内容正文:
第三节 氧化还原反应
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
题型03 双线桥法、单线桥法——氧化还原反应中电子转移的表示方法
题型04 物质的氧化性、还原性强弱的判断
题型05 氧化还原反应规律的应用
题型06 氧化还原反应方程式的配平与计算
题型07 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型08 氧化还原反应与离子反应的综合问题
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
1.氧化还原反应的认识
(1)氧化还原反应的特征和本质
氧化还原反应的实质是电子转移(电子得失或共用电子对偏移),其特征表现为元素化合价发生变化,这也是判断氧化还原反应的重要依据。
(2)氧化反应:物质所含元素化合价升高、失去电子(或共用电子对偏离)的反应。
(3)还原反应:物质所含元素化合价降低、得到电子(或共用电子对偏向)的反应。
(4)氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的。
(5)氧化反应和还原反应的关系
[巧记] 根据化合价变化情况分析氧化还原反应中的电子得失时,熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失电子,被氧化;化合价降低,得电子,被还原”。
2.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在氧化还原反应中,化合价降低、得到电子(或电子对偏向)的物质。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,化合价升高、失去电子(或电子对偏离)的物质。
3.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
4.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
(2)还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
5.以H2还原CuO的反应为例分析
H2 + CuO Cu + H2O
↓ ↓ ↓ ↓
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
6.氧化还原反应中几个基本概念间的关系
可概括为“氧、氧、得、降、还、还、还”。
【典例01】(23-24高一上·江苏盐城·期中)下列对溶液中的反应:X+2Y3+=X2++2Y2+的叙述中正确的是
①X被氧化 ②X是氧化剂 ③X具有还原性 ④Y2+是氧化产物 ⑤Y2+具有还原性 ⑥Y3+的氧化性比X2+强
A.②④⑥ B.①③④ C.②⑤ D.①③⑤⑥
【答案】D
【解析】在该反应中,X元素由0价升高到+2价,化合价升高,作还原剂,具有还原性,被氧化,发生氧化反应,X2+是氧化产物;Y元素由+3价降为+2价,化合价降低,Y3+作氧化剂,被还原,发生还原反应,Y2+是还原产物,具有还原性。依据氧化性的递变规律,氧化剂Y3+的氧化性比氧化产物X2+的氧化性强。由此可得出:①X被氧化、③X具有还原性、⑤Y2+具有还原性、⑥Y3+的氧化性比X2+强,故选D。
【变式01-1】(22-23高一上·江苏镇江·期末)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。
【变式01-2】(24-25高一上·江苏盐城·月考)反应4Al+3MnO23Mn+2Al2O3可用来制取Mn,有关该反应的说法正确的是
A.Al是氧化剂 B.MnO2被还原
C.MnO2中Mn失去电子 D.Al发生还原反应
【答案】B
【分析】由方程式可知,反应中,铝元素的化合价升高被氧化,铝是反应的还原剂,发生氧化反应,锰元素的化合价降低被还原,二氧化锰是反应的氧化剂,得到电子发生还原反应被还原。
【解析】A.根据分析,铝是反应的还原剂,A错误;B.根据分析,二氧化锰是反应的氧化剂,得到电子被还原,B正确;C.根据分析,二氧化锰是反应的氧化剂,锰元素得到电子,C错误;D.反应中,铝元素的化合价升高被氧化,发生氧化反应,D错误;故选B。
【变式01-3】(24-25高一上·江苏·月考)工业上制备硝酸过程的一个重要反应为。下列有关该反应的说法正确的是
A.是还原剂 B.在反应中失去电子 C.氯元素被氧化 D.是还原产物
【答案】B
【解析】A.Cl2中Cl元素化合价由0价到HCl中Cl元素化合价-1价,化合价降低得电子是氧化剂,A错误;B.中S元素化合价为+4价,在反应中化合价升高到+6价,失去电子,B正确;C.Cl2中Cl元素化合价由0价到HCl中Cl元素化合价-1价,化合价降低被还原,C错误;D.中S元素化合价由+4价到H2SO4的S+6价,化合价升高失去电子被氧化,H2SO4是氧化产物,D错误;答案选B。
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
(5)无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应也可能是氧化还原反应。如:SO2+H2O2===H2SO4,2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的图示关系
【典例02】(24-25高一上·江苏徐州·月考)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。
【变式02-1】(23-24高一上·江苏连云港·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】B
【解析】A.属于置换反应,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;B.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,B符合题意;C.属于复分解反应,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,C不符合题意;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B。
【变式02-2】(24-25高一上·江苏·月考)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.既是置换反应,也是氧化还原反应,A不符合题意;B.是复分解反应,元素化合价均不变,不是氧化还原反应,B不符合题意;C.中碳元素和铁元素化合价发生变化,是氧化还原反应,但不属于四种基本反应,C符合题意;D.是置换反应,Na和H元素化合价发生变化,是氧化还原反应,D不符合题意;答案选C。
【变式02-3】(24-25高一上·江苏无锡·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】图中阴影部分是氧化还原反应,但不属于化合反应、分解反应、置换反应。
【解析】A.是氧化还原反应,但不属于化合反应、分解反应、置换反应,A符合题意;B.是氧化还原反应,是分解反应,B不符合题意;C.是氧化还原反应,是化合反应,C不符合题意;D.是氧化还原反应,是置换反应,D不符合题意;故选A。
题型03 双线桥法、单线桥法——氧化还原反应中
电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
