3.1 氯气及氯的化合物 第3课时(讲义)化学苏教版必修第一册
2026-08-22
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精品
摘要:
本讲义聚焦高中化学氧化还原反应核心知识点,从化合价变化特征切入,揭示电子转移实质,通过双线桥法梳理电子转移方向与数目,进而构建氧化剂、还原剂等基本概念,最终延伸至氧化性还原性比较及价态、守恒等规律应用,形成完整知识支架。
该资料设计亮点突出,设置“随学随练”即时巩固、“题型示例”结合“天宫课堂”等实例,培养科学思维与问题解决能力。配合图示与模型辅助理解,课中助力教师高效授课,课后通过分层练习帮助学生查漏补缺,深化物质变化与能量转化的化学观念。
内容正文:
专题3
从海水中获得的化学物质
第一单元 氯气及氯的化合物
第3课时 氧化还原反应
课标要点
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。
2.了解氧化还原反应的本质是电子转移。
3.知道常见的氧化剂和还原剂。
学习重难点
重点:氧化还原反应的判断 氧化还原反应中电子转移的方向和数目 氧化剂和还原剂
难点:氧化还原反应中电子转移的方向和数目 氧化还原反应的规律及应用
知识点 氧化还原反应
1.氧化还原反应的特征:反应中物质所含元素化合价发生改变。
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
(1)铜元素化合价降低,CuSO4发生还原反应。
(2)铁元素化合价升高,Fe发生氧化反应。
2.元素化合价升降与电子得失之间的关系:
如:在2Na+Cl22NaCl的反应过程中
(1)NaNa+;钠元素的化合价由0价升高为+1价,Na发生氧化反应,被氧化。
(2)ClCl-;氯元素的化合价由0价降低为-1价,Cl2发生还原反应,被还原。
(3)在这个反应中,发生了电子的得失,化合价在反应前后发生变化,发生了氧化还原反应,
3.氧化还原反应的实质:
(1)有电子转移的反应叫作氧化还原反应。
(2)氧化反应:物质所含元素的原子失去电子的反应。
(3)还原反应:物质所含元素的原子得到电子的反应。
(4)氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子——被氧化——发生氧化反应——是还原剂;还原剂具有还原性。
化合价降低——得到电子——被还原——发生还原反应——是氧化剂;氧化剂具有氧化性。
特别提醒
氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:
反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,对应产物是氧化产物;
反应物所含元素化合价降低,得到电子、发生还原反应,对应产物为还原产物。
随学随练
1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是
A.元素化合价升高的反应是还原反应 B.有电子转移的反应就是氧化还原反应
C.物质在反应中失去电子,此物质是氧化剂 D.有单质生成的反应一定是氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.元素化合价升高的反应是氧化反应,还原反应对应元素化合价降低,A错误;
B.氧化还原反应的本质是存在电子转移(包括电子得失或共用电子对偏移),因此有电子转移的反应就是氧化还原反应,B正确;
C.物质在反应中失去电子,所含元素化合价升高,发生氧化反应,该物质为还原剂,氧化剂是反应中得电子的物质,C错误;
D.有单质生成的反应不一定是氧化还原反应,例如同素异形体的转化反应,反应前后元素化合价均为0价,无化合价升降,不属于氧化还原反应,D错误;
故选B。
2.氧化还原反应的实质是
A.化合价的升降 B.分子中各原子重新组合
C.电子的转移 D.氧原子的得失
【答案】C
【解析】A.化合价的升降是氧化还原反应的外在特征,并非反应实质,A错误;
B.分子中各原子重新组合是所有化学反应的普遍特征,不是氧化还原反应的特有实质,B错误;
C.氧化还原反应的实质是电子的转移(包含电子的得失或共用电子对的偏移),C正确;
D.氧原子的得失仅为部分氧化还原反应的表现形式,许多氧化还原反应(如与化合生成的反应)无氧参与,故其不是氧化还原反应的实质,D错误;
故答案选C。
3.“黑火药”是我国古代四大发明之一,它由硝酸钾、硫磺、木炭组成,爆炸时发生反应:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是
A.该反应中,S和C元素被氧化
B.该反应中,KNO3中N和O元素被还原
C.该反应中,S和KNO3发生还原反应
D.该反应中,S和C发生氧化反应
【答案】C
【解析】A.该反应中元素化合价由0价降低为-2价,被还原,只有元素化合价升高被氧化,A错误;
B.该反应中中元素化合价由+5价降低为0价被还原,元素化合价反应前后均为-2价,未发生变化,B错误;
C.该反应中元素和中元素化合价均降低,得电子,发生还原反应,C正确;
D.该反应中发生还原反应,只有发生氧化反应,D错误;
故选C。
知识点 氧化还原反应的表示方法——双线桥法
1.基本步骤
(1)标价态:写出变价元素的化合价。
(2)连双线:连接反应前后同种元素的不同价态的原子。
(3)注得失:元素化合价升高的标出“失去”,元素化合价降低的标出“得到”。
(4)算数目:按照原子个数计算得失电子的数目。
2.实例分析
该表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程,同时清楚地表示出了得失电子的情况。
(1)上述反应中KMnO4中Mn元素得电子为“2×5e-”,前一个“2”表示有2个得电子,后一个“5e-”,表示1个得5个电子转化为1个Mn2+,共得10个电子。
(2)上述反应中HCl中Cl元素失电子为“10×e-”,前一个“10”表示有10个Cl—失电子,后一个“e-”,表示1个Cl—失1个电子转化为1个Cl原子,共失10个电子。
此反应中KMnO4为氧化剂,HCl为还原剂。
易错提醒
巧记口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
随学随练
4.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.该反应是硫的歧化反应,3 mol S中,1 mol S从0价升高到中的+4价,失去4e⁻;2 mol S从0价降低到中的-2价,总共得到,电子转移的方向和数目均正确,A正确;
B.2 mol 参与反应,总共失去2e⁻,2mol中的+1价H被还原为,总共得到2e⁻,图中标注的电子数目仅为1e⁻,电子总数错误,正确的应为,B错误;
C.该反应为归中反应,中+5价的Cl得到5e⁻被还原为中的0价Cl;6mol里只有5mol的-1价Cl失去5e⁻被氧化为中的0价Cl,剩余1mol的Cl⁻形成化合价不变,图中标注得失6e⁻,电子数目错误,正确的应为,C错误;
D.C从0价升高到中的+4价,失去4e⁻;2mol中的+2价Cu被还原为Cu单质,总共得到,图中标注的得失电子对象颠倒,正确的应为,D错误;
故选A。
5.下列氧化还原反应中,电子得失情况表示错误的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.反应中,化合价升高、失电子作还原剂,化合价降低、得电子作氧化剂,选项中得失电子的标注方向完全颠倒,正确的是:,A错误;
B.反应中,得电子作氧化剂,中失电子作还原剂,总转移电子数为,B正确;
C.反应中,中得电子作氧化剂,失电子作还原剂,总转移电子数为,C正确;
D.反应中,中得电子作氧化剂,失电子作还原剂,总转移电子数为,D正确;
故选A。
6.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.2个+5价的Cl最终变为-1价,总共得到;6个-2价的O最终变为0价,总共失去,图中标注的得失电子数均为6e⁻,电子数目错误,应为,A错误;
B.2个0价Mg变为+2价,共失去;1个的2个0价O变为-2价,共得到,电子转移的方向和数目均正确,B正确;
C.电子转移方向标注错误:失电子的是C(0价→+4价,共失4e⁻),得电子的是中的Cu(+2价→0价,2个Cu共得),图中将得失电子的标注对象完全颠倒,C错误;
D.电子转移数目标注错误:1个含2个0价O,最终变为-2价,总共得到4e⁻,图中标注得电子数仅为2e⁻,D错误;
故选B。
知识点 氧化还原反应基本概念(重点)
1.氧化剂和还原剂
(1)概念
氧化剂:在反应时,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在反应时,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
(2)实例
在反应中,电子从还原剂转移到氧化剂。例如 Cl2 +2Na2NaCl反应中,氧化剂是Cl2,还原剂是Na。
(3)模型:
2.氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂发生氧化反应后的生成物,即化合价升高的元素的产物。
还原产物:氧化剂发生还原反应后的生成物,即化合价降低的元素的产物。
3.氧化性和还原性
氧化性:即得到电子的能力;在氧化还原反应中,氧化剂具有氧化性。
还原性:即失去电子的能力;在氧化还原反应中,还原剂具有还原性。
4.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
5.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
(2)常见的还原剂
活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
某些非金属单质:C、H2等;
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
(3)在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂。如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
易错提醒
(1)在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的物质,也可以是同一物质。例如,在反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
(2)某元素由化合态变为游离态时,不一定被还原,因为元素处于化合态时,其化合价可能为正值,也可能为负值。如在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氢元素被还原,而氧元素被氧化。
随学随练
7.某化学兴趣小组从某品牌“除氯净水壶”的说明书中得知,其滤芯中含有“亚硫酸钙”成分,用于去除自来水中的余氯(Cl2)。查阅资料:与在溶液中会发生反应,产物为和。下列关于该反应的说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.该反应说明具有氧化性
C.在反应中失去电子 D.发生了还原反应
【答案】B
