内容正文:
1.3 氧化还原反应
题型目录
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 根据氧化还原反应方程式判断物质的氧化性、还原性强弱
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的氧化性、还原性强弱
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
题型10 氧化还原反应方程式的配平与计算
题型11 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型12 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
【典例1】(24-25高一上·天津和平·期末)古医典富载化学知识,下面的物质描述体现其氧化性的是
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
C.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【答案】B
【详解】A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,说明金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不符合题意;
B.硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指Ag与S在加热下反应生成Ag2S、Fe与S在加热下反应生成FeS、Cu与S在加热下反应生成Cu2S,硫元素化合价降低,则反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,B符合题意;
C.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,C不符合题意;
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指发生反应CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不符合题意;
故选B。
【变式1-1】(24-25高一上·天津·期末)下列转化中,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.N元素化合价由0价降低至-3价,被还原,需要加入还原剂,A正确;
B.加入做催化剂即可实现该转化,B错误;
C.元素化合价不变,属于非氧化还原反应,C错误;
D.Fe元素化合价由0价升高至+2价,被氧化,需要加入氧化剂,D错误;
故选A。
【变式1-2】(24-25高一上·天津·期末)溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质,它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物,它也能与水发生以下反应:IBr+H2O=HBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,正确的是
A.在很多反应中IBr是强还原剂
B.IBr与水反应时既作氧化剂,又作还原剂
C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgI沉淀
D.IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO
【答案】D
【分析】IBr中I为+1价,Br为-1价,能与水发生反应:IBr+H2O=HBr+HIO,应过程中没有化合价的升降,据此分析解答。
【详解】A.通过分析可知,IBr中碘元素是+1价,具有强氧化性,A错误;
B.通过分析可知,在IBr与水反应过程中没有化合价的升降,B错误;
C.根据分析可知,IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr 沉淀,C错误;
D.根据分析可知,IBr与NaOH溶液反应时,生成NaIO和NaBr,D正确;
故选D。
【变式1-3】(23-24高一上·天津·期末)已知(未配平)。则下列说法中正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
C.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性 D.为氧化产物
【答案】D
【详解】A.该氧化还原反应中高锰酸钾是氧化剂,氧化还原反应中氧化剂氧化性最强,故氧化性:,A错误;
B.由得失电子守恒和元素守恒配平方程:,16mol浓盐酸中10mol体现还原性,6mol体现酸性,故氧化剂高锰酸钾与还原剂浓盐酸的物质的量之比为1∶5,B错误;
C.该反应中盐酸体现了还原性和酸性,C错误;
D.部分浓盐酸是还原剂失电子化合价升高生成氯气,故为氧化产物,D正确;
故选D。
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2】(22-23高一上·天津·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,分析下列四个化学反应,其中属于“3”区的是
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
B.2HClO2HCl+O2↑
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【答案】C
【详解】A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑属于置换反应且属于氧化还原反应,在4区,A项错误;
B.2HClO2HCl+O2↑属于分解反应且为氧化还原反应,在2区,B项错误;
C.4NH3+5O24NO+6H2O中N、O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,在3区,C项正确;
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3属于化合反应且属于氧化还原反应,在1区,D项错误;
答案选C。
【变式2-1】(22-23高一上·天津南开·期末)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
【分析】置换反应:指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应;
分解反应:指一种化合物分解成二种或二种以上较简单的单质或化合物的反应;
化合反应:指的是由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应;
复分解反应:是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应;
属于氧化还原反应,说明该反应中有电子转移,其特征是有元素化合价升降,不属于四种反应类型,说明不具有四种反应类型特点;
【详解】A.该反应既不属于四种基本反应类型,也不属于氧化还原反应,选项A不符合;
B.该反应不属于四种基本反应类型,但Cu元素、C元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,选项B符合;
C.该反应属于化合反应,也属于氧化还原反应,选项C不符合;
D.该反应属于置换反应,也属于氧化还原反应,选项D不符合;
答案选B。
【变式2-2】(24-25高一上·天津·期末)氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.该反应有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,且不属于四大基本反应类型,A符合题意;
B.该反应有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,也属于置换反应,B不符合题意;
