内容正文:
第04讲 氧化还原反应——概念及电子转移表示
学习目标
重难点
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,知道氧化反应、还原反应,氧化剂及还原剂的概念。
2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。
3.能利用氧化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。
重点:1.氧化还原反应的特征。
2.氧化还原反应中电子转移的表示方法。
难点:氧化还原反应的本质。
历史上氧化还原反应概念主要经历了三个阶段:
拉瓦锡
弗兰克兰
丹尼尔
汤姆生
1 777年,拉瓦锡发现了氧气,人们把物质和氧气的反应叫氧化反应,后来进一步把物质结合氧元素的反应也叫氧化反应;十九世纪随着工业发展,需要大量的金属,而金属多数以矿物存在,需把矿物中氧化物中的金属提炼出来即发生了还原,人们把物质失去氧元素的反应叫还原反应;1 852年,弗兰克兰根据其研究,从化合价升降的外部特征,定义了氧化还原反应;1 836年丹尼尔发明商用的原电池,1 897年汤姆生发现了电子,科学家从电子转移的本质,定义了氧化还原反应。
一、从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念
凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征
元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
氧化产物和和还原产物
氧化产物
还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
还原产物
氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
①并非只有有氧得失的反应才是氧化还原反应,凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,元素化合价升降是氧化还原反应的外在特征,可用来判断化学反应是否为氧化还原反应。
②在氧化还原反应中,并不是所有元素化合价都发生改变,也不是一定有两种元素改变,例如:
Fe+2HCl===H2↑+FeCl2中Cl元素的化合价没有改变;
3Cl2+6KOH5KCl+KCIO3+3H2O中只有Cl元素的化合价发生改变;
2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2中Fe、Cl、Br三种元素的化合价都发生改变。
③在氧化还原反应中,元素化合价的升高与降低一定同时发生,且化合价升高总数等于化合价降低总数。
请完成下表:
反应
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
SO2+2H2S=2H2O+3S↓
Cl2+H2O=HCl+HClO
(1)在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂可能是同一物质,氧化产物和还原产物也可能是同一物质。
(2)氧化还原反应类型
一般氧化还原反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cl2+2KI=I2+2KCl
歧化反应
同种元素同一价态间的氧化还原反应:2H2O2=2H2O+O2↑
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO
归中反应
同种元素不同价态发生氧化还原反应,生成同一价态的氧化产物和还原还原产物:C+CO22CO 4NH3+6NO5N2+6H2O
部分氧化还原反应
还原剂只有部分被氧化或者氧化剂只有部分被还原的氧化还原反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
氧化还原反应前后,元素化合价为什么会发生改变?
化学反应的本质是——原子之间的重组,那么氧化还原反应的本质是什么?
实验
NaCl形成示意图
分析
钠与氯气反应
钠原子的最外电子层上有1个电子,钠原子失去1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+);氯原子的最外电子层上有7个电子,氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-);这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构
反应中钠元素的化合价从0价升高到+1价,Na失电子被氧化,Na发生了氧化反应;反应中氯元素的化合价从0价降低到-1价,Cl2得电子被还原,Cl2发生了还原反应
在这个反应中,发生了电子的得失
反应过程中相应变化关系图
实验
HCl形成示意图
分析
氢气与氯气反应
氢原子、氯原子都不能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,H2被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,C12被还原
在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,H2发生了氧化反应,C12发生了还原反应
反应过程中相应变化关系图
二、从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质
发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应
氧化反应
物质失电子的反应
还原反应
物质得电子的反应
氧化剂和还原剂
氧化剂
得到电子(或电子对偏向)的反应物,具有氧化性
还原剂
失去电子(或电子对偏离)的反应物,具有还原性
氧化性和还原性
氧化性
物质得到电子的性质
还原性
物质失去电子的性质
判断下列化学方程式是否氧化还原反应。
四大基本反应类型
化学方程式
是否氧化还原反应
化合反应
4Na+O2=2Na2O
SO2+H2O=H2SO3
分解反应
2H2O2H2↑+O2↑
CaCOCaO+CO2↑
置换反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
复分解反应
NaOH+HCl=NaCl+H2O
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
①有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O2 放电 2O3。
②无单质参与的化合反应也可能是氧化还原反应,如 H2O2+SO2===H2SO4。
③四种基本反应类型不能包含所有的化学反应,如反应 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 不属于四种基本反应类型中的任何一种,但它有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
反应
装置
操作
现象
结论
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
盛有稀硫酸的烧杯中,插入锌片和铜片;将锌片与电流计的负极相连,铜片与电流计的正极相连
电流计的指针发生偏转
反应中有电子转移
氧化还原反应中确实有电子发生了转移,如何来表示呢?
