内容正文:
第3节 氧化还原反应
第1课时 认识氧化还原反应
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子转移。
2.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
知识点一 氧化还原反应的基本概念
1.氧化还原反应
(1)特征
①氧化反应:在氧化还原反应中,反应物所含某种(或某些)元素化合价 升高 的反应。
②还原反应:在氧化还原反应中,反应物所含某种(或某些)元素化合价 降低 的反应。
(2)定义:在反应过程中有 元素化合价变化 的化学反应称为氧化还原反应。
(3)实质:所有的氧化还原反应中都存在着电子转移, 电子转移 是氧化还原反应的实质。
①氧化反应:物质所含原子或离子 失去 电子的反应。
②还原反应:物质所含原子或离子 得到 电子的反应。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
材料一
我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将高分九号05星送入预定轨道。长征二号火箭系列采用最常见的液体推进剂,主要成分为偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)
材料二
长征五号遥四运载火箭将我国首颗火星探测器“天问一号”送入预定轨道。长征五号系列运载火箭,又称“冰箭”,采用液氢液氧作为推进剂
【交流讨论】
1.用化学方程式表示长征五号推进剂工作的反应原理,该反应是否为氧化还原反应?
提示:2H2+O22H2O;该反应有元素化合价变化,属于氧化还原反应。
2.请标出长征二号火箭推进剂两种化合物C2H8N2、N2O4中各元素的化合价。
提示: 。
3.有单质参加或生成的化学反应是否一定是氧化还原反应?
提示:不一定,例如金刚石转化为石墨的反应不属于氧化还原反应。
1.氧化还原反应的两组概念
(1)氧化反应与还原反应
反应类型
化合价变化
电子转移
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应
物质所含元素原子或离子失去电子的反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应
物质所含元素原子或离子得到电子的反应
(2)氧化产物与还原产物
生成物
2.氧化还原反应的特征和实质
1.氧化还原反应与四个基本反应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.Cl2+2NaI2NaCl+I2
B.3O22O3
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
D.NaH+H2ONaOH+H2↑
解析:D Cl2+2NaI2NaCl+I2是置换反应,A不符合题意;3O22O3属于非氧化还原反应,B不符合题意;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3属于化合反应,C不符合题意;NaH+H2ONaOH+H2↑不属于置换反应、化合反应、分解反应,属于氧化还原反应,D符合题意。
2.有反应:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。
(1)该反应所属的基本反应类型是置换反应。
(2)在反应中铁元素的化合价变化是 由+3价降低为0价 ,该元素的原子 得到 (填“失去”或“得到”)电子。
(3)发生氧化反应的是 Al ,发生还原反应的是 Fe2O3 。
解析:该反应所属的基本反应类型是置换反应;反应中Al元素化合价由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化,发生氧化反应的是Al,Fe2O3中Fe元素的化合价由+3价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原,则发生还原反应的是Fe2O3。
3.(教材改编题)下列化学反应都与盐酸有关。
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3
③Zn+2HClZnCl2+H2↑
④2HClH2↑+Cl2↑
上述反应中盐酸既被氧化又被还原的是 ④ ,被氧化且起酸性作用的是 ① ,被还原且起酸性作用的是 ③ ,只起酸性作用的是 ② 。
知识点二 氧化还原反应电子转移的表示方法
我国在海南商业航天发射场,用长征十二号运载火箭成功发射卫星互联网低轨13组卫星,首次实现“零窗口”发射。长征十二号火箭的燃料之一是高氯酸铵(NH4ClO4)和铝粉的固体混合物。点燃时发生的化学反应方程式为①4Al+3O22Al2O3;②2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑。
【交流讨论】
1.分析反应①4Al+3O22Al2O3中,失去电子的物质: ,得到电子的物质: ,转移电子数: 。
提示:Al O2 12
2.分析反应②2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑,被氧化的元素: ,被还原的元素: ,氧化产物: ,还原产物: 。
提示:N、O Cl N2、O2 Cl2
3.用双线桥法和单线桥法表示出反应①中电子转移的方向和数目。
提示:双线桥法:
单线桥法:
2Al2O3
双线桥法
单线桥法
含义
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况
