专题3 第一单元 第三课时 氧化还原反应-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册教师用书word(苏教版)
2026-09-23
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教辅
摘要:
本高中化学讲义聚焦氧化还原反应核心知识点,从元素化合价变化特征切入,深入剖析电子转移实质,系统讲解双线桥法与单线桥法表示电子转移,构建氧化剂还原剂判断及氧化性还原性强弱比较的学习支架,形成从概念到应用的完整知识脉络。
该资料以“科学思维”“证据推理”为导向,通过工业冶炼铁、汽车尾气处理等真实情境分析培养宏观辨识与微观探析能力,设计“四个不一定”辨析突破概念误区,练习题融入古诗词和生活实例。课中助力教师系统授课,课后通过分层练习和能力培养模块,辅助学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第三课时 氧化还原反应
1.通过对氧化反应、还原反应的相关概念和实质的学习,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.通过对氧化还原反应的特征——元素化合价的升降的理解,体会氧化还原反应的实质——电子的转移,培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。
3.通过对氧化还原反应中电子转移表示方法的分析,培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
4.会判断常见的氧化剂和还原剂,会比较物质氧化性或还原性的强弱,培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
知识点一 氧化还原反应的基本概念
1.从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应的特征:有元素化合价发生变化。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
以反应2Na+Cl22NaCl为例
微观分析:
(1)氯元素化合价 降低 ,氯原子得电子,Cl2发生 还原 反应,被 还原 。
(2)钠元素化合价 升高 ,钠原子失电子,Na发生 氧化 反应,被 氧化 。
3.氧化还原反应的本质与特征
工业上冶炼铁的化学反应:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(1)反应中各元素的化合价如何变化?指出反应中被氧化的元素和被还原的元素及发生的反应。
提示:反应中碳元素的化合价由+2+4价,铁元素的化合价由+30价;碳元素被氧化发生氧化反应,铁元素被还原发生还原反应。
(2)指出反应的氧化剂、还原剂和其相应的反应产物。
提示:氧化剂是Fe2O3,其还原产物为单质铁;还原剂是CO,其氧化产物为CO2。
1.氧化还原反应概念之间的关系
2.氧化还原反应中的四个“不一定”
(1)在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变,故不一定所有的元素都发生氧化还原反应。如反应Fe+CuSO4Cu+FeSO4中,Fe、Cu元素的化合价变化,S、O元素的化合价不变。
(2)在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如反应Cl2+H2OHCl+HClO中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(3)元素由化合态(化合物)转变为游离态(单质)不一定是被还原。如HClCl2是被氧化,CuOCu是被还原。
(4)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如2O33O2。
3.氧化剂、还原剂与氧化性、还原性
(1)氧化剂与还原剂
在氧化还原反应中,失去电子(所含元素化合价升高)的物质是还原剂;得到电子(所含元素化合价降低)的物质是氧化剂。
(2)氧化性与还原性
氧化剂得到电子,表现氧化性;还原剂失去电子,表现还原性。
(3)氧化性与还原性强弱判断
物质得到电子的能力越强,氧化性越强;物质失去电子的能力越强,还原性越强。物质氧化性、还原性强弱与其得、失电子数目多少无关。
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
活泼非金属单质
氧气、氯气
H2O、Cl-
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀硝酸
NO2、SO2、NO
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、FeCl3
Mn2+、Cl-、Fe2+
含高价态元素的氧化物
MnO2
Mn2+
过氧化物
Na2O2、H2O2
OH-、H2O
(2)常见的还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金属单质
Al、Fe、Zn
