摘要:
**基本信息**
以9大题型为框架,系统整合氧化还原反应概念、规律及计算,通过口诀化技巧与递进式训练培养化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|氧化还原反应及相关概念|1典例+3变式|概念对比法(氧化剂/还原剂特征表格)|从特征(化合价变化)到实质(电子转移)构建概念体系|
|电子转移表示方法|1典例+3变式|双线桥/单线桥法(口诀:先标化合价,再看价变化)|从宏观表示到微观电子转移分析的思维转化|
|氧化性还原性规律|2题型(强弱/先后)+6变式|守恒规律应用(电子得失守恒、价态归中规律)|从性质比较到反应顺序判断的规律递进|
|方程式配平与计算|2题型(配平/计算)+6变式|配平四步法(标变价-列变化-求总数-配系数)|从定性配平到定量计算的综合应用|
内容正文:
第三节 氧化还原反应(题型突破·举一反三)
题型01 氧化还原反应及相关概念
题型02 氧化还原反应与基本反应类型的关系
题型03 电子转移的表示方法
题型04 常见氧化剂与还原剂
题型05 氧化性、还原性强弱规律
题型06 氧化性、还原性先后规律
题型07 氧化还原反应价态规律
题型08 氧化还原方程式的配平
题型09 氧化还原反应相关计算
▌题型01 氧化还原反应及相关概念
【典例1】【答案】C
【变式1-1】【答案】A
【变式1-2】【答案】B
【变式1-3】【答案】B
▌题型02 氧化还原反应与基本反应类型的关系
【典例2】【答案】A
【变式2-1】【答案】B
【变式2-2】【答案】A
【变式2-3】【答案】D
▌题型03 电子转移的表示方法
【典例3】【答案】A
【变式3-1】【答案】B
【变式3-2】【答案】B
【变式3-3】【答案】C
▌题型04 常见氧化剂与还原剂
【典例4】【答案】D
【变式4-1】【答案】D
【变式4-2】【答案】C
【变式4-3】【答案】C
▌题型05 氧化性、还原性强弱规律
【典例5】【答案】D
【变式5-1】【答案】C
【变式5-2】【答案】D
【变式5-3】【答案】C
【详解】A.反应①中Fe元素化合价从+2升高到+3,被氧化,作还原剂;仅反应③中Fe元素化合价降低被
▌题型06 氧化性、还原性先后规律
【典例6】【答案】A
【变式6-1】【答案】C
【变式6-2】【答案】A
【变式6-3】【答案】C
▌题型07 氧化还原反应价态规律
【典例7】【答案】C
【变式7-1】【答案】B
【变式7-2】【答案】D
【变式7-3】【答案】A
▌题型08 氧化还原方程式的配平
【典例8】【答案】D
【变式8-1】【答案】A
【变式8-2】【答案】C
【变式8-3】【答案】B
▌题型09 氧化还原反应相关计算
【典例9】【答案】D
【变式9-1】【答案】B
【变式9-2】【答案】D
【变式9-3】【答案】C
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第三节 氧化还原反应(题型突破·举一反三)
题型01 氧化还原反应及相关概念
题型02 氧化还原反应与基本反应类型的关系
题型03 电子转移的表示方法
题型04 常见氧化剂与还原剂
题型05 氧化性、还原性强弱规律
题型06 氧化性、还原性先后规律
题型07 氧化还原反应价态规律
题型08 氧化还原方程式的配平
题型09 氧化还原反应相关计算
▌题型01 氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
特征与实质
氧化还原反应的特征是 。
氧化还原反应的实质是 。
有关概念
反应后所含元素化合价升高的
反应物称之为
反应类型是
对应产物是
反应后所含元素化合价降低的
反应物称之为
反应类型是
对应产物是
2.氧化还原反应相关概念
氧化还原反应本质
发生了电子的 (电子 、电子对的 )
氧化和还原反应
氧化反应
物质 电子的反应
还原反应
物质 电子的反应
氧化剂和还原剂
氧化剂
电子(或电子对 )的反应物,具有
还原剂
电子(或电子对 的反应物,具有
氧化性和还原性
氧化性
物质 电子的性质
还原性
物质 电子的性质
【典例1】(23-24高一上·北京·阶段检测)下列叙述中,正确的是
A.还原剂失去电子,化合价降低
B.具有氧化性的物质在化学反应中一定作氧化剂
C.氧化剂氧化其他物质时,本身被还原
D.还原剂在反应中本身被还原
【变式1-1】(23-24高一上·天津武清·阶段检测)下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【变式1-2】(25-26高一上·云南曲靖·期中)下列反应中水只做还原剂的是
A.C+H2O → CO+H2 B.2F2+ 2H2O → 4HF + O2
C.2Na +2H2O → 2NaOH+H2 ↑ D.3Fe+4H2O → Fe3O4+ 4H2↑
【变式1-3】(25-26高一上·云南曲靖·期中)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法正确的是
A.ClO2是氧化产物 B.KClO3在反应中得到电子
C.H2C2O4在反应中被还原 D.KClO3发生了氧化反应
▌题型02 氧化还原反应与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 是氧化还原反应( 填“一定”、“不一定”或“一定不”,下同)
(2)复分解反应 是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应 是氧化还原反应。
有单质生成的分解反应 是氧化还原反应;有单质参加的化合反应 是氧化还原反应。
有单质参与的化学反应 是氧化还原反应,如氧气转化为臭氧。
【典例2】(23-24高一上·北京·阶段检测)氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【变式2-1】下列有关氧化还原反应的叙述正确的是
A.有单质参加并且有新的单质生成的化学反应一定是置换反应
B.置换反应一定属于氧化还原反应
C.被氧化的物质得到电子或电子对偏向,被还原的物质失去电子或电子对偏离
D.某元素从游离态变成化合态,该元素一定被氧化
【变式2-2】(25-26高一上·河北邯郸·阶段检测)下列属于氧化还原反应但不属于四种基本反应类型的是
A.
B.
C.
D.
【变式2-3】(25-26高一上·福建莆田·阶段检测)下列各选项中,各类物质依次表示为X、Y、Z,其中与图中三个圆所示的从属关系不相符的是
A.冰水混合物、电解质、化合物
B.碱性氧化物、金属氧化物、氧化物
C.胶体、分散系、混合物
D.置换反应、离子反应、氧化还原反应
▌题型03 电子转移的表示方法
1.双线桥法:表示反应前后 由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
基本步骤
巧记口诀:先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥法:表示反应过程中 原子间的电子转移情况。
基本步骤
巧记口诀:先确定变价元素,再计算价态变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
【典例3】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)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.