四、氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示意义
表示反应前后同一元素原子或离子间的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾必须连接同一元素, 并且箭头指向生成物, 箭尾连接反应物;
②线桥上必须标明“得到”或“失去”,并且得到和失去的电子总数应相等;
③用双线桥法标电子转移数目时,用a × be- 的形式表示,a表示得电子或失电子的原子个数,b表示每个原子失去或得到的电子数,当a =1时,可以直接写为be-;当b =1时,要写为a × e-。
举例
(2)单线桥法
表示意义
表示反应物中变价元素原子的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾不能跨过“=”也就是箭头和箭尾所连接的都是反应物;
②单线桥表示反应物中变价元素原子的电子转移情况, 箭头指向化合价降低的元素, 箭尾连接化合价升高的元素;
③不需标明“得到”或“失去”,只需标明电子转移数目,线桥上只写ne-(即只写电子转移的总数),不能写成a× be- 的形式。
举例
①箭头必须由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略“1”。
④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。
⑤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。
氧化还原反应的相关概念及其关系
氧化还原反应知识结构图示
上述关系也可总结成:
升(价升高)—失(失电子)—氧(被氧化)—还(还原剂,具还原性);
降(价降低)—得(得电子)—还(被还原)—氧(氧化剂,具氧化性)。
1.下列说法正确的是( )
A.没有氧元素参加的反应一定不是氧化还原反应
B.元素化合价升高时得电子,元素化合价降低时失电子
C.元素化合价降低被氧化,元素化合价升高被还原
D.有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
2.下列有关氧化还原反应的叙述错误的是( )
A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B.化合反应和分解反应不可能是氧化还原反应
C.氧化还原反应中不一定要有氧气参加
D.工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁的反应是氧化还原反应
3.古籍中记载的下列事实或现象的形成,未涉及氧化还原反应的是( )
A.《梦溪笔谈》:“石穴中水所滴者皆为钟乳”
B.《淮南万毕术》:“曾青得铁则化为铜”
C.《本草纲目》:“野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,俗称鬼火”
D.《本草经疏》:“丹砂(HgS),味甘微寒而无毒……若经伏火……则毒等砒硇,服之必毙”
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影区域的是( )
A. B.
C. D.
5.铜在潮湿的空气中生锈发生反应的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应是氧化还原反应,有三种元素的化合价发生了变化
B.O2失去电子,发生的是还原反应
C.由此反应可知,化合反应一定是氧化还原反应
D.Cu2(OH)2CO3既是氧化产物,又是还原产物
6.(双选)判断下列反应中,电子转移方法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.同种物质中同一价态的元素部分被氧化,部分被还原的氧化还原反应是( )
A.2NaNO32NaNO2+O2↑ B.SO2+2H2S=S+2H2O
C.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O D.NH4NO3N2O↑+2H2O
8.下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
A.
B.
C.
D.
9.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)被氧化的元素是 ,被还原的元素是 ,发生氧化反应的物质是 ,发生还原反应的物质是 。
(2)用双线桥法表示反应电子得失的方向和数目: 。
(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目: 。
10.三氧化二砷(As2O3),无臭无味,外观为白色霜状粉末,微溶于水。请回答下列问题:
(1)As2O3中As元素的化合价为 价。
(2)As2O3与NaOH溶液反应的化学方程式为As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O,该反应
(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应,该反应的离子方程式为
。
(3)已知As2O3与Zn可发生反应6Zn+As2O3+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,其中氢元素的化合价未发生变化。
上述反应中的氧化剂为 (填化学式),被氧化的元素为 (填元素符号)。
11.按要求填空。
(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的净水剂,可以通过下述反应制取:
①Na2FeO4中Fe元素的化合价是 ,该反应中被还原的物质是(用化学式表示)
。
②用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目: 。
(2)饮用水中的对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,可以用化学方法处理,其化学方程式为。
①上述反应中,被氧化的元素是(用元素符号表示) 。
②在上述反应中,每生成1个分子,转移电子数目为 个。
(3)氢氧化铁胶体也可作为净水剂,氢氧化铁胶体的实验室制法是向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续加热至液体呈现红褐色,停止加热;书写该反应的化学方程式:
。
12.分类是研究物质组成及其变化的一种常用的科学方法。
I.现有以下物质:①液氯;②氢氧化铁胶体;③Na2O2粉末;④熔融NaHSO4;⑤饱和食盐水。
(1)在上述物质中,属于化合物的是 (填标号,下同),属于电解质的是 ,能导电的是 。
(2)写出④的电离方程式 。
(3)写出①在水中发生反应的离子方程式 。
II.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系如下图所示,其中甲、乙、丙、丁分别表示一种基本反应类型。
(4)下列反应中,与图中丙所表示反应类型一致的是 ,属于氧化还原反应且水只用作还原剂的是 。
A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
B.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
C.2F2+2H2O=4HF+O2
D.3NO2+H2O=2HNO3+NO
1.某金属加工后的废切削液中含有2%~5%的NaNO2,它是一种环境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理此废切削液,使亚硝酸钠转化为无毒物质。该反应分两步进行:
第一步:NaNO2+NH4Cl===NaCl+NH4NO2
第二步:NH4NO2N2↑+2H2O
下列对上述反应的叙述中正确的是( )
①两步均为氧化还原反应 ②第二步NH4NO2仅发生氧化反应 ③NH4NO2发生了分解反应 ④第二步中N2既是氧化产物又是还原产物 ⑤第一步为复分解反应
A.①③ B.①④ C.②③④ D.③④⑤
2.化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法不正确的是( )
A.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,诗句中体现屠呦呦对青蒿素的提取,属于化学变化
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应
C.“霾尘积聚难见路人”,雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
D.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”诗句中涉及氧化还原反应
3.分别用下列方法制氯气:
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③KClO+2HCl(浓)=KCl+Cl2↑+H2O
若制得的氯气的质量相同,则反应①②③中电子转移数目之比为( )
A.1∶5∶3 B.3∶5∶1
C.1∶1∶1 D.2∶2∶1
4.我国近代炼丹家、医学家葛洪所著《抱朴子》一书中记载有“丹砂烧之成水银,积变又成丹砂”。这句话所涉及的反应有:①HgS+O2===Hg+SO2 ②Hg+S===HgS。下列有关说法错误的是( )
A.反应①、②均为氧化还原反应
B.反应①中Hg、O两种元素被还原
C.反应①中每生成1个SO2分子共转移4个e-
D.反应②中Hg元素被氧化、S 元素被还原
5.实现下列物质之间的转化,一定需要加入还原剂的是( )