C.该反应属于分解反应,但无元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.该反应有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,属于化合反应,D不符合题意;
故选A。
【变式2-3】(24-25高一上·天津·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于氧化还原反应但不包含在1、2、4范围内的是
A.Cl2+2KI=I2+2KCl B.NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
C.2FeCl2+Cl2=2FeCl3 D.3NO2+H2O=2HNO3+NO
【答案】D
【详解】A.置换反应,也属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.分解反应,不属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.化合反应,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.属于氧化还原反应但不包含在1、2、4范围内,D符合题意;
故选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3】(25-26高一上·天津河北·期中)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
A.在使用碳还原CuO时,化合价变化、氧化还原状况以及电子转移的正确方向和数目为,该选项没标注得失电子情况,A错误;
B.Na的化合价由0升高到+1价,失去2×e-,Cl的化合价由0价降低到-1价,得到2×e-,单线线桥表示为,B错误;
C.在与C反应的过程中,化合价变化、氧化还原状况以及电子转移的正确方向和数目为,该选项中的电子转移方向和数目均正确,C正确;
D.在受热分解的反应中,化合价变化、氧化还原状况以及电子转移的正确方向和数目为,该选项中的电子转移数目错误,D错误;
故选C。
【变式3-1】(20-21高一上·重庆渝中·月考)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.该反应中,Cu元素由+2价降为0价,2个Cu共得4e−;C元素由0价升为+4价,1个C共失4e−,双线桥法标注不规范,正确的为:,A错误;
B.该反应,Na为还原剂,Cl2为氧化剂,单线桥法箭头应从Na指向Cl,且电子转移数目为2e−,正确的为:,B错误;
C.反应中,CO2中C元素由+4价降为+2价,得2e−;C单质中C元素由0价升为+2价,失2e−,C正确;
D.反应中,Cl元素由+5价降为-1价,2个Cl共得12e−;O元素由-2价升为0价,6个O共失12e−,正确的为:,D错误;
故选C。
【变式3-2】(25-26高一上·天津红桥·期中)下列氧化还原反应中,电子得失情况表示不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.CuO中Cu得2e-电子生成Cu,H2失去2e-生成水,双线桥正确,A正确;
B.KI中-1价的I-作还原剂,Br2是氧化剂,I-失去2e-电子给Br2,B正确;
C.钠是活泼金属作还原剂,失去2e-,生成Na2S中+1价Na+;S是氧化剂,得到电子,生成Na2S中-2价S2-,正确的电子得失情况表示为:;C错误;
D.该反应是Cl元素发生的归中反应,KClO3中+5价的Cl生成0价的Cl2,HCl中-1价的Cl失去电子生成0价的Cl2,D正确;
故答案选C。
【变式3-3】(24-25高一上·天津·期中)下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
A.Mn元素化合价降低,得到2个电子,氯元素化合价升高,失去2×1个电子,,A错误;
B.铁单质失去2个电子,铁离子得到1×2个电子,B正确;
C.氯气分子中部分氯失去1个电子生成次氯酸钠、部分得到1个电子生成氯化钠,,C错误;
D.氯酸钾中氯得到5个电子,5分子HCl失去1×5个电子,,D错误;
故选B。
题型04 根据氧化还原反应方程式判断物质的
氧化性、还原性强弱
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。
【典例4】(24-25高一上·天津河东·期末)亚氯酸钠是一种重要的含氯物质,用作消毒剂、漂白剂和除臭剂,其制备反应如下:①;②。下列说法错误的是
A.中为价 B.反应①中为还原产物
C.反应②中每转移,生成 D.氧化性:
【答案】C
【详解】A.NaClO3中,Na为+1价,O为-2价,由化合价代数和为0可知,Cl为+5价,A正确;
B.中氯元素化合价降低发生还原反应,得到还原产物,B正确;
C.反应②中H2O2中的O由-1价升高到O2中的0价,故每转移2个e-,生成1个O2,则每转移,生成1mol氧气,为32g氧气,C错误;
D.反应②中ClO2为氧化剂,H2O2为还原剂,故氧化性:ClO2>H2O2,D正确;
故选C。
【变式4-1】(25-26高一上·天津耀华·期中)已知有如下反应:①2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3,②5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3,③KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O,④Cl2+2KI=2KCl+I2。下列有关说法不正确的是
A.氧化能力由强到弱的顺序为
B.在淀粉KI溶液中逐渐通入Cl2,溶液先变蓝后蓝色又逐渐褪去
C.由以上信息可推知反应可以发生
D.在上述①②③反应中,Cl2分别为还原剂、氧化剂、氧化产物
【答案】D
【分析】根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,①2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3,可得氧化性:KBrO3>KClO3;②5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3,可得氧化性:Cl2>HIO3;③KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O,可得氧化性:KClO3>Cl2;④Cl2+2KI=2KCl+I2,可得氧化性:Cl2>I2。
【详解】A.根据分析可得氧化能力由强到弱的顺序KBrO3>KClO3>Cl2>HIO3,A正确;
B.在淀粉KI溶液中逐渐通入Cl2,发生反应④溶液先变蓝,再发生反应②蓝色又逐渐褪去,B正确;
C.由以上信息可推知氧化性:KBrO3>KIO3,反应可以发生,C正确;
D.反应①中Cl2化合价升高为还原剂,反应②中Cl2化合价降低为氧化剂,反应③中通过化合价降低得到Cl2,Cl2为还原产物,D错误;
故选D。
【变式4-2】(24-25高一上·天津四十五中学·期中)已知有如下反应:
①;
②;
③。
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.仅根据反应①也能判断氧化性:
B.还原性强弱的顺序为:
C.溶液中可发生:
D.在反应②中既是氧化产物又是还原产物
【答案】B
【分析】①中,的化合价升高,故为还原剂,为氧化产物,的化合价降低,故为氧化剂,为还原产物,故氧化性,还原性;
②中,中的化合价升高,故为还原剂,为氧化产物,中的化合价降低,故为氧化剂,为还原产物,故氧化性,还原性;
③中,中的化合价升高,故为还原剂,为氧化产物,中的化合价降低,故为氧化剂,为还原产物,故氧化性,还原性,综上可得,还原性,氧化性:,据此回答。
【详解】A.由分析知,在①中,作为氧化剂,作为还原剂,故氧化性,A正确;
B.由分析知,还原性,B错误;
C.中,中的化合价降低,为氧化剂,中的化合价升高,为还原剂,则为氧化产物,为还原产物,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,氧化剂的氧化性大于氧化产物Fe3+的氧化性,故该反应能发生,C正确;
