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【備考2024】高考化學二輪復習 專題四 氧化還原反應(解析版)

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【備考2024】高考化學二輪復習 專題四 氧化還原反應(解析版)

資源簡介

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2024年化學高考二輪復習
專題四 氧化還原反應
一、考綱解讀
考綱導向
1、氧化還原反應基本概念
2、氧化還原反應的基本規律
3、氧化還原反應方程式的書寫與配平
命題分析
氧化還原反應是中學化學教材中的重要概念,貫穿整個高中化學的始終,因此,它是歷年高考的必考內容,填空題、簡答題均有可能出現。從近三年高考試題來看,氧化還原反應除浙江選考卷外,一般不單獨考查,而是與其它模塊知識融合進行綜合考查,如選擇題中與阿伏加德邏常數結合考查電子轉移數目,以化學實驗為載體,考查氧化還反應相關概念和規律;非選擇題一般在無機推斷或化工流程題中考查信息型化學反應方程式的書寫,在綜合實驗題中考查氧化還原反應的相關計算。
預測2024年高考中,氧化還原反應在高考中密切關注:①信息型化學反應方程式的書寫,這是化工流程題和原理綜合中必考的知識點,②關注綜合實驗題中涉及氧化還原反應的實驗原理,進而強化氧化還原反應的相關計算,尤其是得失電子守恒的應用。
二、知識點梳理
網絡圖
重點拓展
高頻考點一
1.依據框圖理清4對概念之間的關系
2.正確理解氧化還原反應的實質
概念理解抓實質,解題應用靠特征,即從氧化還原反應的實質——電子轉移去分析理解有關概念,而在實際解題過程中,應從分析元素化合價有無變化這一氧化還原反應的特征入手。具體方法是找變價、判類型、分升降、定其他。其中“找變價”是非常關鍵的一步,特別是不同反應物中含有同種元素的氧化還原反應,必須弄清元素化合價的變化情況。
3.學會表示氧化還原反應電子轉移的方向和數目的方法
(1)雙線橋法:①標變價,②畫箭頭,③算數目,④說變化。
(2)單線橋法:箭頭由失電子原子指向得電子原子,線橋上只標電子轉移的數目,不標“得”“失”字樣。
4.常見氧化劑和還原劑
(1)常見氧化劑及其還原產物
氧化劑 Cl2(X2) O2 Fe3+ 酸性KMnO4、K2Cr2O7 HClO 濃H2SO4 HNO3 H2O2
還原產物 Cl-(X-) H2O/ O2-/ OH- Fe2+/ Fe Mn2+、Cr3+ Cl- SO2 NO2/NO H2O
(2)常見還原劑及其氧化產物
還原劑 金屬單質 非金屬單質 Fe2+ H2S/ S2- HI/I- NH3 CO SO2/SO
氧化產物 金屬離子 非金屬氧化物 Fe3+ S、SO2 I2 N2、NO CO2 SO3、SO
5.熟記特殊物質中常考元素的化合價
NaClO2(Cl:+3)、CuCl(Cu:+1)、N2H4(N:-2)、NaBH4(H:-1)、K2Cr2O7(Cr:+6)、Na2CrO4(Cr:+6)、H2C2O4(C:+3)、Na2S2O3(S:+2)、MnO(OH)2(Mn:+4)、K2FeO4(Fe:+6)、CuFeS2(Fe:+2、S:-2)、LiNH2(N:-3)、LiCoO2(Co:+3)、HCN(C:+2、N:-3)、H2O2(O:-1)。
6.辨析氧化還原反應基本概念常出現的“6個誤區”
(1)誤認為有單質參與或生成的反應一定是氧化還原反應。如O2與O3的轉化為非氧化還原反應。
(2)誤認為元素由化合態變為游離態一定被還原,其實不一定。如HCl→Cl2,氯元素被氧化;CuO→Cu,銅元素被還原。
(3)誤認為氧化還原反應中有一種元素被氧化,則一定有另一種元素被還原,其實不一定。如Cl2+H2O=HCl+HClO中,被氧化和被還原的都是氯元素。
(4)誤認為具有氧化性的物質和具有還原性的物質一定都能發生化學反應,其實不一定。如SO2具有還原性,濃H2SO4具有氧化性,但二者不發生氧化還原反應。
(5)誤認為同種元素的高價態的物質一定比低價態物質的氧化性強,其實不一定,如HClO的氧化性高于HClO4。誤認為含最高價態元素的化合物一定有強氧化性,其實不一定,如H3PO4、SO;誤認為含低價態元素的化合物沒有強氧化性,其實不一定,如 HClO具有強氧化性。
(6)誤認為得電子難的物質一定易失電子,如第ⅣA族和稀有氣體既不容易得到電子也不容易失去電子。
高頻考點二
1.氧化還原反應的基本規律
守恒律 定義 化合價升高總數與降低總數相等,實質是反應中失電子總數與得電子總數相等。即n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值。
應用 ①直接計算參與氧化還原反應物質間的數量關系。②配平氧化還原反應方程式。
強弱律 定義 氧化性:氧化劑>氧化產物;還原性:還原劑>還原產物。
應用 ①判斷某氧化還原反應中,氧化性、還原性的相對強弱。②判斷某氧化還原反應能否正常進行。
優先律 定義 當存在多種還原劑(氧化劑)時,氧化劑(還原劑)通常先和還原性(氧化性)最強的還原劑(氧化劑)反應。
應用 ①判斷某一氧化還原反應能否正常進行。②可判斷物質發生氧化還原反應的先后順序。如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的還原性強于Br-,則先發生反應:2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后發生反應:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。
價態律 定義 有多種價態的元素,處于最高價態時只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),處于最低價態時只具有還原性(如H2S中的S元素),處于中間價態時既有氧化性又有還原性(如SO2中的S元素)。
應用 ①判斷氧化還原反應能不能發生。②判斷同種元素的不同物質間發生氧化還原反應時的化合價變化情況。
轉化律 定義 同種元素不同價態間發生歸中反應時,元素的化合價只接近而不交叉,最多達到同種價態。
應用 如:H2S+H2SO4(濃)===S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+===3Cl2↑+3H2O。
2.物質氧化性、還原性強弱的應用
物質氧化性、還原性強弱判斷的常用方法 (1)依據反應條件來判斷。 當不同的氧化劑作用于同一還原劑時,若氧化產物價態相同,可依據反應條件的難易程度來判斷氧化劑氧化性的相對強弱,一般來說反應條件越苛刻,說明反應越難發生(即氧化劑得電子越困難),則對應氧化劑的氧化性越弱,例如:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O氧化性:濃硝酸>濃硫酸。
(2)根據“三表”判斷。 ①根據元素周期表判斷
②根據金屬及非金屬的活動性順序表判斷
(3)依據“兩池”判斷。 ①兩種不同的金屬構成原電池的兩極時,負極是電子流出的一極,正極是電子流入的極。則兩種金屬的還原性:正極<負極。 ②用惰性電極電解混合溶液時,在陰極先得電子的陽離子的氧化性較強,在陽極先失去電子的陰離子的還原性較強。
(4)依據“三度”判斷(即:濃度、溫度、酸堿度)。 一般情況下,濃度越大,溫度越高,氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)越強;酸堿度是影響氧化性強弱的重要因素。例如:①KMnO4在酸性條件下具有較強的氧化性,常溫下即可和濃鹽酸反應制取氯氣;②HNO3(濃)的氧化性強于HNO3(稀)的氧化性;③HNO3(熱)的氧化性強于HNO3(冷)的氧化性。
3.利用相關規律解答氧化還原反應問題的三步驟
第一步:依據題意,分析概念,準確判斷氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物,并根據方程式確定其強弱。
