2.3 氧化还原反应 第4课时(讲义)化学鲁科版必修第一册
2026-08-26
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摘要:
本讲义聚焦氧化还原反应的重要规律(守恒、价态、强弱、归中、歧化、先后)及方程式配平,构建“规律认知-配平方法-计算应用”学习支架,从电子守恒等核心规律到正向、逆向、整体配平技巧,再到守恒计算,层层递进。
资料以化学观念为统领,通过科学思维建模规律(如价态规律“高价氧化、低价还原”),设计随学随练(如判断反应能否发生)和分层练习(基础、素养、迁移),课中辅助教师借题型示例突破重难点,课后助力学生通过工业反应分析等题查漏补缺,提升问题解决能力。
内容正文:
第二章
元素与物质世界
第三节 氧化还原反应
第4课时 氧化还原反应的重要规律和配平
课标要点
1.认识氧化还原反应中的守恒规律,并学会配平氧化还原反应方程式。
2.认识氧化还原反应中的先后规律,会判断物质的稳定性和反应顺序。
3.认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。
4.根据氧化还原反应守恒规律,进行氧化还原反应的计算。
学习重难点
重点:1.掌握氧化还原反应的规律。
2.掌握氧化还原反应的配平。
难点:1.氧化还原反应的计算。
知识点 氧化还原反应的规律及应用
1.“守恒规律”
(1)规律:在氧化还原反应中,化合价有升必有降,电子有得必有失,并且化合价升高的总数与降低的总数相等,失电子总数与得电子总数相等。
(2)应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。
2.“价态规律”
(1)规律:元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于最低价态时,只有还原性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
(2)应用:可对氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物进行分析和判断。
3.“强弱规律”
(1)规律:在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
(2)应用:比较物质的氧化性或还原性的强弱,判断氧化还原反应能否发生。
4.“归中规律”
(1)规律:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,遵循“高价+低价―→中间价”或“只靠拢,不交叉”,可以表示为
例如:H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O中,硫元素的价态变化为,而非
(2)应用:分析氧化产物、还原产物及电子的转移情况,判断氧化还原反应是否发生。
5.“歧化规律”
“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)可发生歧化反应,如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
6.“先后规律”
(1)规律:一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的还原剂优先与氧化剂发生反应。同理,一种还原剂遇到多种氧化剂时,氧化性最强的氧化剂优先与还原剂发生反应。
(2)应用:判断多种物质组成的混合物中,氧化还原反应发生的先后顺序。
随学随练
1.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
C.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
【答案】B
【解析】因为还原性:Fe2+<SO2,反应2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+与题意相符,故A反应能发生;还原性:H2O2<SO2,反应H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O与题意不相符,故B反应不能发生;还原性:I-<SO2,反应I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI与题意相符,故C反应能发生;因为还原性:Fe2+<H2O2,反应2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+与题意相符,故D反应能发生。
知识点 氧化还原反应方程式的配平
1.配平的基本原则
(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.配平的一般步骤
(1)标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出反应前后变价元素的化合价。
+HO3(浓)——O2↑+O2↑+H2O
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化值。
(3)求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)——4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
2.配平的基本方法
(1)正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如:
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数。如:
3+6KOH(热、浓)===2K2 + K2O3+3H2O
化合价降低2×2 化合价升高4
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(3)整体配平法
若某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
如Cu2S+HNO3―→Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,有Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu2S中Cu、S元素化合价均升高,看作一个整体,2+ → (NO3)2+O+H2O4+H2O,配平得3Cu2S+22HNO3===6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。
【方法技巧】
(1)一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(2)自变从右配:对于自身氧化还原反应,一般从右边氧化产物、还原产物配平。
(3)归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(4)部分别忘加:对于部分氧化还原反应,一般先配平得失电子,再加上没有变价的部分。
随学随练
1.水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2O+O2+aOH-===Y+S4O+2H2O,下列有关说法不正确的是( )
A.a=4
B.Y的化学式为Fe2O3
C.反应中S2O是还原剂
D.每有32 g O2参加反应,转移电子的物质的量为4 mol
【答案】B
【解析】Y为化合物,根据电荷守恒可知,6-4-a=-2,故a=4,A项正确;根据质量守恒定律可知,Y为Fe3O4,B项错误;反应中S元素的化合价升高,则S2O是还原剂,C项正确;32 g O2的物质的量为1 mol,每有1 mol O2参加反应,转移电子的物质的量为4 mol,D项正确。
拓展 得失电子守恒在化学计算中的应用
1.计算的依据
得失电子守恒。
2.守恒法解题的思维流程
①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②找准一个原子或离子得失电子个数(注意化学式中微粒的个数)。
③根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
活学活用