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”时省略不写。
2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【典例03】(25-26高一上·江苏南京·月考)下列单、双线桥的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.Na从0价→+1价(失电子),Cl从0价→-1价(得电子),转移电子数为2e-,单线桥箭头方向从失电子的Na指向得电子的Cl,A错误;B.H2S中S元素化合价由-2价升高到0价,H2SO4中S元素化合价由+6价降低到+4价,电子转移总数为2e-,B错误;C.氢氧化铁中的铁元素化合价升高,次氯酸钠中氯元素化合价降低,电子从铁转移到氯且转移电子数为6e-,C正确;D.氯酸钾分解为氯化钾和氧气,氯元素化合价由+5降低为-1、O元素化合价由-2升高为0,电子转移数目为12e-,选项标“得到6e-”“失去6e-”电子数错误,D错误;故选C。
【变式03-1】(24-25高一上·江苏常州·月考)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。
【变式03-2】(24-25高一上·陕西西安·月考)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。
【变式03-3】(23-24高一上·江苏南京·月考)下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.该反应中Mn元素得电子化合价由+4价变为+2价,Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为2,电子转移方向和数目为,故A正确;B.该反应中Cl元素得电子化合价由+5价变为0价、Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为5,不是6,,故B错误;C.Cl元素化合价降低得电子,氧元素升高失电子,转移电子数为12,则单线桥表示电子转移的方向和数目,故C正确;D.过氧化钠中-1价的氧元素部分升高为0价,部分降低为-2价,每摩过氧化钠反应转移1个电子,电子转移方向和数目为,故D正确;故选B。
题型04 物质的氧化性、还原性强弱判断
1.根据氧化还原反应方程式判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
举例:Cl2+2I-===2Cl-+I2反应中氧化剂Cl2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性;还原剂I-的还原性大于还原产物Cl-的还原性。
2.根据元素的金属或非金属活动性顺序比较
(1)金属性越弱,其单质的还原性越弱,对应的阳离子氧化性越强。
(2)非金属性越弱,其单质的氧化性越弱,对应的阴离子还原性越强。
3.根据反应条件的难易比较
一般来说,一组反应中反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
4.根据相同条件下产物的价态高低判断
一般来说,相同条件下产物的价态越高,对应反应物的氧化性或还原性越强。
【典例04】(23-24高一上·江苏南京·月考)已知:,,则下列判断正确的是
A.还原性: B.氧化性:
C.还原性: D.氧化性:
【答案】A
【分析】反应Ni+CuSO4=NiSO4+Cu中,氧化剂是Cu2+,还原剂是Ni,氧化产物是Ni2+,还原产物是Cu,所以氧化性Ni2+<Cu2+,还原性Ni>Cu,反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag中,氧化剂是Ag+,还原剂是Cu,还原产物是Ag,氧化产物是Cu2+,所以氧化性Cu2+<Ag+,还原性Cu>Ag,所以还原性Ni>Cu>Ag,氧化性Ni2+<Cu2+<Ag+。
【解析】A. 还原性:,故A正确;B. 氧化性:Ni2+<Cu2+<Ag+,故B错误;C. 还原性:,故C错误;D. 氧化性:Ni2+<Cu2+<Ag+,故D错误;故选A。
【变式04-1】(23-24高一上·江苏南京·期中)将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H⁺;Cr2O+6Fe2++14H⁺=2Cr3++6Fe3++7H2O,有关说法正确的是
A.还原性Cr3+>Fe2+>SO2 B.氧化性Cr2O>SO>Fe3+
C.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂 D.Cr2O能将SO2氧化成SO
【答案】D
【分析】第一个反应中SO2失电子为还原剂生成的为氧化产物,Fe3+得电子为氧化剂生成的Fe2+为还原产物,则氧化性Fe3+>,还原性SO2>Fe2+,同理可知的氧化性强于Fe3+,Fe2+的还原性强于Cr3+。
【解析】A.还原性SO2>Fe2+>Cr3+,A错误;B.氧化性>Fe3+>,B错误;C.第一个反应中硫酸铁为氧化剂,第二个反应中硫酸铁为氧化产物,C错误;D.氧化性>Fe3+>,Fe3+能将SO2氧化成硫酸根离子,则也能将SO2氧化成硫酸根离子,D正确;故答案选D。
【变式04-2】(24-25高一上·江苏梅村·期中)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中可能发生的是
A.3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3
B.I2+2KCl=2KI+Cl2
C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3FeCl2+I2=2FeCl3+FeI2
【答案】C
【分析】根据题干可知氧化性强弱关系:,据此解答。
【解析】A.根据反应可知氧化性:,但氧化性,则还原性,应先还原,A错误;B.根据反应可知氧化性:,与题干不符,B错误;C.根据反应可知氧化性:,与题干相符,C正确;D.根据反应可知氧化性:,与题干不符,D错误。答案为:C。
【变式04-3】(23-24高一上·江苏无锡·月考)有下列三个氧化还原反应:
①
②
③
若某溶液中、、共存,要除去而不影响和,可加入的试剂是
A. B. C. D.HCl
【答案】C
【解析】氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,根据题中已知反应可知氧化性:>>>,若某溶液中、、共存,要除去而不影响和,则选用的氧化剂能氧化,而不与、反应,则应选用,故选C。
题型05 氧化还原反应规律的应用
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数;元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应化学方程式的配平和计算。
2.价态规律
(1)高低规律:最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
示例:H2SO4(浓)中S元素处于最高价态,只有氧化性;SO2中S元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性;S2-中S元素处于最低价态,仅有还原性。
(2)价态归中规律:同种元素不同价态的原子之间发生氧化还原反应时“只靠拢,不交叉”。
应用:判断元素在生成物中的价态。
