内容正文:
专题06 氧化还原反应
考查重点
命题角度
氧化还原反应的有关概念
氧化还原反应的判断;氧化还原反应的概念及关系;氧化还原反应电子转移的表示方法
氧化剂、还原剂
氧化剂、还原剂的判断;氧化性、还原性强弱比较;
氧化还原反应的规律
氧化还原反应规律及应用
氧化还原反应的有关计算
有关氧化还原反应的简单计算;电子守恒法在化学反应中的应用
氧化还原反应的书写与配平
氧化还原反应方程式的配平及应用;信息型氧化还原反应方程式的书写
一、氧化还原反应概念
1.氧化还原反应特征及实质
(1)氧化还原反应的特征是 。
(2)氧化还原反应的实质是 。
(3)有关概念:
【答案】(1)元素的化合价发生变化 (2)电子的转移 (3)还原剂 氧化反应 氧化产物 氧化剂 还原反应 还原产物
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
特|别|提|醒
氧化还原反应概念间的关系
熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”——氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化。
氧化还原反应中的4个“不一定”
(1)一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如C2+H2O===H+中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
特殊氧化还原反应
(1)部分氧化还原反应:氧化还原反应中的某种反应部分被氧化或被还原。如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(HCl:1/2还原性,1/2酸性)
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(HNO3:1/4氧化性,3/4酸性)
(2)歧化反应:同种物质Cl2、Na2O2在反应中均既体现氧化性,又体现还原性。如:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
(3)归中反应:不同物质中的同种元素发生氧化还原反应生成同种产物。如:
2HCl+NaClO=NaCl+Cl2↑+H2O、KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O(Cl元素)
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法:用两条线桥来表示氧化还原反应中元素化合价变化或电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系。
②连线桥:用带箭头的线由反应物指向生成物,且对准同种元素。
③标得失:标出“失去”或“得到”电子的总数,且得失电子总数相等。
实例分析
表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程,同时清楚地表示出了得失电子的情况。上述反应中CuO中Cu元素得电子为“2×2e-”,前一个“2”表示有2个Cu2+得电子,后一个“2e-”,表示一个Cu2+得2个电子,共得4个电子。
特点
2.单线桥法:用一条线桥来表示氧化还原反应中元素原子间的电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系,进而确定转移电子数目。
②连单线:箭头从还原剂中化合价升高的元素出发,指向氧化剂中化合价降低的元素。
③标得失:标出电子转移的总数。
实例分析
特点
①单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂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。如图:
特|别|提|醒
1.双线桥法
(1)箭头表示“生成”,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”。
(4)被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。如:。
2.单线桥法
(1)表示的是还原剂和氧化剂之间电子转移的情况。
(2)箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样,也不能写成“x×ye-”。如:
3.单、双线桥法比较
(1)氧化还原反应存在着对立统一的关系:元素化合价有升必有降,电子有失必有得,有氧化必有还原。
(2)表示氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
三、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物
(1)还原剂:在反应时,所含元素化合价升高,即失电子(电子对偏离)的反应物,生成物是氧化产物
(2)氧化剂:在反应时,所含元素化合价降低,即得电子(电子对偏向)的反应物,生成物是还原产物。
(3)关系:
2.常见的氧化剂(还原产物)和还原剂(氧化产物)
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂
对应的常见还原产物
活泼非金
属单质
Cl2、Br2
Cl-、Br-
O2、O3
变价元素处于高价态的化合物或离子
某些氧化物
MnO2
Mn2+
H+
稀硫酸、盐酸、醋酸
H2
氧化性酸
HNO3
NO或NO2
浓硫酸
SO2
HClO
Cl-
盐
Fe3+
Fe2+
KMnO4(H+)
Mn2+
过氧化物
H2O2、Na2O2
高考关注
的氧化剂
PbO2、高铁酸盐(如K2FeO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、LiCoO2、NO2、S2、H2O2等
(2)常见的还原剂
常见的还原剂
对应的常见氧化产物
活泼金属单质
Na、Al、Zn、Fe
Na+、Al3+、Zn2+、Fe2+或Fe3+
某些非金属单质
H2、C、S
H2O、CO或CO2、SO2
变价元素处于较低价态的化合物或离子
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3或S
氢化物
NH3
NO
H2S
S
离子
S
S
Fe2+
Fe3+
I-、Br-
I2、Br2
过氧化物
H2O2、Na2O2
O2
高考关注的还原剂
Mg、Sn、HI、Na2S等
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
3.氧化还原反应强弱规律及应用
(1)氧化性、还原性强弱的比较方法
①根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
②根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
③据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
(2)氧化性、还原性强弱的比较规律
①氧化性
一般规律:元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越弱。
②还原性
一般规律:元素金属性越强,其单质的还原性越强;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越弱;电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。
(3)先后规律及应用
①同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
②常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
4.氧化还原反应的价态规律
价态归中规律思维模型
含不同价态的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“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
5.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
6.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
特|别|提|醒
1.氧化剂和还原剂比较
反应物
氧化剂
还原剂
定义
氧化还原反应中,得到电子(或电子对偏向)的物质
氧化还原反应中,失去电子(或电子对偏离)的物质
反应中表现的性质
体现氧化性
体现还原性
发生的变化
氧化剂所含元素的化合价降低,发生还原反应
还原剂所含元素的化合价升高,发生氧化反应
常见实例
①活泼非金属单质,如Cl2、O2等。
②高价或较高价含氧化合物,如浓硫酸、硝酸、高锰酸钾等。
③高价金属阳离子,如Fe3+等。
①一些非金属单质,如H2、C等。
②活泼或较活泼的金属单质,如Al、Zn、Fe等。
③较低价的化合物,如CO、SO2、H2S及其盐、H2SO3及其盐、HI及其盐等。
2.特点:有的反应中,氧化剂或还原剂可能是二种反应物,如S+2KNO3+3C=K2S+3CO2+N2;元素价态发生升高的元素可能两种,如Cu2S+O2―→CuO+SO2;有的产物可能既是氧化产物又是还原产物,如HgS+O2―→HgO+SO2。
3.氧化性和还原性:有多种价态的元素,其高价态的化合物可能具有氧化性,在氧化还原反应中可作氧化剂;其低价态的化合物可能具有还原性,在氧化还原反应中可作还原剂;其中间价态的化合物,在不同的化学反应中可能表现出氧化性,也可能表现出还原性。
四、氧化性和还原性强弱的比较
1.物质的氧化性及还原性与核心元素化合价关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有氧化性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有氧化性又有还原性
最低价
、、K
只有还原性
2.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较:
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe>Cu,在反应中Fe是还原剂,Cu是还原产物。
(2)根据氧化还原反应方程式比较:
(氧化性强) (还原性强) (还原性较弱) (氧化性较弱)
结论:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物
(3)根据反应条件来判断: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。如:
①已知:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
则氧化性:KMnO4>MnO2。
②Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al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:当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。如:2Fe+3Cl22FeCl3, Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
特|别|提|醒
1、影响物质氧化性和还原性的其它因素
浓度
同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越强。
氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3;还原性:浓HCl>稀HCl。
温度
同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
酸碱性
同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。
氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
2、元素化合价与歧化反应
思维模型
“中间价―→高价+低价”
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
应用
①判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
五、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步骤
(1)配平原则—“三守恒”
①电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数;
②原子守恒:即质量守恒,反应前后原子的种类和个数不变 ;
③电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
(2)一般步骤(以浓硫酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例)
①标变价——写出反应物和生成物的化学式,并标出反应前后化合价发生变化的元素的化合价。
②列得失——列出化合价的升、降数或用双线桥标出电子转移的方向和数目。
或
③求总数——求最小公倍数使化合价升降总数或电子转移总数相等。
或
④配系数——确定氧化剂、还原剂或氧化产物、还原产物的化学计量系数,观察法配平其它物质系数。并注明气体符号,反应条件,将单线改为双线。
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
⑤查守恒——检查质量、电荷、得失电子是否守恒。
(3)氧化剂和还原剂的判断方法——价态法
①有多种价态的元素,其高价态的化合物(如FeCl3、浓H2SO4、KMnO4等)可能具有氧化性,在氧化还原反应中可作氧化剂;
②其低价态的化合物(如H2S、CO、NH3等)可能具有还原性,在氧化还原反应中可作还原剂;
③其中间价态的化合物(如Na2O2、Na2SO3、SO2等)在不同的化学反应中可能表现出氧化性,也可能表现出还原性。
2.氧化还原反应方程式配平技巧
(1)正向配平法
①氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,以反应物为基准从左边配平。
②归中反应(变价元素只有一种,“高价+低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。
③实例:___4___HCl(浓)+___1___MnO2___1___Cl2↑+___1___MnCl2+___2___H2O
(2)逆向配平法
