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第3課時　氧化還原反應的規律及應用
[核心素養發展目標]　1.能根據價態規律預測物質的性質及產物。2.能利用氧化性、還原性的強弱判斷物質發生反應的先后及發生反應的可能性。3.能利用電子守恒規律進行簡單的計算。
一、價態規律及應用
1.高低規律
(1)內容:元素在物質中所處的價態,決定該元素的氧化性或還原性,一般來說,元素處于最高價態時,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素處于最低價態時,只有還原性(如S2-、Br-等);元素處于中間價態時,既有氧化性又有還原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)應用:預測物質的氧化性和還原性。
思考　預測微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和還原性,并簡單說明預測依據。
(1)Mg2+、H+只有　　　　性,預測依據　　　　 　　　　。
(2)只有還原性的是　　　　,預測依據　　　　 　　　　。
(3)既有氧化性又有還原性的是　　　　　,預測依據　　　　 　　　　。
提示　(1)氧化　元素處于最高價態時只具有氧化性
(2)S2-、I-　二者分別是硫元素、碘元素的最低價態,只能失去電子表現還原性
(3)Fe2+、S　Fe2+既可以得電子降為0價,也可以失電子升高到+3價,S可以得電子降為-2價,也可失電子升高到+4價或+6價
2.歸中規律
(1)內容:同種元素不同價態之間發生氧化還原反應時,高價態+低價態中間價態,即“只靠攏,不交叉”“就近變價”。
(2)圖示表達如下:
(3)應用:同種元素的物質間發生氧化還原反應時,氧化產物、還原產物的判斷,電子轉移總數的計算。
3.歧化規律
(1)內容:氧化還原反應中,有元素化合價升高,必然有元素化合價降低。歧化反應時,某元素的中間價態高價態+低價態。
(2)應用:判斷反應物和產物中同種元素價態的高低,計算電子轉移的數目。
1.指出下列歸中反應中的氧化產物和還原產物,用雙線橋標出電子轉移的方向和數目。
(1)H2S+H2SO4(濃)S↓+SO2↑+2H2O
(2)KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O
答案　(1)S是氧化產物,SO2是還原產物
(2)Cl2既是氧化產物又是還原產物
解析　(1)H2S中S元素為-2價,與產物中的單質S的0價接近,濃H2SO4中的S元素為+6價,與SO2中+4價接近。(2)KClO3中的Cl元素為+5價,與0價接近,因而不會轉化為KCl中的-1價。
2.已知氮元素有多種可變化合價,常見的有-3、+2、+3、+4、+5價等。某同學寫出以下三個化學方程式(未配平):
①NO+HNO3N2O3+H2O
②NH3+NOHNO2+H2O
③N2O4+H2OHNO3+HNO2
根據價態規律,判斷上述反應是否有可能實現,并說明判斷的理由。
答案　①可能,反應物中的氮元素為+2價、+5價,生成物中為+3價,符合歸中反應規律。
②不可能,反應物中的氮元素為-3價、+2價,生成物中為+3價,N元素的化合價只升不降。
③可能,反應物中的氮元素為+4價,生成物中為+3價、+5價,符合歧化反應規律。
二、先后規律及應用
1.同一氧化劑與多種還原劑混合時,還原性強的先被氧化。例如,已知還原性:I->Fe2+>Br-,當把氯氣通入FeBr2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化Fe2+;把氯氣通入FeI2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化I-。
2.同一還原劑與多種氧化劑混合時,氧化性強的先被還原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與Fe3+反應,然后再依次與Cu2+、H+反應。
應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉,首先被置換出來的是 (　　)
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
答案　C
解析　陽離子的氧化性強弱順序為Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把鋅粉加入Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,鋅先與AgNO3反應置換出Ag,然后與Cu(NO3)2反應置換出Cu,鋅粉不能與溶液中的Mg(NO3)2發生反應。
2.已知還原性:>Br-,Cl2具有強氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,寫出依次反應的離子方程式:　　　　、 　　　　。
答案　+Cl2S↓+2Cl-
2Br-+Cl2Br2+2Cl-
三、守恒規律及應用
1.守恒規律
氧化還原反應中,原子得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,即有關系式:
還原劑失電子的總數=氧化劑得電子的總數。
元素化合價降低的總數=元素化合價升高的總數。
應用:氧化還原反應方程式的配平,氧化還原反應的相關計算。
2.氧化還原反應計算的步驟
(1)找物質:找出反應過程中的氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。
(2)定得失:確定一個原子或離子得失電子的個數,變價元素的原子總數。
(3)列關系:根據氧化劑和還原劑得失電子總數守恒列出關系式。
例　已知X2能將S氧化,當溶液中X2與S數目之比為1∶3時,S恰好被氧化為S,X在還原產物中的化合價為 (　　)
A.+1價 B.+2價
C.+3價 D.+4價
分析
應用得失電子守恒解題的一般步驟
(1)“一找物質”:X2在反應中是氧化劑,S是還原劑,S是氧化產物。
(2)“二定得失”:假設X在還原產物中的化合價為+n價,則1個X2在反應中應得到2(6-n)個電子,一個S→S過程中,每個離子失去2個電子,3個S被氧化共失去6個電子。
(3)“三列關系”: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
根據上述分析列出得失電子守恒等式:2×(6-n)=6,解得n=3。
1.一定條件下,當溶液中X與H2O2個數比恰好為2∶5時,溶液中X被還原為較低價態,則X元素的化合價變為 (　　)
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
答案　A
解析　H2O2恰好將X還原,反應中H2O2變成O2,O元素的化合價由-1價升高為0價,則X元素的化合價降低,設X元素在還原產物中的化合價為+x,由得失電子守恒可知,2×(7-x)=5×2×(1-0),解得x=2。
2.(2024·湖南株洲二中高一段考)在一定條件下,R2和Cl-可發生如下反應:R2+6Cl-+14H+2R3++3Cl2↑+7H2O,從而可知在R2中,R的化合價是 (　　)
A.+4價 B.+5價
C.+6價 D.+7價
答案　C
解析　根據反應前后電荷守恒,可知n=2,即R2中化合價代數和為-2,則R的化合價為+6價。
1.(2023·江蘇無錫一中高一期中)下列微粒:
①Al3+　②Cl-　③N2　④S2-　⑤Cu
⑥H2O2　⑦Fe2+。既具有氧化性又具有還原性的是 (　　)
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
答案　B
解析　當物質所含元素處于中間價態時,既具有氧化性又具有還原性;N2、Fe2+、H2O2中N、Fe、O元素均處于中間價態,既具有氧化性又具有還原性。Al3+只有氧化性,Cl-、S2-、Cu均只具有還原性。
2.反應3NO2+H2O2HNO3+NO中,當有2個電子轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是 (　　)
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1
答案　B
解析　在反應3NO2+H2O2HNO3+NO中,NO2既做還原劑又做氧化劑,每3個NO2發生反應,有2個NO2失去電子被氧化為HNO3,有1個NO2得到電子被還原成NO,反應過程中轉移2個電子,則當有2個電子轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是2∶1。
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后,有金屬析出,過濾、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則濾液中一定存在 (　　)
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
答案　A
解析　在金屬活動性順序中,活動性:Fe>H>Cu>Ag,往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則說明濾渣中含有鐵,鐵能與硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀,能與硝酸銅反應生成硝酸亞鐵和銅,當有鐵剩余時,說明硝酸銅和硝酸銀全部參加反應,濾液中無硝酸銅和硝酸銀,只有生成的硝酸亞鐵。
4.(2024·河北邯鄲高一月考)查閱資料知:NaNO2易溶于水且溶解時吸熱,有咸味,遇酸易放出氣體,人誤食會中毒。請回答下列問題:
(1)已知NaNO2能發生如下反應:2NaNO2+4HI2NO↑+I2+2NaI+2H2O。上述反應中氧化劑是　　　　　,氧化產物是　　　　;HI在反應中體現了什么性質:　　　　　。
(2)根據上述反應鑒別NaNO2和NaCl,可選擇以下物質中的　　　　　(填字母)進行實驗。
A.食用白醋 B.淀粉碘化鉀試紙
C.淀粉 D.白酒
(3)某廠廢液中含有3%~6%的NaNO2,直接排放會造成污染,下列試劑能使NaNO2轉化為不引起二次污染的N2的是　　　　　(填字母)。
A.濃硫酸 B.NH4Cl
C.HNO3 D.KMnO4
答案　(1)NaNO2　I2　還原性、酸性　(2)AB