A. B.
C. D.
6.下列化学反应用双线桥法或单线桥法表示电子的转移情况,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.近期学习了物质的分类及转化,请用所学习的知识试写出三种制取CuCl2的方法,并用化学方程式表示,并标明反应类型(填四种基本反应类型或氧化还原反应)。
(1)方程式: ,反应类型: 。
(2)方程式: ,反应类型: 。
(3)方程式: ,反应类型: 。
8.一个体重50 kg的健康人含铁2 g,这2 g铁在人体中不是以金属单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在.亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。
(1)工业盐的主要成分是NaNO2,以前有许多起因误食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,这说明NaNO2具有 性。工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,这说明维生素C具有 性。
(2)在Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O的反应中,还原剂是 ,反应中HNO3表现的作用为 。
9.饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)上述反应中, 元素的化合价升高,则该元素的原子 (填“得到”或“失去”)电子;而 元素的化合价降低,则该元素的原子被 (填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目: 。
10.储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步,但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,反应的化学方程式如下:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O
回答下列问题:
(1)该反应中,还原剂是 (填化学式),被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)该反应中,K2Cr2O7表现出 (填“氧化性”或“还原性”),K2Cr2O7发生了
(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(3) H2SO4在该反应中表现出 (填标号)。
A.只有酸性 B.只有氧化性 C.酸性和氧化性 D.酸性和还原性
(4)该反应中,还原反应得到的生成物是 (填化学式)。
11.现有下列10种物质:①铝,②纯醋酸,③CO2,④H2SO4,⑤NaOH,⑥硫酸铜溶液,⑦熔融的NaCl,⑧NaHSO4,⑨硝酸钾晶体,⑩乙醇。
(1)上述物质中属于非电解质的有 (填序号);①②⑥⑦⑨⑩这六种物质中能导电的有 (填序号)。
(2)向⑥中加入铁粉,氧化产物是 。
(3)⑧在水中的电离方程式为 。
(4)上述物质中有两种物质在水溶液中发生的反应可用离子反应H++OH-=H2O表示,请写出该离子反应对应的其中一个化学方程式 。
(5)用双线桥表示该反应电子转移情况:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,
。
12.氧化还原反应原理在生产、生活中应用广泛。
(1)下列反应中不涉及氧化还原反应的是 。
a.蜡炬成灰 b.水滴石穿 c.食物腐败
(2)已知实验室制取NO的反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应的离子方程式是 ,硝酸在反应中体现 。
a.还原性 b.还原性和酸性 c.氧化性 d.氧化性和酸性
(3)某同学写出以下化学反应方程式(未配平):①NH3+NO→HNO2+H2O,②NO+HNO3→N2O3+H2O,③N2O4+H2O→HNO3+HNO2,在3个反应中一定不可能实现的是 。
(4)ClO2可用于污水的杀菌和饮用水的净化。KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,SO2被氧化为,此反应的离子方程式为 。
(5)亚硝酸钠(NaNO2)是一种用途广泛的工业盐,因其外观和食盐相似容易误食中毒。 误食NaNO2会导致人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,该过程中NaNO2表现出的性质与下列 (填序号)反应中H2O2表现出的性质相同。
A.
B.
C.
D.
(6)已知亚硝酸钠可以与氯化铵反应生成氮气和氯化钠,写出该反应的化学反应方程式,并用单线桥表示其电子转移的方向和数目: 。
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第04讲 氧化还原反应——概念及电子转移表示
学习目标
重难点
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,知道氧化反应、还原反应,氧化剂及还原剂的概念。
2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。
3.能利用氧化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。
重点:1.氧化还原反应的特征。
2.氧化还原反应中电子转移的表示方法。
难点:氧化还原反应的本质。
历史上氧化还原反应概念主要经历了三个阶段:
拉瓦锡
弗兰克兰
丹尼尔
汤姆生
1 777年,拉瓦锡发现了氧气,人们把物质和氧气的反应叫氧化反应,后来进一步把物质结合氧元素的反应也叫氧化反应;十九世纪随着工业发展,需要大量的金属,而金属多数以矿物存在,需把矿物中氧化物中的金属提炼出来即发生了还原,人们把物质失去氧元素的反应叫还原反应;1 852年,弗兰克兰根据其研究,从化合价升降的外部特征,定义了氧化还原反应;1 836年丹尼尔发明商用的原电池,1 897年汤姆生发现了电子,科学家从电子转移的本质,定义了氧化还原反应。
一、从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念
凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征
元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
氧化产物和和还原产物
氧化产物
还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
还原产物
氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
①并非只有有氧得失的反应才是氧化还原反应,凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,元素化合价升降是氧化还原反应的外在特征,可用来判断化学反应是否为氧化还原反应。
②在氧化还原反应中,并不是所有元素化合价都发生改变,也不是一定有两种元素改变,例如:
Fe+2HCl===H2↑+FeCl2中Cl元素的化合价没有改变;
3Cl2+6KOH5KCl+KCIO3+3H2O中只有Cl元素的化合价发生改变;
2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2中Fe、Cl、Br三种元素的化合价都发生改变。
③在氧化还原反应中,元素化合价的升高与降低一定同时发生,且化合价升高总数等于化合价降低总数。
请完成下表:
反应
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
SO2+2H2S=2H2O+3S↓
Cl2+H2O=HCl+HClO
【答案】H2SO4 Zn ZnSO4 H2 SO2 H2S S S Cl2 Cl2 HClO HCl
(1)在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂可能是同一物质,氧化产物和还原产物也可能是同一物质。
(2)氧化还原反应类型
一般氧化还原反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cl2+2KI=I2+2KCl
歧化反应
同种元素同一价态间的氧化还原反应:2H2O2=2H2O+O2↑
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO
归中反应
同种元素不同价态发生氧化还原反应,生成同一价态的氧化产物和还原还原产物:C+CO22CO 4NH3+6NO5N2+6H2O
部分氧化还原反应
还原剂只有部分被氧化或者氧化剂只有部分被还原的氧化还原反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
氧化还原反应前后,元素化合价为什么会发生改变?
