酸式酸根离子,在水溶液中可以完全电离成金属阳离子(或NH4+)、氢离子和酸根离子,如NaHSO4=Na++H++SO42-;NaHSO4(熔融)=Na++HSO4-。
(3)电离方程式左边书写化学式,表示电解质还未电离时的状态,右边书写离子符号,表示电解质电离产生的离子。
(4)书写时要遵循"质量守恒"和"电荷守恒"(电解质溶液中的"电荷守恒"也可理解为电解质溶液呈中性)。"质量守恒"要求电离方程式左右两边原子的种类和数目必须相等,"电荷守恒"要求在电离方程式的右边,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
五、离子反应
1.实验探究
实验
实验现象及方程式
实验现象
有白色沉淀生成
滴加石蕊试液溶液变红色
化学方程式
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
(1)微观分析
BaCl2和Na2SO4的电离方程式
BaCl2=Ba2++2Cl-、Na2SO4=SO+2Na+
混合前两种溶液中的离子
BaCl2溶液:Ba2+、Cl- Na2SO4溶液:Na+、SO
混合后数目减少的离子
Ba2+、SO
混合后数目不变的离子
Na+、Cl-
反应实质
溶液中的Ba2+与SO之间的反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓
(2)电解质在溶液中的反应一定与离子有关。
(3)电解质中溶液中的反应实质上是离子之间反应。
(4)从微观角度看,酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。
2.概念:电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,在溶液中有离子参加或有离子生成的化学反应。
3.实质:溶液中离子的种类或浓度发生变化。
4.应用:
(1)用于某些离子的检验与鉴别∶
如向某溶液中加入稀硝酸后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,则证明溶液中有Cl-。发生反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓
(2)用于物质的分离与提纯∶
如除去粗食盐水中的SO42-、Mg2+、Ca2+,可向溶液中依次加入BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液和稀盐酸,依次发生的离子反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++CO32-=CaCO3↓, Ba2++CO32-=BaCO3↓,OH-+H+=H2O,CO32-+2H+=H2O+CO2↑
(3)判断离子能否大量共存∶
相互之间可以发生反应的离子不能大量共存,如Ca2+、CO32-不能在溶液中共存,因为Ca2+与CO32-会发生反应生成CaCO3沉淀。
五、离子反应方程式
(一)离子方程式书写中的物质的拆写方法
1.离子方程式书写中的拆写规则(指水溶液中的反应)
(1)易溶于水的物质、易电离的物质(如强酸、强碱、可溶性盐)在离子方程式中应写“离子形式”。
(2)单质、氧化物、难电离的物质(如弱酸、弱碱、水)、非电解质、难溶性盐、气体等在方程式中,一律写其化学式。
(3)强酸的酸式酸根离子要拆开写,如NaHSO4应写为Na+、H+、SO,多元弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HS-、HSO等)不能拆开写,如HCO不能拆写成H+和CO。
(4)微溶物如作为反应物,若是澄清溶液应拆写成离子形式,若是悬浊液则应写成化学式;微溶物如作为生成物,一般视为沉淀,应写成化学式并标“↓”符号。如Ca(OH)2:若是澄清水溶液应写成离子,若是石灰乳应写成化学式,作为产物写成化学式。
(5)浓硫酸作为反应物时,H2SO4不能拆写,应写成化学式。
(6)氨水作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标↑号)。
2.熟记可“拆”的物质
(1)强酸:HCl、H2SO4、HNO3等;
(2)强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2等;
(3)可溶性盐:NaCl、KCl、K2SO4等。
3.“口诀”记忆物质溶解性
钾、钠、铵盐水中溶;硝酸盐见水无影踪;盐酸盐不溶银、亚汞(熟记AgCl不拆);硫酸盐不溶钡和铅(熟记BaSO4不拆);碳酸盐只溶钾、钠、铵;碱中只溶钾、钠、钡。
(二)离子方程式的意义
下表是用化学方程式和离子方程式表示的不同的酸碱中和反应。
化学方程式
离子方程式
NaOH+HCl=NaCl+H2O
H++OH-=H2O
KOH+HNO3=KNO3+H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
2KOH+H2SO4=K2SO4+H2O
