内容正文:
专题03 氧化还原反应
易错题避坑清零
一、氧化还原反应相关概念的判断误区
二、电子转移相关的常见错误
三、氧化性、还原性强弱判断易错点
四、价态规律易错点
拉分题思维拆解
一、区分两组极易混淆概念:被氧化/被还原;氧化产物/还原产物
二、氧化性、还原性强弱的判断
三、价态规律思维在氧化还原反应中的应用
四、电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、氧化还原反应相关概念的判断误区
1.氧化剂、还原剂相关误区
(1)误认为氧化剂只发生还原反应,所以氧化剂只有还原性;还原剂只发生氧化反应,只有氧化性——正解:
氧化剂主要体现氧化性(得电子能力);部分氧化剂含中间价态元素,理论上同时具备微弱还原性(只是该反应中作氧化剂)。同理,还原剂不一定只有还原性。
(2)误认为氧化剂、还原剂一定是不同物质——正解:歧化反应中,同一物质既是氧化剂又是还原剂。
(3)误认为某物质中一种元素化合价升高,则该物质一定是还原剂——正解:要看升价、降价是否来自同一物质;有些物质同时有升有降。
2.氧化产物、还原产物相关误区
(1)误认为氧化产物一定是氧化反应得到,所以氧化产物具有强氧化性——正解:氧化产物是还原剂被氧化所得,氧化产物具有氧化性,但氧化性弱于反应物中的氧化剂,强弱没有“一定强”的说法。
(2)误认为氧化产物和还原产物一定是两种不同物质——正解:归中反应可以生成同一种产物,此时产物既是氧化产物又是还原产物。
3.氧化性、还原性强弱判断误区
(1)误认为失电子数目越多,还原性越强;得电子数目越多,氧化性越强——正解:强弱看得失电子难易程度,不是得失电子数量。Na极易失电子,还原性Na>Al。
(2)误认为元素最高价,物质氧化性一定很强;最低价,还原性一定很强——正解:最高价只有氧化性,但氧化性强弱差异巨大。
(3)误认为氧化还原反应一定是强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,任何条件下都成立——正解:该规律适用于自发进行的氧化还原反应;电解等非自发反应不适用。
4.氧化还原反应判断的宏观误区
(1)误认为有单质参加或生成的反应,一定是氧化还原反应——正解:单质同素异形体转化,无化合价改变,不是氧化还原。
(2)误认为没有单质参与的反应,一定不是氧化还原反应——正解:化合物之间也可变价。
(3)误认为复分解反应也可以是氧化还原反应——正解:复分解本质离子交换,无化合价变化,一定非氧化还原。
(4)误认为被氧化就是作氧化剂;被还原就是作还原剂——正解:还原剂→失电子→被氧化,发生氧化反应;
氧化剂→得电子→被还原,发生还原反应。
5.解题避坑总策略
(1)判断反应类型:看化合价,不看单质、物质类别;
(2)判断剂、产物:标变价,看升降;
(3)比较氧化性还原性:看难易,不看电子数目;自发反应才适用强弱律;
(4)价态变化:归中只靠拢不交叉,相邻价态不反应;
(5)电子计算:转移电子数取单方得失量,不可相加。
【易错典例1】(25-26高一上·河北唐山·期中)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
【易错典例2】(25-26高一上·海南·期中)被称为万能还原剂的(H为价)能溶于水并和水发生反应:,下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.硼元素被氧化,氢元素被还原
C.生成4 mol 转移的电子数是 D.氧化产物与还原产物物质的量之比为
二、电子转移相关的常见错误
1.误认为转移电子总数=得电子总数+失电子总数——正解:电子只是从还原剂“转手”给到氧化剂。得电子总数=失电子总数=转移电子总数,不能相加。
2.误认为1 mol氧化剂参与反应,一定得到对应变价的电子——正解:要看有多少比例的变价元素真正发生化合价改变,部分物质只起酸的作用,不参与电子转移。
3.单线桥、双线桥标注常见书写错误
(1)双线桥
①错误:箭头从产物指向反应物;桥上写 “得到/失去电子,化合价升高/降低” 写反;电子数目写成得失之和。
②规则:箭头反应物→生成物,同种元素相连;升价:失电子;降价:得电子。
(2)单线桥
①错误:箭头从氧化剂指向还原剂;桥上标注 “得、失电子”。
②规则:箭头还原剂→氧化剂;桥上只写转移电子总数,不写得/失。
(3)避坑:双线桥看 “得失”;单线桥看 “流向”,不加得失。
4.误认为歧化反应中,直接按反应物总物质的量计算电子转移
(1)错误说法:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,1molCl2反应转移2mol e-。
(2)辨析:Cl2中一半Cl(0→-1,得e-),一半Cl(0→+1,失e-),1mol Cl2转移1 mole-。
(3)同类经典:2Na2O2+ 2H2O=4NaOH+O2↑,1molNa2O2参与反应,转移1mole-;2molNa2O2反应转移2mole-。
(4)避坑:歧化,同一物质一部分升、一部分降,不能全部按升价或全部按降价计算。
5.误认为归中反应,直接用反应物总物质的量乘以价态变化量
(1)错误说法:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,2molH2S和1molSO2反应,转移电子6mol。
(2)辨析:H2S中S:-2→0,每个S失2e-,2 mol H2S失4mole-;SO2中S:+4→0,得4mole-,转移电子4mol。
(3)坑点:容易错误用SO2中S变化4e-×1mol+H2S 2e-×2mol,得到8mol。
(4)避坑:归中同样只算一侧电子变化量。
6.产物存在多种变价,简单认为每种变价都独立叠加(NA高频坑)
(1)错误说法:Cu和一定量浓硝酸反应,生成NO2、NO混合气体,1molCu反应转移电子大于2mol。
(2)辨析:Cu从0→+2,1molCu一定失去2mole-,不管N最终变成NO还是NO2,失电子数只由Cu决定。N 得到总电子=Cu失去总电子。
(3)避坑:还原剂失电子总量只看还原剂最终价态,与氧化剂产物种类无关。
7.误认为化合价改变数值,就是每个该物质分子转移电子数
(1)错误说法:2H2O2H2↑+O2↑,H:+1→0,变化1价,所以1 molH2O转移1mole-。
(2)辨析:方程式2molH2O反应,O从-2→0,一共失4mole-;对应 2 molH2O转移4mole-,所以1mol水转移2mole-。
(3)避坑:先看完整方程式,算出整个反应的总转移电子,再折算到1 mol反应物。不能只看单个原子价变直接下结论。
8.误认为电子转移一定是电子得失,不存在电子偏移
(1)错误说法:氧化还原反应的电子转移,都是原子之间电子得失。
(2)辨析:电子转移包含两种形式:
①电子得失(离子型化合物,如Na与Cl2;
②电子对偏移(共价化合物,如H2与Cl2反应生成HCl,无电子得失,共用电子对偏移)。
(3)避坑:本质统称电子转移,得失≠偏移。
9.同一元素多种价态,计算电子转移违背 “只靠拢不交叉”
(1)错误:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,认为 S (-2)→+4,S (+6)→0,以此计算电子。
(2)辨析:价态不能交叉。S (-2)→0(失2e-);S (+6)→+4(得 2e-)。1 molH2S反应转移2mole-。
(3)避坑:先判断价态变化路径,再算电子,路径错,电子数必错。
10.可逆反应,直接按方程式计量数计算完全转移电子
(1)错误:2SO2+O22SO3,2 molSO2和1molO2充分反应,转移4mole-。
(2)辨析:可逆反应不能进行到底,实际转移电子小于4mol。NA 选择题超级高频陷阱。
(3)避坑:可逆反应、钝化、反应有限度,不能按完全反应计算转移电子。
11.电子转移判断解题步骤(模板)
(1)标价态,确定变价元素,核查价态变化路径(归中不交叉);
(2)找出:多少mol物质真正变价(排除只起酸/介质作用的部分);
(3)计算单个变价原子升降价;
(4)总转移电子=变价原子物质的量×单个原子价态变化;只算一侧;
(5)注意:歧化、归中、可逆、多种产物场景。
【易错典例1】(25-26高一上·北京·期中)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.
【易错典例2】(25-26高一上·广东惠州·期中)已知反应:① ②;③下列说法正确的是
A.反应②是置换反应
B.反应②中每生成3个转移6个电子
C.反应③中还原剂和氧化剂的分子个数之比为2:1
D.氧化性由强到弱的顺序为
三、氧化性、还原性强弱判断易错点
1.失电子越多,还原性越强;得电子越多,氧化性越强
(1)错误表述:Al 反应中失去3个电子,Na失去1个电子,还原性:Al>Na。
(2)辨析:强弱看得失电子的难易程度,不是得失电子的数量。Na极易失去最外层电子,还原性Na>Al。
(3)实例:Fe-2e-=Fe2+、Fe-3e-=Fe3+,Fe失去2e-更容易,但是单质Fe的还原性固定,不会因为生成产物不同而改变单质还原性。
(4)避坑:多少≠难易,NA与选择题的头号陷阱。
2.元素处于最高价,物质一定具有强氧化性;最低价一定具有强还原性
(1)错误表述:只要元素是最高价,该物质就是强氧化剂。
(2)辨析:最高价只有氧化性,但氧化性强弱差别极大;最低价只有还原性,还原性也不一定强。
(3)实例:H3PO4中P+5(最高价),氧化性很弱;F-为F的最低价,但F-还原性极难体现。KMnO4中Mn+7,强氧化性。
(4)避坑:价态只能判断有没有该性质,不能判断性质强弱。
3.依据方程式:氧化剂氧化性>氧化产物,适用于所有氧化还原反应
(1)错误表述:只要是氧化还原反应,一定满足氧化剂氧化性>氧化产物。
(2)辨析:强弱律仅适用于常温自发进行的氧化还原反应;电解、光照等非自发反应不适用。
(3)实例:电解饱和食盐水,非自发反应,不能用方程式比较氧化性还原性。
(4)避坑:自发反应才可以用“剂>产物”;电解类反应禁止套用该规律。
4.同一物质,氧化性/还原性固定不变,不受外界条件影响
(1)错误表述:MnO4-氧化性强弱永远不变。
(2)辨析:浓度、温度、溶液酸碱性会显著改变氧化性、还原性。
①MnO4-:酸性条件下还原产物Mn2+,氧化性很强;中性→MnO2;碱性→MnO42-,氧化性大幅减弱。
②硝酸:浓硝酸氧化性>稀硝酸。
③温度:常温下MnO2与浓盐酸几乎不反应,加热条件下才能反应。
(3)避坑:描述氧化性强弱,常常要附带反应条件。
5.氧化产物的氧化性一定弱于还原产物的氧化性
(1)错误表述:氧化产物氧化性一定比还原产物弱。
(2)辨析:没有这个规律。强弱比较只对比:氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物。
(3)实例:2Fe+3Cl2=2FeCl3,FeCl3既是氧化产物又是还原产物,二者为同一物质。
(4)避坑:不要自行创造不存在的比较关系。
6.金属阳离子氧化性越强,对应金属单质还原性越强
(1)错误表述:Fe3+氧化性强于Cu2+,所以Fe单质还原性强于Cu。
(2)辨析
①金属活动性顺序对应的是M2+/M,Fe3+是特殊价态离子。
②氧化性:Fe3+>Cu2+;但还原性:Fe>Cu,这个例子刚好巧合;
③反例:氧化性Ag+>Fe2+,还原性Fe>Ag。
(3)规律:金属单质还原性越强,对应低价金属阳离子氧化性越弱;Fe3+不属于Fe对应的低价简单阳离子,是特例。
(4)避坑:金属活动性顺序对应的阳离子是金属失去最外层电子形成的简单阳离子,(Fe^{3+}})不能直接套用。
7.还原性越强的物质,越容易被氧化;氧化性越强,越容易被还原;所以产物性质一定更弱
(1)错误表述:还原性强的物质,在任何体系中都优先反应。
(2)辨析:优先反应规律(竞争氧化还原)只在同一体系、相同条件下成立。
(3)实例:溶液中同时存在Br-、Fe2+,少量Cl2先氧化Fe2+(还原性Fe2+>Br-);但条件改变,反应顺序可能变化。
(4)避坑:先后顺序依赖相同环境,不能跨条件比较。
8.比较两种物质氧化性,可直接看中心元素化合价高低
(1)错误表述:H2SO4(S+6)氧化性>HNO3(N+5),因为S价态更高。
(2)辨析:价态高低不能直接横向比较不同元素物质的氧化性。常温稀硫酸氧化性很弱,稀硝酸氧化性强于稀硫酸。
(3)避坑:只能同种元素,价态越高,一般氧化性越强;不同元素不能单纯比价态。
9:含有高价元素的化合物,一定优先作氧化剂
(1)错误表述:HClO4中Cl+7最高价,参与反应一定作氧化剂。
(2)辨析:HClO4是强酸,在复分解反应中Cl元素不变价,只体现酸性,不表现氧化性。
(3)避坑:物质含有高价元素,只是具备氧化性的可能性;反应类型决定是否发生氧化还原。
10.氧化性越强的物质,反应速率一定越快
(1)错误表述:Cl2氧化性大于O2,所以Cl2和所有还原剂反应速率一定比O2快。
(2)辨析:氧化性、还原性是热力学性质(能不能反应、反应趋势);反应速率是动力学性质(反应快慢),二者无必然联系。
(3)实例:O2氧化性弱于Cl2,但常温下O2和Fe反应极慢。
(4)避坑:强弱是反应趋势,不等于反应速度。
11.还原性:单质>阳离子;氧化性:阳离子>单质(绝对化错误)
(1)错误表述:单质还原性一定大于它的阳离子。
(2)辨析:一般情况Fe>Fe2+,但不能当成普适结论。氧化性:Fe3+>Fe。
(3)避坑:不要笼统总结单质与离子强弱,要结合价态。
12. 氧化性还原性强弱判断方法总览(解题工具)
(1)应方程式法(自发):氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物;
(2)金属活动性顺序:单质还原性递减,对应低价阳离子氧化性递增Fe3+除外;
(3)非金属活动性:单质氧化性递减,对应阴离子还原性递增;
(4)反应条件判断:反应越容易进行,氧化剂/还原剂越强,例:KMnO4常温氧化浓盐酸;MnO2需要加热氧化浓盐酸→氧化性:KMnO4>MnO2;
(5)产物价态高低:同一还原剂,被氧化到更高价态,氧化剂更强,例:Cl2把Fe氧化为\Fe3+;S只能氧化Fe为Fe2+ →氧化性:
【易错典例1】(25-26高一上·湖南湘西·期中)硫化氢()是一种有毒、有害的气体。为处理某废气中的,将废气与空气混合后通入、、的混合液中,转化的流程如图所示。下列说法正确的是
A.转化过程中参与循环的离子只有、
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.过程Ⅲ中发生的反应为:
【易错典例2】(25-26高一上·湖南湘西·期中)硫化氢()是一种有毒、有害的气体。为处理某废气中的,将废气与空气混合后通入、、的混合液中,转化的流程如图所示。下列说法正确的是
A.转化过程中参与循环的离子只有、
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.过程Ⅲ中发生的反应为:
四、氧化还原反应规律易错点
1.价态律——元素处于最高价一定是强氧化剂,最低价一定是强还原剂
(1)错误表述:只要元素在最高价,物质就有强氧化性;处于最低价,一定有强还原性。
(2)辨析:最高价只有氧化性(能得电子),不代表氧化性强;最低价只有还原性(能失电子),不代表还原性强。
(3)实例:H3PO4中P为+5(最高价),氧化性极弱;F-是F的最低价,但很难失去电子,还原性很弱。
(4)避坑:价态只能判断性质的有无,不能判断性质强弱。
2.归中反应——同种元素只要有高低两种价态,就一定能发生归中反应
(1)错误表述:只要一种物质含该元素高价态,另一种含低价态,混合就会归中。
(2)辨析:相邻价态不发生氧化还原反应,只有间隔价态才可能归中。
(3)实例:SO2(S +4)与浓H2SO4(S +6)为相邻价态,二者共存不反应;H2S(S -2)与SO2(S +4)间隔价态,可以归中生成 S。
(4)避坑:先看价态是否相邻;相邻价态可共存,不发生归中。
3.归中反应化合价变化,可以交叉
(1)错误表述:H2S + H2SO4(浓)=S↓+ SO2↑+2H2O,-2 价S升高到+ 4,+6 价S降低到 0。
(2)辨析:归中反应只靠拢,不交叉。