(3)歧化规律:同种元素的中间价态可自身发生氧化还原反应,生成高价态和低价态,即中间价―→高价+低价,如3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3.先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:
I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
【典例5】(24-25高一上·江苏南京·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05-1】(25-26高一上·江苏无锡·月考)从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应如下:
①
②
下列说法正确的是
A.碘元素在反应①中被还原
B.反应②中NaHSO3发生还原反应
C.当反应①和②生成等量的I2时,转移电子数之比为1:5
D.在上述反应条件下,氧化性强弱顺序为:
【答案】C
【解析】A.由方程式可知,反应①中碘元素化合价升高被氧化,碘化钠是反应的还原剂,A错误;B.由方程式可知,反应②中硫元素的化合价升高被氧化,亚硫酸氢钠是反应的还原剂,发生氧化反应,B错误;C.由方程式可知,反应①生成1个 碘时,转移2个电子,反应②生成1个碘时,转移10个电子,则转移电子数之比为1:5,C正确;D.由方程式可知,反应②中碘元素化合价降低被还原,碘酸钠是反应的氧化剂,硫元素的化合价升高被氧化,硫酸氢钠和硫酸钠是反应的氧化产物,由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性强弱顺序为:IO> SO,D错误;故选C。
【变式05-2】(24-25高一上·江苏连云港·期中)某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在和水六种粒子,在反应过程中测得、的含量随时间变化的曲线如图所示,下列判断不正确的是
A.还原性: B.被还原,发生还原反应
C.该反应中被氧化为 D.氧化剂与还原剂的个数之比为
【答案】A
【分析】酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,其被还原为,反应为,Fe3+含量上升,含量下降,据此解答。
【解析】A.还原剂Fe2+的还原性大于还原产物,A错误;B.硝酸根被还原,发生还原反应,B正确;C.Fe2+被氧化为Fe3+,C正确;D.由化学方程式知氧化剂与还原剂Fe2+的个数比为1:8,D正确;答案选A。
【变式05-3】(24-25高一下·江苏·期中)根据反应可以判断出下列微粒中氧化性最强的是
①,②,③
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可得①中氧化性:Cu2+>Fe2+;②中氧化性:Fe3+>Cu2+;③中氧化性:Cl2>Fe3+;故氧化性最强的是Cl2,选A。
题型06 氧化还原反应方程式的配平与计算
1.一般方程式的配平方法——化合价升降法
2.氧化还原反应的计算步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
【典例06】(23-24高一上·江苏南京·月考)回答下列问题:
(1)请完成并配平如下化学方程式,再用双线桥法表示该氧化还原反应电子转移的方向和数目:
_____________________________________
(2)NaH可在野外作生氢剂。反应原理为,该反应中氧化产物和还原产物的质量比为 。
(3)工业废水中的有毒,常在酸性条件下用做处理剂,将转化为,反应的离子方程式为 。
(4)某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质:、、、、。已知该反应中中发生的过程为。
①该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
②写出该反应的化学方程或(配平) 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)① ②
【解析】(1)1个得5个电子转化为氯气,1个HCl失1个电子生成氯气,根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式:633;双线桥表示电子转移的方向和数目为:;
(2)NaH+H2O=NaOH+H2↑,NaH中H元素的化合价由-1价升高为0价,H2O中H元素的化合价由+1价降低为0价,反应中氧化产物和还原产物都是氢气,质量比为1:1。
(3)具有强氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Cr3+,根据化合价升降守恒、电荷守恒、元素守恒可书写离子反应方程式,其方程式为:+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
(4)①该反应中中发生的过程为,中O化合价升高,作还原剂,则作氧化剂,其还原产物为,发生还原反应的过程是→;
②1个参与反应得3个电子,1个失去2个电子,根据得失电子守恒得化学方程式:。
【变式06-1】(25-26高一上·江苏·月考)回答下列问题
(1)在、、、S、、中,只有还原性的是 ;既有氧化性又有还原性的是 。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①
②
③
其中你认为不可能实现的是 (填序号)。
(3)写出下列反应的离子方程式。
①碳酸氢钙与过量氢氧化钠: 。
②硫酸亚铁和酸性高锰酸钾: 。
【答案】(1)S2-、I- Fe2+、S
(2)①
(3)
【解析】(1)在、、、S、、中,S2-、I-中S元素和I元素化合价不能再下降,只有还原性,Fe2+、S中Fe元素和S元素化合价既可以上升也可以下降,既有氧化性又有还原性。
(2)若含有同种元素不同价态的两种物质发生氧化还原反应时,生成物中该元素的化合价应介于两种反应物价态之间。①中反应物中N元素化合价分别为-3和+2,生成物中N元素化合价为+3,化合价只升高不降低,不符合氧化还原反应的原理。综上所述,本题正确答案为①。
(3)①碳酸氢钙与过量氢氧化钠反应生成碳酸钙和碳酸钠,离子方程式为:;
②硫酸亚铁和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应生成硫酸铁和硫酸锰,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
【变式06-2】(25-26高一上·江苏南京·月考)氧化还原反应在物质制备方面应用广泛。下面三个方法都可以用来制氯气:
①
②
③
根据以上三个反应,回答下列有关问题。
(1)反应②中,氧化产物与还原产物的个数之比为 。反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为 。
(2)反应③的离子反应为 。
(3)补全方程式并配平 。
_____________________________________________________________________________
(4)已知四种氧化剂(均可氧化KI)对应的还原产物如下表。
氧化剂
还原产物
NO
请判断,等数量的四种氧化剂分别与足量作用,得到最多的是 (填化学式)。
(5)结合上述信息思考:对于含、的混合溶液,若控制性氧化而不氧化,则以下氧化方案合理的是 (填字母)。
a. b.酸性 c.