“升失氧,降得還;劑性一致,其他相反”。“劑性一致”是指氧化劑具有氧化性,還原劑具有還原性。“其他相反”是指氧化劑被還原,發生氧化反應,生成還原產物;還原劑被氧化,發生氧化反應,生成氧化產物。
第二步:依據規律判斷反應的合理性,確定氧化還原反應按照“先強后弱”的反應順序進行。
氧化還原反應遵循化合價互不交叉規律,強弱規律等。同時要掌握化合價與氧化性的關系,“高價氧,低價還,中間價態兩面轉。”
第三步:利用電子守恒進行定量判斷,靈活應用“化合價升降總數相等”“電荷守恒”及“得失電子守恒”進行簡單計算。
有關氧化還原反應的定量問題,利用得、失電子守恒法可以簡化計算過程。對于生疏的或多步氧化還原反應,可直接找出起始的氧化劑、還原劑和最終的還原產物、氧化產物,利用原子守恒和電子守恒,建立已知量與未知量的關系,快速列等式求解。
高頻考點三
1.一般氧化還原反應方程式的配平
化合價升降法步驟:標變價→列變化→求總數→配系數→細檢查
2.氧化還原反應方程式的配平技巧
(1)全變從左邊配(正向配平法):氧化劑、還原劑中某元素化合價全變的,一般從反應物著手配平。如+HO3(濃)―→O2↑+O2↑+H2O,要使得失電子數守恒,必為+4HO3(濃),再配平右邊物質的化學計量數。
(2)自變從右邊配(逆向配平法):自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。如+KOH(熱、濃)―→K2+K2O3+H2O,要使得失電子數守恒,必有2K2+K2O3,再配平其他物質的化學計量數。
(3)缺項配平法:先用“化合價升降法”配平含有變價元素物質的化學計量數,然后由原子守恒確定未知物,再根據原子守恒進行配平。缺項型氧化還原反應方程式的補項類型、補項原則和組合方式
①補項類型
條件 補項原則
酸性條件下 缺H(氫)或多O(氧)補H+,少O(氧)補H2O(水)
堿性條件下 缺H(氫)或多O(氧)補H2O,少O(氧)補OH-(水)
②補項原則
介質 多一個氧原子 少一個氧原子
酸性 +2H+結合1個O→H2O +H2O提供1個O→2H+
中性 +H2O結合1個O→2OH- +H2O提供1個O→2H+
堿性 +H2O結合1個O→2OH- +2OH-提供1個O→H2O
③組合方式
反應物 生成物 使用條件
組合一 H+ H2O 酸性溶液
組合二 H2O H+ 酸性或中性溶液
組合三 OH- H2O 堿性溶液
組合四 H2O OH- 堿性或中性溶液
3.書寫信息型氧化還原反應化學方程式的步驟(四步法)
第1步:根據氧化性、還原性強弱順序確定氧化性最強的為氧化劑,還原性最強的為還原劑;根據化合價規律和題給信息及已知元素化合物性質確定相應的還原產物、氧化產物;
第2步:根據氧化還原反應的守恒規律確定氧化劑、還原劑、還原產物、氧化產物的相應化學計量數。
第3步:根據溶液的酸堿性,通過在反應方程式的兩端添加H+或OH-的形式使方程式兩端的電荷守恒。
第4步:根據原子守恒(質量守恒),通過在反應方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。
【注意】①注意特殊物質中元素的化合價:如CuFeS2中銅、鐵元素的化合價都為+2,硫元素的化合價為-2;FeS2中硫元素的化合價為-1;K2FeO4中鐵元素的化合價為+6等。②配平化學方程式時,化學計量數“1”也必須填寫在空格里。③依據電子得失守恒列等式時不要忽略變價原子的個數。
4.氧化還原反應計算中重要的解題方法——電子守恒法
(1)應用電子守恒解題的三步驟。
“一找各物質”:找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。
“二定得失數”:確定一個原子或離子得失電子數(注意化學式中的原子個數)。
“三列關系式”:根據題中物質的物質的量和得失電子守恒列出關系式:
n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值
(2)多步反應得失電子守恒問題
有的試題反應過程多,涉及的氧化還原反應也多,數量關系較為復雜,若用常規方法求解比較困難,若抓住失電子總數等于得電子總數這一關系,則解題就變得很簡單。解多步連續進行的氧化還原反應這類試題時,注意不要遺漏某個氧化還原反應,只要中間各步反應過程中電子沒有損耗,可直接找出起始物和最終產物,略去中間產物,建立起始物和最終產物之間的電子守恒關系,從而快速求解。
三、高頻考點突破
高頻考點一
典例精析
1.下列實驗中的顏色變化與氧化還原反應無關的是( )
選項 A B C D
實驗 溶液滴入溶液中 通入溶液中 溶液滴入濁液中 石蕊溶液滴入氯水中
現象 產生白色沉淀,最終變為紅褐色 產生淡黃色沉淀 沉淀由白色逐漸變為黃色 溶液變紅,隨后迅速褪色
答案:C
解析:A.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,首先發生復分解反應產生Fe(OH)2白色沉淀,2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4,Fe(OH)2具有強的還原性,又被溶解在溶液中的O2氧化為Fe(OH)3,發生反應:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此看到白色沉淀迅速變為灰綠色,最后變為紅褐色,顏色變化與氧化還原反應有關,A不符合題意;B.通入溶液中,發生反應3+2=3S+2Na2SO3,該反應中元素化合價發生變化,屬于氧化還原反應,B不符合題意;C.KI溶液滴入AgCl濁液中,發生沉淀轉化,由白色AgCl沉淀逐漸變為溶解度更小的黃色AgI沉淀,因此看到沉淀由白色逐漸變為黃色,在反應過程中元素化合價不變,故物質的顏色變化與氧化還原反應無關,C符合題意;D.氯水中含有HCl、HClO電離產生的H+,溶液顯酸性,使紫色石蕊試液變為紅色,同時溶液中含有的HClO、ClO-具有強氧化性,又將紅色物質氧化變為無色,因此石蕊溶液滴入氯水中,看到溶液先變紅,隨后迅速褪色,物質的顏色變化與氧化還原反應有關,D不符合題意;故選C。
變式訓練
2.火是人類文明的起源,以下古文獻描述中,借助“火”的過程中有氧化還原反應發生的是( )
A.《天工開物》中描述“凡石灰,經火焚煉為用”
B.《傳言方》中記載“白礬以炭火燒令汁盡,則其色如雪,謂之巴石以治氣痢”
C.《新修本草》中關于“青礬”的記錄為“本來綠色,…,燒之赤色”
D.《本草經注》中記載“以火燒之,紫青煙起為硝石”來鑒別硝石(KNO3)和樸硝(Na2SO4)
答案:C
解析:A.碳酸鈣受熱分解生成氧化鈣和二氧化碳,無化合價變化,不是氧化還原反應,故A錯誤;B.白礬即為明礬,此過程為KAl(SO4)2·12H2O失水得KAl(SO4)2,不是氧化還原反應,故B錯誤;C.FeSO4·7H2O在空氣中灼燒生成Fe2O3,鐵元素的化合價變化,是氧化還原反應,故C正確;D.利用焰色試驗鑒別KNO3和Na2SO4,焰色試驗沒有發生化學變化,故D錯誤;故選C。
高頻考點二
典例精析
1.(2024·浙江溫州·統考一模)(赤血鹽)、(黃血鹽)是常用于、的實驗室檢驗試劑。一定條件下,可發生如下兩個反應:
①,固態混合,釋放;②,溶液混合,消耗。
下列有關說法不正確的是( )
A.檢驗:(藍色)
B.含有離子鍵、極性鍵、配位鍵
C.氧化性強于
D.兩個反應方向不一致,原因可能是溶液中與的配位能力強于
答案:C
解析:A.檢驗:(藍色),故A正確;B.配合物含有離子鍵、極性鍵、配位鍵,故B正確;C.根據反應可知,氧化性強于,故C錯誤;D.兩個反應方向不一致,原因可能是溶液中與的配位能力強于,故D正確;答案選C。
2.在離子濃度都為0.1mol L-1的下列溶液中,加入(或通入)某物質后,發生反應的先后順序正確的是( )
A.在含Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鋅粉:Cu2+、Fe3+、H+
B.在含I—、SO、Br—的溶液中不斷通入氯氣:I—、Br—、SO