D.由分析知,反应②中,既是氧化产物又是还原产物,D正确;
故选B。
【变式4-3】(23-24高一上·广东云浮·阶段练习)常温下,在溶液中可以发生如下反应:
反应①:
反应②:
反应③:
下列说法错误的是
A.反应③中铁元素被氧化 B.反应②中被还原,被氧化
C.氧化性强弱顺序为 D.还原性强弱顺序为
【答案】A
【详解】A.③中铁元素化合价降低得电子被还原,故A错误;
B.②中氯元素化合价降低,Cl2被还原,转化为Br2化合价升高,被氧化,故B正确;
C.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,①中Br2的氧化性大于Fe3+,②中Cl2的氧化性大于Br2,③中Fe3+的氧化性大于I2,所以氧化性大小顺序为:,故C正确;
D.氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物,①中Fe2+的还原性大于Br-,③中的还原性大于Fe2+,则还原性强弱顺序为,故D正确;
故选:A。
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的
氧化性、还原性强弱
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。
【典例5】试比较下列单质或离子的氧化性。(已知:元素的非金属性Cl>Br>I>S)
①Cl2、Br2、I2、S;
②H+、Cu2+、Zn2+、Na+。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】①Cl2>Br2>I2>S ②Cu2+>H+>Zn2+>Na+
【详解】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;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。故答案为①Cl2>Br2>I2>S ②Cu2+>H+>Zn2+>Na+。
【变式5-1】(25-26高三上·天津河西·期中)下列实验事实不能作为所得结论合理证据的是
选项
A
B
实验
现象
溶液变为橙色,溶液变为棕黄色
白色沉淀溶解,沉淀不溶解
结论
氧化性:
金属性:
选项
C
D
实验
现象
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
溶液中出现白色沉淀
结论
金属性:
非金属性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.氯水滴入溴化钠溶液中,溶液变为橙色,说明氧化性;溴水滴入溶液中,溶液变为棕黄色,说明氧化性,所以氧化性:,A正确;
B.白色沉淀溶解,沉淀不溶解,说明碱性弱于,金属性:,B正确;
C.金属性越强,金属单质越易与水反应,钾与水反应比钠与水反应更剧烈,证明金属性:,C正确;
D.稀硝酸滴入碳酸钙,产生二氧化碳通入硅酸钠溶液中,有白色沉淀硅酸生成,证明碳酸的酸性强于硅酸,最高价含氧酸的酸性越强,其非金属性越强,非金属性C>Si,但硝酸具有挥发性,挥发出来的硝酸也能与硅酸钠反应生成白色沉淀硅酸,所以不能肯定二氧化碳与硅酸钠发生了反应,D错误;
故选D。
【变式5-2】(25-26高三上·天津河西·期中)下列类比或推理合理的是
已知
类比或推理
A
沸点:
沸点:
B
得电子能力:
酸性:
C
金属性:
氧化性:
D
原子半径:
第一电离能:
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.和的沸点由范德华力决定,而Li和Na的沸点由金属键决定,类比错误,A不符合题意;
B.Cl的非金属性比I强,故的酸性强于,推理正确,B符合题意;
C.金属性:Fe>Cu,氧化性:>,推理错误,C不符合题意;
D.原子半径:Na>Mg,Mg的第一电离能因全满结构更高,故第一电离能:Na<Mg,推理错误,D不符合题意;
故选B。
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
1.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。
2.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6】例如F2+H22HF,Cl2+H22HCl,则氧化性F2 Cl2。
【答案】>
【详解】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。根据F2+H22HF,Cl2+H22HCl,可知氧化性F2>Cl2。
【变式6-1】根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。判断氧化性:KMnO4________MnO2。
【答案】>
【详解】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。根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可知氧化性KMnO4>MnO2。
【变式6-2】如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2________S。
【答案】>
【详解】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。根据2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,可知氧化性Cl2>S。
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
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。
【典例7】(25-26高一上·天津蓟州·阶段练习)下列反应转化关系(未配平)肯定不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.S元素的化合价既升高又降低,为同种元素的歧化反应,故A正确;
B.硝酸具有氧化性,FeO具有还原性,Fe元素化合价上升,N元素化合价应该下降,发生氧化还原反应生成硝酸铁、NO、水,故B错误;
C.Cu元素的化合价既升高又降低,为氧化还原反应,故C正确;
D.反应中N元素的化合价既升高又降低,为氧化还原反应,是自身氧化还原反应,故D正确;
故选B。
【变式7-1】(23-24高一上·天津·期末)下列转化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.Cl2和氢氧化钠溶液反应生成NaCl和NaClO,该过程中Cl2既是氧化剂又是还原剂,不需要加入氧化剂,A不选;
B.过程中Cl-化合价升高被氧化,需要加入氧化剂才能实现,B选;
C.过程中Fe元素化合价降低被还原,需要加入还原剂才能实现,C不选;
D.过程中Mn元素化合价降低被还原,需要加入还原剂才能实现,D不选;
故选B。
【变式7-2】加入适当还原剂可实现下列转化的是
A.HNO3→NO B.HCl→Cl2
C.SO2→H2SO3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3
【答案】A
【详解】A.N被还原,需还原剂,A正确;
B. Cl被氧化,需氧化剂,B错误;
C.中S的化合价均为+4,无氧化还原反应,无需还原剂,C错误;
D. Fe被氧化,需氧化剂,D错误;
故答案选A。
【变式7-3】下列物质只有还原性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.钠单质为0价,在氧化还原反应中只能失去电子做还原剂,因此Na只有还原性,故选A;
B.中,Na+为+1价,有氧化性(很弱),为-1价,有还原性,故不选B;
C.中的0价为中间价,氯元素化合价既可以升高又可以降低,既有氧化性又有还原性,故不选C;
D.中,为+1价,氯元素化合价既可以升高又可以降低,既有氧化性又有还原性,故不选D;