①正确路径:H2S中S (-2) → S (0);浓H2SO4中 S (+6) →SO2中 S (+4)。
②价态交叉的路径在能量上不可行,计算电子转移时一旦价态交叉,电子数目计算必然出错。
(3)避坑:画价态数轴,高低向中间靠拢,不能越过对方价态。
4.归中反应一定生成一种中间价态物质
(1)错误表述:归中反应产物只能有一种。
(2)辨析:归中反应产物可以是一种,也可以多种。
(3)实例:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,只生成0价S,产物中变价物质只有一种;
H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑ + 2H2O,生成两种不同价态产物(0、+4),依然属于归中。
(4)避坑:归中核心:高价降价、低价升价,向中间靠拢,产物价态可以不止一种。
5.歧化反应——只要中间价态,就一定发生歧化
(1)错误表述:只要元素处于中间价态,就一定能发生歧化反应。
(2)辨析:中间价态物质同时具备氧化性、还原性,但是否歧化,要看反应条件。
(3)实例:SO2中S为+4中间价,常温下单独不会歧化;Cl2在碱性条件歧化,酸性条件下不歧化。
(4)避坑:中间价是歧化发生的必要条件,不是充分条件,需要合适外界条件。
6.歧化反应 —— 只要同一物质中元素有升有降,就是歧化
(1)错误表述:只要一种物质,反应后一种元素化合价升高、另一种元素化合价降低,就是歧化反应。
(2)辨析:歧化的定义:同一种元素、同一种价态,一部分升,一部分降。
(3)反例:KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,Cl有升有降,但来自不同物质,属于归中,不是歧化。
(4)实例:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,0价Cl一部分升+1,一部分降-1,才是歧化。
(5)避坑:歧化:同一元素、同一价态,一分二(升+降)。
7.先后律(竞争反应)——还原性强的物质一定优先被氧化,不受其他因素影响
(1)错误表述:只要还原性A>B,氧化剂一定先氧化A,任何环境都成立。
(2)辨析:先后律前提:相同体系、相同条件、氧化剂少量;浓度、pH、沉淀生成会改变反应顺序。
(3)经典例子:向FeBr2溶液通入少量Cl2,还原性Fe2+>Br-,Cl2优先氧化Fe2+;若体系中存在沉淀、络合等副反应,顺序可能改变。
(4)避坑:竞争氧化还原先后顺序,是相同条件下的热力学顺序,不能无条件套用。
8.先后律——氧化剂越强,就一定优先反应
(1)错误表述:体系中有多种还原剂,最强氧化剂一定最先参与反应。
(2)辨析:多个氧化还原共存时,优先发生的是“最强氧化剂与最强还原剂”之间的反应,不是单纯看氧化剂强弱。
(3)实例:溶液中同时含有还原剂I-、Fe2+,加入少量Fe3+,只能氧化I-(还原性I->Fe2+)。
(4)避坑:强氧遇强还,优先反应,要氧化剂、还原剂配对看。
9.同种元素,价态越高氧化性一定越强(同种元素内部比较误区)
(1)错误表述:同种元素化合价越高,氧化性一定越强。
(2)辨析:一般趋势成立,但存在特例,受物质结构、酸根稳定性影响。
(3)实例:氯的含氧酸:氧化性HClO>HClO2>HClO3>HClO4,Cl价态依次升高,但氧化性依次减弱。
(4)避坑:同种元素含氧酸,价态高低只是一般规律,含氧酸有反例,不可绝对化。
10.氧化还原反应,只要发生归中/歧化,产物一定没有原反应物价态
(1)错误表述:归中反应产物价态,不能等于反应物中某一价态。
(2)辨析:归中是向中间靠拢,产物价态介于高低价之间;不会等于原来高价或低价(相邻价态除外)。
(3)简单理解:高价只能降到中间,低价只能升到中间,不会“跳到对方原来价态”。
(4)避坑:价态数轴法,快速验证归中路径,防止交叉或者跳价。
11.守恒律——只有电子守恒,不需要考虑电荷、原子守恒
(1)错误表述:氧化还原方程式,只要升降价守恒,方程式就配平正确。
(2)辨析:电子守恒是第一步,后续还要满足原子守恒;离子方程式必须额外满足电荷守恒。很多学生只配变价元素,忽略离子方程式左右电荷不相等。
(3)避坑:配平三步:电子守恒→电荷守恒(离子方程式)→原子守恒。
【易错典例1】(25-26高一上·云南昭通·期中)今有下列四个氧化还原反应:
①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;③;④。
某溶液中含有I-、Fe2+和Cl-,欲加入以下试剂只除去其中的I-,其中最合适的是
A.Cl2 B.Fe3+ C. D.PbO2
【易错典例2】(25-26高一上·山东济宁·阶段检测)下列氧化还原反应常识说法不正确的是
A.分别由、、产生等质量的时,转移的电子数之比为1:1:1
B.可用作野外生氢剂,作生氢剂时发生氧化还原反应,则该反应中既是氧化产物又是还原产物,且质量之比为1:1
C.是一种常见的氧化剂,和浓盐酸反应生成,反应原理如下:,在参加反应的盐酸中,表现还原性和酸性的个数比为6:8
D.我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生反应的化学方程式为,其中只有元素被氧化
一、区分几组极易混淆概念
1.第一组最容易记反:氧化剂、还原剂;氧化反应、还原反应
(1)基础定义
①还原剂:失去电子→化合价升高→发生氧化反应(被氧化);
②氧化剂:得到电子→化合价降低→发生还原反应(被还原)。
(2)口诀:升失氧还,降得还氧
①升(化合价升)失(失电子)氧(被氧化、氧化反应)还(还原剂,具有还原性);
②降(化合价降)得(得电子)还(被还原、还原反应)氧(氧化剂,具有氧化性)。
(3)辨析表格
物质
价态变化
电子行为
变化名称
自身性质
还原剂
↑
失e⁻
被氧化,氧化反应
还原性
氧化剂
↓
得e⁻
被还原,还原反应
氧化性
2.第二组:氧化产物、还原产物
(1)概念:
①氧化产物:还原剂被氧化之后生成的物质(化合价升高得到的产物)
②还原产物:氧化剂被还原之后生成的物质(化合价降低得到的产物)
例:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe(还原剂)→FeCl3,FeCl3既是氧化产物又是还原产物。
(2)易错:
①氧化产物≠氧化剂;还原产物≠还原剂。
②性质强弱:氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物(强弱比较核心依据)。
3.第三组:氧化性、还原性(物质的性质 vs 反应行为)
(1)概念:
①氧化性:物质得电子的能力(化合价能降低)→ 氧化剂具备的性质
②还原性:物质失电子的能力(化合价能升高)→ 还原剂具备的性质
(2)重点区分:得失电子多少≠氧化性/还原性强弱
(3)实例:Al失3e⁻,Na失1e⁻,但还原性:Na > Al。强弱看难易程度,不是转移电子数目!(这是高考最高频陷阱)
(4)价态关联回顾:最高价:只有氧化性;最低价:只有还原性;中间价:既有氧化性又有还原性。
(5)易错:“中间价态物质氧化性和还原性一样强”,不对,一般一主一次。如SO2还原性为主。
4.第四组:被氧化/被还原;氧化反应/还原反应
(1)概念:
①被氧化:元素失去电子,化合价升高(描述元素/还原剂)
②被还原:元素得到电子,化合价降低(描述元素/氧化剂)
(2)实例:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu元素被氧化;S元素被还原。
(3)误区:“被氧化就是作氧化剂”,完全相反。被氧化的物质是还原剂。
5.解题思维
(1)标价态→看升降;
(2)升:还原剂、被氧化、氧化产物、还原性;
(3)降:氧化剂、被还原、还原产物、氧化性;
(4)定量:得电子总数=失电子总数=转移电子数。
【拉分典例1】(25-26高一上·山东泰安·期中)关于反应下列说法正确的是
A.中H元素被氧化 B.在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的质量之比为 D.氧化产物与还原产物的质量之比为
【拉分典例2】(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
二、氧化性、还原性强弱的判断
1.根据氧化还原反应方程式比较
Fe+H2SO4===H2↑+FeSO4
氧化性
氧化剂>氧化产物
H+>Fe2+
还原性
还原剂>还原产物
Fe>H2
2.根据金属活动性顺序比较
金属元素的金属性越强,其单质的还原性就越强,越容易失去电子,其对应阳离子(Fe对应Fe2+)的氧化性越弱,越难得到电子。
3.根据非金属活动性顺序比较
非金属元素的非金属性越强,其单质的氧化性就越强,越易得到电子,其对应阴离子的还原性越弱,越难失去电子。
4.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,反应条件越简单,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。
5.依据“三度”判断(“三度”即:浓度、温度、酸碱度)
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3;还原性:浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性(或还原性)越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱度:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(或还原性)越强。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
【拉分典例1】(25-26高一上·广东湛江·期中)在常温下,发生下列几个反应:
①
②
③
根据上述反应,判断离子氧化性或还原性强弱顺序正确的是
A.氧化性: B.氧化性:
C.还原性: D.还原性:
【拉分典例2】(25-26高一上·云南红河·期中)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+
三、价态规律思维在氧化还原反应中的应用
1.四大核心价态规律
(1)价态定位规律(判断氧化/还原性)
①规律
a.最高价→只能得电子,只有氧化性;
b.最低价→只能失电子,只有还原性;
c.中间价→既可升、又可降,既有氧化性又有还原性。
②实例:
a.Fe:0 价(最低)→只有还原性;Fe2+:+2(中间)→双性;Fe3+:+3(最高)→只有氧化性;
b.S:-2(最低,还原性)、0、+4(中间,双性)、+6(最高,氧化性)。
(2)归中规律(同元素不同价态反应)
①规律
同一元素高低价发生氧化还原,向中间价靠拢;只靠拢,不交叉。
a.高价+低价→中间价(归中反应);
b.相邻价态不发生氧化还原。
②实例:相邻价态不反应:SO2与H2SO4,S 为 + 4、+6,相邻,不发生氧化还原。
(3)歧化规律(中间价态自身升降)
①规律:同一元素中间价,一部分升价、一部分降价,生成更高价 + 更低价。中间价→高价+低价,一句话区分:归中是两头往中间靠;歧化是中间向两头分。
②实例:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,Cl:0价,一部分降到-1,一部分升到+1。
(4)价态守恒(电子守恒本质)
①升价总数 = 降价总数(失电子总数 = 得电子总数)
②用于:方程式配平、氧化还原定量计算。每升高1价,失去1个电子;每降低1价,得到1个电子。
2.价态规律的典型应用
(1)预判物质的氧化、还原性:看到物质,先标出变价元素价态,快速判断。
例:KMnO4中Mn+7最高价,强氧化剂;KI中I-1最低价,还原剂。
(2)判断氧化还原反应能不能发生:同元素:非相邻价态才可能归中;相邻价态不反应。
例:S2-(-2)与SO32-(+4)在酸性条件下归中生成 S;但 S(0)和SO2(+4)相邻,不反应。
(3)推断氧化还原产物(高频难点):利用归中、歧化,锁定产物价态,避免写错误产物。
例:浓H2SO4作氧化剂,S+6,只能降价,产物一般是SO2(+4),不会生成 S2-。
(4)氧化还原方程式配平(价态升降法)步骤:
①标出变价元素反应前后化合价;
②算每个粒子升/降价数目;
③求最小公倍数,使总升价=总降价;
④配变价物质,再用观察法配其他,最后检查电荷、原子
例:Fe+HNO3(稀)--→ Fe(NO3)3+NO↑+H2O
Fe:0→+3,升 3;N:+5→+2,降 3;升降相等,初步配平。
(5)电子守恒计算(选择、计算题)
①核心:失电子总量=得电子总量,不必写完整方程式。
②示例:一定量Cu和浓硝酸反应,生成NO、NO2混合气体,已知气体总量,求Cu质量。
③思路:Cu失电子总数=N元素得电子总数。
3.价态规律思维解题模板
(1)标价:找出所有可变化合价;
(2)定性:判断最高价/最低价/中间价,确定氧化剂还原剂;判断归中/歧化;
(3)定产物:遵守“只靠拢不交叉”;
(4)定量:升降价守恒,配平或列式计算。
4.易错清单
(1)最高价一定有氧化性,但不一定很强;最低价一定有还原性,强弱看物质。
(2)归中反应不一定到同一价,只要向中间靠拢即可。
(3)歧化反应必须是同一元素同一价态同时升、降。
(4)有化合价变化才是氧化还原;复分解无变价,不属于。
【拉分典例1】(25-26高一上·福建厦门·期中)常温下,可以发生下列三个反应:①;②;③。由此得出的正确结论是
A.溶液中可发生反应:
B.Cl元素在①、③反应中均被氧化
C.氧化性:
D.反应①中,氧化剂和还原剂的粒子数目之比为
【拉分典例2】(25-26高一上·陕西·期中)金属铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素,铈的有关化合物与的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.过程①的离子方程式为:
B.由过程①知,酸性条件下,还原性:
C.过程②中,参加反应时,转移电子
D.该反应历程的总反应为
四、电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
1.计算原理
(1)电子守恒(根本依据):氧化还原反应中,氧化剂得到电子总物质的量 = 还原剂失去电子总物质的量,即反应前后化合价升降总数相等。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
(2)衍生守恒:离子反应兼顾电荷守恒,所有反应兼顾原子守恒。
2.守恒法解题的思维流程
(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)“三列恒等式”: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)。
3.解题步骤
(1)标化合价:标出反应前后所有变价元素的化合价,明确升降情况。
(2)求单粒子变价数:计算1个氧化剂/还原剂粒子得失电子数目(化合价变化值)。
(3)列电子守恒关系式:依据:n(氧化剂)×单个得电子数 = n(还原剂)×单个失电子数。
(4)代入数据计算:结合物质的量、质量、浓度、体积等物理量列式求解。
(5)验算结果:结合原子/电荷守恒检查,避免计算失误。
4.常见计算题型与思路
(1)单一反应电子转移计算:直接套用电子守恒,计算转移电子的物质的量、数目。
(2)反应物/产物定量计算:已知一种物质的量,求另一物质的质量、物质的量、浓度等。
(3)多步连续氧化还原反应:使用关系式法:跳过中间反应,根据电子守恒找出已知物与目标物的定量比例,简化计算。
(4)混合物氧化还原计算:整体分析得失电子,把混合物当作整体计算总得失电子量。
【拉分典例1】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)制取漂白液时温度过高会发生副反应:,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为