【变式3-1】下列表示电子转移方向、数目正确的是
A. B.
C. D.
【变式3-2】(24-25高一上·甘肃武威·期中)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3-3】(25-26高一上·河南开封·阶段检测)用双线桥表示氧化还原反应的电子转移是非常有用的学习方式。下列用双线桥表示的氧化还原反应方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
▌题型04 常见氧化剂与还原剂
1.常见氧化剂与还原剂
分类
实例
常见氧化剂
活泼的 单质
卤素单质、O2、S等
某些阳离子
等
含较高价态元素的物质
某些含氧化合物:MnO2、NO2、H2O2、Na2O2等;
氧化性酸: 、 等;
某些盐: 、KClO3、FeCl3等
常见还原剂
活泼 单质
Na、Mg、Al、Zn等
非金属单质
H2、C、P等
含较低价态元素的物质
某些氧化物:CO、SO2;
还原性酸:HCl、H2S;某些盐:Na2S、FeCl2等
具有氧化性的物质和具有还原性的物质不一定都能发生化学反应。如SO2具有还原性,浓硫酸具有氧化性,但二者不发生氧化还原反应。
【典例4】(24-25高一上·陕西西安·阶段检测)下列反应中,HCl作还原剂的是
A.
B.
C.
D.
【变式4-1】(25-26高一上·浙江金华·阶段检测)下列物质常用作还原剂的是
A.HNO3 B.KMnO4 C.Cl2 D.H2
【变式4-2】(24-25高一上·广东中山·期中)下列变化中,必须加入合适的氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【变式4-3】(24-25高一上·北京·阶段检测)下列离子只有还原性的是
A. B. C. D.
▌题型05 氧化性、还原性强弱规律
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)根据反应条件、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。
如①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,
②MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
由化学方程式可知氧化性:KMnO4 Cl2,
由反应条件可知氧化性:KMnO4 MnO2。
2.氧化性、还原性强弱的强弱规律
(1)金属活动顺序
(2)非金属活动顺序
一般规律:
元素非金属性越强,其单质的 越强;金属活动性越 ,对应金属的简单阳离子氧化性越 。
元素金属性越强,其单质的 越强;非金属活动性越 ,对应元素形成的简单阴离子还原性越 。
易错警示:
(1)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系。如HClO的氧化性高于HClO4。
(2)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少无必然关系。如铝在反应中失去3个电子,钠失去1个电子,但是钠的还原性比铝的强。
【典例5】(25-26高一上·河北衡水·期中)已知反应:①;②;③。下列说法正确的是
A.上述三个反应都是置换反应
B.反应①中氧化剂与还原剂的个数之比为2:1
C.反应③中若反应1个KBrO3,则还原剂得电子的数目为5个
D.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
【变式5-1】(24-25高一上·广东广州·阶段检测)有下列三个反应:下列说法正确的是
①
②
③
A.反应①②③中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性
C.在③反应中当1个参加反应时,2个HCl被氧化
D.可以推理得到
【变式5-2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)已知在酸性溶液中易被还原生成。、、、的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【变式5-3】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)常温下在溶液中可发生以下反应:①②2Br⁻+Cl2=Br2+2Cl⁻,③2Fe3++2I⁻= 2Fe2+ +I2,下列说法正确的是
A.铁元素在反应①③中被还原,作氧化剂
B.反应②中当有1 个 Cl2分子被氧化时,有2 个电子发生转移
C.氧化性强弱顺序为
D.还原性强弱顺序为
▌题型06 氧化性、还原性先后规律
1.先后规律
常见的氧化剂的氧化性顺序:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>Cu2+>H+
常见的还原剂的还原性顺序:S2->I->Fe2+>Br->Cl-
(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。
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)同时含有几种氧化剂,则按氧化性由强到弱的顺序反应。
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入足量铁粉,氧化性 > ,铁粉先与 反应,然后与 反应。
【典例6】(25-26高一上·北京海淀·期末)向、、的混合溶液中加入一定量铁粉,完全反应后过滤。下列说法中正确的是
A.滤液中一定有和
B.滤液中溶质可能是、
C.滤纸上一定有和
D.滤纸上一定有,可能有、、
【变式6-1】(25-26高一上·河南平顶山·阶段检测)信息1:存在如下反应:①;②。信息2:还原性:。依据信息1、2,判断下列说法错误的是
A.氧化性:
B.酸性条件下与不能共存
C.少量通入溶液中发生反应:
D.反应①中2个被还原,得电子数目为12个
【变式6-2】(25-26高一上·四川成都·期中)常温下,可以发生下列三个反应:
①;
②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
③Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。
由此得出的结论错误的是
A.反应①和③转移相同数目的电子时,生成Cl2和Br2的数目之比为2:1
B.可发生反应:
C.将酸性KMnO4溶液滴加到FeCl2溶液中,Fe2+先与KMnO4发生反应
D.离子还原性强弱顺序为:Fe2+>Br->Cl->Mn2+
【变式6-3】(25-26高一上·湖北·期中)已知:①2I-+2Fe3+=2Fe2++I2 ②Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。向FeI2溶液中通入一定量的Cl2,充分反应。下列说法不正确的是
A.粒子的氧化性由强到弱的顺序为:Cl2>Fe3+>I2
B.当通入少量Cl2时,I-优先被氧化
C.通入Cl2时,可能发生离子反应:
D.当通入过量Cl2时,发生离子反应:
▌题型07 氧化还原反应价态规律
1.价态归中规律
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―→ 价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠, ”。
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。
2.歧化反应规律
“中间价―→ 价+ 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。
【典例7】(24-25高一上·广东佛山·阶段检测)下列说法正确的是
A.一种元素化合价升高的同时必然有另外一种元素化合价降低
B.要实现和这两组物质之间的转化,均须加入还原剂才能实现
C.反应中,氧化剂和氧化产物的质量之比是1:1
D.因的氧化性强于的氧化性,所以置换反应不能发生
【变式7-1】(24-25高一上·广东佛山·阶段检测)下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A.大理石与醋酸反应:
B.用澄清石灰水吸收过量的二氧化碳气体:
C.向碘化钾与碘酸钾的混合溶液中加入硫酸:
D.氧化钠与水反应:
【变式7-2】(25-26高一上·河北石家庄·期中)下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行的是
