内容正文:
第3讲 氧化还原反应
知识点1:从不同角度认识氧化还原反应
1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应(得氧失氧观)
氧化反应
物质得到氧的反应,如上面反应中C得氧,被 ,发生了 反应。
还原反应
物质失去氧的反应,如上面反应中CuO失氧,被 ,发生了 反应。
结论
反应过程中有氧得失的反应叫做氧化还原反应。
对氧化还原反应的理解
①氧化还原反应中,氧化反应和还原反应总是在一个反应中 发生的,没有先后顺序。
②从得失氧的角度可以判断化学反应是否属于氧化还原反应,但并 发生氧化还原反应就一定有氧的得失,具有局限性。
2.从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应(化合价升降观)
氧化反应
物质所含元素化合价 的反应。如反应①中C被氧化,发生了氧化反应;反应②中Fe被氧化,发生了氧化反应。
还原反应
物质所含元素化合价 的反应。如反应①中CuO被还原,发生了还原反应;反应②中CuSO4被还原,发生了还原反应。
结论
反应前后有元素化合价发生变化的反应,就叫做氧化还原反应。
化合价变化与氧化还原反应的关系
①并非只有有氧得失的反应才是氧化还原反应,凡是有元素 的化学反应都是氧化还原反应,元素化合价升降是氧化还原反应的外在特征,可用来判断化学反应是否为氧化还原反应。
②在氧化还原反应中,并 所有元素化合价都发生改变,也 一定有两种元素改变,例如:
Fe+2HCl===H2↑+FeCl2中Cl元素的化合价没有改变;
3Cl2+6KOH5KCl+KCIO3+3H2O中只有Cl元素的化合价发生改变;
2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2中Fe、Cl、Br三种元素的化合价都发生改变。
③在氧化还原反应中,元素化合价的升高与降低一定 发生,且化合价升高总数 化合价降低总数。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应:(电子转移观)
氧化反应
物质所含元素的原子 电子(或电子对 )的反应。如反应①中钠原子失去电子,被氧化,发生氧化反应;反应②中共用电子对偏离氢原子,被氧化,发生氧化反应。
还原反应
物质所含元素的原子 电子(或电子对 )的反应。如反应①中氯原子得电子,被还原,发生还原反应; 反应②中共用电子对偏向氯原子,被还原,发生还原反应。
结论
化学反应中凡是有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应叫做氧化还原反应。
①元素化合价的升降是氧化还原反应的外在特征, 是氧化还原反应的本质。二者的关系是“本质决定特征,特征反映本质”。
1.下列现象或事实与氧化还原反应无关的是
A.在食品袋中放入铁粉,防止食物氧化变质
B.钢铁生锈
C.充有H2的“喜羊羊”娃娃遇明火发生爆炸
D.生石灰溶于水
2.诗词既能赋情,也能承载科学。下列古诗词中不涉及氧化还原反应的是
A.野火烧不尽,春风吹又生——(唐·白居易《草·赋得古原草送别》)
B.朱门酒肉臭,路有冻死骨——(唐·杜甫《自京赴奉先县咏怀五百字》)
C.遥知不是雪,为有暗香来——(北宋·王安石《梅花》)
D.何意百炼钢,化为绕指柔——(西晋·刘琨《重赠卢谌》)
3.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为,该反应中被氧化的元素是
A.C B.N C.S D.O
知识点2:氧化还原反应与4种基本反应类型的关系
反应类型
氧化还原反应的实例
非氧化还原反应实例
结论
化合反应
A+B=AB
2H2+O2 H2O
CaO+H2O===Ca(OH)2
①化合反应 是氧化还原反应;
②有单质参加的化合反应 是氧化还原反应
分解反应
AB=A+B
2KClO3
2KCl+3O2↑
NH4HCO3 ,
NH3↑+CO2↑+H2O
①分解反应 是氧化还原反应;
②有单质生成的分解反应 氧化还原反应
置换反应
A+BC=B+AC
Fe+CuSO4===
FeSO4+Cu
——
置换反应 氧化还原反应
复分解反应
AB+CD=AD+CB
——
HCl+KOH===KCl+H2O
复分解反应 是氧化还原反应
①有单质参与的化学反应 是氧化还原反应,如3O2 放电 2O3。
②无单质参与的化合反应 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+3CO2Fe+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。
1.下列化学反应属于区域3的是
A.
B.
C.
D.
2.铜在潮湿的空气中生锈发生反应的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应是氧化还原反应,有三种元素的化合价发生了变化
B.O2失去电子,发生的是还原反应
C.由此反应可知,化合反应一定是氧化还原反应
D.Cu2(OH)2CO3既是氧化产物,又是还原产物
3.按要求书写:
(1)写出碳酸氢钠在水溶液中的电离方程式: 。
(2)写出硫酸氢钠溶液与氯化钡溶液反应的离子方程式: 。
(3)写出向澄清石灰水里通入少量二氧化碳气体的离子方程式: 。
(4)化学反应按照不同的分类方法可分成不同类型的反应。回答下列问题:
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
属于区域1的反应是 (填序号,下同),属于区域2的反应 ,属于区域3的反应 ,属于区域4的反应 。
知识点3:氧化剂和还原剂
1.基本概念
氧化剂
在反应时所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的反应物。
还原剂
在反应时所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的反应物。
氧化产物
还原剂在反应中失去电子(或电子对偏离)后被 成的生成物。
还原产物
氧化剂在反应中得到电子(或电子对偏向)后被 成的生成物。
氧化性
物质 电子的能力。在氧化还原反应中,氧化剂具有 , 电子后,化合价 ,被 。
还原性
物质 电子的能力。在氧化还原反应中,还原剂具有 , 电子后,化合价 ,被 。
①三组概念之间的关系:氧化还原反应的三组概念之间存在一定的关系,具体为“氧化剂具有氧化性,发生还原反应时得到电子,被还原生成还原产物;还原剂具有还原性,发生氧化反应时失去电子,被氧化生成氧化产物”。为方便理解,可用下图表示:
②在氧化还原反应中, 氧化剂和还原剂可以是 物质, 如反应H2+CuOCu+H2O中, 氧化剂是CuO, 还原剂是H2; 也可以是 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 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 物质,如反应 2H2S + SO2===3S↓ +2H2O中,S既是氧化产物又是还原产物。
2.常见的氧化剂与还原剂
(1)常见的氧化剂
物质类别
氧化剂
常见的还原产物
非金属单质
X2(X= Cl、Br、I)
X-
O2
O2-、OH-、H2O
元素处于高价态时的化合物
氧化物
MnO2
H2O2
含氧酸
浓H2SO4
NO、NO2
盐
Fe3+
KMnO4
、
K2Cr2O7
(2)常见的还原剂
物质类别
还原剂
常见的氧化产物
金属单质
M
Mn+(金属阳离子)
非金属单质
H2
CO、CO2
元素处于低价态时的化合物
氧化物
CO
SO3、SO42-
酸
H2S
、
HI
盐
SO32-
Fe2+
(3)既具有氧化性又具有还原性的物质
元素处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性,一般情况下主要表现某一方面的性质。
元素处于中间价态的物质
Fe2+
SO2、SO32-、H2SO3
H2O2
对应的氧化产物
、
对应的还原产物
①某元素由化合态变为游离态时,不一定被 ,因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氢元素被还原,而氧元素被氧化。
②氧化剂得电子能力越强,其氧化性越 ,同样,还原剂失电子能力越强,其还原性越 。氧化性、还原性强弱与氧化剂、还原剂得失电子 的多少无关,如发生反应时Na失去1个电子,Al失去3个电子,但还原性Na>Al。
③在氧化还原反应中,大部分 往既具有氧化性又具有还原性,只是以氧化性为主如反应Cl2+H2O===HCl+HClO中,Cl2既表现出氧化性又表现还原性。
1.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是
A.HNO3→NO B.Fe2O3→Fe C.Cu→CuCl2 D.SO3→H2SO4
2.(24高一·浙江·期中)反应中,氧化剂是
A. B. C. D.
3.(24高一·陕西咸阳·期中)下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
4.(24高一·安徽·期中)科研人员发现CO2的捕获和转化可以通过如下途径实现,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应①是分解反应
B.反应②中氧化剂只有
C.反应②中CO仅是氧化产物
D.该过程总反应为
知识点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
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
氧化性
氧化剂 氧化产物
Cu2+ Fe2+
还原性
还原剂 还原产物
Fe Cu
2.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 ,越 失去电子,其对应阳离子(Fe对应Fe2+)的氧化性越 ,越难 电子。
3.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 ,越 得到电子,其对应阴离子的还原性越 ,越难 电子。
4.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,反应条件越 ,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 ,反之越弱。例如∶
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故氧化性:KMnO4 MnO2
②Na、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。
5.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 ,氧化剂的氧化性越 。例如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,则氧化性:Cl2 S。
(1)同种元素,一般价态越高,氧化性越 ;价态越低,还原性越 。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 。
(2)某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱与下列因素有关。
① :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 :如硝酸的浓度越大其氧化性越 ; 浓盐酸的还原性强于稀盐酸。
③ :如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强;NO3- 在中性或碱性环境中几乎无氧化性,在酸性条件下具有较强的氧化性。
1.根据下列反应判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是
①;②;③
A. B. C. D.
2.现有下列三个氧化还原反应:
①;
②;
③;
根据上述反应,判断下列结论中不正确的是
A.在溶液中可能发生反应:
B.是的还原产物,是的氧化产物
C.还原性强弱顺序为
D.只除去含有和混合溶液中的,应加入
3.(24高一·上海·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.