【解析】A.置换反应的定义是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应产物和均为化合物,无新单质生成,不属于置换反应,A错误;
B.反应中中元素化合价从0价降低为-1价,得电子作氧化剂,说明具有氧化性,B正确;
C.中元素化合价降低,在反应中得到电子,而非失去电子,C错误;
D.中元素化合价从+4价升高为+6价,失电子发生氧化反应,而非还原反应,D错误;
故选B。
8.肼可用作锅炉和反应釜的脱氧清洗处理剂,其中一种反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.反应①中是氧化产物
B.反应②不属于氧化还原反应
C.反应③中是氧化剂
D.反应④中理论上生成转移电子数为4NA
【答案】D
【解析】A.根据图示,反应①是与反应生成和,中的化合价为,中的化合价为0,N的化合价升高,说明被氧化,是氧化产物,A正确;
B.反应②是与反应生成,的化合价没有变化;和的化合价也未变,因此该反应不属于氧化还原反应,B正确;
C.反应③是与反应生成,的化合价从+1升为+2,被氧化;中的化合价从0降为-2(生成),被还原,因此,是氧化剂,C正确;
D.反应④中,元素化合价由-3价(来自)升高至-2价(在中),元素化合价由+1价(在中)降低至-1价(在中),根据电子得失守恒,生成转移电子,即个电子,D错误;
故选D。
9.“天宫课堂”中,太空教师王亚平利用化学变化“变”出了奥运五环,其中一个环是由、KI、与淀粉溶液混合反应后变成的,涉及生成的反应为。下列有关说法不正确的是
A.该环的颜色为蓝色 B.KI被还原,作还原剂
C.中碘元素为价 D.既是氧化产物又是还原产物
【答案】B
【解析】A.淀粉遇碘变为蓝色,则该环的颜色为蓝色,A正确;
B.KI中的碘离子,在反应中化合价升高,被氧化,作还原剂,B错误;
C.中氧元素的化合价为价,则碘元素的化合价为价,C正确;
D.该反应中碘元素由价和价发生归中反应生成单质碘,则既是氧化产物又是还原产物,D正确;
故选B。
知识点 氧化性和还原性强弱的比较
1.氧化性与还原性的实质
(1)氧化性:是氧化剂具有的性质,反应时氧化剂本身被还原,表现出得电子的性质(或能力),物质得电子能力越强,其氧化性就越强。
(2)还原性:是还原剂具有的性质,反应时还原剂本身被氧化,表现出失电子的性质(或能力),物质失电子能力越强,其还原性就越强。
(3)物质的氧化性或还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。如Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,Al失去电子的数目较多,但Al的还原性却比Na弱。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有氧化性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有氧化性
又有还原性
最低价
、、K
只有还原性
3.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe>Cu。在反应中Fe是还原剂,Cu是还原产物。
(2)根据氧化还原反应的化学方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
易错提醒
氧化性、还原性强弱比较
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
随学随练
10.硒在人体中具有抗氧化和结合重金属的作用,科学补硒可以减少疾病的发生。工业上从硒化亚铜中提取Se涉及的反应为(浓),下列说法错误的是
A.中铜元素化合价为
B.该反应体现出还原性强弱为
C.该反应每生成2个,转移的电子数为4个
D.该反应的还原产物为,氧化产物只有
【答案】D
【解析】A.中为-2价,根据化合物各元素化合价代数和为0,可推出铜元素化合价为+1,A正确;
B.该反应中是还原剂(、均失电子化合价升高),是还原产物,根据氧化还原反应规律“还原剂的还原性强于还原产物”,可得还原性,B正确;
C.反应中元素从+6价降低到+4价,每生成1个转移2个电子,故生成2个时转移电子数为4个,C正确;
D.反应中化合价升高的元素有两处:中+1价变为里的+2价、-2价变为里的+4价,因此氧化产物是和,并非只有,D错误;
故选D。
11.已知:①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3+ + 2Cl-。下列粒子的氧化性从强到弱的顺序正确的是
A.Cl2>Fe3+>I2 B.I2>Cl2>Fe3+
C.Fe3+>Cl2>I2 D.Cl2>I2>Fe3+
【答案】A
【解析】根据氧化还原反应规律:氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。由反应①得氧化性,反应②得氧化性,综上氧化性顺序为,答案选A。
12.现有下列几个离子反应:
①+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
③Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
④2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+。
下列说法正确的是
A.氧化性:>Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2>
C.还原性:SO2<Fe2+<Br- D.还原性:Cl->Fe2+>Cr3+
【答案】A
【解析】A.根据反应①可得氧化性,反应③可得氧化性,反应②可得氧化性,因此氧化性顺序为,A正确;
B.由反应①可知氧化性,B错误;
C.由反应④可知还原性,反应②可知还原性,因此还原性顺序为,C错误;
D.反应③可得还原性,,反应②可知还原性,可知还原性,D错误;
故选A。
拓展 氧化还原反应基本概念
1.氧化还原反应中各概念间的关系
2.氧化还原反应中反应产物的判断
(1)常见氧化剂及还原产物
(2)常见还原剂及氧化产物
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。
活学活用
1.反应可用来焊接钢轨。下列说法正确的是
A.Al作氧化剂,发生还原反应
B.该反应属于置换反应,置换反应一定是氧化还原反应
C.该反应中,Fe2O3被氧化
D.反应过程中,电子由Fe向Al转移
【答案】B
【解析】A.在反应中,Al元素的化合价从0价升高到+3价,失去电子,Al作还原剂,发生氧化反应,A错误;
B.该反应是一种单质(Al)和一种化合物()反应生成另一种单质(Fe)和另一种化合物(),属于置换反应;置换反应中一定有元素化合价的变化,所以置换反应一定是氧化还原反应,故B正确;
C.在该反应中,中Fe元素的化合价从+3价降低到0价,得到电子,作氧化剂,被还原,故C错误;
D.反应过程中,Al失去电子,Fe得到电子,电子由Al向Fe转移,故D错误;
故选B。
2.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为:NaH + H2O=NaOH + H2↑。下列说法中正确的是
A.该反应属于复分解反应 B.H2O中的氢元素被氧化
C.NaH是还原剂 D.氧化产物是NaOH
【答案】C
【解析】A.复分解反应无元素化合价变化,该反应存在氢元素化合价升降,属于氧化还原反应,不属于复分解反应,A错误;
B.中部分氢元素化合价从+1价降低为中的0价,化合价降低,被还原,B错误;
C.中氢元素化合价从-1价升高为中的0价,失电子发生氧化反应,是还原剂,C正确;
D.该反应中既是氧化产物也是还原产物,中各元素化合价均未发生变化,既不是氧化产物也不是还原产物,D错误;
故选C。
拓展 氧化还原反应电子转移表示法——单、双线桥法
双线线法
单线桥法
基本步骤
注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素;
②必须注明“得”“失”;
③氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化
确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
活学活用
3.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.反应中4 mol HCl参与反应,仅2 mol HCl中的Cl被氧化为Cl2,应失去,选项标注失去,得失电子不守恒,正确的电子转移的方向和数目为:,A错误;
B.Fe为还原剂失去,中为氧化剂得到,单线桥从失电子的Fe指向得电子的,转移电子数,B正确;
C.该反应为的歧化反应,1 mol 参与反应时,1 molCl被氧化生成,失去,1 molCl被还原生成,得到,正确的电子转移的方向和数目为:选项电子数目错误,C错误;
D.该反应为归中反应,中+5价Cl得被还原,生成Cl2,5 mol HCl中-1价Cl失被氧化,生成Cl2;共转移,正确的电子转移的方向和数目为:,D错误;
故选B。
4.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.该反应中仅有被氧化为,共失去,选项标注失去,电子数目错误,正确的表示为,A错误;
B.为还原剂失去,为氧化剂共得到,单线桥表示电子从转移给,转移电子数为,正确的表示为,B正确;
C.该反应为歧化反应,参与反应时,1个失、1个得,共转移,选项标注转移,电子数目错误,正确的表示为,C错误;
D.中价得被还原为,中价失被氧化为,共转移,且电子转移方向应为指向,选项电子数目、方向均错误,正确的表示为,D错误;
故选B。
拓展 氧化性和还原性强弱比较
1.依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂+还原剂===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.依据金属性、非金属性比较
3.根据反应条件来判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如:
→
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
5.某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
(1)温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(2)浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
(3)酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
活学活用
5.根据下列反应的化学方程式:①;②;③。由此推断下列说法正确的是
A.①中SO2被还原,发生氧化反应
B.铁元素在反应②中被还原,在反应③中被氧化
C.氧化性由强到弱的顺序是 H2SO4>I2>FeCl3>Cl2
D.还原性由强到弱的顺序是 SO2>HI>FeCl2>FeCl3
【答案】D
【解析】A.①中的元素化合价从+4升高至+6,失电子被氧化,发生氧化反应,A错误;