1.硫代硫酸钠可用作脱氯剂,已知25.0 mL 0.10 mol·L-1Na2S2O3溶液恰好把标准状况下112 mL Cl2完全转化为Cl-,则S2O将转化成( )
A.S2- B.S
C.SO D.SO
【答案】C
【解析】据题意可知,氧化剂Cl2与还原剂Na2S2O3恰好完全反应,得失电子总数相等,设生成物中硫元素的化合价为x,则Cl2得到电子的物质的量为×2=0.01 mol;Na2S2O3失去电子的物质的量为0.025 L×0.10 mol·L-1×(x-2)×2,则有0.01 mol=0.025 L×0.10 mol·L-1×(x-2)×2,解得x=4。
2.将0.195 g锌粉加入20.0 mL 0.100 mol·L-1的MO溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是( )
A.M B.M2+
C.M3+ D.MO2+
【答案】B
【解析】由题意可知n(Zn)==0.003 mol,n(MO)=0.02 L×0.100 mol·L-1=0.002 mol;Zn→Zn2+化合价升高2,假设MO(M为+5价)中M化合价降低x,根据得失电子守恒得0.002 mol×x=0.003 mol×2,解得x=3,MO中M元素的化合价降低3,生成的还原产物应为M2+。
题型 守恒规律
▌例1 ClO2常温下为易溶于水且不与水反应的气体,被称为“第四代”饮用水消毒剂。因其高效率、无污染而被广泛使用。工业上利用ClO2制备更稳定的NaClO2,涉及测定产品中NaClO2纯度的反应之一为ClO+4I-+4H+===2H2O+2I2+Cl-,杂质不与I-反应。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.该反应在碱性条件下发生
B.NaClO2为氧化剂
C.生成1 mol I2时转移电子的物质的量为4 mol
D.ClO中Cl元素的化合价为+4价
【答案】B
【解析】由离子方程式可知,该反应在酸性条件下发生,A错误;亚氯酸钠中氯元素化合价降低,为氧化剂,B正确;由得失电子守恒可知,生成1 mol I2时转移2 mol电子,C错误;亚氯酸根离子中氧元素的化合价为-2价,则氯元素的化合价为+3价,D错误。
▌对点练1-1 R2O在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO,若反应中R2O变为RO,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2,则n为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】该反应中,锰元素的化合价由+2价升高到+7价,Mn2+做还原剂;氧元素的化合价不变,所以R元素的化合价降低,R2O做氧化剂,即R2O与Mn2+的物质的量之比为5∶2,RO中R元素的化合价为+6价,设R2O中R元素的化合价为x,根据得失电子守恒可得5×2×(x-6)=2×(7-2),解得x=+7,所以R2O中n=2。
▌对点练1-2 根据S2O+2e-―→2SO、Mn2++4H2O―→MnO+8H++5e-,推测氧化1.5NA个Mn2+需S2O的数量为( )
A.1.5NA B.3.75NA
C.3.25NA D.3.125NA
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒,可得关系式:5S2O~10e-~2Mn2+,所以氧化1.5NA个Mn2+需S2O的数量N(S2O)=N(Mn2+)=×1.5NA=3.75NA。
题型 价态规律
▌例2 在反应KIO3+6HI===3I2+KI+3H2O中,被氧化与被还原的碘原子个数之比为( )
A.1∶1 B.1∶6 C.1∶5 D.5∶1
【答案】D
【解析】根据氧化还原反应的归中规律可知,碘酸钾中碘元素化合价从+5价降低到0价,得到5个电子,碘酸钾是氧化剂;HI中碘元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,HI是还原剂,根据得失电子守恒可知被氧化与被还原的碘原子个数之比为5∶1。
▌对点练1-1 已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是( )
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
【答案】B
【解析】已知反应中氯元素的化合价由+1价变为+5价和-1价,符合歧化规律。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,A中Cl元素化合价均降低,D中Cl元素化合价均升高;B、C与题意相符,根据已知反应可知,C中NaClO不是最终产物,故B正确。
▌对点练1-2 已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中氯元素化合价由低到高的顺序是( )
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
【答案】A
【解析】由①得出Q中氯元素价态高于G,因为G中氯元素价态必介于Q和-1价的氯元素之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y介于Q与G之间,故有Q价态高于Y,Y价态高于G;由②得H2O中的氢元素化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X价态高于Q;反应④中,Z介于Q、X之间,则X价态高于Z,Z价态高于Q。
题型 先后规律
▌例3 多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是( )
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能确定
【答案】B
【解析】因为氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最强的H+发生置换反应,然后再与Fe2+发生置换反应。
▌对点练1-1 已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
C.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
【答案】B
【解析】因为还原性:Fe2+<SO2,反应2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+与题意相符,故A反应能发生;还原性:H2O2<SO2,反应H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O与题意不相符,故B反应不能发生;还原性:I-<SO2,反应I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI与题意相符,故C反应能发生;因为还原性:Fe2+<H2O2,反应2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+与题意相符,故D反应能发生。
▌对点练1-2 PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+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.Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
B.10Cl-+2MnO+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
D.5Pb2++2MnO+2H2O===5PbO2+2Mn2++4H+
【答案】D
【解析】A能,因为Fe3+的氧化性比Cu2+强;B能,因为MnO的氧化性比Cl2的强;C能,因为Cl2的氧化性比Fe3+的强;D不能,因为PbO2的氧化性比MnO的强,所以MnO不能将Pb2+氧化为PbO2。
题型 氧化还原反应的配平
▌例4 (25-26高一上·江西南昌·期中)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的离子方程式为(方程式未配平),下列说法不正确的是