A. B. C. D.
【拉分典例2】(25-26高一上·陕西渭南·期中)含有氧化剂XO的溶液与硫化钠(Na2S)溶液恰好反应完全,已知Na2S被氧化为S单质,并且参加反应的XO与S2-的个数比为1∶2。则还原产物中元素X的价态是
A.+1价 B.+2价 C.-1价 D.-2价
【压轴典例1】 (25-26高一下·河北沧州·期中)向质量为的Cu和CuO的混合物中加入稀硝酸,在加热条件下反应至和完全溶解,同时得到(标准状况)气体。忽略反应过程中溶液体积的变化。下列说法正确的是
A.混合物中和的物质的量之比为
B.参与反应的硝酸占总量的80%
C.反应后的溶液中最多还可溶解
D.反应后的溶液中硝酸铜的物质的量浓度为
【压轴典例2】(25-26高一上·山东青岛·期中)化学常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质氧化能力。值越高,氧化型物质的氧化能力越强,值越低,还原型物质的还原能力越强。根据表中数据,下列说法错误的是
氧化型/还原型
(酸性条件中)
1.685 V
1.51 V
0.77 V
1.36 V
1.92 V
A.下列离子的氧化性强弱顺序一定为
B.实验室可用与浓盐酸反应制备
C.已知,则的还原性强于的还原性
D.硫酸酸化的溶液与溶液反应的离子方程式为:
【压轴典例3】(25-26高一上·湖南·期中)用还原法可将烟气中的氮氧化物()转化为无害物质。常温下,将与的混合气体通入与的混合溶液中,转化过程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2x
C.反应前后溶液中保持不变
D.该转化过程的实质是被还原
易错通关
1.(25-26高一下·山西·期中)催化转化器可以将汽车尾气中的CO和NO转化为无害气体和。下列说法错误的是
A.NO是还原剂 B.CO发生了氧化反应
C.反应的本质是电子的转移 D.NO中氮元素被还原
2.(25-26高一上·广东潮州·期中)我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。黑火药爆炸的反应为。在该反应中,还原产物是
A.KNO3和S B.CO2 C.C D.N2和K2S
3.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强,已知X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为:Y->X->Z->W-,则下列氧化还原反应能发生的是
A.2W-+Z2=W2+2Z- B.2Y-+W2=Y2+2W-
C.2Z-+X2=Z2+2X- D.2X-+Y2=X2+2Y-
4.(25-26高一上·四川成都·阶段检测)下列氧化还原反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
5.(25-26高一上·广东湛江·期中)已知正常血红蛋白(Hb)中的铁元素呈+2价,高铁血红蛋白中的铁元素呈+3价。亚甲蓝可用于治疗亚硝酸钠(NaNO2)中毒引起的高铁血红蛋白血症。根据上述材料,下列说法中正确的是
A.中毒过程中,NaNO2作还原剂
B.中毒过程中,NaNO2中元素化合价升高
C.治疗过程中,亚甲蓝作还原剂
D.治疗过程中,亚甲蓝得到电子
6.(25-26高一上·贵州·期末)维生素C能帮助人体将从食物中摄取的、不易吸收的转化为易吸收的。下列说法正确的是
A.还原性:维生素 B.该过程中是还原剂
C.该过程中维生素C发生还原反应 D.转化为是氧化反应
7.(25-26高一下·云南曲靖·期中)中国首款完全自主知识产权民用客机 C919 的钛合金用量达9.3%。制备海绵钛的化学方程式为TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,则下列说法不正确的是
A.该反应是置换反应
B.该反应中Ti 元素的化合价降低,TiCl4 为还原剂
C.该反应中消耗1mol Mg,则转移电子的物质的量为2mol
D.钛不仅广泛应用在航空、航天、汽车等方面,钛合金与人体“相容性”好,还可用于制造人造骨骼、人工关节
8.(25-26高一上·云南昭通·期中)是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在的催化作用下可生成(过程如图所示)。下列说法不正确的是
A.可循环使用
B.过程I的反应为
C.过程II中被氧化,作还原剂
D.该过程总反应为
9.(25-26高一上·云南保山·期中)回答下列问题。
Ⅰ.已知某容器中发生了一个化学反应,反应体系存在H2O、Mn、H2O2、O2、Mn2+、H+六种粒子。在反应过程中,溶液紫红色逐渐褪去。
(1)写出该反应的离子方程式:________________________。
(2)该反应中,氧化剂与还原剂的粒子个数之比为_____。
Ⅱ.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上有多种制备高铁酸钠的方法,其中一种方法可用离子方程式表示为3ClO-+2Fe3++xOH-=2Fe+3Cl-+yH2O。
(3)上述反应中的x=____,y=____。
(4)上述反应中氧化剂为________________;还原产物为________________。
(5)由上述反应可知,氧化性:ClO-____Fe(填“>”或“<”,下同);还原性:Cl-____Fe3+。
(6)请用双线桥法表示该反应中电子的转移情况____________________。
10.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)I.亚硝酸钠是一种用途广泛的工业盐,因其外观和食盐相似容易误食中毒。亚硝酸钠加热到以上会分解产生和,其水溶液呈碱性,能与溶液反应生成难溶于水、易溶于酸的。由于有毒性,将含该物质的废水直接排放会引起水体严重污染,所以这种废水必须处理后才能排放。处理方法之一如下:
________________=_____NO_____I2+_____
(1)请完成该离子方程式并配平__________。
(2)从物质分类角度来看,是_____(填字母代号)。
a.酸 b.盐 c.碱 d.非电解质 e.电解质
(3)用上述反应来处理并不是最佳方法,从环保角度来讲,要将转化为氮气,所用物质的_____(填“氧化性”或“还原性”)应该比KI更_____(填“强”或“弱”)。
(4)下列方法不能用来区分固体和的是_____(填序号)。
A.分别溶于水,滴加酚酞试液
B.分别溶于水并滴加酸化的溶液
C.分别加强热并收集气体检验
D.用筷子分别蘸取固体品尝味道
II.某兴趣小组查阅资料发现:与碱的溶液反应生成的含氯的产物除氯化物外,还可能含有次氯酸盐或氯酸盐(杀菌消毒能力较差)。他们利用制备和。
(5)已知:加热条件下,用双线桥表示电子转移方向和数目__________,氧化剂与还原剂的质量比_____。
思维拔高
1.(25-26高一上·广东广州·期中)已知下列在溶液中发生的三个反应。下列相关说法错误的是
①
②
③
A.还原性:
B.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量比为
C.反应①和③生成相同个数转移电子数之比为
D.推测可发生反应:
2.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)如图,把碎纸条b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.碎纸条排列的顺序可能是c、d、a、b、e
B.通过该反应可知还原性:
C.氧化剂与还原剂的粒子个数之比为
D.反应中每生成1个转移2个电子
3.(25-26高一下·河北保定·期中)某学习小组用工业废渣(主要成分为和)制取氯化亚铜,其流程如图。已知:是一种白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在潮湿空气中易水解和被氧化。下列说法错误的是
A.在焙烧过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比是
B.得到沉淀的离子方程式为:
C.检验CuCl是否洗涤干净的试剂可以是BaCl2溶液和盐酸
D.沉淀用乙醇洗涤的目的是除去表面的水分,防止其水解和被氧化
4.(25-26高一下·浙江温州·期中)反应中,氧化产物是
A. B. C. D.
5.(25-26高一下·安徽·期中)在不同条件下,当与按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI物质的量/mol
物质的量/mol
还原产物
氧化产物
①
酸性
0.01
②
中性
0.02
已知:ⅰ.溶液的酸性越强,pH越小,溶液的碱性越强,pH越大。ⅱ.的氧化性随着酸性减弱而减弱。下列说法不正确的是
A.对比反应①和②,
B.随着反应进行,体系①的pH增大,②的pH减小
C.反应①,
D.对比反应①和②,可得出结论:在pH较高时易被氧化成高价态
6.(25-26高一下·广东深圳·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下,2.8 g CO和N2混合气体含有的总原子数为0.2NA
B.0.2 mol Fe和足量氯气充分反应,转移的电子数为0.4NA
C.22.4 L SO2中原子的数目为0.3NA
D.1 mol N2与足量的H2反应,生成的NH3分子总数为2NA
7.(26-27高一上·四川遂宁·开学考试)已知在酸性溶液中易被还原成,、、、的氧化性依次减弱。下列反应的方程式错误的是
A.
B.
C.
D.
8.(25-26高一上·云南保山·期中)已知溶液在一定条件下与反应的离子方程式为。下列有关说法错误的是
A. B.Y是
C.发生氧化反应 D.为还原产物
9.(25-26高一上·广东深圳·期中)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
10.(25-26高一上·湖南湘西·期中)依据物质类别和元素价态,可以对物质的性质进行解释和预测。
Ⅰ.有三种物质:、、。
(1)其中氧元素的化合价均为_________价。
(2)从氧化剂和还原剂的角度,分析各反应中的作用。请完成下表内容。
序号
化学反应方程式
作用
①
___________
②
___________
③
___________
既作氧化剂,又作还原剂
(3)由、的名称可推知的名称为_________。
(4)已知可与反应产生,请写出与水反应的化学方程式:___________________________________,由此可推测也可作供氧剂。
Ⅱ.
(5)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业制备的反应为___________________________________。
________________________
①配平上述化学方程式并用单线桥表示反应过程中电子的转移情况。
②该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________;若反应过程中消耗,转移电子的数目为_____________。
③在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(),需将其转化为除去,下列试剂中可将转化为的是_________(填字母)。