C.在含AlO、SO、OH—的溶液中逐滴加入硫酸氫鈉溶液:OH—、AlO、SO
D.在含Fe3+、H+、NH的溶液中逐漸加入燒堿溶液:Fe3+、NH、H+
答案:C
解析:A.Fe3+、Cu2+、H+的氧化性依次減弱,由氧化性強的氧化劑優先反應可知,溶液中加入鋅粉時發生反應的先后順序為Fe3+、Cu2+、H+,故A錯誤;B.SO、I—、Br—的還原性依次減弱,由還原性強的還原劑優先反應可知,溶液中不斷通入氯氣時發生反應的先后順序為SO、I—、Br—,故B錯誤;C.偏鋁酸根離子在溶液中的水解程度大于亞硫酸根離子,則OH—、AlO、SO的堿性依次減弱,由溶液中堿性的離子優先反應可知,溶液中逐滴加入硫酸氫鈉溶液時發生反應的先后順序為OH—、AlO、SO,故C正確;D.鐵離子在溶液中的水解程度大于銨根離子,則H+、Fe3+、NH的酸性依次減弱,由溶液中酸性的離子優先反應可知,溶液中逐漸加入燒堿溶液時發生反應的先后順序為H+、Fe3+、NH,故D錯誤;故選C。
變式訓練
2.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種綠色凈水劑。
①實驗室制備原理是;②在酸性介質中高鐵酸鈉不穩定,發生反應:,在堿性介質中能穩定存在;③已知氧化劑的電勢是衡量其氧化性強度的主要參數,電勢越高,對應條件下氧化劑的氧化性越強,酸性條件下,電勢:FeO>Cl2。
下列敘述錯誤的是( )
A.配制Na2FeO4溶液時添加少量NaOH溶液
B.由反應①知,氧化性:NaClO>Na2FeO4
C.由反應②知,產生11.2LO2時轉移2mol電子
D.向Na2FeO4溶液中滴加濃鹽酸產生的氣體不只一種
答案:C
解析:A.依題意,在堿性條件下高鐵酸鈉能穩定存在,不引入雜質,配制高鐵酸鈉溶液時應添加少量氫氧化鈉溶液,A項正確;B.反應①中NaClO是氧化劑,Na2FeO4是氧化產物,氧化劑的氧化性強于氧化產物的,B項正確;C.沒有指明生成O2時的溫度、壓強,不能根據體積計算氧氣的物質的量,C項錯誤;D.高鐵酸鈉具有強氧化性,能氧化氯離子,另外酸性條件下高鐵酸鈉不穩定,容易分解,故向高鐵酸鈉中滴加濃鹽酸能產生氧氣、氯氣等,D項正確;故選C。
4.常溫下,發生下列幾種反應:① ② ③。下列說法正確的是( )
A. Pb3O4屬于堿性氧化物
B. Fe3+只有氧化性,Fe2+只有還原性
C.酸性條件下,氧化性:Pb3O4<Cl2
D.向FeBr2溶液中通入少量Cl2,Fe2+優先被氧化
答案:D
解析:堿性氧化物是與酸反應產生鹽和水的氧化物,反應過程中元素化合價不變;在氧化還原反應中,氧化劑的氧化性比氧化產物的氧化性強;還原劑的還原性比還原產物的還原性強;氧化劑通入含有多種還原性微粒的溶液中時,還原性強的先發生反應。
解析:A.根據①反應可知:Pb3O4與酸反應時除產生鹽和水外,還有Cl2產生。反應過程中元素化合價發生了變化,反應屬于氧化還原反應,因此Pb3O4不屬于堿性氧化物,A錯誤;B.在Fe2+中Fe元素化合價為+2價,可以失去電子變為Fe3+,表現還原性,也可以得到電子變為Fe單質,表現氧化性,B錯誤;C.在反應①中Pb3O4表現氧化性,為氧化劑,Cl2為氧化產物,則物質的氧化性:氧化性:Pb3O4>Cl2,C錯誤;D.根據③可知:物質的氧化性:Br2>Fe3+,則還原性:Fe2+>Br-。所以向FeBr2溶液中通入少量Cl2,還原性強Fe2+優先被Cl2氧化,D正確;故合理選項是D。
高頻考點三
典例精析
1.以某種鐵鈷礦(主要成分為FeCo2S4,還含有少量MgO、SiO2等雜質)為原料制取Co2O3和黃鈉鐵礬的工藝流程如下圖所示:
回答下列問題:
(3)在“濾液3”中按物質的量之比為1∶2加入NaClO和Na2CO3,總反應的離子方程式是 。
(4)經檢測,濾渣4是由和形成的混合物。隔絕空氣灼燒時,發生反應的化學方程式是 ;如果控制溫度不當,會生成CoO雜質,反應的化學方程式是 。
答案:(3)2Co2++ClO-+2+3H2O=2Co(OH)3↓+2CO2↑+Cl-
(4)2Co(OH)SO4Co2O3+2SO3↑+H2O↑ 4Co(OH)34CoO+O2↑+6H2O↑
解析:(3)濾液3中加入次氯酸和碳酸鈉,氧化鈷離子,同時使其轉化為,根據添加比例及氧化還原規律可得到總反應的離子方程式是。
(4)①由流程可知,隔絕空氣灼燒時生成,根據原子守恒可知還有水和三氧化硫生成,則發生的化學反應方程式為;
②如果控制溫度不當,會生成CoO雜質,發生氧化還原反應,根據氧化還原規律,可得反應方程式為:。
2.硫酸鈰銨微溶于水,不溶于乙醇,溶于無機酸,可用作分析試劑、氧化劑。某工廠用碳酸鈰礦石制備硫酸鈰銨的工藝流程如圖:
已知:①。
②硫酸鈰銨的熔點為,沸點為。
回答下列問題:
(6)若最初稱取一定量的碳酸鈰礦石,其中含,經該工藝流程最終獲得
晶體,則的產率為 (保留三位有效數字)。
答案:(6)60.6%
解析:(6)由Ce守恒可知,,則的產率為。
變式訓練
3.工業上氮氧化物(:NO和混合氣)廢氣吸收利用的某流程如下:
已知:氧化度;吸收液含有的產物有和;在堿性條件下受熱分解產物之一為。
請回答:
(2)寫出過程Ⅰ中時反應的離子方程式 。
(4)是一種理想還原劑,氧化產物對環境友好,寫出還原的化學方程式 。
答案:(2)
(4)
解析:(2)若過程Ⅰ中,則反應物中,該反應為氧化還原反應,生成硝酸根和亞硝酸根,根據氧化還原反應規律配平可得:
(4)是一種理想還原劑,氧化產物對環境友好,所以氧化產物應該為無毒的氮氣,同時氯化鐵被還原為氯化亞鐵,反應方程式為:
4.高鐵酸鉀是新型多功能水處理劑,其生產工藝如圖所示:
已知:①與溶液反應的產物與反應溫度有關,溫度較低時產物為和;溫度較高時產物為和。
②同一條件下,溶液的堿性越強,高鐵酸鹽的穩定性越高。
回答下列問題:
(4)配制溶液時,將固體溶解在水中(水的密度近似為),所得溶液的密度為,則該溶液的物質的量濃度為 。(保留3位有效數字)
(5)步驟③發生的反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比n(氧化劑)∶n(還原劑) 。
答案:(4)10.2(5)
解析:(4)利用公式,可得;
(5)步驟③發生反應為鐵離子和次氯酸根離子發生氧化還原反應生成高鐵酸根離子和氯離子、水,離子方程式為,是還原劑,是氧化劑,所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為3∶2;
四、考場演練
1.(2023 全國乙卷,7)下列應用中涉及到氧化還原反應的是( )
A.使用明礬對水進行凈化 B.雪天道路上撒鹽融雪
C.暖貼中的鐵粉遇空氣放熱 D.熒光指示牌被照發光
答案:C
解析:A項,使用明礬對水進行凈化過程中,明礬電離出的鋁離子發生水解生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體粒子吸附水中的懸浮顆粒并沉降下來而水變得澄清,該過程中沒有任何一種元素的化合價發生變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,A不符合題意;B項,雪天道路上撒鹽融雪,是因為雪遇到鹽而使其熔點降低并熔化,該過程中沒有任何一種元素的化合價發生變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,B不符合題意;C項,暖貼中的鐵粉遇空氣放熱,是因為暖貼中含有的鐵粉、碳粉、氯化鈉、水等物質,形成當這些物質遇到空氣后形成無數微小原電池并開始工作,化學能轉化為電能,無數微小原電池堆積在一起使得電能又轉化為熱能,該過程中鐵元素和氧元素的化合價發生變化,因此,該過程涉及到氧化還原反應,C符合題意;D項,熒光指示牌被照發光,是因為光被指示牌發生了反射,該過程中沒有任何一種元素的化合價發生變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,D不符合題意;故選C。
