内容正文:
第三节 氧化还原反应(题型突破·举一反三)
题型01 氧化还原反应的相关概念的辨析
【典例1】D
【变式1-1】C
【变式1-2】D
【变式1-3】C
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【典例2】D
【变式2-1】B
【变式2-2】A
【变式2-3】C
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
【典例3】A
【变式3-1】A
【变式3-2】B
【变式3-3】B
题型04 物质的氧化性、还原性强弱判断
【典例4】C
【变式4-1】C
【变式4-2】B
【变式4-3】C
题型05 氧化还原反应的规律
【典例5】D
【变式5-1】B
【变式5-2】(1)BC
(2) ac
(3) C
【变式5-3】(1) >
(2) 1.04
(3) -2 8
题型06 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
【典例6】(1)
(2)15
(3) 1:1
(4)
【变式6-1】(1) ②③⑦ ①⑥⑨ ①④⑧⑩
(2) AC
(3)氧化
(4) 大于
【变式6-2】(1)酸性
(2)C
(3)
(4)AC
(5) SO2 氧化剂
(6)
【变式6-3】(1)
(2) +6 1:6
(3)BC
(4)
(5)
题型07 氧化还原反应方程式的配平与计算
【典例7】(1) -3
(2) 1:1 1:1
(3)
(4)作为消毒剂
【变式7-1】(1)
(2) HCl MnCl2
(3) 5:1 10
(4) KI淀粉 溶液变蓝色 酸性KMnO4 溶液紫色褪去
(5)2ClO+ SO+2H+=2ClO2+ SO+H2O
【变式7-2】(1)AB
(2)C
(3)Ag2O>H2O2>Fe2(SO4)3
(4)A
(5)2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(6)+3
(7)BC
【变式7-3】(1)②⑥④⑧
(2)①③⑧⑨
(3)⑤⑦
(4)NaOH=Na++OH-
(5)用激光笔照射该液体,若观察到一条光亮的通路,则证明胶体制备成功
(6)4H2O+2Fe2++H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+
(7)Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4 = FeAsO4↓+3H2O
题型08 氧化还原反应与离子反应的综合问题
【典例8】(1)①⑦
(2) ③⑥⑨⑩⑪ ②④⑧
(3) 酸性氧化物 SeO2+2NaOH=Na2SeO3+H2O
(4) SeO2+2SO2+2H2O= Se+2+4H+, 氧化性
(5)B
【变式8-1】(1) 氧化
(2)
(3)6
(4)
(5) 丙 溶液中产生红褐色沉淀 用激光笔照射,有一条光亮的“通路”,则有胶体生成
【变式8-2】(1)
(2)
(3)
作还原剂和酸
【变式8-3】(1) NaHSO4
(2)
(3) 还原剂
(4)
(5)2
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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、还原性强弱判断
题型05 氧化还原反应的规律
题型06 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型07 氧化还原反应方程式的配平与计算
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
【典例1】(25-26高一上·广东惠州·期中)下列变化中,不涉及氧化还原反应的是
A.金属的冶炼
B.钢铁的锈蚀
C.食物的腐败
D.钟乳石的形成
【变式1-1】(25-26高一上·广东韶关·期中)下列说法中,不正确的是
A.燃烧一定伴有发光现象 B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加 D.燃烧一定会放出热量
【变式1-2】(25-26高一上·广东·期中)下列反应既是离子反应,又属于氧化还原反应的是
A.气体的燃烧 B.与溶液反应
C.加热制 D.与溶液反应
【变式1-3】(25-26高一上·广东惠州·期中)实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A.SO3→H2SO4 B.Na2O2→NaOH C.CuO→Cu D.CO→CO2
▌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】(25-26高一上·广东惠州·期中)氧化还原反应与四种基本类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【变式2-1】(25-26高一上·广西柳州·期中)下列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】(25-26高一上·广东·期末)下列图示中,逻辑关系正确的是
A. B.
C. D.
【变式2-3】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.
▌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·广东惠州·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3-1】(25-26高一上·广东江门·阶段检测)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.
【变式3-2】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.
【变式3-3】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
▌题型04 物质的氧化性、还原性强弱判断
一、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。
二、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4】(25-26高一上·广东广州·期中)已知转化Ⅰ:+Cl-+H+→Mn2++Cl2↑+H2O;
转化Ⅱ:PbO2+Mn2++→+PbSO4。
下列说法错误的是
A.氧化性:PbO2>>Cl2
B.转化Ⅰ、Ⅱ中消耗或生成等质量的,转移电子数相同
C.转化Ⅰ中的Mn2+是氧化产物,转化Ⅱ中的Mn2+是还原剂
D.转化Ⅰ中离子方程式配平后为:2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
【变式4-1】(25-26高一上·广东广州·期中)已知下列在溶液中发生的三个反应。下列相关说法错误的是
①
②
③
A.还原性:
B.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量比为
C.反应①和③生成相同个数转移电子数之比为
D.推测可发生反应:
【变式4-2】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)已知:①;②;③,根据上述反应,判断下列结论正确的是
A.反应②中,电子转移情况可表示为:
B.还原性强弱顺序为:
C.氧化性强弱顺序为:
D.溶液中可发生反应:
【变式4-3】管道工人利用反应:检验氯气管道是否漏气。关于该反应的下列说法正确的是
A.发生氧化反应,发生还原反应
B.被氧化的与被还原的的分子数之比为8:3
C.还原性:
D.既是氧化产物又是还原产物
▌题型05 氧化还原反应的规律
一、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。
二、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。
三、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5】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)对于反应,下列说法正确的是
A.S是氧化剂,是还原剂
B.还原剂与氧化剂的质量比是
C.氧化产物和还原产物的微粒个数之比为
D.若有个硫完全反应,则反应中共转移了个电子
【变式5-1】在酸性溶液中与发生反应,反应产物为RO2、Mn2+、H2O。已知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5,则x的值为
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式5-2】(25-26高一上·广东深圳·期中)氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生产和生活中。
(1)下列变化中,与氧化还原反应有关的是_________(填字母)。
A.熟石灰改良酸性土壤 B.燃料的燃烧
C.钢铁的腐蚀 D.钟乳石的形成
(2)近年来,我国储氢碳纳米管研究获得重大进展。电弧法合成碳纳米管时,常伴有大量碳纳米颗粒生成,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为。
①通过分析元素化合价可知,该反应的还原产物为_________(填化学式),反应中每生成1个CO2分子,转移电子的数目为_________。
②根据化合价推测,能与反应的微粒是_________(填字母)。
a.Fe2+ b.HNO3 c.Na2S d.