4.(24高一·山东·期中)(多选)在稀硫酸中几种离子的转化关系如图所示:
下列说法正确的是
A.推测可发生:
B.氧化性强弱顺序为:
C.反应3的离子方程式为:
D.反应2的氧化剂为Mn3+,氧化产物为Fe3+
知识点5:氧化还原反应的规律
1.守恒规律
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数=氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
2.强弱规律
还原性:还原剂>还原产物;氧化性:氧化剂>氧化产物。应用: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
规律
举例
①同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的 被氧化。
已知还原性:I->Fe2+>Br-
a.当把氯气通入FeBr2溶液,氯气不足时,先氧化 Fe2+
b.当把氯气通入 FeI2 溶液,氯气不足时,首先氧化I-。
②同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性 的先被还原。
已知氧化性:Fe3+>Cu2+>H+
在含有 Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
4.价态规律
(1)高低规律
最高价态
只有
中间价态
既有氧化性又有还原性
最低价态
只有
(2)变价规律
规律
举例
①同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态→中间价态,即“ ”。
②同种元素相邻价态间不发生化学反应。
如:SO2有还原性,浓H2SO4有强氧化性,但二者不能反应,是因为S元素的+4价与+6价之间无中间价态。
③只有一种元素的中间价态发生氧化还原反应,生成该元素的高价态和低价态物质,即中间价态→高价态+低价态。
1.反应中,还原剂与氧化剂的个数比是
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.3:1
2.(24高一·云南文山·期中)是重要的储氢材料,可与水发生反应:。下列说法中正确的是
A.生成4个时,转移了8个电子 B.还原产物与氧化产物的质量比为1∶2
C.既是氧化剂又是还原剂 D.氢气既是氧化产物又是还原产物
3.对于反应:,下列说法正确的是
A.该反应中,有三种元素化合价发生改变
B.该反应的还原剂为和,氧化产物为和
C.15个参加反应,被还原的为4个
D.15个参加反应,有40个转移
4.金属铈(Ce是地壳中含量最高的稀土元素)。关于铈的有关化合物及H2O2的转化关系如图所示,下列说法正确的是
A.过程①的离子方程式为2CeO2+H2O2+10H+=2Ce3++6H2O
B.由过程①知,酸性条件下,还原性:H2O2>Ce3+
C.过程②中,每有2个Ce3+参加反应时,转移4个电子
D.该反应历程的总反应为H2O2=H2O+O2↑
知识点6:电子转移的表示方法和配平
1.电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示意义
表示反应前后同一元素原子或离子间的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾必须连接同一元素, 并且箭头指向生成物, 箭尾连接反应物;
②线桥上必须标明“得到”或“失去”,并且得到和失去的电子总数应相等;
③用双线桥法标电子转移数目时,用 的形式表示,a表示得电子或失电子的 ,b表示每个原子失去或得到的 ,当a =1时,可以直接写为be-;当b =1时,要写为a × e-。
举例
(2)单线桥法
表示意义
表示反应物中变价元素原子的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾不能跨过“=”也就是箭头和箭尾所连接的都是反应物;
②单线桥表示反应物中变价元素原子的电子转移情况, 箭头指向化合价降低的元素, 箭尾连接化合价升高的元素;
③不需标明“得到”或“失去”,只需标明电子转移数目,线桥上只写 (即只写电子转移的总数),不能写成a× be- 的形式。
举例
2.氧化还原反应方程式的配平
(1)氧化还原反应方程式配平的基本原则
(2)氧化还原反应方程式配平的一般步骤
1.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
2.配平下列方程式。
(1)___S+___KOH___K2S+___K2SO3+___H2O。
(2)___Cl2+___NaOH___NaCl+___NaClO3+___H2O。
3.配平下列方程式。
(1)___+___H2O2+___=___Mn2++___O2↑+___H2O。
(2)___Fe3++___SO2+___H2O=___Fe2++___+___。
4.Ⅰ.和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。
(1)写出该反应的化学方程式并用“双线桥”表示上述反应电子转移的方向和数目:
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是 (填序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性
③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)若产生,则被氧化的HCl为 g。
Ⅱ.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比、、、氧化性更强、无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(4)干法制备高铁酸钠的主要反应为,该反应中还原剂是 (填化学式)。
(5)湿法制备高铁酸钾是在碱性环境中进行,反应体系中有六种反应微粒:、、、、、。
①请依据上述信息,写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子反应方程式: 。
②每生成1个转移 个电子。
(6)氧化酸性废水中生成的离子方程式为 。
命题点1:对氧化还原反应概念的理解
【针对练习1】(24高一·上海青浦·期末)下列叙述正确的是
A.还原含某元素的化合物一定得到该元素的单质
B.失电子越多,该物质的还原性就越强
C.含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性
D.正离子也可能失去电子被氧化,可能做还原剂
【针对练习2】(24高一·广东广州·期末)金属加工后的废切削液中含有2%~5%的,它是一种环境污染物。人们用溶液来处理此废切削液,使转化为无毒物质。该反应分两步进行,第二步反应为。下列对第二步反应的叙述正确的是
A.该反应为分解反应 B.仅为氧化产物
C.为还原产物 D.仅为氧化剂
【针对练习3】(24高一·辽宁·期末)下列转化中,需加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【针对练习4】(24高一·广东梅州·期末)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.
【针对练习5】(24高一·广东惠州·期末)下列应用中涉及氧化还原反应的是
A.用食醋清洗水壶中的水垢
B.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
C.生石灰用作食品包装袋中干燥剂
D.盐卤点豆腐,豆浆发生聚沉
命题点2:氧化还原反应的有关计算
【针对练习6】(24高一·天津南开·期中)关于反应S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是
A.S是还原剂
B.C发生氧化反应
C.N2是氧化产物
D.生成1个N2时,该反应转移10个电子
【针对练习7】(24高一·湖南长沙·期中)黑火药是我国古代四大发明之一,爆炸时的反应为:下列有关判断正确的是
A.和都是氧化剂 B.和都发生了氧化反应
C.的氧化性强于 D.参加反应氧化剂与还原剂的微粒个数之比为1:3
【针对练习8】(24高一·浙江宁波·期中)关于反应,下列说法正确的是
A.是还原产物 B.每生成1mol S,转移4mol电子
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2 D.既不是氧化剂也不是还原剂
【针对练习9】(23高一·贵州铜仁·期中)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的离子方程式为2FeS2+7O2+2H2O 2Fe2++4S+4H+,实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是
A.该反应消耗1分子O2转移4个电子
B.反应Ⅱ中Fe3+为氧化剂
C.反应Ⅲ发生的氧化还原反应为Fe2++NO= Fe(NO)2+
D.反应Ⅰ的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+= 4Fe3++4NO+2H2O
【针对练习10】(24高一·甘肃定西·期末)常温下,向溶液中滴加少量溶液,反应原理如图。关于该反应过程的说法正确的是
A.该反应过程中,是,是
B.当有1个生成时,转移4个电子
C.在整个反应过程中,作催化剂
D.由反应①可知,的氧化性比强
命题点3:氧化还原反应的规律
【针对练习11】(24高一·浙江杭州·期末)已知:;。则以下说法中错误的是
A.还原性:
B.和在溶液中能大量共存
C.溶液中通氯气,氯气先与反应
D.和在溶液中能大量共存
【针对练习12】(24高一·广东广州·期末)已知反应:
①;
②;
③。
根据上述反应,判断下列结论正确的是
A.X2+是XO的还原产物,B2是B-的还原产物
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入Z2
C.在溶液中不可能发生反应:8H++5A2++XO=X2++5A3++4H2O
D.还原性:A2+>B->Z->X2+
【针对练习13】(24高一·福建莆田·期末)氰(CN)2,硫氰(SCN)2等称为拟卤素,与卤素单质性质相似,它们的阴离子也与卤素阴离子性质相似,阴离子的还原性顺序为:,下列反应中,不合理的是
A.