A. B.
C. D.
【变式7-3】(25-26高一上·上海·阶段检测)氯气与氢氧化钠溶液在不同温度下发生反应,产物不一样。在一定条件下发生反应如下:,下列说法不正确的是
A.被氧化
B.既作氧化剂又作还原剂
C.氧化剂和还原剂之比为5:1
D.若该反应消耗,则转移电子
▌题型08 氧化还原方程式的配平
1.氧化还原方程式的配平步骤
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——标出变价元素的化合价
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
(2)列变化——列出一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
↑ ↓
(3)求总数——用最小公倍数法使升价和降价总数相等
+ H2O4(浓)——O2↑+O2↑+H2O
↑ ↓2×2
(4)配系数——先确定变价物质的化学计量数(系数),再用观察法确定其他物质的化学计量数(系数)
C+2H2SO4(浓)——SO2↑+CO2↑+H2O
(5)查守恒——检查反应前后原子、得失电子、电荷是否守恒。
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
2. 氧化还原方程式的配平方法
(1)正向配平法(全变从左边配):
氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,从左边反应物开始配平。包括完全氧化还原反应和归中反应
如:
(2)逆向配平法(自变从右边配):自身氧化还原反应(包括分解、歧化),从右边生成物开始配平。
如:(属于歧化反应)
(3)整体配平法:有三种元素化合价变,其中一种反应物中有两种元素化合价升高或降低,要看整体。
如Cu2S+HNO3―→Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,Cu、S、N三种元素变价,Cu2S中Cu、S化合价均升高,可看作一个整体。
配平得3Cu2S+22HNO3===6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。
(4)缺项配平法:
反应物或生成物中缺少一种物质,通常是反应介质, 一般为水、酸(H+)或碱(OH-)。
配平技巧“三步法”:
第一步:找出变价元素,利用化合价升降法确定含变价元素物质的化学计量数;
第二步:利用电荷守恒确定缺项物质是H2O、H+;
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-。
第三步:利用原子守恒和电荷守恒确定缺项的化学物质,最后确定其他物质的化学计量数。
【典例8】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)做实验时不小心沾了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:,关于此反应的叙述不正确的是
A.该反应的氧化剂是 B.该反应右边方框内的产物是
C.配平该反应式后,的系数是6 D.该反应中电子转移总数是5
【变式8-1】(24-25高一上·四川成都·阶段检测)关于离子方程式,下列说法中错误的是
A.根据电荷守恒,得出与的和一定等于
B.根据原子守恒,得出和的数值一定相等
C.根据电子得失守恒,得出的结论
D.每生成1个转移的电子数目为1
【变式8-2】实验后试管中残留的硫,常用热的NaOH溶液清洗,发生了如下反应:,则X的化学式为
A. B. C. D.
【变式8-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):__+__Fe2++__H+→__Mn2++__Fe3++__H2O,下列说法正确的是
A. 是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.生成物水的化学计量数是4
C.还原性Fe2+<Mn2+
D.生成4个水分子时,转移10个电子
▌题型09 氧化还原反应相关计算
1.三个守恒规律
(1) 守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)得失电子守恒:氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且得电子总数 失电子总数。或有元素化合价升高必有元素化合价降低,且化合价降低总值 升高总值。
(3) 守恒:离子方程式中,反应物各离子的电荷总数与产物各离子的电荷总数相等。
2. 应用电子守恒法解题的步骤
(1)找物质,找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)定得失,确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)列等式,根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
(4)找关系,可直接找出起始物和最终产物,删除中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。
3. 复杂氧化还原反应的计算
对于连续(或多个并列)氧化还原反应的计算,可以通过分析反应前后,“始态”“终态”涉及的所有物质,找出所有“始态”物质到“终态”物质中化合价发生变化的元素,建立关系式,列式求解,简化解题步骤。
【典例9】(24-25高一上·广东中山·期中)关于反应,下列说法正确的是
A.该反应可以写成离子方程式
B.在反应过程中失去电子
C.当有8个分子参加反应时,转移了48个电子
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4:3
【变式9-1】(25-26高一上·云南丽江·期中)向酸性高锰酸钾溶液中滴加过氧化氢溶液,高锰酸钾溶液褪色生成MnSO4,同时产生能使带火星的木条复燃的气体,下列判断正确的是
A.在该反应中,H2O2既是氧化剂,又是还原剂
B.当反应转移10个电子时,产生了5个O2分子
C.通常所说的酸化的高锰酸钾溶液是指滴加了浓盐酸的高锰酸钾溶液
D.该反应的离子方程式为:2 +H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+8H2O
【变式9-2】模型建构是化学研究的基本方法。乙烷燃烧的微观示意图如下。下列说法正确的是
A.丁由两种元素组成,属于混合物
B.反应前后碳元素的化合价不变
C.参加反应的甲和乙的质量比为
D.生成丙和丁的分子个数比为
【变式9-3】(25-26高一上·安徽六安·期中)已知氯气和NaOH溶液在一定温度下能发生反应:,。某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和的混合溶液,经测定与的个数比为1:1,则氯气与氢氧化钠反应时,氧化产物与还原产物的阴离子个数之比为
A.3:11 B.11:3 C.1:3 D.3:1
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第三节 氧化还原反应(题型突破·举一反三)
题型01 氧化还原反应及相关概念
题型02 氧化还原反应与基本反应类型的关系
题型03 电子转移的表示方法
题型04 常见氧化剂与还原剂
题型05 氧化性、还原性强弱规律
题型06 氧化性、还原性先后规律
题型07 氧化还原反应价态规律
题型08 氧化还原方程式的配平
题型09 氧化还原反应相关计算
▌题型01 氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
特征与实质
氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化。
氧化还原反应的实质是电子的转移或电子对的偏移。
有关概念
反应后所含元素化合价升高的
反应物称之为 还原剂
反应类型是 氧化反应
对应产物是 氧化产物
反应后所含元素化合价降低的
反应物称之为 氧化剂
反应类型是 还原反应
对应产物是 还原产物
2.氧化还原反应相关概念