B.反应②中元素从+2价升高到+3价,被氧化;反应③中元素从+3价降低到+2价,被还原,B错误;
C.氧化还原反应中氧化剂氧化性强于氧化产物:由①得氧化性,由②得氧化性,由③得氧化性,故氧化性顺序为,C错误;
D.氧化还原反应中还原剂还原性强于还原产物:由①得还原性,由②得还原性,由③得还原性,故还原性顺序为,D正确;
故选D。
6.已知反应:①;②;③,则下列离子还原性由强到弱的排列中,正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】氧化还原反应中,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
【解析】反应①中:还原剂为,还原产物为;反应②中:还原剂为,还原产物为;反应③中:还原剂为,还原产物为;故四种离子还原性由强到弱的排序为:;
故选D。
拓展 价态规律及应用
1.高低规律
(1)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)。
(2)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)图示表达如下:
(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
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态―→高价态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
活学活用
7.实现下列物质之间的转化,必须加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.中元素化合价均为+4,无化合价变化,属于非氧化还原反应,无需加入氧化剂,A错误;
B.中元素化合价从-2升高到0,需被氧化,但可通过电解水实现该转化,无需额外加入氧化剂,B错误;
C.中元素化合价从+4降低到+2,被还原,需要加入还原剂才能实现,C错误;
D.中元素化合价从+2升高到+4,被氧化,无法通过自身分解反应实现,必须加入氧化剂才能实现,D正确;
故选D。
8.需要加入还原剂才能实现下列物质之间转化的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.转化为,作氧化剂,需要加入还原剂才能实现,A正确;
B.转化为,作还原剂,需要加入氧化剂才能实现,B错误;
C.转化为,作还原剂,需要加入氧化剂才能实现,C错误;
D.转化为,元素无化合价变化,属于非氧化还原反应,不需要加入还原剂,D错误;
故选A。
拓展 先后规律及应用
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。
活学活用
9.往、、的混合溶液中加入一些铁粉,待反应完成后再过滤,不可能存在的情况是
A.滤纸上有,滤液中有、、、
B.滤纸上有、,滤液中有、、
C.滤纸上有、、,滤液中有、
D.滤纸上有、、、,滤液中有、
【答案】D
【解析】A.当铁粉量极少,仅与部分发生反应时,滤纸上只有,滤液中含有剩余的、未参与反应的、不与铁反应的以及反应生成的,该情况可能存在,A不符合题意;
B.当铁粉将完全反应,且仅与部分反应时,滤纸上有生成的和部分,滤液中含有剩余的、以及反应生成的,该情况可能存在,B不符合题意;
C.当铁粉过量,将、完全反应后仍有剩余时,滤纸上有、以及过量的,滤液中仅含有不参与反应的和反应生成的,该情况可能存在,C不符合题意;
D.铁的金属活动性弱于锌,无法与发生置换反应生成,因此滤纸上不可能存在,该情况不可能存在,D符合题意;
故选D。
10.下列离子方程式书写正确的是
A.用溶液蚀刻铜制电路板:
B.向硫酸铝溶液中滴入少量氨水:
C.向溶液中通入过量
D.向水中通入氯气:
【答案】D
【解析】A.选项中的离子方程式电荷不守恒,正确离子方程式为,A错误;
B.为弱电解质,不能拆写为,正确离子方程式为,B错误;
C.过量会将和全部氧化,正确离子方程式为,C错误;
D.与水反应为可逆反应,生成的为弱酸不能拆写,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
拓展 守恒规律及应用
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:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
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。
活学活用
11.某温度下,将通入溶液中,反应得到、、的混合液,经测定和的物质的量之比为3∶2,则溶液中和的数目之比为
A.3∶13 B.13∶2 C.1∶1 D.13∶3
【答案】D
【解析】设物质的量为,物质的量为,失电子总物质的量为,根据得失电子守恒,生成(对应)的物质的量为,故与的数目之比为13:3,故选D。
12.在强碱性条件下,发生反应:,中X的化合价为
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【答案】D
【解析】根据电荷守恒,可知,可写为,由于O元素化合价为价,则X的化合价为价,
故选:D。
题型 氧化还原反应的基本概念
▌例1 溶液和溶液都是临床上常用的外用消毒剂,酸性条件下两者混合会发生反应:。下列有关判断正确的是
A.该反应中作氧化剂 B.的氧化性强于
C.反应中发生了还原反应 D.每生成分子时,反应中转移电子
【答案】B
【分析】该反应中中的Mn元素从+7价降低到中的+2价,得电子为氧化剂;中氧元素化合价从-1价升高到氧气中的0价,失电子为还原剂,由此解答;
【解析】A.由分析可知,为还原剂,A错误;
B.由分析可知,是氧化剂,是还原剂,氧化剂的氧化性强于还原剂,故的氧化性强于,B正确;
C.反应中中各元素化合价均未发生变化,既未发生氧化反应也未发生还原反应,C错误;
D.题目未指明处于标准状况下,无法根据计算的物质的量,故无法确定转移电子的物质的量,D错误;
故选B。
解题贴士
理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”
误区1.某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。如Cl2+2Br-===Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。
误区2.在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。如H2+CuOCu+H2O反应中H2是还原剂。
误区3.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。如3NO2+H2O===2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。
▌对点练1-1 可以支持镁燃烧,发生反应:,下列判断正确的是
A.MgO是还原产物
B.由此反应可以判断氧化性:,还原性:
C.作氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应
D.Mg原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目
【答案】B
【解析】A.Mg化合价升高被氧化,对应的产物MgO是氧化产物,不是还原产物,A错误;
B.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物。该反应里氧化剂是,氧化产物是MgO,故氧化性;还原剂是Mg,还原产物是C,故还原性,B正确;
C.中C元素化合价降低,作氧化剂,表现氧化性,自身发生的是还原反应,不是氧化反应,C错误;
D.该反应中氧元素化合价没有变化,得电子的是中的C原子,不是氧原子,Mg失去的电子数目等于C原子得到的电子数目,D错误;
故选B。
▌对点练1-2 2020年11月10日,我国载人潜水器“奋斗者”号成功坐底,地球海洋最深处(10909米),28日胜利返航。金属钛()在其中起到了重要作用,工业上由制金属钛的化学方程式为①,②。下列说法正确的是
A.反应①中是氧化剂
B.反应①中被还原的物质是
C.反应②中是还原产物
D.反应②中氧化剂与还原剂的个数比为
【答案】B
【解析】A.反应①中、元素化合价均无变化,既不是氧化剂也不是还原剂,A错误;
B.反应①中元素化合价由0价降低为-1价,得电子被还原,B正确;
C.反应②中元素化合价由0价升高为+2价,被氧化得到,故是氧化产物,C错误;
D.反应②中氧化剂为,还原剂为,二者个数比为,D错误;
故选B。
题型 氧化还原反应的分析方法
▌例2 下列说法正确的是
A.根据反应中是否有电子转移,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
B.在氧化还原反应中,一种物质得到电子,一定有另外一种物质失去电子
C.根据水溶液是否能够导电,将物质分为电解质和非电解质
D.、的水溶液均能导电,所以、均是电解质
【答案】A
【解析】A.氧化还原反应的本质是电子转移,可根据反应中是否存在电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,A正确;
B.氧化还原反应中,电子得失可发生在同一物质内,例如歧化反应中,既得电子又失电子,并非一定有其他物质失电子,B错误;
C.电解质和非电解质的分类对象是化合物,分类依据为在水溶液中或熔融状态下能否自身电离出自由移动的离子导电,不能仅根据水溶液是否导电对所有物质分类,单质既不属于电解质也不属于非电解质,C错误;
D.、的水溶液导电是因为二者与水反应生成的、发生电离,、自身不能电离,属于非电解质,D错误;
故选A。
解题贴士
两种“线桥”的比较
(1)双线桥法的“线桥”从反应物到产物,单线桥法的“线桥”只连反应物。
(2)表示氧化还原反应中化合价升降、物质被氧化或被还原等时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
▌对点练2-1 下列反应不属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.反应中元素化合价从0价升高为+1价,元素化合价从0价降低为-1价,存在化合价升降,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.该反应为复分解反应,所有元素化合价均未发生变化,不存在化合价升降,不属于氧化还原反应,B符合题意;
C.反应中元素化合价从+4价降低为+2价,部分元素化合价从-1价升高为0价,存在化合价升降,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.反应中元素化合价从0价升高,元素化合价从+1价降低为0价,存在化合价升降,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故答案选B。
▌对点练2-2 下列化学反应中用双线桥法或单线桥法表示电子的转移方向和数目,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】C