2.(2023 浙江省1月選考,6)關于反應2NH2OH+4Fe3+=N2O↑+4Fe2++H2O,下列說法正確的是( )
A.生成1molN2O,轉移4mol電子 B.NH2OH是還原產物
C.NH2OH既是氧化劑又是還原劑 D.若設計成原電池,Fe2+為負極產物
答案:A
解析:A項,由方程式可知,反應生成1mol一氧化二氮,轉移4mol電子,故A正確;B項,由方程式可知,反應中氮元素的化合價升高被氧化,NH2OH是反應的還原劑,故B錯誤;C項,由方程式可知,反應中氮元素的化合價升高被氧化,NH2OH是反應的還原劑,鐵元素的化合價降低被還原,鐵離子是反應的氧化劑,故C錯誤;D項,由方程式可知,反應中鐵元素的化合價降低被還原,鐵離子是反應的氧化劑,若設計成原電池,鐵離子在正極得到電子發生還原反應生成亞鐵離子,亞鐵離子為正極產物,故D錯誤;故選A。
3.(2022 山東卷,1)古醫典富載化學知識,下述之物見其氧化性者為( )
A.金(Au):“雖被火亦未熟"
B.石灰(CaO):“以水沃之,即熱蒸而解”
C.石硫黃(S):“能化……銀、銅、鐵,奇物”
D.石鐘乳(CaCO3):“色黃,以苦酒(醋)洗刷則白”
答案:C
解析:A項,題中金“雖被火亦未熟”是指金單質在空氣中被火灼燒也不反應,反應金的化學性質很穩定,與其氧化性無關,A不合題意;B項,題中石灰(CaO):“以水沃之,即熱蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反應放熱,產生大量的水汽,而CaO由塊狀變為粉末狀,未發生氧化還原反應,與其氧化性無關,B不合題意;C項,題中石硫磺:“能化……銀、銅、鐵,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反應中S作氧化劑,與其氧化性有關,C符合題意;D項,題中石鐘乳(CaCO3):“色黃,以苦酒(醋)洗刷則白”是指CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未發生氧化還原反應,與其氧化性無關,D不合題意;故選C。
4.(2022·浙江省1月選考,10)關于反應4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,下列說法正確的是( )
A.CO是氧化產物
B.SiH4發生還原反應
C.氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶4
D.生成1molSiO2時,轉移8mol電子
答案:D
解析:A項,根據反應方程式,碳元素的化合價由+4價降為+2價,故CO為還原產物,A錯誤;B項,硅元素化合價由-4價升為+4價,故SiH4發生氧化反應,B錯誤;C項,反應中氧化劑為二氧化碳,還原劑為SiH4,,則氧化劑與還原劑的物質的量之比為4:1,C錯誤;D項,根據反應方程式可知,Si元素的化合價由-4價升高至+4價,因此生成1molSiO2時,轉移8mol電子,D正確;故選D。
5.(2022·浙江省6月選考,10)關于反應Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O,下列說法正確的是( )
A.H2SO4發生還原反應
B.Na2S2O3既是氧化劑又是還原劑
C.氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶1
D.1mol Na2S2O3發生反應,轉移4mol電子
答案:B
解析:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O,該反應的本質是硫代硫酸根離子在酸性條件下發上歧化反應生成硫和二氧化硫,化合價發生變化的只有S元素一種,硫酸的作用是提供酸性環境。A項,H2SO4轉化為硫酸鈉和水,其中所含元素的化合價均未發生變化,故其沒有發生還原反應,A不正確;B項,Na2S2O3中的S的化合價為+2,其發生歧化反應生成S(0價)和SO2(+4價),故其既是氧化劑又是還原劑,B正確;C項,該反應的氧化產物是SO2,還原產物為S,氧化產物與還原產物的物質的量之比為1:1,C不正確;D項,根據其中S元素的化合價變化情況可知,1mol Na2S2O3發生反應,要轉移2 mol電子,D不正確。故選B。
6.(2023 浙江省6月選考,6)化學燙發巧妙利用了頭發中蛋白質發生化學反應實現對頭發的“定型”,其變化過程示意圖如下。下列說法不正確的是( )
A.藥劑A具有還原性
B.①→②過程若有2 mol S-S鍵斷裂,則轉移4 mol電子
C.②→③過程若藥劑B是H2O2,其還原產物為O2
D.化學燙發通過改變頭發中某些蛋白質中S-S鍵位置來實現頭發的定型
答案:C
解析:A項,①→②是氫原子添加進去,該過程是還原反應,因此①是氧化劑,具有氧化性,則藥劑A具有還原性,故A正確;B項,①→②過程中S的價態由 1價變為 2價,若有2 mol S-S鍵斷裂,則轉移4 mol電子,故B正確;C項,②→③過程發生氧化反應,若藥劑B是H2O2,則B化合價應該降低,因此其還原產物為H2O,故C錯誤;D項,通過①→②過程和②→③過程,某些蛋白質中S-S鍵位置發生了改變,因此化學燙發通過改變頭發中某些蛋白質中S-S鍵位置來實現頭發的定型,故D正確。故選C。
7.(2023 湖南卷,10)油畫創作通常需要用到多種無機顏料。研究發現,在不同的空氣濕度和光照條件下,顏料雌黃(As2S3)褪色的主要原因是發生了以下兩種化學反應:
下列說法正確的是( )
A.S2O32-和SO42-的空間結構都是正四面體形
B.反應Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反應Ⅰ和Ⅱ中,參加反應的:Ⅰ<Ⅱ
D.反應Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3轉移的電子數之比為3∶7
答案:D
解析:A項,S2O32-的中心原子S形成的4個σ鍵的鍵長不一樣,故其空間結構不是正四面體形,A錯誤;B項,As2S3中As的化合價為+3價,反應Ⅰ產物As2O3中As的化合價為+3價,故該過程中As沒有被氧化,B錯誤;C項,根據題給信息可知,反應I的方程式為:2As2S3+6O2+3H2O2As2O3+3H2S2O3,反應Ⅱ的方程式為:As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,則反應Ⅰ和Ⅱ中,參加反應的:Ⅰ>Ⅱ,C錯誤;D項,As2S3中As為+3價,S為-2價,在經過反應Ⅰ后,As的化合價沒有變,S變為+2價,則1mol As2S3失電子3×4mol=12mol;在經過反應Ⅱ后,As變為+5價,S變為+6價,則1mol As2S3失電子2×2mol+3×8mol=28mol,則反應Ⅰ和Ⅱ中,氧化1mol As2S3轉移的電子數之比為3∶7,D正確;故選D。
8.(2024·河南省部分學校高三第二次聯考)亞硝酸(HNO2)是一種弱酸,H2O2與HNO2溶液反應的主要產物是( )
A.O2、HNO3 B.O2、NO2 C.H2O、HNO3 D.H2O、NO
答案:C
解析:A項,H2O2與HNO2溶液反應生成O2、HNO3,O、N元素化合價均升高,不符合氧化還原規律,A錯誤;B項,H2O2與HNO2溶液反應生成 O2、NO2,O、N元素化合價均升高,不符合氧化還原規律,B錯誤;C項,H2O2與HNO2溶液反應生成H2O、HNO3,O元素化合價降低,N元素化合價升高,符合氧化還原規律,C正確;D項,H2O2與HNO2溶液反應生成H2O、NO,O、N元素化合價均降低,不符合氧化還原規律,D錯誤;故選C。
9.(2024·甘肅酒泉高三聯考)關于反應2 KMnO4+10HF+2KF+3H2O2=2 K2MnF6+3O2↑+8H2O,下列說法正確的是( )
A.H2O2既是氧化劑又是還原劑 B.K2MnF6是氧化產物
C.生成1molO2,轉移2mol電子 D.氧化劑與還原劑的物質的量之比為3:2