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
【典例1】(23-24高一上·北京·阶段检测)下列叙述中,正确的是
A.还原剂失去电子,化合价降低
B.具有氧化性的物质在化学反应中一定作氧化剂
C.氧化剂氧化其他物质时,本身被还原
D.还原剂在反应中本身被还原
【答案】C
【详解】A.还原剂在反应中失去电子,所含元素化合价升高,A错误;
B.具有氧化性的物质在化学反应中不一定作氧化剂,若该物质同时具有还原性,在部分反应中也可能作还原剂,如H2O2具有氧化性,在氧化还原反应中可作还原剂,B错误;
C.氧化剂在氧化还原反应中得到电子,自身所含元素化合价降低,被还原,C正确;
D.还原剂在反应中失去电子,所含元素化合价升高,本身被氧化,D错误;
故选C。
【变式1-1】(23-24高一上·天津武清·阶段检测)下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.中H元素化合价为+1价,中H元素化合价为0价,化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂才能实现,A正确;
B.和中S元素化合价均为+4价,无元素化合价变化,属于非氧化还原反应,不需要加入还原剂,B错误;
C.Fe元素化合价从0价升高到+3价,发生氧化反应,需要加入氧化剂才能实现,C错误;
D.中O元素化合价从-2价升高到0价,且可受热分解生成,不需要加入还原剂,D错误;
故选A。
【变式1-2】(25-26高一上·云南曲靖·期中)下列反应中水只做还原剂的是
A.C+H2O → CO+H2 B.2F2+ 2H2O → 4HF + O2
C.2Na +2H2O → 2NaOH+H2 ↑ D.3Fe+4H2O → Fe3O4+ 4H2↑
【答案】B
【详解】A.该反应中中元素化合价从降低为,水作氧化剂,A不符合题意;
B.该反应中中元素化合价从升高为,元素化合价不变,水只作还原剂,B符合题意;
C.该反应中中元素化合价从降低为,水作氧化剂,C不符合题意;
D.该反应中中元素化合价从降低为,元素化合价不变,水作氧化剂,D不符合题意;
故选B。
【变式1-3】(25-26高一上·云南曲靖·期中)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法正确的是
A.ClO2是氧化产物 B.KClO3在反应中得到电子
C.H2C2O4在反应中被还原 D.KClO3发生了氧化反应
【答案】B
【详解】A.是Cl元素化合价降低得到的产物,属于还原产物,不是氧化产物,A错误;
B.中Cl元素从+5价降低到+4价,每个Cl原子得到1个电子,B正确;
C.中C元素化合价从+3价升高到+4价,该物质在反应中被氧化,不是被还原,C错误;
D:中Cl元素化合价降低,发生的是还原反应,不是氧化反应,D错误;
故选B。
▌题型02 氧化还原反应与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( 填“一定”、“不一定”或“一定不”,下同)
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应不一定是氧化还原反应。
有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应;有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如氧气转化为臭氧。
【典例2】(23-24高一上·北京·阶段检测)氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.反应中存在C、O元素化合价变化,属于氧化还原反应,且既不是多变一的化合反应,也不是一变多的分解反应,也不符合“单质+化合物→新单质+新化合物”的置换反应特征,符合阴影部分特征,A符合题意;
B.反应属于一变多的分解反应,不符合阴影部分特征,B不符合题意;
C.反应属于多变一的化合反应,不符合阴影部分特征,C不符合题意;
D.反应属于单质和化合物反应生成新单质、新化合物的置换反应,不符合阴影部分特征,D不符合题意;
故答案选A。
【变式2-1】下列有关氧化还原反应的叙述正确的是
A.有单质参加并且有新的单质生成的化学反应一定是置换反应
B.置换反应一定属于氧化还原反应
C.被氧化的物质得到电子或电子对偏向,被还原的物质失去电子或电子对偏离
D.某元素从游离态变成化合态,该元素一定被氧化
【答案】B
【详解】A.有单质参加且有新单质生成的反应不一定是置换反应,如同素异形体的转化,无化合价变化,不属于置换反应,A错误;
B.置换反应的形式为“单质+化合物=新单质+新化合物”,反应前后一定有元素化合价发生变化,因此一定属于氧化还原反应,B正确;
C.被氧化的物质失去电子或电子对偏离,化合价升高;被还原的物质得到电子或电子对偏向,化合价降低,C错误;
D.元素从游离态变为化合态,化合价可能升高也可能降低,如中氯元素从0价变为-1价,被还原,因此该元素不一定被氧化,D错误;
故选B。
【变式2-2】(25-26高一上·河北邯郸·阶段检测)下列属于氧化还原反应但不属于四种基本反应类型的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.该反应中Cl元素化合价从0价变为-1价和+1价,存在化合价变化,属于氧化还原反应;且不属于化合、分解、置换、复分解四种基本反应类型,A符合题意;
B.该反应中S元素从-2价升至0价,O元素从0价降至-2价,属于氧化还原反应,但该反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物,属于置换反应,B不符合题意;
C.该反应中铵根中-3价N和硝酸根中+5价N均变为0价的,属于氧化还原反应,但该反应是一种物质分解为多种物质,属于分解反应,C不符合题意;
D.该反应是酸碱中和反应,属于复分解反应,反应中所有元素化合价均无变化,属于非氧化还原反应,D不符合题意;
故选A。
【变式2-3】(25-26高一上·福建莆田·阶段检测)下列各选项中,各类物质依次表示为X、Y、Z,其中与图中三个圆所示的从属关系不相符的是
A.冰水混合物、电解质、化合物
B.碱性氧化物、金属氧化物、氧化物
C.胶体、分散系、混合物
D.置换反应、离子反应、氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.冰水混合物本质是,属于电解质,电解质是在水溶液或熔融状态下自身能导电的化合物,满足X属于Y、Y属于Z的从属关系,A不符合题意;
B.碱性氧化物都属于金属氧化物,金属氧化物属于由两种元素组成、其中一种为氧元素的氧化物,满足X属于Y、Y属于Z的从属关系,B不符合题意;
C.胶体是分散质粒子直径介于1~100nm的分散系,分散系由分散质和分散剂组成,属于混合物,满足X属于Y、Y属于Z的从属关系,C不符合题意;
D.部分置换反应不属于离子反应(如还原的反应),且离子反应和氧化还原反应是交叉关系,并非所有离子反应都属于氧化还原反应(如复分解型离子反应),不满足从属关系,D符合题意;
答案选D。
▌题型03 电子转移的表示方法
1.双线桥法:表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
基本步骤
巧记口诀:先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥法:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。
基本步骤
巧记口诀:先确定变价元素,再计算价态变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
【典例3】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)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】A
【详解】A.中Fe为+2价,失去1个电子生成,4个共失去4个e-,O2转化为-2价氧,1个O原子得2个e-,O2转移4个e-,A正确;