由上表可知,化学方程式只表示某一具体的反应,而离子方程式不仅可以表示某一具体的化学反应,而且可以表示同一类型的离子反应,更能体现反应的本质。
离子反应的本质是反应物中某些离子浓度的减小,即离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
(1)H++OH-=H2O这一离子方程式表示强酸和强碱生成可溶性盐和水这一类型的中和反应,并不能表示所有的中和反应,如不能表示稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应(2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓),氢氧化钠与醋酸溶液的反应(OH-+CH3COOH=H2O+CH3COO-)。
(2)H++OH-=H2O这一离子方程式也不一定只表示强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和反应。如 NaOH与 NaHSO4,溶液的反应(NaOH+NaHSO4=H2O+Na2SO4),其离子方程式也为H++OH-=H2O。
(三)离子方程式正误判断
1.七看
(1)看是否符合客观事实。如Fe和稀盐酸反应的离子方程式写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe2+。
(2)看化学式拆写是否正确。这是书写离子方程式时最关键的一步,应注意以下几点:
①易溶于水的强电解质均写成离子形式,如强酸、强碱和大多数盐。其他物质均用化学式表示,如单质、气体、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)及难溶性盐。
②微溶物的写法。一般来说,微溶于水的强电解质的澄清溶液(如澄清石灰水)中微溶物写成离子形式,浊液中的微溶物写成化学式。
③可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式(如HCO)。
④非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。如实验室中制备氨气的反应。
(3)看符号使用是否正确。要注意“===”“”“↓”“↑”等符号的正确使用。
(4)看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+不符合电荷守恒及得失电子守恒,是错误的。
(5)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀的反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应,不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;向溴化亚铁溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
2.三记
(1)记住常见酸、碱、盐的溶解性
①钾、钠、铵盐水中溶,硝酸盐入水无影踪,硫酸盐不溶钡和铅,盐酸盐不溶银亚汞,碳酸、硅酸、磷酸盐,钾钠铵外多不溶。
②常见的四种微溶物:Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
③常见的难溶于稀强酸的物质:AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、CaSO4。
(2)记住两种电离顺序
①H+电离顺序:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO>H2SiO3>Al(OH)3>H2O。在形成这些物质时,越靠后的越优先,如在含有OH-、AlO、CO的溶液中,逐滴加入盐酸直至过量,反应的先后顺序为OH->AlO>CO。
②OH-电离顺序:NaOH>NH3·H2O>难溶氢氧化物>H2O。如在含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,反应的先后顺序为H+>Al3+>NH>Al(OH)3。
(3)记住常见的强酸、弱酸、强碱、弱碱
①常见的强酸:HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI。
②常见的弱酸:H2CO3、H2SiO3、HClO、HF、H2S、H2SO3。
③常见的强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2。
④常见的弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2。
3.一注意
注意题目要求:是找“正确的”还是“不正确的”。
题型一 氧化还原反应的认识
【典例1】(24-25高一·上海市控江中学·期中)下列反应中的氨与反应中的氨作用相同的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】在反应中,N元素由-3价升高到+2价,失电子作还原剂,发生氧化反应。