B.向KSCN溶液中加入碘水:
C.
D.
【针对练习14】已知有如下反应:
①2NaBrO3+Cl2=Br2+2NaClO3
②NaClO3+5NaCl+3H2SO4=3Cl2↑+3H2O+3Na2SO4
③2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在反应③中作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:NaClO3>NaBrO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生:NaClO3+6FeCl2+3H2SO4=NaCl+4FeCl3+Fe2(SO4)3+3H2O
【针对练习15】(24高一·福建三明·期中)硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的H2S,是将废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ中氧元素化合价降低,O2是氧化剂
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S
D.过程Ⅲ中发生的反应为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+
命题点4:氧化还原反应方程式的书写与配平
【针对练习16】(24高一·湖南长沙·期末)下列化学反应中电子转移的方向与数目表示正确的是
A. B.
C. D.
【针对练习17】回答下列问题。
(1)现有以下物质:
①盐酸 ②熔融的 ③固体 ④溶液 ⑤ ⑥ ⑦酒精 ⑧铜片
能导电的是 (填序号,下同),属于电解质的是 ,属于非电解质的是 。
(2)请配平下列方程式
①_______________________________________________________
②_______________________________________________________
③_______________________________________________________
④_________________________________=_________________________________
① ;② ;③ ;④ 。
【针对练习18】(24高一·上海青浦·期末)浓盐酸和氯酸钾反应的化学方程式为:
(1)标出电子转移的方向和数目 。
(2)被氧化的元素是 ,还原产物是 。
(3)是一种安全高效消毒剂, (是或不是)酸性氧化物。
【针对练习19】(24高一·北京·期末)I.据化学反应:,回答下列问题。
(1)用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目: 。
(2)该反应中,氧化产物是 ,还原产物是 。
(3)每生成1分子,转移的电子数为 个,被氧化的HCl的分子数为 个。
(4)写出该反应的离子方程式: 。
II.按要求回答下列问题。
(5)配平方程式并用单线桥标出电子转移方向和数目: 。
(6)该反应中,被还原的元素是 。
(7)氧化剂与还原剂的个数比是 。
Ⅲ.某一反应体系中有反应物和生成物共六种物质:、、、、KCl、KOH。已知在该反应中,的氧化性强于的氧化性。
(8)该反应中的还原剂是 。
(9)该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
(10)写出该反应的化学方程式 。
【针对练习20】(24高一·福建泉州·期中)请回答下列问题:
I.现有物质;①熔融氢氧化钡;②铜片;③熔融氯化钠;④液态氯化氢;⑤氢氧化铁胶体;⑥硫酸氢钾溶液;⑦乙醇;⑧碳酸氢钠粉末;⑨稀硫酸。
(1)以上物质中属于电解质的是 (填序号,下同);属于非电解质的是 ;能导电的分散系是 。
Ⅱ.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
(2)图中曲线①代表滴加 溶液的过程,曲线②中B点之前发生反应的化学方程式为 。
(3)A、B、C、D四点对应的溶液呈中性的是 。
Ⅲ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。
(4)已知K2FeO4遇水生成氢氧化铁胶体和O2,请写出该化学反应方程式 。该反应的还原产物是 ,该物质在水处理中所起的作用是 。
(5)工业上可用湿法制备高铁酸钾,制备原理如下:
①用NaOH和NaClO的混合液与FeCl3溶液反应制取Na2FeO4,请写出该反应的化学方程式 。
②Na2FeO4+2KOH= K2FeO4↓+2NaOH。
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第3讲 氧化还原反应
知识点1:从不同角度认识氧化还原反应
1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应(得氧失氧观)
氧化反应
物质得到氧的反应,如上面反应中C得氧,被氧化,发生了氧化反应。
还原反应
物质失去氧的反应,如上面反应中CuO失氧,被还原,发生了还原反应。
结论
反应过程中有氧得失的反应叫做氧化还原反应。
对氧化还原反应的理解
①氧化还原反应中,氧化反应和还原反应总是在一个反应中同时发生的,没有先后顺序。
②从得失氧的角度可以判断化学反应是否属于氧化还原反应,但并不是发生氧化还原反应就一定有氧的得失,具有局限性。
2.从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应(化合价升降观)
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应。如反应①中C被氧化,发生了氧化反应;反应②中Fe被氧化,发生了氧化反应。
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应。如反应①中CuO被还原,发生了还原反应;反应②中CuSO4被还原,发生了还原反应。
结论
反应前后有元素化合价发生变化的反应,就叫做氧化还原反应。
化合价变化与氧化还原反应的关系
①并非只有有氧得失的反应才是氧化还原反应,凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,元素化合价升降是氧化还原反应的外在特征,可用来判断化学反应是否为氧化还原反应。
②在氧化还原反应中,并不是所有元素化合价都发生改变,也不是一定有两种元素改变,例如:
Fe+2HCl===H2↑+FeCl2中Cl元素的化合价没有改变;
3Cl2+6KOH5KCl+KCIO3+3H2O中只有Cl元素的化合价发生改变;
2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2中Fe、Cl、Br三种元素的化合价都发生改变。
③在氧化还原反应中,元素化合价的升高与降低一定同时发生,且化合价升高总数等于化合价降低总数。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应:(电子转移观)
氧化反应
物质所含元素的原子失去电子(或电子对偏离)的反应。如反应①中钠原子失去电子,被氧化,发生氧化反应;反应②中共用电子对偏离氢原子,被氧化,发生氧化反应。
还原反应
物质所含元素的原子得到电子(或电子对偏向)的反应。如反应①中氯原子得电子,被还原,发生还原反应; 反应②中共用电子对偏向氯原子,被还原,发生还原反应。
结论
化学反应中凡是有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应叫做氧化还原反应。
①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。二者的关系是“本质决定特征,特征反映本质”。
1.下列现象或事实与氧化还原反应无关的是
A.在食品袋中放入铁粉,防止食物氧化变质
B.钢铁生锈
C.充有H2的“喜羊羊”娃娃遇明火发生爆炸
D.生石灰溶于水
【答案】D
【详解】A. 在食品袋中放入铁粉,铁是较活泼的金属,具有还原性,能防止食品被氧化变质,故A不符合题意;
B. 钢铁生锈生成氧化铁,Fe、O元素的化合价变化,为氧化还原反应,故B不符合题意;
C. 氢气爆炸生成水,H、O元素的化合价变化,为氧化还原反应,故C不符合题意;
D. 生石灰溶于水生成氢氧化钙,发生化合反应,没有元素有化合价变化,与氧化还原反应无关,故D符合题意;
故选D。
2.诗词既能赋情,也能承载科学。下列古诗词中不涉及氧化还原反应的是
A.野火烧不尽,春风吹又生——(唐·白居易《草·赋得古原草送别》)
B.朱门酒肉臭,路有冻死骨——(唐·杜甫《自京赴奉先县咏怀五百字》)
C.遥知不是雪,为有暗香来——(北宋·王安石《梅花》)
D.何意百炼钢,化为绕指柔——(西晋·刘琨《重赠卢谌》)
【答案】C
【详解】A.野火烧草涉及燃烧反应,碳和氧的化合价变化,属于氧化还原反应,A错误;
B.酒肉腐败是有机物分解,涉及氧化反应,存在化合价变化,属于氧化还原反应,B错误;
C.暗香来是分子扩散的物理过程,无化学变化,不涉及氧化还原反应,C正确;
D.百炼钢是碳被氧化的过程,碳的化合价升高,属于氧化还原反应,D错误;
故答案选C。
3.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为,该反应中被氧化的元素是
A.C B.N C.S D.O
【答案】A
【详解】该反应中化合价降低的元素有N元素从+5价降低到0价,S元素从0价降低到-2价,化合价降低被还原;C元素从0价升高到+4价,化合价降低被氧化,故答案选A。
知识点2:氧化还原反应与4种基本反应类型的关系
反应类型
氧化还原反应的实例
非氧化还原反应实例
结论
化合反应
A+B=AB
2H2+O2 H2O
CaO+H2O===Ca(OH)2
①化合反应不一定是氧化还原反应;
②有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应
分解反应
AB=A+B
2KClO3
2KCl+3O2↑
NH4HCO3 ,
NH3↑+CO2↑+H2O
①分解反应不一定是氧化还原反应;
②有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
置换反应
A+BC=B+AC
Fe+CuSO4===
FeSO4+Cu
——
置换反应一定是氧化还原反应