(6)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开,写成两个“半反应”,如,可拆写为氧化反应:,还原反应:,据此,请将反应,拆写成两个半反应。氧化反应: ;还原反应: 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)ac
(6)
【解析】(1)反应②中,KClO3是氧化剂,HCl是还原剂,同时表现出酸性,若参加反应的KClO3为2 mol,则其生成的还原产物Cl2为1 mol,参加反应的HCl为12mol,其中10 mol HCl表现出还原性,氧化产物Cl2为5 mol,则氧化产物与还原产物的个数之比为。反应①中,MnO2是氧化剂,HCl表现出酸性和还原性,若参加反应MnO2为1 mol,则表现出还原性的HCl为2 mol,其中氧化剂与还原剂的个数之比为。
(2)反应③中,KMnO4、HCl、KCl、MnCl2都是强电解质,可改写成离子的形式,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得出发生的离子反应为。
(3)在反应中,Mn元素由+7价降低为+2价,KMnO4是氧化剂,MnSO4是还原产物,N元素由+3价升高到+5价,KNO2是还原剂,KNO3是氧化产物,依据得失电子守恒,可得出反应为
依据原子守恒再配平,便可得到补全方程式:。
(4)令氧化剂为2mol,由表中的氧化剂和还原产物进行分析,可得出:2 mol KMnO4与足量KI反应,可生成5 mol I2;2 mol KIO3与足量KI反应,可生成6 mol I2;2 mol H2O2与足量KI反应,可生成2 mol I2、2 mol HNO3与足量KI反应,可生成3 mol I2,所以,等数量的四种氧化剂分别与足量KI作用,得到I2最多的是。
(5)KMnO4既能氧化I-,又能氧化Br-,而Br2、FeCl3只能氧化I-,不能氧化Br-,所以对于含、的混合溶液,若控制性氧化而不氧化,则氧化方案合理的是FeCl3、Br2,故选ac。
(6)在反应中,是氧化剂,发生还原反应,Cl-是还原剂,发生氧化反应,它们得失电子后都转化为Cl2,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可得出氧化反应:;还原反应:。
【变式06-3】(25-26高一上·江苏无锡·月考)Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的个数之比为1:16,则x的值为
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【解析】反应中,存在转化关系,,而已知Na2Sx与NaClO的个数之比为1:16,根据得失电子守恒,,解得,故答案选D。
题型07 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
陌生氧化还原反应方程式的书写方法
(1)根据题目中的流程图或题干信息,确定反应物和部分生成物。
(2)判断反应中变价元素的化合价并利用元素化合价的升降判断出氧化产物和还原产物。
(3)按“氧化剂+还原剂一还原产物+氧化产物"写出方程式,并按化合价升降原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
(4)根据原子守恒,补充其他反应物或生成物,一般为水酸(H+)或碱(OH-)。
【典例07】(25-26高一上·江苏无锡·月考)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。
【变式07-1】(24-25高一上·江苏苏州·月考)过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒的作用来清洗伤口。有时可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。
(1)配平下列化学反应,并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。
____________________________________
(2)如消除采矿业胶液中的氰化物(如,C为+2价),经以下反应实现:
(已配平)。
试指出A的化学式 。
(3)某强酸反应体系中,反应物和生成物共六种物质或离子:、、、、、。已知该反应中只发生了如下过程:。
①该反应中发生还原反应的过程是: 。
②该反应选择的酸是: 。(填序号)
A.盐酸 B.稀硫酸 C.醋酸
【答案】(1)
(2)KHCO3
(3)①→Mn2+ ②B
【解析】(1)过氧化氢中氧元素化合价由-1价降低到-2价,Cr元素化合价由+3价升高到+6价,依据得失电子守恒可知,配平后的化学方程式为:3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O,用单线桥法表示转移电子数目和方向为:。
(2)依据反应前后原子种类和个数不变可知,A的化学式为KHCO3;
(3)依据题意可知,过氧化氢是还原剂,氧气是氧化产物,则具有氧化性的高锰酸根离子作氧化剂,二价锰离子是还原产物,因此发生还原反应的过程是:→Mn2+,而加入的酸是不参与氧化还原反应的强酸,所以酸选择稀硫酸,选B。
【变式07-2】(24-25高一下·江苏南通·期中)根据信息书写指定反应的方程式。
(1)请从下列试剂中选择合适的完成指定转化。
试剂:溶液、稀硝酸、溶液、溶液、氨水
①的离子方程式: 。
②的离子方程式: 。
(2)一种除去废水中的方法法如下。已知“调”时发生复分解反应。
①“调”时发生反应的化学方程式为 。
②“还原”时反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)
【分析】和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成铬离子和硫酸根离子,加入氢氧化钙生成氢氧化铬沉淀和硫酸钙沉淀,使得上层清液达标;
【解析】(1)①稀硝酸具有氧化性,可以氧化亚铁离子生成铁离子和NO,反应为:;
②铝单质和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气:;
(2)①“调”时,铬离子、硫酸根离子和加入的氢氧化钙生成氢氧化铬沉淀和硫酸钙沉淀,发生反应的化学方程式为。