化学反应的本质是——原子之间的重组,那么氧化还原反应的本质是什么?
实验
NaCl形成示意图
分析
钠与氯气反应
钠原子的最外电子层上有1个电子,钠原子失去1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+);氯原子的最外电子层上有7个电子,氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-);这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构
反应中钠元素的化合价从0价升高到+1价,Na失电子被氧化,Na发生了氧化反应;反应中氯元素的化合价从0价降低到-1价,Cl2得电子被还原,Cl2发生了还原反应
在这个反应中,发生了电子的得失
反应过程中相应变化关系图
实验
HCl形成示意图
分析
氢气与氯气反应
氢原子、氯原子都不能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,H2被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,C12被还原
在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,H2发生了氧化反应,C12发生了还原反应
反应过程中相应变化关系图
二、从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质
发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应
氧化反应
物质失电子的反应
还原反应
物质得电子的反应
氧化剂和还原剂
氧化剂
得到电子(或电子对偏向)的反应物,具有氧化性
还原剂
失去电子(或电子对偏离)的反应物,具有还原性
氧化性和还原性
氧化性
物质得到电子的性质
还原性
物质失去电子的性质
判断下列化学方程式是否氧化还原反应。
四大基本反应类型
化学方程式
是否氧化还原反应
化合反应
4Na+O2=2Na2O
SO2+H2O=H2SO3
分解反应
2H2O2H2↑+O2↑
CaCOCaO+CO2↑
置换反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
复分解反应
NaOH+HCl=NaCl+H2O
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
【答案】√、× √、× √、√ ×、×
三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
①有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O2 放电 2O3。
②无单质参与的化合反应也可能是氧化还原反应,如 H2O2+SO2===H2SO4。
③四种基本反应类型不能包含所有的化学反应,如反应 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 不属于四种基本反应类型中的任何一种,但它有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
反应
装置
操作
现象
结论
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
盛有稀硫酸的烧杯中,插入锌片和铜片;将锌片与电流计的负极相连,铜片与电流计的正极相连
电流计的指针发生偏转
反应中有电子转移
氧化还原反应中确实有电子发生了转移,如何来表示呢?
四、氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示意义
表示反应前后同一元素原子或离子间的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾必须连接同一元素, 并且箭头指向生成物, 箭尾连接反应物;
②线桥上必须标明“得到”或“失去”,并且得到和失去的电子总数应相等;
③用双线桥法标电子转移数目时,用a × be- 的形式表示,a表示得电子或失电子的原子个数,b表示每个原子失去或得到的电子数,当a =1时,可以直接写为be-;当b =1时,要写为a × e-。
举例
(2)单线桥法
表示意义
表示反应物中变价元素原子的电子转移情况
基本步骤
注意事项
①箭头和箭尾不能跨过“=”也就是箭头和箭尾所连接的都是反应物;
②单线桥表示反应物中变价元素原子的电子转移情况, 箭头指向化合价降低的元素, 箭尾连接化合价升高的元素;
③不需标明“得到”或“失去”,只需标明电子转移数目,线桥上只写ne-(即只写电子转移的总数),不能写成a× be- 的形式。
举例
①箭头必须由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略“1”。
④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。
⑤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。
氧化还原反应的相关概念及其关系
氧化还原反应知识结构图示
上述关系也可总结成:
升(价升高)—失(失电子)—氧(被氧化)—还(还原剂,具还原性);
降(价降低)—得(得电子)—还(被还原)—氧(氧化剂,具氧化性)。
1.下列说法正确的是( )
A.没有氧元素参加的反应一定不是氧化还原反应
B.元素化合价升高时得电子,元素化合价降低时失电子
C.元素化合价降低被氧化,元素化合价升高被还原
D.有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
【答案】D
【解析】A项,没有氧元素参加的反应也可能是氧化还原反应,如H2+Cl22HCl,错误;B项,元素化合价升高时相应原子失去电子,元素化合价降低时相应原子得到电子,错误;C项,元素化合价降低被还原,元素化合价升高被氧化,错误;D项,有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应,正确。
2.下列有关氧化还原反应的叙述错误的是( )
A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B.化合反应和分解反应不可能是氧化还原反应
C.氧化还原反应中不一定要有氧气参加
D.工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁的反应是氧化还原反应
【答案】B