①适用对象:氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变的;自身氧化还原反应;歧化反应(变价元素只有一种,中间价→高价+低价)。
②方法:从右边生成物着手配平,即:选择氧化产物、还原产物为基准物质。
③实例:____3____Cl2+____6____KOH===____5____KCl+____1____KClO3+____3____H2O
(3)缺项配平法
①概念:某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项),它们一般为水、酸、碱。
②思路:a.先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物;
b.再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子),若反应物缺正电荷,一般加H+,生成物加水;若反应物缺负电荷,一般加OH-,生成物加水。
c.最后观察配平其他物质系数。
③配平方法
a.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。
b.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-
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H+
酸性溶液或酸碱性未知
组合三
OH-
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性溶液或酸碱性未知
c.常见几种组合
d.奇数配偶法:适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如S+C+KNO3CO2↑+N2↑+K2S,反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将KNO3乘以2,然后用观察法配平得:S+3C+2KNO33CO2↑+N2↑+K2S。
e.整体配平法:如果反应物中某物质各元素化合价同升或同降,可将其作为一个整体找出化合价升降总数,再根据化合价升降法进行配平。
④实例:___5___Mn2++___2___ClO+___4___H2O===___5___MnO2↓+___1___Cl2+___8H+__
特|别|提|醒
1、离子反应型氧化还原反应方程式的配平步骤
(1)根据化合价守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)分析溶液酸碱性,配平电荷(方程式两边电荷总数相等)。若溶液呈酸性,则配H+,若溶液呈碱性,配OH-。
(3)根据质量守恒,检查方程式两边原子个数是否分别相等。
2、缺项氧化还原反应方程式的配平步骤
(1)找出变价元素,利用氧化还原反应方程式的配平方法确定含变价元素物质的化学计量数。
(2)利用原子守恒确定缺项物质是H2O、H+或OH-,在酸性条件下缺H或多O补H+,少O补H2O,在碱性条件下缺H或多O补H2O,少O补OH-。
(3)利用原子守恒或电荷守恒确定缺项物质的化学计量数。
六、氧化还原反应的简单计算及应用
1.氧化还原反应的简单计算
电子守恒概念
氧化还原反应中得失电子总数相等。
【例如】若已知用0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10-3mol的XO还原,判断元素X在产物中的化合价。
【解答】设元素X在还原产物中的化合价为x,则有0.1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=2×10-3mol×(7-x),解得x=4,则元素X反应后的产物为还原产物,化合价为+4价。
一般步骤
①找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。
②找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。
③根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式:n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
常见计算类型
①求氧化剂与还原剂化学计量数之比或质量比。
②计算参加反应的氧化剂或还原剂的质量。
③确定某一元素的价态变化。
④已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比,计算确定产物。
计算的关键
①电子守恒:一般是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,列出守恒关系式求解。
②若是通过计算确定产物,解答的思路是首先根据氧化剂与还原剂的化学计量数之比,然后再由得失电子数守恒,求出化合价的变化,即可写出产物的化学式。
2.信息型氧化还原反应方程式的书写
(1)一般步骤
解题步骤
解题注意事项
第一步:分析物质的氧化性及还原性
根据化合价把元素化合价高的微粒及元素化合价低的微粒分成两类,并比较氧化性微粒的氧化性强弱及还原性微粒的还原性强弱
第二步:书写反应的主体反应物及产物
依据“两强生两弱原理”,把氧化性强的微粒与还原性强的微粒作为反应物,把氧化性弱的微粒与还原性弱的微粒作为生成物
第三步:配平反应主体物质的系数
根据得失电子守恒配平主体物质的系数
第四步:配平其他物质的化学计量数
根据原子守恒、电荷守恒配平其他物质的化学计量数
(2)实例分析
以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下:
写出酸溶1发生反应的化学方程式:_________________________________________。
(1)根据进料信息确定反应物:CuS+MnO2+H2SO4。
(2)根据出料确定生成物:生成物中含有S,后续除锰生成MnCO3,说明酸溶1生成的是S和MnSO4。
(3)根据得失电子守恒配平发生氧化还原反应的物质:CuS+MnO2+H2SO4―→MnSO4+S。
(4)根据质量守恒补充并配平未发生氧化还原反应的物质:CuS+MnO2+2H2SO4===MnSO4+S+2H2O+CuSO4。
(5)检查质量、得失电子是否守恒。
特|别|提|醒
1、“守恒”法在氧化还原反应计算中的应用
(1)电子守恒:电子守恒是指氧化剂得到电子的物质的量(或个数)和还原剂失去电子的物质的量(或个数)相等。反应前后氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数。
(2)质量守恒:质量守恒是指氧化还原反应中反应前后各元素的种类和相应的原子个数不变。
(3)电荷守恒:电荷守恒是指在离子反应中,所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数。即溶液呈电中性。
突破信息型方程式的书写,只要抓住反应本质“得失电子守恒”,利用氧化还原反应配平的方法和技巧,书写就会得心应手。
2、常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂
还原产物预测
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X-
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO-)
Cl-、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2
PbO2
Pb2+
3、常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂
氧化产物预测
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO)
SO
S2-(或H2S)
S、SO2(或SO)、SO
H2C2O4
CO2
H2O2
O2
I-(或HI)
I2、IO
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+
题型一 氧化还原反应的概念及判断
【典例1】(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)下列说法正确的是
A.化合物所含的某种元素处于其最高价态,此化合物不一定具有强氧化性
B.氧化还原反应的本质是元素的化合价发生升降
C.在氧化还原反应中,非金属单质一定作氧化剂
D.元素的单质只能由还原该元素的化合物制得
【答案】A
【解析】A.例如NaCl中Na元素处于其最高价态+1价,但NaCl没有强氧化性,所以化合物所含的某种元素处于其最高价态,此化合物不一定具有强氧化性,A正确;
B.氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移),而不是元素化合价的升降,化合价升降是氧化还原反应的特征,B错误;
C.在氧化还原反应中,非金属单质不一定作氧化剂,例如氢气还原氧化铜的反应中,氢气作还原剂,C错误;
D.元素的单质不一定只能由还原该元素的化合物制得,例如实验室用氯酸钾受热分解制取氧气,是通过氧化氧元素制取氧气,D错误;
故选A。
【变式1-1】(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)在下列反应中,不属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.C的化合价从0升到+2,H的化合价从+1降到0,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.Cl的化合价从0变为-1(HCl)和+1(HClO),发生歧化反应,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.H的化合价从+1降到0,O的化合价从-2升到0,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.Na、O、H的化合价在反应前后均未变化,属于非氧化还原反应,D符合题意;
故选D。
【变式1-2】从海带灰浸取液提取碘单质发生的反应为:,下列有关该反应的说法正确的是
A.发生还原反应 B.得到电子 C.是氧化剂 D.是还原产物
【答案】B
【解析】A.碘元素化合价升高,发生氧化反应,故A错误;
B.中O元素化合价降低,得到电子,故B正确;
C.中没有元素化合价发生变化,既不是氧化剂也不是还原剂,故C错误;
D.既不是氧化产物也不是还原产物,单质碘是氧化产物,水是还原产物,故D错误;
答案选B。
题型二 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【典例2】(24-25高一上·江苏徐州·阶段练习)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。
【解析】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。
方|法|点|拨
(1)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。
(2)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化(3O22O3)不属于氧化还原反应。
(3)没有单质生成的分解反应,有可能是氧化还原反应。如:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3
【变式2-1】(24-25高一上·江苏淮安·期中)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
【解析】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。
【变式2-2】(22-23高一上·辽宁阜新·阶段练习)下列基本反应类型中,一定不属于氧化还原反应的是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【答案】D
【解析】A.大多数没有单质参加的化合反应,没有元素的化合价变化,则不属于氧化还原反应,个别没有单质参加的化合反应例如H2O2+SO2=H2SO4,有元素的化合价变化,有单质参加的化合反应,存在元素的化合价变化,则属于氧化还原反应,故A错误;
B.通常没有单质生成的分解反应,没有元素的化合价变化,则不属于氧化还原反应,但有单质生成的分解反应,存在元素的化合价变化,则属于氧化还原反应,故B错误;
C.置换反应中一定存在元素的化合价变化,则一定属于氧化还原反应,故C错误;
D.复分解反应中一定没有元素的化合价变化,则一定不属于氧化还原反应,故D正确;
故选D。
题型三 氧化还原反应中电子转移的表示方法
【典例3】(24-25高一上·江苏常州·阶段练习)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】B
【解析】
A.O得到电子,Na失去电子,该反应转移2e-,,A错误;
B.Fe失去电子,铜离子得到电子,该反应转移2e-,B正确;
C.氯酸钾中氯得到电子生成氯气、HCl中部分氯失去电子生成氯气,反应为归中反应,电子转移为5e-,,C错误;
D.铜失去3×2=6个电子、氮得到2×3=6个电子,表示为,D错误;
故选B。
方|法|点|拨
电子转移数目的判断方法
关键是明确反应中元素化合价的变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。
【变式3-1】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】B
【解析】A.该反应中2个C失去2e-×2,1个SiO2得到4e-×1,A错误;
B.该反应中2个Na失去2个电子生成2个NaOH,2个H2O得到2个电子生成1个H2,B正确;
C.该反应中1个Cl2得到2×e-生成2个Cl-,2个NaI失去2×e-生成1个I2,C错误;
D.该反应中1个Cu失去2个电子生成Cu2+,1个H2SO4中的S得到2个电子生成一个SO2,电子转移方向错误,D错误;
故答案选B。
【变式3-2】(24-25高一上·陕西西安·阶段练习)下列氧化还原反应中电子转移方向和数目表示错误的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.镁元素化合价从0升高至+2价,失去2个电子,氢元素化合价从+1降低至0价,得到2个电子,上述双线桥能正确表示出电子转移的方向和数目,A正确;
B.氧化铁中铁元素化合价从+3价降低至0价,得到6个电子,氢元素化合价从0升高至+1价,失去6个电子,B正确;
C.氯气发生歧化反应,氯元素化合价从0升高至+1价,生成次氯酸钠失去1个电子,生成NaCl得到1个电子,C正确;