【解析】A.作为还原剂失去电子,作为氧化剂得到电子,反应为,A错误;
B.该反应中C是还原剂,失去电子,2个CuO是氧化剂得到电子,反应为:,B错误;
C.该反应是归中反应,0价的Fe作为还原剂失去,+3价的Fe作为氧化剂得到,反应为:,C正确;
D.该反应中Cl元素从+5价被还原为-1价,2个总共得到;O元素从-2价被氧化为0价,6个O原子总共失去,反应为:,D错误;
故答案选C。
题型 氧化还原反应的认识角度(氧化还原反应的概念及判断)
▌例3 铬能慢慢地溶于稀盐酸得到蓝色溶液,若通入空气则溶液颜色变绿,发生的反应有①、②,下面叙述中正确的是
A.反应①、②均属于置换反应
B.在反应①、②中均发生还原反应
C.反应①中被氧化
D.溶液颜色由蓝变绿是因为发生氧化反应
【答案】D
【解析】A.反应①为置换反应,而反应②的产物中没有单质,不属于置换反应,故A错误;
B.在反应①中为氧化剂,而反应②中氧化剂为氧气,中的H、元素的化合价在反应前后没有变化,不属于氧化剂,没有发生还原反应,故B错误;
C.反应①中被还原生成,做氧化剂被还原,故C错误;
D.根据题干信息可知,的溶液呈蓝色,通入空气后发生反应,发生氧化反应生成,故D正确;
故选:D。
解题贴士
记忆口诀
氧→得→降→还→还→还
还→失→升→氧→氧→氧
即:氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物;
还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。
▌对点练3-1 实验室常利用以下反应制取少量氮气:NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O,下列关于该反应的说法正确的是
A.NaNO2是还原剂 B.每生成1个N2分子时,转移电子数为3
C.NH4Cl中的氮元素被还原 D.N2是氧化产物,H2O是还原产物
【答案】B
【解析】A.中元素化合价从+3价降低为0价,得电子作氧化剂,A错误;
B.反应中中降3价,中升3价,每生成1个分子时转移电子数为3,B正确;
C.中元素化合价从-3价升高为0价,失电子被氧化,C错误;
D.反应中只有元素化合价发生变化,既是氧化产物又是还原产物,中各元素化合价均未改变,既不是氧化产物也不是还原产物,D错误;
故答案选B。
▌对点练3-2 氢化钙被称为“生氢剂”(其中CaH2中氢元素为-1价),它易与水反应生成H2:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,下列说法正确的是
A.H2O中H元素全部被还原 B.H2只是氧化产物
C.CaH2是还原剂 D.该反应为复分解反应
【答案】C
【解析】A.反应中只有部分元素化合价从+1价降低到0价被还原,剩余化合价不变仍存在于中,并未全部被还原,故A错误;
B.中的一部分来自中-1价被氧化,一部分来自中+1价被还原,因此既是氧化产物又是还原产物,故B错误;
C.中-1价失去电子,化合价升高,发生氧化反应,因此是还原剂,故C正确;
D.复分解反应无元素化合价变化,该反应存在元素化合价的升降,属于氧化还原反应,不是复分解反应,故D错误;
选C。
题型 氧化剂、还原剂
▌例4 高温下铝粉与氧化铁的反应可用来焊接钢轨,反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A.该反应为置换反应 B.该反应的还原产物是
C.该反应的氧化剂是 D.该反应发生时放出大量的热
【答案】B
【解析】A.反应物铝和氧化铁生成氧化铝和铁,符合“单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的置换反应特征,A正确;
B.铁元素的化合价由正三价降低到零价,生成的铁是还原产物;氧化铝是氧化产物,并非还原产物,B错误;
C.氧化铁中的铁元素化合价降低,氧化铁发生还原反应,因此氧化铁是氧化剂,C正确;
D.铝热反应放出大量热,可产生高温熔融的铁用于焊接钢轨,D正确;
故选B。
解题贴士
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe。
▌对点练4-1 M与N反应时,不能实现图示电子转移的是
选项
M
N
电子转移
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.与反应时,为还原剂失电子,为氧化剂得电子,电子转移方向为到,无法实现失电子给,A符合题意;
B.与反应时,为还原剂失电子,为氧化剂得电子,电子由转移到,符合图示转移,B不符合题意;
C.与稀反应时,为还原剂失电子,中为氧化剂得电子,电子由转移到,符合图示转移,C不符合题意;
D.与反应时,为还原剂失电子,为氧化剂得电子,电子由转移到,符合图示转移,D不符合题意;
故答案选A。
▌对点练4-2 下列反应,H2O既不作氧化剂又不作还原剂的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.该反应中H2O中H元素化合价从+1降低为0,O元素化合价从-2升高为0,H2O既作氧化剂又作还原剂,A不符合题意;
B.该反应为Na2O2的歧化反应,Na2O2中-1价的O部分升价、部分降价,H2O中H、O元素化合价均无变化,H2O既不作氧化剂又不作还原剂,B符合题意;
C.该反应中H2O中O元素化合价从-2升高为0,H2O作还原剂,C不符合题意;
D.该反应中H2O中H元素化合价从+1降低为0,H2O作氧化剂,D不符合题意;
故答案为B。
题型 氧化性、还原性强弱比较
▌例5 常温下,在溶液中可以发生以下反应:
①
②
③
由此判断下列说法错误的是
A.铁元素在反应③中被氧化
B.反应②中Cl2被还原,Br-被氧化
C.氧化性强弱顺序为:Cl2>Br2>Fe3+>I2
D.还原性强弱顺序为:I->Fe2+>Br->Cl-
【答案】A
【解析】A.反应③中转化为,元素化合价从+3价降低到+2价,得电子被还原,A错误;
B.反应②中中元素化合价从0价降低到-1价,得电子被还原;中元素化合价从-1价升高到0价,失电子被氧化,B正确;
C.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由反应①得氧化性,反应②得氧化性,反应③得氧化性,综上氧化性顺序为,C正确;
D.氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由反应①得还原性,反应②得还原性,反应③得还原性,综上还原性顺序为,D正确;
故选A。
解题贴士
物质氧化性和还原性比较的一般思路
▌对点练5-1 已知反应:①,②,③,④判断下列物质的氧化性强弱,正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据氧化还原反应中氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性,由反应①得氧化性,反应②得,反应③得,反应④得。
【解析】A.经分析可知氧化性:,A正确;
B.、、、、为还原性粒子,一般参与还原性强弱比较,题目要求比较氧化性,B错误;
C.经分析可知氧化性:,C错误;
D.、、、、为还原性粒子,一般参与还原性强弱比较,题目要求比较氧化性,D错误;
故选A。
▌对点练5-2 根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是
①H2SO3 + I2 + H2O = 2HI + H2SO4
②2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I2
③3FeCl2 + 4HNO3 = 2FeCl3 + NO↑ + 2H2O + Fe(NO3)3
A.H2SO3 > HI > FeCl2 > NO B.HI > FeCl2 > H2SO3 > NO
C.FeCl2 > HI > H2SO3 > NO D.NO > FeCl2 > H2SO3 > HI
【答案】A
【解析】氧化还原反应中还原性的比较规律为:还原剂的还原性 > 还原产物的还原性。
①中,是还原剂,是还原产物,故还原性:;
②中,是还原剂,是还原产物,故还原性:;
③中,是还原剂,NO是还原产物,故还原性:。
综上还原性顺序为,对应A选项正确;
故选A。
题型 氧化还原反应规律及应用
▌例6 常温下向酸性的溶液中滴入少量的溶液,发生如图转化关系。下列说法错误的是
A.氧化的离子方程式为
B.图中转化关系表明氧化性由强到弱顺序为
C.图中转化关系说明既有氧化性又有还原性
D.保存时要避免混入
【答案】B
【解析】A. 酸性条件下,过氧化氢作氧化剂,亚铁离子失电子生成铁离子。按得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,离子方程式为,A正确;
B. 图中左侧反应中,过氧化氢作氧化剂,铁离子为氧化产物,因此氧化性强弱关系为。该关系已经与选项所给顺序不符,且亚铁离子在图示反应中作还原剂,不能由图得出其作为氧化剂时的强弱,B错误;
C. 左侧反应中过氧化氢得到电子,表现氧化性;右侧反应中过氧化氢失去电子生成氧气,表现还原性,C正确;
D. 混入铁离子或亚铁离子后,两者可在上述两步反应中循环转化,促进过氧化氢分解,因此保存时应避免混入二者,D正确;
故选B。
解题贴士
多步连续氧化还原反应的得失电子守恒关系
(1)有些试题涉及的氧化还原反应较多,关系较复杂,解答问题时,可以不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面考虑,由得失电子守恒列关系式。
(2)如一定量的铜与足量的稀硝酸恰好完全反应,将产生的NO与标准状况下5.6 L的O2混合后通入水中,NO完全被吸收,则铜与通入O2的物质的量关系为n(Cu)=2n(O2)。
▌对点练6-1 已知试管壁上附着的硫可以用热的NaOH溶液除掉,其反应方程式为:,该反应中氧化剂和还原剂的质量比为
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶4 D.4∶3
【答案】A
【解析】该反应为硫的歧化反应,3 mol 参与反应时,2 mol 化合价降低作氧化剂,1 mol 化合价升高作还原剂,二者摩尔质量相同,质量比等于物质的量之比为2∶1,故选A。
▌对点练6-2 已知、、、、均具有还原性,且在酸性溶液中的还原性依次增强。下列各反应不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.该反应中还原剂为,还原产物为,根据题干还原性顺序,符合还原剂还原性强于还原产物的规律,反应可以发生,A不符合题意;
B.该反应中还原剂为,还原产物为,根据题干还原性顺序,符合规律,反应可以发生,B不符合题意;
C.该反应中还原剂为,还原产物为,需要满足还原性,但题干给出还原性,不符合规律,反应不可能发生,C符合题意;
D.该反应中还原剂为,还原产物为,根据题干还原性顺序,符合规律,反应可以发生,D不符合题意;
故选C。
基础通关
1.氧化还原反应的实质是
A.化合价的升降 B.分子中各原子重新组合
C.电子的得失或偏移 D.氧原子的得失
【答案】C
【解析】A.化合价的升降是氧化还原反应的特征,并非实质,A错误;
B.分子中各原子重新组合是化学反应的一般特征,非氧化还原反应也存在该过程,B错误;