【解析】A.中,N元素由-3价升高到0价,化合价升高,失电子作还原剂,发生氧化反应,A符合题意;
B.中,N元素在反应前后都表现-3价,N元素不表现出还原性,B不符合题意;
C.中,元素的化合价都未发生改变,发生的是非氧化还原反应,NH3表现出碱性,C不符合题意;
D.中,N元素在反应前后都显-3价,N元素不表现出还原性,D不符合题意;
故选A。
【变式1-1】(24-25高一·上海市华东师范大学第二附属中学·期中)下列变化中,必须加入氧化剂才能发生的是
A.SO2→S B.I-→I2 C.SO3→SO2 D.→
【答案】B
【解析】A.二氧化硫转化为硫时,硫元素的化合价降低被还原,需要加入还原剂才能发生,故A错误;
B.碘离子转化为碘时,碘元素的化合价升高被氧化,需要加入氧化剂才能发生,故B正确;
C.三氧化硫转化为二氧化硫时,硫元素的化合价降低被还原,需要加入还原剂才能发生,故C错误;
D.碳酸氢根离子转化为碳酸根离子时,没有元素发生化合价变化,不需要加入氧化剂就能发生,故D错误;
故选B。
【变式1-2】(24-25高一·上海市控江中学·期中)AlH3可以用于金属表面处理。在这个过程中,AlH3可以与金属表面上的氧化物反应,生成相应的金属和氢气。这个过程可以用以下化学方程式表示:(未配平)。
(1)配平反应,并在方程式上标出电子转移方向和数目 29 。
(2)若该反应中释放67.2LH2(标况下),则转移的电子数为 30 个。
【答案】(1)
(2)6NA
【解析】(1)在该反应中,AlH3中H元素由-1价升高到0价,则AlH3是还原剂,Fe2O3中Fe元素由+3价降低到0价,则Fe2O3是氧化剂,依据得失电子总数相等及质量守恒定律,可配平反应方程式为2AlH3+Fe2O3=2Fe+Al2O3+3H2↑,电子转移的方向和数目可表示为。
(2)若该反应中释放67.2LH2(标况下),H2的物质的量为=3mol,由反应式可建立关系式:H2~2e-,则转移的电子数为3mol×2×NAmol-1=6NA。
题型二 物质的氧化性和还原性
【典例2】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)将氯水分别滴加到盛有等浓度的KI溶液、NaBr溶液的试管中,对比观察。通过此实验能够观察到的现象或得出的结论正确的是( )
A.两支试管中溶液均呈紫色
B.可证明还原性强弱:I->Br-
C.可证明氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
D.可证明Cl2的氧化性强于Br2和I2
【答案】D
【分析】氯水滴入KI溶液中发生:Cl2+2KI=I2+2KCl,I2溶于水为紫色,氯水滴入NaBr溶液中发生:Cl2+2NaBr=Br2+2KCl,Br2溶于水为橙色,据此解答。
【解析】A.由分析可知,氯水滴入盛装KI溶液的试管后溶液呈紫色,滴入盛装NaBr溶液的试管后溶液呈橙色,A错误;
B.Cl2+2KI=I2+2KCl证明还原性:I->Cl-,Cl2+2NaBr=Br2+2KCl证明还原性:Br->Cl-,无法证明还原性I->Br-,B错误;
C.Cl2+2KI=I2+2KCl证明氧化性:Cl2>I2,Cl2+2NaBr=Br2+2KCl证明氧化性:Cl2>Br2,无法证明氧化性Br2>I2,C错误;
D.由C可知,Cl2的氧化性强于Br2和I2,D正确。
答案选D。
方|法|技|巧
同种元素,一般价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。如氧化性:Fe3+>Fe2+、HNO3>NO2、KMnO4>MnO2;还原性:I->I2、H2S>SO2。但也有一些例外,如HClO的氧化性比HClO3和HClO4都强。
【变式2-1】(24-25高一·上海市上海中学·期中)已知的氧化性依次减弱,则下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.在反应中,Cl2是氧化剂,FeCl3是氧化产物,由于氧化性Cl2>FeCl3,所以该反应能发生,A不符合题意;
B.在反应中,FeCl3是氧化剂,CuCl2是氧化产物,由于氧化性FeCl3>CuCl2,所以该反应能够发生,B不符合题意;
C.在反应中,KMnO4是氧化剂,Cl2是氧化产物,由于氧化性KMnO4>Cl2,所以该反应能发生,C不符合题意;
D.对于反应,若能发生,则存在氧化性KMnO4>PbO2,而实际上,氧化性PbO2>KMnO4,所以该反应不能发生,D符合题意;
故选D。
【变式2-2】(24-25高一·上海市格致中学·期中)NaBH4也能与AgNO3溶液共热制备具有较强杀菌能力的银纳米粒子,反应过程表示如下(反应只涉及一种氧化剂和一种还原剂,生成的H3BO3可溶于水):
___________NaBH4+___________AgNO3+___________ ___________=___________Ag+___________H3BO3+___________H2↑+___________HNO3+___________NaNO3
(1)上述反应说明氧化性Ag+ H2。(填“>”、“<”或“=”)