D.氯化亚铁与氯气反应时,氯气总共得到2e-,化合价降低转化为氯离子,亚铁离子失去2e-,化合价升高转化为铁离子,D错误;
故选D。
题型四 氧化剂、还原剂等概念的考查
【典例4】(24-25高一上·江苏扬州·期末)在中点燃时发生反应:。下列说法正确的是
A.是还原剂 B.被还原
C.该反应为置换反应 D.消耗时转移2个电子
【答案】C
【分析】在反应2Mg+CO22MgO+C中,Mg元素由0价升高到+2价,Mg是还原剂,MgO是氧化产物,C元素由+4价降低到0价,共转移了4个电子,CO2是氧化剂,C是还原产物,据此分析;
【解析】A.是氧化剂剂,A错误;
B.被氧化,B错误;
C.该反应为单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物,属于置换反应,C正确;
D.未注明温度压强无法计算,D错误;
故选C。
方|法|点|拨
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe。
【变式4-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)下列与水相关的化学反应中,属于氧化还原反应且水既不是氧化剂又不是还原剂的是
A.碳与水蒸气在高温下反应制取氢气
B.氧化钙与水反应制取氢氧化钙
C.电解水生成氢气和氧气
D.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气
【答案】D
【解析】A.碳与水蒸气在高温下反应制取氢气反应方程式:,碳的化合价从 0 升到 +2,水中的氢从 +1 降到 0,水是氧化剂,A错误;
B.氧化钙与水反应制取氢氧化钙反应方程式:,反应前后所有元素的化合价均未改变,属于非氧化还原反应,B错误;
C.电解水生成氢气和氧气反应方程式:水中的氢从 +1 降到 0,氧从 -2 升到 0,水既是氧化剂又是还原剂,C错误;
D.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气反应方程式:,过氧化钠中的氧部分从 -1 升到 0,部分从 -1 降到 -2,水中的氢和氧化合价未改变(H: +1,O: -2),水既不是氧化剂也不是还原剂,D正确;
故选D。
【变式4-2】有关反应的说法正确的是
A.是还原剂 B.得到电子
C.是氧化剂 D.发生还原反应
【答案】B
【解析】A.O2中氧元素化合价降低,是氧化剂,故A错误;
B.O2得到电子,化合价降低发生还原反应,为氧化剂,故B正确;
C.FeS2中铁、硫元素化合价升高,发生氧化反应,是还原剂,故C错误;
D.FeS2中铁、硫元素化合价升高,发生氧化反应,故D错误。
故选B。
题型五 单线桥法表示电子转移的方向和数目
【典例5】(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)下列化学用语书写正确的是
A.中子数比质子数多1的磷原子:
B.的电离方程式:
C.的离子结构示意图为:
D.还原CuO反应中电子的转移:
【答案】C
【解析】A.中子数比质子数多1的磷原子:,A错误;
B.的电离方程式:,B错误;
C.的离子结构示意图为:,C正确;
D.还原CuO反应中电子的转移:,D错误;
故选C。
方|法|点|拨
两种“线桥”的比较
(1)双线桥法的“线桥”从反应物到产物,单线桥法的“线桥”只连反应物。
(2)表示氧化还原反应中化合价升降、物质被氧化或被还原等时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
【变式5-1】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)化学有自己独特的语言。下列化学用语表达正确的是
A.水溶液中,的电离方程式:
B.水溶液中,的电离方程式:
C.用单线桥表示电子转移过程:
D.钠的原子结构示意图:
【答案】C
【解析】A.水溶液中,电离成为钠离子和硫酸根离子,电离方程式为:,A错误;
B.水溶液中,电离成为钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为:,B错误;
C.钠失去电子氯气得到电子,用单线桥表示电子转移过程为,C正确;
D.钠为11号元素,其原子结构示意图为:,D错误;
故选C。
题型六 氧化性、还原性强弱比较
【典例6】(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)如图,把碎纸条b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.碎纸条排列的顺序可能是c、d、a、b、e
B.通过该反应可知还原性:
C.氧化剂与还原剂的粒子个数之比为
D.反应中每生成1个转移2个电子
【答案】A
【分析】由部分反应可知,氯酸根离子被还原为二氧化氯,则亚硫酸根离子应该为还原剂参与反应被氧化为硫酸根离子,反应中氯化合价由+5变为+4、硫化合价由+4变为+6,结合质量守恒、电荷守恒可知,氢离子参与反应生成水,故反应为酸性条件下,发生反应的离子方程式为:;
【解析】A.根据反应,纸条排列的顺序可能是:c、d、a、b、,A正确:
B.中S的化合价从+4价升高到+6价,所以为还原剂;中Cl元素的化合价从+5价降低到中的+4价,为氧化剂,可知还原性:,B错误:
C.在反应中,为氧化剂,为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量比为2:1,C错误;
D.中Cl元素的化合价从+5价降低到中的+4价,则反应中每生成1个转移1个电子,D错误;
故选A。
方|法|点|拨
物质氧化性和还原性比较的一般思路
【变式6-1】(24-25高一下·江苏南通·期中)、是实验室常见试剂,可发生如下反应。
①
②
已知的结构如图所示。
下列说法正确的是
A.中硫元素的化合价为+7价
B.氧化性:
C.反应②中,氧化剂、还原剂的物质的量之比为
D.溶液需要酸化使用时,可以使用盐酸
【答案】B
【解析】A.根据的结构,含有氧氧键,即中有两个氧为-1价,六个氧为-2价,钠为+1价,则硫元素的化合价为+6价,A错误;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据反应①,氧化性:,根据反应②,氧化性:,B正确;
C.反应②中,氧化剂是,还原剂是,但是16个参加反应,只有10个作还原剂,则物质的量之比为,C错误;
D.因为氧化性:,则与发生氧化还原反应,即溶液需要酸化使用时,不可以使用盐酸,D不正确;
故选B。
【变式6-2】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)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
【解析】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。
题型七 价态规律及应用
【典例7】(25-26高一上·江苏·期中)下图所示为Cr元素的部分化合物的转化图。下列说法不正确的是
A.转化①可以加入NaOH溶液实现
B.转化②可以加入盐酸实现
C.转化③需要加入氧化剂才能实现
D.转化④中发生还原反应
【答案】D
【解析】A.氯化铬溶液与氢氧化钠溶液反应可生成氢氧化铬沉淀,故转化①可以加入NaOH溶液实现,A正确;
B.氢氧化铬与盐酸反应得到氯化铬溶液,转化②可以加入盐酸实现,B正确;
C.氯化铬转化为重铬酸钠溶液时,铬元素化合价升高,故转化③需要加入氧化剂才能实现,C正确;
D.重铬酸钠转化为铬酸钠时元素化合价没变,未发生氧化还原反应,D错误;
故选D。
【变式7-1】(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)为实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.KClO3加热分解为KCl和O2,不需要加入还原剂就能实现,故不选A;
B.,Fe元素化合价降低发生还原反应,需要加入还原剂才能实现,故选B;
C.,Cu元素化合价升高发生氧化反应,需要加入氧化剂才能实现,故不选C;
D.,元素化合价不变,属于非氧化还原反应,不需要加入还原剂就能实现,故不选D;
选B。
【变式7-2】下列变化中,必须加入氧化剂才能发生的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.,S元素化合价降低发生还原反应,必须加入还原剂才能发生,故不选A;
B.,氯元素化合价升高发生氧化反应,氯气和氢氧化钠反应生成氯离子和次氯酸根离子,氯气既是氧化剂又是还原剂,不须加入氧化剂就能发生,故不选B;
C.,铁元素化合价升高发生氧化反应,必须加入氧化剂才能发生,故选C;
D.,元素化合价不变,没有发生氧化还原反应,故不选D;
答案选C。
题型八 守恒规律及应用
【典例8】(23-24高一下·江苏无锡·阶段练习)0.4molCu与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化),生成8.96L和NO的混合气体,下列选项正确的是
A.转移电子是0.4mol
B.硝酸的浓度是2.4mol/L
C.生成0.1mol
D.在标准状况下若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中,通入一定量的氧气充分反应,则通入氧气的体积为8.96L
【答案】B
【分析】铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、水、NO2,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐降低,与铜反应生成硝酸铜、水、NO。
【解析】A.0.4mol与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应,由0价升到+2价,0.4mol完全反应转移电子是0.8mol,A错误;
B.8.96L和NO的混合气体为,0.4mol与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应,参加反应的硝酸生成硝酸铜、NO、NO2,根据N元素守恒, ,,B正确;
C.设混合气中为,NO为,0.4mol失去0.8mol电子,HNO3生成,NO得到电子为根据电子守恒可得,列方程组,解得,,C错误;
D.若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中,通入一定量的氧气充分反应,则发生反应、,0.4mol混合气体消耗氧气为,标准状况下体积为,D错误;
故答案为:B。
【变式8-1】(24-25高一上·吉林长春·阶段练习)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。则还原产物中元素R的价态是
A.+1价 B.+2价 C.+3价 D.+4价
【答案】A
【解析】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A。
【变式8-2】(23-24高一下·安徽合肥·期中)将25.6g铜与一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生混合气体11.2L(标准状况),则整个反应过程中消耗总的物质的量为
A.1mol B. C.1.6mol D.1.3mol
【答案】D
【解析】Cu与浓硝酸的反应为4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑,硝酸浓度减小后发生反应:3Cu+8HNO3(稀)=2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O。按照原子守恒,HNO3的总物质的量=n(NO2)+n(NO)+n()。已知NO、NO2混合气混合体11.2L(标准状况)即n(NO2)+n(NO)= =0.5mol。25.6g铜物质的量为==0.4mol,则=0.8mol。则HNO3的总物质的量=n(NO2)+n(NO)+n()=0.5+0.8=1.3mol,故选D。
题型九 氧化还原反应方程式的配平
【典例9】(25-26高一上·安徽阜阳·阶段练习)Na2O用途广泛,常用作催化剂、脱水剂。利用金属钠可制备Na2O,有关化学方程式如下:
ⅰ.Na+Na2O2→Na2O(未配平)
ⅱ.Na+NaNO3→Na2O+N2↑(未配平)
下列说法错误的是
A.按照物质组成分析,Na2O、Na2O2均属于氧化物
B.反应ⅰ、ⅱ均为氧化还原反应
C.氧化性:Na2O<NaNO3<Na2O2
D.配平后反应ⅱ的化学计量数依次为10、2、6、1
【答案】C
【解析】A.Na2O和Na2O2均由Na和O两种元素组成,属于氧化物,A正确;
B.反应ⅰ中Na(0→+1)被氧化,O(-1→-2)被还原;反应ⅱ中Na(0→+1)被氧化,N(+5→0)被还原,均存在化合价变化,属于氧化还原反应,B正确;
C.反应ⅰ中Na2O2为氧化剂,其氧化性大于氧化产物Na2O;反应ⅱ中NaNO3为氧化剂,其氧化性大于氧化产物Na2O,但从上述信息无法比较Na2O2与NaNO3的氧化性,C错误;
D.根据氧化还原反应配平可知,反应ⅱ中Na的化合价由0价变为+1价,N的化合价由+5价变为0价,该反应方程式为:10Na + 2NaNO3 → 6Na2O + N2↑,化学计量数正确,D正确;
故答案为:C。
方|法|点|拨
三种配平技巧
(1)倒配法:氧化剂与还原剂是同一物质的反应可用倒配法。
(2)补加法:部分被氧化或被还原的反应可用补加法
即得:3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)电荷守恒法:某些离子方程式可借助电荷守恒配平有关离子的化学计量数
即得 :5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
【变式9-1】(25-26高一上·河南·阶段练习)已知离子方程式:。a、b、n分别为
A.2、5、3 B.2、3、5 C.5、2、3 D.5、3、2
【答案】D
【解析】由电荷守恒推断可知,n=2,则被还原为Mn2+,每个Mn原子获得5e-,被氧化为,每个S原子失去2e-。电子守恒需最小公倍数10,故系数为2,系数为5;配平H+和H2O:反应需6H+生成3H2O,故最终配平式为,由此得a=5,b=3,n=2。
故选D。
【变式9-2】(25-26高一上·全国·课堂例题)配平下列方程式
(1)____KMnO4 +_____HCl =_____MnCl2 +____KCl +___Cl2↑+ _____H2O。
(2)_____+_____Fe2+ +_____H+=_______Cr3+ +_______Fe3+ +_______H2O。