Al3+、Fe2+(或Fe3+)、Zn2+
某些非金属单质
H2、C
H2O、CO2
含低价态元素的氧化物
CO、SO2
CO2、SO3或S
含低价态元素的盐
KI、Na2SO3、FeSO4
I2、Na2SO4、Fe2(SO4)3
含低价态元素的酸
H2S、H2SO3
S或SO2、H2SO4
(3)常见的既可作氧化剂又可作还原剂的物质:H2O2、Fe2+、SO2、H2SO3等。
1.(2026·江苏盐城中学高一月考)古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富,下列诗句涉及氧化还原反应的是( )
A.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
B.千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金
C.粉身碎骨浑不怕,要留青白在人间
D.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴
解析:A 蜡炬燃烧属于氧化还原反应,A正确。
2.(2026·前黄高级中学高一月考)下列反应属于氧化还原反应,但H2O既不作氧化剂,也不作还原剂的是( )
A.Cl2+H2OHCl+HClO
B.2Na+2H2O2NaOH+H2↑
C.2F2+2H2O4HF+O2
D.CaO+H2OCa(OH)2
解析:A A项,Cl元素的化合价既升高,又降低,H2O中H和O的化合价没有变化,所以Cl2既是氧化剂,又是还原剂,H2O既不作氧化剂,也不作还原剂,正确;B项,H2O作氧化剂,错误;C项,H2O作还原剂,错误;D项,该反应不属于氧化还原反应,错误。
3.对于反应H2+CuOCu+H2O的认识正确的是( )
A.H2中的H元素化合价降低
B.H2是氧化剂
C.H2O是氧化产物
D.CuO是还原剂
解析:C 该反应中H元素的化合价由0价变为+1价,化合价升高,所以氢气为还原剂,被氧化,生成的水为氧化产物;Cu元素的化合价由+2价变为0价,化合价降低,所以氧化铜为氧化剂,被还原,生成的铜为还原产物;综上所述,C项正确。
4.有反应①2H2O+Cl2+SO2H2SO4+2HCl,②2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
针对上述两个反应回答下列问题:
(1)反应①中还原剂是 SO2 ,还原产物是 HCl 。
(2)反应②中HCl表现出的性质是 ab (填字母)。
a.还原性 b.酸性 c.氧化性
(3)指出反应②的氧化剂: KMnO4 ,氧化产物: Cl2 ,反应②中的被氧化的盐酸有 10 mol。
解析:(1)由①2H2O+Cl2+SO2H2SO4+2HCl可知,该反应中,氯气是氧化剂、硫酸是氧化产物、二氧化硫是还原剂、HCl是还原产物。
(2)反应②中HCl中氯元素的化合价部分升高,部分不变,HCl表现出的性质是还原性(有10 mol)和酸性(有6 mol)。
(3)反应②中高锰酸钾是氧化剂、氯气是氧化产物,被氧化的盐酸有10 mol。
知识点二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
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。
(1)基本步骤
(2)实例
KMnO4与浓盐酸发生反应:2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
用双线桥标出上述反应电子转移的方向和数目:
。
2.单线桥法
表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。
(1)基本步骤
(2)实例
用单线桥标出KMnO4与浓盐酸反应电子转移的方向和数目:
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
查阅文献得知:汽车尾气的主要成分为NO、CO,在汽车上安装三元催化转化器可使NO转化为无毒的N2,CO转化为无毒的CO2。
(1)写出在三元催化转化器中发生反应的化学方程式,并判断该反应是否是氧化还原反应。
提示:2CO+2NON2+2CO2,该反应属于氧化还原反应。
(2)分别用“双线桥法”和“单线桥法”标出上述反应中电子转移的方向和数目。
提示:;。
双线桥法与单线桥法的比较
双线桥法
单线桥法
箭头方向
箭头由反应物指向生成物,且箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素
箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子,且箭头、箭尾均为反应物中的变价元素
线桥标注
线桥上标明“得到”或“失去”
线桥上不标注“得到”或“失去”,且箭头标明电子转移的方向
电子转移
数目
用ae-×b注明转移电子数目。其a为1个原子得到(或失去)的电子数,b为原子个数,当a=1,b=1时省略,且双线上转移电子总数要相等
线桥上只标注电子转移的总数
1.下列反应中,电子转移的方向和数目正确的是( )
A.
B.
C.
D.