答案:C
解析:A項,KMnO4是氧化劑,H2O2是還原劑,A錯誤;B項,是K2MnF6還原產物,B錯誤;C項,過氧化氫中O元素為-1價,所以生成1molO2,轉移2mol電子,C正確;D項,氧化劑KMnO4與還原劑H2O2的物質的量之比為2∶3,D錯誤; 故選C。
10.(2024·湖北省重點高中智學聯盟聯考)下列化學反應中電子轉移的表示方法正確的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:C
解析:A項,兩個鈉原子失去2×e-,兩個氫原子得到2×e-,電子轉移方向由鈉元素指向氫元素,轉移電子數目為2e-, A項錯誤;B項,KClO3中,1個氯原子由+5價降到0價,得到5e-;6HCl中5HCl的Cl由-1價升到0價,失去5×e-,反應中轉移5e-,B項錯誤;C項,2Cl2中一半氯元素化合價降低轉變為氯離子,得到2×e-,另一半氯元素化合價升高轉變為次氯酸根,失去2×e-,C項正確;D項,銅元素失去電子化合價升高,硫酸中硫元素得電子化合價降低,電子轉移方向應由銅元素指向硫元素,反應中轉移2e-,D項錯誤;故選C。
11.已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應在水溶液中不可能發生的是(  )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl(濃)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
答案:A
解析:根據氧化還原反應中,氧化性:氧化劑>氧化產物,可判斷B中氧化性:Cl2>I2;C中氧化性:Co2O3>Cl2;D中氧化性:Fe3+>I2,這些結論與題給信息一致。對于A,由于I-的還原性強于Fe2+,所以Cl2應先氧化I-,而不應先氧化Fe2+。
12.常溫下,在溶液中可發生以下反應:
①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O
②2M2++R2===2M3++2R-
③2R-+Z2===R2+2Z-
由此判斷下列說法錯誤的是(  )
A.氧化性強弱順序為XOC.Z元素在反應①中被氧化,在反應③中被還原 D.常溫下可發生反應:2M2++Z2===2M3++2Z-
答案:A
解析:氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性,故根據反應①知,氧化性:Z2M3+,根據反應③知,氧化性:Z2>R2,則氧化性:Z2>M3+,故常溫下可發生反應2M2++Z2===2M3++2Z-,D正確。
13.飛船的天線用鈦鎳記憶合金制造,工業上用鈦酸亞鐵(FeTiO3)冶煉鈦(Ti)的過程是( )
反應①:2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO
反應②:在氬氣環境中,2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2
下列有關說法不正確的是
A.反應①中Cl2是氧化劑,C、FeTiO3是還原劑
B.反應①中每生成標準狀況下6.72LCO氣體,轉移0.7NA個電子
C.反應②中Mg被氧化,TiCl4被還原
D.反應①、②中鈦元素的化合價都發生了變化
答案:D
解析:A項,FeTiO3中Fe顯+2價,O顯-2價,化合價的代數和為0,則Ti的價態為+4價,根據反應①,Cl2中Cl的化合價降低,Cl2為氧化劑,C的價態升高,C作還原劑,鐵元素的價態升高,FeTiO3作還原劑,其余元素的化合價沒發生變化,故A正確;B項,根據A選項分析,生成6molCO,轉移電子物質的量為14mol,即每生成標準狀況下6.72LCO氣體,轉移電子物質的量為=0.7mol,故B正確;C項,反應②中Mg的化合價由0價升高為+2價,Mg為還原劑,TiCl4中Ti的化合價由+4價降低為0價,TiCl4為氧化劑,故C正確;D項,根據上述分析,反應①中Ti的價態沒有發生變化,反應②中Ti的價態發生變化,故D錯誤;故選D。
14.(2023·重慶卷·節選)煤的化學活性是評價煤氣化或燃燒性能的一項重要指標,可用與焦炭(由煤樣制得)反應的的轉化率來表示。研究小組設計測定的實驗裝置如下:
(2)②裝置Ⅱ中,高溫下發生反應的化學方程式為 。
③裝置Ⅲ中,先通入適量的氣體X,再通入足量氣。若氣體X被完全吸收,則可依據和中分別生成的固體質量計算。
ii.e中生成的固體為,反應的化學方程式為 。
答案:(2) 有白色沉淀生成
解析:稀鹽酸與碳酸鈣反應生成二氧化碳、氯化鈣和水,由于鹽酸易揮發,二氧化碳中含有氯化氫雜質,用飽和碳酸氫鈉溶液吸收氯化氫,再用濃硫酸干燥氣體,二氧化碳通到灼熱的焦炭中反應生成一氧化碳,將混合氣體通入足量氫氧化鋇溶液中吸收二氧化碳,一氧化碳與銀氨溶液反應生成銀單質。
解析:(2)②裝置Ⅱ中,高溫下二氧化碳和焦炭反應生成一氧化碳,其發生反應的化學方程式為;
③ii.e中生成的固體為,根據氧化還原反應分析得到CO變為碳酸銨,則反應的化學方程式為。
15.(2022·全國卷·節選)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有、、和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環境、充分利用鉛資源,通過下圖流程實現鉛的回收。
回答下列問題:
(1)在“脫硫”中轉化反應的離子方程式為___ _____。
(2)促進了金屬Pb在醋酸中轉化為,其化學方程式為___ _____;
答案:(1) PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq) (2)Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O
解析:鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等,向鉛膏中加入碳酸鈉溶液進行脫硫,硫酸鉛轉化為碳酸鉛,過濾,向所得固體中加入醋酸、過氧化氫進行酸浸,過氧化氫可將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子,酸浸后溶液的pH約為4.9,依據金屬氫氧化物沉淀時的pH可知,濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵,過濾后,向濾液中加入氫氧化鈉溶液進行沉鉛,得到氫氧化鉛沉淀,濾液中的金屬陽離子主要為鈉離子和鋇離子,氫氧化鉛再進行處理得到PbO。
(1)“脫硫”中,碳酸鈉溶液與硫酸鉛反應生成碳酸鉛和硫酸鈉,反應的離子方程式為:PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)。
(2)過氧化氫促進金屬Pb在醋酸溶液中轉化為Pb(Ac)2,過氧化氫與Pb、HAc發生氧還原反應生成Pb(Ac)2和H2O,依據得失電子守恒和原子守恒可知,反應的化學方程式為:Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
15.(2023·全國卷·節選)碘(紫黑色固體,微溶于水)及其化合物廣泛用于醫藥、染料等方面。回答下列問題:
(1)的一種制備方法如下圖所示:
①加入粉進行轉化反應的離子方程式為__ _____。
②通入的過程中,若氧化產物只有一種,反應的化學方程式為___ ___;
(2)以為原料制備的方法是:先向溶液中加入計量的,生成碘化物;再向混合溶液中加入溶液,反應得到,上述制備的總反應的離子方程式為
_____ __。
答案:(1) ①2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I- ②FeI2+Cl2= I2+FeCl2
(2)