B.氧气中氧化合价由0变为-2,得到4个e-,HgS中Hg化合价由+2变为0,得到2个e-,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.反应中C化合价由+2价升高为+4价,失去电子,Fe化合价由+3价降低0价,得到电子,单线桥可表示为,C错误;
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,双线桥可表示为,D错误;
故选A。
【变式3-1】下列表示电子转移方向、数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
A.反应中C元素由0价变为+2价,化合价升高,失去电子,被氧化,Fe元素化合价由+3价降为0价,得到电子,被还原,正确的方程式应为,A错误;
B.Zn元素化合价由0价升高为+2价,失去,被氧化,H元素化合价由+1价降为0价,得到,被还原,选项方程式正确,B正确;
C.P元素化合价由0价升高为+5价,失去,被氧化,O元素由0价降为-2价,得到,被还原,正确的方程式应为,C错误;
D.Mn元素化合价由+4价降为+2价,得到电子,被还原,Cl元素化合价由-1价升高为0价,只有2个在反应中转化为Cl2,失去电子,被氧化,正确的方程式应为,D错误;
故答案选B。
【变式3-2】(24-25高一上·甘肃武威·期中)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
【详解】
A.该反应中Cl元素由0价升高为+1价,降低为-1价,双线桥表示为:,A错误;
B.Na为还原剂失电子,H2O中H为氧化剂得电子,2 个Na反应共转移2个电子,单线桥的方向、电子数标注均正确,B正确;
C.该反应是归中反应,化合价不交叉,H2S中S由-2价升高为0价,浓硫酸中S由+6价降低为+4价,双线桥表示为:,C错误;
D.Cu失电子作还原剂,浓硫酸中S得电子作氧化剂,转移2个电子,单线桥表示为:,D错误;
故选B。
【变式3-3】(25-26高一上·河南开封·阶段检测)用双线桥表示氧化还原反应的电子转移是非常有用的学习方式。下列用双线桥表示的氧化还原反应方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
A.HCl中的Cl元素化合价有部分是没有变的,16个HCl只失去:,A错误;
B.H2O2中氧的化合价由-1价转化为0价和-2价,,B错误;
C.NO2中N元素由+4价分别升高为+5价和降低为+3价,转移电子数为1,双线桥分析为,C正确;
D.化合价变化不交叉,中的O元素化合价既升高又降低,而中O元素的化合价不变:,D错误;
故选C。
▌题型04 常见氧化剂与还原剂
1.常见氧化剂与还原剂
分类
实例
常见氧化剂
活泼的非金属单质
卤素单质、O2、S等
某些阳离子
H+、Ag+、Fe3+、Cu2+等
含较高价态元素的物质
某些含氧化合物:MnO2、NO2、H2O2、Na2O2等;
氧化性酸:浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸等;
某些盐:KMnO4、KClO3、FeCl3等
常见还原剂
活泼金属单质
Na、Mg、Al、Zn等
非金属单质
H2、C、P等
含较低价态元素的物质
某些氧化物:CO、SO2;
还原性酸:HCl、H2S;某些盐:Na2S、FeCl2等
具有氧化性的物质和具有还原性的物质不一定都能发生化学反应。如SO2具有还原性,浓硫酸具有氧化性,但二者不发生氧化还原反应。
【典例4】(24-25高一上·陕西西安·阶段检测)下列反应中,HCl作还原剂的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.该反应中HCl是生成物,既是氧化产物又是还原产物,不是反应物,不作还原剂,A错误;
B.该反应中HCl中的H元素化合价从+1降低为0,发生还原反应,HCl作氧化剂,B错误;
C.该反应为复分解反应,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,HCl既不作氧化剂也不作还原剂,C错误;
D.该反应中部分HCl中的Cl元素化合价从-1升高为0,发生氧化反应,HCl作还原剂,D正确;
故答案选D。
【变式4-1】(25-26高一上·浙江金华·阶段检测)下列物质常用作还原剂的是
A.HNO3 B.KMnO4 C.Cl2 D.H2
【答案】D
【详解】A.中N元素为+5价,处于最高价态,具有强氧化性,常用作氧化剂,A错误;
B.中Mn元素为+7价,处于最高价态,具有强氧化性,常用作氧化剂,B错误;
C.中Cl元素为0价,化学性质以氧化性为主,常用作氧化剂,C错误;
D.中H元素为0价,反应中易失去电子升高为+1价,具有较强还原性,常用作还原剂,D正确。
【变式4-2】(24-25高一上·广东中山·期中)下列变化中,必须加入合适的氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.中Cl元素化合价从0价降低到-1价,发生还原反应,需要加入还原剂即可实现,不需要加入氧化剂,A不符合题意;
B.中Mn元素化合价从+7价降低,发生还原反应,需要加入还原剂即可实现,不需要加入氧化剂,B不符合题意;
C.中S元素化合价从+4价升高到+6价,发生氧化反应,必须加入合适的氧化剂才能实现,C符合题意;
D.中各元素化合价均无变化,属于非氧化还原反应,不需要加入氧化剂,D不符合题意;
故答案选C。
【变式4-3】(24-25高一上·北京·阶段检测)下列离子只有还原性的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.中Mn元素为+7价,是Mn元素的最高价态,只能得电子表现氧化性,没有还原性,A错误;
B.中N元素为+5价,是N元素的最高价态,只能得电子表现氧化性,没有还原性,B错误;
C.中Br元素为-1价,是Br元素的最低价态,只能失电子表现还原性,没有氧化性,C正确;
D.中S元素为+6价,是S元素的最高价态,只能得电子表现氧化性,没有还原性,D错误;
故选C。
▌题型05 氧化性、还原性强弱规律
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)根据反应条件、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。
如①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,
②MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
由化学方程式可知氧化性:KMnO4>Cl2,
由反应条件可知氧化性:KMnO4>MnO2。
2.氧化性、还原性强弱的强弱规律
(1)金属活动顺序
(2)非金属活动顺序
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。
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。
易错警示:
(1)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系。如HClO的氧化性高于HClO4。
(2)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少无必然关系。如铝在反应中失去3个电子,钠失去1个电子,但是钠的还原性比铝的强。
【典例5】(25-26高一上·河北衡水·期中)已知反应:①;②;③。下列说法正确的是
A.上述三个反应都是置换反应
B.反应①中氧化剂与还原剂的个数之比为2:1
C.反应③中若反应1个KBrO3,则还原剂得电子的数目为5个
D.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
【答案】D
【详解】A.置换反应的特征是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物,反应②的反应物均为化合物,不属于置换反应,A错误;
