1.3 第3课时 氧化还原反应的规律及应用(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册(人教版)
2026-08-19
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三节 氧化还原反应 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 654 KB |
| 发布时间 | 2026-08-19 |
| 更新时间 | 2026-08-19 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2026-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59200893.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦高中化学氧化还原反应的规律及应用核心知识点,系统梳理价态、归中、歧化等基本规律,构建从规律理解到方程式配平(正向、逆向、离子、缺项、信息型)再到计算(得失电子守恒)的学习支架,帮助学生形成完整知识脉络。
该资料以“证据推理与模型认知”为核心,通过建构配平模型、归纳方法技巧等科学思维训练,结合典题示例与分层题组。课中辅助教师高效授课,课后助力学生通过实例解析巩固规律应用,提升解决实际问题能力,落实化学学科核心素养。
内容正文:
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
1.能根据氧化还原反应的特征和本质及价态规律预测物质的性质及产物,理解氧化还原反应的基本规律,构建氧化还原反应规律的认知模型,培养证据推理与模型认知的核心素养。
2.依据氧化还原反应规律,建立有关氧化还原反应方程式的书写与配平的模型,并能利用模型解决实际问题。
3.依据氧化还原反应原理,能进行氧化还原反应的简单计算。
知识点一 氧化还原反应的基本规律
1.价态规律及应用
(1)高低规律
内容
元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于 最高 价态时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于 最低 价态时,只有还原性(如S2-、Br-等);元素处于 中间 价态时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)
应用
预测物质的氧化性和还原性
(2)归中规律
①内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态→中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
②示例:
③应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
(3)歧化规律
内容
氧化还原反应中,有元素的化合价升高,必然有元素的化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态→高价态+低价态
应用
判断反应物和产物中同种元素的价态高低,计算电子转移的数目
2.守恒规律、先后规律及应用
(1)守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素的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。
(2)先后规律
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,氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,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
1.下列粒子中,只有氧化性的是( )
①S2- ②Fe2+ ③S ④H+ ⑤Na+ ⑥Mg
A.①⑥ B.②③
C.④⑤ D.②③④⑤
解析:C H+、Na+为最高价态,只有氧化性。
2.已知浓硫酸和硫化氢可以发生反应:H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2+2H2O,下列说法正确的是( )
A.S为还原产物,SO2为氧化产物
B.水既不是氧化产物也不是还原产物
C.该反应既是氧化还原反应,也是置换反应
D.每一分子硫化氢被氧化转移4个电子
解析:B 在已知反应中SO2为还原产物,S为氧化产物,A错误;H、O元素的化合价未发生改变,则水既不是氧化产物也不是还原产物,B正确;反应中存在元素的化合价变化,是氧化还原反应,但不是置换反应,C错误;反应中-2价S的化合价升高到0价,即每一分子硫化氢被氧化转移2个电子,D错误。
3.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是( )
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
解析:C 阳离子的氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把锌粉加入Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,锌先与AgNO3反应置换出Ag,然后与Cu(NO3)2反应置换出Cu,锌粉不能与溶液中的Mg(NO3)2发生反应。
知识点二 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