③+6价的铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将酸性废液中的还原为Cr3+,该反应的离子方程式为,用单线桥表示该反应转移电子的方向和数目__________________________________________________________________________________________。
(3)双氧水是公认的绿色氧化剂。某游泳馆由于工作人员将“84”消毒液(有效成分为NaClO)与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池内藻类快速生长,池水变绿,一种可能的原因是NaClO与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。该反应说明氧化性:NaClO_________(填“>”或“<”) H2O2;当参加反应的NaClO与H2O2的个数比为1:1时,该反应的还原产物为_________(填字母)
A.O2 B.Cl2 C.NaCl D.H2O
【变式5-3】(25-26高一上·广东·期中)铁及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途,回答下列问题:
(1)工业上制备高铁酸钠()的化学原理可用离子方程式表示
①氧化性:__________(填“>”或“<”)。
②还原产物为__________(填离子符号)。
③用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目:__________。
(2)工业废水中含有的重铬酸根离子()有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用溶液作处理剂,已知具有氧化性,酸性环境下其还原产物为。
①写出处理过程对应的离子方程式:__________。
②该反应中,每消耗3.36g,此时生成的质量为__________g。
(3)黄铜矿()是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。冶炼铜的反应为。
已知:中铁元素为+3价,铜元素为+1价。
①中硫元素的化合价为__________价。
②该反应中a=__________。
▌题型06 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6】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)氧化还原反应是一类重要的化学反应,在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途。请回答下列问题。
Ⅰ.氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:。KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)物质(甲)为___________(填化学式)。
(2)反应中若产生5个NO分子,则转移电子的数目是___________。
Ⅱ.亚硝酸钠(NaNO2)像食盐一样有咸味但有很强的毒性,误食NaNO2会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应:。
(3)用双线桥法标出该反应中电子转移的方向及数目:___________,被氧化的原子与被还原的原子数目之比为___________。
(4)食品中的NO对人类健康会产生危害,碱性条件下Al粉还原NO,产物是N2,发生的反应可表示如下,完成方程式并配平_________________。
___________Al + ___________NO+ ___________=___________[Al(OH)4]- +___________N2↑ +___________。
【变式6-1】(25-26高一上·广东汕头·期中)Ⅰ.有以下几种物质,根据所学知识,回答下列问题。
①熔融的NaCl ②液氨 ③酒精 ④溶液 ⑤碱石灰 ⑥ ⑦
⑧溶液 ⑨CaO ⑩稀盐酸
(1)上述物质中,属于非电解质的是______(填序号,下同),属于电解质的是______,能导电的是______。
(2)通常为晶体,易溶于水,写出溶于水的电离方程式:______,在物质分类中属于______(填字母)。
A.钠盐 B.含氧酸 C.酸式盐 D.氧化物
Ⅱ.阅读科普信息,一个体重50kg的健康人含铁2g,这2g铁在人体中以和的形式存在。易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含的亚铁盐,如。服用某种维生素,可使食物中的还原成,有利于铁的吸收。回答问题:
(3)工业盐的主要成分是,曾多次发生过因误食而中毒的事件,其原因是把人体内的转化为而失去与结合的能力,这说明具有______性。
(4)酸性条件下能氧化,配平该缺项方程式:______。
____________________________________
该反应中,还原剂为______,氧化性强弱:______(填“大于、小于或等于”)。
【变式6-2】(25-26高一上·广东茂名·期中)甘肃马家窑遗址出土的青铜刀,是我国最早冶炼的青铜器,由于时间久远,其表面有一层“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”,是铜和空气中的水蒸气、作用产生的,其化学式为,“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、和。
(1)属于______(填“酸性”或“碱性”)氧化物。
(2)从物质分类标准看,“铜绿”属于哪类物质______(填字母标号)。
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
(3)铜器表面有时会生成“铜绿”,这层“铜绿”可用化学方法除去,写出盐酸去除“铜绿”的化学方程式:______。
(4)考古学家推测,“铜绿”的形成并非一步完成,可能经历了以下历程:
(Ⅰ)铜在潮湿空气中被氧气氧化生成氧化铜(CuO);
(Ⅱ)氧化铜进一步与和作用,转化为碱式碳酸铜。
请分析(Ⅰ)反应属于______(填字母标号)。
A.化合反应 B.复分解反应 C.氧化还原反应 D.离子反应
(5)现代工业以辉铜矿为原料,在炼铜的过程中发生了多个反应,其中有如下两个反应(中Cu为+1价):
反应Ⅰ:,
反应Ⅱ:。
①反应Ⅰ中,氧化产物是______,用双线桥标出反应Ⅰ中电子转移的方向和数目:______。
②反应Ⅱ中,的作用是______(填“氧化剂”“还原剂”或“氧化剂和还原剂”)。
(6)印刷电路板是电子元器件电气连接的提供者,制作印刷电路板主要原料是铜板。在制作过程中将产生的铜粉,用稀硫酸和的混合溶液溶解,可生成硫酸铜和水,其反应的离子方程式为______。
【变式6-3】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生产和生活中。
(1)某反应体系中有7种微粒:、、、、、、,随着反应的进行,数目不断下降。
①该反应的离子方程式为________________________________。
②该反应中还原剂是______________(填化学符号,下同),还原产物为______________。
(2)重铬酸钾与浓盐酸反应可用于实验室制取氯气,其化学方程式为:。
①中Cr的化合价为______。
②____________(填化学式,下同)是氧化产物,____________发生还原反应,氧化剂与还原剂的个数比是______。
(3)误食会导致人体血红蛋白中的转化为而中毒,该过程中表现出的性质与下列______(填序号)反应中表现出的性质完全相同。
A.
B.
C.
D.
(4)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:_____________________________。
(5)黄铜矿()在硫酸溶液中被氧气氧化的反应如下,请完成该氧化还原反应离子方程式_________________________。
__________________=________________________。
▌题型07 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7】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)回答下列问题:
(1)氧化铝具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质.广泛应用于电子工业,陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝通过如下反应合成:。
①中氮的化合价为______价;
②在化学方程式上用双线桥标出反应中电子转移的方向和数目______;
(2)已知以下反应:
I、
Ⅱ、
Ⅲ、
根据以上三个反应,回答下列有关问题。
①反应I中,氧化产物和还原产物的个数比为______;
②反应Ⅱ中,氧化剂的电离方程式______;
③若要制取相等质量的氯气,I、Ⅲ反应中电子转移的数目之比为______;
(3)利用氧化还原反应中化合价升降总数相等配平方程式:______
____________________________
(4)结合的性质,请写出一个其在生产生活中的作用:______。
【变式7-1】(25-26高一上·广东·阶段检测)填空
(1)配平反应并画出电子转移的单线桥:_____。
氧化剂和还原剂在生产生活中广泛使用。高锰酸钾和浓盐酸可以发生如下反应:
(2)其中还原剂为_____,还原产物为_____。
(3)还原剂与氧化剂的数目之比是_____,该反应中转移电子数为_____个。
(4)某同学设计如下实验研究既有氧化性,又有还原性,提供如下试剂:溶液、酸性溶液、无色淀粉溶液。资料:碘单质遇淀粉变蓝。按要求填空:
序号
实验
实验现象
①验证氧化性
向溶液中滴加_____溶液
a._____;
②验证还原性
向溶液中滴加_____溶液
b._____;
c.有大量气泡产生;
(5)如图,把碎纸条b、c、d、e补充到a中,写出完整的反应离子方程式_____。
【变式7-2】(25-26高一上·广东珠海·期中)生活中,人们常用双氧水对外伤进行清理消毒,其主要成分为过氧化氢,在化学上也有着诸多用途,被称为绿色氧化剂,回答下列问题。
有以下4个涉及H2O2的反应:
A.H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2↑
D.H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O
(1)以上反应属于图中阴影部分所表示的反应类型的是______(填字母)。
(2)上述反应中,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是______(填字母)。
(3)、的氧化性由强到弱的顺序是______。
(4)下列离子在H2O2溶液中能大量共存的是______。
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