C.电子的得失或共用电子对的偏移(即电子转移)是氧化还原反应的实质,C正确;
D.氧化还原反应不一定有氧元素参与,氧原子的得失仅为部分氧化还原反应的表现,不是本质,D错误;
故选C。
2.下列变化中,需加入还原剂的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.中S元素从+4价升高到+6价,需要加入氧化剂实现,A错误;
B.中Cl元素从-1价升高到0价,需要加入氧化剂实现,B错误;
C.中各元素化合价均无变化,属于非氧化还原反应,不需要加入还原剂,C错误;
D.中Fe元素从+3价降低到0价,被还原,需要加入还原剂(如CO、C等)实现,D正确;
故选D。
3.下列反应中没有发生化合价变化的反应是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.该反应中元素化合价从0价降低为-1价,元素化合价从-1价升高为0价,存在化合价变化,A不符合题意;
B.该反应为复分解反应,反应前后所有元素化合价均未发生变化:始终为+1价、始终为+1价、始终为+4价、始终为-2价、始终为-1价,没有化合价变化,B符合题意;
C.该反应中元素化合价从0价升高为+1价,部分元素化合价从+1价降低为0价,存在化合价变化,C不符合题意;
D.该反应中中的元素化合价从-2价升高为0价,中的元素化合价从+4价降低为0价,存在化合价变化,D不符合题意;
故答案为B。
4.下列说法正确的是
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B.氧化还原反应一定有氧元素参加
C.反应物所含元素的化合价升高,则发生了还原反应
D.发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应
【答案】D
【解析】A.氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或共用电子对偏移),元素化合价的升降是氧化还原反应的特征,A错误;
B.氧化还原反应的判断依据是有元素化合价升降,不一定有氧元素参与,例如与反应生成属于氧化还原反应,无氧气参与,B错误;
C.反应物所含元素化合价升高,说明该物质失电子,发生氧化反应,还原反应是元素化合价降低、得电子的过程,C错误;
D.在歧化反应中同一物质既发生氧化反应又发生还原反应,例如与溶液反应时,既被氧化又被还原,因此发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应,D正确;
故选D。
5.在一定条件下KClO3与I2按下式反应:,则下列推断正确的是
A.I2发生还原反应 B.氧化剂为I2
C.还原性:KClO3>I2 D.反应中KClO3被还原为Cl2,I2被氧化为KIO3
【答案】D
【解析】A.中元素化合价由0价升高为中的+5价,发生氧化反应,A错误;
B.反应中中元素化合价由+5价降低为中的0价,得电子作氧化剂,为还原剂,B错误;
C.氧化还原反应中还原性:还原剂>氧化剂,该反应还原剂为,氧化剂为,故还原性,C错误;
D.中化合价降低被还原为,中化合价升高被氧化为,D正确;
故选D。
6.下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
A.该选项双线桥未标注电子的“得到”“失去”,不符合标注规范,应该为,A错误;
B.Na的化合价由0升高到+1价,失去2×e-,Cl的化合价由0价降低到-1价,得到2×e-,单线桥表示为,B错误;
C.反应为归中反应,中C从+4价降低到+2价,得到,单质C中C从0价升高到+2价,失去,电子转移的方向、数目和得失标注均正确,C正确;
D.反应中,2个共得到,6个共失去,应该为,D错误;
故选C。
7.已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“”表示),越高则对应电对中氧化型物质的氧化性越强,越低则对应电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电对的电极电势。
氧化型/还原型
/
/
/
/
/
电极电势
1.36
0.54
0.77
0.151
1.51
根据表格数据分析,下列说法错误的是
A.还原性:
B.氧化性:
C.向溶液中滴加溶液,能发生反应
D.向酸性溶液中,滴加溶液,只有能发生反应
【答案】D
【解析】A.根据电极电势,的E值是0.151V,低于,说明的还原性强于,A正确;
B.的E值是1.36V,高于,因此的氧化性强于,B正确;
C.的E值0.54V,高于的E值,说明的氧化性强于,I2能氧化生成和,C正确;
D.由表可知,酸性的E值1.51V高于的E值,的E值远大于的E值,则氧化性排序为,高锰酸钾先氧化,之后也能被氧化为,并非“只有反应”,D错误;
故选D。
8.钛合金是具有耐腐蚀性的重要金属材料,金属钠在高温时与四氯化钛反应可制取金属钛,高温反应的化学方程式为:。下列说法不正确的是
A.在反应中被还原 B.在反应中得到电子
C.是还原产物 D.每生成1个原子,转移4个电子
【答案】A
【解析】A.在反应中化合价由0价升高为+1价,失电子被氧化而非被还原,A错误;
B.中的化合价由+4价降低为0价,反应中得到电子,B正确;
C.作为氧化剂发生还原反应得到,故是还原产物,C正确;
D.元素化合价从+4价变为0价,每个原子生成时对应转移4个电子,D正确;
故选A。
9.工业上用铝热反应焊接钢轨,反应为,下列说法正确的是
A.Al是氧化剂 B.发生氧化反应
C.该反应为置换反应 D.生成1 mol Fe转移2 mol电子
【答案】C
【解析】A.反应中Al的化合价由0价升高为+3价,失电子,是还原剂,A错误;
B.中Fe元素化合价由+3价降低为0价,得电子,发生还原反应,B错误;
C.该反应是单质Al与化合物反应生成新单质Fe和新化合物,符合置换反应的定义,C正确;
D.每个Fe原子在反应中得到3个电子,生成1mol Fe时转移3 mol电子,D错误;
故选C。
10.向酸性高锰酸钾溶液中加入试剂M,溶液紫色逐渐褪去。试剂M可以是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.中为价,具有还原性,可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,使被还原为,紫色褪去,A正确;
B.中为价,是铁元素的最高价态,无还原性,不能与酸性高锰酸钾反应,溶液不会褪色,B错误;
C.中为价,是硫元素的最高价态,无还原性,不能与酸性高锰酸钾反应,溶液不会褪色,C错误;
D.中为价、为价,均为对应元素的最高价态,无还原性,不能与酸性高锰酸钾反应,溶液不会褪色,D错误;
故选A。
素养提升
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,则下列化学反应属于区域3的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.不属于氧化还原反应,属于化合反应,A项不符合题意;
B.为分解反应,B项不符合题意;
C.,铁元素和碳元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,属于区域3,C项符合题意;
D.属于置换反应,且反应中钠元素、氢元素的化合价均发生变化,故属于区域4,D项不符合题意;
故选C。
2.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为:。下列有关该反应的说法中正确的是
A.该反应属于复分解反应 B.NaOH是氧化产物,H2是还原产物
C.NaH是还原剂 D.被还原氢原子与被氧化氢原子个数比为2:1
【答案】C
【解析】A.复分解反应中无元素化合价变化,该反应有元素化合价升降且有单质生成,不属于复分解反应,A错误;
B.该反应中中-1价和中+1价均转化为中的0价,既是氧化产物也是还原产物,中元素化合价仍为+1,既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;
C.中元素化合价由-1价升高为0价,失电子发生氧化反应,作还原剂,C正确;
D.由化合价变化可知,被还原的原子(来自,化合价降低)为1个,被氧化的原子(来自,化合价升高)为1个,个数比为1∶1,D错误;
故选C。
3.工业上制取的化学方程式为,下列说法正确的是
A.在反应中被还原
B.在反应中失去电子
C.在反应中做氧化剂
D.此反应中电子转移的方向与数目可表示为
【答案】D
【解析】A.中元素化合价从+4价升高到+6价,失电子被氧化,A错误;
B.中元素化合价从+5价降低到+4价,反应中得到电子,B错误;
C.中各元素化合价均未发生变化,仅起到酸的作用,不作氧化剂,C错误;
D.该反应中总共失去,2个总共得到,电子由转移到,图示电子转移的方向和数目均正确,D正确;
故选D。
4.钛合金广泛应用于航空航海领域。钛铁矿(其中 Ti为+4价)在高温下经氯化反应:,高温得到四氯化钛,再制取金属钛的流程如图所示。下列说法错误的是
A.①氯化过程中FeCl3既是氧化产物又是还原产物
B.②反应为置换反应,则高温下的还原性:Mg>Ti
C.若制取0.1mol金属钛,则氯化过程中转移电子为1.4mol
D.②需要在 Ar气氛围中进行,目的是隔绝空气
【答案】C
【分析】钛铁矿、焦炭、氯气在高温下发生氯化反应,生成、与;得到的四氯化钛在氩气氛围、800℃条件下与镁发生置换反应,最终制得金属钛;
【解析】A.中铁元素为+2价,反应后升高到+3价生成,铁元素被氧化,是氧化产物;中氯元素为0价,反应后降低为-1价进入,氯元素被还原,同时又是还原产物,因此既是氧化产物又是还原产物,A正确;
B.反应②方程式为,属于置换反应;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,因此高温下还原性:,B正确;
C.由方程式可知,生成转移电子,则生成只转移电子;制取0.1 mol金属Ti需要消耗0.1 mol ,对应氯化反应转移电子为0.7 mol,不是1.4 mol,C错误;
D.高温条件下金属、生成的都容易与空气中氧气、氮气发生反应,是惰性气体,反应②在氩气氛围中进行,可以隔绝空气,防止反应物、产物被氧化,D正确;
故选C。
5.已知氯酸钠与盐酸反应产生氯气:,在该反应中被氧化和被还原的氯元素的物质的量之比是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】氯酸钠中氯化合价由+5变为0,发生还原反应生成氯气,6个HCl中的5个HCl中氯化合价由-1变为0,发生氧化反应生成氯气,反应中被氧化和被还原的氯元素的物质的量之比是5:1;
故选B。
6.已知:①;②;③。则下列判断正确的是
A.氧化性:
B.①中氧化剂和还原剂的微粒个数之比为1∶8
C.还原性:
D.由信息推测:反应可以进行
【答案】D
【解析】A.根据氧化还原反应规律,氧化性:氧化剂>氧化产物,由反应①得,反应②得,反应③得,正确氧化性顺序为,A错误;
B.反应①中是氧化剂,16个参与反应时,仅10个中化合价升高作还原剂,氧化剂和还原剂的微粒个数比为1:5,B错误;
C.根据氧化还原反应规律,还原性:还原剂>还原产物,由反应③得还原性,C错误;
D.由氧化性可知,可以氧化生成,该反应能进行,D正确;
故选D。
迁移创新