复分解反应
AB+CD=AD+CB
——
HCl+KOH===KCl+H2O
复分解反应一定不是氧化还原反应
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+3CO2Fe+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。
1.下列化学反应属于区域3的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】区域3为不属于化合反应、分解反应、置换反应的氧化还原反应,据此解答。
【详解】A.属于氧化还原反应反应及化合反应,属于区域1,A项错误;
B.属于氧化还原反应,属于区域3,B项正确;
C.属于置换反应,属于区域4,C项错误;
D.属于分解反应,D项错误;
故答案选B。
2.铜在潮湿的空气中生锈发生反应的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应是氧化还原反应,有三种元素的化合价发生了变化
B.O2失去电子,发生的是还原反应
C.由此反应可知,化合反应一定是氧化还原反应
D.Cu2(OH)2CO3既是氧化产物,又是还原产物
【答案】D
【详解】A.该反应中只有Cu、O两种元素化合价变化,属于氧化还原反应,故A错误;
B.O2中O元素化合价降低,O2得到电子发生还原反应,故B错误;
C.化合反应不一定是氧化还原反应,如NH3+HCl=NH4Cl属于非氧化还原反应,故C错误;
D.Cu2(OH)2CO3是Cu被氧化的产物,是O2被还原的产物,故D正确;
选D。
3.按要求书写:
(1)写出碳酸氢钠在水溶液中的电离方程式: 。
(2)写出硫酸氢钠溶液与氯化钡溶液反应的离子方程式: 。
(3)写出向澄清石灰水里通入少量二氧化碳气体的离子方程式: 。
(4)化学反应按照不同的分类方法可分成不同类型的反应。回答下列问题:
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
属于区域1的反应是 (填序号,下同),属于区域2的反应 ,属于区域3的反应 ,属于区域4的反应 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ⑥ ② ③④ ①
【详解】(1)碳酸氢钠在水溶液中电离出钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式:;
(2)硫酸氢钠在水溶液中电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,氯化钡在水溶液中电离出钡离子和氯离子,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式:;
(3)向澄清石灰水里通入少量二氧化碳气体生成碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式:;
(4)区域1既属于化合反应也属于氧化还原反应,化合反应的特征是‘多合一’,氧化还原反应的特征是有元素化合价发生变化,则属于区域1的反应是⑥;分解反应的特征是‘一变多’,氧化还原反应的特征是有元素化合价发生变化,则属于区域2的反应是②;③中硫元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,反应物都是化合物,不属于置换反应,④中锰和氯元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,反应物都是化合物,不属于置换反应,属于区域3的反应是③④;①中碳和氢元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,反应的特征是一种化合物与一种单质反应生成另一种化合物和另一种单质,属于置换反应,属于区域4的反应①。
知识点3:氧化剂和还原剂
1.基本概念
氧化剂
在反应时所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的反应物。
还原剂
在反应时所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的反应物。
氧化产物
还原剂在反应中失去电子(或电子对偏离)后被氧化成的生成物。
还原产物
氧化剂在反应中得到电子(或电子对偏向)后被还原成的生成物。
氧化性
物质得到电子的能力。在氧化还原反应中,氧化剂具有氧化性,得到电子后,化合价降低,被还原。
还原性
物质失去电子的能力。在氧化还原反应中,还原剂具有还原性,失去电子后,化合价升高,被氧化。
①三组概念之间的关系:氧化还原反应的三组概念之间存在一定的关系,具体为“氧化剂具有氧化性,发生还原反应时得到电子,被还原生成还原产物;还原剂具有还原性,发生氧化反应时失去电子,被氧化生成氧化产物”。为方便理解,可用下图表示:
②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。
2.常见的氧化剂与还原剂
(1)常见的氧化剂
物质类别
氧化剂
常见的还原产物
非金属单质
X2(X= Cl、Br、I)
X-
O2
O2-、OH-、H2O
元素处于高价态时的化合物
氧化物
MnO2
Mn2+
H2O2
H2O
含氧酸
浓H2SO4
SO2
HNO3
NO、NO2
盐
Fe3+
Fe2+
KMnO4
MnO2、Mn2+
K2Cr2O7
Cr3+
(2)常见的还原剂
物质类别
还原剂
常见的氧化产物
金属单质
M
Mn+(金属阳离子)
非金属单质
H2
H2O
C
CO、CO2
元素处于低价态时的化合物
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3、SO42-
酸
H2S
S、SO2
HI
I2
盐
SO32-
SO42-
Fe2+
Fe3+
(3)既具有氧化性又具有还原性的物质
元素处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性,一般情况下主要表现某一方面的性质。
元素处于中间价态的物质
Fe2+
SO2、SO32-、H2SO3
H2O2
对应的氧化产物
Fe3+
SO3、SO42-
O2
对应的还原产物
Fe
S
H2O、OH-
①某元素由化合态变为游离态时,不一定被还原,因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氢元素被还原,而氧元素被氧化。
②氧化剂得电子能力越强,其氧化性越强,同样,还原剂失电子能力越强,其还原性越强。氧化性、还原性强弱与氧化剂、还原剂得失电子数目的多少无关,如发生反应时Na失去1个电子,Al失去3个电子,但还原性Na>Al。
③在氧化还原反应中,大部分非金属单质往既具有氧化性又具有还原性,只是以氧化性为主如反应Cl2+H2O===HCl+HClO中,Cl2既表现出氧化性又表现还原性。
1.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是
A.HNO3→NO B.Fe2O3→Fe C.Cu→CuCl2 D.SO3→H2SO4
【答案】C
【详解】A.HNO3→NO,N元素的化合价降低,需加入还原剂才能实现,故A不符合题意;
B.Fe2O3→Fe,Fe元素的化合价降低,需加入还原剂才能实现,故B不符合题意;
C.Cu→CuCl2,Cu元素化合价由0价变为+2价,发生氧化反应,需要加入氧化剂才能实现,如氯气等,故C符合题意;
D.SO3→H2SO4,没有元素价态发生变化,不发生氧化还原反应,因此不需要加入氧化剂,故D不符合题意;
故选C。
2.(24高一·浙江·期中)反应中,氧化剂是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.P的氧化态从+1升至+5,说明被氧化,是还原剂,则是氧化产物,A错误;
B.Ag的氧化态从+1降至0,说明被还原,是氧化剂,B正确;
C.H和O的氧化态未变化,未参与氧化还原,C错误;
D.被氧化,是还原剂,D错误;
故选B。
3.(24高一·陕西咸阳·期中)下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.过程中S元素化合价没有改变,不需要加入还原剂就能实现,A不符合题意;
B.过程中元素化合价升高,需加入氧化剂才能实现,B不符合题意;
C.过程中元素化合价升高,需加入氧化剂才能实现,C不符合题意;
D.过程中元素化合价降低,需要加入还原剂才能实现,D符合题意;
故选D。
4.(24高一·安徽·期中)科研人员发现CO2的捕获和转化可以通过如下途径实现,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应①是分解反应
B.反应②中氧化剂只有
C.反应②中CO仅是氧化产物
D.该过程总反应为
【答案】D
【分析】反应①为CaO+CO2=CaCO3,②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2。
【详解】A.按图中箭头,反应①为CaO+CO2=CaCO3,是化合反应,A不正确;
B.反应②中,CaCO3中C元素化合价降低,CH4中C元素化合价升高、H元素化合价降低,则氧化剂为CaCO3、CH4,B不正确;
C.反应②中CO来自CaCO3和CH4,既是氧化产物又是还原产物,C不正确;
D.将反应①②加和,可得出该过程总反应为,D正确;
故选D。
知识点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
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
氧化性
氧化剂>氧化产物
Cu2+>Fe2+
还原性
还原剂>还原产物
Fe>Cu
2.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。
3.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。
4.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,反应条件越简单,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∶
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故氧化性:KMnO4>MnO2