(5)草酸是一种常见厕所清洁剂,它能与酸性高锰酸钾溶液发生离子反应(未配平);请将该反应补充为完整的离子方程式______:________________________+____________。
(6)已知反应:,其中和的个数比为,则的化合价为______。
(7)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示,下列分析正确的是______(填字母)。
A.①代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.点时反应的离子方程式为
C.a、d点对应的溶液呈中性
D.c点对应的两溶液中所含溶质相同
【变式7-3】(25-26高一上·广东珠海·期中)Ⅰ、有下列物质:①氢氧化钠固体;②铜丝:③氯化氢气体;④稀硫酸;⑤二氧化碳气体;⑥石墨;⑦蔗糖晶体;⑧熔融氯化钠;⑨FeSO4·7H2O晶体
(1)上述物质可导电的是______。(用序号填空,下同)
(2)属于电解质的是______。
(3)属于非电解质的是______。
(4)写出①在水溶液中电离的方程式______。
Ⅱ、为探究胶体的性质,某兴趣小组用图示方案制备Fe(OH)3胶体(来持仪器已省略)
(5)判断胶体是否制备成功的方法是______
(6)某同学改用亚铁盐与H2O2溶液的反应也可制得Fe(OH)3胶体。取2mL5% H2O2溶液于试管中,加入5滴FeSO4(pH=3)溶液,溶液立即变为棕黄色,并放出热量,反应混合物颜色加深变为红褐色,该混合物有丁达尔现象,测得反应后溶液pH=1.4,上述实验中产生红褐色物质的离子方程式是______。
(7)提纯后的Fe(OH)3胶体可用于净化水中的砷酸(H3AsO4),砷酸浓度较低时以吸附为主,砷酸浓度较高时则会反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀,其反应方程式是:______。
▌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8】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)回答下列问题:
Ⅰ.现有下列物质 : ①铜 ②CO2③HNO3 ④CH4 ⑤食醋 ⑥NaOH固体 ⑦盐酸 ⑧液氨 ⑨NaHSO4固体 ⑩Na2CO3·10H2O晶体 ⑪ BaSO4⑫酒精溶液。
(1)上述物质可导电的有_______(填编号 下同)。
(2)属于电解质的有_______属于非电解质的有_______。
Ⅱ.二氧化硒(SeO2)是重要的工业原料:
(3)SeO2属于_______(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”),利用这类物质的共性,饲料工业领域常用SeO2与碱溶液反应生产亚硒酸钠(Na2SeO3),该反应的化学方程式为_______。
(4)SeO2是制备高纯硒的原料,请补全离子方程式 :_______。
SeO2+□SO2+□H2O= Se+□+□H+
该过程是利用了SeO₂的_______(填“氧化性”或“还原性”)。
(5)硒元素的最高化合价为+6价 ,预测SeO2有还原性 ,可用下列试剂中的_______检验(填字母序号)。
A.FeSO4 B.酸性KMnO4 C.KI D.NaCl
【变式8-1】(25-26高一上·广东湛江·期中)日常生活中,消毒剂的使用广泛。回答下列问题:
Ⅰ、
与酸性溶液发生反应的化学方程式为(未配平)。
(1)该反应中氧化剂是______(填化学式),发生______(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)配平该反应:______。
Ⅱ、在碱性条件下可氧化制备新型消毒剂高铁酸钠,发生反应的化学方程式为。已知;。
(3)该反应中每生成2个,转移______个电子。
(4)将该反应改写为离子方程式:______。
(5)反应中涉及,可联想教材中胶体制备。现有甲、乙、丙三名同学分别进行胶体的制备实验。
i.甲同学向饱和氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液;
ii.乙同学直接加热饱和溶液;
iii.丙同学向沸水中逐滴加入几滴饱和溶液,继续煮沸至液体呈透明的红褐色,停止加热。
①其中操作正确的同学是______,甲同学所做实验中发生的实验现象为______。
②证明有胶体生成的简单实验操作是______。
【变式8-2】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)氧化还原反应是物质制备中经常涉及的化学反应类型。回答下列问题:
(1)实验室制备氧气可以用加热高锰酸钾的方法实现,其发生的反应为。其中被还原的元素是_____(填元素符号),氧化产物是_______(填化学式)。
(2)配平下列反应方程式:_______。
K2Cr2O7+ HCl = KCl+ CrCl3+ Cl2↑+ H2O
其中还原剂是______。
(3)下面三个方法都可以用来制:
①4HCl(浓);
②(浓);
③ (浓)。
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
I.反应①中浓盐酸的作用是_______,反应②中,氧化产物与还原产物的质量比为_______。
Ⅱ.已知反应④:,该反应也能制得氯气。已知反应条件越简单反应越容易发生,说明性质越强烈。则、、三种物质的氧化性由强到弱的顺序为_______。
【变式8-3】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)亚氯酸钠()常用作脱色剂、漂白剂和消毒剂;工业上生产亚氯酸钠晶体的同时可获得高氯酸(),其流程如下:
回答下列问题:
(1)固体和中溶解度受温度影响较大的是___________。已知是一种强酸,写出其在水溶液中的电离方程式:___________。
(2)写出反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式,并用“双线桥”标出电子转移方向及数目:___________。
(3)写出反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式:___________,在此反应中作___________剂。
(4)在催化下,可与盐酸反应生成,还原产物为,反应的离子方程式为___________。
(5)若作消毒剂时均转化为,则理论上等粒子数的消毒能力是的___________倍。
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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、还原性强弱判断
题型05 氧化还原反应的规律
题型06 陌生氧化还原反应方程式的书写方法
题型07 氧化还原反应方程式的配平与计算
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
【典例1】(25-26高一上·广东惠州·期中)下列变化中,不涉及氧化还原反应的是
A.金属的冶炼
B.钢铁的锈蚀
C.食物的腐败
D.钟乳石的形成
【答案】D
【解析】A.金属冶炼过程中金属元素由化合态转化为游离态,化合价降低,存在元素化合价变化,涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.钢铁锈蚀是铁单质被氧化为铁的化合物,铁元素化合价升高,存在元素化合价变化,涉及氧化还原反应,B不符合题意;
C.食物腐败是食物与氧气发生氧化反应,存在元素化合价变化,涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.钟乳石形成涉及的反应为、,反应中无元素化合价升降,不涉及氧化还原反应,D符合题意;
故选D。
【变式1-1】(25-26高一上·广东韶关·期中)下列说法中,不正确的是
A.燃烧一定伴有发光现象 B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加 D.燃烧一定会放出热量
【答案】C
【解析】A.燃烧是发光发热的剧烈化学反应,因此一定伴有发光现象,A正确;
B.燃烧过程中一定存在元素化合价的升降,属于氧化还原反应,B正确;
C.燃烧不一定要有氧气参加,例如在中、在中都可以发生燃烧,C错误;
D.燃烧属于放热反应,一定会放出热量,D正确;
故选C。
【变式1-2】(25-26高一上·广东·期中)下列反应既是离子反应,又属于氧化还原反应的是
A.气体的燃烧 B.与溶液反应
C.加热制 D.与溶液反应
【答案】D
【解析】A.气体的燃烧为气相反应,无离子参与,不属于离子反应,不符合题意,A错误;
B.与溶液反应属于离子反应,但反应前后无元素化合价升降,不属于氧化还原反应,不符合题意,B错误;
C.加热制是固体加热反应,无自由移动离子参与,不属于离子反应,不符合题意,C错误;
D.与溶液在水溶液中反应,有离子参与属于离子反应,反应中、元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,符合题意,D正确;
故答案为:D。
【变式1-3】(25-26高一上·广东惠州·期中)实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A.SO3→H2SO4 B.Na2O2→NaOH C.CuO→Cu D.CO→CO2
【答案】C
【解析】A.中硫元素化合价均为+6,无化合价变化,属于非氧化还原反应,不需要加入还原剂,A不符合题意;
B.可通过与水的反应实现,中-1价的氧元素部分升价部分降价,属于歧化反应,无需外加还原剂,B不符合题意;
C.中铜元素化合价从+2降低为0,被还原,需要加入还原剂才能实现,C符合题意;
D.中碳元素化合价从+2升高为+4,被氧化,需要加入氧化剂才能实现,D不符合题意;
故选C。
▌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】(25-26高一上·广东惠州·期中)氧化还原反应与四种基本类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题给信息可知,阴影部分的反应属于氧化还原反应却不属于四种基本反应类型中的任何一种。
【解析】A.该反应属于置换反应,也是氧化还原反应,A不符合题意;
B.该反应属于分解反应,不是氧化还原反应,B不符合题意;
C.该反应属于化合反应,也是氧化还原反应,C不符合题意;
D.该反应是归中反应,属于氧化还原反应,同时不属于任何一种基本反应类型,D符合题意;
故选D。
【变式2-1】(25-26高一上·广西柳州·期中)下列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.该反应是置换反应,属于基本反应类型;锌的化合价从0价升高到+2价,银的化合价从+1价降低到0价,是氧化还原反应,A不符合题意;
B.反应中Fe的化合价从+3价降低到0价,C的化合价从+2价升高到+4价,属于氧化还原反应;不属于四种基本反应类型中任何一种,B符合题意;
C.该反应是复分解反应,属于基本反应类型;无化合价变化,不属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.该反应是化合反应,属于基本反应类型;铁的化合价从+2价升高到+3价,氯的化合价从0价降低到-1价,是氧化还原反应,D不符合题意;