②“还原”时和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成铬离子和硫酸根离子,反应中铬化合价由+6变为+3、硫化合价由+4变为+6,结合电子守恒,离子方程式为。
【变式07-3】(24-25高一上·江苏·期中)Ⅰ.有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示:
(1)“地康法”制取氯气总反应的化学方程式为 。
Ⅱ. ClO2在常温下为黄色气体,熔点为−59.5℃,沸点为11℃,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂,在碱性环境中易发生反应:4ClO2 + 4OH− = 3+ ClO− + 2H2O。ClO2的制备方法有多种。请回答下列问题:
(2)实验室可用图示中装置制备、收集ClO2 (夹持装置略)。
①装置A中发生反应的化学方程式为 。
②为了使装置B能收集到更多的ClO2,可采取的措施为 (填一条)。
(3)ClO2的稳定性较差,易分解,常用H2O2溶液和NaOH溶液将其转化为NaClO2进行保存。写出该反应的化学方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。若加入过量NaOH溶液,可能导致的后果是 。
【答案】(1)
(2)Cl2 + 2NaClO2 = 2ClO2 + 2NaCl 将装置B置于冰水浴中或温度低于11℃的冷水浴中
(3) 溶液呈碱性,ClO2发生歧化反应导致产品中含有杂质NaClO3和NaClO
【分析】由题意,A装置中氯气和NaClO2反应生成二氧化氯,NaClO2 中氯化合价升高,则氯气中氯化合价降低生成氯化钠,B装置收集二氧化氯,尾气有毒需处理防止污染。
【解析】(1)由图可知,“地康法”制取氯气总反应为氯化氢和氧气在催化剂作用下反应生成氯气和水,化学方程式为:;
(2)①装置A中氯气和NaClO2反应生成二氧化氯,NaClO2 中氯元素化合价升高,则氯气中氯元素化合价降低生成氯化钠,结合电子守恒,发生反应的化学方程式为Cl2 + 2NaClO2 = 2ClO2 + 2NaCl。
②已知,ClO2在常温下为黄色气体,沸点为11℃,为了使装置B能收集到更多的ClO2,可采取的措施为将装置B置于冰水浴中或温度低于11℃的冷水浴中,使得生成二氧化氯液化收集;
(3)H2O2溶液和NaOH溶液将ClO2转化为NaClO2,反应中氯化合价由+4降低为+3,则过氧化氢中氧化合价会升高,由-1变为0,结合电子守恒,反应为,反应中过氧化氢中氧失去2个电子、二氧化氯中氯得到2个电子,电子转移为:;由题意,ClO2在碱性环境中易发生反应:4ClO2 + 4OH− = 3+ ClO− + 2H2O,则若加入过量NaOH溶液,可能导致的后果是溶液呈碱性,ClO2发生歧化反应导致产品中含有杂质NaClO3和NaClO。
题型08 氧化还原反应与离子反应的综合问题
依据反应机理图或循环转化关系信息书写方程式
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。再依据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
【典例08】(23-24高一下·江苏梅村·月考)如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法错误的是
A.硫在自然界中既有游离态又有化合态 B.过程⑤宜在土壤的富氧区实现
C.过程②是氧化反应 D.过程①可以通过不同的化学反应实现
【答案】B
【解析】A.从图中可以看出,硫在自然界中既有单质形式(游离态)存在的S,也有化合态形式存在的H2S、、有机硫等,A正确;B.过程⑤将转化为H2S,S元素化合价降低,表现氧化性,不能在土壤的富氧区实现,B错误;C.过程②中,S转化为,S元素化合价升高,发生氧化反应,C正确;D.过程①由H2S转化为S,可以通过分解反应实现,也可以通过H2S与O2接触后发生反应实现,D正确;故选B。
【变式08-1】(23-24高一下·江苏扬州·期末模拟)作为一种基本化工原料,氯气的工业化生产经历了漫长的发展过程,一种利用空气中的氧气催化氧化HCl制备氯气的原理示意图如图,下列说法正确的是
A.反应过程需要不断补充CuO固体
B.反应①②③均为氧化还原反应
C.总反应的化学方程式为
D.反应③中是还原产物
【答案】C
【解析】A.根据图中信息得到CuO是催化剂,因此反应过程不需要补充CuO固体,故A错误;B.反应①②都没有化合价变化,是非氧化还原反应,故B错误;C.根据图中信息得到总反应的化学方程式为,故C正确;D.反应③中是氧化产物,故D错误。综上所述,答案为C。
【变式08-2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为Ce4++H2=Ce3++2H+
B.反应Ⅱ中氧化产物与还原产物的个数之比为1:4
C.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+总数一定保持不变
D.该转化过程的实质是NO被H2氧化
【答案】C
【分析】根据进出图可知,Ce4+把H2氧化为H+,自身被还原为Ce3+,然后Ce3+在酸性条件下再被NO氧化为Ce4+,NO被还原为N2,同时还生成水,因此Ce3+和Ce4+做催化剂,总反应为2H2+2NON2+2H2O。
【解析】A.过程Ⅰ发生的反应为Ce4+把H2氧化为H+,自身被还原为Ce3+,反应的离子方程式为:2Ce4++H2=2Ce3++2H+,A错误;B.过程Ⅱ为2NO+4Ce3++4H+=N2+4Ce4++2H2O,氧化产物为Ce4+,还原产物为N2,两者之比为4∶1,B错误;C.根据分析,反应过程中,Ce3+和Ce4+做催化剂,催化剂在反应前后,质量不变,数量不变,C正确;D.根据分析,该转化过程的实质为NO被H2还原为N2,H2被氧化为水,D错误;故选C。
【变式08-3】(25-26高一上·江苏南通·月考)氮元素在自然界中扮演着重要角色,对氮及其化合物性质的研究可深化对物质间转化关系的认识。
(1)稀硝酸能溶解铜,反应的化学方程式为
①用“单线桥”在上述化学方程式中标出电子转移的方向和数目: 。
②若上述反应中有被还原,则消耗Cu的质量为 g。
③将上述反应改写成离子方程式: 。
(2)亚硝酸钠()是一种白色固体,常用作食品防腐剂。若误食过量会引起中毒,原因是能将人体血红蛋白中的氧化为导致血红蛋白失去携氧能力。
①从物质分类来看,属于 。(填字母序号,下同)
a.氧化物b.酸c.碱d.盐e.电解质
②下列反应中表现出的性质与误食过程中表现出的性质完全相同的是 。
a.