B.反应①中是氧化剂,是还原剂,二者的个数之比为1:2,B错误;
C.反应③中还原剂为,还原剂在反应中失去电子,1个反应时,还原剂失电子数目为5个,C错误;
D.氧化还原反应中氧化性规律为:氧化剂>氧化产物,根据反应①可得氧化性,反应②可得,反应③可得,因此氧化性由强到弱的顺序为,D正确;
故答案选D。
【变式5-1】(24-25高一上·广东广州·阶段检测)有下列三个反应:下列说法正确的是
①
②
③
A.反应①②③中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性
C.在③反应中当1个参加反应时,2个HCl被氧化
D.可以推理得到
【答案】C
【详解】A.还原剂被氧化发生氧化反应生成氧化产物。反应①、②、③中的氧化产物分别是I2、Fe3+、Cl2,A错误;
B.氧化剂的氧化性强于氧化产物,根据反应③可知氧化性:Co2O3>Cl2,B错误;
C.反应③中,1 mol Co2O3参加反应时,转移2 mol电子,2 mol HCl被氧化,C正确;
D.由反应②可知,还原性:Fe2+>Br-,氯气和FeBr2反应先氧化亚铁离子不能先氧化Br-,D错误;
故选C。
【变式5-2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)已知在酸性溶液中易被还原生成。、、、的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.该反应中氧化剂为,氧化产物为,已知氧化性,符合氧化还原反应“氧化剂氧化性强于氧化产物”的规律,反应可以发生,A不符合题意;
B.由于还原性,少量优先氧化生成,不被氧化,反应可以发生,B不符合题意;
C.该反应中氧化剂为,氧化产物为,已知氧化性,符合氧化还原反应强弱规律,反应可以发生,C不符合题意;
D.已知氧化性,则会与发生反应生成和,不存在,且应优先氧化,该反应不可能发生,D符合题意;
故选D。
【变式5-3】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)常温下在溶液中可发生以下反应:①②2Br⁻+Cl2=Br2+2Cl⁻,③2Fe3++2I⁻= 2Fe2+ +I2,下列说法正确的是
A.铁元素在反应①③中被还原,作氧化剂
B.反应②中当有1 个 Cl2分子被氧化时,有2 个电子发生转移
C.氧化性强弱顺序为
D.还原性强弱顺序为
【答案】C
【详解】A.反应①中Fe元素化合价从+2升高到+3,被氧化,作还原剂;仅反应③中Fe元素化合价降低被还原作氧化剂,A错误;
B.反应②中中Cl元素化合价从0降低到-1,被还原而非被氧化,1个被还原时转移2个电子,B错误;
C.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,由反应①得氧化性,反应②得,反应③得,因此氧化性强弱顺序为,C正确;
D.氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物,由反应①得还原性,反应②得,反应③得,因此还原性强弱顺序为,D错误;
故答案为C。
▌题型06 氧化性、还原性先后规律
1.先后规律
常见的氧化剂的氧化性顺序:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>Cu2+>H+
常见的还原剂的还原性顺序:S2->I->Fe2+>Br->Cl-
(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。
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)同时含有几种氧化剂,则按氧化性由强到弱的顺序反应。
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入足量铁粉,氧化性Fe3+>Cu2+,铁粉先与Fe3+反应,然后与Cu2+反应。
【典例6】(25-26高一上·北京海淀·期末)向、、的混合溶液中加入一定量铁粉,完全反应后过滤。下列说法中正确的是
A.滤液中一定有和
B.滤液中溶质可能是、
C.滤纸上一定有和
D.滤纸上一定有,可能有、、
【答案】A
【分析】基于金属活动性顺序:。铁粉优先置换氧化性强的,其次为,但不能置换。滤液中始终存在(因不被置换),且铁粉反应后产生(因被消耗生成)。滤纸上的固体取决于铁粉量:
【详解】根据上述分析可知,一定有(因最先被置换),可能有或(若铁粉过量),但不可能有(因比活泼),故C、D不正确;因滤液中和必然存在,B不正确,A正确。
故选A。
【变式6-1】(25-26高一上·河南平顶山·阶段检测)信息1:存在如下反应:①;②。信息2:还原性:。依据信息1、2,判断下列说法错误的是
A.氧化性:
B.酸性条件下与不能共存
C.少量通入溶液中发生反应:
D.反应①中2个被还原,得电子数目为12个
【答案】C
【详解】A.从反应①可知,Cr2O72-氧化Cl-生成Cl2,说明氧化性Cr2O72- > Cl2;信息2表明还原性Cl- < Br-,则氧化性Cl2 > Br2,因此氧化性顺序为Cr2O72- > Cl2 > Br2,A正确;
B.在酸性条件下,Cr2O72-是强氧化剂,Fe2+是还原剂,两者会发生氧化还原反应(如Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O),不能共存,B正确;
C.少量Cl2通入FeBr2溶液时,由于还原性Fe2+ > Br- > Cl-(由反应②可知Br2可氧化Fe2+,故Fe2+还原性更强),Cl2应优先氧化Fe2+(反应为2Fe2+ + Cl2 → 2Fe3+ + 2Cl-),而非直接氧化Br-,C错误;
D.反应①中,1个Cr2O72-被还原为2个Cr3+,铬元素从+6价降至+3价,每个铬原子得3个电子,共得6个电子;若2个被还原,则得电子数目为12个,D正确;
故选C。
【变式6-2】(25-26高一上·四川成都·期中)常温下,可以发生下列三个反应:
①;
②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
③Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。
由此得出的结论错误的是
A.反应①和③转移相同数目的电子时,生成Cl2和Br2的数目之比为2:1
B.可发生反应:
C.将酸性KMnO4溶液滴加到FeCl2溶液中,Fe2+先与KMnO4发生反应
D.离子还原性强弱顺序为:Fe2+>Br->Cl->Mn2+
【答案】A
【分析】反应①中Mn元素化合价降低,发生还原反应,则是氧化剂,Mn2+是还原产物;氯元素化合价升高,发生氧化反应,则Cl-是还原剂,Cl2是氧化产物;氧化性>Cl2、还原性Cl->Mn2+;
反应②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-中Br元素化合价降低,发生还原反应,则Br2是氧化剂,Br-是还原产物;Fe元素化合价升高,发生氧化反应,则Fe2+是还原剂,Fe3+是氧化产物,氧化性Br2>Fe3+、还原性Fe2+>Br-;
反应③Cl2+2Br-=Br2+2Cl-中Cl元素化合价降低,发生还原反应,则Cl2是氧化剂,Cl-是还原产物;Br元素化合价升高,发生氧化反应,则Br-是还原剂,Br2是氧化产物,氧化性Cl2>Br2、还原性Br->Cl-;根据以上分析,氧化性:>Cl2>Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br->Cl->Mn2+;
【详解】A.由反应①可知,每生成5mol Cl2转移10mol电子,即1mol Cl2转移2mol电子;由反应③Cl2+2Br-=Br2+2Cl-可知,每生成1mol Br2转移2mol电子,转移相同电子时,Cl2和Br2的物质的量之比应为1:1,而非2:1,A错误;
B.由分析可知,氧化性:>Cl2>Br2>Fe3+,酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,反应方程式为:,B正确;