【解析】A项,氧化还原反应中反应中不一定所有元素的化合价都发生变化,如2H2S+SO2==3S↓+2H2O中,H、O元素的化合价不变,故A正确;B项,化合反应、分解反应中若存在化合价变化,则属于氧化还原反应,如氢气与氧气的反应为化合反应、氯酸钾分解为分解反应,两个反应都属于氧化还原反应,故B错误;C项,氧化还原反应中不一定有氧气参与,如氢气与氯气、Cu与硫单质的反应都是氧化还原反应,故C正确;D项,工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁,反应中C、Fe元素存在化合价变化,属于氧化还原反应,故D正确;故选B。
3.古籍中记载的下列事实或现象的形成,未涉及氧化还原反应的是( )
A.《梦溪笔谈》:“石穴中水所滴者皆为钟乳”
B.《淮南万毕术》:“曾青得铁则化为铜”
C.《本草纲目》:“野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,俗称鬼火”
D.《本草经疏》:“丹砂(HgS),味甘微寒而无毒……若经伏火……则毒等砒硇,服之必毙”
【答案】A
【解析】A.钟乳石的主要成分是碳酸钙,形成过程为碳酸钙和二氧化碳、水转化为碳酸氢钙,碳酸氢钙分解生成碳酸钙、水和二氧化碳,此过程没有发生元素化合价的变化,不涉及氧化还原反应,A正确;
B.曾青(硫酸铜溶液)与铁反应生成铜单质,化合价发生变化属于氧化还原反应,B错误;
C.鬼火指的是磷的自燃现象,燃烧属于氧化还原反应,C错误;
D.HgS加热会分解生成S和Hg,属于氧化还原反应,D错误;故选A。
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影区域的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.中不含价态变化的元素,属于非氧化还原反应,A不符合题意;
B.属于置换反应,B不符合题意;
C.属于氧化还原反应,但不属于化合反应、分解反应、置换反应,C符合题意;
D.属于氧化还原反应,并且属于化合反应,D不符合题意;故选C。
5.铜在潮湿的空气中生锈发生反应的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应是氧化还原反应,有三种元素的化合价发生了变化
B.O2失去电子,发生的是还原反应
C.由此反应可知,化合反应一定是氧化还原反应
D.Cu2(OH)2CO3既是氧化产物,又是还原产物
【答案】D
【解析】A.该反应中只有Cu、O两种元素化合价变化,属于氧化还原反应,故A错误;
B.O2中O元素化合价降低,O2得到电子发生还原反应,故B错误;
C.化合反应不一定是氧化还原反应,如NH3+HCl=NH4Cl属于非氧化还原反应,故C错误;
D.Cu2(OH)2CO3是Cu被氧化的产物,是O2被还原的产物,故D正确;故选D。
6.判断下列反应中,电子转移方法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】A项,反应中Cr元素化合价从+6价价降低+3价,2个Cr原子得到6个电子,氯元素化合价从-1价升高到0价,6个氯离子失去6个电子,正确;B项,硫化氢中硫元素化合价从-2价升高到0价,硫酸中硫元素化合价从+6价降低到+4价,则应该表示为,错误;C项,根据化合价不能交叉的原则,氯酸钾中氯元素的化合价应从+5降到0,盐酸中氯元素的化合价应从-1升高到0,即,错误;D项,硫化氢中硫元素化合价从-2价升高到0价,二氧化硫中硫元素化合价从+4价降低到0价,根据电子得失守恒可知反应中转移4个电子,正确。
7.同种物质中同一价态的元素部分被氧化,部分被还原的氧化还原反应是( )
A.2NaNO32NaNO2+O2↑ B.SO2+2H2S=S+2H2O
C.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O D.NH4NO3N2O↑+2H2O
【答案】C
【解析】A.N元素化合价+5→+3,O元素化合价−2→0,故A不符合题意;
B.SO2中S元素化合价+4→0,H2S中S元素化合价−2→0,故B不符合题意;
C.Cl2中Cl一部分0→−1,一部分0→+7,故C符合题意;
D.NH4+中N元素化合价−3→+1,NO3 -中N元素化合价+5→+1,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
8.下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.1个氧气和2个Na反应生成一个Na2O2,2个Na共失去2个电子,O2得到两个电子,电子转移数量错误,A错误;
B.2个Cl2与2个Ca(OH)2反应,氯气既是氧化剂也是还原剂,2个Cl各失去一个电子转化为ClO-,2个Cl各得到一个电子转化为Cl-,B正确;
C.KClO3与6个HCl反应,KClO3中的Cl得到5个电子,5个HCl中的Cl各失去一个电子,转化为3个Cl2,C错误;
D.该反应中3个Cu各失去2个电子转化为Cu2+,2个HNO3中的N各得到3个电子转化为NO,电子转移方向错误,D错误;故答案选B。
9.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)被氧化的元素是 ,被还原的元素是 ,发生氧化反应的物质是 ,发生还原反应的物质是 。
(2)用双线桥法表示反应电子得失的方向和数目: 。
(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目: 。
【答案】(1)Cu N Cu HNO3
【解析】由方程式可知:铜元素化合价升高,从0价变为+2价,被氧化;氮元素化合价降低,从+5价变为+2价,被还原;故Cu发生氧化反应,HNO3发生还原反应。
10.三氧化二砷(As2O3),无臭无味,外观为白色霜状粉末,微溶于水。请回答下列问题:
(1)As2O3中As元素的化合价为 价。
(2)As2O3与NaOH溶液反应的化学方程式为As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O,该反应
(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应,该反应的离子方程式为
。
(3)已知As2O3与Zn可发生反应6Zn+As2O3+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,其中氢元素的化合价未发生变化。
上述反应中的氧化剂为 (填化学式),被氧化的元素为 (填元素符号)。
【答案】(1)+3 (2)不属于 As2O3+2OH-=2AsO2-+H2O (3)As2O3 Zn
【解析】(1)根据物质正负化合价代数和为零计算,As的化合价为+3价;(2)该反应中各元素化合价没有发生变化,故不属于氧化还原反应;该反应的离子方程式为As2O3+2OH-=2AsO2-+H2O;(3)反应中As2O3的As元素化合价降低,故As2O3为氧化剂;Zn的化合价升高发生氧化反应被As2O3氧化。