b.
c.
d.
③误食后,可服用维生素C缓解中毒症状,说明维生素C具有 性。
(3)亚硝酸()是弱酸,不稳定,易分解生成气体NO和
①写出与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
②分解生成NO与的质量比为 。
③和NaCl固体外观相似。写出鉴别和NaCl固体的实验方法: 。(可供选择的试剂:KOH溶液、溶液、稀)
【答案】(1)① ②96
(2)①de ②c ③还原
(3)① ② ③取两种固体分别溶于水中,向两种溶液中分别滴加稀,产生气泡的是,无明显现象的是NaCl
【解析】(1)①反应中,3个铜失去6个电子,电子转移数为,用“单线桥”在上述化学方程式中标出电子转移的方向和数目为,故答案为。
②反应中,氧化剂与还原剂Cu的个数比为,质量比为,故反应中有被还原,则消耗Cu的质量为g=96 g,故答案为96。
③的离子方程式为,故答案为。
(2)①是钠离子和亚硝酸根形成的盐,属于电解质,故答案为:de。
②能将人体血红蛋白中的氧化为,导致人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,该过程中作氧化剂表现氧化性;a.反应中,过氧化氢中的O元素的化合价既有升高又有降低,故H2O2既是氧化剂又是还原剂,故a不符合题意;b.反应中,过氧化氢中的O元素化合价升高,表现还原性,故b不符合题意;c.反应中,过氧化氢中的O元素化合价降低,表现氧化性,故c符合题意;d.反应中,过氧化氢中的O元素化合价升高,表现还原性,故d不符合题意;故答案选c。
③误食后,可服用维生素C缓解中毒症状,说明维生素C能将还原为,维生素C具有还原性,故答案为还原性。
(3)①亚硝酸()是弱酸,与NaOH溶液发生中和反应生成和水,离子方程式:,故答案为。
②分解生成NO与的化学方程式为,生成NO与的个数比为1:1,质量比为,故答案为。
③和NaCl固体外观相似,与硫酸反应生成的亚硝酸()是弱酸,不稳定,易分解生成气体NO和,有气泡产生,因而鉴别和NaCl固体的实验方法为取两种固体分别溶于水中,向两种溶液中分别滴加稀,产生气泡的是,无明显现象的是NaCl,故答案为取两种固体分别溶于水中,向两种溶液中分别滴加稀,产生气泡的是,无明显现象的是NaCl。
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第三节 氧化还原反应
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
题型03 双线桥法、单线桥法——氧化还原反应中电子转移的表示方法
题型04 物质的氧化性、还原性强弱的判断
题型05 氧化还原反应规律的应用
题型06 氧化还原反应方程式的配平与计算
题型07 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型08 氧化还原反应与离子反应的综合问题
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
1.氧化还原反应的认识
(1)氧化还原反应的特征和本质
氧化还原反应的实质是电子转移(电子得失或共用电子对偏移),其特征表现为元素化合价发生变化,这也是判断氧化还原反应的重要依据。
(2)氧化反应:物质所含元素化合价升高、失去电子(或共用电子对偏离)的反应。
(3)还原反应:物质所含元素化合价降低、得到电子(或共用电子对偏向)的反应。
(4)氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的。
(5)氧化反应和还原反应的关系
[巧记] 根据化合价变化情况分析氧化还原反应中的电子得失时,熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失电子,被氧化;化合价降低,得电子,被还原”。
2.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在氧化还原反应中,化合价降低、得到电子(或电子对偏向)的物质。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,化合价升高、失去电子(或电子对偏离)的物质。
3.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
4.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
(2)还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
5.以H2还原CuO的反应为例分析
H2 + CuO Cu + H2O
↓ ↓ ↓ ↓
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
6.氧化还原反应中几个基本概念间的关系
可概括为“氧、氧、得、降、还、还、还”。
【典例01】(23-24高一上·江苏盐城·期中)下列对溶液中的反应:X+2Y3+=X2++2Y2+的叙述中正确的是
①X被氧化 ②X是氧化剂 ③X具有还原性 ④Y2+是氧化产物 ⑤Y2+具有还原性 ⑥Y3+的氧化性比X2+强
A.②④⑥ B.①③④ C.②⑤ D.①③⑤⑥
【变式01-1】(22-23高一上·江苏镇江·期末)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
【变式01-2】(24-25高一上·江苏盐城·月考)反应4Al+3MnO23Mn+2Al2O3可用来制取Mn,有关该反应的说法正确的是
A.Al是氧化剂 B.MnO2被还原
C.MnO2中Mn失去电子 D.Al发生还原反应
【变式01-3】(24-25高一上·江苏·月考)工业上制备硝酸过程的一个重要反应为。下列有关该反应的说法正确的是
A.是还原剂 B.在反应中失去电子 C.氯元素被氧化 D.是还原产物
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
(5)无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应也可能是氧化还原反应。如:SO2+H2O2===H2SO4,2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的图示关系
【典例02】(24-25高一上·江苏徐州·月考)下列化学反应属于区域3的是
A.