A.该条件下氧化性强弱:
B.方程式中:
C.氧化产物、还原产物的物质的量之比为3:2
D.每转移12mol电子生成10molH2O
【答案】C
【分析】首先配平离子方程式:元素从+1价降为-1价,每个得;元素从+3价升为+6价,每个失,根据电子得失守恒,的系数为3,的系数为2,再根据电荷守恒、原子守恒配平得:,据此分析选项:
【解析】氧化剂氧化性强于氧化产物,该反应中是氧化剂,是氧化产物,故氧化性,A正确;由配平后的离子方程式可知、,B正确;氧化产物是还原剂被氧化得到的,还原产物是氧化剂被还原得到的,二者物质的量之比为,而非,C错误;配平后反应每转移电子生成,故转移电子时生成的物质的量为,D正确;故选C。
▌对点练1-1 (25-26高一上·山东济宁·期中)草酸()是一种二元弱酸,可以使酸性高锰酸钾褪色,其离子方程式为__________(未配平)。下列叙述不正确的是
A.发生氧化反应的为 B.每消耗6mol ,转移电子
C.还原性: D.配平后离子方程式右侧横线内的产物是
【答案】D
【分析】首先配平该离子方程式:Mn元素化合价从+7降为+2,每个得5e⁻;C元素化合价从+3升为+4,每个共失2e⁻,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒得配平的反应为:。
【解析】中C元素化合价升高,失电子被氧化,发生氧化反应,A正确;由配平的反应可知,每消耗6mol ,反应转移10mol电子,即,B正确;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正确;配平后右侧横线内产物为,不是,D错误;故选D。
▌对点练1-2 (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
【解析】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;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;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;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;故选B。
基础通关
1.(25-26高一上·广西南宁·阶段检测)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:。下列有关该反应的说法不正确的是(提示:NF3中F显-1价)
A.NF3既是氧化剂又是还原剂 B.HF是还原产物
C.氧化剂和还原剂的个数之比为2:1 D.每生成1个HNO3分子,反应中转移2个电子
【答案】B
【分析】已知中为价,因此为价。反应中:的为价,化合价降低,发生还原反应;的为价,化合价升高,发生氧化反应;中始终、始终,所有元素化合价无变化。
【解析】中一部分降价生成,作氧化剂;一部分升价生成,作还原剂,因此既是氧化剂又是还原剂,A正确;中、两种元素全程化合价没有发生改变,既不是氧化产物也不是还原产物;还原产物是,氧化产物是,B错误;3分子参与反应,其中2分子的降价生成,作氧化剂;1分子的升价生成,作还原剂;因此氧化剂和还原剂的个数之比为,C正确;生成1分子时,对应1个从升高到,化合价升高2,因此转移2个电子,D正确;故选B。
2.关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成4个I2时,转移7个电子
D.还原剂与氧化剂的数目之比为1∶7
【答案】C
【分析】K2H3IO6中,K为+1价,H为+1价,I为+7价,O为-2价;在反应中K2H3IO6中的I原子得电子,由+7价降低为0价,HI中的I原子失电子,由-1价升高为0价;所以K2H3IO6为氧化剂,HI为还原剂,I2既是氧化产物,又是还原产物;
【解析】反应中K2H3IO6中的I元素得电子,化合价降低,发生还原反应,A错误;KI既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;每生成4个I2转移7个电子,C正确;反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1个K2H3IO6就有7个HI失电子,则还原剂与氧化剂的数目之比为7∶1,D错误。
3.(25-26高一上·河南·学业考试)工业上常用绿矾()处理含有重铬酸根离子()的废水,反应的离子方程式为:。下列有关说法正确的是
A.得到电子 B.发生氧化反应
C.是氧化剂 D.中铬元素显价
【答案】C
【解析】Fe元素化合价从反应前的价升高为反应后的价,失去电子,A错误;H元素反应前后均为价,化合价不变,不发生氧化反应,B错误;设中Cr化合价为,根据离子电荷关系:,解得;反应后Cr化合价降低为价,得电子,是氧化剂,C正确;由上述计算可知,中Cr元素为价,不是价,D错误;故选C。
4.(25-26高一上·甘肃定西·期末)将少量加入滴有酚酞溶液的蒸馏水中,可观察到固体逐渐溶解并有气体生成,溶液先变红后褪色;向反应后的溶液中加入少量,有气体生成。下列说法正确的是
A.与的反应中,作氧化剂
B.该实验中生成的气体均能使燃烧的木条熄灭
C.加入少量有气体生成,是因为反应后的溶液中含有
D.溶液先变红后褪色,是因为的水溶液呈碱性且具有漂白性
【答案】C
【分析】加入滴有酚酞溶液的蒸馏水中,固体逐渐溶解并有气体生成,溶液先变红后褪色,向反应后的溶液中加入少量,有气体生成。说明生成了H2O2,则发生的反应为Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH,生成NaOH使酚酞变红,H2O2使酚酞褪色,最后加入对H2O2分解具有催化作用的MnO2,H2O2加速分解生成大量O2,据此解答。
【解析】 在 与 的反应中,总反应式为, 发生歧化反应, 既不是氧化剂也不是还原剂,而Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH,是非氧化还原反应,A错误;实验中生成的气体为氧气,氧气支持燃烧,不能使燃烧的木条熄灭,B错误; 与 反应生成 ,加入 催化 分解产生氧气,C正确;溶液变红是因生成的 呈碱性,褪色是因 具有漂白性, 无漂白性,D错误;故选C。
5.(25-26高一上·海南海口·阶段检测)关于反应,下列说法不正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂
B.硫酸只体现酸性
C.被氧化与被还原的硫原子个数之比为1∶1
D.1个 发生反应,转移3个电子
【答案】D
【解析】Na2S2O3中硫原子发生歧化反应,一个被氧化(生成SO2),一个被还原(生成S),因此既是氧化剂又是还原剂,A正确;硫酸在反应中提供H+,生成Na2SO4和H2O,硫元素氧化态未变(+6价),只体现酸性,B正确;Na2S2O3中一个硫原子被氧化(从+2到+4,生成SO2),一个硫原子被还原(从+2到0,生成S),个数之比为1:1,C正确;1个Na2S2O3反应时,一个硫原子被氧化(从+2到+4,生成SO2)失去2个电子,一个硫原子被还原(从+2到0,生成S)得到2个电子,电子转移数为2个,D错误;故选D。
6.(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
【解析】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;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;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;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。
7.(25-26高一上·广东东莞·期中)已知反应:①;②;③。下列说法错误的是
A.还原性:
B.反应①中氧化产物和还原产物的个数比为
C.反应②中作氧化剂,反应③中为氧化产物
D.根据以上反应,向酸性高锰酸钾溶液中滴加浓盐酸溶液,推测溶液不会褪色
【答案】D