1.一种以为催化剂去除水体中的机理如下图所示,其中表示吸附的氢原子,下列说法不正确的是
A.过程ⅰ中为氧化剂
B.过程ⅱ中为还原产物
C.处理6.2g,理论上需要消耗标准状况下22.4L
D.过程ⅰ的离子方程式可表示为:
【答案】C
【解析】A.过程i中的N元素化合价从+5降低为+3价,得电子作氧化剂,A正确;
B.过程ii中的N元素化合价从+3降低为中的0价,为还原产物,B正确;
C.6.2g 的物质的量为,若完全转化为转移电子0.5mol,而反应时H从0价升高为+1价,1mol 失去2mol电子。根据电子守恒,需要消耗0.25mol ,标准状况下氢气是5.6L,C错误;
D.过程i中被氧化为,被还原为,离子方程式满足得失电子守恒、原子守恒,书写正确,D正确;
故选C。
2.已知:①(浓)、
②、③;
由此判断,下列说法正确的是
A.氧化性:
B.一定条件下,反应能够发生
C.反应②中,既是氧化产物又是还原产物
D.反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为
【答案】C
【解析】A.根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物来判断:在反应①(浓)中,KMnO4中Mn元素化合价降低,被还原,KMnO4作氧化剂;HCl中Cl元素化合价升高,被氧化,HCl作还原剂,生成的Cl2是氧化产物,所以氧化性MnO4- > Cl2;在反应② 中,Cl2中Cl元素化合价降低,Cl2作氧化剂,生成的FeCl3是氧化产物,所以氧化性Cl2>Fe3+;在反应③ 中,FeCl3中Fe元素化合价降低,FeCl3作氧化剂;KI中I元素化合价升高,KI作还原剂,生成的I2是氧化产物,所以氧化性Fe3+>I2;因此氧化性顺序为MnO4- > Cl2 > Fe3+> I2,A错误;
B.由前面分析可知氧化性Cl2 > Fe3+ > I2,则还原性I- > Fe2+,所以Cl2与FeI2反应时,应先氧化I-,再氧化Fe2+,反应不能发生, B错误;
C.在反应② 中,FeCl2中Fe元素化合价从+2升高到+3,被氧化,Cl2中Cl元素化合价从0降低到-1,被还原,所以FeCl3既是氧化产物(Fe元素被氧化得到:Fe3+)又是还原产物(Cl元素被还原得到:Cl-),故C正确;
D.在反应① (浓)中,KMnO4是氧化剂,Mn元素化合价从+7降低到+2,每个KMnO4得到5个电子;16个参与反应的HCl中,只有10个HCl中的Cl元素化合价从-1升高到0,作为还原剂,剩余6个HCl中的Cl元素化合价不变,起到酸的作用,所以氧化剂与还原剂的个数之比为2 : 10 = 1: 5, D错误;
故选C。
3.从氧化还原的角度认识物质,实现物质的转化和合成等。已知下面三种方法都可以用来制:
①
②
③
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
(1)用“双线桥”标明该反应中电子转移的方向和数目:__________。
(2)反应③中是一种橙红色结晶性粉末,毒性较强,属于强致癌物,广泛应用于实验室和工业领域。
①中Cr元素的化合价是_____,反应中被氧化的元素是_____,还原产物是_____。
②该反应中浓盐酸的作用是_____,该反应中氧化剂与还原剂的微粒个数比为_____。
(3)已知反应④,该反应也能制得氯气。
①氧化产物与还原产物的质量比为______,该反应每生成1个Cl2,转移________个电子。
②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) (或氯元素) 作还原剂和酸性介质
(3)
【解析】(1)
在反应中,中元素的化合价由价降低为价,得到,被还原;中部分元素的化合价由价升高为价,生成个分子共失去,被氧化;所以双线桥一根箭头从中的元素指向中的元素,并标明“失去”;另一根箭头从中的元素指向中的元素,并标明“得到”,表示为。
(2)① 设中的化合价为,根据化合物中化合价代数和为,有,解得;反应③中,中的元素化合价由价升高到价,发生氧化反应,故被氧化的元素是;中的元素化合价由价降低到价,发生还原反应,对应的还原产物为。
② 反应③中共有个参与反应,其中个的元素化合价升高生成,作还原剂;另外个生成和,化合价未变,起酸性介质作用;该反应中氧化剂为(个),还原剂为发生化合价升高的(个),故氧化剂与还原剂的微粒个数比为。
(3)① 反应④中,被氧化生成氧化产物,被还原生成还原产物;根据化学方程式,生成个和个,其质量比为;反应中元素从价升高到价,每生成个分子需要个原子参与,共转移个电子。
② 反应条件越简单,说明氧化剂的氧化性越强;反应③常温下即可进行,反应①需要加热,反应④需要催化剂和加热才能进行,因此,三种物质的氧化性由强到弱的顺序为。
4.按要求回答下列问题。
(1)反应中,Mn元素的化合价由_____价变为_____价,被_______;_____元素的原子失去电子,被_______;反应中被氧化的HCl和未被氧化的HCl比例是_________。
(2)用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目:__________________________________。
(3)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上有多种制备高铁酸钠的方法,其中一种方法的化学反应原理可用离子方程式表示为:。回答下列问题:
①配平上述反应:_____________________________________。
②由上述反应可知,氧化性强弱:_____(填“>”或“<”)。
(4)储氢碳纳米管的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碳纳米颗粒杂质。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯反应的方程式为:。
①该反应中氧化剂是___________,氧化产物是___________(填化学式)。
②在该反应中表现出________(填字母)。
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
③该反应每生成1个分子时,转移________个电子。
【答案】(1) +7 +2 还原 Cl 氧化 5∶3
(2)
(3) >
(4) A 4
【分析】依据元素化合价的升降判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,并用得失电子守恒确定配平系数与电子转移数。氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。
【解析】(1)反应物中,Mn元素的化合价为+7价,产物中为+2价,2个Mn原子共得到2×5=10个电子,因此锰元素被还原;氯元素由−1价升高为0价,10个氯原子共失去10×1=10个电子,因此氯元素被氧化。16个HCl中,10个HCl作还原剂而被氧化,其余6个HCl未被氧化并提供氯离子形成氯化钾和氯化锰,所以被氧化的HCl和未被氧化的HCl之比为10∶6=5∶3。
(2)
反应中,Mn元素由+7价降低为+2价,2个Mn原子共得到2×5=10个电子,被还原;Cl元素由−1价升高为0价,10个Cl原子共失去10×1=10个电子,被氧化。两条桥标出的得失电子总数均为10个,符合得失电子守恒,双线桥如下:。
(3)①次氯酸根中Cl元素由+1价降低为−1价,每个氯原子得到2个电子;铁离子中Fe元素由+3价升高为+6价,每个铁原子失去3个电子。根据得失电子守恒,次氯酸根与铁离子的系数分别为3、2,再根据氢、氧原子守恒和电荷守恒在碱性条件下配平。由此得到配平后的离子方程式为。
②在上述反应中,次氯酸根是氧化剂,高铁酸根是氧化产物。氧化剂的氧化性强于氧化产物,因此氧化性强弱为。
(4)①重铬酸钾中Cr元素由+6价降低为+3价,重铬酸钾发生还原;单质碳中C元素由0价升高为+4价,生成二氧化碳。因此氧化剂为,氧化产物为。
A. 反应前后硫元素化合价均为+6价,硫酸根转化为硫酸钾和硫酸铬,硫酸仅提供酸性环境,表现出只有酸性,A正确;
B. 硫酸中硫元素的化合价没有降低,硫酸未作氧化剂,“只有氧化性”不成立,B错误;
C. 硫酸未参与氧化还原,只表现酸性,不同时表现氧化性,C错误;
D. 硫酸中硫元素的化合价没有升高,硫酸未作还原剂,“酸性和还原性”不成立,D错误;
故选A。
③单质碳中C元素的化合价由0价升高为+4价,每个C原子失去4个电子。每生成1个二氧化碳分子对应1个C原子,因此转移4个电子。
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专题3
从海水中获得的化学物质
第一单元 氯气及氯的化合物
第3课时 氧化还原反应
课标要点
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。
2.了解氧化还原反应的本质是电子转移。
3.知道常见的氧化剂和还原剂。
学习重难点
重点:氧化还原反应的判断 氧化还原反应中电子转移的方向和数目 氧化剂和还原剂
难点:氧化还原反应中电子转移的方向和数目 氧化还原反应的规律及应用
知识点 氧化还原反应
1.氧化还原反应的特征:反应中物质所含 。
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
(1)铜元素化合价 ,CuSO4发生 反应。
(2)铁元素化合价 ,Fe发生 反应。
2.元素化合价升降与电子得失之间的关系:
如:在2Na+Cl22NaCl的反应过程中
(1)NaNa+;钠元素的化合价由0价升高为+1价,Na发生 反应,被氧化。
(2)ClCl-;氯元素的化合价由0价降低为-1价,Cl2发生 反应,被还原。
(3)在这个反应中,发生了电子的 ,化合价在反应前后发生变化,发生了氧化还原反应,
3.氧化还原反应的实质:
(1)有 的反应叫作氧化还原反应。
(2)氧化反应:物质所含元素的原子 的反应。
(3)还原反应:物质所含元素的原子 的反应。
(4)氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高—— 电子—— ——发生 ——是 ;还原剂具有 性。
化合价降低—— 电子—— ——发生 ——是 ;氧化剂具有 性。
特别提醒
氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:
反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,对应产物是氧化产物;
反应物所含元素化合价降低,得到电子、发生还原反应,对应产物为还原产物。
随学随练
1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是
A.元素化合价升高的反应是还原反应 B.有电子转移的反应就是氧化还原反应
C.物质在反应中失去电子,此物质是氧化剂 D.有单质生成的反应一定是氧化还原反应
2.氧化还原反应的实质是
A.化合价的升降 B.分子中各原子重新组合
C.电子的转移 D.氧原子的得失
3.“黑火药”是我国古代四大发明之一,它由硝酸钾、硫磺、木炭组成,爆炸时发生反应:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,下列说法正确的是