11.按要求填空。
(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的净水剂,可以通过下述反应制取:
①Na2FeO4中Fe元素的化合价是 ,该反应中被还原的物质是(用化学式表示)
。
②用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目: 。
(2)饮用水中的对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,可以用化学方法处理,其化学方程式为。
①上述反应中,被氧化的元素是(用元素符号表示) 。
②在上述反应中,每生成1个分子,转移电子数目为 个。
(3)氢氧化铁胶体也可作为净水剂,氢氧化铁胶体的实验室制法是向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续加热至液体呈现红褐色,停止加热;书写该反应的化学方程式:
。
【答案】(1)+6 NaClO
(2)Al 10(3)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
【解析】(1)
①根据化学式中所有元素的化合价代数和为0可知,Na2FeO4中Na为+1价,O为-2价,则Fe元素的化合价是+6价,该反应中NaClO中Cl的化合价由+1价降低到-1价,被还原,即被还原的物质是NaClO,故答案为:+6;NaClO;
②用双线桥法表示反应2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O中电子转移的方向和数目为:,故答案为:;
(2)①上述反应中Al的化合价由0价升高到+3价,化合价升高被氧化,即被氧化的元素是Al,故答案为:Al;
②在上述反应中N的化合价由+5价降低到0价,故每生成1个N2分子,转移电子数目为10个,故答案为:10;
(3)氢氧化铁胶体的实验室制法是向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续加热至液体呈现红褐色,停止加热,该反应的化学方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,故答案为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
12.分类是研究物质组成及其变化的一种常用的科学方法。
I.现有以下物质:①液氯;②氢氧化铁胶体;③Na2O2粉末;④熔融NaHSO4;⑤饱和食盐水。
(1)在上述物质中,属于化合物的是 (填标号,下同),属于电解质的是 ,能导电的是 。
(2)写出④的电离方程式 。
(3)写出①在水中发生反应的离子方程式 。
II.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系如下图所示,其中甲、乙、丙、丁分别表示一种基本反应类型。
(4)下列反应中,与图中丙所表示反应类型一致的是 ,属于氧化还原反应且水只用作还原剂的是 。
A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
B.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
C.2F2+2H2O=4HF+O2
D.3NO2+H2O=2HNO3+NO
【答案】(1)③④ ③④ ②④⑤(2)
(3)(4)BC C
【解析】(1)在上述物质中,①液氯属于单质,②氢氧化铁胶体、⑤饱和食盐水属于混合物,③Na2O2粉末、④熔融NaHSO4属于化合物,则属于化合物的是③④;③Na2O2粉末属于金属氧化物,④熔融NaHSO4属于盐,则属于电解质的是③④;②氢氧化铁胶体、④熔融NaHSO4、⑤饱和食盐水中都存在自由移动的离子,则能导电的是②④⑤。
(2)④熔融NaHSO4属于盐,电离产生Na+和酸式根离子,则电离方程式为。
(3)①液氯与水发生歧化反应,生成盐酸和次氯酸,离子方程式为。
(4)从图中可以看出,丙应为置换反应,则与其所表示反应类型一致的是B.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2、C.2F2+2H2O=4HF+O2,故选BC;在反应2F2+2H2O=4HF+O2中,F2作氧化剂,水作还原剂,则属于氧化还原反应且水只用作还原剂的是C。
1.某金属加工后的废切削液中含有2%~5%的NaNO2,它是一种环境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理此废切削液,使亚硝酸钠转化为无毒物质。该反应分两步进行:
第一步:NaNO2+NH4Cl===NaCl+NH4NO2
第二步:NH4NO2N2↑+2H2O
下列对上述反应的叙述中正确的是( )
①两步均为氧化还原反应 ②第二步NH4NO2仅发生氧化反应 ③NH4NO2发生了分解反应 ④第二步中N2既是氧化产物又是还原产物 ⑤第一步为复分解反应
A.①③ B.①④ C.②③④ D.③④⑤
【答案】D
【解析】①第一步反应中没有元素的化合价发生变化,不属于氧化还原反应,错误;②第二步NH4NO2中NH的N元素的化合价由-3价变为0价,NO的N元素的化合价由+3价变为0价,该反应中只有N元素的化合价发生变化,则NH4NO2既被氧化又被还原,错误;③该反应是一种物质生成两种物质,所以是分解反应,正确;④根据②的分析,第二步中N2既是氧化产物又是还原产物,正确;⑤第一步中物质间相互交换成分,属于复分解反应,正确。
2.化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法不正确的是( )
A.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,诗句中体现屠呦呦对青蒿素的提取,属于化学变化
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应
C.“霾尘积聚难见路人”,雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
D.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”诗句中涉及氧化还原反应
【答案】A
【解析】A项,屠呦呦对青蒿素的提取涉及到萃取的操作,没有生成新物质,为物理过程,不涉及化学变化,错误;B项,“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,涉及铁与硫酸铜生成铜的反应为置换反应,正确;C项,雾霾的粒子直径在1 nm~100 nm之间,在空气中所形成的分散系为胶体,属于气溶胶胶体能产生丁达尔效应,正确;D项,燃烧属于氧化还原反应正确。