【答案】(1)2;16;2;2;5;8
(2)1;6;14;2;6;7
【解析】(1)Mn元素化合价由+7降至+2,部分Cl元素的化合价由-1升至0,根据化合价升降守恒知,KMnO4、MnCl2 前均配2,Cl2前配5,根据K元素守恒,KCl前配2,根据Cl元素守恒,HCl前配16,最后根据O元素守恒,H2O的化学计量数为8。故填“2;16;2;2;5;8”。
(2)Cr元素化合价由+6降至+3,Fe元素化合价由+2升至+3,根据化合价升降守恒知,Fe3+、Fe2+前均配6,前配1,Cr3+前配2,据电荷守恒可知,的化学计量数为14,最后根据H元素守恒知,H2O的化学计量数为7。故填“1;6;14;2;6;7”。
基础通关练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(25-26高一上·宁夏·阶段练习)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
【解析】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.(24-25高一上·四川·期中)一种常见的火箭燃料肼[(为-2价),常温下呈液态]与反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A.氧化剂为
B.氧化产物为
C.该反应既属于氧化还原反应,又属于置换反应
D.用双线桥表示电子转移的方向与数目:
【答案】C
【分析】中元素化合价由-2价升高为0价,为还原剂,元素化合价由-1价降低为-2价,为氧化剂,发生氧化反应生成,为氧化产物。
【解析】A.根据分析,为氧化剂,A正确;
B.根据分析,为氧化产物,B正确;
C.反应物和均为化合物,有元素化合价发生变化,该反应属于氧化还原反应,但不属于置换反应,C错误;
D.根据分析,双线桥表示电子转移方向和数目正确,D正确;
故选C。
3.(24-25高一上·河北石家庄·期中)下列说法正确的是
A.越难失去电子的物质,就越易得电子
B.在氧化还原反应中金属单质一定作还原剂,非金属单质一定作氧化剂
C.2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+SFeS,说明Cl2的氧化性强于S
D.浓、稀硝酸与铜反应,分别被还原为NO2、NO,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
【答案】C
【解析】A.越难失去电子的物质,不一定越易得电子,例如稀有气体元素不容易得、失电子,A错误;
B.在氧化还原反应中金属单质一定作还原剂,非金属单质不一定作氧化剂,例如氢气还原氧化铜反应中氢气为还原剂,B错误;
C.与变价金属反应生成化合物中金属的价态越高,非金属的氧化性越强,氯气将铁氧化为高价而硫只能将铁氧化为较低价,故氧化性:Cl2>S,C正确;
D.氧化性与得到电子难易程度有关,与得到电子多少无关,浓、稀硝酸与铜反应,分别被还原为NO2、NO,不能说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸,D错误;
故选C。
4.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)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
【解析】
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。
5.(25-26高一上·宁夏·阶段练习)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
【解析】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。
6.(25-26高一上·湖北武汉·阶段练习)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。
【解析】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。
7.(25-26高一上·重庆·阶段练习)在Zn、ZnO、ZnCO3、盐酸、CuCl2和KCl溶液六种物质中,每两种物质反应能生成ZnCl2的氧化还原反应有
A.0种 B.1种 C.2种 D.3种
【答案】C
【解析】1. Zn与盐酸:反应为Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑,Zn的化合价从0升至+2(氧化),H的化合价从+1降至0(还原),属于氧化还原反应。
2. Zn与CuCl2溶液:反应为Zn + CuCl2 → ZnCl2 + Cu,Zn的化合价从0升至+2(氧化),Cu的化合价从+2降至0(还原),属于氧化还原反应。
其他组合(如ZnO、ZnCO3与盐酸)虽生成ZnCl2,但无化合价变化,属于复分解反应,不符合题意。综上,共有2种符合条件;
答案选C。
8.(25-26高一上·四川·阶段练习)亚硝酸钠具有致癌作用,许多腌制食品中含。酸性溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为(未配平),下列叙述错误的是
A.生成1个,转移5个电子 B.该反应中氮元素被氧化
C.配平后,水的化学计量数为3 D.反应中氧化产物与还原产物的粒子个数之比为2:5
【答案】D
【分析】根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,配平离子方程式为,据此解题。
【解析】A.反应过程中,Mn元素的化合价由+7价降至+2价,生成1个,转移5个电子,A正确;
B.N元素的化合价由+3价升至+5价,N元素化合价升高被氧化,B正确;
C.根据分析可知,配平后,水的化学计量数为3,C正确;
D.根据上述分析,为还原产物,为氧化产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为,物质的量之比等于粒子个数之比,D错误;
故答案选D。
二、填空题
9.(24-25高一上·河北张家口·期中)中华优秀传统文化及工艺对人类文明贡献巨大,请运用化学知识回答下列问题。
(1)“打树花”是张家口蔚县暖泉镇的民俗文化活动,将熔化的铁水泼洒到古城墙上。溅出万朵火花,犹如枝繁叶茂的树冠,故称为“树花”,城墙上也留下了斑斑锈迹。其中涉及的化学反应类型是_______。
A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.置换反应
(2)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”涉及的化学反应为。该反应中FeSO4的摩尔质量是 ;112g铁粉中含有的Fe原子数目是 ,若这些铁粉完全反应,析出Cu单质的质量是 。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)宋代《洗冤集录》中记载有“银针探毒”,其原理是。在相同条件下,体积相同的H2S和O2两种气体分子数之比为 ,质量之比为 。上述反应消耗标准状况下5.6LO2时,生成H2O的质量为 ,转移的电子数目为 。
【答案】(1)AC
(2) 152g/mol 2NA 128g
(3) 1:1 17:16 9g NA
【解析】(1)将熔化的铁水泼洒到古城墙上,溅出万朵火花,该过程为铁在高温下与氧气反应生成铁的氧化物,类似铁丝在氧气中燃烧火星四射的反应,属于化合反应,也属于氧化还原反应;城墙上也留下了斑斑锈迹为铁单质发生氧化还原反应生成铁锈氧化铁的结果,故答案为:AC;
(2)FeSO4的摩尔质量为;112g铁粉物质的量为,含有的Fe原子数目2NA;根据化学方程式可知2molFe发生反应生成2molCu,析出Cu单质的质量是,故答案为:152g/mol;2NA;128g;
(3)相同条件下,体积相同的气体的物质的量相等,分子数相等,质量比等于摩尔质量之比;相同条件下体积相同的H2S和O2两种气体分子数之比为1:1;质量比为34:32=17:16;标准状况下5.6LO2为,根据化学方程式可知,当有0.25molO2参与反应生成H2O为0.5mol,质量为,转移的电子为1mol,个数为NA,故答案为:1:1;17:16;9g;NA。
10.(24-25高一上·四川资阳·期中)氧化还原反应在工农业生产、日常生活中具有广泛用途,贯穿古今。
(1)维生素C可以将Fe3+转化为Fe2+,说明维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)NH4Cl常用于焊接,在焊接铜器时可用NH4Cl除去铜器表面的氧化铜,其反应如下:
___________CuO+___________NH4Cl___________Cu+___________CuCl2+___________N2↑+___________H2O
①配平上述氧化还原反应 。
②该反应中,氧化剂是 (填化学式)。
(3)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业上制备ClO2的反应为:2NaClO3+4HCl = 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①反应中的还原产物是 (写化学式);HCl在反应中体现的性质为 、 。
②用单线桥标出反应中电子转移的方向和数目 。
【答案】(1)还原性
(2) 4CuO+2NH4Cl=3Cu+CuCl2+N2+4H2O CuO
(3) ClO2 还原性 酸性
【解析】(1)维生素C可以将Fe3+转化为Fe2+,Fe元素化合价在反应后降低,得到电子被还原,说明维生素C具有还原性;故答案为还原性。
(2)①Cu元素化合价由反应前CuO中+2价降低为反应后Cu单质的0,降低2价;N元素的化合价由反应前NH3中的- 3价升高为N2的0,升高3×2=6价,化合价升降总数相等,可知CuO、Cu前边的系数是3,NH4Cl的系数是2,N2的系数是1,再结合原子守恒可知,反应为4CuO+2NH4Cl=3Cu+CuCl2+N2+4H2O,故答案为:4CuO+2NH4Cl=3Cu+CuCl2+N2+4H2O。
②在该反应中,N元素化合价升高,失去电子被氧化,Cu元素化合价降低,得到电子被还原,Cu元素得到电子,则CuO为氧化剂,故答案为CuO。
(3)①该反应中NaClO3得电子被还原,生成的C1O2为还原产物;在参加反应的四个HCl中,2个HCl中Cl失去电子被氧化产生Cl2,HCl是还原剂,表现还原性;2个HCl起酸的作用,表现酸性,提供酸根阴离子,用于与金属阳离子Na+结合形成盐NaCl,HCl在反应中体现的性质为还原性和酸性;故答案为C1O2;还原性;酸性。
②该反应中NaClO3得2个电子转化为ClO2,部分HCl失去其2个电子转化为Cl2,用单线桥表示的化学方程式为;故答案为。
重难突破练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(23-24高一上·北京·期中)以太阳能为热源,可高效、无污染的制取氢气,其过程如下图所示。
下列说法中,不正确的是
A.H2可以作清洁能源
B.过程I的反应中,生成物只有H2SO4
C.过程I、Ⅱ均为氧化还原反应
D.制取H2的过程中,I2可以循环利用
【答案】B
【解析】A.H2燃烧产物为水,可以作清洁能源,A正确;
B.过程I的反应为I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,生成物有HI、H2SO4,B错误;
C.过程I的反应为I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,Ⅱ为2HI=H2+I2,均存在化合价变化,为氧化还原反应,C正确;
D.制取H2的过程中,I2先消耗,然后又生成,可以循环利用,D正确;
故选B。
2.下列相关说法正确的是
化学反应方程式
相关说法
A
KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
单线桥:
B
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
氧化性:Cu>Fe2+
C
4CuO2Cu2O+O2↑
每生成1个O2,转移2个电子
D
____ClO-+_____Fe3++__OH-=___+ _____Cl-+______H2O
化学计量数依次为: 3,2,10,2,3,5
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】
A.在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,Cl元素化合价由反应前KClO3中的+5价变为反应后Cl2中的0价,化合价降低5价,得到电子5e-;Cl元素化合价由反应前HCl中的-1价变为反应后Cl2中的0价,化合价升高1×5=5价,失去电子5e-,用单线桥法表示电子转移为,A错误;
B.在反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+中,Fe3+为氧化剂,Cu2+为氧化产物;Cu为还原剂,Fe2+为还原产物,所以还原性:Cu>Fe2+,B错误;
C.在反应4CuO2Cu2O+O2↑中,Cu元素化合价降低4×1=4价,O元素化合价升高2×2=4价,由于反应过程中电子转移数目等于反应过程中元素化合价升降数目,因此每生成1个O2,转移4个电子,C错误;
D.在反应____ClO-+_____Fe3++__OH-=___+ _____Cl-+______H2O中,Fe元素化合价升高3价,Cl元素化合价降低2价,元素化合价升降最小公倍数是6,所以Fe3+、的系数是2,ClO-、Cl-的系数是3,根据电荷守恒可知OH-的系数是10,最后根据H元素守恒可知:H2O的系数是5,则配平后化学方程式为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2+ 3Cl-+5H2O,故配平后化学方程式中相应物质的化学计量数依次为: 3,2,10,2,3,5,D正确;
故合理选项是D。
3.(24-25高一下·湖南长沙·期中)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中回收S,其转化如图所示(不溶于水)。下列说法不正确的是
A.过程②中,每生成的S单质,转移
B.过程②中,作还原剂
C.过程③中,各元素化合价均未改变
D.回收S的总反应为
【答案】C
【分析】由图可知,转化过程中发生了三个反应:①H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;②CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S;③4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,由2①+2②+③可以推出总反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O。