故选B。
【变式2-2】(25-26高一上·广东·期末)下列图示中,逻辑关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.一种单质和一种化合物生成一种新单质和一种新化合物的反应为置换反应,置换反应前后一定有元素化合价的变化,置换反应一定属于氧化还原反应,A正确;
B.分散系包括胶体、溶液和浊液,胶体应完全属于分散系,B错误;
C.部分氧化物,如等,不属于电解质,C错误;
D.既属于钠盐又属于硝酸盐,既属于钠盐又属于硫酸盐,钠盐应与硝酸盐、硫酸盐有重叠,D错误;
故答案为A。
【变式2-3】下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.属于复分解反应,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.属于置换反应,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.不属于四种基本反应类型,碳元素和铁元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C符合题意;
D.属于分解反应,锰元素和氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;故选C。
▌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·广东惠州·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】A
【解析】A.该反应为氯元素的归中反应,中+5价得到,5分子中-1价共失去,单线桥箭头从失电子的中指向得电子的中,电子数和方向均正确,A正确;
B.该反应中是还原剂失电子,中是氧化剂得电子,单线桥箭头应从指向,选项箭头方向错误,正确的电子转移为:,B错误;
C.该反应为氯元素的歧化反应,1个失去生成、1个得到生成,选项标注错误,正确的电子转移为:,C错误;
D.分解时,2个+5价共得到,6个-2价共失去,选项电子数标注错误,正确的电子转移为:,D错误;
故答案选A。
【变式3-1】(25-26高一上·广东江门·阶段检测)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】A
【解析】A.反应中,中2个+3价Fe共得,被还原为Fe单质,3个中6个0价H共失,被氧化为中+1价H,电子转移方向和数目均正确,A正确;
B.该反应中2mol Na作为还原剂,共失去2e-,电子转移给H2O中的+1价H,最终生成H2,正确的是,B错误;
C.2mol CO中C从+2价升高到CO2中的+4价,总共应该失去4e-;1mol O2中O从0价降低到-2价,总共应该得到4e-,正确的是,C错误;
D.HgS中-2价的S最终变为SO2中+4价的S,1个S共失去6 e-;而1个Hg从+2价降到0价、1个O2中O从0价降到-2价,总共应该得到6 e-,正确的是,D错误;
故选A。
【变式3-2】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
【解析】A.该反应中4 mol只有2 mol被氧化为,实际失去,选项中标注失去、得到,得失电子不守恒,正确的为:,A错误;
B.作还原剂失去,作氧化剂共得到,单线桥从失电子的指向得电子的,标注正确,B正确;
C.该反应是的歧化反应,1 mol参与反应时,只有1 mol氯原子失去、1 mol氯原子得到,正确的为:,,C错误;
D.反应中中+5价的得电子转化为0价的,6 mol中只有5 mol失电子被氧化,共转移,选项标注失去错误,单线桥为:,D错误;
答案选B。
【变式3-3】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.该反应中元素化合价从+4降低到0,得到电子,元素化合价从0升高到+2,失去电子,选项得失电子标注颠倒,A错误;
B.该反应中失去电子,中的得到电子,单线桥从失电子的指向得电子的中的H,转移电子数为,标注符合规则,B正确;
C.该反应中中的化合价从0降低到-1,得到电子,中的化合价从-1升高到0,失去电子,选项得失电子标注颠倒,C错误;
D.该反应中失去电子,浓中的得到电子,单线桥箭头应从失电子的指向得电子的中的S,选项箭头方向颠倒,D错误;
故选B。
▌题型04 物质的氧化性、还原性强弱判断
一、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。
二、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4】(25-26高一上·广东广州·期中)已知转化Ⅰ:+Cl-+H+→Mn2++Cl2↑+H2O;
转化Ⅱ:PbO2+Mn2++→+PbSO4。
下列说法错误的是
A.氧化性:PbO2>>Cl2
B.转化Ⅰ、Ⅱ中消耗或生成等质量的,转移电子数相同
C.转化Ⅰ中的Mn2+是氧化产物,转化Ⅱ中的Mn2+是还原剂
D.转化Ⅰ中离子方程式配平后为:2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
【答案】C
【解析】A.根据氧化还原反应规律:氧化剂氧化性大于氧化产物,转化I中氧化剂为,氧化产物为,故氧化性;转化Ⅱ中氧化剂为,氧化产物为,故氧化性,可得氧化性顺序,A正确;
B.转化Ⅰ中每个被还原为,转移5个电子;转化Ⅱ中每个由氧化得到,转移5个电子,等质量的物质的量相同,故转移电子数相同,B正确;
C.转化Ⅰ中元素化合价从+7降低到+2,是还原产物;转化Ⅱ中元素化合价从+2升高到+7,是还原剂,C错误;
D.配平转化Ⅰ的离子方程式,得5e⁻,每生成1个失2e⁻,最小公倍数为10,故系数为2,系数为5,再结合电荷守恒、原子守恒配平得,D正确;
故选C。
【变式4-1】(25-26高一上·广东广州·期中)已知下列在溶液中发生的三个反应。下列相关说法错误的是
①
②
③
A.还原性:
B.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量比为
C.反应①和③生成相同个数转移电子数之比为
D.推测可发生反应:
【答案】C
【解析】A.根据氧化还原反应中还原剂还原性大于还原产物的规律,由反应①得还原性,反应②得还原性,反应③得还原性,该还原性顺序正确,A正确;
B.反应③中为氧化剂,14个中仅有6个化合价升高作还原剂,故氧化剂和还原剂的物质的量比为,B正确;
C.反应①生成2个时转移2个电子,即生成1个转移1个电子;反应③生成2个时转移6个电子,即生成1个转移3个电子,故生成相同个数转移电子数之比为,C错误;
D.由氧化性顺序可知,可将氧化为,且给出的离子方程式配平符合守恒规则,该反应可发生,D正确;
故选C。
【变式4-2】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)已知:①;②;③,根据上述反应,判断下列结论正确的是
A.反应②中,电子转移情况可表示为:
B.还原性强弱顺序为:
C.氧化性强弱顺序为:
D.溶液中可发生反应:
【答案】B
【解析】
A.反应②中失去电子,单质溴得到电子,则电子转移情况可表示为:,A错误;
B.根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性规律可知:①中还原性:;②中还原性:;③中还原性:;还原性强弱顺序:,B正确:
C.氧化性:反应①中,反应②中,反应③中,则氧化性强弱顺序为,C错误;
D.因为氧化性,所以溶液中可发生反应:,D错误。
故选B。
【变式4-3】管道工人利用反应:检验氯气管道是否漏气。关于该反应的下列说法正确的是
A.发生氧化反应,发生还原反应
B.被氧化的与被还原的的分子数之比为8:3
C.还原性:
D.既是氧化产物又是还原产物
【答案】C
【解析】A.中元素化合价从0价降低为-1价,发生还原反应;中部分元素化合价从-3价升高为0价,发生氧化反应,A错误;
B.8个中仅有2个化合价升高被氧化,3个全部被还原,二者分子数之比为,B错误;
C.氧化还原反应中还原剂还原性强于还原产物,该反应中是还原剂,是还原产物,故还原性,C正确;
D.中化合价仍为-3价,仅来自的还原,故只是还原产物,氧化产物为,D错误;
故选C。
▌题型05 氧化还原反应的规律
一、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。
二、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。
三、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5】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)对于反应,下列说法正确的是
A.S是氧化剂,是还原剂
B.还原剂与氧化剂的质量比是
C.氧化产物和还原产物的微粒个数之比为
D.若有个硫完全反应,则反应中共转移了个电子
【答案】D
【解析】A.,S的化合价降低,,S的化合价升高,故S既被氧化又被还原,KOH未参与电子转移,A错误;
B.还原剂和氧化剂均为S,还原产物为K2S,氧化产物K2SO3,根据反应系数,生成1个K2SO3,需要1个S被氧化,生成 2个K2S,需要有2个S被还原,因此还原剂和氧化剂质量比为1:2,B错误;
C.由系数可知,氧化产物(K2SO3)与还原产物(K2S)的微粒个数之比1:2,C错误;
D.根据方程式可知,3个S中,1个被氧化,转移4e-,3a个硫完全反应,共转移4a个电子,D正确;
故选D。
【变式5-1】在酸性溶液中与发生反应,反应产物为RO2、Mn2+、H2O。已知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5,则x的值为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】反应中Mn元素的化合价由+7降到+2,为氧化剂,为还原剂,RO2中R的化合价为+4,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5,设中R的化合价为a,根据得失电子守恒,2×[(=7)-(+2)]=5×2×[(+4)-a],解得a=+3,离子所带电荷数等于各元素正负化合价的代数和,则中x=2;
故选B。
【变式5-2】(25-26高一上·广东深圳·期中)氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生产和生活中。
(1)下列变化中,与氧化还原反应有关的是_________(填字母)。
A.熟石灰改良酸性土壤 B.燃料的燃烧
C.钢铁的腐蚀 D.钟乳石的形成
(2)近年来,我国储氢碳纳米管研究获得重大进展。电弧法合成碳纳米管时,常伴有大量碳纳米颗粒生成,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为。
①通过分析元素化合价可知,该反应的还原产物为_________(填化学式),反应中每生成1个CO2分子,转移电子的数目为_________。
②根据化合价推测,能与反应的微粒是_________(填字母)。
a.Fe2+ b.HNO3 c.Na2S d.