A. B. C. D.
压轴攻坚
1.(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)化学上常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质的氧化能力。值越高,氧化型物质的氧化能力越强,值越低,还原型物质的还原能力越强。值与体系的有关。根据表格信息,判断下列说法错误的是
氧化型/还原型物质
(酸性条件中)
1.685V
1.51V
0.77V
1.36V
0.991V
1.423V
A.实验室可用与浓盐酸反应制备
B.酸性条件中,氧化性强弱顺序为
C.已知,则的还原性弱于的还原性
D.向硫酸酸化的溶液中加入,充分反应后滴加溶液,可观察到溶液变红
2.(25-26高一上·重庆·期中)高铁酸钾()是一种重要的绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。重外“碳化学”兴趣小组的同学设计了如图所示方案制备高铁酸钾,下列说法正确的是
A.在该流程的反应中表现氧化性
B.由该流程发生的反应可推测:的氧化性强于
C.制备高铁酸钾的原理为,由此推测溶解度:高铁酸钠>高铁酸钾
D.利用该流程生产高铁酸钾时,每转移6 mol电子时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
3.(25-26高一上·北京·阶段检测)用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物()转化为无害物质。常温下,将NO与的混合气体通入与的混合溶液中,其转化过程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ的离子反应方程式为
B.反应Ⅱ中氧化剂与的物质的量之比为1:2
C.反应过程中混合溶液内和离子的总数一定保持不变
D.若用替换,每消耗分子,最少消耗分子
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专题03 氧化还原反应
易错题避坑清零
一、氧化还原反应相关概念的判断误区
二、电子转移相关的常见错误
三、氧化性、还原性强弱判断易错点
四、价态规律易错点
拉分题思维拆解
一、区分两组极易混淆概念:被氧化/被还原;氧化产物/还原产物
二、氧化性、还原性强弱的判断
三、价态规律思维在氧化还原反应中的应用
四、电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、氧化还原反应相关概念的判断误区
1.氧化剂、还原剂相关误区
(1)误认为氧化剂只发生还原反应,所以氧化剂只有还原性;还原剂只发生氧化反应,只有氧化性——正解:
氧化剂主要体现氧化性(得电子能力);部分氧化剂含中间价态元素,理论上同时具备微弱还原性(只是该反应中作氧化剂)。同理,还原剂不一定只有还原性。
(2)误认为氧化剂、还原剂一定是不同物质——正解:歧化反应中,同一物质既是氧化剂又是还原剂。
(3)误认为某物质中一种元素化合价升高,则该物质一定是还原剂——正解:要看升价、降价是否来自同一物质;有些物质同时有升有降。
2.氧化产物、还原产物相关误区
(1)误认为氧化产物一定是氧化反应得到,所以氧化产物具有强氧化性——正解:氧化产物是还原剂被氧化所得,氧化产物具有氧化性,但氧化性弱于反应物中的氧化剂,强弱没有“一定强”的说法。
(2)误认为氧化产物和还原产物一定是两种不同物质——正解:归中反应可以生成同一种产物,此时产物既是氧化产物又是还原产物。
3.氧化性、还原性强弱判断误区
(1)误认为失电子数目越多,还原性越强;得电子数目越多,氧化性越强——正解:强弱看得失电子难易程度,不是得失电子数量。Na极易失电子,还原性Na>Al。
(2)误认为元素最高价,物质氧化性一定很强;最低价,还原性一定很强——正解:最高价只有氧化性,但氧化性强弱差异巨大。
(3)误认为氧化还原反应一定是强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,任何条件下都成立——正解:该规律适用于自发进行的氧化还原反应;电解等非自发反应不适用。
4.氧化还原反应判断的宏观误区
(1)误认为有单质参加或生成的反应,一定是氧化还原反应——正解:单质同素异形体转化,无化合价改变,不是氧化还原。
(2)误认为没有单质参与的反应,一定不是氧化还原反应——正解:化合物之间也可变价。
(3)误认为复分解反应也可以是氧化还原反应——正解:复分解本质离子交换,无化合价变化,一定非氧化还原。
(4)误认为被氧化就是作氧化剂;被还原就是作还原剂——正解:还原剂→失电子→被氧化,发生氧化反应;
氧化剂→得电子→被还原,发生还原反应。
5.解题避坑总策略
(1)判断反应类型:看化合价,不看单质、物质类别;
(2)判断剂、产物:标变价,看升降;
(3)比较氧化性还原性:看难易,不看电子数目;自发反应才适用强弱律;
(4)价态变化:归中只靠拢不交叉,相邻价态不反应;
(5)电子计算:转移电子数取单方得失量,不可相加。
【易错典例1】(25-26高一上·河北唐山·期中)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。
【易错典例2】(25-26高一上·海南·期中)被称为万能还原剂的(H为价)能溶于水并和水发生反应:,下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.硼元素被氧化,氢元素被还原
C.生成4 mol 转移的电子数是 D.氧化产物与还原产物物质的量之比为
【答案】D
【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,该反应的反应物和均为化合物,不属于置换反应,A错误;B.反应前后硼元素化合价均为+3价,没有发生变化,既不被氧化也不被还原,仅中-1价的氢元素被氧化,中+1价的氢元素被还原,B错误;C.生成4mol 时,中4mol -1价H共失去4mol电子,中4mol +1价H共得到4mol电子,转移电子数为,C错误;D.既是氧化产物也是还原产物,其中被氧化的-1价H和被还原的+1价H的物质的量相等,故氧化产物与还原产物物质的量之比为,D正确;故选D。
二、电子转移相关的常见错误
1.误认为转移电子总数=得电子总数+失电子总数——正解:电子只是从还原剂“转手”给到氧化剂。得电子总数=失电子总数=转移电子总数,不能相加。
2.误认为1 mol氧化剂参与反应,一定得到对应变价的电子——正解:要看有多少比例的变价元素真正发生化合价改变,部分物质只起酸的作用,不参与电子转移。
3.单线桥、双线桥标注常见书写错误
(1)双线桥
①错误:箭头从产物指向反应物;桥上写 “得到/失去电子,化合价升高/降低” 写反;电子数目写成得失之和。
②规则:箭头反应物→生成物,同种元素相连;升价:失电子;降价:得电子。
(2)单线桥
①错误:箭头从氧化剂指向还原剂;桥上标注 “得、失电子”。
②规则:箭头还原剂→氧化剂;桥上只写转移电子总数,不写得/失。
(3)避坑:双线桥看 “得失”;单线桥看 “流向”,不加得失。
4.误认为歧化反应中,直接按反应物总物质的量计算电子转移
(1)错误说法:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,1molCl2反应转移2mol e-。
(2)辨析:Cl2中一半Cl(0→-1,得e-),一半Cl(0→+1,失e-),1mol Cl2转移1 mole-。
(3)同类经典:2Na2O2+ 2H2O=4NaOH+O2↑,1molNa2O2参与反应,转移1mole-;2molNa2O2反应转移2mole-。
(4)避坑:歧化,同一物质一部分升、一部分降,不能全部按升价或全部按降价计算。
5.误认为归中反应,直接用反应物总物质的量乘以价态变化量
(1)错误说法:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,2molH2S和1molSO2反应,转移电子6mol。
(2)辨析:H2S中S:-2→0,每个S失2e-,2 mol H2S失4mole-;SO2中S:+4→0,得4mole-,转移电子4mol。
(3)坑点:容易错误用SO2中S变化4e-×1mol+H2S 2e-×2mol,得到8mol。
(4)避坑:归中同样只算一侧电子变化量。
6.产物存在多种变价,简单认为每种变价都独立叠加(NA高频坑)
(1)错误说法:Cu和一定量浓硝酸反应,生成NO2、NO混合气体,1molCu反应转移电子大于2mol。
(2)辨析:Cu从0→+2,1molCu一定失去2mole-,不管N最终变成NO还是NO2,失电子数只由Cu决定。N 得到总电子=Cu失去总电子。
(3)避坑:还原剂失电子总量只看还原剂最终价态,与氧化剂产物种类无关。
7.误认为化合价改变数值,就是每个该物质分子转移电子数
(1)错误说法:2H2O2H2↑+O2↑,H:+1→0,变化1价,所以1 molH2O转移1mole-。
(2)辨析:方程式2molH2O反应,O从-2→0,一共失4mole-;对应 2 molH2O转移4mole-,所以1mol水转移2mole-。
(3)避坑:先看完整方程式,算出整个反应的总转移电子,再折算到1 mol反应物。不能只看单个原子价变直接下结论。
8.误认为电子转移一定是电子得失,不存在电子偏移
(1)错误说法:氧化还原反应的电子转移,都是原子之间电子得失。
(2)辨析:电子转移包含两种形式:
①电子得失(离子型化合物,如Na与Cl2;
②电子对偏移(共价化合物,如H2与Cl2反应生成HCl,无电子得失,共用电子对偏移)。
(3)避坑:本质统称电子转移,得失≠偏移。
9.同一元素多种价态,计算电子转移违背 “只靠拢不交叉”
(1)错误:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,认为 S (-2)→+4,S (+6)→0,以此计算电子。
(2)辨析:价态不能交叉。S (-2)→0(失2e-);S (+6)→+4(得 2e-)。1 molH2S反应转移2mole-。
(3)避坑:先判断价态变化路径,再算电子,路径错,电子数必错。
10.可逆反应,直接按方程式计量数计算完全转移电子
(1)错误:2SO2+O22SO3,2 molSO2和1molO2充分反应,转移4mole-。
(2)辨析:可逆反应不能进行到底,实际转移电子小于4mol。NA 选择题超级高频陷阱。
(3)避坑:可逆反应、钝化、反应有限度,不能按完全反应计算转移电子。
11.电子转移判断解题步骤(模板)
(1)标价态,确定变价元素,核查价态变化路径(归中不交叉);
(2)找出:多少mol物质真正变价(排除只起酸/介质作用的部分);
(3)计算单个变价原子升降价;
(4)总转移电子=变价原子物质的量×单个原子价态变化;只算一侧;
(5)注意:歧化、归中、可逆、多种产物场景。
【易错典例1】(25-26高一上·北京·期中)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。
【易错典例2】(25-26高一上·广东惠州·期中)已知反应:① ②;③下列说法正确的是
A.反应②是置换反应
B.反应②中每生成3个转移6个电子
C.反应③中还原剂和氧化剂的分子个数之比为2:1
D.氧化性由强到弱的顺序为
【答案】D
【解析】A.置换反应要求单质与化合物反应生成新单质和新化合物,反应②反应物均为化合物,不属于置换反应,A错误;B.反应②中中从+5价降为0价,5分子中从-1价升为0价,生成3个时共转移5个电子,B错误;C.反应③中中化合价降低,是氧化剂,中化合价升高,是还原剂,还原剂和氧化剂的分子个数之比为1:2,C错误;D.自发氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,由反应①得氧化性,反应②得,反应③得,故氧化性顺序为,D正确;故答案选D。
三、氧化性、还原性强弱判断易错点
1.失电子越多,还原性越强;得电子越多,氧化性越强
(1)错误表述:Al 反应中失去3个电子,Na失去1个电子,还原性:Al>Na。
(2)辨析:强弱看得失电子的难易程度,不是得失电子的数量。Na极易失去最外层电子,还原性Na>Al。
(3)实例:Fe-2e-=Fe2+、Fe-3e-=Fe3+,Fe失去2e-更容易,但是单质Fe的还原性固定,不会因为生成产物不同而改变单质还原性。
(4)避坑:多少≠难易,NA与选择题的头号陷阱。
2.元素处于最高价,物质一定具有强氧化性;最低价一定具有强还原性
(1)错误表述:只要元素是最高价,该物质就是强氧化剂。
(2)辨析:最高价只有氧化性,但氧化性强弱差别极大;最低价只有还原性,还原性也不一定强。
(3)实例:H3PO4中P+5(最高价),氧化性很弱;F-为F的最低价,但F-还原性极难体现。KMnO4中Mn+7,强氧化性。
(4)避坑:价态只能判断有没有该性质,不能判断性质强弱。
3.依据方程式:氧化剂氧化性>氧化产物,适用于所有氧化还原反应
(1)错误表述:只要是氧化还原反应,一定满足氧化剂氧化性>氧化产物。
(2)辨析:强弱律仅适用于常温自发进行的氧化还原反应;电解、光照等非自发反应不适用。
(3)实例:电解饱和食盐水,非自发反应,不能用方程式比较氧化性还原性。
(4)避坑:自发反应才可以用“剂>产物”;电解类反应禁止套用该规律。
4.同一物质,氧化性/还原性固定不变,不受外界条件影响
(1)错误表述:MnO4-氧化性强弱永远不变。
(2)辨析:浓度、温度、溶液酸碱性会显著改变氧化性、还原性。
①MnO4-:酸性条件下还原产物Mn2+,氧化性很强;中性→MnO2;碱性→MnO42-,氧化性大幅减弱。
②硝酸:浓硝酸氧化性>稀硝酸。
③温度:常温下MnO2与浓盐酸几乎不反应,加热条件下才能反应。
(3)避坑:描述氧化性强弱,常常要附带反应条件。
5.氧化产物的氧化性一定弱于还原产物的氧化性
(1)错误表述:氧化产物氧化性一定比还原产物弱。
(2)辨析:没有这个规律。强弱比较只对比:氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物。
(3)实例:2Fe+3Cl2=2FeCl3,FeCl3既是氧化产物又是还原产物,二者为同一物质。
(4)避坑:不要自行创造不存在的比较关系。
6.金属阳离子氧化性越强,对应金属单质还原性越强
(1)错误表述:Fe3+氧化性强于Cu2+,所以Fe单质还原性强于Cu。
(2)辨析
①金属活动性顺序对应的是M2+/M,Fe3+是特殊价态离子。
②氧化性:Fe3+>Cu2+;但还原性:Fe>Cu,这个例子刚好巧合;
③反例:氧化性Ag+>Fe2+,还原性Fe>Ag。
(3)规律:金属单质还原性越强,对应低价金属阳离子氧化性越弱;Fe3+不属于Fe对应的低价简单阳离子,是特例。
(4)避坑:金属活动性顺序对应的阳离子是金属失去最外层电子形成的简单阳离子,(Fe^{3+}})不能直接套用。
7.还原性越强的物质,越容易被氧化;氧化性越强,越容易被还原;所以产物性质一定更弱
(1)错误表述:还原性强的物质,在任何体系中都优先反应。
(2)辨析:优先反应规律(竞争氧化还原)只在同一体系、相同条件下成立。
(3)实例:溶液中同时存在Br-、Fe2+,少量Cl2先氧化Fe2+(还原性Fe2+>Br-);但条件改变,反应顺序可能变化。
(4)避坑:先后顺序依赖相同环境,不能跨条件比较。
8.比较两种物质氧化性,可直接看中心元素化合价高低