表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况
基本
步骤
双线桥法
单线桥法
注意
事项
①箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素
②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。得到与失去的电子总数相等
①不需要标明“得到”或“失去”,只标明电子转移数目
②要用箭头标明电子转移的方向
③箭头由反应物中失去电子元素原子指向得到电子元素原子
巧记
口诀
先标化合价,再看价变化;
起止同元素,桥上标变化
先确定变价元素,再计算价态变化;
桥上标明电子数,箭头还原到氧化
示例
2Fe+3CO2
1.(2026·广东珠海高一期中)下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( )
解析:B A项应为+3H2O;
2.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)用双线桥法表示电子转移的方向和数目:。
(2)用单线桥法表示电子转移的方向和数目:
。
(3)若3 mol Cu参加反应,则该过程中转移的电子是 6 mol。
解析:该反应中铜元素化合价变化是0价→+2价,1 mol Cu参加反应失去2 mol电子;HNO3中部分氮元素由+5价→+2价,生成1 mol NO,转移 3 mol电子。1 mol Cu参加反应失去2 mol电子,故3 mol Cu参加反应失去6 mol电子。
3.(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目(若不是氧化还原反应,则不作答)。
①2Na+Cl22NaCl;
②NaOH+HClNaCl+H2O 。
(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目(若不是氧化还原反应,则不作答)。
①BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl;
②Fe+2HClFeCl2+H2 。
(3)已知:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
①标出该反应中电子转移的方向和数目 ;
②该反应中 Fe2O3 被还原, CO 被氧化。
解析:首先分析各个反应中元素化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。
(3)反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中,Fe2O3中的Fe元素的化合价由+3价变为0价,化合价降低,得电子,被还原;CO中C元素的化合价由+2价变为+4价,化合价升高,失电子,被氧化;①该反应中电子转移的方向和数目表示为2Fe+3CO2;②根据上述分析,该反应中Fe2O3被还原,CO被氧化。
能力培养 判断氧化还原反应的有关概念(理解与辨析)
我国政府对碘缺乏病相当重视,为了消除碘缺乏病,规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘,可用如下反应:
KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O
1.根据氧化还原反应的相关概念,请分别指出该反应的氧化产物、还原产物,说出你的理由。
提示:氧化还原反应KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O中,KIO3中I的化合价降低,被还原,得到还原产物I2,KI中I的化合价升高,被氧化,得到氧化产物I2。
2.请分别用单线桥法和双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目;利用所得的信息分析,如果反应中转移0.5 mol电子,则生成I2的物质的量为多少?
提示:氧化还原反应KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O中,化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=5,双线桥法标注电子转移情况如下:
单线桥法标注电子转移情况如下:
在上述反应中,转移5 mol电子生成碘单质的物质的量是3 mol,所以如果反应中转移0.5 mol电子,则生成I2的物质的量为0.3 mol。
氧化还原反应概念之间的关系
【迁移应用】
1.某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图(如图),由图可知在该反应中( )
A.被氧化 B.被还原
C.是氧化产物 D.是还原产物
解析:A 失去电子,被氧化,是氧化产物。
2.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①Cr+2HClCrCl2+H2↑、②4CrCl2+4HCl+O24CrCl3+2H2O,下列叙述中正确的是( )
A.反应①②均属于置换反应
B.HCl在反应①②中均发生还原反应
C.反应①中HCl被氧化
D.溶液颜色由蓝变绿是因为Cr2+发生氧化反应
解析:D 置换反应除了要有单质参加反应,还必须有单质生成,反应②不符合,A错误;在反应②中HCl的两种元素无价态变化,B错误;反应①HCl中H元素化合价降低,被还原,C错误;反应②中Cr2+被O2氧化生成Cr3+,导致溶液颜色由蓝变绿,D正确。