③+6价的铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将酸性废液中的还原为Cr3+,该反应的离子方程式为,用单线桥表示该反应转移电子的方向和数目__________________________________________________________________________________________。
(3)双氧水是公认的绿色氧化剂。某游泳馆由于工作人员将“84”消毒液(有效成分为NaClO)与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池内藻类快速生长,池水变绿,一种可能的原因是NaClO与H2O2反应产生O2促进藻类快速生长。该反应说明氧化性:NaClO_________(填“>”或“<”) H2O2;当参加反应的NaClO与H2O2的个数比为1:1时,该反应的还原产物为_________(填字母)
A.O2 B.Cl2 C.NaCl D.H2O
【答案】(1)BC
(2) ac
(3) C
【解析】(1)氧化还原反应的特征是有元素化合价升降。
A.熟石灰改良酸性土壤是酸碱中和反应,属于复分解反应,无化合价变化,与氧化还原无关;
B.燃料燃烧涉及元素化合价变化,属于氧化还原反应;
C.钢铁腐蚀是被氧化的过程,存在化合价变化,属于氧化还原反应;
D.钟乳石形成是和的相互转化,无化合价变化,与氧化还原无关。
故选BC。
(2)① 反应中中元素化合价从降低到,被还原,因此还原产物为;元素化合价从升高到,每生成1个分子,转移电子数为。
② 中为价,具有强氧化性,可与还原性微粒反应:、均具有还原性,可发生反应;为强氧化剂、无还原性,均不能反应,故选。
③ 单线桥表示电子从还原剂转移到氧化剂,该反应中3个中的共失去,转移给中的,因此按上述规则标注即可。
(3)氧化还原反应中氧化剂氧化性大于还原剂,该反应中为氧化剂,为还原剂(元素从升高到生成),因此氧化性;当二者个数比为时,1个共失去,根据得失电子守恒,1个中价的得到变为价的,因此还原产物为,选。
【变式5-3】(25-26高一上·广东·期中)铁及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途,回答下列问题:
(1)工业上制备高铁酸钠()的化学原理可用离子方程式表示
①氧化性:__________(填“>”或“<”)。
②还原产物为__________(填离子符号)。
③用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目:__________。
(2)工业废水中含有的重铬酸根离子()有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用溶液作处理剂,已知具有氧化性,酸性环境下其还原产物为。
①写出处理过程对应的离子方程式:__________。
②该反应中,每消耗3.36g,此时生成的质量为__________g。
(3)黄铜矿()是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。冶炼铜的反应为。
已知:中铁元素为+3价,铜元素为+1价。
①中硫元素的化合价为__________价。
②该反应中a=__________。
【答案】(1)>
(2) 1.04
(3)-2 8
【解析】(1) ① 氧化还原反应规律:氧化剂氧化性大于氧化产物。反应中中化合价从+1价降为中的-1价,作氧化剂;中化合价从+3价升为中的+6价,为氧化产物,故氧化性;
② 还原产物是氧化剂被还原得到的产物,被还原为,故还原产物为;
③ 单线桥法箭头由失电子的还原剂指向得电子的氧化剂,标注总转移电子数:2个共失6,被3个得到,故转移电子总数为,因此单线桥法标注为;
(2) ① 酸性条件下,中从+6价降为中的+3价,每个得6个电子;中从+2价升为中的+3价,每个失1个电子,根据得失电子守恒得系数为6、系数为1,再结合电荷守恒、原子守恒配平和系数即得离子方程式为;
② ,由反应关系式,得,故;
(3)① 化合物中正负化合价代数和为0,已知为+1价、为+3价,设化合价为,则,解得;
② 根据元素守恒,反应右侧系数为8,每个含1个,故。
▌题型06 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6】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)氧化还原反应是一类重要的化学反应,在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途。请回答下列问题。
Ⅰ.氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:。KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)物质(甲)为___________(填化学式)。
(2)反应中若产生5个NO分子,则转移电子的数目是___________。
Ⅱ.亚硝酸钠(NaNO2)像食盐一样有咸味但有很强的毒性,误食NaNO2会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应:。
(3)用双线桥法标出该反应中电子转移的方向及数目:___________,被氧化的原子与被还原的原子数目之比为___________。
(4)食品中的NO对人类健康会产生危害,碱性条件下Al粉还原NO,产物是N2,发生的反应可表示如下,完成方程式并配平_________________。
___________Al + ___________NO+ ___________=___________[Al(OH)4]- +___________N2↑ +___________。
【答案】(1)
(2)15
(3) 1:1
(4)
【解析】(1)给出的还原过程中得电子发生还原反应,需要还原剂才能实现。给定的四种物质中,、Fe2(SO4)3为常见氧化剂,无还原性,只有中为+1价,可升高为+2价作还原剂,故甲为。
(2)生成1个分子时,元素从+5价降低到+2价,转移3个电子,因此生成5个分子时,转移电子数目为;
(3)反应中元素从+3价降低为+2价,2个原子共得到被还原;元素从-1价升高为0价,4个中有2个失去被氧化,双线桥法标出该反应中电子转移的方向及数目为,被氧化的原子与被还原的原子数目比为。
(4)配平依据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒:从0价升高为+3价,每个失;中从+3价降低为0价,每个得,生成1个共得,得失电子最小公倍数为6,因此系数为2,系数为2,系数为2,系数为1;再结合氢、氧原子守恒,左边补充即可满足所有守恒关系,离子方程式。
【变式6-1】(25-26高一上·广东汕头·期中)Ⅰ.有以下几种物质,根据所学知识,回答下列问题。
①熔融的NaCl ②液氨 ③酒精 ④溶液 ⑤碱石灰 ⑥ ⑦
⑧溶液 ⑨CaO ⑩稀盐酸
(1)上述物质中,属于非电解质的是______(填序号,下同),属于电解质的是______,能导电的是______。
(2)通常为晶体,易溶于水,写出溶于水的电离方程式:______,在物质分类中属于______(填字母)。
A.钠盐 B.含氧酸 C.酸式盐 D.氧化物
Ⅱ.阅读科普信息,一个体重50kg的健康人含铁2g,这2g铁在人体中以和的形式存在。易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含的亚铁盐,如。服用某种维生素,可使食物中的还原成,有利于铁的吸收。回答问题:
(3)工业盐的主要成分是,曾多次发生过因误食而中毒的事件,其原因是把人体内的转化为而失去与结合的能力,这说明具有______性。
(4)酸性条件下能氧化,配平该缺项方程式:______。
____________________________________
该反应中,还原剂为______,氧化性强弱:______(填“大于、小于或等于”)。
【答案】(1)②③⑦ ①⑥⑨ ①④⑧⑩
(2) AC
(3)氧化
(4) 大于
【解析】(1)②液氨、③酒精、⑦CO2均为化合物且在水溶液和熔融状态下均不导电,属于非电解质;①熔融NaCl(NaCl为电解质)、⑥BaCO3、⑨CaO,均为化合物且在熔融状态下能电离,属于电解质。①熔融NaCl(含自由离子)、④NaHSO4溶液、⑧NaHCO3溶液、⑩稀盐酸中均含自由移动的带电离子,能导电。
(2)NaHSO4溶于水电离产生钠离子、氢离子和硫酸根,电离方程式为: ,NaHSO4属于盐,同时为酸式盐、钠盐,故选AC。
(3)把人体内的转化为,铁元素化合价上升,则做氧化剂,具有氧化性。
(4)高锰酸钾酸性溶液将氧化为,Fe元素由+2价上升到+3价,Mn元素由+7价下降到+2价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:,该反应中,还原剂为,氧化剂是,氧化产物是,氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,则氧化性强弱:大于。
【变式6-2】(25-26高一上·广东茂名·期中)甘肃马家窑遗址出土的青铜刀,是我国最早冶炼的青铜器,由于时间久远,其表面有一层“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”,是铜和空气中的水蒸气、作用产生的,其化学式为,“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、和。
(1)属于______(填“酸性”或“碱性”)氧化物。
(2)从物质分类标准看,“铜绿”属于哪类物质______(填字母标号)。
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
(3)铜器表面有时会生成“铜绿”,这层“铜绿”可用化学方法除去,写出盐酸去除“铜绿”的化学方程式:______。
(4)考古学家推测,“铜绿”的形成并非一步完成,可能经历了以下历程:
(Ⅰ)铜在潮湿空气中被氧气氧化生成氧化铜(CuO);
(Ⅱ)氧化铜进一步与和作用,转化为碱式碳酸铜。
请分析(Ⅰ)反应属于______(填字母标号)。
A.化合反应 B.复分解反应 C.氧化还原反应 D.离子反应
(5)现代工业以辉铜矿为原料,在炼铜的过程中发生了多个反应,其中有如下两个反应(中Cu为+1价):
反应Ⅰ:,
反应Ⅱ:。
①反应Ⅰ中,氧化产物是______,用双线桥标出反应Ⅰ中电子转移的方向和数目:______。
②反应Ⅱ中,的作用是______(填“氧化剂”“还原剂”或“氧化剂和还原剂”)。
(6)印刷电路板是电子元器件电气连接的提供者,制作印刷电路板主要原料是铜板。在制作过程中将产生的铜粉,用稀硫酸和的混合溶液溶解,可生成硫酸铜和水,其反应的离子方程式为______。
【答案】(1)酸性
(2)C
(3)
(4)AC
(5)SO2 氧化剂
(6)
【解析】(1)CO2能与碱反应生成对应的盐和水,属于酸性氧化物;
(2)从物质分类标准看,“铜绿”能电离出酸根阴离子,金属阳离子和氢氧根离子,是碱式盐,即属于盐,故选C;
(3)“铜绿”与盐酸反应生成氯化铜、CO2和水,化学方程式为;
(4)反应(Ⅰ)为铜在潮湿空气中被氧气氧化生成氧化铜,方程式为,该反应的基本反应类型为化合反应,同时Cu与O元素化合价改变,属于氧化还原反应,反应中没有离子参与,因此不是离子反应,故选AC;
(5)
①反应Ⅰ中,S的化合价由-2价升高为+4价,O的化合价从0价下降为-2价,则氧化产物为SO2;用双线桥标出反应Ⅰ中电子转移的方向和数目为;
②反应Ⅱ中,中的Cu化合价从+1价降为0价,做氧化剂,O元素化合价没变,因此的作用是氧化剂;
(6)根据题意,Cu与稀硫酸、H2O2反应生成硫酸铜和水,离子方程式为。
【变式6-3】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生产和生活中。
(1)某反应体系中有7种微粒:、、、、、、,随着反应的进行,数目不断下降。
①该反应的离子方程式为________________________________。
②该反应中还原剂是______________(填化学符号,下同),还原产物为______________。
(2)重铬酸钾与浓盐酸反应可用于实验室制取氯气,其化学方程式为:。
①中Cr的化合价为______。
②____________(填化学式,下同)是氧化产物,____________发生还原反应,氧化剂与还原剂的个数比是______。
(3)误食会导致人体血红蛋白中的转化为而中毒,该过程中表现出的性质与下列______(填序号)反应中表现出的性质完全相同。
A.