2.配平步骤(建构模型)
类型一 正向配平法
【典题示例1】 配平下列氧化还原反应的方程式
(1) 2 KMnO4+ 10 FeSO4+ 8 H2SO4 1 K2SO4+ 2 MnSO4+ 5 Fe2(SO4)3+ 8 H2O
(2) 5 Na2SO3+ 2 KIO3+ 1 H2SO4 5 Na2SO4+ 1 K2SO4+ 1 I2+ 1 H2O
(3) 4 FeS+ 7 O2 2 Fe2O3+ 4 SO2
方法技巧
全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
类型二 逆向配平法
【典题示例2】 配平下列方程式
(1) 3 S+ 6 KOH 2 K2S+ 1 K2SO3+ 3 H2O
(2) 2 KClO3 2 KCl+ 3 O2↑
(3) 1 Fe+ 6 HNO3(浓) 1 Fe(NO3)3+ 3 NO2↑+ 3 H2O
方法技巧
自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
类型三 氧化还原型离子方程式的配平
【典题示例3】 配平下列离子方程式
(1) 2 Fe3++ 1 SO2+ 2 H2O 2 Fe2++ 1 S+ 4 H+
(2) 5 C2+ 2 Mn+ 16 H+ 10 CO2↑+ 2 Mn2++ 8 H2O
方法技巧
首先根据得失电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,在此基础上根据电荷守恒,配平两边离子所带电荷数,最后根据质量守恒配平其余物质的化学计量数。
类型四 缺项配平类
【典题示例4】 配平下列离子方程式
(1) 2 Mn+ 5 H2O2+ 6H+ 2 Mn2++ 5 O2↑+ 8 H2O
(2) 3 ClO-+ 2 Fe(OH)3+ 4OH- 3 Cl-+ 2 Fe+ 5 H2O
(3) 5 Mn2++ 2 Cl+ 4 H2O 5 MnO2↓+ 1 Cl2↑+ 8H+
方法技巧
缺项配平类[一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水]
(1)先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(2)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
类型五 信息型氧化还原反应方程式的书写及配平
【典题示例5】 (1)某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式: K2Cr2O7+14HCl3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O 。
(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,该反应的离子方程式为 Cr2+3HS+5H+2Cr3++3S+4H2O 。
方法技巧
信息型氧化还原反应方程式的书写步骤
(1)一判:据题给信息,联想所学知识,判断主要的反应物、生成物。
若反应物、生成物中主要元素化合价不一致的,要考虑是否为氧化还原反应,就要写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)二平:据质量守恒定律和氧化还原反应规律配平主要物质的化学计量数。
(3)三补:根据溶液的介质条件以及电荷守恒补足反应物或生成物,一般酸性环境可以消耗或生成酸,碱性环境可以消耗或生成碱。
1.配平下列反应的方程式
(1) SO2+ Cl2+ H2O H2SO4+ HCl
(2) Cu+ H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+ H2O
(3) Mn+ Fe2++ H+ Mn2++ Fe3++ H2O
答案:(1)1 1 2 1 2 (2)1 2 1 1 2 (3)1 5 8 1 5 4
2.(1)银首饰在空气中容易发黄变黑,原因是与空气中的H2S和O2反应生成黑色的Ag2S,请写出该反应的化学方程式: 4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O 。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。可以用NaClO3、H2O2和H2SO4反应制备ClO2。写出该制备反应的化学方程式: 2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O 。
(3)人体血红蛋白分子中含有Fe2+,正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,而自身被还原为+2价氧化物,试写出该反应的离子方程式: Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O 。
解析:(1)根据题中信息,反应中H2S中的H元素和S元素的化合价均未发生改变,Ag→Ag2S,Ag化合价由0价升高到+1价,而O2中氧元素只能由0价降低为-2价生成水,可以写出Ag+H2S+O2Ag2S+H2O,根据化合价升高和降低总数相等配平得到4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O。