(1)错误表述:H2SO4(S+6)氧化性>HNO3(N+5),因为S价态更高。
(2)辨析:价态高低不能直接横向比较不同元素物质的氧化性。常温稀硫酸氧化性很弱,稀硝酸氧化性强于稀硫酸。
(3)避坑:只能同种元素,价态越高,一般氧化性越强;不同元素不能单纯比价态。
9:含有高价元素的化合物,一定优先作氧化剂
(1)错误表述:HClO4中Cl+7最高价,参与反应一定作氧化剂。
(2)辨析:HClO4是强酸,在复分解反应中Cl元素不变价,只体现酸性,不表现氧化性。
(3)避坑:物质含有高价元素,只是具备氧化性的可能性;反应类型决定是否发生氧化还原。
10.氧化性越强的物质,反应速率一定越快
(1)错误表述:Cl2氧化性大于O2,所以Cl2和所有还原剂反应速率一定比O2快。
(2)辨析:氧化性、还原性是热力学性质(能不能反应、反应趋势);反应速率是动力学性质(反应快慢),二者无必然联系。
(3)实例:O2氧化性弱于Cl2,但常温下O2和Fe反应极慢。
(4)避坑:强弱是反应趋势,不等于反应速度。
11.还原性:单质>阳离子;氧化性:阳离子>单质(绝对化错误)
(1)错误表述:单质还原性一定大于它的阳离子。
(2)辨析:一般情况Fe>Fe2+,但不能当成普适结论。氧化性:Fe3+>Fe。
(3)避坑:不要笼统总结单质与离子强弱,要结合价态。
12. 氧化性还原性强弱判断方法总览(解题工具)
(1)应方程式法(自发):氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物;
(2)金属活动性顺序:单质还原性递减,对应低价阳离子氧化性递增Fe3+除外;
(3)非金属活动性:单质氧化性递减,对应阴离子还原性递增;
(4)反应条件判断:反应越容易进行,氧化剂/还原剂越强,例:KMnO4常温氧化浓盐酸;MnO2需要加热氧化浓盐酸→氧化性:KMnO4>MnO2;
(5)产物价态高低:同一还原剂,被氧化到更高价态,氧化剂更强,例:Cl2把Fe氧化为\Fe3+;S只能氧化Fe为Fe2+ →氧化性:
【易错典例1】(25-26高一上·湖南湘西·期中)硫化氢()是一种有毒、有害的气体。为处理某废气中的,将废气与空气混合后通入、、的混合液中,转化的流程如图所示。下列说法正确的是
A.转化过程中参与循环的离子只有、
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.过程Ⅲ中发生的反应为:
【答案】D
【解析】A.由流程图可知,转化过程中参与循环的离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+,故A错误;B.转化过程有O、S、Fe三种元素的化合价发生了变化,故B错误;C.过程Ⅰ中O2与Fe2+反应生成Fe3+,说明O2氧化性比Fe3+强,过程Ⅲ中Fe3+与CuS反应生成S,说明 Fe3+氧化性比S强,因此氧化性由强到弱的顺序:O2 >Fe3+>S,故C错误;D.根据图示,过程III中Fe3+与CuS反应生成S与Fe2+,因此发生的反应为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,故D正确;故选D。
【易错典例2】(25-26高一上·湖南湘西·期中)硫化氢()是一种有毒、有害的气体。为处理某废气中的,将废气与空气混合后通入、、的混合液中,转化的流程如图所示。下列说法正确的是
A.转化过程中参与循环的离子只有、
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:
D.过程Ⅲ中发生的反应为:
【答案】D
【解析】A.由流程图可知,转化过程中参与循环的离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+,故A错误;B.转化过程有O、S、Fe三种元素的化合价发生了变化,故B错误;C.过程Ⅰ中O2与Fe2+反应生成Fe3+,说明O2氧化性比Fe3+强,过程Ⅲ中Fe3+与CuS反应生成S,说明 Fe3+氧化性比S强,因此氧化性由强到弱的顺序:O2 >Fe3+>S,故C错误;D.根据图示,过程III中Fe3+与CuS反应生成S与Fe2+,因此发生的反应为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,故D正确;故选D。
四、氧化还原反应规律易错点
1.价态律——元素处于最高价一定是强氧化剂,最低价一定是强还原剂
(1)错误表述:只要元素在最高价,物质就有强氧化性;处于最低价,一定有强还原性。
(2)辨析:最高价只有氧化性(能得电子),不代表氧化性强;最低价只有还原性(能失电子),不代表还原性强。
(3)实例:H3PO4中P为+5(最高价),氧化性极弱;F-是F的最低价,但很难失去电子,还原性很弱。
(4)避坑:价态只能判断性质的有无,不能判断性质强弱。
2.归中反应——同种元素只要有高低两种价态,就一定能发生归中反应
(1)错误表述:只要一种物质含该元素高价态,另一种含低价态,混合就会归中。
(2)辨析:相邻价态不发生氧化还原反应,只有间隔价态才可能归中。
(3)实例:SO2(S +4)与浓H2SO4(S +6)为相邻价态,二者共存不反应;H2S(S -2)与SO2(S +4)间隔价态,可以归中生成 S。
(4)避坑:先看价态是否相邻;相邻价态可共存,不发生归中。
3.归中反应化合价变化,可以交叉
(1)错误表述:H2S + H2SO4(浓)=S↓+ SO2↑+2H2O,-2 价S升高到+ 4,+6 价S降低到 0。
(2)辨析:归中反应只靠拢,不交叉。
①正确路径:H2S中S (-2) → S (0);浓H2SO4中 S (+6) →SO2中 S (+4)。
②价态交叉的路径在能量上不可行,计算电子转移时一旦价态交叉,电子数目计算必然出错。
(3)避坑:画价态数轴,高低向中间靠拢,不能越过对方价态。
4.归中反应一定生成一种中间价态物质
(1)错误表述:归中反应产物只能有一种。
(2)辨析:归中反应产物可以是一种,也可以多种。
(3)实例:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,只生成0价S,产物中变价物质只有一种;
H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑ + 2H2O,生成两种不同价态产物(0、+4),依然属于归中。
(4)避坑:归中核心:高价降价、低价升价,向中间靠拢,产物价态可以不止一种。
5.歧化反应——只要中间价态,就一定发生歧化
(1)错误表述:只要元素处于中间价态,就一定能发生歧化反应。
(2)辨析:中间价态物质同时具备氧化性、还原性,但是否歧化,要看反应条件。
(3)实例:SO2中S为+4中间价,常温下单独不会歧化;Cl2在碱性条件歧化,酸性条件下不歧化。
(4)避坑:中间价是歧化发生的必要条件,不是充分条件,需要合适外界条件。
6.歧化反应 —— 只要同一物质中元素有升有降,就是歧化
(1)错误表述:只要一种物质,反应后一种元素化合价升高、另一种元素化合价降低,就是歧化反应。
(2)辨析:歧化的定义:同一种元素、同一种价态,一部分升,一部分降。
(3)反例:KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,Cl有升有降,但来自不同物质,属于归中,不是歧化。
(4)实例:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,0价Cl一部分升+1,一部分降-1,才是歧化。
(5)避坑:歧化:同一元素、同一价态,一分二(升+降)。
7.先后律(竞争反应)——还原性强的物质一定优先被氧化,不受其他因素影响
(1)错误表述:只要还原性A>B,氧化剂一定先氧化A,任何环境都成立。
(2)辨析:先后律前提:相同体系、相同条件、氧化剂少量;浓度、pH、沉淀生成会改变反应顺序。
(3)经典例子:向FeBr2溶液通入少量Cl2,还原性Fe2+>Br-,Cl2优先氧化Fe2+;若体系中存在沉淀、络合等副反应,顺序可能改变。
(4)避坑:竞争氧化还原先后顺序,是相同条件下的热力学顺序,不能无条件套用。
8.先后律——氧化剂越强,就一定优先反应
(1)错误表述:体系中有多种还原剂,最强氧化剂一定最先参与反应。
(2)辨析:多个氧化还原共存时,优先发生的是“最强氧化剂与最强还原剂”之间的反应,不是单纯看氧化剂强弱。
(3)实例:溶液中同时含有还原剂I-、Fe2+,加入少量Fe3+,只能氧化I-(还原性I->Fe2+)。
(4)避坑:强氧遇强还,优先反应,要氧化剂、还原剂配对看。
9.同种元素,价态越高氧化性一定越强(同种元素内部比较误区)
(1)错误表述:同种元素化合价越高,氧化性一定越强。
(2)辨析:一般趋势成立,但存在特例,受物质结构、酸根稳定性影响。
(3)实例:氯的含氧酸:氧化性HClO>HClO2>HClO3>HClO4,Cl价态依次升高,但氧化性依次减弱。
(4)避坑:同种元素含氧酸,价态高低只是一般规律,含氧酸有反例,不可绝对化。
10.氧化还原反应,只要发生归中/歧化,产物一定没有原反应物价态
(1)错误表述:归中反应产物价态,不能等于反应物中某一价态。
(2)辨析:归中是向中间靠拢,产物价态介于高低价之间;不会等于原来高价或低价(相邻价态除外)。
(3)简单理解:高价只能降到中间,低价只能升到中间,不会“跳到对方原来价态”。
(4)避坑:价态数轴法,快速验证归中路径,防止交叉或者跳价。
11.守恒律——只有电子守恒,不需要考虑电荷、原子守恒
(1)错误表述:氧化还原方程式,只要升降价守恒,方程式就配平正确。
(2)辨析:电子守恒是第一步,后续还要满足原子守恒;离子方程式必须额外满足电荷守恒。很多学生只配变价元素,忽略离子方程式左右电荷不相等。
(3)避坑:配平三步:电子守恒→电荷守恒(离子方程式)→原子守恒。
【易错典例1】(25-26高一上·云南昭通·期中)今有下列四个氧化还原反应:
①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;③;④。
某溶液中含有I-、Fe2+和Cl-,欲加入以下试剂只除去其中的I-,其中最合适的是
A.Cl2 B.Fe3+ C. D.PbO2
【答案】B
【解析】由反应①可知,铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,碘元素的化合价升高被氧化,碘是氧化产物;由反应②可知,氯元素的化合价降低被还原,氯气是反应的氧化剂,铁元素的化合价升高被氧化,铁离子是氧化产物;由反应③可知,铅元素的化合价降低被还原,二氧化铅是反应的氧化剂,锰元素的化合价升高被氧化,高锰酸根离子是氧化产物;由反应④可知,锰元素的化合价降低被还原,高锰酸根离子是反应的氧化剂,氯元素的化合价升高被氧化,氯气是氧化产物;由氧化还原反应规律可知,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化剂的氧化性强弱顺序为:;由题意可知,加入试剂的目的是只除去含有碘离子、亚铁离子和氯离子的溶液中的碘离子,则加入试剂的氧化性应强于单质碘,但弱于氯气,所以最合适的试剂是铁离子,故选B。
【易错典例2】(25-26高一上·山东济宁·阶段检测)下列氧化还原反应常识说法不正确的是
A.分别由、、产生等质量的时,转移的电子数之比为1:1:1
B.可用作野外生氢剂,作生氢剂时发生氧化还原反应,则该反应中既是氧化产物又是还原产物,且质量之比为1:1
C.是一种常见的氧化剂,和浓盐酸反应生成,反应原理如下:,在参加反应的盐酸中,表现还原性和酸性的个数比为6:8
D.我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生反应的化学方程式为,其中只有元素被氧化
【答案】A
【解析】A.生成等质量即等物质的量,、分解制时均从-2价升高到0价,每生成1 mol转移4 mol;反应生成时从-1价升高到0价,每生成1 mol转移 2 mol,故转移电子数之比为2:2:1,不是1:1:1,A错误;B.反应中,中-1价被氧化为,中+1价被还原为,既是氧化产物又是还原产物,二者质量比为1:1,B正确;C.14 mol 参与反应,其中6 mol 中被氧化为,表现还原性,剩余8 mol 中仍为-1价,存在于盐中表现酸性,故表现还原性和酸性的个数比为6:8,C正确;D.反应中元素从0价降为-2价、中元素从+5价降为0价,均被还原;只有元素从0价升为+4价,被氧化,D正确;故答案选A。
一、区分几组极易混淆概念
1.第一组最容易记反:氧化剂、还原剂;氧化反应、还原反应
(1)基础定义
①还原剂:失去电子→化合价升高→发生氧化反应(被氧化);
②氧化剂:得到电子→化合价降低→发生还原反应(被还原)。
(2)口诀:升失氧还,降得还氧
①升(化合价升)失(失电子)氧(被氧化、氧化反应)还(还原剂,具有还原性);
②降(化合价降)得(得电子)还(被还原、还原反应)氧(氧化剂,具有氧化性)。
(3)辨析表格
物质
价态变化
电子行为
变化名称
自身性质
还原剂
↑
失e⁻
被氧化,氧化反应
还原性
氧化剂
↓
得e⁻
被还原,还原反应
氧化性
2.第二组:氧化产物、还原产物
(1)概念:
①氧化产物:还原剂被氧化之后生成的物质(化合价升高得到的产物)
②还原产物:氧化剂被还原之后生成的物质(化合价降低得到的产物)
例:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe(还原剂)→FeCl3,FeCl3既是氧化产物又是还原产物。
(2)易错:
①氧化产物≠氧化剂;还原产物≠还原剂。
②性质强弱:氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物(强弱比较核心依据)。
3.第三组:氧化性、还原性(物质的性质 vs 反应行为)
(1)概念:
①氧化性:物质得电子的能力(化合价能降低)→ 氧化剂具备的性质
②还原性:物质失电子的能力(化合价能升高)→ 还原剂具备的性质
(2)重点区分:得失电子多少≠氧化性/还原性强弱
(3)实例:Al失3e⁻,Na失1e⁻,但还原性:Na > Al。强弱看难易程度,不是转移电子数目!(这是高考最高频陷阱)
(4)价态关联回顾:最高价:只有氧化性;最低价:只有还原性;中间价:既有氧化性又有还原性。
(5)易错:“中间价态物质氧化性和还原性一样强”,不对,一般一主一次。如SO2还原性为主。
4.第四组:被氧化/被还原;氧化反应/还原反应
(1)概念:
①被氧化:元素失去电子,化合价升高(描述元素/还原剂)
②被还原:元素得到电子,化合价降低(描述元素/氧化剂)
(2)实例:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu元素被氧化;S元素被还原。
(3)误区:“被氧化就是作氧化剂”,完全相反。被氧化的物质是还原剂。
5.解题思维
(1)标价态→看升降;
(2)升:还原剂、被氧化、氧化产物、还原性;
(3)降:氧化剂、被还原、还原产物、氧化性;
(4)定量:得电子总数=失电子总数=转移电子数。
【拉分典例1】(25-26高一上·山东泰安·期中)关于反应下列说法正确的是
A.中H元素被氧化 B.在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的质量之比为 D.氧化产物与还原产物的质量之比为
【答案】D