B.
C.
D.
(4)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:_____________________________。
(5)黄铜矿()在硫酸溶液中被氧气氧化的反应如下,请完成该氧化还原反应离子方程式_________________________。
__________________=________________________。
【答案】(1)
(2)+6 1:6
(3)BC
(4)
(5)
【解析】(1)①数目下降说明是反应物,从+3价升高到的+6价,失3e⁻;作氧化剂,从+1价降到的-1价,得2e⁻,得失电子守恒得、系数为2、3,再根据电荷守恒得系数为10,原子守恒得系数为5,配平即得离子方程式,;
②还原剂是失电子化合价升高的物质,为;还原产物是氧化剂得电子后的生成物质,为;
(2)①中为+1价、为-2价,化合物正负化合价代数和为0,计算得化合价为+6;
②中部分化合价升高生成,故是氧化产物;中化合价降低,发生还原反应;1个作氧化剂时,有6个中Cl化合价升高作还原剂,故氧化剂与还原剂个数比为;
(3)将氧化为,表现氧化性,需选表现氧化性的选项:
A.中从-1价升高到0价,失电子表现还原性,A错误;
B.中从-1价降低到-2价,得电子表现氧化性,B正确;
C.中从-1价降低到-2价,得电子表现氧化性,C正确;
D.中化合价既升高又降低,既表现氧化性又表现还原性,D错误;
故选BC;
(4)中为+3价,中为-3价,二者发生归中反应生成,根据得失电子守恒、原子守恒配平即得反应方程式;
(5)每个中从+2到+3失1e⁻,2个从-2到+6共失16e⁻,总计失17e⁻;每个得4e⁻,得失电子守恒得、系数为4、17,再结合原子守恒、电荷守恒,酸性环境下左边补、右边补,配平即得离子方程式。
▌题型07 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7】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)回答下列问题:
(1)氧化铝具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质.广泛应用于电子工业,陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝通过如下反应合成:。
①中氮的化合价为______价;
②在化学方程式上用双线桥标出反应中电子转移的方向和数目______;
(2)已知以下反应:
I、
Ⅱ、
Ⅲ、
根据以上三个反应,回答下列有关问题。
①反应I中,氧化产物和还原产物的个数比为______;
②反应Ⅱ中,氧化剂的电离方程式______;
③若要制取相等质量的氯气,I、Ⅲ反应中电子转移的数目之比为______;
(3)利用氧化还原反应中化合价升降总数相等配平方程式:______
____________________________
(4)结合的性质,请写出一个其在生产生活中的作用:______。
【答案】(1)-3
(2)1:1 1:1
(3)
(4)作为消毒剂
【解析】(1)①铝为金属元素,因此铝为+3价,因此中氮的化合价为-3价;
②反应中氮得到电子化合价由0变为-3、碳失去电子化合价由0变为+2,电子转移为。
(2)①反应Ⅰ中,HCl中氯元素化合价升高发生氧化反应得到氧化产物氯气、锰元素化合价降低发生还原反应得到还原产物氯化锰,由方程式可知,氧化产物和还原产物的分子个数比为1:1;
②反应Ⅱ中氯酸钾中氯元素化合价降低,为氧化剂,电离方程式为:;
③由方程式可知,反应Ⅰ中HCl中氯元素化合价由-1变为0得到氯气,电子转移为,反应Ⅲ中10分子HCl中氯元素化合价由-1变为0得到氯气,电子转移为,则制取1分子氯气,Ⅰ、Ⅲ反应中电子转移的数目分别为2、2,故若要制取相等质量的氯气,Ⅰ、Ⅲ反应中电子转移的数目之比为2:2=1:1。
(3)该反应中,锰元素化合价从+7价降低到+2价,碳元素化合价从+3价升高到+4价,根据得失电子守恒可得:,根据原子守恒可知,该反应方程式为:。
(4)具有强氧化性,可以利用其强氧化性灭活微生物,因此在生活中可作为消毒剂,用于医用皮肤消毒、水体杀菌,也可用于净化被轻度污染的水;在化工生产中用于氧化反应(如合成某些有机物),利用其强氧化性实现物质的转化;也可用于废水处理,氧化降解废水中的有机污染物。
【变式7-1】(25-26高一上·广东·阶段检测)填空
(1)配平反应并画出电子转移的单线桥:_____。
氧化剂和还原剂在生产生活中广泛使用。高锰酸钾和浓盐酸可以发生如下反应:
(2)其中还原剂为_____,还原产物为_____。
(3)还原剂与氧化剂的数目之比是_____,该反应中转移电子数为_____个。
(4)某同学设计如下实验研究既有氧化性,又有还原性,提供如下试剂:溶液、酸性溶液、无色淀粉溶液。资料:碘单质遇淀粉变蓝。按要求填空:
序号
实验
实验现象
①验证氧化性
向溶液中滴加_____溶液
a._____;
②验证还原性
向溶液中滴加_____溶液
b._____;
c.有大量气泡产生;
(5)如图,把碎纸条b、c、d、e补充到a中,写出完整的反应离子方程式_____。
【答案】(1)
(2)HCl MnCl2
(3)5:1 10
(4)KI淀粉 溶液变蓝色 酸性KMnO4 溶液紫色褪去
(5)2ClO+ SO+2H+=2ClO2+ SO+H2O
【解析】(1)
Fe元素发生归中反应,根据电子守恒与元素守恒,配平的方程式为,Fe单质失去2个电子,2个FeCl3中Fe共得到2个电子,单线桥法表示为;
(2)反应2KMnO4+16HCl=2MnCl2↑+2KCl+5Cl2↑+8H2O,KMnO4中Mn化合价由+7降低到+2,则KMnO4为氧化剂,生成MnCl2为还原产物,16HCl中有10HCl的Cl化合价由-1升高到0价,所以还原剂为HCl;
(3)由上述分析可知,KMnO4为氧化剂,16HCl中有10HCl的Cl化合价由-1升高到0价,是还原剂,故还原剂与氧化剂的数目之比是5:1;2个KMnO4中Mn元素从+7价降低为+2价,得到10个电子,10个HCl的Cl化合价由-1升高到0价,失去10个电子,故该反应中转移电子数为10个;
(4)①验证氧化性,应该加入还原剂,可以加入KI淀粉溶液,H2O2将I-氧化为I2,现象为溶液变蓝色;
②验证还原性,加入强氧化剂酸性KMnO4溶液,H2O2被氧化为O2,故现象为溶液紫色褪去,有大量气泡产生;
(5)酸性条件下,ClO与离子SO反应生成ClO2和SO,发生反应的离子方程式为:2ClO+ SO+2H+=2ClO2+ SO+H2O。
【变式7-2】(25-26高一上·广东珠海·期中)生活中,人们常用双氧水对外伤进行清理消毒,其主要成分为过氧化氢,在化学上也有着诸多用途,被称为绿色氧化剂,回答下列问题。
有以下4个涉及H2O2的反应:
A.H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2↑
D.H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O
(1)以上反应属于图中阴影部分所表示的反应类型的是______(填字母)。
(2)上述反应中,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是______(填字母)。
(3)、的氧化性由强到弱的顺序是______。
(4)下列离子在H2O2溶液中能大量共存的是______。
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
(5)草酸是一种常见厕所清洁剂,它能与酸性高锰酸钾溶液发生离子反应(未配平);请将该反应补充为完整的离子方程式______:________________________+____________。
(6)已知反应:,其中和的个数比为,则的化合价为______。
(7)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示,下列分析正确的是______(填字母)。
A.①代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.点时反应的离子方程式为
C.a、d点对应的溶液呈中性
D.c点对应的两溶液中所含溶质相同
【答案】(1)AB
(2)C
(3)Ag2O>H2O2>Fe2(SO4)3
(4)A
(5)2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(6)+3
(7)BC
【解析】(1)图中阴影部分代表的反应类型为不属于分解反应、化合反应、置换反应的氧化还原反应,4个反应类型分析如下:
A.H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O为不属于分解反应、化合反应、置换反应的氧化还原反应,A符合题意;
B.反应Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O为不属于分解反应、化合反应、置换反应的氧化还原反应,B符合题意;
C.反应2H2O2=2H2O+O2↑为分解反应,C不合题意;
D.反应H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O无化合价变化,属于非氧化还原反应,D不合题意;
故答案为:AB;
(2)由题干方程式可知,上述反应中反应A、B中H2O2中O的化合价降低,被还原,作氧化剂,体现氧化性,而反应C中H2O2中的O的化合价既升高又降低,故H2O2既体现氧化性又体现还原性,反应D不属于氧化还原反应,故答案为:C;