解析:(1) ①由流程圖可知懸濁液中含AgI ,AgI可與Fe反應生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在離子方程式中能拆,故加入粉進行轉化反應的離子方程式為2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-,故答案為:2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;
②通入的過程中,因I-還原性強于Fe2+,先氧化還原性強的I-,若氧化產物只有一種,則該氧化產物只能是I2,故反應的化學方程式為FeI2+Cl2= I2+FeCl2,故答案為:FeI2+Cl2= I2+FeCl2;
(2)先向溶液中加入計量的,生成碘化物即含I-的物質;再向混合溶液中(含I-)加入溶液,反應得到,上述制備的兩個反應中I-為中間產物,總反應為與發生氧化還原反應,生成和,根據得失電子守恒、電荷守恒]及元素守恒配平離子方程式即可得:,故答案為:;
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2024年化學高考二輪復習
專題四 氧化還原反應
一、考綱解讀
考綱導向
1、氧化還原反應基本概念
2、氧化還原反應的基本規律
3、氧化還原反應方程式的書寫與配平
命題分析
氧化還原反應是中學化學教材中的重要概念,貫穿整個高中化學的始終,因此,它是歷年高考的必考內容,填空題、簡答題均有可能出現。從近三年高考試題來看,氧化還原反應除浙江選考卷外,一般不單獨考查,而是與其它模塊知識融合進行綜合考查,如選擇題中與阿伏加德邏常數結合考查電子轉移數目,以化學實驗為載體,考查氧化還反應相關概念和規律;非選擇題一般在無機推斷或化工流程題中考查信息型化學反應方程式的書寫,在綜合實驗題中考查氧化還原反應的相關計算。
預測2024年高考中,氧化還原反應在高考中密切關注:①信息型化學反應方程式的書寫,這是化工流程題和原理綜合中必考的知識點,②關注綜合實驗題中涉及氧化還原反應的實驗原理,進而強化氧化還原反應的相關計算,尤其是得失電子守恒的應用。
二、知識點梳理
網絡圖
重點拓展
高頻考點一
1.依據框圖理清4對概念之間的關系
2.正確理解氧化還原反應的實質
概念理解抓實質,解題應用靠特征,即從氧化還原反應的實質——電子轉移去分析理解有關概念,而在實際解題過程中,應從分析元素化合價有無變化這一氧化還原反應的特征入手。具體方法是找變價、判類型、分升降、定其他。其中“找變價”是非常關鍵的一步,特別是不同反應物中含有同種元素的氧化還原反應,必須弄清元素化合價的變化情況。
3.學會表示氧化還原反應電子轉移的方向和數目的方法
(1)雙線橋法:①標變價,②畫箭頭,③算數目,④說變化。
(2)單線橋法:箭頭由失電子原子指向得電子原子,線橋上只標電子轉移的數目,不標“得”“失”字樣。
4.常見氧化劑和還原劑
(1)常見氧化劑及其還原產物
氧化劑 Cl2(X2) O2 Fe3+ 酸性KMnO4、K2Cr2O7 HClO 濃H2SO4 HNO3 H2O2
還原產物 Cl-(X-) H2O/ O2-/ OH- Fe2+/ Fe Mn2+、Cr3+ Cl- SO2 NO2/NO H2O
(2)常見還原劑及其氧化產物
還原劑 金屬單質 非金屬單質 Fe2+ H2S/ S2- HI/I- NH3 CO SO2/SO
氧化產物 金屬離子 非金屬氧化物 Fe3+ S、SO2 I2 N2、NO CO2 SO3、SO
5.熟記特殊物質中常考元素的化合價
NaClO2(Cl:+3)、CuCl(Cu:+1)、N2H4(N:-2)、NaBH4(H:-1)、K2Cr2O7(Cr:+6)、Na2CrO4(Cr:+6)、H2C2O4(C:+3)、Na2S2O3(S:+2)、MnO(OH)2(Mn:+4)、K2FeO4(Fe:+6)、CuFeS2(Fe:+2、S:-2)、LiNH2(N:-3)、LiCoO2(Co:+3)、HCN(C:+2、N:-3)、H2O2(O:-1)。
6.辨析氧化還原反應基本概念常出現的“6個誤區”
(1)誤認為有單質參與或生成的反應一定是氧化還原反應。如O2與O3的轉化為非氧化還原反應。
(2)誤認為元素由化合態變為游離態一定被還原,其實不一定。如HCl→Cl2,氯元素被氧化;CuO→Cu,銅元素被還原。
(3)誤認為氧化還原反應中有一種元素被氧化,則一定有另一種元素被還原,其實不一定。如Cl2+H2O=HCl+HClO中,被氧化和被還原的都是氯元素。
(4)誤認為具有氧化性的物質和具有還原性的物質一定都能發生化學反應,其實不一定。如SO2具有還原性,濃H2SO4具有氧化性,但二者不發生氧化還原反應。
(5)誤認為同種元素的高價態的物質一定比低價態物質的氧化性強,其實不一定,如HClO的氧化性高于HClO4。誤認為含最高價態元素的化合物一定有強氧化性,其實不一定,如H3PO4、SO;誤認為含低價態元素的化合物沒有強氧化性,其實不一定,如 HClO具有強氧化性。
(6)誤認為得電子難的物質一定易失電子,如第ⅣA族和稀有氣體既不容易得到電子也不容易失去電子。
高頻考點二
1.氧化還原反應的基本規律
守恒律 定義 化合價升高總數與降低總數相等,實質是反應中失電子總數與得電子總數相等。即n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值。
應用 ①直接計算參與氧化還原反應物質間的數量關系。②配平氧化還原反應方程式。
強弱律 定義 氧化性:氧化劑>氧化產物;還原性:還原劑>還原產物。
應用 ①判斷某氧化還原反應中,氧化性、還原性的相對強弱。②判斷某氧化還原反應能否正常進行。
優先律 定義 當存在多種還原劑(氧化劑)時,氧化劑(還原劑)通常先和還原性(氧化性)最強的還原劑(氧化劑)反應。
應用 ①判斷某一氧化還原反應能否正常進行。②可判斷物質發生氧化還原反應的先后順序。如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的還原性強于Br-,則先發生反應:2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后發生反應:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。
價態律 定義 有多種價態的元素,處于最高價態時只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),處于最低價態時只具有還原性(如H2S中的S元素),處于中間價態時既有氧化性又有還原性(如SO2中的S元素)。
應用 ①判斷氧化還原反應能不能發生。②判斷同種元素的不同物質間發生氧化還原反應時的化合價變化情況。
轉化律 定義 同種元素不同價態間發生歸中反應時,元素的化合價只接近而不交叉,最多達到同種價態。
應用 如:H2S+H2SO4(濃)===S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+===3Cl2↑+3H2O。
2.物質氧化性、還原性強弱的應用
物質氧化性、還原性強弱判斷的常用方法 (1)依據反應條件來判斷。 當不同的氧化劑作用于同一還原劑時,若氧化產物價態相同,可依據反應條件的難易程度來判斷氧化劑氧化性的相對強弱,一般來說反應條件越苛刻,說明反應越難發生(即氧化劑得電子越困難),則對應氧化劑的氧化性越弱,例如:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O氧化性:濃硝酸>濃硫酸。
(2)根據“三表”判斷。 ①根據元素周期表判斷
②根據金屬及非金屬的活動性順序表判斷
(3)依據“兩池”判斷。 ①兩種不同的金屬構成原電池的兩極時,負極是電子流出的一極,正極是電子流入的極。則兩種金屬的還原性:正極<負極。 ②用惰性電極電解混合溶液時,在陰極先得電子的陽離子的氧化性較強,在陽極先失去電子的陰離子的還原性較強。