【解析】根据氧化还原反应规律:还原剂的还原性强于还原产物,由反应②得还原性,反应③得还原性,反应①得还原性,综上还原性顺序为,A正确;反应①中被氧化得到的氧化产物为,被还原得到的还原产物为,二者个数比等于化学计量数之比为,B正确;反应②中中元素化合价降低,得电子作氧化剂;反应③中被氧化生成,故为氧化产物,C正确;由反应①可知,酸性条件下可将氧化为,自身被还原为无色的,因此向酸性高锰酸钾溶液中滴加浓盐酸,溶液会褪色,D错误;故选D。
8.(25-26高一下·河南新乡·阶段检测)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“E”表示),E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强,E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
/
0.77
/
1.36
/(或)
1.69
/
0.151
/
1.51
/
0.54
根据表格数据分析,下列说法正确的是
A.还原性:
B.酸化高锰酸钾溶液时,可使用氢碘酸
C.往淀粉-KI溶液中滴加溶液,可发生的反应(可观察到溶液变蓝)
D.向含0.3 mol 的酸性溶液中加0.4 mol ,滴加溶液,可观察到溶液变红
【答案】D
【解析】电对电极电势:(1.69V)>(1.51V)>(1.36V),E越小还原型还原性越强,故还原性,A错误;的E(1.51V)大于的E(0.54V),会氧化,故酸化高锰酸钾不可用氢碘酸,B错误;/的E(0.151V)小于的E(0.54V),氧化性弱于,不能氧化生成,溶液不会变蓝,C错误;还原性,先氧化0.6mol消耗0.3mol,剩余0.1mol可氧化0.2mol生成,滴加KSCN溶液变红,D正确;故选D。
9.(25-26高一下·湖南衡阳·阶段检测)已知还原性:Fe2+>Br-,向含有amolFeBr2的溶液中,通入xmolCl2,下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是
A.x=0.5a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
C.x=0.8a,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
【答案】C
【解析】已知还原性:,故将通入溶液中,先氧化,再氧化;时,与恰好完全反应,离子方程式为,A正确;时,先与发生反应,另外再与溴离子发生反应,参加反应的与的物质的量之比为1:1,即,B正确;当时,先与发生反应 ,剩余与溴离子发生反应,离子方程式为,C错误;时,氯气恰好将两种离子全部氧化:,D正确。故选C。
10.(25-26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
【解析】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;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;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; 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。
素养提升
11.(25-26高一上·广西玉林·期中)有下列三个反应:① Cl2+FeI2=FeCl2+I2 ② 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ③ Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O ;下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2
B.还原性I->Fe2+>Br-
C.根据反应①一定可以推理得到Cl2+FeBr2=FeCl2+Br2
D.在反应③中还原剂与氧化产物的分子个数比为6︰1
【答案】B
【解析】三个反应中元素化合价升高所在的产物是I2、Fe3+、Cl2,它们是氧化产物,A错误;氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,且同一种氧化剂与多种具有还原性的微粒反应时,还原性强的微粒先被氧化,根据反应①可知,还原性I->Fe2+,在反应②中, Fe2+>Br-,B正确;根据氧化性顺序:Cl2>Br2>Fe3+,Cl2和FeBr2反应时,氯气既能氧化溴离子又能氧化亚铁离子,先氧化Fe2+生成Fe3+,C错误;在反应③中,还原剂为HCl,参加反应的6个HCl分子中作为还原剂的只有2个,氧化产物为Cl2 ,故还原剂与氧化产物的分子个数比为2︰1,D错误;故选B。
12.(25-26高一下·浙江舟山·阶段检测)二氧化氯是一种高效消毒剂,在水处理中可将废水中的氧化为,自身被还原为,其离子方程式为:____________(部分微粒未给出)。下列说法正确的是
A.,
B.氧化性:
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D.当生成时,转移5电子
【答案】D
【分析】Cl元素在中化合价为+4,被还原为时化合价降低为-1,补全缺项反应物为,生成物为,配平得到完整离子方程式。
【解析】由配平的离子方程式可知,,A错误;氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,该反应中是氧化剂,是氧化产物,故氧化性,B错误;该反应中氧化产物为,还原产物为,二者物质的量之比为,C错误;每个Cl原子得到5个电子生成,因此生成1mol 时,转移5mol电子,D正确;故选D。
13.(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:。
【解析】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;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;配平后的离子方程式为,可知的系数是6,C正确;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。
14.(25-26高一下·河北邯郸·期末)亚硝酸钠(NaNO2)具有致癌作用,许多腌制食品中含NaNO2.酸性KMnO4溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为: + +H+→Mn2++ +H2O(未配平),下列叙述错误的是
A.生成1个Mn2+,转移电子为5个 B.该反应中氮元素被氧化
C.配平后,水的化学计量数为6 D.反应中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶5
【答案】C
【分析】反应中锰元素化合价由+7变为+2、氮元素化合价由+3变为+5,结合电子守恒,反应为:;
【解析】锰元素化合价由+7变为+2,生成1个Mn2+,转移电子为5个,A正确;氮元素化合价由+3变为+5,被氧化,B正确;配平后,水的化学计量数为3,不是6,C错误;氧化剂,还原剂为,个数之比为2:5,D正确;故选C。
15.(25-26高一上·浙江台州·期末)工业上常用黄铁矿()还原,反应原理为,下列说法正确的是
A.为氧化剂 B.可用替代
C.反应后溶液的pH增大 D.每反应120 g ,转移15 mol电子
【答案】B
【解析】在反应中硫元素被氧化(从-1价升至+6价),铁元素价态不变,因此作为还原剂,而非氧化剂,A错误;具有还原性,可将还原为,反应为:,因此可用替代,B正确;题干中反应生成,溶液中浓度增加,pH减小,C错误;120 g 为1 mol,反应中每个硫失7个电子,共失14 mol电子,得电子,14 mol 共得14 mol电子,电子转移为14 mol,D错误;故选B。
16.(25-26高一上·湖北十堰·期中)用元素M制备化合物R的反应为:,下列叙述中正确的是
A.根据电荷守恒定律,可推出
B.可能是
C.R中M元素的化合价是+3
D.被氧化与未被氧化的的质量比为2:1或1:2
【答案】A