②Na、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。
5.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+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
(1)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。
(2)某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱与下列因素有关。
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;NO3- 在中性或碱性环境中几乎无氧化性,在酸性条件下具有较强的氧化性。
1.根据下列反应判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是
①;②;③
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】氧化还原反应中,还原剂的还原性大于还原产物,反应①中I-为还原剂,Fe2+为还原产物,则还原性:I->Fe2+;反应②中Fe2+为还原剂,Br-为还原产物,则还原性:Fe2+>Br-;反应③中I-为还原剂,Br-为还原产物,则还原性:I->Br-;综上所述,还原性由强到弱的顺序为:I->Fe2+>Br-,故选B。
2.现有下列三个氧化还原反应:
①;
②;
③;
根据上述反应,判断下列结论中不正确的是
A.在溶液中可能发生反应:
B.是的还原产物,是的氧化产物
C.还原性强弱顺序为
D.只除去含有和混合溶液中的,应加入
【答案】D
【分析】根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此找出三个反应的氧化剂和氧化产物比较出顺序,①反应氧化剂为,氧化产物为,氧化性>;②反应氧化剂为,氧化产物为,氧化性>;③反应氧化剂为,氧化产物为,氧化性>;由此可得出氧化性强弱顺序,对应离子的还原性顺序为。
【详解】A.根据氧化性顺序,的氧化性强于,反应可能发生,A正确;
B.是的还原产物,是的氧化产物(由反应③中被氧化为),B正确;
C.还原性顺序为(由各反应中还原剂与还原产物的关系推导),C正确;
D.加入会优先氧化还原性最强的,但的强氧化性可能导致也被氧化,无法“只”除去,正确方法应加入,D错误;
故选D。
3.(24高一·上海·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
【详解】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。
4.(24高一·山东·期中)(多选)在稀硫酸中几种离子的转化关系如图所示:
下列说法正确的是
A.推测可发生:
B.氧化性强弱顺序为:
C.反应3的离子方程式为:
D.反应2的氧化剂为Mn3+,氧化产物为Fe3+
【答案】AD
【分析】反应1为:Ce4++Mn2+=Ce3++Mn3+,氧化性:Ce4+> Mn3+;反应2为:Mn3++Fe2+=Fe3++ Mn2+,氧化性:Mn3+ >Fe3+;反应3为:,氧化性:Fe3+ > I2,离子氧化性强弱:Ce4+> Mn3+ >Fe3+> I2;
【详解】A.根据分析,离子氧化性强弱:Ce4+> Mn3+ >Fe3+> I2,可发生反应,A正确;
B.根据分析,离子氧化性强弱:Ce4+> Mn3+ >Fe3+> I2,B错误;
C.反应3的离子方程式为:,C错误;
D.反应2的氧化剂为Mn3+,氧化产物为Fe3+,D正确;
故选AD。
知识点5:氧化还原反应的规律
1.守恒规律
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数=氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
2.强弱规律
还原性:还原剂>还原产物;氧化性:氧化剂>氧化产物。应用: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
规律
举例
①同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。
已知还原性:I->Fe2+>Br-
a.当把氯气通入FeBr2溶液,氯气不足时,先氧化 Fe2+
b.当把氯气通入 FeI2 溶液,氯气不足时,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。
已知氧化性:Fe3+>Cu2+>H+
在含有 Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
4.价态规律
(1)高低规律
最高价态
只有氧化性
中间价态
既有氧化性又有还原性
最低价态
只有还原性
(2)变价规律
规律
举例
①同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态→中间价态,即“只靠拢,不交叉”。
②同种元素相邻价态间不发生化学反应。
如:SO2有还原性,浓H2SO4有强氧化性,但二者不能反应,是因为S元素的+4价与+6价之间无中间价态。
③只有一种元素的中间价态发生氧化还原反应,生成该元素的高价态和低价态物质,即中间价态→高价态+低价态。
1.反应中,还原剂与氧化剂的个数比是
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.3:1
【答案】B
【详解】3分子NO2中的2分子二氧化氮中N元素从+4价升高到HNO3中的+5价,为还原剂,1分子NO2中N元素从+4价降低到NO中的+2价,为氧化剂,所以还原剂与氧化剂的个数比是2:1,故答案为:B。
2.(24高一·云南文山·期中)是重要的储氢材料,可与水发生反应:。下列说法中正确的是
A.生成4个时,转移了8个电子 B.还原产物与氧化产物的质量比为1∶2
C.既是氧化剂又是还原剂 D.氢气既是氧化产物又是还原产物
【答案】D
【分析】由反应,LiAlH4中H由-1价升高为0价,为还原剂,发生氧化反应得到氧化产物氢气,H2O中H由+1价降为0价,为氧化剂,发生还原反应得到还原产物氢气;
【详解】A.LiAlH4中H由-1价升高为0价得到氢气,H2O中H由+1价降为0价得到氢气,生成4个时,转移了4个电子,A错误;
B.由分析,4分子氢气中2分子为还原产物、2分子为氧化产物,则还原产物与氧化产物的质量比为1∶1,B错误;
C.由分析,为还原剂,C错误;
D.由分析,氢气既是氧化产物又是还原产物,D正确;
故选D。
3.对于反应:,下列说法正确的是
A.该反应中,有三种元素化合价发生改变
B.该反应的还原剂为和,氧化产物为和
C.15个参加反应,被还原的为4个
D.15个参加反应,有40个转移
【答案】C
【详解】A.该反应中,Br的化合价由+3变为0和+5,O的化合价由-2变为0,仅Br和O两种元素化合价变化,A错误;
B.还原剂为失电子的物质,故还原剂为H2O和部分BrF3,氧化产物为发生氧化反应得到的产物,故氧化产物为O2和HBrO3,而Br2是还原产物,B错误;
C.5个 H2O参与反应时,2个 H2O作为还原剂,2个 H2O失去4个 e-,故对应被还原的BrF3为个;15个 H2O参与时,被H2O还原的BrF3为4个,C正确;
D.3个 BrF3参与反应时,总转移6个 e-;15个 BrF3参与时,总转移30个 e-,而非40个,D错误;
故答案选C。
4.金属铈(Ce是地壳中含量最高的稀土元素)。关于铈的有关化合物及H2O2的转化关系如图所示,下列说法正确的是
A.过程①的离子方程式为2CeO2+H2O2+10H+=2Ce3++6H2O
B.由过程①知,酸性条件下,还原性:H2O2>Ce3+
C.过程②中,每有2个Ce3+参加反应时,转移4个电子
D.该反应历程的总反应为H2O2=H2O+O2↑
【答案】B
【详解】A.过程①中CeO2中Ce为+4价,转化为Ce3+,Ce得电子,则H2O2应失电子生成O2。A选项方程式产物中无O2,且电子得失不守恒(Ce得2e-,H2O2未失电子),A错误;
B.过程①中,CeO2被还原为Ce3+,H2O2被氧化为O2。根据还原性:还原剂>还原产物,可知还原性H2O2>Ce3+,B正确;
C.过程②中Ce3+转化为CeO2,Ce化合价从+3→+4,每个Ce失1e-,2个Ce3+参加反应转移2e-,C错误;
D.总反应需将过程①和②相加,过程①:2CeO2+H2O2+10H+=2Ce3++O2↑+6H2O;过程②:2Ce3++H2O2+2OH-=2CeO2+2H2O,相加得2H2O2=2H2O+O2↑,D选项方程式未配平,D错误;
答案选B。
知识点6:电子转移的表示方法和配平
1.电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示意义
表示反应前后同一元素原子或离子间的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾必须连接同一元素, 并且箭头指向生成物, 箭尾连接反应物;
②线桥上必须标明“得到”或“失去”,并且得到和失去的电子总数应相等;
③用双线桥法标电子转移数目时,用a × be- 的形式表示,a表示得电子或失电子的原子个数,b表示每个原子失去或得到的电子数,当a =1时,可以直接写为be-;当b =1时,要写为a × e-。
举例
(2)单线桥法
表示意义
表示反应物中变价元素原子的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾不能跨过“=”也就是箭头和箭尾所连接的都是反应物;
②单线桥表示反应物中变价元素原子的电子转移情况, 箭头指向化合价降低的元素, 箭尾连接化合价升高的元素;
③不需标明“得到”或“失去”,只需标明电子转移数目,线桥上只写ne-(即只写电子转移的总数),不能写成a× be- 的形式。
举例
2.氧化还原反应方程式的配平
(1)氧化还原反应方程式配平的基本原则
(2)氧化还原反应方程式配平的一般步骤
1.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
A.Si元素从+4价降到0价是得到电子,C元素从0价升高到+2价是失去电子,,A错误;