(3)B
解析　(1)題述反應中NaNO2中N元素化合價降低,NaNO2為氧化劑,HI中部分I元素化合價升高,得到氧化產物I2,部分I元素化合價不變生成NaI,故HI體現了還原性、酸性。(2)根據資料可知,酸性條件下NaNO2和I-反應生成碘單質,碘單質能使淀粉碘化鉀試紙變藍色,而氯化鈉不和碘離子反應,故選AB。(3)NaNO2轉化為N2,氮元素化合價降低,需要加入還原劑,銨根離子具有還原性,能與NaNO2發生歸中反應生成N2,故選B。
課時對點練　
[分值:100分]
(選擇題1~8題,每小題5分,9~12題,每小題6分,共64分)
題組一　價態規律及應用
1.下列物質中,按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是 (　　)
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
答案　A
解析　Al3+處于最高價,只有氧化性,K的化合價只能升高,只有還原性,Fe2+化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,A正確;Cl-處于最低價,只有還原性,B錯誤;NO2中氮元素化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,Na+化合價只能降低,只有氧化性,C錯誤;SO2既有氧化性又有還原性,Fe化合價只能升高,只有還原性,D錯誤。
2.(2024·武漢高一聯考)大蘇打(Na2S2O3)在照相、電影、紡織、化纖、造紙、皮革、農藥等方面均有重要作用。現欲制備大蘇打,從氧化還原角度分析,下列所選用的制備試劑組合合理的是 (　　)
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO3
答案　B
解析　Na2S2O3中硫元素化合價為+2價。Na2S+S若生成Na2S2O3,只有化合價上升,A錯誤;Na2SO3+Na2SO4若生成Na2S2O3,只有化合價下降,C錯誤;SO2+Na2SO3二者化合價相同,不能發生氧化還原反應,D錯誤。
3.(2024·揚州高一期末)淀粉 KI試紙檢驗KIO3的原理為KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O。下列說法正確的是 (　　)
A.KIO3中碘元素的化合價為+5
B.KI是氧化劑
C.KIO3發生氧化反應
D.每生成3個I2,轉移10個電子
答案　A
解析　反應中KIO3中碘元素的化合價由+5價降低為0價,發生還原反應,做氧化劑,KI中碘元素化合價由-1價升高到0價,發生氧化反應,做還原劑,A正確,B、C錯誤;1個KIO3得5個電子,故每生成3個I2,轉移5個電子,D錯誤。
題組二　先后規律及應用
4.多種氧化劑和還原劑相遇時,存在“爭先恐后,強者優先”的現象。請預測,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入適量Zn粉,首先置換出來的是 (　　)
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能確定
答案　B
解析　氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最強的H+發生置換反應,然后再與F發生置換反應。
5.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入鐵粉,下列說法不正確的是 (　　)
A.若有鐵粉剩余,則不溶物中有鐵和銅單質
B.若有鐵粉剩余,則反應后的溶質為FeSO4
C.若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,則溶液中一定沒有Fe3+
D.若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,則溶液中一定沒有Fe3+
答案　D
解析　在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入鐵粉的過程中,鐵先與Fe2(SO4)3反應生成FeSO4,再與CuSO4反應生成FeSO4和Cu,據此分析。若有鐵粉剩余,則鐵過量,反應后生成FeSO4和Cu,不溶物中有過量的鐵和生成的銅單質,A、B正確;因氧化性:Fe3+>Cu2+,若鐵粉無剩余,必先還原Fe3+,則溶液中無Cu2+時一定也沒有Fe3+,C正確;若鐵粉無剩余,只是加入少量鐵粉,則可能只與部分Fe3+反應,則溶液中還有Cu2+、Fe3+,D不正確。
題組三　守恒規律及應用
6.(2023·四川萬源中學校考)已知方程式:M2+3S2-+14H+2M3++3S↓+7H2O,則M2中x的值 (　　)
A.2　　　　　　　　　B.3　　　　　　　C.4　　　　　　D.6
答案　A
解析　根據電荷守恒:-x+(-6)+14=2×3,解得x=2。也可以根據得失電子守恒計算,由信息可知,S元素的化合價由-2價升高為0價,M元素的化合價降低為+3價,設M2中M的化合價是a,由得失電子守恒可知,1×2×(a-3)=3×[0-(-2)],解得a=+6,則M2中x=2。