3.(2026·河南郑州高一期中)已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)被氧化的元素是 Cu (填化学符号,下同),被还原的元素是 N ,发生氧化反应的物质是 Cu ,发生还原反应的物质是 HNO3 。
(2)用双线桥法表示反应中电子得失的方向和数目:。
(3)在上述反应中,被还原的硝酸与未被还原的硝酸质量比为1∶3。
解析:(1)由反应的化学方程式可知,Cu元素化合价升高,由0价变为+2价,被氧化;部分N元素化合价降低,由+5价变为+2价,被还原,故Cu发生氧化反应,部分HNO3发生还原反应。
(2)用双线桥法表示反应中电子得失的方向和数目为。
(3)由化学方程式可知,8个硝酸分子参加反应,其中有2个硝酸分子中N元素化合价降低被还原,剩下6个硝酸分子中N元素化合价不变未被还原,所以被还原的硝酸与未被还原的硝酸质量之比为1∶3。
1.(2026·河南商丘高一期中)厨房化学是化学与生活紧密联系的事实之一,下列变化过程属于氧化还原反应的是( )
A.小苏打作发酵粉
B.将糯米饭敲打成糍粑团
C.天然气燃烧
D.用醋中和松花蛋的碱味
解析:C 小苏打作发酵粉的原理为碳酸氢钠受热分解,不属于氧化还原反应,A项错误;将糯米饭敲打成糍粑团属于物理变化,B项错误;燃烧属于氧化还原反应,C项正确;醋中和松花蛋的碱味为酸碱中和反应,属于复分解反应,不属于氧化还原反应,D项错误。
2.(2026·宁夏银川高一期中)下列反应既是氧化还原反应又是化合反应的是( )
A.Fe+2HClFeCl2+H2↑
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.CuO+H2Cu+H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
解析:D A项,属于置换反应和氧化还原反应;B项,属于分解反应和氧化还原反应;C项,属于置换反应和氧化还原反应。
3.下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl22NaCl+Br2
B.Br2+2NaI2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O
D.HBr+NaOHNaBr+H2O
解析:A 溴化钠中溴元素化合价升高被氧化做还原剂,A符合题意;溴单质中溴元素化合价降低被还原做氧化剂,B不符合题意;溴单质既是氧化剂又是还原剂,被氧化生成溴酸钠,被还原生成溴化钠,C不符合题意;反应属于中和反应,各元素化合价不变,不属于氧化还原反应,D不符合题意。
4.(2026·广东揭阳高一期中)氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂,与水反应可迅速产生H2,其化学反应原理为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.该反应属于置换反应
C.CaH2中氢元素的化合价为-1
D.H2O中的氢元素被氧化
解析:C 反应中氢元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,不是复分解反应,A错误;置换反应是一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物,该反应不是置换反应,B错误;CaH2中钙元素化合价为+2,氢元素的化合价为-1,C正确;H2O中的氢元素从+1价降低到0价,被还原,D错误。
5.二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
制备ClO2有下列两种方法。
方法一:
2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
(1)方法一的离子方程式:2Cl+4H++2Cl-2ClO2↑+Cl2↑+2H2O;
(2)方法二中被氧化的物质是 H2O2 ,若反应中有0.1 mol电子转移,则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为 2.24 L。
在下面的化学方程式上标出电子转移的方向和数目:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。
答案:+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
解析:(1)方法一中的反应只有钠离子和一半的氯离子实际不参加反应,则离子方程式为2Cl+4H++2Cl-2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
(2)2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O中,氧元素的化合价升高,则H2O2为还原剂被氧化,氯元素的化合价由+5价降低为+4价,转移1个电子,反应中有0.1 mol电子转移,则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L;单线桥法标出电子转移的方向和数目+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。
1.下列变化中,未涉及氧化还原反应的是( )
A.蜡烛的燃 烧
B.实验室制氢气
C.适量的碳酸钠加入稀硫酸中
D.铁丝在纯氧中燃烧