(2)根据题目信息,反应中:NaO3→O2,Cl元素化合价降低,则必有H2O2被氧化:H2→,O元素化合价升高,根据化合价升高和降低总数相等、原子守恒可以写出:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O。(3)NaNO2中N化合价为+3价,根据题意反应后生成NO,N化合价降低为+2价,根据化合价变化先配平为Fe2++NFe3++NO,根据电荷守恒在左边加上H+得Fe2++N+2H+Fe3++NO,最后根据质量守恒得到Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O。
知识点三 氧化还原反应的计算
1.得失电子守恒
氧化还原反应中,还原剂失去电子总数=氧化剂得到电子总数。或者表达为化合价降低总数=化合价升高总数。
2.计算步骤
1.已知Cl2在热的NaOH溶液中能自身发生氧化还原反应,完全反应后测得溶液中含氯元素成分为NaCl、NaClO、NaClO3,其中NaClO与NaClO3的个数之比为4∶1,则溶液中NaCl与NaClO3的个数之比为( )
A.9∶1 B.5∶4
C.9∶4 D.11∶2
解析:A 根据题意,Cl2+NaOHNaCl+NaClO+NaClO3+H2O,其中NaClO与NaClO3的个数之比为4∶1,氯气中0价的氯失1个电子变成NaClO,失去5个电子变成NaClO3,失电子总数为 1×4+5=9;氯气中0价的氯得1个电子变成NaCl,由得失电子守恒,共生成9个NaCl,则溶液中NaCl与NaClO3的个数之比为9∶1。
2.已知S能被X2氧化,当溶液中X2与S数目之比为1∶3时,S恰好被氧化为S。X在还原产物中的化合价为 +3 。
解析:
1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
解析:A Al3+处于最高价,只有氧化性;K的化合价只能升高,只有还原性;Fe2+的化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;Cl-的化合价只能升高,只有还原性,B错误;NO2中氮元素化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+的化合价只能降低,只有氧化性,C错误;SO2既有氧化性又有还原性,Fe的化合价只能升高,只有还原性,D错误。
2.关于反应Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4 发生还原反应
B.Na2S2O3 既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的分子个数之比为2∶1
D.1个Na2S2O3 发生反应,转移4个电子
解析:B Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S ↓+SO2↑+H2O,Na2S2O3中的S的平均化合价为+2价,其分别转化为S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,1个Na2S2O3发生反应,要转移2 个电子,B正确,D错误;H2SO4所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A错误;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1,C错误。
3.检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下,加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下:KIO3+KI+HClI2+KCl+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是( )
A.KI是氧化剂
B.KIO3被氧化
C.该反应配平后化学计量数依次为1,5,6,3,6,3
D.每生成3个I2分子,转移6个电子
解析:C 反应中,KIO3中I元素的化合价从+5价降低到0价,KI中I元素的化合价从-1价升高到0价,配平化学方程式为KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O;KI为还原剂,KIO3为氧化剂被还原,反应中每生成3个I2分子,转移5个电子。
4.关于反应8NH3+6NO27N2+12H2O,下列说法正确的是( )
A.NH3中H元素被氧化
B.NO2在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的分子个数之比为3∶4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3
解析:D 该反应为归中反应,NH3中氮元素从-3价升高至0价,氮元素被氧化,NO2中氮元素从+4价降低至0价,得到电子,依据反应关系,还原剂与氧化剂的分子个数之比为4∶3,氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3,A、B、C错误,D正确。
5.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为ClO-+Fe3++OH-Fe+Cl-+H2O,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.氧化性:Fe3+>ClO-
B.还原性:ClO->Fe3+
C.氧化产物:Fe
D.还原产物:Fe3+
解析:C 题给反应中,氯元素化合价由+1价降低为-1价,ClO-作氧化剂,铁元素化合价由+3价升高到+6价,Fe3+作还原剂,所以氧化性:ClO->Fe3+,还原性:ClO-<Fe3+,A、B、D错误;铁元素化合价升高被氧化,生成的Fe为氧化产物,C正确。
6.氧化还原反应是中学化学的重要内容。回答下列问题:
(1)野外一般用铝热反应来焊接铁轨,其化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应中氧化剂为 Fe2O3 。
(2)有反应:KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O,该方程式改写成离子方程式为 Cl+6H++5Cl-3Cl2 ↑+3H2O ;被氧化和被还原的氯原子的个数之比为 5∶1 。
(3)高铁酸钠是一种新型的绿色消毒剂,主要用于饮用水处理,其中一种制备方法如下,配平该离子方程式: 3 ClO-+ 2 Fe3++ 10 OH- 2 Fe+ 3 Cl-+ 5 H2O。
解析:(1)该反应中铁元素的化合价由+3价变为0价,化合价降低,故Fe2O3是氧化剂。
(2)在该反应所涉及的物质中,氯气、水不能拆,其他的物质都可以拆,故离子方程式为Cl+6H++5Cl-3Cl2 ↑+3H2O;在该反应中,6个HCl中的5个HCl被氧化,KClO3中的氯元素化合价降低,被还原,故被氧化和被还原的氯原子的个数之比为5∶1。
(3)Fe元素化合价由+3价升高为+6价,Cl元素化合价由+1价降低为-1价,根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒,配平离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。
题组一 氧化还原反应的基本规律
1.(2025·辽宁辽阳检测)已知有如下反应:①2Br+Cl2Br2+2Cl;②Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O;③3Cl2+I-+3H2OI+6Cl-+6H+,根据上述反应,判断下列结论错误的是( )
A.Cl2在反应①中作还原剂
B.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
C.氧化性由强到弱的顺序:Cl>Br>I>Cl2
D.溶液中可发生反应:Cl+I-I+Cl2
解析:C 反应①中,氯元素化合价由0价升高到+5价,Cl2作还原剂,A正确;反应②中,氯元素化合价既由+5价降低到0价,又由-1价上升到0价,Cl2既是氧化产物又是还原产物,B正确;根据氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,可得反应①中氧化性:Br>Cl;②中氧化性:Cl>Cl2;③中氧化性:Cl2>I;所以氧化性由强到弱的顺序为Br>Cl>Cl2>I,故溶液中可发生反应:Cl+I-I+Cl2,C错误,D正确。
2.已知三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2;
②2FeCl2+Cl22FeCl3;
③2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。若某溶液中含有Fe2+、I-、Cl-,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,可加入的试剂是( )
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.HCl
解析:C 由题给信息可知,氧化性:Mn>Cl2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Cl->Mn2+。Cl2能将Fe2+、I-氧化,A不符合题意;KMnO4能将Fe2+、I-和Cl-氧化,B不符合题意;FeCl3能氧化I-而不氧化Fe2+和Cl-,C符合题意;HCl与三种离子均不反应,D不符合题意。
题组二 氧化还原反应方程式的配平
3.在一定条件下,R和F2可发生如下反应:R+F2+2OH-R+2F-+H2O,从而可知在R中元素R的化合价是( )
A.+4价 B.+5价
C.+6价 D.+7价
解析:B 方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1,设元素R在R中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5;方法2:设元素R在R中的化合价为x,根据氧化还原反应中,得失电子守恒有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,所以x=+5。
4.已知2M+5S2-+16H+2M2++5S↓+8H2O。下列叙述正确的是( )
A.x=2
B.y=3
C.M中M的化合价为+7价
D.S2-在反应中得到电子
解析:C 由电荷守恒可知,-2x-10+16=4,x=1,A错误;设M中M的化合价为a,由化合价升降总数相等知,2×(a-2)=5×2,a=+7,又化合物中元素的化合价代数和为0可得,1+7=2×y,y=4,B错误,C正确;S2-中S元素的化合价从-2价变为0价,化合价升高被氧化,作还原剂,在反应中失去电子,D错误。
5.次磷酸(H3PO2)常用于化学镀银,反应为Ag++H3PO2+H2OAg↓+H3PO4+H+。请回答下列问题:
(1)H3PO2中,P元素的化合价为 +1价 ;该反应中,氧化产物属于 酸 (填“单质”“酸”或“盐”)。
(2)配平该离子方程式: 4Ag++H3PO2+2H2O4Ag↓+H3PO4+4H+ 。
(3)H3PO2是一元弱酸,写出其与足量NaOH溶液反应的化学方程式: H3PO2+NaOHNaH2PO2+H2O 。
解析:(1)H3PO2中,H为+1价、O为-2价,则P元素的化合价为+1价;该反应中H3PO2作还原剂,则H3PO4为氧化产物,属于酸。