A.该反应中,S和C元素被氧化
B.该反应中,KNO3中N和O元素被还原
C.该反应中,S和KNO3发生还原反应
D.该反应中,S和C发生氧化反应
知识点 氧化还原反应的表示方法——双线桥法
1.基本步骤
(1)标价态:写出 元素的化合价。
(2)连双线:连接反应前后 元素的不同价态的原子。
(3)注得失:元素化合价升高的标出“ ”,元素化合价降低的标出“ ”。
(4)算数目:按照原子个数计算 电子的数目。
2.实例分析
该表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程,同时清楚地表示出了得失电子的情况。
(1)上述反应中KMnO4中Mn元素得电子为“2×5e-”,前一个“2”表示有 ,后一个“5e-”,表示 个电子转化为1个Mn2+,共得10个电子。
(2)上述反应中HCl中Cl元素失电子为“10×e-”,前一个“10”表示有 Cl— ,后一个“e-”,表示 Cl— 个电子转化为1个Cl原子,共失10个电子。
此反应中KMnO4为氧化剂,HCl为还原剂。
易错提醒
巧记口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
随学随练
4.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
5.下列氧化还原反应中,电子得失情况表示错误的是
A. B.
C. D.
6.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
知识点 氧化还原反应基本概念(重点)
1.氧化剂和还原剂
(1)概念
氧化剂:在反应时,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对偏 )的物质。
还原剂:在反应时,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对偏 )的物质。
(2)实例
在反应中,电子从 剂转移到 剂。例如 Cl2 +2Na2NaCl反应中,氧化剂是 ,还原剂是 。
(3)模型:
2.氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂发生 反应后的生成物,即化合价 的元素的产物。
还原产物:氧化剂发生 反应后的生成物,即化合价 的元素的产物。
3.氧化性和还原性
氧化性:即 电子的能力;在氧化还原反应中,氧化剂具有 性。
还原性:即 电子的能力;在氧化还原反应中,还原剂具有 性。
4.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
5.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等;
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
(2)常见的还原剂
活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
某些非金属单质:C、H2等;
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
(3)在可变化合价元素的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂。如:Cl2、S、SO2、H2SO3等。
易错提醒
(1)在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的物质,也可以是同一物质。例如,在反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
(2)某元素由化合态变为游离态时,不一定被还原,因为元素处于化合态时,其化合价可能为正值,也可能为负值。如在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氢元素被还原,而氧元素被氧化。
随学随练
7.某化学兴趣小组从某品牌“除氯净水壶”的说明书中得知,其滤芯中含有“亚硫酸钙”成分,用于去除自来水中的余氯(Cl2)。查阅资料:与在溶液中会发生反应,产物为和。下列关于该反应的说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.该反应说明具有氧化性
C.在反应中失去电子 D.发生了还原反应
8.肼可用作锅炉和反应釜的脱氧清洗处理剂,其中一种反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.反应①中是氧化产物
B.反应②不属于氧化还原反应
C.反应③中是氧化剂
D.反应④中理论上生成转移电子数为4NA
9.“天宫课堂”中,太空教师王亚平利用化学变化“变”出了奥运五环,其中一个环是由、KI、与淀粉溶液混合反应后变成的,涉及生成的反应为。下列有关说法不正确的是
A.该环的颜色为蓝色 B.KI被还原,作还原剂
C.中碘元素为价 D.既是氧化产物又是还原产物
知识点 氧化性和还原性强弱的比较
1.氧化性与还原性的实质
(1)氧化性:是氧化剂具有的性质,反应时氧化剂本身被 ,表现出 的性质(或能力),物质得电子能力越强,其 就越强。
(2)还原性:是还原剂具有的性质,反应时还原剂本身被 ,表现出 的性质(或能力),物质失电子能力越强,其 就越强。
(3)物质的氧化性或还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得失 的多少无关。如Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,Al失去电子的数目较多,但Al的还原性却比Na弱。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有
又有
最低价
、、K
只有
3.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe Cu。在反应中Fe是 剂,Cu是 产物。
(2)根据氧化还原反应的化学方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
易错提醒
氧化性、还原性强弱比较
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
随学随练
10.硒在人体中具有抗氧化和结合重金属的作用,科学补硒可以减少疾病的发生。工业上从硒化亚铜中提取Se涉及的反应为(浓),下列说法错误的是
A.中铜元素化合价为
B.该反应体现出还原性强弱为
C.该反应每生成2个,转移的电子数为4个
D.该反应的还原产物为,氧化产物只有
11.已知:①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3+ + 2Cl-。下列粒子的氧化性从强到弱的顺序正确的是
A.Cl2>Fe3+>I2 B.I2>Cl2>Fe3+
C.Fe3+>Cl2>I2 D.Cl2>I2>Fe3+
12.现有下列几个离子反应:
①+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
③Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
④2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+。
下列说法正确的是
A.氧化性:>Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2>
C.还原性:SO2<Fe2+<Br- D.还原性:Cl->Fe2+>Cr3+
拓展 氧化还原反应基本概念
1.氧化还原反应中各概念间的关系
2.氧化还原反应中反应产物的判断
(1)常见氧化剂及还原产物
(2)常见还原剂及氧化产物
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。
活学活用
1.反应可用来焊接钢轨。下列说法正确的是
A.Al作氧化剂,发生还原反应
B.该反应属于置换反应,置换反应一定是氧化还原反应
C.该反应中,Fe2O3被氧化
D.反应过程中,电子由Fe向Al转移
2.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为:NaH + H2O=NaOH + H2↑。下列说法中正确的是
A.该反应属于复分解反应 B.H2O中的氢元素被氧化
C.NaH是还原剂 D.氧化产物是NaOH
拓展 氧化还原反应电子转移表示法——单、双线桥法
双线线法
单线桥法
基本步骤
注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素;
②必须注明“得”“失”;
③氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化
确定变化化合价,计算价态的变化;桥上标明电子数,箭头还原到氧化。
活学活用
3.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.
4.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.
拓展 氧化性和还原性强弱比较
1.依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂+还原剂===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.依据金属性、非金属性比较
3.根据反应条件来判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如:
→
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
5.某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
(1)温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(2)浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
(3)酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
活学活用
5.根据下列反应的化学方程式:①;②;③。由此推断下列说法正确的是
A.①中SO2被还原,发生氧化反应
B.铁元素在反应②中被还原,在反应③中被氧化
C.氧化性由强到弱的顺序是 H2SO4>I2>FeCl3>Cl2
D.还原性由强到弱的顺序是 SO2>HI>FeCl2>FeCl3
6.已知反应:①;②;③,则下列离子还原性由强到弱的排列中,正确的是
A. B.
C. D.
拓展 价态规律及应用
1.高低规律
(1)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)。
(2)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)图示表达如下:
(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
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态―→高价态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
活学活用
7.实现下列物质之间的转化,必须加入氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
8.需要加入还原剂才能实现下列物质之间转化的是
A. B. C. D.
拓展 先后规律及应用
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。
活学活用
9.往、、的混合溶液中加入一些铁粉,待反应完成后再过滤,不可能存在的情况是
A.滤纸上有,滤液中有、、、
B.滤纸上有、,滤液中有、、
C.滤纸上有、、,滤液中有、
D.滤纸上有、、、,滤液中有、
10.下列离子方程式书写正确的是
A.用溶液蚀刻铜制电路板:
B.向硫酸铝溶液中滴入少量氨水:
C.向溶液中通入过量
D.向水中通入氯气:
拓展 守恒规律及应用
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:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
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。
活学活用
11.某温度下,将通入溶液中,反应得到、、的混合液,经测定和的物质的量之比为3∶2,则溶液中和的数目之比为
A.3∶13 B.13∶2 C.1∶1 D.13∶3
12.在强碱性条件下,发生反应:,中X的化合价为
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
题型 氧化还原反应的基本概念
▌例1 溶液和溶液都是临床上常用的外用消毒剂,酸性条件下两者混合会发生反应:。下列有关判断正确的是
A.该反应中作氧化剂 B.的氧化性强于
C.反应中发生了还原反应 D.每生成分子时,反应中转移电子
解题贴士
理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”
误区1.某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。如Cl2+2Br-===Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。
误区2.在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。如H2+CuOCu+H2O反应中H2是还原剂。
误区3.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。如3NO2+H2O===2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。
▌对点练1-1 可以支持镁燃烧,发生反应:,下列判断正确的是
A.MgO是还原产物
B.由此反应可以判断氧化性:,还原性:
C.作氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应
D.Mg原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目
▌对点练1-2 2020年11月10日,我国载人潜水器“奋斗者”号成功坐底,地球海洋最深处(10909米),28日胜利返航。金属钛()在其中起到了重要作用,工业上由制金属钛的化学方程式为①,②。下列说法正确的是
A.反应①中是氧化剂
B.反应①中被还原的物质是
C.反应②中是还原产物
D.反应②中氧化剂与还原剂的个数比为
题型 氧化还原反应的分析方法
▌例2 下列说法正确的是
A.根据反应中是否有电子转移,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
B.在氧化还原反应中,一种物质得到电子,一定有另外一种物质失去电子
C.根据水溶液是否能够导电,将物质分为电解质和非电解质
D.、的水溶液均能导电,所以、均是电解质
解题贴士
两种“线桥”的比较
(1)双线桥法的“线桥”从反应物到产物,单线桥法的“线桥”只连反应物。
(2)表示氧化还原反应中化合价升降、物质被氧化或被还原等时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
▌对点练2-1 下列反应不属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
▌对点练2-2 下列化学反应中用双线桥法或单线桥法表示电子的转移方向和数目,下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是