B.
C.
D.
【变式02-1】(23-24高一上·江苏连云港·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02-2】(24-25高一上·江苏·月考)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02-3】(24-25高一上·江苏无锡·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
题型03 双线桥法、单线桥法——氧化还原反应中
电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
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”时省略不写。
2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【典例03】(25-26高一上·江苏南京·月考)下列单、双线桥的表示方法正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式03-1】(24-25高一上·江苏常州·月考)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.
【变式03-2】(24-25高一上·陕西西安·月考)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.
【变式03-3】(23-24高一上·江苏南京·月考)下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是
A.
B.
C.
D.
题型04 物质的氧化性、还原性强弱判断
1.根据氧化还原反应方程式判断
(1)氧化性:氧化剂>氧化产物
(2)还原性:还原剂>还原产物
举例:Cl2+2I-===2Cl-+I2反应中氧化剂Cl2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性;还原剂I-的还原性大于还原产物Cl-的还原性。
2.根据元素的金属或非金属活动性顺序比较
(1)金属性越弱,其单质的还原性越弱,对应的阳离子氧化性越强。
(2)非金属性越弱,其单质的氧化性越弱,对应的阴离子还原性越强。
3.根据反应条件的难易比较
一般来说,一组反应中反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
4.根据相同条件下产物的价态高低判断
一般来说,相同条件下产物的价态越高,对应反应物的氧化性或还原性越强。
【典例04】(23-24高一上·江苏南京·月考)已知:,,则下列判断正确的是
A.还原性: B.氧化性:
C.还原性: D.氧化性:
【变式04-1】(23-24高一上·江苏南京·期中)将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H⁺;Cr2O+6Fe2++14H⁺=2Cr3++6Fe3++7H2O,有关说法正确的是
A.还原性Cr3+>Fe2+>SO2 B.氧化性Cr2O>SO>Fe3+
C.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂 D.Cr2O能将SO2氧化成SO
【变式04-2】(24-25高一上·江苏梅村·期中)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中可能发生的是
A.3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3
B.I2+2KCl=2KI+Cl2
C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3FeCl2+I2=2FeCl3+FeI2
【变式04-3】(23-24高一上·江苏无锡·月考)有下列三个氧化还原反应:
①
②
③
若某溶液中、、共存,要除去而不影响和,可加入的试剂是
A. B. C. D.HCl
题型05 氧化还原反应规律的应用
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数;元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应化学方程式的配平和计算。
2.价态规律
(1)高低规律:最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
示例:H2SO4(浓)中S元素处于最高价态,只有氧化性;SO2中S元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性;S2-中S元素处于最低价态,仅有还原性。
(2)价态归中规律:同种元素不同价态的原子之间发生氧化还原反应时“只靠拢,不交叉”。
应用:判断元素在生成物中的价态。
(3)歧化规律:同种元素的中间价态可自身发生氧化还原反应,生成高价态和低价态,即中间价―→高价+低价,如3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3.先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:
I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
【典例5】(24-25高一上·江苏南京·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05-1】(25-26高一上·江苏无锡·月考)从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应如下:
①
②
下列说法正确的是
A.碘元素在反应①中被还原
B.反应②中NaHSO3发生还原反应
C.当反应①和②生成等量的I2时,转移电子数之比为1:5
D.在上述反应条件下,氧化性强弱顺序为:
【变式05-2】(24-25高一上·江苏连云港·期中)某容器中发生一个化学反应,反应过程中存在和水六种粒子,在反应过程中测得、的含量随时间变化的曲线如图所示,下列判断不正确的是
A.还原性: B.被还原,发生还原反应
C.该反应中被氧化为 D.氧化剂与还原剂的个数之比为
【变式05-3】(24-25高一下·江苏·期中)根据反应可以判断出下列微粒中氧化性最强的是
①,②,③
A. B. C. D.
题型06 氧化还原反应方程式的配平与计算
1.一般方程式的配平方法——化合价升降法
2.氧化还原反应的计算步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
【典例06】(23-24高一上·江苏南京·月考)回答下列问题:
(1)请完成并配平如下化学方程式,再用双线桥法表示该氧化还原反应电子转移的方向和数目:
_____________________________________
(2)NaH可在野外作生氢剂。反应原理为,该反应中氧化产物和还原产物的质量比为 。
(3)工业废水中的有毒,常在酸性条件下用做处理剂,将转化为,反应的离子方程式为 。
(4)某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质:、、、、。已知该反应中中发生的过程为。
①该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
②写出该反应的化学方程或(配平) 。
【变式06-1】(25-26高一上·江苏·月考)回答下列问题
(1)在、、、S、、中,只有还原性的是 ;既有氧化性又有还原性的是 。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①
②
③
其中你认为不可能实现的是 (填序号)。
(3)写出下列反应的离子方程式。
①碳酸氢钙与过量氢氧化钠: 。
②硫酸亚铁和酸性高锰酸钾: 。
【变式06-2】(25-26高一上·江苏南京·月考)氧化还原反应在物质制备方面应用广泛。下面三个方法都可以用来制氯气:
①
②
③
根据以上三个反应,回答下列有关问题。
(1)反应②中,氧化产物与还原产物的个数之比为 。反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为 。
(2)反应③的离子反应为 。
(3)补全方程式并配平 。
_____________________________________________________________________________
(4)已知四种氧化剂(均可氧化KI)对应的还原产物如下表。
氧化剂
还原产物
NO
请判断,等数量的四种氧化剂分别与足量作用,得到最多的是 (填化学式)。
(5)结合上述信息思考:对于含、的混合溶液,若控制性氧化而不氧化,则以下氧化方案合理的是 (填字母)。
a. b.酸性 c.