(3)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强和氧化剂的氧化性强于还原剂的氧化性可知,反应A H2O2+2FeSO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O得出H2O2的氧化性比Fe2(SO4)3的强,由反应B Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O可知Ag2O的氧化性比H2O2的氧化性强,H2O2、Ag2O、Fe2(SO4)3的氧化性由强到弱的顺序是Ag2O>H2O2>Fe2(SO4)3,故答案为:Ag2O>H2O2>Fe2(SO4)3;
(4)A. 、、、各离子相互间不反应,且均不与H2O2反应,能够大量共存,A符合题意;
B. 与反应生成H2O和CO2,不能大量共存,B不合题意;
C. H2O2的氧化性比Fe3+强,故H2O2能够氧化不能大量共存,C不合题意;
D. 与产生BaSO4沉淀,不能大量共存,D不合题意;
故答案为:A;
(5)反应中Mn的化合价由+7价降低到+2价,降低了5个单位,C由+3价升高到+4价,升高1个单位,根据氧化还原反应配平方法可知,和Mn2+的系数为2,H2C2O4的系数为5,CO2的系数为10,结合电荷守恒和电解质溶液酸碱性可知,左侧缺少H+,该反应的离子方程式为:2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(6)设还原产物R中的化合价为a,反应中中R的化合价为+6价,且和的个数比为,根据电子守恒有:4×2×(6-a)=3×[+6-(-2)],解得a=3,即的化合价为+3价,故答案为:+3;
(7)Ba(OH)2溶液和H2SO4、NaHSO4溶液反应方程式分别为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O、2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,溶液导电能力与离子浓度成正比,根据图知,曲线①在a点溶液导电能力接近0,说明该点溶液离子浓度最小,应该为Ba(OH)2溶液和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,根据图知,a点为Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好反应,H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点发生NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O;c点,①中稀硫酸过量,溶质为硫酸,②中反应后溶质为NaOH、Na2SO4;a点①中硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液中只含水;d点②中溶质为Na2SO4。
A.Ba(OH)2溶液和H2SO4、NaHSO4溶液反应方程式分别为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O、NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O、2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,溶液导电能力与离子浓度成正比,根据图知,曲线①在a点溶液导电能力接近0,说明该点溶液离子浓度最小,应该为Ba(OH)2溶液和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,A错误;
B.由分析可知,b点发生NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,该反应的离子方程式为:,B正确;
C.a点①中硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液中只含水;d点②中溶质为Na2SO4,水和硫酸钠溶液都呈中性,C正确
D.由分析可知,c点,①中稀硫酸过量,溶质为硫酸,②中反应后溶质为NaOH、Na2SO4,D错误;
故答案为:BC。
【变式7-3】(25-26高一上·广东珠海·期中)Ⅰ、有下列物质:①氢氧化钠固体;②铜丝:③氯化氢气体;④稀硫酸;⑤二氧化碳气体;⑥石墨;⑦蔗糖晶体;⑧熔融氯化钠;⑨FeSO4·7H2O晶体
(1)上述物质可导电的是______。(用序号填空,下同)
(2)属于电解质的是______。
(3)属于非电解质的是______。
(4)写出①在水溶液中电离的方程式______。
Ⅱ、为探究胶体的性质,某兴趣小组用图示方案制备Fe(OH)3胶体(来持仪器已省略)
(5)判断胶体是否制备成功的方法是______
(6)某同学改用亚铁盐与H2O2溶液的反应也可制得Fe(OH)3胶体。取2mL5% H2O2溶液于试管中,加入5滴FeSO4(pH=3)溶液,溶液立即变为棕黄色,并放出热量,反应混合物颜色加深变为红褐色,该混合物有丁达尔现象,测得反应后溶液pH=1.4,上述实验中产生红褐色物质的离子方程式是______。
(7)提纯后的Fe(OH)3胶体可用于净化水中的砷酸(H3AsO4),砷酸浓度较低时以吸附为主,砷酸浓度较高时则会反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀,其反应方程式是:______。
【答案】(1)②⑥④⑧
(2)①③⑧⑨
(3)⑤⑦
(4)NaOH=Na++OH-
(5)用激光笔照射该液体,若观察到一条光亮的通路,则证明胶体制备成功
(6)4H2O+2Fe2++H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+
(7)Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4 = FeAsO4↓+3H2O
【解析】(1)物质中含有自由移动的离子或电子能够导电,则上述物质中②铜丝和⑥石墨有自由移动的电子,④稀硫酸和⑧熔融氯化钠有自由移动的离子可导电,故答案为:②⑥④⑧;
(2)电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,所有的酸、碱、盐、大多数金属氧化物和水属于电解质,则上述物质中属于电解质的是①③⑧⑨,故答案为:①③⑧⑨;
(3)非电解质是指在水溶液和熔融状态下都不导电的化合物,则上述物质中属于非电解质的是⑤二氧化碳气体和⑦蔗糖晶体,故答案为:⑤⑦;
(4)①即NaOH在水溶液中电离出Na+和OH-,则其电离方程式为:NaOH=Na++OH-,故答案为:NaOH=Na++OH-;
(5)胶体能产生丁达尔效应,判断胶体是否成功制备的具体操作是:用激光笔照射该液体,若观察到一条光亮的通路,则证明胶体制备成功,故答案为:用激光笔照射该液体,若观察到一条光亮的通路,则证明胶体制备成功;
(6)取2mL5%H2O2溶液于试管中,加入5滴FeSO4(pH=3)溶液,溶液立即变为棕黄色,并放出热量,反应混合物颜色加深变为红褐色,该混合物有丁达尔现象,说明有铁离子生成,反应放出的热量使铁离子水解生成Fe(OH)3胶体,测得反应后溶液pH=1.4,溶液呈酸性,上述实验中产生红褐色物质的离子方程式是4H2O+2Fe2++H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+,故答案为:4H2O+2Fe2++H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+;
(7)已知:Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸,砷酸浓度低时以吸附为主,砷酸浓度较高时以反应为主;砷酸具有酸性,Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀和水,化学方程式是Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4 = FeAsO4↓+3H2O,故答案为: Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4 = FeAsO4↓+3H2O。
▌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8】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)回答下列问题:
Ⅰ.现有下列物质 : ①铜 ②CO2③HNO3 ④CH4 ⑤食醋 ⑥NaOH固体 ⑦盐酸 ⑧液氨 ⑨NaHSO4固体 ⑩Na2CO3·10H2O晶体 ⑪ BaSO4⑫酒精溶液。
(1)上述物质可导电的有_______(填编号 下同)。
(2)属于电解质的有_______属于非电解质的有_______。
Ⅱ.二氧化硒(SeO2)是重要的工业原料:
(3)SeO2属于_______(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”),利用这类物质的共性,饲料工业领域常用SeO2与碱溶液反应生产亚硒酸钠(Na2SeO3),该反应的化学方程式为_______。
(4)SeO2是制备高纯硒的原料,请补全离子方程式 :_______。
SeO2+□SO2+□H2O= Se+□+□H+
该过程是利用了SeO₂的_______(填“氧化性”或“还原性”)。
(5)硒元素的最高化合价为+6价 ,预测SeO2有还原性 ,可用下列试剂中的_______检验(填字母序号)。
A.FeSO4 B.酸性KMnO4 C.KI D.NaCl
【答案】(1)①⑦
(2)③⑥⑨⑩⑪ ②④⑧
(3)酸性氧化物 SeO2+2NaOH=Na2SeO3+H2O