解析:B Fe元素失去电子,氯元素得到电子,箭头应从氯化亚铁中Fe元素指向氯气中Cl元素,A项错误;过氧化氢分解时,部分氧元素失去电子,化合价升高,被氧化为氧气,部分氧元素得到电子,化合价降低,被还原为H2O,反应中转移2e-,B项正确;碳元素失去4e-,化合价升高,氧元素得到4e-,化合价降低,得失标注及电子数目均错误,C项错误;钠元素失去电子,氯元素得到电子,箭头应从金属钠指向氯气,D项错误。
2.下列表示电子转移的式子中不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
解析:D D项反应中,氯元素化合价由+5价降低为-1价,氧元素化合价由-2价升高为0价,电子转移的方向和数目为,错误。
3.标出变价元素的化合价,用双线桥法标出电子转移情况。
(1)4P+5O22P2O5
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
答案:(1)
(2)
(3)
能力培养 物质氧化性、还原性强弱的判断
根据反应:
①Fe+Cu2+Fe2++Cu
②2Fe3++CuCu2++2Fe2+
③2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
④HClO+H++Cl-Cl2↑+H2O
判断各微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是( A )
A.HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
B.Cl2>HClO>Fe3+>Cu2+>Fe2+
C.Cl2>Fe3+>HClO>Cu2+>Fe2+
D.HClO>Cl2>Cu2+>Fe3+>Fe2+
解析:①Fe+Cu2+Fe2++Cu中铜离子是氧化剂,亚铁离子是氧化产物,所以氧化性:Cu2+>Fe2+;②2Fe3++CuCu2++2Fe2+中铁离子是氧化剂,铜离子是氧化产物,所以氧化性:Fe3+>Cu2+;③2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-中氯气是氧化剂,铁离子是氧化产物,所以氧化性:Cl2>Fe3+;④HClO+H++Cl-H2O+Cl2↑中次氯酸是氧化剂,氯气是氧化产物,所以氧化性:HClO>Cl2,所以氧化性由强到弱的顺序正确的是HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+。
物质氧化性、还原性强弱的判断方法
1.根据氧化还原反应的方向判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
2.根据元素的活动性顺序比较
3.根据反应条件判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
4HCl+O22H2O+2Cl2。
氧化性:KMnO4>MnO2>O2。
(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下:Na与冷水剧烈反应,Mg与热水才能反应,Al与热水也难反应。
还原性:Na>Mg>Al。
【迁移应用】
1.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
H2SO3+I2+H2O2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO
B.I->Fe2+>H2SO3>NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO
D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
解析:A 先确定各反应的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、FeCl2、NO),根据同一反应中还原性:还原剂>还原产物,故有H2SO3>HI,HI>FeCl2,FeCl2>NO,故有还原性:H2SO3>I->Fe2+>NO。
2.已知还原性:Cl-<Fe2+<I-<SO2,判断下列反应不能发生的是( )
A.2FeCl3+SO2+2H2OH2SO4+2HCl+2FeCl2
B.I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI
C.I2+2KClCl2+2KI
D.2FeCl3+2KI2FeCl2+I2+2KCl
解析:C 在氧化还原反应中,根据还原性:还原剂>还原产物,A项中还原性:SO2>Fe2+,与已知相符;B项,还原性:SO2>HI,与已知相符;C项,还原性:Cl->I-,与已知不符;D项,还原性:I->Fe2+,与已知相符。
3.常温下,在溶液中可发生以下反应:
①6FeCl2+3Br24FeCl3+2FeBr3
②2KBr+Cl2Br2+2KCl
③2FeCl3+2KI2FeCl2+I2+2KCl
由此判断下列说法错误的是( )
A.铁元素在反应①和③中均被氧化
B.反应②中当有1 mol Cl2被还原时,有2 mol 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-
解析:A A项,①中Fe2+作还原剂,在反应中被氧化,③中Fe3+作氧化剂,在反应中被还原,错误;B项,反应②由得失电子守恒可知,当有1 mol Cl2被还原时,有2 mol Br-被氧化,正确;C、D项,由反应①可知氧化性:Br2>Fe3+,还原性:Fe2+>Br-,由反应②可知氧化性:Cl2>Br2,还原性:Br->Cl-,由反应③可知氧化性:Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+,正确。
1.沾水的铁制器皿高温灼烧会发黑,其可能原因是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,在此反应中,属于氧化剂的是( )
A.Fe B.Fe3O4
C.H2O D.H2
解析:C 反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2中Fe元素化合价升高被氧化,作为还原剂;H2O中H元素化合价降低被还原,作为氧化剂。
2.(2026·南京高一期末)N2O俗称“笑气”,医疗上曾用作可吸入性麻醉剂。下列反应能产生N2O:3CO+2NO23CO2+N2O。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.CO是氧化剂
B.N2O是氧化产物
C.NO2被还原
D.常温常压下,生成6.72 L CO2转移0.6 mol电子
解析:C CO转化为CO2,C由+2价升至+4价,失去电子,CO作为还原剂,A项错误;NO2转化为N2O,N由+4价降为+1价,得到电子,NO2作为氧化剂,NO2被还原,生成的产物N2O为还原产物,B项错误,C项正确;D项,没有指明标准状况,无法计算,错误。
3.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.