(4)依據“三度”判斷(即:濃度、溫度、酸堿度)。 一般情況下,濃度越大,溫度越高,氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)越強;酸堿度是影響氧化性強弱的重要因素。例如:①KMnO4在酸性條件下具有較強的氧化性,常溫下即可和濃鹽酸反應制取氯氣;②HNO3(濃)的氧化性強于HNO3(稀)的氧化性;③HNO3(熱)的氧化性強于HNO3(冷)的氧化性。
3.利用相關規律解答氧化還原反應問題的三步驟
第一步:依據題意,分析概念,準確判斷氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物,并根據方程式確定其強弱。
“升失氧,降得還;劑性一致,其他相反”。“劑性一致”是指氧化劑具有氧化性,還原劑具有還原性。“其他相反”是指氧化劑被還原,發生氧化反應,生成還原產物;還原劑被氧化,發生氧化反應,生成氧化產物。
第二步:依據規律判斷反應的合理性,確定氧化還原反應按照“先強后弱”的反應順序進行。
氧化還原反應遵循化合價互不交叉規律,強弱規律等。同時要掌握化合價與氧化性的關系,“高價氧,低價還,中間價態兩面轉。”
第三步:利用電子守恒進行定量判斷,靈活應用“化合價升降總數相等”“電荷守恒”及“得失電子守恒”進行簡單計算。
有關氧化還原反應的定量問題,利用得、失電子守恒法可以簡化計算過程。對于生疏的或多步氧化還原反應,可直接找出起始的氧化劑、還原劑和最終的還原產物、氧化產物,利用原子守恒和電子守恒,建立已知量與未知量的關系,快速列等式求解。高頻考點三
1.一般氧化還原反應方程式的配平
化合價升降法步驟:標變價→列變化→求總數→配系數→細檢查
2.氧化還原反應方程式的配平技巧
(1)全變從左邊配(正向配平法):氧化劑、還原劑中某元素化合價全變的,一般從反應物著手配平。如+HO3(濃)―→O2↑+O2↑+H2O,要使得失電子數守恒,必為+4HO3(濃),再配平右邊物質的化學計量數。
(2)自變從右邊配(逆向配平法):自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。如+KOH(熱、濃)―→K2+K2O3+H2O,要使得失電子數守恒,必有2K2+K2O3,再配平其他物質的化學計量數。
(3)缺項配平法:先用“化合價升降法”配平含有變價元素物質的化學計量數,然后由原子守恒確定未知物,再根據原子守恒進行配平。缺項型氧化還原反應方程式的補項類型、補項原則和組合方式
①補項類型
條件 補項原則
酸性條件下 缺H(氫)或多O(氧)補H+,少O(氧)補H2O(水)
堿性條件下 缺H(氫)或多O(氧)補H2O,少O(氧)補OH-(水)
②補項原則
介質 多一個氧原子 少一個氧原子
酸性 +2H+結合1個O→H2O +H2O提供1個O→2H+
中性 +H2O結合1個O→2OH- +H2O提供1個O→2H+
堿性 +H2O結合1個O→2OH- +2OH-提供1個O→H2O
③組合方式
反應物 生成物 使用條件
組合一 H+ H2O 酸性溶液
組合二 H2O H+ 酸性或中性溶液
組合三 OH- H2O 堿性溶液
組合四 H2O OH- 堿性或中性溶液
3.書寫信息型氧化還原反應化學方程式的步驟(四步法)
第1步:根據氧化性、還原性強弱順序確定氧化性最強的為氧化劑,還原性最強的為還原劑;根據化合價規律和題給信息及已知元素化合物性質確定相應的還原產物、氧化產物;
第2步:根據氧化還原反應的守恒規律確定氧化劑、還原劑、還原產物、氧化產物的相應化學計量數。
第3步:根據溶液的酸堿性,通過在反應方程式的兩端添加H+或OH-的形式使方程式兩端的電荷守恒。
第4步:根據原子守恒(質量守恒),通過在反應方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。
【注意】①注意特殊物質中元素的化合價:如CuFeS2中銅、鐵元素的化合價都為+2,硫元素的化合價為-2;FeS2中硫元素的化合價為-1;K2FeO4中鐵元素的化合價為+6等。②配平化學方程式時,化學計量數“1”也必須填寫在空格里。③依據電子得失守恒列等式時不要忽略變價原子的個數。
4.氧化還原反應計算中重要的解題方法——電子守恒法
(1)應用電子守恒解題的三步驟。
“一找各物質”:找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。
“二定得失數”:確定一個原子或離子得失電子數(注意化學式中的原子個數)。
“三列關系式”:根據題中物質的物質的量和得失電子守恒列出關系式:
n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值
(2)多步反應得失電子守恒問題
有的試題反應過程多,涉及的氧化還原反應也多,數量關系較為復雜,若用常規方法求解比較困難,若抓住失電子總數等于得電子總數這一關系,則解題就變得很簡單。解多步連續進行的氧化還原反應這類試題時,注意不要遺漏某個氧化還原反應,只要中間各步反應過程中電子沒有損耗,可直接找出起始物和最終產物,略去中間產物,建立起始物和最終產物之間的電子守恒關系,從而快速求解。
三、高頻考點突破
高頻考點一
典例精析
1.下列實驗中的顏色變化與氧化還原反應無關的是( )
選項 A B C D
實驗 溶液滴入溶液中 通入溶液中 溶液滴入濁液中 石蕊溶液滴入氯水中
現象 產生白色沉淀,最終變為紅褐色 產生淡黃色沉淀 沉淀由白色逐漸變為黃色 溶液變紅,隨后迅速褪色
變式訓練
2.火是人類文明的起源,以下古文獻描述中,借助“火”的過程中有氧化還原反應發生的是( )
A.《天工開物》中描述“凡石灰,經火焚煉為用”
B.《傳言方》中記載“白礬以炭火燒令汁盡,則其色如雪,謂之巴石以治氣痢”
C.《新修本草》中關于“青礬”的記錄為“本來綠色,…,燒之赤色”
D.《本草經注》中記載“以火燒之,紫青煙起為硝石”來鑒別硝石(KNO3)和樸硝(Na2SO4)
高頻考點二
典例精析
1.(2024·浙江溫州·統考一模)(赤血鹽)、(黃血鹽)是常用于、的實驗室檢驗試劑。一定條件下,可發生如下兩個反應:
①,固態混合,釋放;②,溶液混合,消耗。
下列有關說法不正確的是( )
A.檢驗:(藍色)
B.含有離子鍵、極性鍵、配位鍵
C.氧化性強于
D.兩個反應方向不一致,原因可能是溶液中與的配位能力強于
2.在離子濃度都為0.1mol L-1的下列溶液中,加入(或通入)某物質后,發生反應的先后順序正確的是( )
A.在含Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鋅粉:Cu2+、Fe3+、H+
B.在含I—、SO、Br—的溶液中不斷通入氯氣:I—、Br—、SO
C.在含AlO、SO、OH—的溶液中逐滴加入硫酸氫鈉溶液:OH—、AlO、SO
D.在含Fe3+、H+、NH的溶液中逐漸加入燒堿溶液:Fe3+、NH、H+
變式訓練
2.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種綠色凈水劑。
①實驗室制備原理是;②在酸性介質中高鐵酸鈉不穩定,發生反應:,在堿性介質中能穩定存在;③已知氧化劑的電勢是衡量其氧化性強度的主要參數,電勢越高,對應條件下氧化劑的氧化性越強,酸性條件下,電勢:FeO>Cl2。
下列敘述錯誤的是( )
A.配制Na2FeO4溶液時添加少量NaOH溶液
B.由反應①知,氧化性:NaClO>Na2FeO4
C.由反應②知,產生11.2LO2時轉移2mol電子
D.向Na2FeO4溶液中滴加濃鹽酸產生的氣體不只一種
4.常溫下,發生下列幾種反應:① ② ③。下列說法正確的是( )
A. Pb3O4屬于堿性氧化物
B. Fe3+只有氧化性,Fe2+只有還原性
C.酸性條件下,氧化性:Pb3O4<Cl2
D.向FeBr2溶液中通入少量Cl2,Fe2+優先被氧化
高頻考點三
典例精析
1.以某種鐵鈷礦(主要成分為FeCo2S4,還含有少量MgO、SiO2等雜質)為原料制取Co2O3和黃鈉鐵礬的工藝流程如下圖所示:
回答下列問題:
(3)在“濾液3”中按物質的量之比為1∶2加入NaClO和Na2CO3,總反應的離子方程式是 。