【解析】由题干知为电中性的化合物,根据电荷守恒,反应式左右两边总电荷数相等,即,解得,A正确;反应中的O元素由0价降低到-2价,1个得,中的S元素由+2价升高到+价,2个失,根据电子得失守恒,需要失电子作还原剂,而中的元素为最高价价,无法失电子被氧化,故不可能是,B错误;由原子守恒可知R为,可表示为,有、两种价态,平均价态为,并非均为,C错误;反应中1个共得,2个共失,故根据电子得失守恒,个中有个失电子被氧化为价,个价态不变,被氧化与未被氧化的质量比仅为,D错误;故选A。
17.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)已知SiH4中硅的化合价是+4价,关于反应:4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是
A.SiO2是氧化产物
B.每生成1个H2O,转移4个电子
C.SiH4发生还原反应
D.H2O既不是氧化产物,也不是还原产物
【答案】B
【解析】根据反应方程式,硅元素的化合价一直是+4价,A错误;根据反应方程式可知,SiH4中氢元素的化合价由-1价升为+1价,每生成1个H2O,转移4个电子,B正确;该反应中氢元素化合价由-1价升为+1价,故SiH4发生氧化反应,C错误;根据反应方程式可知,该反应中氢元素化合价由-1价升为+1价,故水是氧化产物,D错误;故选B。
18.(25-26高一上·江苏南京·期中)某温度下,将 I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定溶液中IO-与IO的个数之比是2∶3.下列说法错误的是
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.该反应中还原产物为KI
C.该反应中,I2的还原性大于KIO和KIO3的还原性
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的原子个数之比是5∶17
【答案】D
【解析】反应中只有碘元素化合价发生变化,部分碘元素化合价升高、部分降低,因此I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂,A正确;还原产物是氧化剂得电子化合价降低得到的产物,反应中碘元素化合价降低生成KI,因此还原产物为KI,B正确;氧化还原反应中还原剂的还原性大于氧化产物的还原性,该反应中I2是还原剂,KIO和KIO3是氧化产物,因此I2的还原性大于KIO和KIO3的还原性,C正确;设的物质的量为2 mol,的物质的量为3 mol,则被氧化的碘元素总物质的量为,失电子总物质的量为,根据电子守恒,被还原的碘元素得电子总物质的量为17 mol,每个被还原的碘原子得1个电子,因此被还原的碘元素物质的量为17 mol,被还原与被氧化的碘元素原子个数比为17:5,D错误;故选D。
18.(25-26高一上·天津滨海新区·期中)在的离子方程式中,化学计量数x和n的值分别是
A.6,4 B.8,8 C.4,4 D.10,1
【答案】C
【解析】分析题目离子方程式,M的化合价由+2价变为+3价,氧元素化合价由0价变为-2价,该反应属于氧化还原反应,根据氧化还原反应得失电子守恒规律、电荷守恒和元素守恒进行配平,离子方程式为,则n=4,x=4,y=2,故答案选C。
19.(25-26高一上·重庆·期中)二氧化氯是一种新型消毒剂,目前国内部分自来水厂已经换用二氧化氯进行消毒。以下是使用硫铁矿制备二氧化氯的一种方法(未配平):。已知中硫原子间结合方式与中氧原子结合方式相同,以下说法正确的是
A.在反应中作氧化剂
B.中阴阳离子个数比为1:2
C.每有1个参与反应,该反应转移15个电子
D.配平后化学计量数为6
【答案】C
【解析】反应中Fe和S的化合价升高,FeS2在反应中作还原剂,故A错误;FeS2中硫原子间结合方式与Na2O2中氧原子结合方式相同,因此FeS2中阴阳离子个数比为1:1,故B错误;Fe的化合价由+2升高为+3,S的化合价由-1升高为+6,每有1个FeS2参与反应,该反应转移15个电子,故C正确;根据氧化还原反应的配平方法配平后该反应为:15ClO+FeS2+14H+=15ClO2↑+Fe3++2SO+7H2O,配平后H2O化学计量数为7,故D错误;故选:C。
20.(25-26高一上·浙江丽水·阶段检测)高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的离子方程式为:,下列说法不正确的是
A.在反应中失去电子,被氧化,还原产物是
B.氧化性强弱:
C.离子方程式中,
D.每生成15个分子,转移的电子数是18
【答案】A
【解析】铁元素化合价由+3价升高到+6价,在反应中失去电子,被氧化,氧化产物是,故A错误;,ClO-是氧化剂、是氧化产物,氧化性,故B正确;根据电荷守恒,,根据氢元素守恒,,故C正确;铁元素化合价由+3升高为+6,根据,生成5个分子,同时生成2个转移6个电子,则每生成15个分子,转移的电子数是18,故D正确;故选A。
迁移创新
21.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)一定条件下,可发生反应:,下列关于该反应的说法正确的是
A. B.为氧化剂,发生氧化反应
C.随着反应的进行,溶液酸性减弱 D.还原剂与还原产物的化学计量数之比为2:3
【答案】D
【解析】根据电荷守恒可知,右边正负电荷中和,左边2x=3×2,,A错误;中Pb从+4价到+2价,为氧化剂,发生还原反应,B错误;随着反应的进行,反应生成的增多,溶液酸性增强,C错误;氧化剂是PbO2,R3+是还原剂,PbSO4是还原产物,还原剂与还原产物的化学计量数之比为2:3,D正确;故选D。
22.(25-26高一上·河南·期末)在盐酸介质中,用金属锌可将As2O3直接还原成AsH3气体,反应为(未配平,中As为-3价),下列说法错误的是
A.方框内的化学式为且系数为3
B.还原性:Zn>
C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3
D.HCl在反应中体现酸性
【答案】C
【解析】根据题干条件,中的As为+3价,中As为-3价,Zn从0价升至+2价,结合电子守恒和质量守恒可以将方程式配平为:,题干方框内的化学式为且系数为3,A正确;Zn元素在反应过程中失去电子,Zn是还原剂,元素在反应过程中得到电子,是氧化剂,生成还原产物,根据强弱规律,Zn的还原性强于,B正确;由选项B分析可知,是氧化剂,Zn是还原剂,结合反应方程式可知,二者的物质的量之比为1:6,C错误;在反应过程中,HCl提供与反应生成,同时提供与结合生成,氢元素和氯元素化合价均未发生变化,因此HCl在反应中只体现了酸性,D正确;故选C。
23.(25-26高一上·山东临沂·期末)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(,其中S的化合价为)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:下列说法正确的是
A.使用雌黄颜料的油画可保存在通风、光线良好处
B.反应Ⅰ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅱ中,氧化转移28 mol电子
D.参加反应的的量相等时,反应Ⅰ消耗的水比反应Ⅱ消耗的水多
【答案】C
【分析】从图中可以看出,As2S3(s)在空气中发生两个反应:、As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,据此分析;
【解析】通风、光线良好处,O2充足且空气中存在水蒸气,又有自然光作用,易发生反应Ⅱ,雌黄颜料易发生氧化,油画难以保存,A错误;反应Ⅰ中,元素As的价态不变,元素S的价态升高,被氧化,B错误;As由+3价升高到+5价,S由-2价升高到+6价,则1 mol As2S3失电子2×2 mol+3×8 mol=28 mol,C正确;由方程式可知,参加反应的的量相等时,反应Ⅰ消耗的水比反应Ⅱ消耗的水少,D错误;故选C。
24.某反应中反应物与生成物有KClO3、K2SO4、H2C2O4、CO2、H2SO4、H2O和一种氧化物X。
(1)已知KClO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是____________________。
(2)已知0.2 mol KClO3在反应中得到0.2 mol电子生成X,则X的化学式为_____________。