【解析】A.中元素反应前后化合价均为,没有发生变化,未被氧化,A错误;B.中元素化合价由价降低为中的价,反应过程中得到电子,B错误;C.该反应中,中元素化合价由价降低到中的价,为氧化剂;中元素化合价由价升高到中的价,为还原剂,二者物质的量之比为,质量比为,不是,C错误;D.既是氧化产物又是还原产物,其中个原子来自被氧化的(对应氧化产物),个原子来自被还原的(对应还原产物),故氧化产物与还原产物的质量之比为,D正确;故答案为D。
【拉分典例2】(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】A.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;B.由配平后的离子方程式可知、,B正确;C.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;D.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。
二、氧化性、还原性强弱的判断
1.根据氧化还原反应方程式比较
Fe+H2SO4===H2↑+FeSO4
氧化性
氧化剂>氧化产物
H+>Fe2+
还原性
还原剂>还原产物
Fe>H2
2.根据金属活动性顺序比较
金属元素的金属性越强,其单质的还原性就越强,越容易失去电子,其对应阳离子(Fe对应Fe2+)的氧化性越弱,越难得到电子。
3.根据非金属活动性顺序比较
非金属元素的非金属性越强,其单质的氧化性就越强,越易得到电子,其对应阴离子的还原性越弱,越难失去电子。
4.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,反应条件越简单,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。
5.依据“三度”判断(“三度”即:浓度、温度、酸碱度)
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3;还原性:浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性(或还原性)越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱度:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(或还原性)越强。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
【拉分典例1】(25-26高一上·广东湛江·期中)在常温下,发生下列几个反应:
①
②
③
根据上述反应,判断离子氧化性或还原性强弱顺序正确的是
A.氧化性: B.氧化性:
C.还原性: D.还原性:
【答案】C
【分析】反应①:被Z-还原为X2+,Z-被氧化为Z2,则氧化性>Z2,还原性Z->X2+;反应②:B2被A2+还原为B-,A2+被氧化为A3+,则氧化性B2>A3+,还原性A2+>B-;反应③:Z2被B-还原为Z-,B-被氧化为B2,则氧化性Z2>B2,还原性B->Z-。综合以上分析,氧化性:>Z2>B2>A3+;还原性:A2+>B->Z->X2+。
【解析】A.氧化性:不符合实际,A错误;B.氧化性:不符合实际,B错误;C.由分析可知,还原性:,C正确;D.还原性:不符合实际,D错误;故选C。
【拉分典例2】(25-26高一上·云南红河·期中)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。
三、价态规律思维在氧化还原反应中的应用
1.四大核心价态规律
(1)价态定位规律(判断氧化/还原性)
①规律
a.最高价→只能得电子,只有氧化性;
b.最低价→只能失电子,只有还原性;
c.中间价→既可升、又可降,既有氧化性又有还原性。
②实例:
a.Fe:0 价(最低)→只有还原性;Fe2+:+2(中间)→双性;Fe3+:+3(最高)→只有氧化性;
b.S:-2(最低,还原性)、0、+4(中间,双性)、+6(最高,氧化性)。
(2)归中规律(同元素不同价态反应)
①规律
同一元素高低价发生氧化还原,向中间价靠拢;只靠拢,不交叉。
a.高价+低价→中间价(归中反应);
b.相邻价态不发生氧化还原。
②实例:相邻价态不反应:SO2与H2SO4,S 为 + 4、+6,相邻,不发生氧化还原。
(3)歧化规律(中间价态自身升降)
①规律:同一元素中间价,一部分升价、一部分降价,生成更高价 + 更低价。中间价→高价+低价,一句话区分:归中是两头往中间靠;歧化是中间向两头分。
②实例:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,Cl:0价,一部分降到-1,一部分升到+1。
(4)价态守恒(电子守恒本质)
①升价总数 = 降价总数(失电子总数 = 得电子总数)
②用于:方程式配平、氧化还原定量计算。每升高1价,失去1个电子;每降低1价,得到1个电子。
2.价态规律的典型应用
(1)预判物质的氧化、还原性:看到物质,先标出变价元素价态,快速判断。
例:KMnO4中Mn+7最高价,强氧化剂;KI中I-1最低价,还原剂。
(2)判断氧化还原反应能不能发生:同元素:非相邻价态才可能归中;相邻价态不反应。
例:S2-(-2)与SO32-(+4)在酸性条件下归中生成 S;但 S(0)和SO2(+4)相邻,不反应。
(3)推断氧化还原产物(高频难点):利用归中、歧化,锁定产物价态,避免写错误产物。
例:浓H2SO4作氧化剂,S+6,只能降价,产物一般是SO2(+4),不会生成 S2-。
(4)氧化还原方程式配平(价态升降法)步骤:
①标出变价元素反应前后化合价;
②算每个粒子升/降价数目;
③求最小公倍数,使总升价=总降价;
④配变价物质,再用观察法配其他,最后检查电荷、原子
例:Fe+HNO3(稀)--→ Fe(NO3)3+NO↑+H2O
Fe:0→+3,升 3;N:+5→+2,降 3;升降相等,初步配平。
(5)电子守恒计算(选择、计算题)
①核心:失电子总量=得电子总量,不必写完整方程式。
②示例:一定量Cu和浓硝酸反应,生成NO、NO2混合气体,已知气体总量,求Cu质量。
③思路:Cu失电子总数=N元素得电子总数。
3.价态规律思维解题模板
(1)标价:找出所有可变化合价;
(2)定性:判断最高价/最低价/中间价,确定氧化剂还原剂;判断归中/歧化;
(3)定产物:遵守“只靠拢不交叉”;
(4)定量:升降价守恒,配平或列式计算。
4.易错清单
(1)最高价一定有氧化性,但不一定很强;最低价一定有还原性,强弱看物质。
(2)归中反应不一定到同一价,只要向中间靠拢即可。
(3)歧化反应必须是同一元素同一价态同时升、降。
(4)有化合价变化才是氧化还原;复分解无变价,不属于。
【拉分典例1】(25-26高一上·福建厦门·期中)常温下,可以发生下列三个反应:①;②;③。由此得出的正确结论是
A.溶液中可发生反应:
B.Cl元素在①、③反应中均被氧化
C.氧化性:
D.反应①中,氧化剂和还原剂的粒子数目之比为
【答案】C
【解析】A.还原性,与反应时优先氧化生成,不会生成,该反应不能发生,A错误;B.反应①中化合价升高被氧化,反应③中化合价降低被还原,元素不都是被氧化,B错误;C.根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,由反应①得氧化性,反应③得,反应②得,故氧化性顺序为,C正确;D.反应①中,氧化剂为2mol ,还原剂为10mol ,二者粒子数目比为,不是,D错误;故选C。
【拉分典例2】(25-26高一上·陕西·期中)金属铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素,铈的有关化合物与的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.过程①的离子方程式为:
B.由过程①知,酸性条件下,还原性:
C.过程②中,参加反应时,转移电子
D.该反应历程的总反应为
【答案】B
【解析】A.过程①,Ce元素化合价由+4降低为+3,则双氧水中氧元素化合价应该由-1升高为0,反应放出氧气,反应的离子方程式为,故A错误;B.由过程①,Ce元素化合价降低,Ce3+是还原产物;双氧水中氧元素化合价升高,H2O2是还原剂,酸性条件下,还原性:,故B正确;C.过程②,Ce元素化合价由+3升高为+4,参加反应时,转移2mol电子,故C错误;D.由图可知,二氧化铈是反应的催化剂,反应历程的总反应,故D错误;选B。
四、电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
1.计算原理
(1)电子守恒(根本依据):氧化还原反应中,氧化剂得到电子总物质的量 = 还原剂失去电子总物质的量,即反应前后化合价升降总数相等。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
(2)衍生守恒:离子反应兼顾电荷守恒,所有反应兼顾原子守恒。
2.守恒法解题的思维流程
(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)“三列恒等式”: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)。
3.解题步骤
(1)标化合价:标出反应前后所有变价元素的化合价,明确升降情况。
(2)求单粒子变价数:计算1个氧化剂/还原剂粒子得失电子数目(化合价变化值)。
(3)列电子守恒关系式:依据:n(氧化剂)×单个得电子数 = n(还原剂)×单个失电子数。
(4)代入数据计算:结合物质的量、质量、浓度、体积等物理量列式求解。
(5)验算结果:结合原子/电荷守恒检查,避免计算失误。
4.常见计算题型与思路
(1)单一反应电子转移计算:直接套用电子守恒,计算转移电子的物质的量、数目。
(2)反应物/产物定量计算:已知一种物质的量,求另一物质的质量、物质的量、浓度等。
(3)多步连续氧化还原反应:使用关系式法:跳过中间反应,根据电子守恒找出已知物与目标物的定量比例,简化计算。
(4)混合物氧化还原计算:整体分析得失电子,把混合物当作整体计算总得失电子量。
【拉分典例1】(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)制取漂白液时温度过高会发生副反应:,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】反应中中的氯元素部分化合价从0价降低为中的-1价,作氧化剂,部分化合价从0价升高为中的+5价,作还原剂;根据得失电子守恒,得电子的氯原子与失电子的氯原子物质的量之比为,由于二者均为氯原子,摩尔质量相同,质量之比等于物质的量之比,即,故选D。
【拉分典例2】(25-26高一上·陕西渭南·期中)含有氧化剂XO的溶液与硫化钠(Na2S)溶液恰好反应完全,已知Na2S被氧化为S单质,并且参加反应的XO与S2-的个数比为1∶2。则还原产物中元素X的价态是
A.+1价 B.+2价 C.-1价 D.-2价
【答案】B
【解析】中X初始价态为+6,每个被氧化为S单质失,设X还原产物化合价为x,由得失电子守恒:,解得,B正确;故选B。
【压轴典例1】 (25-26高一下·河北沧州·期中)向质量为的Cu和CuO的混合物中加入稀硝酸,在加热条件下反应至和完全溶解,同时得到(标准状况)气体。忽略反应过程中溶液体积的变化。下列说法正确的是
A.混合物中和的物质的量之比为
B.参与反应的硝酸占总量的80%
C.反应后的溶液中最多还可溶解
D.反应后的溶液中硝酸铜的物质的量浓度为
【答案】C
【解析】A.依题意可知,硝酸的总物质的量为,反应生成的为,根据稀硝酸与铜反应的计量关系为可知,铜的物质的量为,消耗硝酸,故的质量为,物质的量为,混合物中和的物质的量之比为,A项错误;B.氧化铜物质的量为0.015mol,消耗硝酸,铜消耗硝酸,故和消耗的硝酸为,占硝酸总量的,B项错误;C.反应后的溶液中含,根据铁过量,其与硝酸的反应关系为,其最多消耗,置换铜消耗,故反应后的溶液中最多可溶解铁的质量为,C项正确;D.反应后的溶液中含有的物质的量为,反应后的溶液中硝酸铜的物质的量浓度为,D项错误;答案选C。
破局通法
1.基础公式与核心思想
(1)单个原子变价:△ e- =|反应后化合价-反应前化合价|
(2)总电子(得/失):n(e-)=n(变价原子)×|△化合价|
注意:是真正变价的原子的物质的量,不是反应物总物质的量(部分物质只起酸、介质作用,不变价)。
(3)守恒关系:n(\氧化剂)×每个氧化剂得电子数=n(还原剂) ×每个还原剂失电子数
2.标准化破局五步通法(通用万能步骤)
步骤①:找变价,标化合价
(1)只锁定发生化合价改变的元素,不变价元素直接跳过;区分:氧化剂(降价,得 e⁻)、还原剂(升价,失 e⁻)。
(2)避坑:歧化、归中反应,同一物质既作氧化剂又作还原剂,要拆分变价原子,不能直接拿全部物质计量数计算。
步骤②:判断,写两边电子变化
分别算出:
(1)氧化剂:每个原子得到多少电子;一共有多少 mol 原子被还原
(2)还原剂:每个原子失去多少电子;一共有多少 mol 原子被氧化
步骤③:列电子守恒等式(核心列式)
n(氧化剂变价原子)×得e- = n(还原剂变价原子)×失e-;优先用电子守恒列式,尽量不写完整化学方程式,节省时间。
步骤④:求解未知量,验证价态/产物
求未知物化合价、物质的量、质量、浓度;算出化合价后,检查价态合理性(不能超出该元素常见价态区间)。
步骤⑤:检验陷阱条件
重点核查:可逆反应(不能完全反应)、反应限度、钝化、介质影响、多种还原剂 / 氧化剂共存,是否有副反应。
3.四大经典模型 + 解题模板(高考高频)
模型1:单步氧化还原基础计算(最基础)
(1)特征:一个氧化剂、一个还原剂,产物单一。
(2)模板:直接套电子守恒等式。
(3)实例:Fe和稀硝酸反应,已知Fe的量,求NO的量。
模型2:歧化反应计算(高频易错)
(1)特征:同一物质既升价又降价。
(2)关键:分开统计升价原子、降价原子,不能用总物质的量直接乘价变
(3)实例:2Na2O+2H2O=4NaOH+O2↑,2 molNa2O2参与反应:2 molO价(-1→0),2 molO降价(-1→-2),转移2 mol e⁻。
模型3:多步连续氧化还原(循环反应)
(1)特征:多个反应连续发生,中间产物继续参与反应。
(2)破局技巧:电子守恒,只看始态反应物、终态产物,跳过中间所有中间体(整体法),不用分步计算。
(3)口诀:多步反应看首尾,中间物质直接丢。
模型4:氧化还原滴定 / 混合物多还原剂共存(压轴计算)
(1)特征:体系内多种还原剂,被同一氧化剂依次氧化(如Fe2+)、I-混合被MnO4-氧化。
(2)破局技巧:分别计算每种还原剂失去的电子,总失电子=氧化剂总得电子。
【压轴典例2】(25-26高一上·山东青岛·期中)化学常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质氧化能力。值越高,氧化型物质的氧化能力越强,值越低,还原型物质的还原能力越强。根据表中数据,下列说法错误的是
氧化型/还原型
(酸性条件中)
1.685 V
1.51 V
0.77 V
1.36 V
1.92 V
A.下列离子的氧化性强弱顺序一定为
B.实验室可用与浓盐酸反应制备
C.已知,则的还原性强于的还原性
D.硫酸酸化的溶液与溶液反应的离子方程式为:
【答案】A