(2)配平上述化学方程式 。
(3)可通过 现象确认银纳米粒子的生成,再利用 材料通过渗析操作,对制得的银纳米粒子进行分离提纯。
(4)为了避免生成的银纳米粒子发生聚沉,应控制的制备条件是 。
【答案】(1)> (2)1NaBH4+4AgNO3+3 H2O=4Ag+1H3BO3+2H2↑+3HNO3+1NaNO3 (3)丁达尔 半透膜 (4)控制反应液中溶质浓度较低
【解析】(1)该反应中Ag+得电子,化合价降低为氧化剂,NaBH4中H元素为-1价,化合价升高到0价H2,H2为氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性Ag+>H2;
(2)该反应中H原子从-1价升到0价,Ag原子从+1价降到0价,根据化合价升降守恒和原子守恒,配平该方程式为:NaBH4+4AgNO3+3 H2O=4Ag+H3BO3+2H2↑+3HNO3+NaNO3;
(3)生成银纳米粒子,纳米级粒子分散在水中形成胶体,可通过丁达尔效应鉴别;用渗析的方法分离提纯胶体,渗析的材料是半透膜;
(4)加入电解质可以使胶体聚沉,为了避免生成的银纳米粒子发生聚沉,应控制的制备条件是:控制反应液中溶质浓度较低,防止电解质浓度过大使胶体聚沉。
题型三 电解质的电离
【典例3】(24-25高一·上海市七宝中学·期中)有以下几种物质:① ②粉末 ③氨气 ④蔗糖 ⑤冰醋酸 ⑥溶液 ⑦氯气 ⑧ ⑨熔融 ⑩次磷酸(),回答以下问题:
(1)以上物质中,属于电解质的是 ,能导电的是 。
(2)写出②溶于水时的电离方程式 ,写出⑥与⑧反应的离子方程式 。
(3)次磷酸与足量反应,所得产物为,由此可推断次磷酸是 元酸,理由是 。
【答案】(1)②⑤⑧⑨⑩ ①⑥⑨
(2) Cu2++H2S=CuS↓+2H+
(3)一元酸 次磷酸与足量NaOH反应,所得产物为NaH2PO2,说明次磷酸只能电离出1个H+
【分析】①Al能导电,属于单质,既不是电解质也不是非电解质;
②NaHCO3粉末不能导电,但在水溶液中能导电,属于电解质;
③氨气属于非电解质,不导电;
④蔗糖不导电,水溶液或熔融状态下也不能导电,属于非电解质;
⑤冰醋酸属于化合物,不导电,但在水溶液中能导电,属于电解质;
⑥CuCl2溶液为混合物,能导电,既不是电解质也不是非电解质;
⑦氯气为单质,不导电,既不是电解质也不是非电解质;
⑧H2S不导电,但溶于水能导电,属于电解质;
⑨熔融NaCl能导电,属于电解质;
⑩次磷酸(H3PO2)属于电解质,本身不导电;
【解析】(1)由分析可知,以上物质中,属于电解质的是②⑤⑧⑨⑩;能导电的是①⑥⑨;
(2)②为碳酸氢钠粉末,溶于水时电离出钠离子和碳酸氢根离子,其电离方程式为:;CuCl2溶液与H2S反应生成CuS沉淀和HCl,其离子方程式为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;
(3)次磷酸与足量NaOH反应,所得产物为NaH2PO3,说明次磷酸只能电离出1个H+,则可推断次磷酸是一元酸。
方|法|技|巧
对电解质导电的理解
①能导电的物质不一定是电解质,如石墨、盐酸等能导电,但它们不是化合物,因而不是电解质;
②电解质本身不一定能导电,如氯化钠晶体是电解质,但其本身不导电∶
③某物质的水溶液能导电,该物质也不一定是电解质,如SO2、SO3、NH4、CO2等的水溶液都能导电,但溶液中能导电的离子是它们与水反应生成的电解质电离产生的,其本身在水溶液里和熔融状态下都不能电离,不是电解质。
【变式3-1】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)H2SO4在水中的电离方程式是: ;把稀 硫酸滴入氢氧化钡溶液中,反应的离子方程式是 。
【答案】
【解析】为强电解质,在溶液中全部电离为和,则电离方程式为:;稀硫酸滴入氢氧化钡溶液中,反应的化学方程式为:,为强电解质,要全部拆开,沉淀和水不能拆开,保留化学式,则该反应的离子方程式为:。
故答案为:;。
题型四 离子反应
【典例4】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)能用H++OH-=H2O来表示的化学反应是
A.氢氧化镁和稀盐酸反应 B.Ba(OH)2溶液滴入稀硫酸中
C.澄清石灰水和稀硝酸反应 D.二氧化碳通入澄清石灰水中
【答案】C
【解析】A、氢氧化镁为不溶性弱碱,离子方程式为,Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,则不能用H++OH--═H2O来表示,故A错误;
B.Ba(OH)2溶液滴入稀硫酸中生成硫酸钡沉淀和水,Ba2++SO42-+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O,则不能用H++OH--═H2O来表示,故B错误;
C.澄清石灰水与硝酸反应,是强酸和强碱反应生成可溶于水的盐和水,能用离子方程式H++OH-=H2O表示,故C正确;