【解析】A.根据图中转化可知,反应②过程中,Fe3+将CuS氧化为S,自身被还原为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可确定反应的离子方程式为CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S,则可得到关系式:,每生成的S单质,转移,A正确;
B.过程②中涉及的离子方程式为CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S,CuS中的S元素化合价为-2,生成物中的S元素化合价为0,S元素的化合价升高,则CuS为还原剂,B正确;
C.反应③过程中,氧气将亚铁离子氧化为铁离子而自身被还原为水,反应前后铁元素、氧元素的化合价发生了改变,C错误;
D.图中箭头指入的为反应物,箭头指出的为生成物,结合分析可知,总反应方程式为,D正确;
故选C。
4.(24-25高一上·安徽·期中)已知:(未配平),下列有关该反应的说法错误的是
A.氧化产物与还原产物的化学计量数之比为3:2
B.该反应中K2Cr2O7发生氧化反应
C.每生成1个Cl2分子转移2个电子
D.由反应可知氧化性:K2Cr2O7>Cl2
【答案】B
【分析】在反应中,K2Cr2O7为氧化剂,HCl表现出酸性和还原性,CrCl3是还原产物,Cl2是氧化产物。
【解析】A.由分析可知,CrCl3是还原产物,Cl2是氧化产物,依据得失电子守恒可建立关系式:3Cl2——2CrCl3,则氧化产物与还原产物的化学计量数之比为3:2,A正确;
B.该反应中,K2Cr2O7是氧化剂,发生还原反应,B错误;
C.在反应中,Cl元素由-1价升高到0价,则每生成1个Cl2分子转移2个电子,C正确;
D.由反应可知,K2Cr2O7是氧化剂,Cl2是氧化产物,则氧化性:K2Cr2O7>Cl2,D正确;
故选B。
5.(24-25高一上·浙江·期中)化学在解决环境污染问题中有十分重要的作用,空气污染物中存在的NO可以被含Ce4+的溶液吸收,反应的离子方程式为:,下列说法不正确的是
A.Ce4+在反应过程中得到电子 B.NO是该反应的还原剂
C.每生成,转移3mol电子 D.和都是氧化产物
【答案】C
【分析】反应中,Ce4+转化为Ce3+,得电子作氧化剂,发生还原反应,NO中的N元素由+2价升高到+3、+5价,失电子作还原剂,发生氧化反应。
【解析】A.反应中,Ce4+转化为Ce3+,得电子作氧化剂,A正确;
B.NO中的N元素由+2价升高到+3、+5价,则NO是该反应的还原剂,B正确;
C.生成1mol转移电子的物质的量除了生成的3mol电子,还有生成的1mol电子,共4mol电子,C不正确;
D.NO是还原剂,则和都是氧化产物,D正确;
故选C。
6.(24-25高一上·浙江温州·期中)下表是关于四个反应的相关信息,下列结论正确的是
序号
①
②
③
④
氧化剂
还原剂
(浓)
其它反应物
/
/
/
氧化产物
?
还原产物
A.反应①的氧化产物和还原产物是同一种物质
B.氧化性比较:
C.②、④反应生成相同状况下等体积的气体,消耗的的物质的量不同
D.利用③、④反应制备等量的,消耗物质的量的比例为1:1
【答案】A
【解析】A.反应①为Cl2+2FeCl2=2FeCl3,氧化产物和还原产物均为FeCl3,A正确;
B.反应①离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-可知,Cl2是氧化剂,Fe3+为氧化产物,故氧化性Cl2>Fe3+,B错误;
C.反应②中Mn元素化合价由+7价变为+2价、O元素由-1价变为0价,方程式为2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=5O2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O,反应④中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价,方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O,从方程式可知,②、④反应生成相同状况下等体积的气体,消耗的KMnO4的物质的量相同,C错误;
D.反应③的方程式为KClO3+ 6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,反应④的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O,利用③、④反应制备等量的Cl2,消耗HCl物质的量的比例为5:8,D错误;
故答案选A。
7.(24-25高一上·重庆·期中)在某酸性溶液中,分别用相同个数的、、、氧化足量的(),已知其自身的变化规律为:,,,,得到最多的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.1mol被还原生成,转移3mol电子,则根据得失电子守恒,氧化足量的生成1.5mol;
B.1mol被还原生成,转移6mol电子,则根据得失电子守恒,氧化足量的生成3mol;
C.1mol被还原生成,转移3mol电子,则根据得失电子守恒,氧化足量的生成1.5mol;
D.1mol被还原生成,转移2mol电子,则根据得失电子守恒,氧化足量的生成1mol;
综上,在某酸性溶液中,分别用相同个数的、、、氧化足量的(),已知其自身的变化规律为:,,,,得到最多的是,故选B。
8.(24-25高一上·广东·期中)某化学小组对离子方程式进行分析研究,下列叙述正确的是
A.被还原的元素有O B.
C., D.该反应中,氧化性:
【答案】C
【分析】方程式配平有:。
【解析】A.O元素化合价未发生变化,A错误;
B.N从+2价到+5价,升高3价,Mn从+7价到+2价,降低5价,根据得失电子守恒,,B错误;
C.根据电子得失守恒配平,有,,C正确;
D.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故有氧化性:,D错误;
答案选C。
二、填空题
9.(24-25高一上·陕西汉中·期中)氧化还原反应是一类重要的反应,在生产生活中应用广泛。
Ⅰ.某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路,化学反应原理为。
(1)写出在水溶液中的电离方程式: 。
(2)该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应,判断依据是 。
(3)在该反应中显示出来的性质是 (填“还原性”或“氧化性”)。
Ⅱ.管道工人利用反应:可检验氯气管道是否漏气。
(4)该反应中还原剂是 (填化学式,下同),还原产物是 。
(5)用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目: 。
Ⅲ.硫化氢()是一种有毒有害的气体。处理某废气中的是将废气与空气混合通入、、的混合液中(已知CuS难溶于水),其转化流程如图所示。
(6)过程③发生的离子反应方程式为 。
(7)流程图可推知、、S的氧化性由强到弱的顺序为 。
(8)该转化过程可以回收硫,反应一段时间后溶液中数目 (填“不变”、“增加”或“减少”)。
【答案】(1)
(2) 是 反应中有元素的化合价改变或有电子转移
(3)氧化性
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)不变
【解析】(1)CuCl2属于盐,完全电离,CuCl2在水溶液中的电离方程式为:。
(2)应中铁元素、铜元素化合价发生了改变,有电子转移,是氧化还原反应。
(3)FeCl3在该反应中铁元素化合价降低,做氧化剂,显示出来的性质是氧化性。
(4)在反应中8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,N元素化合价升高,还原剂是NH3,还原产物是NH4Cl。
(5)
反应中,Cl元素化合价降低,共降低6价,电子转移数目为6,用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目为:。
(6)由图可知,过程③中Fe3+和CuS反应生成S和Fe2+、Cu2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平发生的离子反应方程式为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+。
(7)氧化性:氧化剂大于氧化产物,反应①中O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,说明氧化性:O2>Fe3+,反应③中Fe3+将CuS氧化为S,Fe3+、O2、S的氧化性由强到弱的顺序为:O2>Fe3+>S。
(8)由图可知,该转化过程可以回收硫,Cu2+在整个过程中,先消耗,后生成,起催化剂作用,反应一段时间后溶液中Cu2+数目不变。
10.(24-25高一上·上海·期中)生活中,人们常用双氧水对外伤进行清理消毒,其主要成分为过氧化氢,在化学上也有着诸多用途,被称为绿色氧化剂,回答下列问题。
有以下4个涉及H2O2的反应:
A.H2O2 + Ba(OH)2 = BaO2 + 2H2O
B.Ag2O + H2O2 = 2Ag + O2↑+ H2O
C.2H2O2 = 2H2O + O2↑
D.3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2SO4+8H2O
(1)以上反应属于图中阴影部分所表示的反应类型的是 。
(2)反应D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)由反应D可推测出该反应体系中的物质的氧化性: > 。
在H2O2的参与下,S2O(硫代硫酸根)可以与Fe2+反应制备Fe2O3纳米颗粒。反应为:Fe2++S2O+H2O2 +OH-=Fe2O3+S2O+H2O(未配平),已知S2O与Fe2+的物质的量之比为1:2。
(4)下列关于该反应的说法中正确的是___________。
A.该反应中还原剂只有S2O
B.已知生成的Fe2O3纳米颗粒直径为10纳米,则Fe2O3纳米颗粒为胶体
C.该反应中H2O2只作氧化剂
D.该反应需要在碱性条件下进行
(5)下列离子在H2O2溶液中能大量共存的是___________。
A.Cl-、NO、K+、Na+ B.HCO、H+、SO、K+
C.SO、Fe2+、Na+、Cl- D.K+、NO、SO、Ba2+
(6)晨晨同学研究亚铁盐与H2O2 溶液的反应。取2 mL 5%H2O2 溶液于试管中,加入5滴FeSO4(pH=3)溶液,溶液立即变为棕黄色,并放出热量,反应混合物颜色加深变为红褐色,该混合物有丁达尔现象,测得反应后溶液pH=1.4,上述实验中产生红褐色物质的离子方程式是 。
(7)H2O2 可消除采矿业废液中的剧毒氰化物KCN(N为-3价),生成一种酸式盐A和一种碱性气体,反应中被氧化的元素是 ,A的化学式为 。
(8)双氧水曾在文艺复兴时期的油画修复中发挥很大的作用,请配平相关方程式并用单线桥法标出电子转移方向和数目 。
___________H2O2 + ___________PbS(黑色) = ___________PbSO4(白色)+___________ H2O
【答案】(1)BD (2)3:1 (3) H2O2 K2CrO4 (4)CD (5)A (6)2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(胶体)+4H+ (7) +2价的C元素或 KHCO3 (8)
【解析】(1)图中阴影部分表示非置换反应、分解反应和化合反应的氧化还原反应,Ag2O + H2O2 = 2Ag + O2↑+ H2O和3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2SO4+8H2O符合要求,故选BD。
(2)3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2SO4+8H2O中Cr元素化合价上升,H2O2中O元素由-1价下降到-2价,则H2O2是氧化剂,Cr2(SO4)3是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1。
(3)3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2SO4+8H2O中Cr元素化合价上升,H2O2中O元素由-1价下降到-2价,则H2O2是氧化剂,K2CrO4是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,则氧化性:H2O2> K2CrO4。
(4)A.该反应中的S元素化合价上升,Fe元素化合价由+2价上升到+3价,该反应中还原剂除了,还有Fe2+,A错误;
B.胶体是混合物,Fe2O3纳米颗粒直径为10纳米,Fe2O3纳米颗粒不是胶体,B错误;
C.该反应中H2O2的O元素化合价由-1价下降到-2价,H2O2只作氧化剂,C正确;
D.在酸性环境中会发生歧化反应生成S和SO2,该反应需要在碱性条件下进行,D正确;
故选CD。
(5)A.Cl-、、K+、Na+均不和H2O2反应,能在H2O2溶液中能大量共存,A选;
B.和H+反应生成CO2和H2O,不能在溶液中大量共存,B不选;
C.Fe2+会和H2O2发生氧化还原反应,不能在H2O2溶液中能大量共存,C不选;
D.和Ba2+会反应生成沉淀,不能在溶液中大量共存,D不选;
故选A。
(6)由题意知,取2 mL 5%H2O2 溶液于试管中,加入5滴FeSO4(pH=3)溶液,溶液立即变为棕黄色,并放出热量,反应混合物颜色加深变为红褐色,该混合物有丁达尔现象,说明生成了Fe(OH)3胶体,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(胶体)+4H+。
(7)H2O2 可消除采矿业废液中的剧毒氰化物KCN(N为-3价),生成一种酸式盐A和一种碱性气体,该碱性气体为NH3,KCN中C元素为+2价,H2O2为氧化剂,O元素由-1价下降到-2价,则C元素由+2价上升到+4价,反应中被氧化的元素是+2价的C元素或,由质量守恒定律可知,反应前后的元素守恒、原子个数守恒,则A的化学式为KHCO3。
(8)
该反应中O元素由-1价下降到-2价,S元素由-2价上升到+6价,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式并用单线桥法标出电子转移方向和数目为:。