解析:B 转移的电子数目应该是12,A错误;得失电子的数目是4,Mg元素失去电子,氧元素得到电子,B正确;Cu元素得到电子,C元素失去电子,选项C中得失电子标反了,C错误;得失电子的数目不相等,D错误。
4.(2026·镇江高一期末)人体正常血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐,会导致Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可以解毒。对上述事实分析正确的是( )
A.维生素C是氧化剂
B.维生素C把Fe3+还原为Fe2+
C.亚硝酸盐被Fe2+氧化
D.亚硝酸盐是还原剂
解析:B Fe2+在亚硝酸盐作用下生成Fe3+,铁元素的化合价升高,Fe2+作还原剂,则亚硝酸盐为氧化剂。加入维生素C后可以解毒,说明维生素C可以将Fe3+还原为Fe2+,则维生素C为还原剂。
5.(2025·江苏大丰段考)回答下列问题。
(1)野外焊接铁轨常常采用铝热反应。
已知铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应所属基本反应类型是 置换反应 ,在反应中铁元素的化合价 降低 (填“升高”或“降低”),该元素的原子 得到 (填“失去”或“得到”)电子。发生氧化反应的是 Al (填化学式,下同),发生还原反应的是 Fe2O3 。
(2)用双线桥法标出铝热反应的电子转移的方向和数目 。
(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目2H2S+SO23S+2H2O ,
发生氧化反应的物质是 H2S 。
解析:(1)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe反应中铁元素化合价由+3价降低至0价,得到电子,Fe2O3发生还原反应,Al元素化合价由0价升高至+3价,失去电子,Al发生氧化反应。
(2)根据Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe中元素化合价变化,用双线桥法表示电子转移的方向和数目为:
。
(3)2H2S+SO23S+2H2O的H2S中S元素化合价由-2价升高至0价,SO2中S元素化合价由+4价降低至0价,电子得失的方向和数目为,发生氧化反应的物质是H2S。
1.(2026·海门高一期末)我国古代发明的工艺制造中,工作原理涉及氧化还原反应的是( )
解析:B 生铁冶炼的反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,铁元素被还原,B项正确。
2.下列反应既是化合反应,又是氧化还原反应的是( )
A.CaO+H2OCa(OH)2
B.CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3
C.H2+Cl22HCl
D.2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑
解析:C A项,是化合反应,不是氧化还原反应,错误;B项,是化合反应,不是氧化还原反应,错误;C项,是化合反应,有化合价升降,也是氧化还原反应,正确;D项,是氧化还原反应,不是化合反应,错误。
3.(2025·连云港东海中学检测)我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,该反应中被还原的元素是( )
A.C B.N
C.N和S D.N和C
解析:C 该反应中N元素的化合价由+5价降低到0价,S元素的化合价由0价降低到-2价,化合价降低被还原。
4.下列变化需要加入还原剂才能实现的是( )
A.KMnO4Mn2+ B.HClCl2
C.FeFe3+ D.KClO3O2
解析:A 该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价,所以高锰酸钾作氧化剂,需要加入还原剂才能实现,如二氧化硫、浓盐酸等,A正确;该反应中Cl元素化合价由-1价变为0价,所以HCl作还原剂,需要加入氧化剂才能实现,如高锰酸钾、二氧化锰等,B错误;该反应中Fe元素化合价由0价变为+3价,所以铁作还原剂,需要加入氧化剂才能实现,如氯气、硝酸等,C错误;该反应中O元素化合价由-2价变为0价,所以氯酸钾作还原剂,但加热氯酸钾能生成氧气,不需要加入氧化剂就能实现,D错误。