【解析】A.值越高,氧化型物质的氧化能力越强,由表中数据可知,在酸性条件下氧化性顺序为,但在其他条件下不一定,A符合题意;B.由表中数据可知,的值高于的值,则在酸性条件下氧化性,故可用与浓盐酸反应制备,B不符合题意;C.值越低,还原型物质的还原能力越强,已知,,故的还原性强于的还原性,C不符合题意;D.由表中数据可知,的值高于的值,则在酸性条件下氧化性,高锰酸钾在常温下一般氧化的是浓盐酸,故溶液与溶液反应的离子方程式为,D不符合题意;故答案选A。
破局通法
步骤1:圈限定条件:看对应的环境(本题:酸性条件),选项中出现“一定” 这类绝对化词语,优先怀疑错误!原理:电极电势和 pH、浓度相关,离开酸性环境,氧化性顺序会改变。
步骤 2:比较氧化型(氧化剂)氧化性:越大,该电对氧化型物质氧化性越强。一句话:电势高,氧化型抢电子能力强。
步骤 3:比较还原型(还原剂)还原性:越小,该电对还原型物质还原性越强。一句话:电势低,还原型丢电子能力强。
步骤 4:判断氧化还原反应能否自发:高电势电对的氧化型,能氧化低电势电对的还原型(强氧+强还,自发反应)。公式:氧化剂(高电势氧化型)+还原剂(低电势还原型)→ 还原产物+氧化产物。
步骤 5:验证离子方程式正误:不仅看价态升降守恒,还要**考虑体系内所有还原剂**,不要漏其他可被氧化的离子(本题 D 选项陷阱)。
【压轴典例3】(25-26高一上·湖南·期中)用还原法可将烟气中的氮氧化物()转化为无害物质。常温下,将与的混合气体通入与的混合溶液中,转化过程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2x
C.反应前后溶液中保持不变
D.该转化过程的实质是被还原
【答案】C
【解析】A.由图,反应Ⅰ中,反应物为氢气和,产物为氢离子和,离子方程式书写正确,A正确;B.反应Ⅱ中被还原为,作氧化剂,N元素化合价由+2x降低至0,被氧化为,作还原剂,Ce元素化合价由+3升高至+4,由得失电子守恒得,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2x,B正确;C.反应过程中先消耗,后生成,则作催化剂,反应前后其物质的量不变,但总反应()有水生成,所以减小,C错误;D.总反应为,N元素化合价降低,被还原为,H元素化合价升高,为还原剂,则该转化过程的实质是被还原,D正确;故答案选C。
破局通法
步骤①:拆分总反应,标出所有元素价态
(1)先看循环图/分步方程式,把总反应写出来,标出变价元素的始态、终态价态。
(2)目的:确定整个反应体系,谁是总反应的氧化剂、还原剂,总电子转移数目。
(3)注意:总反应的氧化剂/还原剂≠每一步基元反应的氧化剂/还原剂。
步骤②:逐基元反应,跟踪变价元素,锁定中间体价态(最关键一步)
机理题难点就是中间体价态未知。
(1)操作:只盯变价元素,一步一步跟踪化合价升高 / 降低,判断每一步谁得电子、谁失电子。
(2)核心原则:电子守恒对每一步基元反应都成立,不是只对总反应成立。
(3)实例:催化循环中金属 M:M2+→ M+→ M2+
第一步 M2+→M+,M 降价,作氧化剂;第二步 M+→M2+,M 升价,作还原剂。
(4)该金属是催化剂,在不同分步中既作氧化剂,又作还原剂。
(5)高频错误:直接根据总反应,说催化剂只作氧化剂或只作还原剂。
步骤③:区分:总反应的剂vs分步基元反应的剂
重要结论:
(1)催化剂在不同分步反应里,可以被氧化、被还原;但总反应前后价态不变。
(2)中间体,在生成的那一步是产物;消耗那一步是反应物,在对应分步里可作氧化剂 / 还原剂。
步骤④:判断每一步是否属于氧化还原
(1)基元反应有没有氧化还原,看这一步内部有没有化合价变化,和总反应无关。
(2)很多循环机理,部分步骤只是配位、脱附、质子转移,没有价态改变,属于非氧化还原。
步骤⑤:回答设问,区分两类问题
(1)热力学问题(氧化还原、电子转移、产物):优先看价态、电子守恒,可用总反应辅助;
(2)动力学问题(反应速率、活化能、决速步):看能垒,和氧化还原、价态升降没有必然关系。
易错通关
1.(25-26高一下·山西·期中)催化转化器可以将汽车尾气中的CO和NO转化为无害气体和。下列说法错误的是
A.NO是还原剂 B.CO发生了氧化反应
C.反应的本质是电子的转移 D.NO中氮元素被还原
【答案】A
【解析】A.反应为,NO中N元素化合价从+2价降低到0价,得电子,NO是氧化剂而非还原剂,A错误;B.CO中C元素化合价从+2价升高到+4价,失电子被氧化,CO发生了氧化反应,B正确;C.该反应属于氧化还原反应,氧化还原反应的本质是电子的转移,C正确;D.NO中N元素化合价降低,得电子,氮元素被还原,D正确;故选A。
2.(25-26高一上·广东潮州·期中)我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。黑火药爆炸的反应为。在该反应中,还原产物是
A.KNO3和S B.CO2 C.C D.N2和K2S
【答案】D
【解析】反应中元素化合价由0价降低为-2价得到,元素化合价由+5价降低为0价得到,二者均为氧化剂被还原得到的还原产物;故选D。
3.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强,已知X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为:Y->X->Z->W-,则下列氧化还原反应能发生的是
A.2W-+Z2=W2+2Z- B.2Y-+W2=Y2+2W-
C.2Z-+X2=Z2+2X- D.2X-+Y2=X2+2Y-
【答案】B
【分析】X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为:Y->X->Z->W-,同一化学反应中还原能力强的物质能置换还原能力弱的物质,方程式中离子的还原性符合已知条件的就可以发生,否则不能发生。在A、B、C、D各项中,还原剂分别为W-、Y-、Z-、X-,还原产物分别为Z-、W-、X-、Y-。根据还原性:还原剂>还原产物的原则,在以上反应都能进行的情况下,则有还原性:W->Z-,Y->W-,Z->X-,X->Y-,而已知还原性为Y->X->Z->W-。
【解析】A.该反应若发生,得到还原性W->Z-,与已知不符合,所以不能发生,故A不选;B.该反应若发生,得到还原性Y->W-,与已知相符,所以能发生,故B选;C.该反应若发生,得到还原性Z->X-,与已知不相符,所以不能发生,故C不选;D.该反应若发生,得到还原性X->Y-,与已知不符合,所以不能发生,故D不选;故选B。
4.(25-26高一上·四川成都·阶段检测)下列氧化还原反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.反应为中,反应中 元素化合价从0→+2,每个原子失去2e⁻,3个原子共失去 ; 元素化合价从+5→+2,每个原子得到3e⁻,2个原子共得到 ;选项中电子转移标注的方向错误,正确应为:,A错误;B.反应中, 中,元素从+4→+2,每个原子得到2e⁻;中元素从0→+2,每个原子失去2e⁻, 电子转移标注的方向、数目均正确,B正确;C.反应中, 元素从0→+1,每个原子失去1e⁻,2个原子共失去 ; 中元素从0→-1,每个原子得到1e⁻,2个原子共得到 ;选项中标注的电子转移方向错误,应为:,C错误;D.反应中, 中元素从-2→0,失去2e⁻; 中元素从+6→+4,得到2e⁻,选项中标注的电子转移方向和电子得失数目错误,正确应为:,D错误;故答案选B。
5.(25-26高一上·广东湛江·期中)已知正常血红蛋白(Hb)中的铁元素呈+2价,高铁血红蛋白中的铁元素呈+3价。亚甲蓝可用于治疗亚硝酸钠(NaNO2)中毒引起的高铁血红蛋白血症。根据上述材料,下列说法中正确的是
A.中毒过程中,NaNO2作还原剂
B.中毒过程中,NaNO2中元素化合价升高
C.治疗过程中,亚甲蓝作还原剂
D.治疗过程中,亚甲蓝得到电子
【答案】C
【解析】A.中毒过程中,NaNO2作为氧化剂(使+2价的Fe被氧化),而非还原剂,A错误;B.NaNO2中N的化合价为+3,中毒过程中NaNO2作为氧化剂,其中N元素的化合价应降低,而非升高,B错误;C.治疗过程中,亚甲蓝将+3价的Fe还原为+2价,自身被氧化,作还原剂,C正确;D.治疗过程中,亚甲蓝作为还原剂、失去电子,而非得到电子,D错误;故选C。
6.(25-26高一上·贵州·期末)维生素C能帮助人体将从食物中摄取的、不易吸收的转化为易吸收的。下列说法正确的是
A.还原性:维生素 B.该过程中是还原剂
C.该过程中维生素C发生还原反应 D.转化为是氧化反应
【答案】A
【分析】在该过程中,维生素C作还原剂,作氧化剂,被还原为。
【解析】A.在氧化还原反应中,还原剂的还原性大于还原产物,所以还原性维生素,故A正确;B.由分析知,该过程中是氧化剂,故B错误;C.该过程中维生素C作还原剂,发生氧化反应,故C错误;D.转化为时,铁元素化合价降低,发生还原反应,故D错误;故选A。
7.(25-26高一下·云南曲靖·期中)中国首款完全自主知识产权民用客机 C919 的钛合金用量达9.3%。制备海绵钛的化学方程式为TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,则下列说法不正确的是
A.该反应是置换反应
B.该反应中Ti 元素的化合价降低,TiCl4 为还原剂
C.该反应中消耗1mol Mg,则转移电子的物质的量为2mol
D.钛不仅广泛应用在航空、航天、汽车等方面,钛合金与人体“相容性”好,还可用于制造人造骨骼、人工关节
【答案】B
【解析】A.该反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物,符合置换反应的定义,A正确;B.中为价,反应后生成单质为价,元素化合价降低,得电子,因此为氧化剂,不是还原剂,B错误;C.该反应中元素从价升高为价,每个原子失去个电子,因此消耗时转移电子的物质的量为,C正确;D.钛合金密度小、强度高、耐腐蚀,广泛用于航空航天、汽车等领域,且与人体生物相容性好,可用于制造人造骨骼、人工关节,D正确;故选B。
8.(25-26高一上·云南昭通·期中)是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在的催化作用下可生成(过程如图所示)。下列说法不正确的是
A.可循环使用
B.过程I的反应为
C.过程II中被氧化,作还原剂
D.该过程总反应为
【答案】B
【分析】根据图示可知,过程I的反应为和Cu反应生成和,方程式为,过程II的反应为、和反应生成和,方程式为。
【解析】A.根据分析可知,反应后生成,被氧化生成,所以可循环使用,A正确;B.过程I的反应为和Cu反应生成和,方程式为,B错误;C.过程II中铁元素化合价升高,失电子,被氧气氧化,作还原剂,C正确;D.将过程I的反应乘以2再加上过程II的反应,可得总反应为,D正确;故选B。
9.(25-26高一上·云南保山·期中)回答下列问题。
Ⅰ.已知某容器中发生了一个化学反应,反应体系存在H2O、Mn、H2O2、O2、Mn2+、H+六种粒子。在反应过程中,溶液紫红色逐渐褪去。
(1)写出该反应的离子方程式:________________________。
(2)该反应中,氧化剂与还原剂的粒子个数之比为_____。
Ⅱ.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上有多种制备高铁酸钠的方法,其中一种方法可用离子方程式表示为3ClO-+2Fe3++xOH-=2Fe+3Cl-+yH2O。
(3)上述反应中的x=____,y=____。
(4)上述反应中氧化剂为________________;还原产物为________________。
(5)由上述反应可知,氧化性:ClO-____Fe(填“>”或“<”,下同);还原性:Cl-____Fe3+。
(6)请用双线桥法表示该反应中电子的转移情况____________________。
【答案】(1)2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
(2)2∶5
(3)10 5
(4)ClO- Cl-
(5)> <
(6)
【解析】(1)由溶液紫红色逐渐褪去可知为反应物,反应中Mn元素化合价降低,为氧化剂,H2O2为还原剂,Mn2+为还原产物,O2为氧化产物,离子方程式为2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O。
(2)该反应中氧化剂为、还原剂为H2O2,粒子数目之比为2∶5。
(3)根据电荷守恒:左边总电荷为,右边总电荷为,解得;再根据H原子守恒,左边OH-系数为10,H原子总数为10,故的系数。
(4)结合反应中化合价变化可知氧化剂为ClO-,还原产物为Cl-。
(5)根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知氧化性ClO->;根据还原性:还原剂>还原产物,可知还原性Cl-<Fe3+。
(6)双线桥法需分别从化合价变化的元素出发,连接反应物和生成物中的同种元素,标注电子转移的方向、总数和变价属性,该反应总转移电子数为,用双线桥表示为。
10.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)I.亚硝酸钠是一种用途广泛的工业盐,因其外观和食盐相似容易误食中毒。亚硝酸钠加热到以上会分解产生和,其水溶液呈碱性,能与溶液反应生成难溶于水、易溶于酸的。由于有毒性,将含该物质的废水直接排放会引起水体严重污染,所以这种废水必须处理后才能排放。处理方法之一如下:
________________=_____NO_____I2+_____
(1)请完成该离子方程式并配平__________。
(2)从物质分类角度来看,是_____(填字母代号)。
a.酸 b.盐 c.碱 d.非电解质 e.电解质
(3)用上述反应来处理并不是最佳方法,从环保角度来讲,要将转化为氮气,所用物质的_____(填“氧化性”或“还原性”)应该比KI更_____(填“强”或“弱”)。
(4)下列方法不能用来区分固体和的是_____(填序号)。
A.分别溶于水,滴加酚酞试液
B.分别溶于水并滴加酸化的溶液
C.分别加强热并收集气体检验
D.用筷子分别蘸取固体品尝味道
II.某兴趣小组查阅资料发现:与碱的溶液反应生成的含氯的产物除氯化物外,还可能含有次氯酸盐或氯酸盐(杀菌消毒能力较差)。他们利用制备和。
(5)已知:加热条件下,用双线桥表示电子转移方向和数目__________,氧化剂与还原剂的质量比_____。
【答案】(1)
(2)be
(3)还原性 强
(4)D
(5) 5:1
【解析】(1)反应中中元素化合价由价降至价,得到个电子;中元素化合价由价升至价,失去个电子。根据电子守恒,与的系数比为,即与反应生成和。根据电荷守恒,反应物端带个单位负电荷,生成物端不带电,故反应物端需补充。最后根据原子守恒,生成物端补充。配平后的离子方程式为:;
(2)是由钠离子和亚硝酸根离子构成的化合物,从物质分类上看属于盐类;其在水溶液中能完全电离出自由移动的离子,属于强电解质,故选be;
(3)将转化为无污染的,元素化合价由价降低到价,发生还原反应,需要加入还原剂,所用物质具有还原性。由于只能将元素还原至价(生成),要将其还原至更低的价,需要使用还原性比更强的物质;