3.分别用下列方法制氯气:
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③KClO+2HCl(浓)=KCl+Cl2↑+H2O
若制得的氯气的质量相同,则反应①②③中电子转移数目之比为( )
A.1∶5∶3 B.3∶5∶1
C.1∶1∶1 D.2∶2∶1
【答案】D
【解析】反应①中,生成1个 Cl2,转移2个e-;反应②中,生成个Cl2,转移2个e-;反应③中,生成1个Cl2,转移1个e-。所以制得相同质量的氯气,反应①②③中电子转移数目之比为2∶2∶1,故选D项。
4.我国近代炼丹家、医学家葛洪所著《抱朴子》一书中记载有“丹砂烧之成水银,积变又成丹砂”。这句话所涉及的反应有:①HgS+O2===Hg+SO2 ②Hg+S===HgS。下列有关说法错误的是( )
A.反应①、②均为氧化还原反应
B.反应①中Hg、O两种元素被还原
C.反应①中每生成1个SO2分子共转移4个e-
D.反应②中Hg元素被氧化、S 元素被还原
【答案】C
【解析】A项,①中氧气中氧元素的化合价降低,Hg元素的化合价降低,HgS中S的化合价升高,因此①属于氧化还原反应,②中Hg的化合价升高,S的化合价降低,②属于氧化还原反应,故A正确;B项,反应①中Hg元素、氧元素的化合价降低,被还原,故B正确;C项,反应①中HgS中Hg的化合价由+2价→0价,化合价降低2价,S的化合价由-2价→+4价,化合价升高6价,O2中氧元素化合价由0价→-2价,共降低4价,因此每生成1个SO2分子转移6个电子,故C错误;D项,反应②中Hg的化合价由0价→+2价,化合价升高,被氧化,S的化合价由0价→-2价,化合价降低,被还原,故D正确。
5.实现下列物质之间的转化,一定需要加入还原剂的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.,元素的化合价没有变化,无需通过氧化还原反应实现,A不符合题意;
B.Cu→CuSO4,Cu元素的化合价升高,Cu被氧化,需要加入氧化剂实现,B不符合题意;
C.,元素的化合价升高,N被氧化,需要加入氧化剂实现,C不符合题意;
D.Fe2O3→Fe,Fe元素的化合价降低,Fe2O3被还原,需要加入还原剂实现,D符合题意;故答案选D。
6.下列化学反应用双线桥法或单线桥法表示电子的转移情况,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.反应中C化合价升高,失去电子,Fe化合价降低,得到电子,单线桥中箭头方向应该是失电子元素(C)指向得电子元素(Fe),A错误;
B.氧气中氧化合价由0变为-2,得到4个,HgS中Hg化合价由+2变为0,得到2个,HgS中S化合价由-2变为+4,失去6个电子,双线桥表示为,B错误;
C.中Fe为+2价,失去1个电子生成,4个共失去4个,转化为-2价氧,1个O原子得2个,转移,C正确;
D.一部分氯元素化合价由0升高为+1,失去电子,另一部分氯元素化合价从0降低为-1,得到电子,最小公倍数为2,转移,D错误;故选C。
7.近期学习了物质的分类及转化,请用所学习的知识试写出三种制取CuCl2的方法,并用化学方程式表示,并标明反应类型(填四种基本反应类型或氧化还原反应)。
(1)方程式: ,反应类型: 。
(2)方程式: ,反应类型: 。
(3)方程式: ,反应类型: 。
【答案】(1)Cu+Cl2CuCl2 氧化还原反应或化合反应 (2)CuO+2HCl=CuCl2+H2O 复分解反应 (3)CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2 复分解反应
【解析】(1)用氯气与铜反应生成氯化铜,Cu+Cl2CuCl2,反应类型为化合反应或氧化还原反应;(2)用氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水,CuO+2HCl=CuCl2+H2O,反应类型复分解反应;(3)用硫酸铜与氯化钡反应生成氯化铜和硫酸钡,CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2,反应类型复分解反应。
8.一个体重50 kg的健康人含铁2 g,这2 g铁在人体中不是以金属单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在.亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。
(1)工业盐的主要成分是NaNO2,以前有许多起因误食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,这说明NaNO2具有 性。工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,这说明维生素C具有 性。
(2)在Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O的反应中,还原剂是 ,反应中HNO3表现的作用为 。
【答案】(1)氧化 还原 (2)Fe 氧化剂和酸性
【解析】(1)NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+,说明Fe2+被氧化,则NaNO2在转化中作氧化剂,表现了氧化性;工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,说明Fe3+又转化为Fe2+,Fe3+被还原,则维生素C作还原剂,表现还原性;(2)Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O的反应中,Fe的价态升高,Fe作还原剂;参加反应的4个HNO3中,有一个HNO3中N的价态降低,作氧化剂,另3个HNO3生成了Fe(NO3)3,表现了酸性。
9.饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)上述反应中, 元素的化合价升高,则该元素的原子 (填“得到”或“失去”)电子;而 元素的化合价降低,则该元素的原子被 (填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目: 。
【答案】 (1)Al 失去 N 还原
【解析】在题述反应中铝元素由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;氮元素由+5价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原。