(4)經檢測,濾渣4是由和形成的混合物。隔絕空氣灼燒時,發生反應的化學方程式是 ;如果控制溫度不當,會生成CoO雜質,反應的化學方程式是 。
2.硫酸鈰銨微溶于水,不溶于乙醇,溶于無機酸,可用作分析試劑、氧化劑。某工廠用碳酸鈰礦石制備硫酸鈰銨的工藝流程如圖:
已知:①。
②硫酸鈰銨的熔點為,沸點為。
回答下列問題:
(6)若最初稱取一定量的碳酸鈰礦石,其中含,經該工藝流程最終獲得
晶體,則的產率為 (保留三位有效數字)。
變式訓練
3.工業上氮氧化物(:NO和混合氣)廢氣吸收利用的某流程如下:
已知:氧化度;吸收液含有的產物有和;在堿性條件下受熱分解產物之一為。
請回答:
(2)寫出過程Ⅰ中時反應的離子方程式 。
(4)是一種理想還原劑,氧化產物對環境友好,寫出還原的化學方程式 。
4.高鐵酸鉀是新型多功能水處理劑,其生產工藝如圖所示:
已知:①與溶液反應的產物與反應溫度有關,溫度較低時產物為和;溫度較高時產物為和。
②同一條件下,溶液的堿性越強,高鐵酸鹽的穩定性越高。
回答下列問題:
(4)配制溶液時,將固體溶解在水中(水的密度近似為),所得溶液的密度為,則該溶液的物質的量濃度為 。(保留3位有效數字)
(5)步驟③發生的反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比n(氧化劑)∶n(還原劑) 。
四、考場演練
1.(2023 全國乙卷,7)下列應用中涉及到氧化還原反應的是( )
A.使用明礬對水進行凈化 B.雪天道路上撒鹽融雪
C.暖貼中的鐵粉遇空氣放熱 D.熒光指示牌被照發光
2.(2023 浙江省1月選考,6)關于反應2NH2OH+4Fe3+=N2O↑+4Fe2++H2O,下列說法正確的是( )
A.生成1molN2O,轉移4mol電子 B.NH2OH是還原產物
C.NH2OH既是氧化劑又是還原劑 D.若設計成原電池,Fe2+為負極產物
3.(2022 山東卷,1)古醫典富載化學知識,下述之物見其氧化性者為( )
A.金(Au):“雖被火亦未熟"
B.石灰(CaO):“以水沃之,即熱蒸而解”
C.石硫黃(S):“能化……銀、銅、鐵,奇物”
D.石鐘乳(CaCO3):“色黃,以苦酒(醋)洗刷則白”
4.(2022·浙江省1月選考,10)關于反應4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,下列說法正確的是( )
A.CO是氧化產物
B.SiH4發生還原反應
C.氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶4
D.生成1molSiO2時,轉移8mol電子
5.(2022·浙江省6月選考,10)關于反應Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O,下列說法正確的是( )
A.H2SO4發生還原反應
B.Na2S2O3既是氧化劑又是還原劑
C.氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶1
D.1mol Na2S2O3發生反應,轉移4mol電子
6.(2023 浙江省6月選考,6)化學燙發巧妙利用了頭發中蛋白質發生化學反應實現對頭發的“定型”,其變化過程示意圖如下。下列說法不正確的是( )
A.藥劑A具有還原性
B.①→②過程若有2 mol S-S鍵斷裂,則轉移4 mol電子
C.②→③過程若藥劑B是H2O2,其還原產物為O2
D.化學燙發通過改變頭發中某些蛋白質中S-S鍵位置來實現頭發的定型
7.(2023 湖南卷,10)油畫創作通常需要用到多種無機顏料。研究發現,在不同的空氣濕度和光照條件下,顏料雌黃(As2S3)褪色的主要原因是發生了以下兩種化學反應:
下列說法正確的是( )
A.S2O32-和SO42-的空間結構都是正四面體形
B.反應Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反應Ⅰ和Ⅱ中,參加反應的:Ⅰ<Ⅱ
D.反應Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3轉移的電子數之比為3∶7
8.(2024·河南省部分學校高三第二次聯考)亞硝酸(HNO2)是一種弱酸,H2O2與HNO2溶液反應的主要產物是( )
A.O2、HNO3 B.O2、NO2 C.H2O、HNO3 D.H2O、NO
9.(2024·甘肅酒泉高三聯考)關于反應2 KMnO4+10HF+2KF+3H2O2=2 K2MnF6+3O2↑+8H2O,下列說法正確的是( )
A.H2O2既是氧化劑又是還原劑 B.K2MnF6是氧化產物
C.生成1molO2,轉移2mol電子 D.氧化劑與還原劑的物質的量之比為3:2
10.(2024·湖北省重點高中智學聯盟聯考)下列化學反應中電子轉移的表示方法正確的是( )
A.
B.
C.
D.
11.已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應在水溶液中不可能發生的是(  )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl(濃)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
12.常溫下,在溶液中可發生以下反應:
①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O
②2M2++R2===2M3++2R-
③2R-+Z2===R2+2Z-
由此判斷下列說法錯誤的是(  )
A.氧化性強弱順序為XOC.Z元素在反應①中被氧化,在反應③中被還原 D.常溫下可發生反應:2M2++Z2===2M3++2Z-
13.飛船的天線用鈦鎳記憶合金制造,工業上用鈦酸亞鐵(FeTiO3)冶煉鈦(Ti)的過程是( )
反應①:2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO
反應②:在氬氣環境中,2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2
下列有關說法不正確的是
A.反應①中Cl2是氧化劑,C、FeTiO3是還原劑
B.反應①中每生成標準狀況下6.72LCO氣體,轉移0.7NA個電子
C.反應②中Mg被氧化,TiCl4被還原
D.反應①、②中鈦元素的化合價都發生了變化
14.(2023·重慶卷·節選)煤的化學活性是評價煤氣化或燃燒性能的一項重要指標,可用與焦炭(由煤樣制得)反應的的轉化率來表示。研究小組設計測定的實驗裝置如下:
(2)②裝置Ⅱ中,高溫下發生反應的化學方程式為 。
③裝置Ⅲ中,先通入適量的氣體X,再通入足量氣。若氣體X被完全吸收,則可依據和中分別生成的固體質量計算。
ii.e中生成的固體為,反應的化學方程式為 。
15.(2022·全國卷·節選)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有、、和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環境、充分利用鉛資源,通過下圖流程實現鉛的回收。
回答下列問題:
(1)在“脫硫”中轉化反應的離子方程式為___ _____。
(2)促進了金屬Pb在醋酸中轉化為,其化學方程式為___ _____;
15.(2023·全國卷·節選)碘(紫黑色固體,微溶于水)及其化合物廣泛用于醫藥、染料等方面。回答下列問題:
(1)的一種制備方法如下圖所示:
①加入粉進行轉化反應的離子方程式為__ _____。
②通入的過程中,若氧化產物只有一種,反應的化學方程式為___ ___;
(2)以為原料制備的方法是:先向溶液中加入計量的,生成碘化物;再向混合溶液中加入溶液,反應得到,上述制備的總反應的離子方程式為
_____ __。
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