B.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,钠元素化合价由0升高为+1、氢元素化合价由+1降低为0,用单线桥表示电子转移的方向和数目为,B错误;
C.根据归中反应规律,正确电子转移的表示方法为,C正确;
D.铜与浓硫酸反应,电子从铜转移到硫酸中的硫原子,应是从铜元素指向硫元素,D错误;
故选C。
2.配平下列方程式。
(1)___S+___KOH___K2S+___K2SO3+___H2O。
(2)___Cl2+___NaOH___NaCl+___NaClO3+___H2O。
【答案】(1)3;6;2;1;3
(2)3;6;5;1;3
【详解】(1)S元素化合价部分由0降至-2,部分由0升至+4,根据化合价升降守恒知,K2S前配2,K2SO3前配1,根据S元素守恒知,S单质前配3,根据K元素守恒,KOH前配6,最后根据H元素守恒,H2O的化学计量数为3。故填“3;6;2;1;3”。
(2)Cl元素化合价部分由0降至-1,部分由0升至+5,根据化合价升降守恒知,NaCl前配5,NaClO3前配1,根据Cl元素守恒知,Cl2前配3,根据Na元素守恒知,NaOH前配6,最后根据H元素守恒知,H2O的化学计量数为3。故填“3;6;5;1;3”。
3.配平下列方程式。
(1)___+___H2O2+___=___Mn2++___O2↑+___H2O。
(2)___Fe3++___SO2+___H2O=___Fe2++___+___。
【答案】(1)2;5;6;2;5;8
(2)2;1;2;2;1;4
【详解】(1)Mn元素化合价由+7降至+2,H2O2中O元素化合价由-1升至0,根据化合价升降守恒知,、Mn2+前均配2,H2O2、O2前均配5,再根据电荷守恒知,反应物还有且其化学计量数为6,最后根据H元素守恒知,H2O的化学计量数为8。故填“2;5;6;2;5;8”。
(2)Fe元素化合价由+3降至+2,S元素化合价由+4升至+6,根据化合价升降守恒知,Fe3+、Fe2+前均配2,SO2、前均配1,再根据电荷守恒知,生成物还有且其化学计量数为4,最后根据H元素守恒知,H2O的化学计量数为2。故填“2;1;2;2;1;4”。
4.Ⅰ.和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。
(1)写出该反应的化学方程式并用“双线桥”表示上述反应电子转移的方向和数目:
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是 (填序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性
③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)若产生,则被氧化的HCl为 g。
Ⅱ.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比、、、氧化性更强、无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(4)干法制备高铁酸钠的主要反应为,该反应中还原剂是 (填化学式)。
(5)湿法制备高铁酸钾是在碱性环境中进行,反应体系中有六种反应微粒:、、、、、。
①请依据上述信息,写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子反应方程式: 。
②每生成1个转移 个电子。
(6)氧化酸性废水中生成的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)②
(3)73
(4)和
(5) 3
(6)
【详解】(1)
和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯,氯元素化合价由+5价降低为氯元素+4价,中氯元素化合价由-1价升高为0价,有生成,根据元素守恒,有生成,化学方程式为,其中氯元素得,被还原,氯元素失,被氧化,故双线桥表示为。
(2)在反应中,有2氯元素化合价由-1价升高为0价,体现还原性,2氯元素化合价不变,转化为,体现酸性,故浓盐酸在反应中显示出来的性质是②还原性和酸性。
(3)反应中有4参加反应,只有2氯元素化合价由-1价升高为0价,被氧化生成1,即每生成,则被氧化的HCl为。
(4)反应中铁元素化合价由+2价()升高为+6价(),失电子,被氧化,为还原剂,氧元素化合价由-1价升高为0价(),失电子,被氧化,为还原剂,氧元素化合价由-1价降低为-2价(、),得电子,被还原,为氧化剂,故还原剂为和。
(5)①根据制备高铁酸钾反应体系中有六种反应微粒:、、、、、分析可知,为生成物,则为反应物,铁元素化合价由+3价升高为+6价,有元素化合价降低,为反应物,为生成物,根据得失电子守恒、离子电荷守恒、元素守恒,配平离子方程式为。
②1个中铁元素化合价由+3价升高为+6价,失电子,生成1个,即转移3个电子。
(6)(易电离为)氧化酸性废水中生成,根据得失电子守恒、离子电荷守恒、元素守恒配平,离子方程式为。
命题点1:对氧化还原反应概念的理解
【针对练习1】(24高一·上海青浦·期末)下列叙述正确的是
A.还原含某元素的化合物一定得到该元素的单质
B.失电子越多,该物质的还原性就越强
C.含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性
D.正离子也可能失去电子被氧化,可能做还原剂
【答案】D
【详解】A.还原含某元素的化合物不一定得到该元素的单质,例如铁单质还原铁离子得到亚铁离子,A错误;
B.利用得电子的难易程度比较氧化性,得电子数的多少不能判断氧化性的强弱,B错误;
C.一般含有最高价元素的化合物具有强氧化性,如高锰酸钾、硝酸等,但也有部分物质,如二氧化碳中C为最高价,不具有强氧化性,C错误;
D.正离子也可能失去电子被氧化,可能做还原剂,例如亚铁离子可以被氯气等氧化剂氧化为铁离子,D正确;
故选D。
【针对练习2】(24高一·广东广州·期末)金属加工后的废切削液中含有2%~5%的,它是一种环境污染物。人们用溶液来处理此废切削液,使转化为无毒物质。该反应分两步进行,第二步反应为。下列对第二步反应的叙述正确的是
A.该反应为分解反应 B.仅为氧化产物
C.为还原产物 D.仅为氧化剂
【答案】A
【详解】A.第二步反应是一种物质生成两种物质,为分解反应,A项正确;
B.中的氮元素的化合价由-3价变为0价,中氮元素的化合价由+3价变为0价,该反应中只有氮元素的化合价发生变化,则既是氧化剂又是还原剂,B项错误;
C.中各元素化合价不变,既是还原产物又是氧化产物,C项错误;
D.由B选项可知,既是氧化剂又是还原剂,D项错误;
故选A。
【针对练习3】(24高一·辽宁·期末)下列转化中,需加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.,Cl元素化合价从0价降低至-1价,需加入还原剂或发生歧化反应实现,A错误;
B.,Mn元素化合价从+2价升高至+7价,需加入氧化剂才能实现,B正确;
C.,Cu元素化合价从+2价降低至0价,需加入还原剂才能实现,C错误;
D.,反应过程中各元素化合价不变,无需加入氧化剂,D错误;
答案选B。
【针对练习4】(24高一·广东梅州·期末)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。
【针对练习5】(24高一·广东惠州·期末)下列应用中涉及氧化还原反应的是
A.用食醋清洗水壶中的水垢
B.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
C.生石灰用作食品包装袋中干燥剂
D.盐卤点豆腐,豆浆发生聚沉
【答案】B
【详解】A.醋酸与水垢中碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳、水,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,故不选A;
B.Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和O2,氧元素化合价从-1变为0和-2,有元素化合价改变,属于氧化还原反应,故选B;
C.生石灰吸水生成Ca(OH)2,钙、氧、氢化合价均未改变,属于非氧化还原反应,故不选C;
D.盐卤使豆浆聚沉是胶体凝聚,无元素化合价变化,故不选D;
选B。
命题点2:氧化还原反应的有关计算
【针对练习6】(24高一·天津南开·期中)关于反应S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是
A.S是还原剂
B.C发生氧化反应
C.N2是氧化产物
D.生成1个N2时,该反应转移10个电子
【答案】B
【分析】反应S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中C元素化合价从0价升高到+4价,每个C原子失去4个电子,共失去12个电子;硫元素化合价从0价降为-2价,硝酸钾中氮元素从+5价将为0价,共得到12个电子,据此进行解答。
【详解】A.反应中S元素化合价降低,S为氧化剂,A错误;
B.C元素化合价从0价升高到+4价,作还原剂,发生氧化反应,B正确;
C.反应中氮元素化合价降低,发生还原反应得到还原产物,C错误;
D.C元素化合价从0价升高到+4价,每个C原子失去4个电子,共失去12个电子;硫元素化合价从0价降为-2价,硝酸钾中氮元素从+5价将为0价,共得到12个电子,所以生成1mol N2时,转移12 mol电子,D错误;
故答案为:B。
【针对练习7】(24高一·湖南长沙·期中)黑火药是我国古代四大发明之一,爆炸时的反应为:下列有关判断正确的是
A.和都是氧化剂 B.和都发生了氧化反应
C.的氧化性强于 D.参加反应氧化剂与还原剂的微粒个数之比为1:3
【答案】A
【分析】由方程式可知,硫元素化合价由0价降低为-2价,KNO3中氮元素化合价由+5价降低为0价,碳元素化合价由0价升高到+4价,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,该反应中,硫元素和氮元素化合价都降低,被还原,则S和KNO3都作氧化剂,故A正确;
B.该反应中,碳元素化合价升高,只有C发生氧化反应,故B错误;
C.该反应中,S和KNO3都做氧化剂,无法比较和S的氧化性,故C错误;
D.该反应中,C作还原剂,S和KNO3做氧化剂,则参加反应氧化剂与还原剂的微粒个数之比为1:1,故D错误;