选A。
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
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8】已知、、,且氧化性强弱顺序是。在和混合溶液中,通入一定量,溶液中存在的离子不合理的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、、
【答案】B
【分析】已知氧化性顺序为 ,对应的还原性顺序为 。因此,当通入和的混合溶液时,反应顺序为:
优先氧化生成和;
完全消耗后,继续氧化 生成;
完全消耗后,才会氧化。
【详解】A.: 和 均被完全氧化,但未被氧化,符合反应顺序,合理,A不符合题意;
B. :溶液中无或,但原溶液中含有和,必然存在。若未被氧化,则应存在;若被氧化,则已被完全消耗,不可能同时存在,矛盾,不合理,B符合题意;
C.:被完全氧化,和未被氧化,符合反应顺序,合理,C不符合题意;
D.:量不足,仅部分氧化,剩余和未反应的 ,符合反应顺序,合理,D不符合题意;
故选B。
【变式8-1】(25-26高一上·天津南开·月考)常温下,可以发生下列三个反应:
①;
②;
③。
由此得出结论不正确的是
A.氧化性:
B.溶液中可发生反应:
C.Cl元素在③反应中被还原
D.反应①中,氧化产物和还原产物的粒子数目之比为
【答案】B
【分析】①,氧化性:;②,氧化性:;③,氧化性:;氧化性:,据此解答。
【详解】A.根据分析,氧化性,A正确;
B.FeBr2中Fe2+的还原性强于Br⁻,Cl2应优先氧化Fe2+生成Fe3+,而非直接生成FeCl2,B错误;
C.反应③中Cl2化合价降低,被还原为Cl-,C正确;
D.反应①中,5 mol Cl2(氧化产物)和2 mol Mn2+(还原产物)的物质的量之比为5:2,D正确;
故选B。
【变式8-2】已知氧化还原反应:①;②;③;④。下列说法不正确的是
A.氧化性:
B.在含有、混合溶液中加入铁粉,若反应后固体中只有铜,则溶液中可能存在和
C.能与反应
D.在反应②中是氧化产物,在反应③中是还原产物
【答案】B
【分析】根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强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,分析判断。
【详解】A.根据反应①可知氧化性强弱为:,反应②,反应③,反应④,综合分析以上四个强弱关系,A正确;
B.根据氧化性强弱顺序,含有、混合溶液中加入铁粉,铁粉首先被氧化,随后剩余铁粉再与发生置换反应生成单质铜。若反应后固体中只有铜,说明已经反应完毕,溶液中没有;B错误;
C.根据氧化性强弱顺序:,能与反应,离子方程式为:,C正确;
D.根据化合价变化特点分析,在反应②中是化合价升高对应的产物,属于氧化产物;在反应③中是化合价降低对应的产物,属于还原产物,D正确;
故选B。
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
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。
【典例9】(20-21高一上·天津滨河·期末)已知Mn2O与S2-在酸性溶液中能发生反应: Mn2O+3S2-+14H+=2Mn3++3S↓+7H2O,则Mn2O中锰元素的化合价是
A.+2 B.+4 C.+3 D.+6
【答案】D
【详解】由电荷守恒可得(-x)+3×(-2)+14×(+1)=2×(+3),解得x=2,O元素为-2价,设Mn2O中锰元素化合价为y,则y×2+(-2) ×7=-2,解得y=6,锰元素的化合价是+6,故选:D。
【变式9-1】在一定条件下,和可发生如下反应:,从而可知在中,元素R的化合价是
A.+7价 B.+4价 C.+5价 D.+6价
【答案】B
【详解】方法1:根据电荷守恒有n+1×2=2+1×2,n=2。设元素R在中的化合价为x,则x-2×3=-2,x=+4;
方法2:设元素R在中的化合价为x。根据氧化还原反应中,得失电子守恒有,所以x=+4;
故本题选B。
【变式9-2】(24-25高一上·天津滨海新·期中)高铁酸钾 作净水剂,既能消毒杀菌,也能吸附水中悬浮物。 制备方法为: 。下列说法正确的是
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B.Fe2O3被KClO还原
C.KClO发生氧化反应
D.当生成2个K2FeO4时, 转移电子数为3个
【答案】A
【分析】由方程式可知,反应中铁元素的化合价升高被氧化,氧化铁是反应的还原剂,氯元素的化合价降低被还原,次氯酸钾是氧化剂,反应生成2个高铁酸钾时,转移电子数目为6个。
【详解】A.高铁酸钾中钾元素、氧元素的化合价分别为+1价、—2价,由化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价,故A正确;
B.由分析可知,氧化铁是反应的还原剂、次氯酸钾是氧化剂,所以反应中氧化铁被次氯酸钾氧化,故B错误;
C.由分析可知,次氯酸钾是反应的氧化剂,反应中发生还原反应,故C错误;
D.由分析可知,反应生成2个高铁酸钾时,转移电子数目为6个,故D错误;
故选A。
【变式9-3】(24-25高一上·天津滨海新·期中)已知。下列叙述正确的是
A. B.y=3 C.中M的化合价为+7 D.在反应中得到电子
【答案】C
【分析】根据电荷守恒可知,;S元素从-2价升高至0价,则M元素被还原,根据得失电子守恒可知,M元素化合价应从+7价降低至+2价,则 。
【详解】A.根据分析可知,,A错误;
B.根据分析可知,,B错误;
C.根据得失电子守恒计算可知,中M的化合价为+7,C正确;
D.S元素从-2价升高至0价,失电子被氧化,D错误;
答案选C。
题型10 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10】(24-25高一上·天津·期末)将浓硫酸滴入与的混合溶液中,有黄绿色气体生成且溶液的紫红色逐渐褪去,反应方程式为___________(未配平)。下列说法错误的是
A.方程式中缺少的物质的化学式为
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比等于还原产物与氧化产物的物质的量之比
C.氧化性:
D.标准状况下,每生成上述反应中有电子发生转移
【答案】B
【分析】将浓硫酸滴入KMnO4与KCl的混合溶液中,高锰酸钾做反应的氧化剂,氯化钾做反应的还原剂,结合质量守恒,反应生成硫酸钾、硫酸锰、氯气和水,锰化合价由+7变为+2、氯化合价由-1变为0,结合电子守恒,反应的化学方程式为2KMnO4+10KCl+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O。
【详解】A.由质量守恒定律可知,方程式中缺少的物质的化学式为H2O,A正确;
B.结合分析,氧化剂KMnO4与还原剂KCl的物质的量之比为1:5,还原产物MnSO4与氧化产物Cl2的物质的量之比为2:5,则氧化剂与还原剂的物质的量之比不等于还原产物与氧化产物的物质的量之比,B错误;
C.氧化剂的氧化性强于氧化产物,则氧化剂KMnO4的氧化性强于氧化产物Cl2的氧化性,C正确;
D.氯化合价由-1变为0,电子转移为Cl2~2e-,标准状况下,每生成为1mol,生成1 mol Cl2上述反应中有2 mol电子发生转移,D正确;
故选B。
【变式10-1】请配平下列方程式
①_____________________________________________
②_______________________________________________________
③_______________________________________________________
④_________________________________=______________________
① ;② ;③ ;④ 。
【答案】34235 22 3623 256H+=258
【详解】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:22;