(3)根据上述反应可推知________(填字母)。
a.氧化性:KClO3>CO2 b.氧化性:CO2>KClO3
c.还原性:H2C2O4>X d.还原性:X>H2C2O4
(4)写出该反应的离子方程式,并用单线桥表示上述反应中电子转移的情况:__________________________________________________________________________。
【答案】(1)H2C2O4 (2)ClO2 (3)ac (4)+2H+===2CO2↑+2H2O+2ClO2↑
【解析】(1)KClO3在反应中得到电子,Cl元素的化合价降低,则在反应中H2C2O4中C元素的化合价升高,失电子,作还原剂。(2)设X中氯元素的化合价为x,则0.2 mol×(5-x)=0.2 mol,所以x=+4,故X为ClO2。(3)在反应中,氧化剂为KClO3,还原剂为H2C2O4,氧化产物为CO2,还原产物为ClO2,由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:KClO3>CO2,由还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知,还原性:H2C2O4>X(ClO2)。(4)该反应的离子方程式:2ClO+H2C2O4+2H+===2CO2↑+2H2O+2ClO2↑,反应中Cl元素的化合价由+5价降低至+4价,C元素的化合价由+3价升高至+4价,则用单线桥法表示其电子转移的方向及数目:+2H+===2CO2↑+2H2O+2ClO2↑。
25.(1)一定条件下,RO和氟气(F2)可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是________价。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
三个反应中,一定不可能实现的是__________(填序号);在反应①中若消耗15 g NO,转移电子________mol。
(3)已知I和Cl2发生如下反应I+Cl2+H2O―→Cl-+IO+H+。若I与Cl2的系数之比为1∶8,则x的值为________。
【答案】(1)+5 (2)② 0.5 (3)3
【解析】(1)根据电荷守恒可知n等于1,则RO中,元素R的化合价是+5价。(2)若②能发生则只能失电子,根据得失电子守恒可知,②不可能实现。在反应①中若消耗15 g NO,即NO的物质的量为0.5 mol,再根据配平后反应①4NO+2HNO3===3N2O3+H2O,当4 mol NO参加反应时,转移电子的物质的量为4 mol,则0.5 mol NO参与反应时转移电子0.5 mol。(3)根据I与Cl2的系数之比为1∶8,根据原子守恒配平反应方程式为I+8Cl2+3xH2O===16Cl-+xIO+6xH+,再根据电荷守恒可知x的值为3。
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第二章
元素与物质世界
第三节 氧化还原反应
第4课时 氧化还原反应的重要规律和配平
课标要点
1.认识氧化还原反应中的守恒规律,并学会配平氧化还原反应方程式。
2.认识氧化还原反应中的先后规律,会判断物质的稳定性和反应顺序。
3.认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。
4.根据氧化还原反应守恒规律,进行氧化还原反应的计算。
学习重难点
重点:1.掌握氧化还原反应的规律。
2.掌握氧化还原反应的配平。
难点:1.氧化还原反应的计算。
知识点 氧化还原反应的规律及应用
1.“守恒规律”
(1)规律:在氧化还原反应中,化合价有升必有降,电子有得必有失,并且化合价升高的总数与降低的总数相等,失电子总数与得电子总数 。
(2)应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。
2.“价态规律”
(1)规律:元素处于最高价态时,只有 ;元素处于最低价态时,只有 ;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
(2)应用:可对氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物进行分析和判断。
3.“强弱规律”
(1)规律:在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
(2)应用:比较物质的氧化性或还原性的强弱,判断氧化还原反应能否发生。
4.“归中规律”
(1)规律:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,遵循“高价+低价―→中间价”或“只靠拢,不交叉”,可以表示为
例如:H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O中,硫元素的价态变化为,而非
(2)应用:分析氧化产物、还原产物及电子的转移情况,判断氧化还原反应是否发生。
5.“歧化规律”
“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)可发生 ,如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
6.“先后规律”
(1)规律:一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的还原剂优先与氧化剂发生反应。同理,一种还原剂遇到多种氧化剂时, 最强的氧化剂优先与还原剂发生反应。
(2)应用:判断多种物质组成的混合物中,氧化还原反应发生的先后顺序。
随学随练
1.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
C.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
知识点 氧化还原反应方程式的配平
1.配平的基本原则
(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价 。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带 相等。
2.配平的一般步骤
(1)标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出反应前后变价元素的化合价。
+HO3(浓)——O2↑+O2↑+H2O
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化值。
(3)求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)——4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
2.配平的基本方法
(1)正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如:
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数。如:
3+6KOH(热、浓)===2K2 + K2O3+3H2O
化合价降低2×2 化合价升高4
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(3)整体配平法
若某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
如Cu2S+HNO3―→Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,有Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu2S中Cu、S元素化合价均升高,看作一个整体,2+ → (NO3)2+O+H2O4+H2O,配平得3Cu2S+22HNO3===6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。
【方法技巧】
(1)一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(2)自变从右配:对于自身氧化还原反应,一般从右边氧化产物、还原产物配平。