5.(2026·如皋高一期末)自来水厂常用ClO2对饮用水杀菌消毒,ClO2可通过以下反应制取2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2↑+2Na2SO4+H2O。下列说法正确的是( )
A.Na2SO3发生了还原反应
B.H2SO4是氧化剂
C.ClO2是还原产物
D.生成0.2 mol Na2SO4时转移电子数为0.4 mol
解析:C Na2SO3中S元素化合价由+4升高为+6,Na2SO3发生了氧化反应,A错误;H2SO4中元素化合价反应前后不变,H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂,B错误;NaClO3中氯元素化合价降低得到ClO2,所以ClO2是还原产物,C正确;生成0.2 mol Na2SO4时只有0.1 mol Na2SO3被氧化,转移电子数为0.2 mol,D错误。
6.(2026·泰兴中学高一月考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。下列反应可制取K2FeO4:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,对于该反应,下列说法正确的是( )
A.该反应是置换反应
B.若生成0.1 mol K2FeO4,则转移电子0.3 mol
C.Fe(OH)3是还原剂,发生还原反应
D.KCl是氧化产物
解析:B A项,置换反应为:单质+化合物新单质+新化合物,该反应不属于,错误;B项,Fe(OH)3转化为K2FeO4,Fe的化合价上升3,则生成0.1 mol K2FeO4,则转移电子0.3 mol,正确;C项,Fe的化合价升高,则Fe(OH)3作还原剂,发生氧化反应,错误;D项,Cl的化合价降低,得到的KCl为还原产物,错误。
7.(2025·徐州期末)下列表示反应中电子转移的方向和数目错误的是( )
A.
B.
C.
D.
解析:B S元素的化合价部分升高到+4价生成K2SO3,失去4个电子,部分降低到-2价生成K2S,得到2个电子,根据得失电子守恒,1个S失去电子发生氧化反应,生成1个K2SO3,2个S发生还原反应生成2个K2S,A正确;H2S中S的化合价升高到0价,失去2个电子,H2SO4中S的化合价降低为+4价,得到2个电子,B错误。
8.(2025·江苏徐州月考)科学家正在研究一种用乙烯(C2H4,沸点为-103.9 ℃)脱硫(SO2)的方法,其机理如图所示。下列关于该脱硫方法的说法中正确的是( )
A.氧化性:O2>SO3>CO2
B.乙烯在该过程中作为氧化剂
C.该脱硫过程需要及时补充Cu+
D.步骤ⅰ中,每消耗44.8 L C2H4,有2NA个S原子生成
解析:A A项,步骤ⅲ是氧气和二氧化硫反应生成三氧化硫,则氧化性:O2>SO3,步骤ⅰ是三氧化硫和乙烯反应生成硫、二氧化碳和水,则氧化性: SO3>CO2,因此氧化性:O2>SO3>CO2,正确;B项,乙烯和三氧化硫反应生成硫、二氧化碳和水,乙烯中的碳化合价升高,说明乙烯在该过程中作为还原剂,错误;C项,Cu+在反应中作催化剂,该脱硫过程不需要及时补充Cu+,错误;D项,缺少标准状况下,无法计算物质的量,错误。
9.已知:①2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr
③Cl2+2NaBrBr2+2NaCl
由此推断下列说法错误的是( )
A.反应Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl可以进行
B.氯元素在反应③中被还原,在反应①中被氧化
C.氧化性由强到弱的顺序是KMnO4、Cl2、Br2、SO2
D.MnCl2是KMnO4的氧化产物
解析:D 由①可知氧化性:KMnO4>Cl2,还原性:Cl->Mn2+;由②可知氧化性:Br2>SO2,还原性:SO2>Br-; 由③可知氧化性:Cl2>Br2,还原性:Br->Cl-。即氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>SO2,还原性:SO2>Br->Cl->Mn2+,选项A中的反应能够发生。