A. B.
C. D.
题型 氧化还原反应的认识角度(氧化还原反应的概念及判断)
▌例3 铬能慢慢地溶于稀盐酸得到蓝色溶液,若通入空气则溶液颜色变绿,发生的反应有①、②,下面叙述中正确的是
A.反应①、②均属于置换反应
B.在反应①、②中均发生还原反应
C.反应①中被氧化
D.溶液颜色由蓝变绿是因为发生氧化反应
解题贴士
记忆口诀
氧→得→降→还→还→还
还→失→升→氧→氧→氧
即:氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物;
还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。
▌对点练3-1 实验室常利用以下反应制取少量氮气:NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O,下列关于该反应的说法正确的是
A.NaNO2是还原剂 B.每生成1个N2分子时,转移电子数为3
C.NH4Cl中的氮元素被还原 D.N2是氧化产物,H2O是还原产物
▌对点练3-2 氢化钙被称为“生氢剂”(其中CaH2中氢元素为-1价),它易与水反应生成H2:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,下列说法正确的是
A.H2O中H元素全部被还原 B.H2只是氧化产物
C.CaH2是还原剂 D.该反应为复分解反应
题型 氧化剂、还原剂
▌例4 高温下铝粉与氧化铁的反应可用来焊接钢轨,反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A.该反应为置换反应 B.该反应的还原产物是
C.该反应的氧化剂是 D.该反应发生时放出大量的热
解题贴士
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe。
▌对点练4-1 M与N反应时,不能实现图示电子转移的是
选项
M
N
电子转移
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
▌对点练4-2 下列反应,H2O既不作氧化剂又不作还原剂的是
A. B.
C. D.
题型 氧化性、还原性强弱比较
▌例5 常温下,在溶液中可以发生以下反应:
①
②
③
由此判断下列说法错误的是
A.铁元素在反应③中被氧化
B.反应②中Cl2被还原,Br-被氧化
C.氧化性强弱顺序为:Cl2>Br2>Fe3+>I2
D.还原性强弱顺序为:I->Fe2+>Br->Cl-
解题贴士
物质氧化性和还原性比较的一般思路
▌对点练5-1 已知反应:①,②,③,④判断下列物质的氧化性强弱,正确的是
A. B.
C. D.
▌对点练5-2 根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是
①H2SO3 + I2 + H2O = 2HI + H2SO4
②2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I2
③3FeCl2 + 4HNO3 = 2FeCl3 + NO↑ + 2H2O + Fe(NO3)3
A.H2SO3 > HI > FeCl2 > NO B.HI > FeCl2 > H2SO3 > NO
C.FeCl2 > HI > H2SO3 > NO D.NO > FeCl2 > H2SO3 > HI
题型 氧化还原反应规律及应用
▌例6 常温下向酸性的溶液中滴入少量的溶液,发生如图转化关系。下列说法错误的是
A.氧化的离子方程式为
B.图中转化关系表明氧化性由强到弱顺序为
C.图中转化关系说明既有氧化性又有还原性
D.保存时要避免混入
解题贴士
多步连续氧化还原反应的得失电子守恒关系
(1)有些试题涉及的氧化还原反应较多,关系较复杂,解答问题时,可以不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面考虑,由得失电子守恒列关系式。
(2)如一定量的铜与足量的稀硝酸恰好完全反应,将产生的NO与标准状况下5.6 L的O2混合后通入水中,NO完全被吸收,则铜与通入O2的物质的量关系为n(Cu)=2n(O2)。
▌对点练6-1 已知试管壁上附着的硫可以用热的NaOH溶液除掉,其反应方程式为:,该反应中氧化剂和还原剂的质量比为
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶4 D.4∶3
▌对点练6-2 已知、、、、均具有还原性,且在酸性溶液中的还原性依次增强。下列各反应不可能发生的是
A.
B.
C.
D.
基础通关
1.氧化还原反应的实质是
A.化合价的升降 B.分子中各原子重新组合
C.电子的得失或偏移 D.氧原子的得失
2.下列变化中,需加入还原剂的是
A. B. C. D.
3.下列反应中没有发生化合价变化的反应是
A. B.
C. D.
4.下列说法正确的是
A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B.氧化还原反应一定有氧元素参加
C.反应物所含元素的化合价升高,则发生了还原反应
D.发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应
5.在一定条件下KClO3与I2按下式反应:,则下列推断正确的是
A.I2发生还原反应 B.氧化剂为I2
C.还原性:KClO3>I2 D.反应中KClO3被还原为Cl2,I2被氧化为KIO3
6.下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
7.已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“”表示),越高则对应电对中氧化型物质的氧化性越强,越低则对应电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电对的电极电势。
氧化型/还原型
/
/
/
/
/
电极电势
1.36
0.54
0.77
0.151
1.51
根据表格数据分析,下列说法错误的是
A.还原性:
B.氧化性:
C.向溶液中滴加溶液,能发生反应
D.向酸性溶液中,滴加溶液,只有能发生反应
8.钛合金是具有耐腐蚀性的重要金属材料,金属钠在高温时与四氯化钛反应可制取金属钛,高温反应的化学方程式为:。下列说法不正确的是
A.在反应中被还原 B.在反应中得到电子
C.是还原产物 D.每生成1个原子,转移4个电子
9.工业上用铝热反应焊接钢轨,反应为,下列说法正确的是
A.Al是氧化剂 B.发生氧化反应
C.该反应为置换反应 D.生成1 mol Fe转移2 mol电子
10.向酸性高锰酸钾溶液中加入试剂M,溶液紫色逐渐褪去。试剂M可以是
A. B. C. D.
素养提升
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图,则下列化学反应属于区域3的是
A. B.
C. D.
2.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为:。下列有关该反应的说法中正确的是
A.该反应属于复分解反应 B.NaOH是氧化产物,H2是还原产物
C.NaH是还原剂 D.被还原氢原子与被氧化氢原子个数比为2:1
3.工业上制取的化学方程式为,下列说法正确的是
A.在反应中被还原
B.在反应中失去电子
C.在反应中做氧化剂
D.此反应中电子转移的方向与数目可表示为
4.钛合金广泛应用于航空航海领域。钛铁矿(其中 Ti为+4价)在高温下经氯化反应:,高温得到四氯化钛,再制取金属钛的流程如图所示。下列说法错误的是
A.①氯化过程中FeCl3既是氧化产物又是还原产物
B.②反应为置换反应,则高温下的还原性:Mg>Ti
C.若制取0.1mol金属钛,则氯化过程中转移电子为1.4mol
D.②需要在 Ar气氛围中进行,目的是隔绝空气
5.已知氯酸钠与盐酸反应产生氯气:,在该反应中被氧化和被还原的氯元素的物质的量之比是
A. B. C. D.
6.已知:①;②;③。则下列判断正确的是
A.氧化性:
B.①中氧化剂和还原剂的微粒个数之比为1∶8
C.还原性:
D.由信息推测:反应可以进行
迁移创新
1.一种以为催化剂去除水体中的机理如下图所示,其中表示吸附的氢原子,下列说法不正确的是
A.过程ⅰ中为氧化剂
B.过程ⅱ中为还原产物
C.处理6.2g,理论上需要消耗标准状况下22.4L
D.过程ⅰ的离子方程式可表示为:
2.已知:①(浓)、
②、③;
由此判断,下列说法正确的是
A.氧化性:
B.一定条件下,反应能够发生
C.反应②中,既是氧化产物又是还原产物
D.反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为
3.从氧化还原的角度认识物质,实现物质的转化和合成等。已知下面三种方法都可以用来制:
①
②
③
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
(1)用“双线桥”标明该反应中电子转移的方向和数目:__________。
(2)反应③中是一种橙红色结晶性粉末,毒性较强,属于强致癌物,广泛应用于实验室和工业领域。
①中Cr元素的化合价是_____,反应中被氧化的元素是_____,还原产物是_____。
②该反应中浓盐酸的作用是_____,该反应中氧化剂与还原剂的微粒个数比为_____。
(3)已知反应④,该反应也能制得氯气。
①氧化产物与还原产物的质量比为______,该反应每生成1个Cl2,转移________个电子。
②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_____。
4.按要求回答下列问题。
(1)反应中,Mn元素的化合价由_____价变为_____价,被_______;_____元素的原子失去电子,被_______;反应中被氧化的HCl和未被氧化的HCl比例是_________。
(2)用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目:__________________________________。
(3)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上有多种制备高铁酸钠的方法,其中一种方法的化学反应原理可用离子方程式表示为:。回答下列问题:
①配平上述反应:_____________________________________。
②由上述反应可知,氧化性强弱:_____(填“>”或“<”)。
(4)储氢碳纳米管的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碳纳米颗粒杂质。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯反应的方程式为:。
①该反应中氧化剂是___________,氧化产物是___________(填化学式)。
②在该反应中表现出________(填字母)。
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
③该反应每生成1个分子时,转移________个电子。
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