(2)在反应中,Ag+生成Ag,化合价降低1价,H3PO2生成H3PO4,P元素化合价升高4价,依据化合价升高与降低总数相等,可确定Ag+与H3PO2的化学计量数之比为4∶1,由此可配平该离子方程式:4Ag++H3PO2+2H2O4Ag↓+H3PO4+4H+。
(3)H3PO2是一元弱酸,所以其与足量NaOH溶液反应的化学方程式:H3PO2+NaOHNaH2PO2+H2O。
题组三 氧化还原反应的计算
6.关于反应NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O的说法错误的是( )
A.NaNO2中N的化合价为+3价
B.NO是还原剂
C.氧化反应的产物是NaNO2
D.每生成1个NaNO2时转移2个电子
解析:D NaNO2中Na的化合价为+1价,O的化合价为-2价,则N的化合价为+3价,A项正确;NO中N的化合价升高,是还原剂,B项正确;NO中N的化合价升高,生成NaNO2,则NaNO2为氧化产物,C项正确;根据得失电子守恒可知,生成2个NaNO2时转移1个电子,D项错误。
7.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为( )
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
解析:A 设被氧化的氮原子数为x,被还原的氮原子数为y,根据得失电子守恒列式:x×|-3-0|=y×|+5-0|,得x∶y=5∶3。
8.反应:8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,下列说法正确的是( )
A.Cl2发生氧化反应
B.NH3既是氧化剂又是还原剂
C.被氧化的NH3与被还原的Cl2的化学计量数之比为2∶3
D.参加反应的NH3的化学计量数与转移电子数之间的关系为NH3~6e-
解析:C 氯元素化合价降低,Cl2发生还原反应,A错误;氮元素化合价升高,NH3是还原剂,B错误;8分子氨气参与反应,被氧化的是2分子,所以被氧化的NH3与被还原的Cl2的化学计量数之比为2∶3,C正确;参加反应的NH3的化学计量数与转移电子数之间的关系为8NH3~6e-,D错误。
9.含有氧化剂X的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,X、Na2SO3的个数之比为2∶1,则还原产物中元素X的价态是( )
A.+1 B.+2
C.+3 D.+4
解析:D Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价;设X被还原后的价态为n,则X元素的化合价降低总数为(5-n),且X与Na2SO3的个数之比为 2∶1,由化合价升高总数等于降低总数:2×1=(5-n)×2,解得n=+4。
10.飞船的燃料可为肼(N2H4),发射时发生的反应为2N2H4+N2O43N2+4H2O,下列说法正确的是( )
A.肼在反应中作氧化剂
B.反应中每生成1个H2O 转移4个电子
C.N2O4 在反应中被氧化
D.氧化产物与还原产物的质量之比是2∶1
解析:D 肼中N元素化合价升高,肼在反应中作还原剂,A错误;反应中每生成1个H2O转移2个电子,B错误;N2O4中N元素化合价降低,在反应中被还原,C错误;N2O4中N元素化合价由+4价降低为0价,N2H4中N元素化合价由-2价升高为0价,该反应中N2既是氧化产物又是还原产物,氧化产物与还原产物的质量之比是2∶1,D正确。
11.已知离子方程式:As2S3+H2O+NAs+S+NO↑+ (未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后H2O的化学计量数为4
B.反应后溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 3∶28
D.氧化产物为As和S
解析:C 根据氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒及质量守恒,可得:3As2S3+4H2O+28N6As+9S+28NO↑+8H+,据此可知,A、B、D正确;氧化剂和还原剂的化学计量数之比为28∶3,C错误。
12.已知在酸性溶液中,下列物质氧化KI时,自身发生如下变化:Fe3+→Fe2+,Cl2→Cl-,Mn→Mn2+,HNO3→NO,如果分别用相同数目的这些微粒氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.Fe3+ B.Cl2
C.Mn D.HNO3
解析:C 设各微粒数目均为2个,A项,2Fe3++2I-2Fe2++I2,得到1个I2;B项,Cl2+2I-2Cl-+I2,得到2个I2;C项,16H++2Mn+10I-2Mn2++5I2+8H2O,得到5个I2;D项,8H++2N+6I-2NO↑+3I2+4H2O,得到3个I2;由上述分析可知,高锰酸根离子氧化足量碘化钾得到的碘单质最多。
13.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):Mn+Fe2++H+Mn2++Fe3++H2O;下列说法错误的是( )
A.Mn 是氧化剂,Fe3+是氧化产物
B.Mn2+的还原性弱于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4
D.生成1分子水时,转移2.5个电子