10.(2025·盐城中学月考)氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
(1)人体正常的血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。根据氧化还原知识填空:
①Fe2+→Fe3+的转化时,Fe2+在反应中发生 氧化 反应(填“氧化”或“还原”);
②“服用维生素C可使食物中的Fe3+转变成Fe2+”,这句话说明维生素C作 还原 剂(填“氧化”或“还原”)。
(2)砒霜(As2O3)可与Zn反应:As2O3+6Zn+6H2SO42AsH3+6ZnSO4+3H2O。其中,As2O3显示出来的性质是 氧化性 (填“还原性”或“氧化性”),氧化产物是 ZnSO4 。
(3)钛金属具有硬度大、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。在工业上常常采用钠还原TiCl4的方法制取,该反应的化学方程式如下:TiCl4+4NaTi+4NaCl。
①用单线桥法标出上述化学方程式的电子转移情况 ;
②若4 mol Na全部参加反应,则该过程转移的电子是 4 mol。
解析:(1)①Fe2+→Fe3+,Fe2+在反应中化合价升高,为还原剂,发生氧化反应;②维生素C可使食物中的Fe3+转变成Fe2+,说明维生素C具有还原性,作还原剂。
(2)由反应可知,As2O3中的As在反应过程中由+3价变为-3价,化合价降低,显示出来的性质是氧化性,氧化产物是ZnSO4。
(3)①单线桥法表示化学方程式的电子转移情况为Ti+4NaCl;②由Na的化合价变化可知,若4 mol Na全部参加反应,则该过程转移的电子是4 mol。
11.(2026·东台中学高一月考)某强氧化剂[XO(OH)2]+被亚硫酸钠还原到较低价态。若还原2.4×10-3 mol[XO(OH)2]+到较低价态,需要20 mL 0.3 mol·L-1 Na2SO3溶液(Na2SO3被氧化为Na2SO4),则X元素的最终价态为( )
A.+2 B.+1
C.0 D.-1
解析:C [XO(OH)2]+中X为+5价,设X元素的最终价态为a价,根据得失电子守恒,2.4×10-3 mol×(5-a)=20×10-3×0.3×(6-4)mol,解得a=0。
12.(2025·无锡高一检测)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应:10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2↑。若还原产物为0.1 mol,则下列判断正确的是( )
A.反应中NaN3是氧化剂
B.反应生成N2的总物质的量为16 mol
C.氧化产物与还原产物的质量比为15∶1
D.反应过程中转移电子10 mol
解析:C 反应中NaN3的N元素化合价升高被氧化,NaN3作还原剂,A错误;KNO3中N元素化合价降低被还原,KNO3作氧化剂,NaN3作还原剂,根据N原子守恒,每生成15 mol氧化产物,就会生成1 mol还原产物,因此还原产物为0.1 mol时,生成N2的物质的量为0.1 mol×16=1.6 mol,B错误;由B项分析可知,反应过程中氧化产物与还原产物的质量比为15∶1,C正确;生成0.1 mol还原产物时,转移电子的物质的量为0.1 mol×2×5=1 mol,D错误。
13.(2024·连云港高一期中)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。
工业上常用以下两种方法制备:
方法一:2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O。
下列说法正确的是( )
A.方法一中HCl中氯元素被还原
B.方法二中H2O2是氧化剂
C.方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒
D.方法一和方法二中,每1 mol NaClO3参加反应均转移2 mol电子
解析:C 方法一中,NaClO3中Cl的化合价为+5价,化合价降低,得电子发生还原反应生成ClO2,HCl中Cl的化合价为-1价,化合价升高,失去电子发生氧化反应生成Cl2,则HCl中氯元素被氧化,A错误;方法二中,H2O2中O为-1价,化合价升高失去电子发生氧化反应生成O2,作还原剂,B错误;方法一中除了生成ClO2外,还有Cl2生成,氯气有毒,故方法二更适合用于饮用水消毒,C正确;方法一、二中,NaClO3中Cl的化合价为+5价,化合价降低,得电子发生还原反应生成ClO2,1 mol NaClO3参加反应得1 mol电子,D错误。