D.二氧化碳通入澄清石灰水中,反应的离子方程式为:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3+H2O,不能用H++OH--═H2O来表示,故D错误。
答案选C。
【变式4-1】(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)溶液中发生的反应很多是离子反应。下列不能发生离子反应的是
A.澄清石灰水与稀硝酸 B.碳酸钡与稀硝酸
C.氯化镁溶液和硫酸铜溶液 D.硝酸钡溶液与稀硫酸
【答案】C
【分析】离子反应通常是溶液中离子与离子之间的反应。
【解析】A.澄清石灰水与稀硝酸可以发生离子反应,的离子方程式是:,A不符合题意;
B.碳酸钡与稀硝酸可以发生离子反应,反应的离子方程式是:,B不符合题意;
C.氯化镁溶液和硫酸铜溶液不反应,C符合题意;
D.硝酸钡溶液与稀硫酸可以发生离子反应,反应的离子方程式是:,D不符合题意;
故选C。
【变式4-2】(24-25高一·上海市七宝中学·期中)向一定体积的Ba(OH)2溶液中滴加等浓度的稀H2SO4,测得溶液导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.实验时用NaOH代替Ba(OH)2也能得到该曲线
B.BC段溶液导电能力逐渐上升,但无法超过A点
C.时刻溶液的导电能力接近为0,所以BaSO4是非电解质
D.该反应发生的离子方程式为
【答案】B
【分析】Ba(OH)2溶液中滴加等浓度的稀H2SO4,发生反应Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,当二者刚好完全反应时,溶液的导电能力接近0;继续滴加稀H2SO4,过量的稀H2SO4电离出的离子使溶液的导电能力不断增强。
【解析】A.实验时用NaOH代替Ba(OH)2,即便二者刚好完全反应,产物Na2SO4仍能电离出离子,溶液的导电能力不可能为0,A不正确;
B.BC段溶液导电能力逐渐上升,由于Ba(OH)2溶液中含有水,反应又生成水,所以溶液中离子浓度始终比原Ba(OH)2溶液小,溶液的导电能力无法超过A点,B正确;
C.BaSO4虽然是强电解质,但由于它难溶于水,溶于水的极少量BaSO4电离产生的离子浓度很小,所以a时刻溶液的导电能力接近0,C不正确;
D.由分析可知,发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,D不正确;
故选B。
基础通关练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影区域的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】从图中可以看出,阴影部分属于氧化还原反应,但既不是化合反应,又不属于分解反应、置换反应。
【解析】A.中不含价态变化的元素,属于非氧化还原反应,A不符合题意;
B.属于置换反应,B不符合题意;
C.属于氧化还原反应,但不属于化合反应、分解反应、置换反应,C符合题意;
D.属于氧化还原反应,并且属于化合反应,D不符合题意;
故选C。
2.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)亚氯酸钠(NaClO2)较稳定,但在加热或受撞击条件下亚氯酸钠固体会发生爆炸,爆炸产物可能为
A.、 B.、
C.、 D.、
【答案】D
【分析】在加热或受撞击条件下亚氯酸钠固体会发生爆炸,发生氧化还原反应,NaClO2中Cl元素显+3价,则发生歧化反应,产物中Cl元素的化合价部分高于+3价,部分低于+3价。
【解析】A.、中Cl元素的化合价分别为-1、0价,都低于+3价,A不符合题意;
B.、中Cl元素的化合价分别为-1、+1价,都低于+3价,B不符合题意;
C.、中Cl元素的化合价分别为+5、+7价,都高于+3价,C不符合题意;
D.、中Cl元素的化合价分别为-1、+5价,-1位低于+3价、+5价高于+3价,D符合题意;
故选D。
3.(24-25高一·上海市华东师范大学第二附属中学·期中)吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3在人体中的作用是
A.作氧化剂 B.作还原剂
C.既作氧化剂又作还原剂 D.既不作氧化剂又不作还原剂
【答案】B
【解析】“活性氧”氧化性极强,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,表明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂,由此可知Na2SeO3在人体中作还原剂,故答案为:B。
4.(24-25高一·上海市华东师范大学第二附属中学·期中)新型纳米材料中M为+2价金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,能使工业废气()高效地还原成无公害的固体单质硫,防止环境污染。其流程为:。则下列判断正确的是( )
A.作催化剂 B.是该反应的还原剂
C. D.发生了置换反应