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专题06 氧化还原反应
考查重点
命题角度
氧化还原反应的有关概念
氧化还原反应的判断;氧化还原反应的概念及关系;氧化还原反应电子转移的表示方法
氧化剂、还原剂
氧化剂、还原剂的判断;氧化性、还原性强弱比较;
氧化还原反应的规律
氧化还原反应规律及应用
氧化还原反应的有关计算
有关氧化还原反应的简单计算;电子守恒法在化学反应中的应用
氧化还原反应的书写与配平
氧化还原反应方程式的配平及应用;信息型氧化还原反应方程式的书写
一、氧化还原反应概念
1.氧化还原反应特征及实质
(1)氧化还原反应的特征是 。
(2)氧化还原反应的实质是 。
(3)有关概念:
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指 的性质(或能力);还原性是指 的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的 程度,与得、失电子数目的 无关。
如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
特|别|提|醒
氧化还原反应概念间的关系
熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”——氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化。
氧化还原反应中的4个“不一定”
(1)一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如C2+H2O===H+中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
特殊氧化还原反应
(1)部分氧化还原反应:氧化还原反应中的某种反应部分被氧化或被还原。如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(HCl:1/2还原性,1/2酸性)
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(HNO3:1/4氧化性,3/4酸性)
(2)歧化反应:同种物质Cl2、Na2O2在反应中均既体现氧化性,又体现还原性。如:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
(3)归中反应:不同物质中的同种元素发生氧化还原反应生成同种产物。如:
2HCl+NaClO=NaCl+Cl2↑+H2O、KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O(Cl元素)
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法:用两条线桥来表示氧化还原反应中元素化合价变化或电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系。
②连线桥:用带箭头的线由反应物指向生成物,且对准同种元素。
③标得失:标出“失去”或“得到”电子的总数,且得失电子总数相等。
实例分析
表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程,同时清楚地表示出了得失电子的情况。上述反应中CuO中Cu元素得电子为“2×2e-”,前一个“2”表示有2个Cu2+得电子,后一个“2e-”,表示一个Cu2+得2个电子,共得4个电子。
特点
2.单线桥法:用一条线桥来表示氧化还原反应中元素原子间的电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系,进而确定转移电子数目。
②连单线:箭头从还原剂中化合价升高的元素出发,指向氧化剂中化合价降低的元素。
③标得失:标出电子转移的总数。
实例分析
特点
①单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂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。如图:
特|别|提|醒
1.双线桥法
(1)箭头表示“生成”,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”。
(4)被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。如:。
2.单线桥法
(1)表示的是还原剂和氧化剂之间电子转移的情况。
(2)箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样,也不能写成“x×ye-”。如:
3.单、双线桥法比较
(1)氧化还原反应存在着对立统一的关系:元素化合价有升必有降,电子有失必有得,有氧化必有还原。
(2)表示氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
三、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物
(1)还原剂:在反应时,所含元素化合价升高,即失电子(电子对偏离)的反应物,生成物是氧化产物
(2)氧化剂:在反应时,所含元素化合价降低,即得电子(电子对偏向)的反应物,生成物是还原产物。
(3)关系:
2.常见的氧化剂(还原产物)和还原剂(氧化产物)
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂
对应的常见还原产物
活泼非金
属单质
Cl2、Br2
O2、O3
变价元素处于高价态的化合物或离子
某些氧化物
MnO2
Mn2+
H+
稀硫酸、盐酸、醋酸
H2
氧化性酸
HNO3
浓硫酸
HClO
Cl-
盐
Fe3+
KMnO4(H+)
过氧化物
H2O2、Na2O2
高考关注
的氧化剂
PbO2、高铁酸盐(如K2FeO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、LiCoO2、NO2、S2、H2O2等
(2)常见的还原剂
常见的还原剂
对应的常见氧化产物
活泼金属单质
Na、Al、Zn、Fe
Na+、Al3+、Zn2+、Fe2+或Fe3+
某些非金属单质
H2、C、S
、 、
变价元素处于较低价态的化合物或离子
氧化物
CO
SO2
SO3或S
氢化物
NH3
NO
H2S
离子
S
S
Fe2+
I-、Br-
、
过氧化物
H2O2、Na2O2
O2
高考关注的还原剂
Mg、Sn、HI、Na2S等
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
SO
H2O2
3.氧化还原反应强弱规律及应用
(1)氧化性、还原性强弱的比较方法
①根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
②根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
③据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
(2)氧化性、还原性强弱的比较规律
①氧化性
一般规律:元素非金属性越 ,其单质的氧化性越 ;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越 。
②还原性
一般规律:元素金属性越 ,其单质的还原性越 ;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越 ;电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。
(3)先后规律及应用
①同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性: > ,所以 先与Cl2反应。
②常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
4.氧化还原反应的价态规律
价态归中规律思维模型
含不同价态的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 现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
5.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如 、 、 和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
6.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为 ,还原剂为 ,氧化产物和还原产物都为 。
特|别|提|醒
1.氧化剂和还原剂比较
反应物
氧化剂
还原剂
定义
氧化还原反应中,得到电子(或电子对偏向)的物质
氧化还原反应中,失去电子(或电子对偏离)的物质
反应中表现的性质
体现氧化性
体现还原性
发生的变化
氧化剂所含元素的化合价降低,发生还原反应
还原剂所含元素的化合价升高,发生氧化反应
常见实例
①活泼非金属单质,如Cl2、O2等。
②高价或较高价含氧化合物,如浓硫酸、硝酸、高锰酸钾等。
③高价金属阳离子,如Fe3+等。
①一些非金属单质,如H2、C等。
②活泼或较活泼的金属单质,如Al、Zn、Fe等。
③较低价的化合物,如CO、SO2、H2S及其盐、H2SO3及其盐、HI及其盐等。
2.特点:有的反应中,氧化剂或还原剂可能是二种反应物,如S+2KNO3+3C=K2S+3CO2+N2;元素价态发生升高的元素可能两种,如Cu2S+O2―→CuO+SO2;有的产物可能既是氧化产物又是还原产物,如HgS+O2―→HgO+SO2。
3.氧化性和还原性:有多种价态的元素,其高价态的化合物可能具有氧化性,在氧化还原反应中可作氧化剂;其低价态的化合物可能具有还原性,在氧化还原反应中可作还原剂;其中间价态的化合物,在不同的化学反应中可能表现出氧化性,也可能表现出还原性。
四、氧化性和还原性强弱的比较
1.物质的氧化性及还原性与核心元素化合价关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有氧化性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有氧化性又有还原性
最低价
、、K
只有还原性
2.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较:
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe>Cu,在反应中Fe是还原剂,Cu是还原产物。
(2)根据氧化还原反应方程式比较:
(氧化性强) (还原性强) (还原性较弱) (氧化性较弱)
结论:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物
(3)根据反应条件来判断: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。如:
①已知:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
则氧化性:KMnO4>MnO2。
②Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al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:当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。如:2Fe+3Cl22FeCl3, Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
特|别|提|醒
1、影响物质氧化性和还原性的其它因素
浓度
同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越强。
氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3;还原性:浓HCl>稀HCl。
温度
同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
酸碱性
同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。
氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
2、元素化合价与歧化反应
思维模型
“中间价―→高价+低价”
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
应用
①判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
五、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步骤
(1)配平原则—“三守恒”
①电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数;
②原子守恒:即质量守恒,反应前后原子的种类和个数不变 ;
③电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
(2)一般步骤(以浓硫酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例)
①标变价——写出反应物和生成物的化学式,并标出反应前后化合价发生变化的元素的化合价。
②列得失——列出化合价的升、降数或用双线桥标出电子转移的方向和数目。
或
③求总数——求最小公倍数使化合价升降总数或电子转移总数相等。
或
④配系数——确定氧化剂、还原剂或氧化产物、还原产物的化学计量系数,观察法配平其它物质系数。并注明气体符号,反应条件,将单线改为双线。
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
⑤查守恒——检查质量、电荷、得失电子是否守恒。
(3)氧化剂和还原剂的判断方法——价态法
①有多种价态的元素,其高价态的化合物(如FeCl3、浓H2SO4、KMnO4等)可能具有氧化性,在氧化还原反应中可作氧化剂;
②其低价态的化合物(如H2S、CO、NH3等)可能具有还原性,在氧化还原反应中可作还原剂;
③其中间价态的化合物(如Na2O2、Na2SO3、SO2等)在不同的化学反应中可能表现出氧化性,也可能表现出还原性。
2.氧化还原反应方程式配平技巧
(1)正向配平法
①氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,以反应物为基准从左边配平。