10.储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步,但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,反应的化学方程式如下:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O
回答下列问题:
(1)该反应中,还原剂是 (填化学式),被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)该反应中,K2Cr2O7表现出 (填“氧化性”或“还原性”),K2Cr2O7发生了
(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(3) H2SO4在该反应中表现出 (填标号)。
A.只有酸性 B.只有氧化性 C.酸性和氧化性 D.酸性和还原性
(4)该反应中,还原反应得到的生成物是 (填化学式)。
【答案】(1)C Cr (2)氧化性 还原反应 (3)A (4)Cr2(SO4)3
【解析】(1)该反应中,C的化合价升高,作还原剂;K2Cr2O7中Cr的化合价降低,被还原;(2)K2Cr2O7中Cr的化合价降低,K2Cr2O7作氧化剂,具有氧化性;被还原,发生还原反应;(3)H2SO4与Cr、K原子反应生成盐,且化合价未变,在该反应中表现酸性,故选A;(4)K2Cr2O7发生了还原反应,生成Cr2(SO4)3。
11.现有下列10种物质:①铝,②纯醋酸,③CO2,④H2SO4,⑤NaOH,⑥硫酸铜溶液,⑦熔融的NaCl,⑧NaHSO4,⑨硝酸钾晶体,⑩乙醇。
(1)上述物质中属于非电解质的有 (填序号);①②⑥⑦⑨⑩这六种物质中能导电的有 (填序号)。
(2)向⑥中加入铁粉,氧化产物是 。
(3)⑧在水中的电离方程式为 。
(4)上述物质中有两种物质在水溶液中发生的反应可用离子反应H++OH-=H2O表示,请写出该离子反应对应的其中一个化学方程式 。
(5)用双线桥表示该反应电子转移情况:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,
。
【答案】(1)③⑩ ①⑥⑦ (2)硫酸亚铁 (3)NaHSO4=Na++H++SO42-
(4)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O (5)
【解析】(1)非电解质是指在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物,故为③CO2,⑩乙醇;导电需要自由移动的离子或者金属,故为①铝,⑥硫酸铜溶液,⑦熔融的NaCl;(2)发生的反应为CuSO4+Fe=FeSO4+Cu,Fe的价态升高被氧化为FeSO4,则氧化产物为FeSO4;(3)NaHSO4属于强电解质,所以为NaHSO4=Na++H++SO42-;(4)由题意可知,是强酸强碱的中和反应,所以为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;(5)反应CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑中,CaH2中H元素由-1价变成0价,H2O中H元素由+1变成0价,所以电子转移为。
12.氧化还原反应原理在生产、生活中应用广泛。
(1)下列反应中不涉及氧化还原反应的是 。
a.蜡炬成灰 b.水滴石穿 c.食物腐败
(2)已知实验室制取NO的反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应的离子方程式是 ,硝酸在反应中体现 。
a.还原性 b.还原性和酸性 c.氧化性 d.氧化性和酸性
(3)某同学写出以下化学反应方程式(未配平):①NH3+NO→HNO2+H2O,②NO+HNO3→N2O3+H2O,③N2O4+H2O→HNO3+HNO2,在3个反应中一定不可能实现的是 。
(4)ClO2可用于污水的杀菌和饮用水的净化。KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,SO2被氧化为,此反应的离子方程式为 。
(5)亚硝酸钠(NaNO2)是一种用途广泛的工业盐,因其外观和食盐相似容易误食中毒。 误食NaNO2会导致人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,该过程中NaNO2表现出的性质与下列 (填序号)反应中H2O2表现出的性质相同。
A.
B.
C.
D.
(6)已知亚硝酸钠可以与氯化铵反应生成氮气和氯化钠,写出该反应的化学反应方程式,并用单线桥表示其电子转移的方向和数目: 。
【答案】(1)b(2)3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O d(3)①
(4)2+SO2=2ClO2+(5)B(6)
【解析】(1)a.蜡炬成灰,蜡烛燃烧过程中有氧气参与,涉及氧化还原反应,a错误;
b.水滴石穿过程中没有元素化合价的变化,不涉及氧化还原反应,b正确;
c.食物腐败过程中有氧气参与,涉及到氧化还原反应,c错误;故答案选b。
(2)实验室通过铜与稀硝酸反应制备NO,离子方程式3Cu+8H++2=3Cu2++2NO+4H2O,8个硝酸中,2个HNO3得电子转化为NO体现氧化性,6个HNO3元素化合价未发生变化体现酸性,故答案选d。
(3)①中NH3中N为-3价,NO中N为+2价,HNO2中N为+3价,NH3和NO均失电子不满足氧化还原反应的规律,①不能实现。
②NO中N为+2价,HNO3中N为+5价,N2O3中N为+3价,NO失电子,HNO3得电子,②可能实现。
③N2O4中N为+4价,HNO3中N为+5价,HNO2中N为+3价,部分N2O4失电子,部分N2O4得电子,③可能实现。故答案选①。
(4)KClO3和SO2在强酸性条件下反应生成ClO2和,Cl得到1个电子,S失去2个电子,则KClO3和SO2的系数比为2:1,再结合原子守恒可得离子方程式为2+SO2=2ClO2+。
(5)亚硝酸钠将Fe2+氧化为Fe3+,体现出了氧化性。
A.过氧化氢分解生成水和氧气,H2O2同时体现氧化性和还原性,A错误;
B.H2O2酸性条件下将碘离子氧化成碘单质,体现出氧化性,B正确;
C.过氧化氢被氯气氧化生成氧气,体现出还原性,C错误;
D.过氧化氢被酸性高锰酸钾氧化生成氧气,体现出还原性,D错误;故答案选B。
(6)NaNO2与NH4Cl反应生成N2和NaCl,NaNO3得到3个电子转化为氮气,NH4Cl失去3个电子转化为氮气,两者的系数比为1:1,则用单线桥表示电子转移的反应化学方程式为 。
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