解析:C 燃烧过程中元素化合价发生改变,为氧化还原反应,A错误;反应中氢元素、锌元素化合价均发生改变,为氧化还原反应,B错误;碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,没有元素化合价发生改变,不是氧化还原反应,C正确;反应生成四氧化三铁,铁元素、氧元素化合价均发生改变,为氧化还原反应,D错误。
2.下列反应属于氧化还原反应,且水既不被氧化又不被还原的是( )
A.H2O+CaOCa(OH)2
B.2H2O+2Na2NaOH+H2↑
C.3NO2+H2O2HNO3+NO
D.2H2OO2↑+2H2↑
解析:C A中反应没有元素化合价的变化;B中H2O做氧化剂;D中H2O中H元素的化合价降低、O元素的化合价升高,因此水既是氧化剂又是还原剂,D错误。
3.(2026·天津滨海新高一期中)下列反应中电子转移的方向与数目正确的是( )
解析:D A项应为+2H2O;B项应为C项属于非氧化还原反应,没有电子转移。
4.(2026·天津河西高一期中)关于如图NaCl的形成过程,下列说法正确的是( )
A.钠原子失去电子,发生还原反应
B.氯原子得到电子,化合价升高
C.该过程中只有电子的转移,没有化合价的变化
D.NaCl是由Na+和Cl-通过静电作用形成的化合物
解析:D 钠原子失去最外层的1个电子,化合价升高,发生氧化反应,A错误;氯原子得到1个电子,转化为氯离子,化合价由0降低为-1,B错误;有电子的转移,是元素发生化合价的变化的本质,故该过程有电子的转移,也有化合价的变化(钠元素化合价升高、氯元素化合价降低),C错误;NaCl的构成微粒是Na+和Cl-,是Na+和Cl-通过静电作用形成的化合物,D正确。
5.用下列方法均可以制得氧气:①2KClO32KCl+3O2↑,②2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,③2HgO2Hg+O2↑,④2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,若要制得相同质量的氧气,则在反应过程中转移的电子数之比为( )
A.3∶2∶1∶4 B.1∶1∶1∶1
C.2∶1∶2∶2 D.1∶2∶1∶1
解析:C 由反应可知,生成氧气时①、③、④中O元素的化合价均为-2价升高为0价,且氧气为唯一氧化产物,所以生成1 mol O2转移4 mol电子;②中O元素的化合价从-1价升高到0价,且氧气为唯一氧化产物,所以生成1 mol O2转移2 mol电子;所以制得相同质量的氧气(假设是1 mol),反应中电子转移数目之比为4∶2∶4∶4,即2∶1∶2∶2。
6.已知砒霜As2O3与Zn可以发生如下反应:
As2O3+6Zn+6H2SO42AsH3+6ZnSO4+3H2O
(1)请用双线桥法标出电子转移的方向和数目:
。
(2)As2O3在上述反应中 B (填字母)。
A.被氧化
B.被还原
C.既被氧化又被还原
D.既未被氧化又未被还原
(3)该反应的氧化产物是 ZnSO4 ,还原产物是 AsH3 。
(4)若生成0.1 mol AsH3,则转移的电子数为 0.6NA (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
解析:在该反应中Zn的化合价由0价升高到+2价,Zn被氧化,得到氧化产物ZnSO4;砷元素的化合价由+3价降低至-3价,As2O3被还原,得到还原产物AsH3,AsH3和转移的电子总数之间的关系为AsH3~6e-,所以生成 0.1 mol AsH3时转移的电子的物质的量为0.6 mol,其个数为0.6NA。
7.两份等质量的KClO3分别发生下述反应:
①在MnO2催化剂存在时,受热完全分解得到氧气;
②不使用催化剂,加热至470 ℃左右得到KClO4(高氯酸钾)和KCl。
下列关于反应①和②的说法错误的是( )
A.都属于氧化还原反应
B.发生还原反应的元素相同
C.发生氧化反应的元素相同
D.生成KCl的质量不同
解析:C ①2KClO32KCl+3O2↑,Cl元素化合价降低(+5价→-1价),发生还原反应,O元素化合价升高(-2价→0价),发生氧化反应。②4KClO33KClO4+KCl,Cl元素化合价既有升高(+5价→+7价),又有降低(+5价→-1价),既发生氧化反应又发生还原反应。分析两个反应方程式的化学计量数关系可知,等质量的KClO3发生上述两个反应时,生成KCl的质量不等。
8.宋代宋慈著的《洗冤集录》中有关于“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理是4Ag+2H2S+O22X+2H2O。下列说法正确的是( )
A.X的化学式为AgS
B.“银针验毒”时,空气中的氧气失去电子
C.反应中Ag和H2S均发生氧化反应
D.每生成1 mol X,转移2 mol电子
解析:D 根据原子守恒配平方程式:
4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O 转移电子
2 4
氧化反应 还原反应 1 mol 2 mol
9.(2025·杭州高一期中)回答下列问题:
(1)化合价是学习氧化还原反应的基础。写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Ca -1 ,H2O4 +3 ,O3 +3 。
(2)根据氧化还原反应的价态变化规律判断以下三个化学方程式(未配平)可能实现的是 ③ (填序号)。
①NO+NH3N2O3+H2O;②NH3+NOHNO2+H2O;③N2O4+H2OHNO3+HNO2
(3)H2是未来的清洁能源。一种可以利用太阳能制氢的方法如下:
ⅰ.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
ⅱ.Fe3O43Fe+2O2
①反应ⅰ中的氧化剂是 H2O ,氧化产物是 Fe3O4 。
②反应ⅱ在标准状况下制得 1.68 L O2,共转移0.3 mol电子。
③该方法中循环利用的物质是 Fe 。
解析:(1)氢化钙中钙元素的化合价为+2价,氢元素的化合价为—1价;草酸中氢元素的化合价为+1价、氧元素的化合价为—2价,可知碳元素的化合价为+3价;三氧化二氮中,氧元素的化合价为—2价,氮元素的化合价为+3价。
(2)氧化还原反应中元素化合价有升有降,可知反应③可能实现。
(3)①由化学方程式可知,反应ⅰ中氢元素的化合价降低被还原,水是氧化剂,铁元素的化合价升高被氧化,四氧化三铁是氧化产物;
②由化学方程式可知,反应ⅱ中生成2 mol O2时,转移电子的物质的量为8 mol,则转移电子的物质的量为0.3 mol时,生成O2在标准状况下的体积为0.3 mol××22.4 L·mol-1=1.68 L;
③由化学方程式可知,该反应的总化学方程式为铁作催化剂的条件下,利用太阳能分解水生成氢气和氧气,则该方法中循环利用的物质是铁。
10.Ⅰ.储氢碳纳米管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杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应化学方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO43CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。
请回答下列问题:
(1)此反应的氧化产物是 CO2 。
(2)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 A (填字母)。
A.酸性 B.吸水性 C.脱水性
已知碳与浓硫酸在加热条件下反应生成CO2、SO2和H2O,写出该反应的化学方程式:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
Ⅱ.饮用水中的N对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中N的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将N还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH+18H2O10Na[Al(OH)4]+3N2↑。
请回答下列问题:
(3)上述反应中,被氧化的元素 Al ,还原产物是 N2 。
(4)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目:10Al+6NaNO3+4NaOH+18H2O10Na[Al(OH)4]+3N2↑。
答案:
解析:Ⅰ.(1)反应中铬元素的化合价降低被还原,碳元素的化合价升高被氧化,二氧化碳是氧化产物。
(2)由反应的化学方程式可知,反应中硫酸只起酸的作用,表现酸性;在加热条件下,碳与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
Ⅱ.(3)反应中铝元素的化合价升高被氧化,氮元素的化合价降低被还原,氮气是还原产物。
(4)由反应的化学方程式可知,该反应中转移电子数为30,则反应中电子转移的方向和数目为
。
11.(2026·内蒙古乌海高一期中)高铁酸钾(K2FeO4极易溶于水)是常见的水处理剂,其净水原理如图所示。
【查阅资料】 向胶体中加入电解质后,胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以致沉淀,称为电解质对胶体的聚沉作用,简称胶体的聚沉。
请回答下列问题:
(1)从其组成的阳离子来看,K2FeO4属于 钾 盐。
(2)过程①中K2FeO4表现了 氧化 (填“氧化”或“还原”)性,该过程的氧化产物是 灭活细菌 ,过程③属于 物理 变化(填“化学”或“物理”)。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4有 杀菌消毒 和净水的作用。
(4)已知铁与水蒸气发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,请用单线桥法表示电子转移的方向和数目:
,若有16.8 g Fe被氧化,产生H2的质量是 0.8 g。
解析:(1)K2FeO4中的阳离子是钾离子,属于钾盐。
(2)过程①中Fe转化为Fe3+,铁元素化合价降低,故K2FeO4是氧化剂体现氧化性,活细菌是还原剂,则氧化产物是灭活细菌;过程③是发生聚沉过程,没有新物质生成,属于物理变化。
(3)K2FeO4具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂,起到杀菌消毒作用,形成胶体具有吸附悬浮杂质的作用,故K2FeO4有杀菌消毒和净水的作用。
(4)该反应中,H元素的化合价由+1价下降到0,Fe元素化合价升高,3Fe中1Fe由0价上升到+2价,2Fe由0价上升到+3价,3Fe共失去8e-,则用单线桥法表示电子转移的方向和数目:,若有16.8 g Fe即0.3 mol Fe被氧化,产生H2的物质的量为0.4 mol,其质量为0.4 mol×2 g·mol-1=0.8 g。
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