解析:D 该反应中,锰元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,所以Mn是氧化剂,Fe3+是氧化产物,A正确;该反应中还原剂是Fe2+,还原产物是Mn2+,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,B正确;根据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒配平离子方程式为Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,C正确;根据方程式知,生成1分子水时,转移电子的个数=5÷4=1.25,D错误。
14.为有效防止病毒的传播,除了戴口罩,还需加强对隔离场所的消毒。常用的消毒剂有双氧水、医用酒精以及含氯消毒剂。其中含氯消毒剂的家族最庞大、应用最广泛。实验室制备Cl2有三种常用方法:
a.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
b.KMnO4+HCl(浓)KCl+
MnCl2+Cl2↑+H2O
c.KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
(1)常温下,医用酒精、Cl2、KMnO4、MnCl2、浓盐酸中能导电的是 浓盐酸 ,属于混合物的是 浓盐酸、医用酒精 ,属于电解质的是 KMnO4、MnCl2 。
(2)写出反应c对应的离子方程式: Cl+6H++5Cl-3Cl2↑+3H2O [已知HCl(浓)可拆分为H+和Cl-]。
(3)配平反应b的方程式 2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 。
(4)当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时,得到Cl2的质量最多的是反应 c (填“a”“b”或“c”,下同);当得到等质量的Cl2时,消耗HCl的质量最多的是反应 a 。
解析:(1)常温下,浓盐酸中有H+和Cl-可自由移动,能导电;医用酒精是75%的酒精水溶液,浓盐酸是HCl的水溶液,都属于混合物;KMnO4、MnCl2的水溶液能导电,属于电解质;氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质。
(3)锰元素化合价由+7价降低为+2价、氯元素化合价由-1价升高为0价,由得失电子守恒、质量守恒,配平方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(4)当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时,根据反应a、反应b、反应c中HCl与Cl2个数关系分别是:16HCl~4Cl2、16HCl~5Cl2、16HCl~8Cl2,得到Cl2的质量最多的是反应c;当得到等质量的Cl2时,消耗HCl的质量最多的是反应a。
15.(2025·湖北宜昌月考)亚硝酸钠(NaNO2)是一种工业盐,在生产生活中用途广泛。
Ⅰ.性质探究:
(1)NaNO2中N元素的化合价是 +3价 ,根据N元素的化合价,推测NaNO2既有氧化性又有还原性。
(2)某小组设计实验进行验证,操作如下表所示,请完善表格中的实验现象和结论。
实验
实验操作及现象或结果
结论
①
取适量NaNO2溶液于试管中,加入少量FeCl2溶液,再加稀盐酸酸化,充分反应后,溶液变黄色
NaNO2具有 氧化性
②
取适量酸化的高锰酸钾溶液于试管中,滴加足量的NaNO2溶液,可观察到现象: 溶液褪色
NaNO2具有还原性
由上述实验可知,Fe3+、NaNO2、KMnO4的氧化性由强到弱的顺序为 KMnO4>NaNO2>Fe3+ 。
Ⅱ.废水处理及含量测定
(3)NaNO2直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为无毒无污染的N2的是 C (填字母)。
A.HNO3 B.N2O
C.NH4Cl D.NO2
(4)根据规定,某工厂排放的废水中NaNO2的含量应低于2 mg·L-1。该小组采取如下操作进行测定:取排放的废水500 mL,用淀粉-KI溶液等试剂进行含量测定,反应原理为NaNO2+KI+H2SO4I2+Na2SO4+K2SO4+NO↑(方程式未配平),共消耗KI 0.83 mg。请计算该工厂排放的废水中NaNO2的含量为 0.69 mg·L-1,以此判断该工厂排放的废水中NaNO2的含量 是 (填“是”或“否”)达标。
解析:(1)NaNO2中Na元素为+1价,O元素为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为零可知N元素的化合价是+3价。
(2)实验①溶液变黄色,说明Fe2+被N氧化为Fe3+,说明NaNO2具有氧化性;实验②验证酸化的高锰酸钾溶液被N还原褪色,说明NaNO2具有还原性。由实验①②可知,KMnO4可以氧化N,N可以氧化Fe2+,可知Fe3+、NaNO2、KMnO4的氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>NaNO2>Fe3+。
(3)使NaNO2转化为无毒无污染的N2,N元素由+3价下降到0价,需要加入还原剂,可以选择NH4Cl,HNO3、N2O、NO2中N元素的化合价均高于0,不能实现该转化。
(4)根据得失电子守恒,根据元素化合价升高和降低的总数相等可得出:2NaNO2~2KI,共消耗KI的质量为0.83×10-3 g,NaNO2的质量为0.345×10-3 g,则500 mL废水中含有NaNO2的含量为6.9×10-4 g·L-1=0.69 mg·L-1<2 mg·L-1,该工厂排放的废水中NaNO2的含量达标。
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