(3)归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(4)部分别忘加:对于部分氧化还原反应,一般先配平得失电子,再加上没有变价的部分。
随学随练
1.水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2O+O2+aOH-===Y+S4O+2H2O,下列有关说法不正确的是( )
A.a=4
B.Y的化学式为Fe2O3
C.反应中S2O是还原剂
D.每有32 g O2参加反应,转移电子的物质的量为4 mol
拓展 得失电子守恒在化学计算中的应用
1.计算的依据
得失电子守恒。
2.守恒法解题的思维流程
①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②找准一个原子或离子得失电子个数(注意化学式中微粒的个数)。
③根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
活学活用
1.硫代硫酸钠可用作脱氯剂,已知25.0 mL 0.10 mol·L-1Na2S2O3溶液恰好把标准状况下112 mL Cl2完全转化为Cl-,则S2O将转化成( )
A.S2- B.S
C.SO D.SO
2.将0.195 g锌粉加入20.0 mL 0.100 mol·L-1的MO溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是( )
A.M B.M2+
C.M3+ D.MO2+
题型 守恒规律
▌例1 ClO2常温下为易溶于水且不与水反应的气体,被称为“第四代”饮用水消毒剂。因其高效率、无污染而被广泛使用。工业上利用ClO2制备更稳定的NaClO2,涉及测定产品中NaClO2纯度的反应之一为ClO+4I-+4H+===2H2O+2I2+Cl-,杂质不与I-反应。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.该反应在碱性条件下发生
B.NaClO2为氧化剂
C.生成1 mol I2时转移电子的物质的量为4 mol
D.ClO中Cl元素的化合价为+4价
▌对点练1-1 R2O在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO,若反应中R2O变为RO,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2,则n为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
▌对点练1-2 根据S2O+2e-―→2SO、Mn2++4H2O―→MnO+8H++5e-,推测氧化1.5NA个Mn2+需S2O的数量为( )
A.1.5NA B.3.75NA
C.3.25NA D.3.125NA
题型 价态规律
▌例2 在反应KIO3+6HI===3I2+KI+3H2O中,被氧化与被还原的碘原子个数之比为( )
A.1∶1 B.1∶6 C.1∶5 D.5∶1
▌对点练1-1 已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是( )
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
▌对点练1-2 已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中氯元素化合价由低到高的顺序是( )
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
题型 先后规律
▌例3 多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是( )
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能确定
▌对点练1-1 已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
C.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
▌对点练1-2 PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+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.Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
B.10Cl-+2MnO+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
D.5Pb2++2MnO+2H2O===5PbO2+2Mn2++4H+
题型 氧化还原反应的配平
▌例4 (25-26高一上·江西南昌·期中)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的离子方程式为(方程式未配平),下列说法不正确的是
A.该条件下氧化性强弱:
B.方程式中:
C.氧化产物、还原产物的物质的量之比为3:2
D.每转移12mol电子生成10molH2O
▌对点练1-1 (25-26高一上·山东济宁·期中)草酸()是一种二元弱酸,可以使酸性高锰酸钾褪色,其离子方程式为__________(未配平)。下列叙述不正确的是
A.发生氧化反应的为 B.每消耗6mol ,转移电子
C.还原性: D.配平后离子方程式右侧横线内的产物是
▌对点练1-2 (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
基础通关
1.(25-26高一上·广西南宁·阶段检测)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:。下列有关该反应的说法不正确的是(提示:NF3中F显-1价)
A.NF3既是氧化剂又是还原剂 B.HF是还原产物
C.氧化剂和还原剂的个数之比为2:1 D.每生成1个HNO3分子,反应中转移2个电子
2.关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成4个I2时,转移7个电子
D.还原剂与氧化剂的数目之比为1∶7
3.(25-26高一上·河南·学业考试)工业上常用绿矾()处理含有重铬酸根离子()的废水,反应的离子方程式为:。下列有关说法正确的是
A.得到电子 B.发生氧化反应
C.是氧化剂 D.中铬元素显价
4.(25-26高一上·甘肃定西·期末)将少量加入滴有酚酞溶液的蒸馏水中,可观察到固体逐渐溶解并有气体生成,溶液先变红后褪色;向反应后的溶液中加入少量,有气体生成。下列说法正确的是
A.与的反应中,作氧化剂
B.该实验中生成的气体均能使燃烧的木条熄灭
C.加入少量有气体生成,是因为反应后的溶液中含有
D.溶液先变红后褪色,是因为的水溶液呈碱性且具有漂白性
5.(25-26高一上·海南海口·阶段检测)关于反应,下列说法不正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂
B.硫酸只体现酸性
C.被氧化与被还原的硫原子个数之比为1∶1
D.1个 发生反应,转移3个电子
6.(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
7.(25-26高一上·广东东莞·期中)已知反应:①;②;③。下列说法错误的是
A.还原性:
B.反应①中氧化产物和还原产物的个数比为
C.反应②中作氧化剂,反应③中为氧化产物
D.根据以上反应,向酸性高锰酸钾溶液中滴加浓盐酸溶液,推测溶液不会褪色
8.(25-26高一下·河南新乡·阶段检测)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“E”表示),E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强,E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
/
0.77
/
1.36
/(或)
1.69
/
0.151
/
1.51