14.(2026·江阴高一期末)高铁酸盐可用作净水剂,不仅可以消毒杀菌,还能吸附水中悬浮物,可以用下面反应制得:Fe2O3+KOH+KClOK2FeO4+KCl+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.Fe2O3发生氧化反应,被还原
B.KClO失去电子,作氧化剂
C.该条件下的氧化性:KClO<K2FeO4
D.参加反应的n(Fe2O3)∶n(KClO)=1∶3
解析:D A项,Fe的化合价升高,失去电子,Fe2O3作还原剂,发生氧化反应,被氧化,错误;B项,KClO转化为KCl,Cl的化合价降低,得电子,作氧化剂,错误;C项,KClO为氧化剂,K2FeO4为氧化产物,氧化性:KClO>K2FeO4,错误;D项,Fe的化合价升高3价,1 mol Fe2O3失去6 mol e-,Cl的化合价降低2,1 mol KClO转移2 mol e-,根据得失电子守恒,n(Fe2O3)∶n(KClO)=1∶3,正确。
15.(2025·徐州高一期末)SO2是大气污染物之一,可通过多种方法对工业烟气中的SO2进行脱除并回收含硫产品,实现SO2的资源化利用。
(1)双碱脱硫法。工业双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示:
物质A的化学式为 NaOH ,写出“再生”步骤的化学方程式: Ca(OH)2+Na2SO3CaSO3+2NaOH 。
(2)催化氧化脱硫法。使用活性炭作催化剂,SO2与H2混合气体在活性炭表面吸附并发生反应实现SO2脱除,反应原理如图所示。
步骤Ⅰ中H2还原SO2的化学方程式为 3H2+SO2H2S+2H2O ,
若生成1 mol S理论上消耗 2 mol H2。
解析:(1)由流程图可以看出物质A可以与SO2反应并生成Na2SO3,是利用SO2酸性氧化物的性质吸收SO2,推知A为NaOH。物质A在流程图中是借助Na2SO3与Ca(OH)2反应得到“再生”,故方程式为Ca(OH)2+Na2SO3CaSO3+2NaOH。
(2)由反应原理图示可知H2与SO2在活性炭作催化剂反应生成硫,借助元素守恒推出另一产物为H2O,配平得到方程式为3H2+SO2H2S+2H2O,由反应原理图示可知:2H2S+SO23S+2H2O,此反应生成1 mol S,需要H2S mol,又借助3H2+SO2H2S+2H2O反应可知,生成H2S mol需要2 mol H2。
16.(2026·江苏省梁丰中学高一期中)实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式如下:
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
将一定质量的KMnO4溶解在200 mL过量的浓盐酸中,当反应生成11.2 L氯气(标准状况)时,剩余溶液中盐酸的浓度为3 mol·L-1(假设反应前后溶液体积不变),回答下列问题:
(1)用“双线桥”分析该反应。
(2)氧化剂与还原剂物质的量之比为 1∶5 ;生成11.2 L氯气(标准状况)时,转移电子数为 1 mol 。
(3)原浓盐酸的物质的量浓度。(写出计算过程)
答案:(1)
(3)11 mol·L-1
解析:(1)Mn由+7价降为+2价,则2 mol KMnO4得10 mol e-。
(2)16 mol HCl中只有10 mol HCl作还原剂,还有6 mol HCl作酸性。所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5。n(Cl2)==0.5 mol,由化学方程式知,生成5 mol Cl2时,转移10 mol e-,则生成0.5 mol Cl2时,转移1 mol e-。
(3)参加反应的n(HCl)=0.5 mol×=1.6 mol,原盐酸为1.6 mol+3 mol·L-1×0.2 L=2.2 mol,c(HCl)==11 mol·L-1。
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