7.(2024·遼寧鳳城一中月考)含有氧化劑的溶液與亞硫酸鈉(Na2SO3)溶液恰好反應完全,已知Na2SO3被氧化為Na2SO4,已知、Na2SO3的個數比為2∶1,則還原產物中X元素的價態是 (　　)
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
答案　D
解析　Na2SO3被氧化為Na2SO4,化合價升高2價;設X元素被還原后的價態為n,則X元素的化合價降低總數為(5-n),且與Na2SO3的個數比為2∶1,由化合價升高總數等于降低總數可得2×1=(5-n)×2,解得n=+4,故選D。
8.(2023·遼寧錦州高一統考)水熱法制備納米顆粒Y(化合物)的反應為3Fe2++2S2+O2+aOH-Y+S4+2H2O。下列說法錯誤的是 (　　)
A.S2是還原劑
B.Y的化學式為Fe3O4
C.a=4
D.有1個O2參與反應時,轉移2個電子
答案　D
解析　S2中S元素的化合價為+2價,S4中S元素的化合價為+價,S元素的化合價升高失去電子,S2是還原劑,A正確;根據質量守恒可知,Y為化合物,反應前后的原子個數相等,則Y為Fe3O4,B正確;根據電荷守恒可知,a=4,C正確;該反應中化合價降低的元素只有氧元素,每有1個O2參加反應,轉移4個電子,D錯誤。
9.一定條件下硝酸銨受熱分解的化學方程式為5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,在反應中被氧化與被還原的氮原子數之比為 (　　)
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
答案　A
解析　設被氧化的氮原子數為x,被還原的氮原子數為y,根據得失電子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得=。
10.已知反應6HCl(濃)+KClO33Cl2↑+KCl+3H2O,下列說法不正確的是 (　　)
A.KClO3是氧化劑
B.被氧化與被還原的氯原子的個數比為5∶1
C.鹽酸表現還原性和酸性
D.用雙線橋表示該反應的電子轉移為
答案　D
解析　A對,由反應可知,KClO3中Cl元素由+5價降低到0價,則KClO3是氧化劑;B對,由反應可知,被氧化與被還原的氯原子的個數比為5∶1;C對,該反應中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成鹽KCl,則鹽酸表現還原性和酸性;D錯,由于該反應為同一元素不同價態的歸中反應,據歸中反應規律,價態只靠近不交叉,所以雙線橋應為
11.(2024·山東臨淄中學高一月考)N2O既是醫學上的一種麻醉劑,又是一種常見的溫室氣體。制取N2O的方法有很多,例如:
①NH4NO3N2O↑+2H2O
②K2SO3+2NOK2SO4+N2O
③2NH3+2O2N2O+3H2O
④2NaNO3+(NH4)2SO42N2O↑+Na2SO4+4H2O
下列說法不正確的是 (　　)
A.反應①中NH4NO3既是氧化劑又是還原劑
B.反應②中K2SO3是還原劑,N2O是還原產物
C.反應③中每生成1個N2O,轉移8個電子
D.反應④中NaNO3是還原劑,N2O既是氧化產物又是還原產物
答案　D
解析　反應①中,NH4NO3中N元素的化合價既升高又降低,則硝酸銨既是氧化劑又是還原劑,A正確;反應②中,N元素的化合價降低,S元素的化合價升高,所以K2SO3是還原劑,NO是氧化劑,N2O是還原產物,B正確;反應③中,N元素的化合價由-3價升高到+1價,則每生成1個N2O,轉移1×2×(3+1)=8個電子,C正確;反應④中,NaNO3中N元素的化合價降低,NaNO3是氧化劑,(NH4)2SO4中N元素的化合價升高,生成的N2O既是氧化產物又是還原產物,D錯誤。
12.在室溫下,發生下列幾種反應:
①16H++10Z-+2X2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B22A3++2B-
③2B-+Z2B2+2Z-
根據上述反應,判斷下列結論錯誤的是 (　　)
A.還原性強弱順序為A2+>B->Z->X2+
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,應加入B2
C.X2+是X的還原產物,B2是B-的氧化產物
D.在溶液中不可能發生反應:8H++5A2++XX2++5A3++4H2O
答案　D
解析　在反應①中,X為氧化劑,X2+是還原產物,Z-是還原劑,Z2是氧化產物,還原性:Z->X2+;在反應②中,B2是氧化劑,B-是還原產物,A2+是還原劑,A3+是氧化產物,還原性:A2+>B-;在反應③中,Z2是氧化劑,Z-是還原產物,B-是還原劑,B2是氧化產物,還原性:B->Z-,則物質的還原性:A2+>B->Z->X2+,A正確;氧化性:X>Z2>B2>A3+,要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,應加入B2,B正確;X2+是X得到電子發生還原反應產生的還原產物,B2是B-失去電子被氧化產生的氧化產物,C正確;由于氧化性:X>Z2>B2>A3+,根據氧化性:氧化劑>氧化產物,可知在溶液中可能會發生反應:8H++5A2++XX2++5A3++4H2O,D錯誤。