【答案】C
【解析】A、能使工业废气()高效地还原成无公害的固体单质硫,则是还原剂,故A错误;
B、能使工业废气()高效地还原成无公害的固体单质硫,则是该反应的氧化剂,故B错误;
C. 能使工业废气()高效地还原成无公害的固体单质硫,所以中含氧量增大,所以,故C正确;
D. 两种化合物反应生成一种单质和一种化合物,所以不是置换反应,故D错误。
5.(24-25高一·上海市格致中学·期中)下图是教材第57页的插图,由该图作出的推理错误的是
A.氯化钠固体不能导电
B.氯化钠溶于水能导电
C.氯化钠由钠离子和氯离子构成
D.水溶液和熔融状态下的钠离子、氯离子完全相同
【答案】D
【解析】A.由图可知,固体氯化钠不存在自由电子,也不存在自由移动的离子,所以不导电,A正确;
B.由图可知,氯化氢溶于水在水分子的作用下能电离产生自由移动的离子而导电,B正确;
C.由图可知,熔融状态下氯化钠电离出钠离子和氯离子,故氯化钠是由钠离子和氯离子构成,C正确;
D.由图可知,氯化钠溶于水,在水分子的作用下形成水合钠离子和水合氯离子,而在熔融状态下氯化钠电离出钠离子和氯离子,离子不完全相同,D错误;
答案选D。
6.(24-25高一·上海市奉贤中学·期中)重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液,甲废液经化验呈碱性,主要的有毒离子为Ba2+,如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性和碱性均明显降低。则乙废液中可能含有的离子是
A.Cu2+和SO B.Cu2+和Cl C.K+和SO D.Ag+和NO
【答案】A
【解析】A.Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓、Ba2++SO=BaSO4↓,如将甲、乙两废液按一定比例混合,能实现毒性和碱性均明显降低,A符合题意;
B. Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓仅能使碱性明显降低,不能是毒性减小,B不合题意;
C.Ba2++SO=BaSO4↓仅能使毒性明显减小,碱性没有明显降低,C不合题意;
D.Ag++OH-=AgOH,2AgOH=Ag2O+H2O仅能使碱性明显降低,不能是毒性减小甚至因Ag+的引入反而增强,D不合题意;
故答案为:A。
7.(24-25高一·上海市格致中学·期中)有“绿色氧化剂”之称的化合物是 (填化学式),简述原因。 。(不超过30字)
【答案】 H2O2 还原产物为水,对环境无污染
【解析】因为H2O2在氧化还原反应中还原产物为水,对环境无污染,则H2O2被称为绿色氧化剂。
8.(24-25高一·上海市闵行区六校联考·期中)铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用溶液刻蚀铜制电路板,被 (填“还原”或“氧化”)为。
【答案】还原
【解析】铁由+3价到+2价,所以被还原为。
9.(24-25高一·上海市闵行区六校联考·期中)某小组研究性质,预测能与 发生氧化还原反应(填序号)。
①溶液 ②氯水 ③稀盐酸 ④酸性溶液 ⑤溶液 ⑥碳酸钠
【答案】②④
【解析】FeSO4含有二价铁离子,二价铁离子既有还原性、又有氧化性,结合题给物质,FeSO4能与氧化性物质可以发生氧化还原反应,氧化性的物质有②氯水和④酸性KMnO4溶液,故选②④。
10.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)实验中残留在试管壁上的硫可以利用热的NaOH溶液进行洗涤,发生的化学反应为S+NaOH=Na2S+Na2SO3+H2O (未配平),配平上述反应方程式,并标出电子转移的数目和方向 ,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】 2:1
【解析】
反应S+NaOH=Na2S+Na2SO3+H2O中,S元素由0价部分降低到-2价,部分升高到+4价,则S既是氧化剂又是还原剂,Na2S为还原产物,Na2SO3为氧化产物,依据得失电子守恒,可得出Na2S和Na2SO3的定量关系为2Na2S——Na2SO3,再依据质量守恒,便可得出其它物质的化学计量数,从而得出配平的化学方程式为3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O。标出电子转移的数目和方向为。反应中氧化剂(生成Na2S)和还原剂(生成Na2SO3)的物质的量之比为2:1。
重难突破练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一·上海市吴淞中学·期中)某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图,由图可知:在该反应中
A.被氧化,做氧化剂
B.化合价升高,发生氧化反应
C.被还原,做氧化剂
D.化合价升高,发生还原反应
【答案】B
【解析】由图示可知,反应为:A2-+B=B2-+A,反应中A的化合价有-2价变为0价,化合价升高被氧化,发生氧化反应,作还原剂,故答案为:B。