②归中反应(变价元素只有一种,“高价+低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。
③实例:___ __HCl(浓)+___ ___MnO2___ ___Cl2↑+___ ___MnCl2+___ ___H2O
(2)逆向配平法
①适用对象:氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变的;自身氧化还原反应;歧化反应(变价元素只有一种,中间价→高价+低价)。
②方法:从右边生成物着手配平,即:选择氧化产物、还原产物为基准物质。
③实例:___ ____Cl2+____ ____KOH===___ ____KCl+___ ____KClO3+____ ___H2O
(3)缺项配平法
①概念:某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项),它们一般为水、酸、碱。
②思路:a.先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物;
b.再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子),若反应物缺正电荷,一般加H+,生成物加水;若反应物缺负电荷,一般加OH-,生成物加水。
c.最后观察配平其他物质系数。
③配平方法
a.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。
b.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-
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H+
酸性溶液或酸碱性未知
组合三
OH-
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性溶液或酸碱性未知
c.常见几种组合
d.奇数配偶法:适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如S+C+KNO3CO2↑+N2↑+K2S,反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将KNO3乘以2,然后用观察法配平得:S+3C+2KNO33CO2↑+N2↑+K2S。
e.整体配平法:如果反应物中某物质各元素化合价同升或同降,可将其作为一个整体找出化合价升降总数,再根据化合价升降法进行配平。
④实例:__ ___Mn2++__ ___ClO+___ ___H2O===__ ___MnO2↓+__ ___Cl2+__ _
特|别|提|醒
1、离子反应型氧化还原反应方程式的配平步骤
(1)根据化合价守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)分析溶液酸碱性,配平电荷(方程式两边电荷总数相等)。若溶液呈酸性,则配H+,若溶液呈碱性,配OH-。
(3)根据质量守恒,检查方程式两边原子个数是否分别相等。
2、缺项氧化还原反应方程式的配平步骤
(1)找出变价元素,利用氧化还原反应方程式的配平方法确定含变价元素物质的化学计量数。
(2)利用原子守恒确定缺项物质是H2O、H+或OH-,在酸性条件下缺H或多O补H+,少O补H2O,在碱性条件下缺H或多O补H2O,少O补OH-。
(3)利用原子守恒或电荷守恒确定缺项物质的化学计量数。
六、氧化还原反应的简单计算及应用
1.氧化还原反应的简单计算
电子守恒概念
氧化还原反应中得失电子总数相等。
【例如】若已知用0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10-3mol的XO还原,判断元素X在产物中的化合价。
【解答】设元素X在还原产物中的化合价为x,则有0.1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=2×10-3mol×(7-x),解得x=4,则元素X反应后的产物为还原产物,化合价为+4价。
一般步骤
①找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。
②找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。
③根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式:n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
常见计算类型
①求氧化剂与还原剂化学计量数之比或质量比。
②计算参加反应的氧化剂或还原剂的质量。
③确定某一元素的价态变化。
④已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比,计算确定产物。
计算的关键
①电子守恒:一般是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,列出守恒关系式求解。
②若是通过计算确定产物,解答的思路是首先根据氧化剂与还原剂的化学计量数之比,然后再由得失电子数守恒,求出化合价的变化,即可写出产物的化学式。
2.信息型氧化还原反应方程式的书写
(1)一般步骤
解题步骤
解题注意事项
第一步:分析物质的氧化性及还原性
根据化合价把元素化合价高的微粒及元素化合价低的微粒分成两类,并比较氧化性微粒的氧化性强弱及还原性微粒的还原性强弱
第二步:书写反应的主体反应物及产物
依据“两强生两弱原理”,把氧化性强的微粒与还原性强的微粒作为反应物,把氧化性弱的微粒与还原性弱的微粒作为生成物
第三步:配平反应主体物质的系数
根据得失电子守恒配平主体物质的系数
第四步:配平其他物质的化学计量数
根据原子守恒、电荷守恒配平其他物质的化学计量数
(2)实例分析
以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下:
写出酸溶1发生反应的化学方程式:_________________________________________。
(1)根据进料信息确定反应物:CuS+MnO2+H2SO4。
(2)根据出料确定生成物:生成物中含有S,后续除锰生成MnCO3,说明酸溶1生成的是S和MnSO4。
(3)根据得失电子守恒配平发生氧化还原反应的物质:CuS+MnO2+H2SO4―→MnSO4+S。
(4)根据质量守恒补充并配平未发生氧化还原反应的物质:CuS+MnO2+2H2SO4===MnSO4+S+2H2O+CuSO4。
(5)检查质量、得失电子是否守恒。
特|别|提|醒
1、“守恒”法在氧化还原反应计算中的应用
(1)电子守恒:电子守恒是指氧化剂得到电子的物质的量(或个数)和还原剂失去电子的物质的量(或个数)相等。反应前后氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数。
(2)质量守恒:质量守恒是指氧化还原反应中反应前后各元素的种类和相应的原子个数不变。
(3)电荷守恒:电荷守恒是指在离子反应中,所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数。即溶液呈电中性。
突破信息型方程式的书写,只要抓住反应本质“得失电子守恒”,利用氧化还原反应配平的方法和技巧,书写就会得心应手。
2、常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂
还原产物预测
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X-
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO-)
Cl-、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2
PbO2
Pb2+
3、常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂
氧化产物预测
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO)
SO
S2-(或H2S)
S、SO2(或SO)、SO
H2C2O4
CO2
H2O2
O2
I-(或HI)
I2、IO
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+
题型一 氧化还原反应的概念及判断
【典例1】(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)下列说法正确的是
A.化合物所含的某种元素处于其最高价态,此化合物不一定具有强氧化性
B.氧化还原反应的本质是元素的化合价发生升降
C.在氧化还原反应中,非金属单质一定作氧化剂
D.元素的单质只能由还原该元素的化合物制得
【变式1-1】(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)在下列反应中,不属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【变式1-2】从海带灰浸取液提取碘单质发生的反应为:,下列有关该反应的说法正确的是
A.发生还原反应 B.得到电子 C.是氧化剂 D.是还原产物
题型二 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【典例2】(24-25高一上·江苏徐州·阶段练习)下列化学反应属于区域3的是
A.
B.
C.
D.
方|法|点|拨
(1)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。
(2)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化(3O22O3)不属于氧化还原反应。
(3)没有单质生成的分解反应,有可能是氧化还原反应。如:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3
【变式2-1】(24-25高一上·江苏淮安·期中)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.
【变式2-2】(22-23高一上·辽宁阜新·阶段练习)下列基本反应类型中,一定不属于氧化还原反应的是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
题型三 氧化还原反应中电子转移的表示方法
【典例3】(24-25高一上·江苏常州·阶段练习)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.
方|法|点|拨
电子转移数目的判断方法
关键是明确反应中元素化合价的变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。
【变式3-1】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-2】(24-25高一上·陕西西安·阶段练习)下列氧化还原反应中电子转移方向和数目表示错误的是
A. B.
C. D.
题型四 氧化剂、还原剂等概念的考查
【典例4】(24-25高一上·江苏扬州·期末)在中点燃时发生反应:。下列说法正确的是
A.是还原剂 B.被还原
C.该反应为置换反应 D.消耗时转移2个电子
方|法|点|拨
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe。
【变式4-1】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)下列与水相关的化学反应中,属于氧化还原反应且水既不是氧化剂又不是还原剂的是
A.碳与水蒸气在高温下反应制取氢气
B.氧化钙与水反应制取氢氧化钙
C.电解水生成氢气和氧气
D.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气
【变式4-2】有关反应的说法正确的是
A.是还原剂 B.得到电子
C.是氧化剂 D.发生还原反应
题型五 单线桥法表示电子转移的方向和数目
【典例5】(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)下列化学用语书写正确的是
A.中子数比质子数多1的磷原子:
B.的电离方程式:
C.的离子结构示意图为:
D.还原CuO反应中电子的转移:
方|法|点|拨
两种“线桥”的比较
(1)双线桥法的“线桥”从反应物到产物,单线桥法的“线桥”只连反应物。
(2)表示氧化还原反应中化合价升降、物质被氧化或被还原等时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
【变式5-1】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)化学有自己独特的语言。下列化学用语表达正确的是
A.水溶液中,的电离方程式:
B.水溶液中,的电离方程式:
C.用单线桥表示电子转移过程:
D.钠的原子结构示意图:
题型六 氧化性、还原性强弱比较
【典例6】(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)如图,把碎纸条b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.碎纸条排列的顺序可能是c、d、a、b、e
B.通过该反应可知还原性:
C.氧化剂与还原剂的粒子个数之比为
D.反应中每生成1个转移2个电子
方|法|点|拨
物质氧化性和还原性比较的一般思路
【变式6-1】(24-25高一下·江苏南通·期中)、是实验室常见试剂,可发生如下反应。
①
②
已知的结构如图所示。
下列说法正确的是
A.中硫元素的化合价为+7价
B.氧化性:
C.反应②中,氧化剂、还原剂的物质的量之比为
D.溶液需要酸化使用时,可以使用盐酸
【变式6-2】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)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
题型七 价态规律及应用
【典例7】(25-26高一上·江苏·期中)下图所示为Cr元素的部分化合物的转化图。下列说法不正确的是
A.转化①可以加入NaOH溶液实现
B.转化②可以加入盐酸实现
C.转化③需要加入氧化剂才能实现
D.转化④中发生还原反应
【变式7-1】(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)为实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【变式7-2】下列变化中,必须加入氧化剂才能发生的是