(4)A.水溶液呈碱性,滴加酚酞变红;溶液呈中性,滴加酚酞不变色,现象不同,可以区分,A不符合题意;B.易溶于酸,不溶于酸,滴加酸化的溶液,溶液中产生白色沉淀,溶液中无沉淀,现象不同,可以区分,B不符合题意;C.强热会分解产生气体,不分解,现象不同,可以区分,C不符合题意;D.实验室严禁品尝任何药品的味道,且有毒,绝对不能用此法区分,D符合题意;故选D;
(5)中:Na为+1价、O为-2价,计算得Cl化合价为价;中:Na为+1价,Cl化合价为价。 因此该反应是氯元素的歧化反应:同一元素的化合价既升高、又降低。 每1个Cl原子从0价升高到+5价,会失去5个电子。观察方程式系数,生成1分子,对应有1个Cl原子发生升价,因此总共失去的电子数为 ;得电子的桥(化合价降低的过程): 每1个Cl原子从0价降低到-1价,会得到1个电子。观察方程式系数,生成5分子,对应有5个Cl原子发生降价,因此总共得到的电子数为 ;双线桥表示时,箭头均从反应物出发,分别指向生成物和,并标明得失电子数,即,该反应中元素发生歧化,6个原子里,5个化合价从0降到-1(作氧化剂),1个化合价从0升到+5(作还原剂),氧化剂和还原剂都是中的原子,因此质量比等于原子个数比5:1。
思维拔高
1.(25-26高一上·广东广州·期中)已知下列在溶液中发生的三个反应。下列相关说法错误的是
①
②
③
A.还原性:
B.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量比为
C.反应①和③生成相同个数转移电子数之比为
D.推测可发生反应:
【答案】C
【解析】A.根据氧化还原反应中还原剂还原性大于还原产物的规律,由反应①得还原性,反应②得还原性,反应③得还原性,该还原性顺序正确,A正确;B.反应③中为氧化剂,14个中仅有6个化合价升高作还原剂,故氧化剂和还原剂的物质的量比为,B正确;C.反应①生成2个时转移2个电子,即生成1个转移1个电子;反应③生成2个时转移6个电子,即生成1个转移3个电子,故生成相同个数转移电子数之比为,C错误;D.由氧化性顺序可知,可将氧化为,且给出的离子方程式配平符合守恒规则,该反应可发生,D正确;故选C。
2.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)如图,把碎纸条b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.碎纸条排列的顺序可能是c、d、a、b、e
B.通过该反应可知还原性:
C.氧化剂与还原剂的粒子个数之比为
D.反应中每生成1个转移2个电子
【答案】A
【分析】由部分反应可知,氯酸根离子被还原为二氧化氯,则亚硫酸根离子应该为还原剂参与反应被氧化为硫酸根离子,反应中氯化合价由+5变为+4、硫化合价由+4变为+6,结合质量守恒、电荷守恒可知,氢离子参与反应生成水,故反应为酸性条件下,发生反应的离子方程式为:;
【解析】A.根据反应,纸条排列的顺序可能是:c、d、a、b、,A正确:B.中S的化合价从+4价升高到+6价,所以为还原剂;中Cl元素的化合价从+5价降低到中的+4价,为氧化剂,可知还原性:,B错误:C.在反应中,为氧化剂,为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量比为2:1,C错误;D.中Cl元素的化合价从+5价降低到中的+4价,则反应中每生成1个转移1个电子,D错误;故选A。
3.(25-26高一下·河北保定·期中)某学习小组用工业废渣(主要成分为和)制取氯化亚铜,其流程如图。已知:是一种白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在潮湿空气中易水解和被氧化。下列说法错误的是
A.在焙烧过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比是
B.得到沉淀的离子方程式为:
C.检验CuCl是否洗涤干净的试剂可以是BaCl2溶液和盐酸
D.沉淀用乙醇洗涤的目的是除去表面的水分,防止其水解和被氧化
【答案】A
【分析】在空气中焙烧生成CuO和SO2,CuO用盐酸浸出得到氯化铜溶液,二氧化硫使用氢氧化钠吸收生成亚硫酸钠,亚硫酸钠溶液和氯化铜溶液混合加入盐酸,铜离子被亚硫酸钠还原为氯化亚铜沉淀,氯化亚铜微溶于水、不溶于乙醇,潮湿时易水解和被氧化,因此用乙醇洗涤的目的有利加快去除CuCl表面水分,防止其被空气中的氧气氧化;
【解析】A.在空气中焙烧生成CuO和SO2,反应为,为还原剂、氧气为氧化剂,则焙烧过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比是1:2,A错误;B.亚硫酸钠溶液和氯化铜溶液混合加入盐酸,铜离子被亚硫酸钠还原为氯化亚铜沉淀,同时生成硫酸根离子,结合电子守恒、质量守恒,反应为,B正确;C.检验CuCl是否洗涤干净,就是检验洗涤液中是否含硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故试剂可以是BaCl2溶液和盐酸,C正确;D.结合分析,沉淀用乙醇洗涤的目的是除去表面的水分,防止其水解和被氧化,D正确;故选A。
4.(25-26高一下·浙江温州·期中)反应中,氧化产物是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】反应中元素化合价从0价升高为中的+2价,被氧化,对应生成物是氧化产物,反应中元素化合价从中的+6价降低为中的+3价,被还原,是还原产物,据此分析。
【解析】A.是反应物中的还原剂,不属于反应产物,A错误;B.是反应物中的氧化剂,不属于反应产物,B错误;C.反应中元素化合价从0价升高为中的+2价,被氧化,对应生成物是氧化产物,C正确;D.反应中元素化合价从中的+6价降低为中的+3价,被还原,是还原产物,D错误;故选C。
5.(25-26高一下·安徽·期中)在不同条件下,当与按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号
起始酸碱性
KI物质的量/mol
物质的量/mol
还原产物
氧化产物
①
酸性
0.01
②
中性
0.02
已知:ⅰ.溶液的酸性越强,pH越小,溶液的碱性越强,pH越大。ⅱ.的氧化性随着酸性减弱而减弱。下列说法不正确的是
A.对比反应①和②,
B.随着反应进行,体系①的pH增大,②的pH减小
C.反应①,
D.对比反应①和②,可得出结论:在pH较高时易被氧化成高价态
【答案】B
【解析】A.反应①中元素化合价从降为,每个得,元素从升为,每个失,由电子守恒得,解得;反应②中,元素从降为,每个得,得到电子的物质的量为,完全被氧化为,每个失去,由电子守恒得,解得,A正确;B.反应①离子方程式为,反应消耗,体系增大;反应②离子方程式为,反应生成,体系增大,B错误;C.由反应①的离子方程式可知,生成,C正确;D.反应①为酸性条件(较小),的氧化产物为价的,反应②为中性条件(较高),的氧化产物为价的,说明在较高时易被氧化成高价态,D正确;故选B。
6.(25-26高一下·广东深圳·期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下,2.8 g CO和N2混合气体含有的总原子数为0.2NA
B.0.2 mol Fe和足量氯气充分反应,转移的电子数为0.4NA
C.22.4 L SO2中原子的数目为0.3NA
D.1 mol N2与足量的H2反应,生成的NH3分子总数为2NA
【答案】A
【解析】A.和的摩尔质量均为,且均为双原子分子,混合气体的物质的量为,总原子数为,A正确;B.与足量反应生成,元素化合价从0升高到+3,完全反应转移电子数为,B错误;C.选项未说明气体处于标准状况,无法用计算的物质的量,无法确定原子数目,C错误;D.与合成的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,生成的分子总数小于,D错误;故选A。
7.(26-27高一上·四川遂宁·开学考试)已知在酸性溶液中易被还原成,、、、的氧化性依次减弱。下列反应的方程式错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.氧化性,该反应中氧化剂为,氧化产物为,符合氧化还原反应中氧化剂氧化性强于氧化产物的规律,A正确;B.氧化性,该反应中氧化剂为,氧化产物为,符合反应规律,B正确;C.还原性,氯气少量时优先氧化还原性更强的,该反应中氯气仅氧化,符合反应规律,C正确;D.氧化性,因此与不能大量共存,不存在这种物质,且还原性,氯气应优先氧化,该反应不符合反应规律,D错误;故答案选D。
8.(25-26高一上·云南保山·期中)已知溶液在一定条件下与反应的离子方程式为。下列有关说法错误的是
A. B.Y是
C.发生氧化反应 D.为还原产物
【答案】B
【解析】A.由元素的化合价变化及电子守恒、元素质量守恒、电荷守恒可知,、、Y为,A项正确;B.Y为,B项错误;C.中溴元素化合价升高,该物质发生氧化反应,C项正确;D.得到电子的产物为还原产物,为还原产物,D项正确;答案选B。
9.(25-26高一上·广东深圳·期中)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。
10.(25-26高一上·湖南湘西·期中)依据物质类别和元素价态,可以对物质的性质进行解释和预测。
Ⅰ.有三种物质:、、。
(1)其中氧元素的化合价均为_________价。
(2)从氧化剂和还原剂的角度,分析各反应中的作用。请完成下表内容。
序号
化学反应方程式
作用
①
___________
②
___________
③
___________
既作氧化剂,又作还原剂
(3)由、的名称可推知的名称为_________。
(4)已知可与反应产生,请写出与水反应的化学方程式:___________________________________,由此可推测也可作供氧剂。
Ⅱ.
(5)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业制备的反应为___________________________________。
________________________
①配平上述化学方程式并用单线桥表示反应过程中电子的转移情况。
②该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________;若反应过程中消耗,转移电子的数目为_____________。
③在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(),需将其转化为除去,下列试剂中可将转化为的是_________(填字母)。
A. B. C. D.
【答案】(1)
(2)作氧化剂 作还原剂
(3)过氧化钙
(4)
(5) BC
【解析】(1)化合物中正负化合价代数和为0,三种物质中为价、为价、为价,计算可得氧元素化合价均为;
(2)①反应中中元素化合价从降低到,得电子,作氧化剂;
②反应中中元素化合价从升高到,失电子,作还原剂;
③发生歧化反应时既作氧化剂又作还原剂,其分解反应符合要求,方程式为;
(3)为过氧化氢、为过氧化钠,含过氧根的过氧化物命名为“过氧化某”,故名称为过氧化钙;
(4)类比与水反应生成碱和氧气的规律,与水反应生成氢氧化钙和氧气,方程式为;
(5)① 配平依据氧化还原反应电子守恒:中从价降到价,每个得,部分中从价升到价,每个失,最小公倍数为2,故系数为2,系数为1,再根据原子守恒配平其余物质系数,单线桥表示反应过程中电子的转移情况为;
②氧化剂为,4 mol 中仅2 mol被氧化作还原剂,故氧化剂与还原剂物质的量之比为;每消耗1 mol 转移1 mol电子,故消耗0.1 mol时转移电子数为;
③转化为发生还原反应,需要加入还原剂,中、中均具有还原性,符合要求,、为氧化剂,不符合要求,故选BC。
压轴攻坚
1.(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)化学上常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质的氧化能力。值越高,氧化型物质的氧化能力越强,值越低,还原型物质的还原能力越强。值与体系的有关。根据表格信息,判断下列说法错误的是
氧化型/还原型物质
(酸性条件中)
1.685V
1.51V
0.77V
1.36V
0.991V
1.423V
A.实验室可用与浓盐酸反应制备
B.酸性条件中,氧化性强弱顺序为
C.已知,则的还原性弱于的还原性
D.向硫酸酸化的溶液中加入,充分反应后滴加溶液,可观察到溶液变红
【答案】C
【解析】A.,大于,酸性条件下能氧化生成,A正确;B.酸性条件下三种氧化型物质的标准电极电势依次为,因此氧化性顺序为,B正确;C.,电势越低,对应还原型物质的还原性越强,所以的还原性强于的还原性,C错误;D.,酸性条件下发生反应。反应生成的与形成红色络合物,D正确;故选C。
2.(25-26高一上·重庆·期中)高铁酸钾()是一种重要的绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。重外“碳化学”兴趣小组的同学设计了如图所示方案制备高铁酸钾,下列说法正确的是
A.在该流程的反应中表现氧化性
B.由该流程发生的反应可推测:的氧化性强于
C.制备高铁酸钾的原理为,由此推测溶解度:高铁酸钠>高铁酸钾
D.利用该流程生产高铁酸钾时,每转移6 mol电子时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
【答案】C
【解析】A.中为+3价,反应后生成中为+6价,元素化合价升高,作还原剂,表现还原性,A错误;B.生成的反应中,是氧化剂,是氧化产物,氧化性:氧化剂>氧化产物,故氧化性强于,B错误;C.复分解反应向生成溶解度更小物质的方向进行,该反应生成沉淀,说明高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾,C正确;D.还原剂中每个失去3个电子,氧化剂中每个得到2个电子,根据电子守恒,每转移电子时,氧化剂的物质的量为,还原剂的物质的量为,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为,D错误;故答案选C。
3.(25-26高一上·北京·阶段检测)用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物()转化为无害物质。常温下,将NO与的混合气体通入与的混合溶液中,其转化过程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应Ⅰ的离子反应方程式为
B.反应Ⅱ中氧化剂与的物质的量之比为1:2
C.反应过程中混合溶液内和离子的总数一定保持不变
D.若用替换,每消耗分子,最少消耗分子
【答案】D
【分析】根据图示分析,过程Ⅰ,,过程Ⅱ为,以此分析;
【解析】A.根据分析,Ⅰ的离子方程式为,A正确;B.根据分析,过程Ⅱ中,Ce3+为还原剂,NO为氧化剂,则氧化剂:还原剂个数比为2:4=1:2,B正确;C.总方程式为2NO+2H2=N2+2H2O,该反应过程中,Ce3+、Ce4+的总数不变,C正确;D.与NO发生反应:,每消耗分子,最少消耗分子,D错误;故选:D。
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