2.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)黑火药爆炸的原理为,当反应转移电子时,被硫氧化的碳的物质的量为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据黑火药爆炸的原理2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑可知,该反应中只有C元素的化合价升高,被氧化,当转移12mol电子,有3 mol C被氧化,硫元素化合价从0价降低至-2价,得2mol电子,则被硫氧化的碳的物质的量为:,故本题选A。
3.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)实验室常用标定,同时使再生,其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ中是氧化剂
B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:
C.发生反应Ⅰ和反应Ⅱ时,溶液颜色均发生了变化
D.和在水溶液中能大量共存
【答案】BC
【分析】反应Ⅰ中,与Mn2+反应生成和,氧化剂的氧化性强于氧化产物,则氧化性强于;反应Ⅱ中,与Fe2+反应生成Mn2+和Fe3+,同理可得的氧化性强于Fe3+。
【解析】A.反应Ⅰ中,与Mn2+反应生成和,Mn2+的化合价升高,作还原剂,发生氧化反应,A错误;
B.反应Ⅰ中,氧化剂是,氧化产物是,故氧化性:>,反应Ⅱ中,氧化剂是,氧化产物是Fe3+,故氧化性:>Fe3+,氧化性:>>Fe3+,B正确;
C.反应Ⅰ中Mn2+被氧化为,反应中溶液变为紫色,反应Ⅱ中,被还原为Mn2+,反应中溶液的紫色褪去,所以发生反应Ⅰ和反应Ⅱ时溶液颜色均发生了变化,C正确;
D.的氧化性强于Fe3+,故其与Fe2+在水溶液中会发生氧化还原反应,故不能共存,D错误;
故答案为:BC。
4.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)黄铁矿的主要成分为(S为-1价),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.图示中的三个反应不全是氧化还原反应
B.由反应历程可知氧化性:
C.该过程的总反应为
D.反应Ⅲ中每生成1个NO分子,转移2个
【答案】D
【分析】根据图示关系可知,酸性条件下,反应Ⅲ的离子方程式为:,反应Ⅱ的离子方程式为:,反应I的离子方程式为:,据此作答。
【解析】A.根据分析可知,反应I中铁、硫元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,反应Ⅱ中元素化合价未发生变化,不属于氧化还原反应,反应Ⅲ中铁、氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故A正确;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据反应Ⅲ的离子方程式可知,氧化性:,故B正确;
C.根据分析可知,总反应为=4×反应I+60×反应Ⅱ+15×反应Ⅲ,可得总反应为:,故C正确;
D.反应Ⅲ的离子方程式为:,根据方程式可知,有,每生成1个NO分子,转移1个,故D错误;
故选D。
5.(24-25高一·上海市七宝中学·期中)在一定温度下将氯气通入KOH溶液中,得到KCl、KClO2、KClO3的混合溶液,经测定与的数目之比为1:2,该反应的化学方程式为 。
【答案】8Cl2+16KOH=13KCl+KClO2+2KClO3+8H2O
【解析】设KClO2、KClO3的物质的量分别为1mol、2mol,依据得失电子守恒,可得出生成KCl的物质的量为1mol×3+2mol×5=13mol,则参加反应KOH的物质的量为(13+1+2)mol=16mol,参加反应Cl2的物质的量为8mol,从而得出发生反应的化学方程式为8Cl2+16KOH=13KCl+KClO2+2KClO3+8H2O。
6.(24-25高一·上海市吴淞中学·期中)二氧化氯在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯化物。制备ClO2的方法是:
_____NaClO3+_______HCl=______ClO2↑+______Cl2↑+______NaCl+_______H2O
(1)试配平上述化学方程式,并用标出电子转移的方向和数目 。
(2)该反应中HCl体现的性质是___________。
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.挥发性
(3)在标准状况下,每生成10.08L气体,转移的电子数为 。
(4)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒无害的两种气体,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同时的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的 倍。