A. B. C. D.
题型八 守恒规律及应用
【典例8】(23-24高一下·江苏无锡·阶段练习)0.4molCu与一定浓度硝酸500mL恰好完全反应(忽略体积变化),生成8.96L和NO的混合气体,下列选项正确的是
A.转移电子是0.4mol
B.硝酸的浓度是2.4mol/L
C.生成0.1mol
D.在标准状况下若将收集的和NO的集气瓶倒立于水槽中,通入一定量的氧气充分反应,则通入氧气的体积为8.96L
【变式8-1】(24-25高一上·吉林长春·阶段练习)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。则还原产物中元素R的价态是
A.+1价 B.+2价 C.+3价 D.+4价
【变式8-2】(23-24高一下·安徽合肥·期中)将25.6g铜与一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生混合气体11.2L(标准状况),则整个反应过程中消耗总的物质的量为
A.1mol B. C.1.6mol D.1.3mol
题型九 氧化还原反应方程式的配平
【典例9】(25-26高一上·安徽阜阳·阶段练习)Na2O用途广泛,常用作催化剂、脱水剂。利用金属钠可制备Na2O,有关化学方程式如下:
ⅰ.Na+Na2O2→Na2O(未配平)
ⅱ.Na+NaNO3→Na2O+N2↑(未配平)
下列说法错误的是
A.按照物质组成分析,Na2O、Na2O2均属于氧化物
B.反应ⅰ、ⅱ均为氧化还原反应
C.氧化性:Na2O<NaNO3<Na2O2
D.配平后反应ⅱ的化学计量数依次为10、2、6、1
方|法|点|拨
三种配平技巧
(1)倒配法:氧化剂与还原剂是同一物质的反应可用倒配法。
(2)补加法:部分被氧化或被还原的反应可用补加法
即得:3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)电荷守恒法:某些离子方程式可借助电荷守恒配平有关离子的化学计量数
即得 :5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
【变式9-1】(25-26高一上·河南·阶段练习)已知离子方程式:。a、b、n分别为
A.2、5、3 B.2、3、5 C.5、2、3 D.5、3、2
【变式9-2】(25-26高一上·全国·课堂例题)配平下列方程式
(1)____KMnO4 +_____HCl =_____MnCl2 +____KCl +___Cl2↑+ _____H2O。
(2)_____+_____Fe2+ +_____H+=_______Cr3+ +_______Fe3+ +_______H2O。
基础通关练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(25-26高一上·宁夏·阶段练习)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.(24-25高一上·四川·期中)一种常见的火箭燃料肼[(为-2价),常温下呈液态]与反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A.氧化剂为
B.氧化产物为
C.该反应既属于氧化还原反应,又属于置换反应
D.用双线桥表示电子转移的方向与数目:
3.(24-25高一上·河北石家庄·期中)下列说法正确的是
A.越难失去电子的物质,就越易得电子
B.在氧化还原反应中金属单质一定作还原剂,非金属单质一定作氧化剂
C.2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+SFeS,说明Cl2的氧化性强于S
D.浓、稀硝酸与铜反应,分别被还原为NO2、NO,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
4.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
5.(25-26高一上·宁夏·阶段练习)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
6.(25-26高一上·湖北武汉·阶段练习)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
7.(25-26高一上·重庆·阶段练习)在Zn、ZnO、ZnCO3、盐酸、CuCl2和KCl溶液六种物质中,每两种物质反应能生成ZnCl2的氧化还原反应有
A.0种 B.1种 C.2种 D.3种
8.(25-26高一上·四川·阶段练习)亚硝酸钠具有致癌作用,许多腌制食品中含。酸性溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为(未配平),下列叙述错误的是
A.生成1个,转移5个电子 B.该反应中氮元素被氧化
C.配平后,水的化学计量数为3 D.反应中氧化产物与还原产物的粒子个数之比为2:5
二、填空题
9.(24-25高一上·河北张家口·期中)中华优秀传统文化及工艺对人类文明贡献巨大,请运用化学知识回答下列问题。
(1)“打树花”是张家口蔚县暖泉镇的民俗文化活动,将熔化的铁水泼洒到古城墙上。溅出万朵火花,犹如枝繁叶茂的树冠,故称为“树花”,城墙上也留下了斑斑锈迹。其中涉及的化学反应类型是_______。
A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.置换反应
(2)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”涉及的化学反应为。该反应中FeSO4的摩尔质量是 ;112g铁粉中含有的Fe原子数目是 ,若这些铁粉完全反应,析出Cu单质的质量是 。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)宋代《洗冤集录》中记载有“银针探毒”,其原理是。在相同条件下,体积相同的H2S和O2两种气体分子数之比为 ,质量之比为 。上述反应消耗标准状况下5.6LO2时,生成H2O的质量为 ,转移的电子数目为 。
10.(24-25高一上·四川资阳·期中)氧化还原反应在工农业生产、日常生活中具有广泛用途,贯穿古今。
(1)维生素C可以将Fe3+转化为Fe2+,说明维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)NH4Cl常用于焊接,在焊接铜器时可用NH4Cl除去铜器表面的氧化铜,其反应如下:
___________CuO+___________NH4Cl___________Cu+___________CuCl2+___________N2↑+___________H2O
①配平上述氧化还原反应 。
②该反应中,氧化剂是 (填化学式)。
(3)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业上制备ClO2的反应为:2NaClO3+4HCl = 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①反应中的还原产物是 (写化学式);HCl在反应中体现的性质为 、 。
②用单线桥标出反应中电子转移的方向和数目 。
重难突破练(测试时间:10分钟)
一、单选题
1.(23-24高一上·北京·期中)以太阳能为热源,可高效、无污染的制取氢气,其过程如下图所示。
下列说法中,不正确的是
A.H2可以作清洁能源
B.过程I的反应中,生成物只有H2SO4
C.过程I、Ⅱ均为氧化还原反应
D.制取H2的过程中,I2可以循环利用
2.下列相关说法正确的是
化学反应方程式
相关说法
A
KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
单线桥:
B
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
氧化性:Cu>Fe2+
C
4CuO2Cu2O+O2↑
每生成1个O2,转移2个电子
D
____ClO-+_____Fe3++__OH-=___+ _____Cl-+______H2O
化学计量数依次为: 3,2,10,2,3,5
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高一下·湖南长沙·期中)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中回收S,其转化如图所示(不溶于水)。下列说法不正确的是
A.过程②中,每生成的S单质,转移
B.过程②中,作还原剂
C.过程③中,各元素化合价均未改变
D.回收S的总反应为
4.(24-25高一上·安徽·期中)已知:(未配平),下列有关该反应的说法错误的是
A.氧化产物与还原产物的化学计量数之比为3:2
B.该反应中K2Cr2O7发生氧化反应
C.每生成1个Cl2分子转移2个电子
D.由反应可知氧化性:K2Cr2O7>Cl2
5.(24-25高一上·浙江·期中)化学在解决环境污染问题中有十分重要的作用,空气污染物中存在的NO可以被含Ce4+的溶液吸收,反应的离子方程式为:,下列说法不正确的是
A.Ce4+在反应过程中得到电子 B.NO是该反应的还原剂
C.每生成,转移3mol电子 D.和都是氧化产物
6.(24-25高一上·浙江温州·期中)下表是关于四个反应的相关信息,下列结论正确的是
序号
①
②
③
④
氧化剂
还原剂
(浓)
其它反应物
/
/
/
氧化产物
?
还原产物
A.反应①的氧化产物和还原产物是同一种物质
B.氧化性比较:
C.②、④反应生成相同状况下等体积的气体,消耗的的物质的量不同
D.利用③、④反应制备等量的,消耗物质的量的比例为1:1
7.(24-25高一上·重庆·期中)在某酸性溶液中,分别用相同个数的、、、氧化足量的(),已知其自身的变化规律为:,,,,得到最多的是
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·广东·期中)某化学小组对离子方程式进行分析研究,下列叙述正确的是
A.被还原的元素有O B.
C., D.该反应中,氧化性:
二、填空题
9.(24-25高一上·陕西汉中·期中)氧化还原反应是一类重要的反应,在生产生活中应用广泛。
Ⅰ.某工厂用溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路,化学反应原理为。
(1)写出在水溶液中的电离方程式: 。
(2)该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应,判断依据是 。
(3)在该反应中显示出来的性质是 (填“还原性”或“氧化性”)。
Ⅱ.管道工人利用反应:可检验氯气管道是否漏气。
(4)该反应中还原剂是 (填化学式,下同),还原产物是 。
(5)用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目: 。
Ⅲ.硫化氢()是一种有毒有害的气体。处理某废气中的是将废气与空气混合通入、、的混合液中(已知CuS难溶于水),其转化流程如图所示。
(6)过程③发生的离子反应方程式为 。
(7)流程图可推知、、S的氧化性由强到弱的顺序为 。
(8)该转化过程可以回收硫,反应一段时间后溶液中数目 (填“不变”、“增加”或“减少”)。
10.(24-25高一上·上海·期中)生活中,人们常用双氧水对外伤进行清理消毒,其主要成分为过氧化氢,在化学上也有着诸多用途,被称为绿色氧化剂,回答下列问题。
有以下4个涉及H2O2的反应:
A.H2O2 + Ba(OH)2 = BaO2 + 2H2O
B.Ag2O + H2O2 = 2Ag + O2↑+ H2O
C.2H2O2 = 2H2O + O2↑
D.3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH = 2K2CrO4 + 3K2SO4+8H2O
(1)以上反应属于图中阴影部分所表示的反应类型的是 。
(2)反应D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)由反应D可推测出该反应体系中的物质的氧化性: > 。
在H2O2的参与下,S2O(硫代硫酸根)可以与Fe2+反应制备Fe2O3纳米颗粒。反应为:Fe2++S2O+H2O2 +OH-=Fe2O3+S2O+H2O(未配平),已知S2O与Fe2+的物质的量之比为1:2。
(4)下列关于该反应的说法中正确的是___________。
A.该反应中还原剂只有S2O
B.已知生成的Fe2O3纳米颗粒直径为10纳米,则Fe2O3纳米颗粒为胶体
C.该反应中H2O2只作氧化剂
D.该反应需要在碱性条件下进行
(5)下列离子在H2O2溶液中能大量共存的是___________。
A.Cl-、NO、K+、Na+ B.HCO、H+、SO、K+
C.SO、Fe2+、Na+、Cl- D.K+、NO、SO、Ba2+
(6)晨晨同学研究亚铁盐与H2O2 溶液的反应。取2 mL 5%H2O2 溶液于试管中,加入5滴FeSO4(pH=3)溶液,溶液立即变为棕黄色,并放出热量,反应混合物颜色加深变为红褐色,该混合物有丁达尔现象,测得反应后溶液pH=1.4,上述实验中产生红褐色物质的离子方程式是 。
(7)H2O2 可消除采矿业废液中的剧毒氰化物KCN(N为-3价),生成一种酸式盐A和一种碱性气体,反应中被氧化的元素是 ,A的化学式为 。
(8)双氧水曾在文艺复兴时期的油画修复中发挥很大的作用,请配平相关方程式并用单线桥法标出电子转移方向和数目 。
___________H2O2 + ___________PbS(黑色) = ___________PbSO4(白色)+___________ H2O
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