答案选A。
【针对练习8】(24高一·浙江宁波·期中)关于反应,下列说法正确的是
A.是还原产物 B.每生成1mol S,转移4mol电子
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2 D.既不是氧化剂也不是还原剂
【答案】D
【详解】A.Na2S2O3中S元素化合价升高生成,是氧化产物,故A错误;
B.Na2S2O3中S元素化合价由+2价降低为0价、S元素化合价由+2价升高为+4价,每生成1mol S,转移2mol电子,故B错误;
C.Na2S2O3中S元素化合价由+2价降低为0价、S元素化合价由+2价升高为+4价,氧化产物是、还原产物是S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1,故C错误;
D.中元素化合价不变,既不是氧化剂也不是还原剂,故D正确;
选D。
【针对练习9】(23高一·贵州铜仁·期中)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的离子方程式为2FeS2+7O2+2H2O 2Fe2++4S+4H+,实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是
A.该反应消耗1分子O2转移4个电子
B.反应Ⅱ中Fe3+为氧化剂
C.反应Ⅲ发生的氧化还原反应为Fe2++NO= Fe(NO)2+
D.反应Ⅰ的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+= 4Fe3++4NO+2H2O
【答案】C
【详解】A.题述反应中O元素的化合价由0价降低到-2价,该反应消耗1分子O2转移4个电子,A正确;
B.反应Ⅱ中Fe元素由+3价变为+2价,化合价降低,所以反应Ⅱ中Fe3+为氧化剂,B正确;
C.反应Ⅲ发生的反应为Fe2++NO Fe(NO)2+,该反应不是氧化还原反应,C错误;
D.由题图可知,反应Ⅰ中Fe元素的化合价由+2价变为+3价,O元素的化合价由0价降低到-2价,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出反应Ⅰ的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+ 4Fe3++4NO+2H2O,D正确。
故选C。
【针对练习10】(24高一·甘肃定西·期末)常温下,向溶液中滴加少量溶液,反应原理如图。关于该反应过程的说法正确的是
A.该反应过程中,是,是
B.当有1个生成时,转移4个电子
C.在整个反应过程中,作催化剂
D.由反应①可知,的氧化性比强
【答案】C
【分析】根据图示,反应①为:,反应②为:,故M为,为,总反应为:,作催化剂。
【详解】A.根据分析,M为,为,A错误;
B.反应①为:,反应过程中元素的化合价由-1价升至0价,当有1个生成时,转移2个电子,B错误;
C.根据分析,作催化剂,C正确;
D.根据反应②:,H2O2为氧化剂,Fe3+为氧化产物,说明的氧化性强于,D错误;
故选C。
命题点3:氧化还原反应的规律
【针对练习11】(24高一·浙江杭州·期末)已知:;。则以下说法中错误的是
A.还原性:
B.和在溶液中能大量共存
C.溶液中通氯气,氯气先与反应
D.和在溶液中能大量共存
【答案】D
【分析】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,,氧化性Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br-,反应中,氧化性Fe3+>I2,还原性I->Fe2+。
【详解】A.根据分析,还原性:,A正确;
B.和都具有还原性,在溶液中可以大量共存,B正确;
C.I-的还原性大于Fe2+,溶液中通氯气,氯气先与还原性强的反应,C正确;
D.氧化性Fe3+>I2,Fe3+能把I-氧化为I2,和在溶液中不能大量共存,D错误;
答案选D。
【针对练习12】(24高一·广东广州·期末)已知反应:
①;
②;
③。
根据上述反应,判断下列结论正确的是
A.X2+是XO的还原产物,B2是B-的还原产物
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入Z2
C.在溶液中不可能发生反应:8H++5A2++XO=X2++5A3++4H2O
D.还原性:A2+>B->Z->X2+
【答案】D
【分析】根据还原剂失去电子变为氧化产物;氧化剂得到电子变为还原产物。氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物进行分析判断。
【详解】A.根据选项A分析可知:X2+是XO得到电子发生还原反应产生的还原产物,B2是B-失去电子被氧化产生的氧化产物,A错误;
B.根据氧化性:氧化剂>氧化产物,结合选项A分析可知氧化性:XO>Z2>B2>A3+。要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,B错误;
C.由于氧化性:XO>Z2>B2>A3+,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知在溶液中可能会发生反应:8H++5A2++XO=X2++5A3++4H2O,C错误;
D.①在反应16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O中,XO为氧化剂,X2+是还原产物;Z-是还原剂,Z2是氧化产物,说明还原性:Z->X2+;②在反应2A2++B2=2A3++2B-中,B2是氧化剂,B-是还原产物;A2+是还原剂,A3+是氧化产物,所以还原性:A2+>B-。③在反应2B-+Z2=B2+2Z-中,Z2是氧化剂,Z-是还原产物;B-是还原剂,B2是氧化产物,所以还原性:B->Z-,则物质的还原性:A2+>B->Z->X2+,D正确;
故选D。
【针对练习13】(24高一·福建莆田·期末)氰(CN)2,硫氰(SCN)2等称为拟卤素,与卤素单质性质相似,它们的阴离子也与卤素阴离子性质相似,阴离子的还原性顺序为:,下列反应中,不合理的是
A.
B.向KSCN溶液中加入碘水:
C.
D.
【答案】B
【分析】由阴离子的还原性强弱,可知氧化性顺序为,氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,据此分析;
【详解】A.浓盐酸可与二氧化锰在加热条件下生成氯气,因还原性,则可发生,A合理;
B.氧化性顺序为,向KSCN溶液中加入碘水:不能发生,B不合理;
C.与卤素单质的性质相似,可以发生类似氯气与碱的反应,与碱发生反应,C合理;
D.还原性:,则能氧化,即,D合理;
故选B。
【针对练习14】已知有如下反应:
①2NaBrO3+Cl2=Br2+2NaClO3
②NaClO3+5NaCl+3H2SO4=3Cl2↑+3H2O+3Na2SO4
③2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
B.Cl2在反应③中作氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:NaClO3>NaBrO3>Cl2>FeCl3
D.溶液中可发生:NaClO3+6FeCl2+3H2SO4=NaCl+4FeCl3+Fe2(SO4)3+3H2O
【答案】C
【详解】A.反应②中NaClO3中Cl为+5价,NaCl中Cl为-1价,生成Cl2(0价),所以Cl2既是氧化产物又是还原产物,A正确;
B.反应③中Cl2将Fe Cl2中氧化为,Cl2作氧化剂,B正确;
C.由反应①得氧化性NaBrO3> NaClO3;反应②得NaClO3> Cl2;反应③得Cl2> FeCl3,故氧化性NaBrO3>NaClO3> Cl2>FeCl3,C错误;
D.由氧化性NaClO3>FeCl3,故该反应可发生,D正确;
故选C。
【针对练习15】(24高一·福建三明·期中)硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的H2S,是将废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ中氧元素化合价降低,O2是氧化剂
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S
D.过程Ⅲ中发生的反应为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+
【答案】B
【分析】某废气中的H2S与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,Ⅰ中O2将Fe2+氧化为Fe3+,ⅠⅠ中Cu2+与H2S反应生成CuS,ⅠⅠⅠ中CuS和Fe3+作用生成S、Fe2+和Cu2+,据此作答。
【详解】A.由分析可知,反应Ⅰ中氧元素化合价降低,O2是氧化剂,故A正确;
B.转化过程化合价发生变化的元素有Fe、S、O三种,故B错误;
C.氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性由强到弱的顺序O2>Fe3+>S,故C正确;
D.由图可知,过程Ⅲ中CuS和Fe3+作用生成S、Fe2+和Cu2+,由电子守恒和原子守恒可得反应方程式为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,故D正确;
答案选B。
命题点4:氧化还原反应方程式的书写与配平
【针对练习16】(24高一·湖南长沙·期末)下列化学反应中电子转移的方向与数目表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.氯气转化为NaCl的过程为得电子过程,转化为NaClO的过程为失电子过程,A错误;
B.该反应中氯气既是氧化产物也是还原产物,且电子转移数目为,B错误;
C.该反应中氧化剂和还原剂均为,转移电子数目为,C错误;
D.该反应中1mol铜将2mol电子转移给硝酸,D正确;
故选D。
【针对练习17】回答下列问题。
(1)现有以下物质:
①盐酸 ②熔融的 ③固体 ④溶液 ⑤ ⑥ ⑦酒精 ⑧铜片
能导电的是 (填序号,下同),属于电解质的是 ,属于非电解质的是 。
(2)请配平下列方程式
①_______________________________________________________