【答案】(1)
(2)BC
(3)0.3NA
(4)2.5
【解析】(1)
NaClO3和HCl发生氧化还原反应,NaClO3被还原生成ClO2,氯元素由+5价降为+4价,HCl被氧化生成Cl2,氯元素由-1价升高为0价,最小公倍数为2,结合质量守恒配平得反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,电子转移的方向和数目表示为;
(2)该反应中HCl部分化合价由-1价变为0价被氧化作为还原剂,部分化合价不变体现出酸性,故体现的性质是还原性和酸性,答案选BC;
(3)根据反应2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O可知,每生成3mol气体,转移2mol电子,故在标准状况下,每生成10.08L气体,即,转移的电子数为;
(4)依据电子守恒分析计算,每molCl2得到2mol电子,而每molClO2得到5mol电子,则所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。
(24-25高一·上海市师范大学附属中学·期中)下面是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。
饮用矿泉水
净含量:500mL
配料表:纯净水 硫酸镁 氯化钾
保质期:12个月
主要离子成份:钾离子(K+):1.0~27.3mg/L 镁离子(Mg2+):0.1~4.8mg/L
氯离子(Cl-):10~27.3mg/L 硫酸根离子()0.4~19.2mg/L
7.下列说法正确的是
A.标签上给出的离子的物理量是物质的量浓度
B.任何饮用水中氯离子(Cl-)的浓度均在10~27.3 mg/L之间
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为2×10-4 mol/L
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中的物质的量不超过1×10-5 mol
8.该溶液中还可能存在的离子是
A.OH- B.Ag+ C.Na+ D.Ca2+
【答案】11.C 12.C
【解析】11.A.标签上给出的离子的物理量是单位体积内离子的质量而不是物质的量浓度,A错误;
B.该品牌饮用矿物质水中氯离子的含量为:10~27.3mg/L,不能说明其它饮用水中氯离子的含量均在10~27.3mg/L之间,B错误;
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为4.8mg/L ,转换成浓度为:(4.8×10-3)/24mol/L=2×10-4mol/L,C正确;
D.硫酸根离子():0.4~19.2mg/L,1瓶该品牌饮用矿泉水的体积为500mL,硫酸根离子的质量最大值为19.2mg/L×0.5L=9.6mg,故n()的最大值为0.0096g/96g·mol-1=1×10-4mol,D错误;
故选C。
12.A.OH-与Mg2+不能大量共存,A错误;
B.Ag+与Cl-不能大量共存,B错误;
C.Na+与该饮用水中所含离子不反应,可以大量存在,C正确;
D.Ca2+与硫酸根离子不能大量共存,D错误;
故选C。
9.(24-25高一·上海市南洋模范中学·期中)向含CuCl2和HCl的100g混合溶液中,逐滴加溶质质量分数为10%的NaOH溶液,参加反应的NaOH溶液质量与生成沉淀质量关系如图[仅考虑沉淀为Cu(OH)2]。求:
(1)P点溶液中含有的溶质的化学式为 。
(2)求:图像中m1的值 。
(3)若M点时溶液中溶质的密度为1.053g/ml,求:溶质的物质的量浓度c (结果保留到0.1%)。
【答案】(1)NaCl、CuCl2
(2)120g
(3)1.5mol·L-1
【分析】向含CuCl2和HCl混合溶液中逐滴加NaOH溶液,NaOH先与HCl反应,再与CuCl2反应生成沉淀,发生的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O、2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl,P点溶液是HCl恰好完全反应时的点,溶液中含有的溶质为NaCl、CuCl2;M点为氯化铜恰好反应时的点,溶质为氯化钠。
【解析】(1)由分析,P点溶液中含有的溶质的化学式为NaCl、CuCl2;
(2)反应生成氢氧化铜9.8g,2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl,消耗氢氧化钠,氢氧化钠溶液为,则m1的值为80g+40g=120g;
(3)根据钠守恒,结合(2)分析,生成氯化钠,则M点得到溶液中溶质的物质的量浓度。
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