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:3623;
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。
【变式10-2】(23-25高一上·天津滨海·期中)铜与浓硝酸充分反应,铜完全溶解,生成含混合气体(在标准状况下)。若反应前后硝酸溶液的体积没有变化,下列说法错误的是
A.发生还原反应的硝酸有
B.反应后溶液中的浓度为
C.混合气体中与的体积比为
D.将生成的与足量混合通入水中,需要标准状况下的体积
【答案】B
【详解】A.生成含NO2、NO的混合气体33.6L(在标准状况下)物质的量为=1.5mol,根据氮元素守恒,发生还原反应的硝酸的物质的量为1.5mol,故A正确;
B.由A可知,生成含NO2、NO的总物质的量为1.5mol,反应后溶液中的浓度为=6mol•L-1,故B错误;
C.64g Cu的物质的量为1mol,NO和NO2混合气体的物质的量为1.5mol,令NO和NO2的物质的量分别为xmol、ymol,则:x+y=1.5,3x+y=1×2,解得x=0.25,y=1.25,混合气体中NO2与NO的物质的量之比为5:1,体积比为5:1,故C正确;
D.气体混合物与氧气、水反应又生成硝酸,纵观整个过程,Cu失去电子物质的量等于氧气获得的电子,则需要氧气物质的量为=0.5mol,标况下需要氧气体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,故D正确;
答案选B。
【变式10-3】(24-25高一下·天津河西·期中)与一定量浓硝酸反应,全部被消耗后,收集到标准状况下和的混合气体,则和的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 19.2gCu的物质的量为: ,生成气体总物质的量: ,根据得失电子守恒:Cu被氧化为,每1molCu失去2mol电子,总失电子为。还原为(得)和(得),设NO为,NO2为,则:,气体总物质的量为:,解得 ,,故物质的量之比为。
故选A。
题型11 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11】(24-25高三上·天津河西·期中)碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。的一种制备方法如下图所示,已知的氧化性强于。
下列说法错误的是
A.碘离子浓度:溶液2>溶液1
B.加入Fe后进行转化的化学方程式为:
C.若时,会降低单质碘的回收率
D.若时,氧化产物为
【答案】D
【分析】利用Ag+与I-生成沉淀,富集I元素,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,再利用Cl2氧化I-获得I2,以此解答。
【详解】A.溶液1中碘离子浓度较低,利用Ag+与I-生成沉淀,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,起到富集I元素的作用,则碘离子浓度:溶液2>溶液1,A正确;
B.利用Ag+与I-生成AgI沉淀,再利用Fe的还原性置换Ag,加入Fe后进行转化的化学方程式为:,B正确;
C.通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,反应的化学方程式为FeI2+Cl2=I2+FeCl2,然后发生反应为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,若反应物用量比时,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,已知的氧化性强于,若时,Cl2过量,I2被过量的Cl2进一步氧化为,会降低单质碘的回收率,C正确;
D.通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若时,只发生FeI2+Cl2=I2+FeCl2,氧化产物为I2,D错误;
故选D。
【变式11-1】某反应体系中的物质有:、、、、、。
(1)请将之外的反应物与生成物分别填如以下空格内。
(2)反应中,被还原的元素是 ,还原剂是 。
【答案】Au2O3+4Na2S2O3+2H2O=2Na2S4O6+Au2O+4NaOH Au Na2S2O3
【详解】(1)Au2O3为反应物,则Au2O一定为生成物,Au的化合价从+3价降低到+1价,故Au2O3为氧化剂,Na2S4O6中S的平均化合价为+,Na2S2O3中硫元素平均化合价为+2,所以Na2S2O3为反应物,Na2S4O6为生成物,由钠元素守恒可知NaOH为生成物,H2O为反应物,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为Au2O3+4Na2S2O3+2H2O=2Na2S4O6+Au2O+4NaOH;
(2)该反应中Au的化合价从+3价降低到+1价,Au元素被还原,S元素化合价上升,还原剂是Na2S2O3。
【变式11-2】H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
【答案】
【详解】白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,反应中部分磷化合价由0变为+1、部分磷由0变为-3,结合电子守恒,反应为:。
【变式11-3】生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速氧化的细菌,培养后能提供,控制反应条件可达细菌的最大活性,其生物浸矿机理如图。
(1)氧化亚铁硫杆菌生物浸出ZnS矿(已知:ZnS难溶于水,易溶于酸)。反应1的离子方程式是 ;
反应2中有S单质生成,离子方程式是 。
(2)氧化亚铁硫杆菌还可以对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到溶液。其过程如图所示:
已知总反应为:
补充完整过程I离子方程式: 。
。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)反应1为被氧化为,离子方程式是;反应2 为ZnS与反应有S单质生成,离子方程式是;
(2)根据化合价的升降,化合价升高6,,化合价将1,化合价升降守恒,再根据电荷守恒和元素守恒,过程I离子方程式为。
题型12 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12】(24-25高一上·天津·期中)制备碱式氯化铜需要的可用做催化剂得到,其催化原理如图所示。下列说法正确的是
A.上述转化过程中和物质的量之比为
B.图中、分别为和
C.、、之间的关系是
D.参加反应的离子方程式为
【答案】D
【分析】从图中可以看出,Cu转化为Cu2+,需要加入氧化剂,则M为Fe3+,N为Fe2+;Fe2+被O2、H+氧化,可生成Fe3+。
【详解】A.上述转化过程中,根据得失电子守恒可建立关系式:O2~4Fe2+~4Fe3+~2Cu2+,则Cu2+与O2个数比2:1,A错误;
B.从图中可以看出,Cu转化为Cu2+,需要加入氧化剂,则M为Fe3+,N为Fe2+,B错误;
C.碱式氯化铜的构成微粒为Cu2+、Cl-、OH-、H2O,结合化合价代数和为零可知,2a=b+c,C错误;
D.N(Fe2+)参加的反应中,Fe2+被O2在酸性溶液中氧化为Fe3+,离子方程式为:,D正确;
故选D。
【变式12-1】(24-25高一上·天津西青·期中)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。
【变式12-2】(24-25高一上·天津·期末)酸性条件下脱除的原理如图所示,下列说法中正确
A.反应1时,作为氧化剂 B.发生反应2时,溶液的酸性减弱
C.反应过程中需要随时补充 D.反应中消耗,理论上脱去
【答案】A
【详解】A.发生反应1时,被还原生成Mn2+,锰元素化合价降低,作为氧化剂,A正确;