/
0.54
根据表格数据分析,下列说法正确的是
A.还原性:
B.酸化高锰酸钾溶液时,可使用氢碘酸
C.往淀粉-KI溶液中滴加溶液,可发生的反应(可观察到溶液变蓝)
D.向含0.3 mol 的酸性溶液中加0.4 mol ,滴加溶液,可观察到溶液变红
9.(25-26高一下·湖南衡阳·阶段检测)已知还原性:Fe2+>Br-,向含有amolFeBr2的溶液中,通入xmolCl2,下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是
A.x=0.5a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
C.x=0.8a,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
10.(25-26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
素养提升
11.(25-26高一上·广西玉林·期中)有下列三个反应:① Cl2+FeI2=FeCl2+I2 ② 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ③ Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O ;下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2
B.还原性I->Fe2+>Br-
C.根据反应①一定可以推理得到Cl2+FeBr2=FeCl2+Br2
D.在反应③中还原剂与氧化产物的分子个数比为6︰1
12.(25-26高一下·浙江舟山·阶段检测)二氧化氯是一种高效消毒剂,在水处理中可将废水中的氧化为,自身被还原为,其离子方程式为:____________(部分微粒未给出)。下列说法正确的是
A.,
B.氧化性:
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D.当生成时,转移5电子
13.(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
14.(25-26高一下·河北邯郸·期末)亚硝酸钠(NaNO2)具有致癌作用,许多腌制食品中含NaNO2.酸性KMnO4溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为: + +H+→Mn2++ +H2O(未配平),下列叙述错误的是
A.生成1个Mn2+,转移电子为5个 B.该反应中氮元素被氧化
C.配平后,水的化学计量数为6 D.反应中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶5
15.(25-26高一上·浙江台州·期末)工业上常用黄铁矿()还原,反应原理为,下列说法正确的是
A.为氧化剂 B.可用替代
C.反应后溶液的pH增大 D.每反应120 g ,转移15 mol电子
16.(25-26高一上·湖北十堰·期中)用元素M制备化合物R的反应为:,下列叙述中正确的是
A.根据电荷守恒定律,可推出
B.可能是
C.R中M元素的化合价是+3
D.被氧化与未被氧化的的质量比为2:1或1:2
17.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)已知SiH4中硅的化合价是+4价,关于反应:4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是
A.SiO2是氧化产物
B.每生成1个H2O,转移4个电子
C.SiH4发生还原反应
D.H2O既不是氧化产物,也不是还原产物
18.(25-26高一上·江苏南京·期中)某温度下,将 I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定溶液中IO-与IO的个数之比是2∶3.下列说法错误的是
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.该反应中还原产物为KI
C.该反应中,I2的还原性大于KIO和KIO3的还原性
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的原子个数之比是5∶17
18.(25-26高一上·天津滨海新区·期中)在的离子方程式中,化学计量数x和n的值分别是
A.6,4 B.8,8 C.4,4 D.10,1
19.(25-26高一上·重庆·期中)二氧化氯是一种新型消毒剂,目前国内部分自来水厂已经换用二氧化氯进行消毒。以下是使用硫铁矿制备二氧化氯的一种方法(未配平):。已知中硫原子间结合方式与中氧原子结合方式相同,以下说法正确的是
A.在反应中作氧化剂
B.中阴阳离子个数比为1:2
C.每有1个参与反应,该反应转移15个电子
D.配平后化学计量数为6
20.(25-26高一上·浙江丽水·阶段检测)高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的离子方程式为:,下列说法不正确的是
A.在反应中失去电子,被氧化,还原产物是
B.氧化性强弱:
C.离子方程式中,
D.每生成15个分子,转移的电子数是18
迁移创新
21.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)一定条件下,可发生反应:,下列关于该反应的说法正确的是
A. B.为氧化剂,发生氧化反应
C.随着反应的进行,溶液酸性减弱 D.还原剂与还原产物的化学计量数之比为2:3
22.(25-26高一上·河南·期末)在盐酸介质中,用金属锌可将As2O3直接还原成AsH3气体,反应为(未配平,中As为-3价),下列说法错误的是
A.方框内的化学式为且系数为3
B.还原性:Zn>
C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3
D.HCl在反应中体现酸性
23.(25-26高一上·山东临沂·期末)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(,其中S的化合价为)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:下列说法正确的是
A.使用雌黄颜料的油画可保存在通风、光线良好处
B.反应Ⅰ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅱ中,氧化转移28 mol电子
D.参加反应的的量相等时,反应Ⅰ消耗的水比反应Ⅱ消耗的水多
24.某反应中反应物与生成物有KClO3、K2SO4、H2C2O4、CO2、H2SO4、H2O和一种氧化物X。
(1)已知KClO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是____________________。
(2)已知0.2 mol KClO3在反应中得到0.2 mol电子生成X,则X的化学式为_____________。
(3)根据上述反应可推知________(填字母)。
a.氧化性:KClO3>CO2 b.氧化性:CO2>KClO3
c.还原性:H2C2O4>X d.还原性:X>H2C2O4
(4)写出该反应的离子方程式,并用单线桥表示上述反应中电子转移的情况:__________________________________________________________________________。
25.(1)一定条件下,RO和氟气(F2)可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是________价。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
三个反应中,一定不可能实现的是__________(填序号);在反应①中若消耗15 g NO,转移电子________mol。
(3)已知I和Cl2发生如下反应I+Cl2+H2O―→Cl-+IO+H+。若I与Cl2的系数之比为1∶8,则x的值为________。
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