(4)SeO2+2SO2+2H2O= Se+2+4H+, 氧化性
(5)B
【解析】(1)含有自由移动的电子或离子的物质能够导电,上述物质①铜由自由移动的电子,⑦盐酸有自由移动的离子,则可导电的有①⑦,故答案为:①⑦;
(2)电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,所有的酸、碱、盐、大多数金属氧化物和水,均属于电解质,③HNO3是酸,⑥NaOH是碱,⑨NaHSO4、⑩Na2CO3·10H2O和⑪ BaSO4晶体是盐,均属于电解质,②CO2和⑧液氨水溶液均都能导电,但不是其本身电离,④CH4水溶液和液体下均不导电,⑤食醋和⑫酒精溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质,故答案为:③⑥⑨⑩⑪;②④⑧;
(3)SeO2与碱溶液反应生产亚硒酸钠(Na2SeO3)和H2O,故SeO2属于酸性氧化物,该反应的化学方程式为:SeO2+2NaOH=Na2SeO3+H2O,故答案为:酸性氧化物;SeO2+2NaOH=Na2SeO3+H2O;
(4)反应中SeO2中Se的化合价由+4价降低到0价的Se,SO2中S的化合价升高到+6价,根据氧化还原反应配平原则可配平该反应离子方程式为:SeO2+2SO2+2H2O= Se+2+4H+,该过程Se的化合价降低被还原,则SeO2为氧化剂,是利用了SeO2的氧化性,故答案为:SeO2+2SO2+2H2O= Se+2+4H+;氧化性;
(5)硒元素的最高化合价为+6价,预测SeO2有还原性,可用下列试剂中的酸性KMnO4检验,酸性KMnO4可以氧化SeO2,自身被还原,紫红色褪去,而FeSO4中Fe2+没有强氧化性,KI具有还原性、NaCl较稳定,不具有强氧化性,故答案为:B。
【变式8-1】(25-26高一上·广东湛江·期中)日常生活中,消毒剂的使用广泛。回答下列问题:
Ⅰ、
与酸性溶液发生反应的化学方程式为(未配平)。
(1)该反应中氧化剂是______(填化学式),发生______(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)配平该反应:______。
Ⅱ、在碱性条件下可氧化制备新型消毒剂高铁酸钠,发生反应的化学方程式为。已知;。
(3)该反应中每生成2个,转移______个电子。
(4)将该反应改写为离子方程式:______。
(5)反应中涉及,可联想教材中胶体制备。现有甲、乙、丙三名同学分别进行胶体的制备实验。
i.甲同学向饱和氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液;
ii.乙同学直接加热饱和溶液;
iii.丙同学向沸水中逐滴加入几滴饱和溶液,继续煮沸至液体呈透明的红褐色,停止加热。
①其中操作正确的同学是______,甲同学所做实验中发生的实验现象为______。
②证明有胶体生成的简单实验操作是______。
【答案】(1) 氧化
(2)
(3)6
(4)
(5)丙 溶液中产生红褐色沉淀 用激光笔照射,有一条光亮的“通路”,则有胶体生成
【解析】(1)氧化还原反应中,氧化剂发生化合价降低、被还原的反应,还原剂发生化合价升高、被氧化的反应,Mn元素的化合价由+7→+2,KMnO4为氧化剂,O元素的化合价由H2O2中-1→0,H2O2为还原剂,被氧化,发生氧化反应,故答案为:;氧化;
(2)根据得失电子守恒配平方程式为:;
(3)反应中Fe元素的化合价由+3价升至+6价,每生成2个,转移6个电子;
(4)NaOH、NaClO、Na2FeO4、NaCl拆成离子,其余物质以化学式保留,离子方程式为:;
(5)①由胶体制备可知丙正确;甲同学所做实验中,氯化铁与氢氧化钠发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,实验现象为产生红褐色沉淀;
②鉴别胶体用丁达尔效应,实验操作为:用激光笔照射,有一条光亮的“通路”,则有胶体生成。
【变式8-2】(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)氧化还原反应是物质制备中经常涉及的化学反应类型。回答下列问题:
(1)实验室制备氧气可以用加热高锰酸钾的方法实现,其发生的反应为。其中被还原的元素是_____(填元素符号),氧化产物是_______(填化学式)。
(2)配平下列反应方程式:_______。
K2Cr2O7+ HCl = KCl+ CrCl3+ Cl2↑+ H2O
其中还原剂是______。
(3)下面三个方法都可以用来制:
①4HCl(浓);
②(浓);
③ (浓)。
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
I.反应①中浓盐酸的作用是_______,反应②中,氧化产物与还原产物的质量比为_______。
Ⅱ.已知反应④:,该反应也能制得氯气。已知反应条件越简单反应越容易发生,说明性质越强烈。则、、三种物质的氧化性由强到弱的顺序为_______。
【答案】(1)
(2)
(3)
作还原剂和酸
【解析】(1)在反应 中, 元素的化合价由 价降低为 价和 价,发生还原反应,故被还原的元素是 ; 元素的化合价由 价升高为 价,发生氧化反应,故氧化产物是 。
(2)在该反应中, 元素的化合价由 价降低到 价, 个 分子共降低 价; 元素的化合价由 价升高到 价,生成 个 分子共升高 价。根据化合价升降总数相等, 的系数为 , 的系数为 。再根据原子守恒配平其他物质,可得完整的化学方程式为 。反应中 中的 元素化合价升高,失去电子,作还原剂。
(3) 反应①中,部分 中 元素化合价升高生成 ,表现出还原性;部分 化合价不变,生成 和 ,表现出酸性,故浓盐酸的作用是作还原剂和酸。在反应②中, 中 元素化合价由 价降低到 价, 中 元素化合价由 价升高到 价。根据电子守恒,生成 个 分子(共 个 原子)时,有 个 原子来自 (氧化产物), 个 原子来自 (还原产物),故氧化产物与还原产物的质量比为 。
反应③中 氧化浓盐酸在常温下即可进行;反应①中 氧化浓盐酸需要加热;反应④中 氧化 需要加热并使用催化剂。反应条件越简单,说明氧化剂的氧化性越强,故三种物质的氧化性由强到弱的顺序为 。
【变式8-3】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)亚氯酸钠()常用作脱色剂、漂白剂和消毒剂;工业上生产亚氯酸钠晶体的同时可获得高氯酸(),其流程如下:
回答下列问题:
(1)固体和中溶解度受温度影响较大的是___________。已知是一种强酸,写出其在水溶液中的电离方程式:___________。
(2)写出反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式,并用“双线桥”标出电子转移方向及数目:___________。
(3)写出反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式:___________,在此反应中作___________剂。
(4)在催化下,可与盐酸反应生成,还原产物为,反应的离子方程式为___________。
(5)若作消毒剂时均转化为,则理论上等粒子数的消毒能力是的___________倍。
【答案】(1)NaHSO4
(2)
(3) 还原剂
(4)
(5)2
【分析】反应器I中NaClO3与浓硫酸反应生成CIO2气体、NaHSO4、HClO4,反应后的溶液经冷却、过滤得到NaHSO4晶体和含HClO4的滤液,滤液经蒸发得到HClO4晶体;反应器II中ClO2与NaOH溶液、H2O2反应得到NaClO2溶液,NaClO2溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到NaClO2·3H2O。
【解析】(1)从流程图中可以看出,反应器Ⅰ的反应后溶液经过冷却过滤得到NaHSO4晶体和含HClO4的滤液,冷却后NaHSO4结晶析出、而HClO4·H2O未析出,说明NaHSO4的溶解度受温度影响较大;HClO4是一种强酸,在水溶液中完全电离生成H+和
,电离方程式为;
(2)
反应器Ⅰ中NaClO3与浓硫酸反应生成ClO2气体、NaHSO4、HClO4和H2O,反应方程式为:3NaClO3 + 3H2SO4 = 3NaHSO4 + 2ClO2↑ + HClO4 + H2O,在此反应中,NaClO3中的Cl元素从+5价降低到ClO2中的+4价,得到1个电子;同时,部分Cl元素从+5价升高到HClO4中的+7价,失去2个电子,因此,每生成2mol ClO2,转移2mol电子,双线桥为
(3)反应器Ⅱ中ClO2气体与NaOH溶液和H2O2反应生成NaClO2,根据氧化还原反应原理,ClO2被还原为NaClO2,H2O2被氧化为O2,反应方程式为:2ClO2 + 2NaOH + H2O2 = 2NaClO2 +O2 + 2H2O,离子方程式为;H2O2中O元素从-1价升高到0价,失去2个电子,表现出还原性,故作还原剂;
(4)NaClO2与盐酸反应生成ClO2和Cl⁻,其中NaClO2中的Cl元素从+3价升高到ClO2中的+4价,失去1个电子;同时,部分Cl元素从+3价降低到Cl⁻中的-1价,得到4个电子,根据得失电子守恒,反应方程式为:;
(5)NaClO2转化为Cl⁻时,Cl元素从+3价降低到-1价,得到4个电子,因此1 mol NaClO2可得到4 mol电子,Cl2转化为Cl⁻时,Cl元素从0价降低到-1价,得到1个电子,因此1 mol Cl2可得到2 mol电子,等粒子数即等物质的量的NaClO2和Cl2得到的电子数之比为4:2 = 2:1,因此NaClO2的消毒能力是Cl2的2倍。
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