C.由分析可知,还原性Fe2+ >Cl-,则酸性KMnO4先氧化Fe2+,C正确;
D.由分析可知,还原性Fe2+>Br->Cl->Mn2+,D正确;
故选A。
【变式6-3】(25-26高一上·湖北·期中)已知:①2I-+2Fe3+=2Fe2++I2 ②Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。向FeI2溶液中通入一定量的Cl2,充分反应。下列说法不正确的是
A.粒子的氧化性由强到弱的顺序为:Cl2>Fe3+>I2
B.当通入少量Cl2时,I-优先被氧化
C.通入Cl2时,可能发生离子反应:
D.当通入过量Cl2时,发生离子反应:
【答案】C
【分析】由反应①2I-+2Fe3+=2Fe2++I2可得出,氧化性Fe3+>I2,还原性I->Fe2+;
由反应②Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-可得出,氧化性Cl2>Fe3+,还原性Fe2+>Cl,则氧化性Cl2>Fe3+>I2,还原性I->Fe2+>Cl。
【详解】A.由分析可知,粒子的氧化性由强到弱的顺序为:Cl2>Fe3+>I2,A正确;
B.由于还原性I->Fe2+>Cl,则向FeI2溶液中通入少量Cl2时,I-优先被氧化,B正确;
C.向FeI2溶液中通入Cl2时,Cl2分阶段氧化,先完全氧化I⁻(2I⁻+Cl2→I2+2Cl⁻),再氧化Fe2+(2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl⁻),则反应中,n(Fe2+) : n(I-)≤1 : 2,但题给方程式中,n(Fe2+) : n(I-)=1 : 1>1 : 2,表示I-未完全被氧化时Fe2+就被Cl2氧化,不符合反应的先后顺序,C不正确;
D.当通入过量Cl2时,Fe2+、I-完全反应,参加反应n(Fe2+) : n(I-)=1 : 2,依据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,故发生反应:,D正确;
故选C。
▌题型07 氧化还原反应价态规律
1.价态归中规律
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。
2.歧化反应规律
“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。
【典例7】(24-25高一上·广东佛山·阶段检测)下列说法正确的是
A.一种元素化合价升高的同时必然有另外一种元素化合价降低
B.要实现和这两组物质之间的转化,均须加入还原剂才能实现
C.反应中,氧化剂和氧化产物的质量之比是1:1
D.因的氧化性强于的氧化性,所以置换反应不能发生
【答案】C
【详解】A.歧化反应(如自身分解反应)中只有同一种元素化合价既升高又降低,无其他元素化合价变化,因此一种元素化合价升高时不一定有其他元素化合价降低,A错误;
B.中S元素化合价降低,需加入还原剂实现,但可通过自身分解的歧化反应实现,无需额外加入还原剂,B错误;
C.反应中中S元素化合价从+4降为0,为氧化剂,1mol 参与反应质量为64g;中S元素从-2升为0,生成的氧化产物S为2mol,质量为,二者质量比为1:1,C正确;
D.该反应中是氧化剂、是还原产物,是还原剂,说明氧化性,和氧化性强于无关,D错误;
故选C。
【变式7-1】(24-25高一上·广东佛山·阶段检测)下列反应对应的离子方程式书写正确的是
A.大理石与醋酸反应:
B.用澄清石灰水吸收过量的二氧化碳气体:
C.向碘化钾与碘酸钾的混合溶液中加入硫酸:
D.氧化钠与水反应:
【答案】B
【详解】A.大理石主要成分为,属于难溶物,离子方程式中不能拆分为,正确离子方程式为,A错误;
B.澄清石灰水吸收过量,反应生成可溶的碳酸氢钙,与过量反应生成,离子方程式为,B正确;
C.该离子方程式得失电子、电荷均不守恒,为-1价,为+5价,归中生成0价,正确离子方程式为,C错误;
D.属于氧化物,离子方程式中不能拆分为和,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
【变式7-2】(25-26高一上·河北石家庄·期中)下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.钠的化合价从0升至+1(被氧化),氢的化合价从+1降至0(被还原),氧化与还原在不同元素进行,A不符合题意;
B.铁从+3降至0(被还原),碳从+2升至+4(被氧化),氧化与还原在不同元素进行,B不符合题意;
C.铜从0升至+2(被氧化),铁从+3降至+2(被还原),氧化与还原在不同元素进行,C不符合题意;
D.过氧化钠中的氧(-1价)部分降至-2价(被还原),部分升至0价(被氧化),氧化与还原在同种元素进行,D符合题意;
故选D。
【变式7-3】(25-26高一上·上海·阶段检测)氯气与氢氧化钠溶液在不同温度下发生反应,产物不一样。在一定条件下发生反应如下:,下列说法不正确的是
A.被氧化
B.既作氧化剂又作还原剂
C.氧化剂和还原剂之比为5:1
D.若该反应消耗,则转移电子
【答案】A
【详解】A.反应中中各元素化合价未发生变化,既未被氧化也未被还原,自身发生歧化反应,A符合题意;
B.中部分化合价从0价降低为中的-1价(作氧化剂),部分升高为中的+5价(作还原剂),故既是氧化剂又是还原剂,B不符合题意;
C.生成(降为-1价)的为氧化剂,对应5 mol 需5 mol (来自2.5 mol );生成(升为+5价)的为还原剂,对应1 mol 需1 mol(来自0.5mol),故氧化剂和还原剂之比为5:1,C不符合题意;
D.3 mol 参与反应时,5 mol 从0价降为-1价,转移5 mol电子,D不符合题意;
故选A。
▌题型08 氧化还原方程式的配平
1.氧化还原方程式的配平步骤
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——标出变价元素的化合价
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
(2)列变化——列出一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
↑4 ↓2
(3)求总数——用最小公倍数法使升价和降价总数相等
+ H2O4(浓)——O2↑+O2↑+H2O
↑4×1 ↓2×2
(4)配系数——先确定变价物质的化学计量数(系数),再用观察法确定其他物质的化学计量数(系数)
C+2H2SO4(浓)——SO2↑+CO2↑+H2O
(5)查守恒——检查反应前后原子、得失电子、电荷是否守恒。
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
2. 氧化还原方程式的配平方法
(1)正向配平法(全变从左边配):
氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,从左边反应物开始配平。包括完全氧化还原反应和归中反应
如:
(2)逆向配平法(自变从右边配):自身氧化还原反应(包括分解、歧化),从右边生成物开始配平。
如:(属于歧化反应)
(3)整体配平法:有三种元素化合价变,其中一种反应物中有两种元素化合价升高或降低,要看整体。
如Cu2S+HNO3―→Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,Cu、S、N三种元素变价,Cu2S中Cu、S化合价均升高,可看作一个整体。
配平得3Cu2S+22HNO3===6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。
(4)缺项配平法:
反应物或生成物中缺少一种物质,通常是反应介质, 一般为水、酸(H+)或碱(OH-)。
配平技巧“三步法”:
第一步:找出变价元素,利用化合价升降法确定含变价元素物质的化学计量数;
第二步:利用电荷守恒确定缺项物质是H2O、H+;
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-。
第三步:利用原子守恒和电荷守恒确定缺项的化学物质,最后确定其他物质的化学计量数。