B.反应2的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,即发生反应2时生成H+,则溶液的酸性增强,B错误;
C.反应1消耗Fe2+,反应2生成Fe2+,Fe2+是该反应的催化剂,则反应过程中Fe2+不需要补充,C错误;
D.二氧化锰中锰元素化合价由+4价降低至+2价,二氧化硫中硫元素化合价由+4价升高至+6价,根据得失电子守恒,反应中消耗1molMnO2 ,理论上可脱去1molSO2,但没有明确是否为标准状况下,则不一定脱去22.4LSO2,D错误;
故选A。
【变式12-3】(25-26高一上·天津·期中)运用氧化还原反应和离子反应的知识回答下列问题:
I.将和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收,其转化如图所示(不溶于水)。
(1)写出过程②和过程中③发生反应的离子方程式:
i.过程② 。
ii.过程③ 。
iii.整个转化过程中可以循环使用的离子是 。
II.新型纳米材料氧缺位铁酸盐(,,、、,且均为+2价,下同)是由铁酸盐经过高温反应得到的。
(2)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于 。
(3)中元素的化合价为 。
(4)在酸性条件下,容易转化为,某反应体系中共存在下列6种粒子:、、、、、,则转化为的离子方程式 。
【答案】(1) 和
(2)胶体
(3)+3
(4)
【分析】由图可知,过程①发生反应:,过程②发生反应:,过程③发生反应:,回收S的总反应为:,据此解答。
【详解】(1)由分析可知,i.过程②发生反应的离子方程式为:;
ii.过程③发生反应的离子方程式为:;
iii.观察整个转化过程,在过程②中被消耗,在过程③中又生成;在过程①中被消耗,在过程②中又生成。所以整个转化过程中可以循环使用的离子是Cu2+和Fe3+;
(2)纳米材料氧缺位铁酸盐的粒子直径在1~100 nm之间,分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于胶体;
(3)MFe2O4中M为+2价,O为-2价,由化合物中各元素化合价代数和为零可知,Fe元素的化合价为+3价;
(4)在酸性条件下,容易转化为,铁元素的化合价从+3价变为+2价,化合价降低被还原,反应体系中共存在下列6种粒子:、、、、、,作为还原剂的物质中有元素化合价升高,即变化为Cu2+,则氧化剂为,还原剂为Cu2O,两者在酸性条件下反应生成、Cu2+和水,所以转化为的离子方程式为:。
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1.3 氧化还原反应
题型目录
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 根据氧化还原反应方程式判断物质的氧化性、还原性强弱
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的氧化性、还原性强弱
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
题型10 氧化还原反应方程式的配平与计算
题型11 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型12 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____________电子得失或共用电子对偏移),其特征表现为元素化合价____________,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______、______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______、______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______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______、________________________的物质。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,化合价______、________________________的物质。
3.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的______的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的______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______的产物。
(2)还原产物:氧化剂得到电子被______的产物。
5.以H2还原CuO的反应为例分析
H2 + CuO Cu + H2O
↓ ↓ ↓ ↓
______剂 ______剂 ______产物 ______产物
6.氧化还原反应中几个基本概念间的关系
【典例1】(24-25高一上·天津和平·期末)古医典富载化学知识,下面的物质描述体现其氧化性的是
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
C.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【变式1-1】(24-25高一上·天津·期末)下列转化中,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【变式1-2】(24-25高一上·天津·期末)溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质,它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物,它也能与水发生以下反应:IBr+H2O=HBr+HIO,下列有关IBr的叙述中,正确的是
A.在很多反应中IBr是强还原剂
B.IBr与水反应时既作氧化剂,又作还原剂
C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgI沉淀
D.IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO
【变式1-3】(23-24高一上·天津·期末)已知(未配平)。则下列说法中正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
C.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性 D.为氧化产物
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)______反应一定是氧化还原反应。
(2)______反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的______反应一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的______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2】(22-23高一上·天津·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,分析下列四个化学反应,其中属于“3”区的是
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
B.2HClO2HCl+O2↑
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【变式2-1】(22-23高一上·天津南开·期末)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】(24-25高一上·天津·期末)氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A.