②_______________________________________________________
③_______________________________________________________
④_________________________________=_________________________________
① ;② ;③ ;④ 。
【答案】(1) ①②④⑧ ②③ ⑥⑦
(2) 34235 2 2 362 3 256H+=258
【详解】(1)①盐酸是混合物,含有自由移动的离子,能导电,但既不是电解质也不是非电解质;②熔融的中含有自由移动的离子,能导电,属于电解质;③固体中离子不能自由移动,不能导电,在其水溶液或熔融状态下能导电,属于电解质; ④溶液是混合物,含有自由移动的离子,能导电,但既不是电解质也不是非电解质;⑤是非金属单质,不导电,既不是电解质也不是非电解质;⑥自身不能电离,不能导电,属于非电解质;⑦酒精自身不能电离,不能导电,属于非电解质;⑧铜片是金属单质,能导电,但既不是电解质也不是非电解质。所以能导电的是①②④⑧;属于电解质的是②③;属于非电解质的是⑥⑦;
(2)①次氯酸根离子将氢氧化铁氧化生成高铁酸根离子,铁元素化合价由+3升高至+6,氯元素化合价由+1降低至-1,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平得离子方程式为:34235;
②二氧化硫被氯气氧化为硫酸,氯气被还原生成HCl,S元素化合价由+4升高至+6,Cl元素化合价由0降低至-1,根据得失电子守恒和原子守恒,配平得反应方程式为: 2 2;
③S和氢氧化钾发生歧化反应生成硫化钾、亚硫酸钾,S元素的化合价既有从0价降低至-2价,也有从0价升高至+4价,根据得失电子守恒和原子守恒,配平得反应方程式为:362 3;
④高锰酸根离子将H2O2氧化生成氧气,自身被还原为锰离子,锰元素化合价由+7价降低至+2价,O元素化合价由-1升高为0价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平得反应的离子方程式为:256H+=258。
【针对练习18】(24高一·上海青浦·期末)浓盐酸和氯酸钾反应的化学方程式为:
(1)标出电子转移的方向和数目 。
(2)被氧化的元素是 ,还原产物是 。
(3)是一种安全高效消毒剂, (是或不是)酸性氧化物。
【答案】(1)
(2) 氯 二氧化氯
(3)不是
【详解】(1)
KClO3中的Cl由+5价降为ClO2中的+4价,每个Cl得1个电子,2个Cl共得2个电子,HCl中的Cl由-1价升为Cl2中的0价,每个Cl失1个电子,2个Cl共失2个电子,双线桥表示为:;
(2)KClO3中的Cl由+5价降为ClO2中的+4价,被还原为还原产物二氧化氯, HCl中的Cl由-1价升为Cl2中的0价,发生氧化反应被氧化,被氧化元素为氯;
(3)酸性氧化物是指能与水作用生成酸或与碱作用生成盐和水的氧化物(且生成物只能有一种盐和水,不可以有任何其它物质生成); 2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O,氯化合价发生变化,所以不是酸性氧化物。
【针对练习19】(24高一·北京·期末)I.据化学反应:,回答下列问题。
(1)用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目: 。
(2)该反应中,氧化产物是 ,还原产物是 。
(3)每生成1分子,转移的电子数为 个,被氧化的HCl的分子数为 个。
(4)写出该反应的离子方程式: 。
II.按要求回答下列问题。
(5)配平方程式并用单线桥标出电子转移方向和数目: 。
(6)该反应中,被还原的元素是 。
(7)氧化剂与还原剂的个数比是 。
Ⅲ.某一反应体系中有反应物和生成物共六种物质:、、、、KCl、KOH。已知在该反应中,的氧化性强于的氧化性。
(8)该反应中的还原剂是 。
(9)该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
(10)写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)
(2) Cl2 MnCl2
(3) 2 2
(4)
(5)
(6)碘
(7)5:1
(8)
(9) KCl
(10)
【详解】(1)
根据方程式可知Mn元素化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子。Cl元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,根据电子得失守恒、原子守恒可知反应中电子转移的方向和数目可表示为;
(2)Cl化合价由-1价升高到0价,被氧化,故氧化产物为Cl2,Mn化合价由+7价降低到+2价,被还原,还原产物为MnCl2;
(3)Cl化合价由-1价升高到0价,每生成1分子,转移的电子数为2个,被氧化的HCl的分子数为2个;
(4)该反应的离子方程式:;
(5)
反应中0价的碘的化合价升高为+5价,失去5个电子,0价的碘的化合价降低为-1价,得到1个电子,依据氧化还原反应得失电子守恒,二者最小公倍数为5,则碘化钾系数为5,碘酸钾系数为1,单质碘系数为3,依据原子个数守恒可知,KOH系数为6,碘系数为3,水系数为3,反应方程式:3I2+6KOH=3H2O +KIO3+5KI,用单线桥表示为:;
(6)该反应中,0价的碘的化合价降低为-1价,被还原的元素是碘;
(7)6个0价的碘原子中,有5个碘原子化合价降低,1个碘原子化合价升高,则氧化剂与还原剂的个数比是5:1;
(8)的氧化性强于的氧化性,做氧化剂,KCl做还原产物,作氧化产物,做还原剂;
(9)该反应中,发生还原反应的过程是→KCl;
(10)该反应的化学方程式:;
【针对练习20】(24高一·福建泉州·期中)请回答下列问题:
I.现有物质;①熔融氢氧化钡;②铜片;③熔融氯化钠;④液态氯化氢;⑤氢氧化铁胶体;⑥硫酸氢钾溶液;⑦乙醇;⑧碳酸氢钠粉末;⑨稀硫酸。
(1)以上物质中属于电解质的是 (填序号,下同);属于非电解质的是 ;能导电的分散系是 。
Ⅱ.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
(2)图中曲线①代表滴加 溶液的过程,曲线②中B点之前发生反应的化学方程式为 。
(3)A、B、C、D四点对应的溶液呈中性的是 。
Ⅲ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。
(4)已知K2FeO4遇水生成氢氧化铁胶体和O2,请写出该化学反应方程式 。该反应的还原产物是 ,该物质在水处理中所起的作用是 。
(5)工业上可用湿法制备高铁酸钾,制备原理如下:
①用NaOH和NaClO的混合液与FeCl3溶液反应制取Na2FeO4,请写出该反应的化学方程式 。
②Na2FeO4+2KOH= K2FeO4↓+2NaOH。
【答案】(1) ①③④⑧ ⑦ ⑤⑥⑨
(2) 硫酸 Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+NaOH+H2O
(3)A和D
(4) Fe(OH)3 Fe(OH)3胶体可以吸附水中悬浮颗粒而沉降,起到净水的作用
(5)
【分析】①熔融氢氧化钡属于碱,是电解质,含有自由移动的离子,能导电;
②铜片为金属单质,既不是电解质也不是非电解质,能发生电子导电;
③熔融氯化钠属于盐,是电解质,含有自由移动的离子,能导电;
④液态氯化氢由分子构成,属于电解质,但不能导电;
⑤氢氧化铁胶体属于混合物,既不是电解质又不是非电解质,但含有自由移动的离子,能导电;
⑥硫酸氢钾溶液属于盐溶液,既不是电解质也不是非电解质,但能导电;
⑦乙醇为有机化合物,属于非电解质,不能导电;
⑧碳酸氢钠粉末属于盐,属于电解质,不能导电;
⑨稀硫酸是酸溶液,既不是电解质又不是非电解质,但能导电。
【详解】(1)由分析可知,以上物质中属于电解质的是①③④⑧;属于非电解质的是⑦;能导电的分散系是⑤⑥⑨。
(2)Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4,发生反应Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O,则曲线上只有一个拐点;Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4,发生反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+NaOH+H2O,继续滴加NaHSO4,发生反应NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O,则曲线上出现二个拐点。所以图中曲线①代表滴加硫酸溶液的过程,曲线②中B点之前发生反应的化学方程式为Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+NaOH+H2O。
(3)A点时发生反应Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O,B点时发生反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+NaOH+H2O,对曲线①来说,C点时H2SO4过量,D点时发生反应NaOH+NaHSO4=Na2SO4+H2O,则对应的溶液呈中性的是A和D。
(4)已知K2FeO4遇水生成氢氧化铁胶体和O2,则钾元素转化为KOH,依据得失电子守恒和电荷守恒、质量守恒,可得出发生的该化学反应方程式为。该反应中,K2FeO4是氧化剂,Fe元素由+6价降低到+3价,则还原产物是Fe(OH)3,该物质在水处理中,K2FeO4作强氧化剂,起杀菌作用,氢氧化铁胶体具有吸附作用,起净水作用,所以氢氧化铁胶体所起的作用是:Fe(OH)3胶体可以吸附水中悬浮颗粒而沉降,起到净水的作用。
(5)用NaOH和NaClO的混合液与FeCl3溶液反应制取Na2FeO4,同时生成NaCl等,依据得失电子守恒,可得出关系式:2FeCl3——3NaClO——2Na2FeO4——9NaCl,再利用质量守恒定律,便可得出该反应的化学方程式为。
【点睛】K2FeO4与水的反应中,K2FeO4既是氧化剂又是还原剂。
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