(6)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开,写成两个“半反应”,如,可拆写为氧化反应:,还原反应:,据此,请将反应,拆写成两个半反应。氧化反应: ;还原反应: 。
【变式06-3】(25-26高一上·江苏无锡·月考)Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的个数之比为1:16,则x的值为
A.2 B.3 C.4 D.5
题型07 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
陌生氧化还原反应方程式的书写方法
(1)根据题目中的流程图或题干信息,确定反应物和部分生成物。
(2)判断反应中变价元素的化合价并利用元素化合价的升降判断出氧化产物和还原产物。
(3)按“氧化剂+还原剂一还原产物+氧化产物"写出方程式,并按化合价升降原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
(4)根据原子守恒,补充其他反应物或生成物,一般为水酸(H+)或碱(OH-)。
【典例07】(25-26高一上·江苏无锡·月考)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
【变式07-1】(24-25高一上·江苏苏州·月考)过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒的作用来清洗伤口。有时可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。
(1)配平下列化学反应,并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。
____________________________________
(2)如消除采矿业胶液中的氰化物(如,C为+2价),经以下反应实现:
(已配平)。
试指出A的化学式 。
(3)某强酸反应体系中,反应物和生成物共六种物质或离子:、、、、、。已知该反应中只发生了如下过程:。
①该反应中发生还原反应的过程是: 。
②该反应选择的酸是: 。(填序号)
A.盐酸 B.稀硫酸 C.醋酸
【变式07-2】(24-25高一下·江苏南通·期中)根据信息书写指定反应的方程式。
(1)请从下列试剂中选择合适的完成指定转化。
试剂:溶液、稀硝酸、溶液、溶液、氨水
①的离子方程式: 。
②的离子方程式: 。
(2)一种除去废水中的方法法如下。已知“调”时发生复分解反应。
①“调”时发生反应的化学方程式为 。
②“还原”时反应的离子方程式为 。
【变式07-3】(24-25高一上·江苏·期中)Ⅰ.有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示:
(1)“地康法”制取氯气总反应的化学方程式为 。
Ⅱ. ClO2在常温下为黄色气体,熔点为−59.5℃,沸点为11℃,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂,在碱性环境中易发生反应:4ClO2 + 4OH− = 3+ ClO− + 2H2O。ClO2的制备方法有多种。请回答下列问题:
(2)实验室可用图示中装置制备、收集ClO2 (夹持装置略)。
①装置A中发生反应的化学方程式为 。
②为了使装置B能收集到更多的ClO2,可采取的措施为 (填一条)。
(3)ClO2的稳定性较差,易分解,常用H2O2溶液和NaOH溶液将其转化为NaClO2进行保存。写出该反应的化学方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。若加入过量NaOH溶液,可能导致的后果是 。
题型08 氧化还原反应与离子反应的综合问题
依据反应机理图或循环转化关系信息书写方程式
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。再依据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
【典例08】(23-24高一下·江苏梅村·月考)如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法错误的是
A.硫在自然界中既有游离态又有化合态 B.过程⑤宜在土壤的富氧区实现
C.过程②是氧化反应 D.过程①可以通过不同的化学反应实现
【变式08-1】(23-24高一下·江苏扬州·期末模拟)作为一种基本化工原料,氯气的工业化生产经历了漫长的发展过程,一种利用空气中的氧气催化氧化HCl制备氯气的原理示意图如图,下列说法正确的是
A.反应过程需要不断补充CuO固体
B.反应①②③均为氧化还原反应
C.总反应的化学方程式为
D.反应③中是还原产物
【变式08-2】(23-24高一上·江苏徐州·期中)硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为Ce4++H2=Ce3++2H+
B.反应Ⅱ中氧化产物与还原产物的个数之比为1:4
C.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+总数一定保持不变
D.该转化过程的实质是NO被H2氧化
【变式08-3】(25-26高一上·江苏南通·月考)氮元素在自然界中扮演着重要角色,对氮及其化合物性质的研究可深化对物质间转化关系的认识。
(1)稀硝酸能溶解铜,反应的化学方程式为
①用“单线桥”在上述化学方程式中标出电子转移的方向和数目: 。
②若上述反应中有被还原,则消耗Cu的质量为 g。
③将上述反应改写成离子方程式: 。
(2)亚硝酸钠()是一种白色固体,常用作食品防腐剂。若误食过量会引起中毒,原因是能将人体血红蛋白中的氧化为导致血红蛋白失去携氧能力。
①从物质分类来看,属于 。(填字母序号,下同)
a.氧化物b.酸c.碱d.盐e.电解质
②下列反应中表现出的性质与误食过程中表现出的性质完全相同的是 。
a.
b.
c.
d.
③误食后,可服用维生素C缓解中毒症状,说明维生素C具有 性。
(3)亚硝酸()是弱酸,不稳定,易分解生成气体NO和
①写出与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
②分解生成NO与的质量比为 。
③和NaCl固体外观相似。写出鉴别和NaCl固体的实验方法: 。(可供选择的试剂:KOH溶液、溶液、稀)
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