B.
C.
D.
【变式2-3】(24-25高一上·天津·期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于氧化还原反应但不包含在1、2、4范围内的是
A.Cl2+2KI=I2+2KCl B.NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
C.2FeCl2+Cl2=2FeCl3 D.3NO2+H2O=2HNO3+NO
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______指向______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______。
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“______”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______标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【典例3】(25-26高一上·天津河北·期中)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-1】(20-21高一上·重庆渝中·月考)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-2】(25-26高一上·天津红桥·期中)下列氧化还原反应中,电子得失情况表示不正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-3】(24-25高一上·天津·期中)下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是
A. B.
C. D.
题型04 根据氧化还原反应方程式判断物质的
氧化性、还原性强弱
根据氧化还原反应方程式判断
(1)氧化性:______>氧化产物
(2)还原性:______>还原产物
举例:Cl2+2I-===2Cl-+I2反应中氧化剂Cl2的氧化性______氧化产物I2的氧化性;还原剂I-的还原性______还原产物Cl-的还原性。
【典例4】(24-25高一上·天津河东·期末)亚氯酸钠是一种重要的含氯物质,用作消毒剂、漂白剂和除臭剂,其制备反应如下:①;②。下列说法错误的是
A.中为价 B.反应①中为还原产物
C.反应②中每转移,生成 D.氧化性:
【变式4-1】(25-26高一上·天津耀华·期中)已知有如下反应:①2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3,②5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3,③KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O,④Cl2+2KI=2KCl+I2。下列有关说法不正确的是
A.氧化能力由强到弱的顺序为
B.在淀粉KI溶液中逐渐通入Cl2,溶液先变蓝后蓝色又逐渐褪去
C.由以上信息可推知反应可以发生
D.在上述①②③反应中,Cl2分别为还原剂、氧化剂、氧化产物
【变式4-2】(24-25高一上·天津四十五中学·期中)已知有如下反应:
①;
②;
③。
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
A.仅根据反应①也能判断氧化性:
B.还原性强弱的顺序为:
C.溶液中可发生:
D.在反应②中既是氧化产物又是还原产物
【变式4-3】(23-24高一上·广东云浮·阶段练习)常温下,在溶液中可以发生如下反应:
反应①:
反应②:
反应③:
下列说法错误的是
A.反应③中铁元素被氧化 B.反应②中被还原,被氧化
C.氧化性强弱顺序为 D.还原性强弱顺序为
题型05 根据金属或非金属活动性顺序判断物质的
氧化性、还原性强弱
根据元素的金属或非金属活动性顺序比较
(1)______越弱,其单质的还原性越弱,对应的______氧化性越强。
(2)______越弱,其单质的氧化性越弱,对应的______还原性越强。
【典例5】试比较下列单质或离子的氧化性。(已知:元素的非金属性Cl>Br>I>S)
①Cl2、Br2、I2、S;
②H+、Cu2+、Zn2+、Na+。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【变式5-1】(25-26高三上·天津河西·期中)下列实验事实不能作为所得结论合理证据的是
选项
A
B
实验
现象
溶液变为橙色,溶液变为棕黄色
白色沉淀溶解,沉淀不溶解
结论
氧化性:
金属性:
选项
C
D
实验
现象
钾与水反应比钠与水反应更剧烈
溶液中出现白色沉淀
结论
金属性:
非金属性:
A.A B.B C.C D.D
【变式5-2】(25-26高三上·天津河西·期中)下列类比或推理合理的是
已知
类比或推理
A
沸点:
沸点:
B
得电子能力:
酸性:
C
金属性:
氧化性:
D
原子半径:
第一电离能:
A.A B.B C.C D.D
题型06 根据反应条件判断物质的氧化性、还原性强弱
1.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______。
2.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______。
【典例6】例如F2+H22HF,Cl2+H22HCl,则氧化性F2 Cl2。
【变式6-1】根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。判断氧化性:KMnO4________MnO2。
【变式6-2】如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2________S。
题型07 价态规律——氧化还原反应的规律
价态规律
(1)高低规律:最高价态只有______,最低价态只有______,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“______”。
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________________________,如3NO2+H2O===2HNO3+NO。