【典例8】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)做实验时不小心沾了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:,关于此反应的叙述不正确的是
A.该反应的氧化剂是 B.该反应右边方框内的产物是
C.配平该反应式后,的系数是6 D.该反应中电子转移总数是5
【答案】D
【分析】根据电荷、原子、电子转移守恒关系,配平方程式为:。
【详解】A.反应中Mn元素化合价由+7价降低为+2价,得电子,作氧化剂,A正确;
B.根据得失电子守恒、原子守恒配平反应后,可知右边方框内的产物为,B正确;
C.配平后的离子方程式为,可知的系数是6,C正确;
D.锰元素化合价从+7价降低到+2价,得到10个电子;碳元素化合价从+3价升高到+4价,失去10个电子,电子转移总数是10,D错误;
故选D。
【变式8-1】(24-25高一上·四川成都·阶段检测)关于离子方程式,下列说法中错误的是
A.根据电荷守恒,得出与的和一定等于
B.根据原子守恒,得出和的数值一定相等
C.根据电子得失守恒,得出的结论
D.每生成1个转移的电子数目为1
【答案】A
【详解】A.电荷守恒的等式为,并非,代入配平后的值也可验证,A错误;
B.反应前后R原子数目守恒,左边R的数目为,右边为,因此,B正确;
C.根据电子得失守恒,1个参与反应得到4个电子,每个失去1个电子,故,C正确;
D.R元素从+2价升高到+3价,每生成1个转移1个电子,D正确;
故答案选A。
【变式8-2】实验后试管中残留的硫,常用热的NaOH溶液清洗,发生了如下反应:,则X的化学式为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目均不变;反应前共有3个S、6个Na、6个O、6个H,反应后已有1个S、2个Na、6个O、6个H,剩余的2个S和4个Na对应2个X,因此1个X含2个Na和1个S,化学式为;
故选C。
【变式8-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):__+__Fe2++__H+→__Mn2++__Fe3++__H2O,下列说法正确的是
A. 是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.生成物水的化学计量数是4
C.还原性Fe2+<Mn2+
D.生成4个水分子时,转移10个电子
【答案】B
【详解】A.中Mn元素化合价由+7价降低为+2价,是氧化剂;Fe元素化合价由+2价升高为+3价,是氧化产物,A错误;
B.根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为,生成物水的化学计量数是4,B正确;
C.氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物,是还原剂,是还原产物,故还原性,C错误;
D.根据配平的方程式,生成4个水分子时,有5个被氧化,转移5个电子,D错误;
故答案选B。
▌题型09 氧化还原反应相关计算
1.三个守恒规律
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)得失电子守恒:氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且得电子总数等于失电子总数。或有元素化合价升高必有元素化合价降低,且化合价降低总值等于升高总值。
(3)电荷守恒:离子方程式中,反应物各离子的电荷总数与产物各离子的电荷总数相等。
2. 应用电子守恒法解题的步骤
(1)找物质,找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)定得失,确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)列等式,根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
(4)找关系,可直接找出起始物和最终产物,删除中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。
3. 复杂氧化还原反应的计算
对于连续(或多个并列)氧化还原反应的计算,可以通过分析反应前后,“始态”“终态”涉及的所有物质,找出所有“始态”物质到“终态”物质中化合价发生变化的元素,建立关系式,列式求解,简化解题步骤。
【典例9】(24-25高一上·广东中山·期中)关于反应,下列说法正确的是
A.该反应可以写成离子方程式
B.在反应过程中失去电子
C.当有8个分子参加反应时,转移了48个电子
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4:3
【答案】D
【详解】A.该反应为气态物质间的反应,无自由移动的离子参与,无法书写离子方程式,A错误;
B.中N元素化合价为+4价,反应后变为0价,化合价降低,得到电子,B错误;
C.中N元素从-3价升高到0价,每个失去3个电子,8个参加反应时,转移电子数为个,C错误;
D.氧化产物是被氧化得到的,还原产物是被还原得到的,8个提供8个N原子生成氧化产物,6个提供6个N原子生成还原产物,二者均为,质量比等于N原子物质的量之比为,D正确;
故选D。
【变式9-1】(25-26高一上·云南丽江·期中)向酸性高锰酸钾溶液中滴加过氧化氢溶液,高锰酸钾溶液褪色生成MnSO4,同时产生能使带火星的木条复燃的气体,下列判断正确的是
A.在该反应中,H2O2既是氧化剂,又是还原剂
B.当反应转移10个电子时,产生了5个O2分子
C.通常所说的酸化的高锰酸钾溶液是指滴加了浓盐酸的高锰酸钾溶液
D.该反应的离子方程式为:2 +H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+8H2O
【答案】B
【详解】A.该反应中的氧元素化合价仅从-1价升高到0价,只失电子作还原剂,并非既是氧化剂又是还原剂,A错误;
B.每个分子生成时,2个-1价的氧原子失电子变为0价,共转移2个电子,因此转移10个电子时,对应生成5个分子,B正确;
C.浓盐酸中的具有还原性,会和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应生成,因此酸化高锰酸钾溶液通常用稀硫酸,不能用浓盐酸,C错误;
D.反应中元素从+7价降低到+2价,每个得5个电子,每个失2个电子,结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,配平得到的离子方程式为,D错误;
因此答案选B。
【变式9-2】模型建构是化学研究的基本方法。乙烷燃烧的微观示意图如下。下列说法正确的是
A.丁由两种元素组成,属于混合物
B.反应前后碳元素的化合价不变
C.参加反应的甲和乙的质量比为
D.生成丙和丁的分子个数比为
【答案】D
【分析】根据微观示意图配平反应的化学方程式:。
【详解】A.丁的化学式为,由氢、氧两种元素组成,属于纯净物中的化合物,不属于混合物,A错误;
B.反应前中氢元素为+1价,碳元素化合价为-3价;反应后中氧元素为-2价,碳元素化合价为+4价,碳元素化合价发生了改变,B错误;
C.参加反应的甲()和乙()的质量比为,不是,C错误;
D.由配平的化学方程式可知,生成丙()和丁()的分子个数比为,D正确;
故选D。
【变式9-3】(25-26高一上·安徽六安·期中)已知氯气和NaOH溶液在一定温度下能发生反应:,。某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和的混合溶液,经测定与的个数比为1:1,则氯气与氢氧化钠反应时,氧化产物与还原产物的阴离子个数之比为
A.3:11 B.11:3 C.1:3 D.3:1
【答案】C
【详解】和为氧化产物,设二者个数均为1,共失电子,还原产物为,每个得1个电子,由得失电子守恒得个数为6,故氧化产物与还原产物阴离子个数比为;
故选C。
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