【典例7】(25-26高一上·天津蓟州·阶段练习)下列反应转化关系(未配平)肯定不正确的是
A. B.
C. D.
【变式7-1】(23-24高一上·天津·期末)下列转化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【变式7-2】加入适当还原剂可实现下列转化的是
A.HNO3→NO B.HCl→Cl2
C.SO2→H2SO3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3
【变式7-3】下列物质只有还原性的是
A. B. C. D.
题型08 先后规律——氧化还原反应的规律
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8】已知、、,且氧化性强弱顺序是。在和混合溶液中,通入一定量,溶液中存在的离子不合理的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、、
【变式8-1】(25-26高一上·天津南开·月考)常温下,可以发生下列三个反应:
①;
②;
③。
由此得出结论不正确的是
A.氧化性:
B.溶液中可发生反应:
C.Cl元素在③反应中被还原
D.反应①中,氧化产物和还原产物的粒子数目之比为
【变式8-2】已知氧化还原反应:①;②;③;④。下列说法不正确的是
A.氧化性:
B.在含有、混合溶液中加入铁粉,若反应后固体中只有铜,则溶液中可能存在和
C.能与反应
D.在反应②中是氧化产物,在反应③中是还原产物
题型09 守恒规律——氧化还原反应的规律
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。
【典例9】(20-21高一上·天津滨河·期末)已知Mn2O与S2-在酸性溶液中能发生反应: Mn2O+3S2-+14H+=2Mn3++3S↓+7H2O,则Mn2O中锰元素的化合价是
A.+2 B.+4 C.+3 D.+6
【变式9-1】在一定条件下,和可发生如下反应:,从而可知在中,元素R的化合价是
A.+7价 B.+4价 C.+5价 D.+6价
【变式9-2】(24-25高一上·天津滨海新·期中)高铁酸钾 作净水剂,既能消毒杀菌,也能吸附水中悬浮物。 制备方法为: 。下列说法正确的是
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B.Fe2O3被KClO还原
C.KClO发生氧化反应
D.当生成2个K2FeO4时, 转移电子数为3个
【变式9-3】(24-25高一上·天津滨海新·期中)已知。下列叙述正确的是
A. B.y=3 C.中M的化合价为+7 D.在反应中得到电子
题型10 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10】(24-25高一上·天津·期末)将浓硫酸滴入与的混合溶液中,有黄绿色气体生成且溶液的紫红色逐渐褪去,反应方程式为___________(未配平)。下列说法错误的是
A.方程式中缺少的物质的化学式为
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比等于还原产物与氧化产物的物质的量之比
C.氧化性:
D.标准状况下,每生成上述反应中有电子发生转移
【变式10-1】请配平下列方程式
①_____________________________________________
②_______________________________________________________
③_______________________________________________________
④_________________________________=______________________
① ;② ;③ ;④ 。
【变式10-2】(23-25高一上·天津滨海·期中)铜与浓硝酸充分反应,铜完全溶解,生成含混合气体(在标准状况下)。若反应前后硝酸溶液的体积没有变化,下列说法错误的是
A.发生还原反应的硝酸有
B.反应后溶液中的浓度为
C.混合气体中与的体积比为
D.将生成的与足量混合通入水中,需要标准状况下的体积
【变式10-3】(24-25高一下·天津河西·期中)与一定量浓硝酸反应,全部被消耗后,收集到标准状况下和的混合气体,则和的物质的量之比为
A. B. C. D.
题型11 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11】(24-25高三上·天津河西·期中)碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。的一种制备方法如下图所示,已知的氧化性强于。
下列说法错误的是
A.碘离子浓度:溶液2>溶液1
B.加入Fe后进行转化的化学方程式为:
C.若时,会降低单质碘的回收率
D.若时,氧化产物为
【变式11-1】某反应体系中的物质有:、、、、、。
(1)请将之外的反应物与生成物分别填如以下空格内。
(2)反应中,被还原的元素是 ,还原剂是 。
【变式11-2】H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
【变式11-3】生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速氧化的细菌,培养后能提供,控制反应条件可达细菌的最大活性,其生物浸矿机理如图。
(1)氧化亚铁硫杆菌生物浸出ZnS矿(已知:ZnS难溶于水,易溶于酸)。反应1的离子方程式是 ;
反应2中有S单质生成,离子方程式是 。
(2)氧化亚铁硫杆菌还可以对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到溶液。其过程如图所示:
已知总反应为:
补充完整过程I离子方程式: 。
。
题型12 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12】(24-25高一上·天津·期中)制备碱式氯化铜需要的可用做催化剂得到,其催化原理如图所示。下列说法正确的是
A.上述转化过程中和物质的量之比为
B.图中、分别为和
C.、、之间的关系是
D.参加反应的离子方程式为
【变式12-1】(24-25高一上·天津西青·期中)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
【变式12-2】(24-25高一上·天津·期末)酸性条件下脱除的原理如图所示,下列说法中正确
A.反应1时,作为氧化剂 B.发生反应2时,溶液的酸性减弱
C.反应过程中需要随时补充 D.反应中消耗,理论上脱去
【变式12-3】(25-26高一上·天津·期中)运用氧化还原反应和离子反应的知识回答下列问题:
I.将和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收,其转化如图所示(不溶于水)。
(1)写出过程②和过程中③发生反应的离子方程式:
i.过程② 。
ii.过程③ 。
iii.整个转化过程中可以循环使用的离子是 。
II.新型纳米材料氧缺位铁酸盐(,,、、,且均为+2价,下同)是由铁酸盐经过高温反应得到的。
(2)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于 。
(3)中元素的化合价为 。
(4)在酸性条件下,容易转化为,某反应体系中共存在下列6种粒子:、、、、、,则转化为的离子方程式 。
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