13.(10分)(2024·鄭州高一期末)亞硝酸鈉(NaNO2)為白色粉末,易溶于水,味微咸,有毒,廣泛應用于工業建筑領域,允許限量做食品添加劑,用于防腐和肉制品增色。某化學小組對亞硝酸鈉的性質和用途進行了如下探究。
(1)NaNO2中N元素的化合價為　　　　,據此推斷NaNO2　　　　(填字母)。
a.只有氧化性 b.只有還原性
c.既有氧化性又有還原性
(2)資料表明:誤食NaNO2后,血紅蛋白中的二價鐵轉變成三價鐵,失去攜氧功能,因此造成人體缺氧中毒;三價鐵遇到KSCN溶液使溶液顯紅色,而二價鐵不顯紅色。
①預測性質:上述過程中NaNO2做　　　　　(填“氧化劑”或“還原劑”)。
②實驗和結論:取NaNO2固體配成溶液,取少量溶液于試管中,滴入　　　　　(填“FeSO4溶液和KSCN溶液”或“酸性KMnO4溶液”),觀察到的實驗現象為　　　　　,據此得出預測結論。
答案　(1)+3　c　(2)①氧化劑　②FeSO4溶液和KSCN溶液　溶液變紅色
解析　(2)①誤食NaNO2后,血紅蛋白中的Fe2+轉變成Fe3+,化合價升高,說明上述過程中NaNO2做氧化劑。②取少量NaNO2溶液于試管中,滴入FeSO4溶液和KSCN溶液,振蕩,溶液變紅色,證明NaNO2做氧化劑。
14.(10分)根據下表信息,解答有關問題。
氯氣(Cl2) KMnO4 PbO2
有刺激性氣味,呈黃綠色,有毒氣體 易溶于水,溶液呈紫紅色,可用于殺菌消毒 Pb的最高化合價為+4,其穩定化合價為+2,難溶于水,灰色固體
(1)上表所列物質通常做氧化劑的是　　　　。
(2)取一定量的酸性KMnO4溶液進行下列實驗,有關現象記錄如下:
a.取適量濃鹽酸于一支試管中,向其中加入少量KMnO4溶液,劇烈反應,產生黃綠色有刺激性氣味的氣體,溶液紫紅色褪去。
b.取適量KMnO4溶液于另一支試管中,向其中滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生;
再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色。
①在配制酸性KMnO4溶液時,能否用鹽酸 　　　　,原因是　　　　
　　　　。
②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由強到弱的順序為　　　　。
(3)根據上述反應能否比較Cl2與H2O2的氧化性強弱 　　　　(填“能”或“不能”)。
答案　(1)KMnO4、PbO2、氯氣(Cl2)
(2)①不能　KMnO4的氧化性比氯氣的強,可將鹽酸氧化為氯氣　②PbO2>KMnO4>H2O2　(3)不能
解析　(2)②滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生,說明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色,說明Mn2+能與PbO2反應生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,綜上得出氧化性由強到弱的順序是PbO2>KMnO4>H2O2。
15.(16分)某小組同學學習了氧化還原反應的知識后,欲探究H2O2的性質。
[預測]
(1)聚焦H2O2中的核心元素O,O元素的化合價為　　　　,預測H2O2既具有氧化性,也具有還原性,理由是　　　　。
[實驗和觀察]
(2)實驗①中,觀察到KMnO4溶液與H2O2發生了反應,紫紅色褪去同時有無色氣體產生,經分析知紫紅色轉變為無色Mn2+,該實驗證明H2O2具有　　　(填“氧化”或“還原”)性。高錳酸鉀發生了　　　　　　　(填“氧化反應”或“還原反應”),氧化產物為　　　　(填化學式)。
(3)實驗②,在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液變藍,是為了驗證H2O2的　　　　(填“氧化”或“還原”)性(已知:淀粉溶液遇I2會變藍)。
(4)實驗室常用MnO2催化H2O2分解制備氧氣,寫出其化學方程式,并用雙線橋標明電子轉移:
　　　　。
[結論]　以上實驗可得出的結論是:H2O2既具有氧化性,也具有還原性。
(5)該實驗也能說明H2O2、KMnO4和I2三者的氧化性由強到弱的順序為　　　　。
答案　(1)-1　H2O2中的O元素為-1價,為氧元素中間價態,既可降價也可升價,所以H2O2既具有氧化性,也具有還原性　(2)還原　還原反應　O2　(3)氧化
(4)
(5)KMnO4>H2O2>I2
解析　(2)酸性高錳酸鉀具有強氧化性,實驗①利用了酸性高錳酸鉀的氧化性,驗證H2O2的還原性,-1價的O被氧化生成氧氣,化合價升高,高錳酸鉀化合價下降,發生還原反應。(3)KI具有還原性,實驗②是為了驗證H2O2的氧化性,將碘離子氧化為碘單質,故在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液變藍。(5)氧化劑的氧化性大于氧化產物,由以上分析可知,氧化性由強到弱的順序為KMnO4>H2O2>I2。第3課時　氧化還原反應的規律及應用
[核心素養發展目標]　1.能根據價態規律預測物質的性質及產物。2.能利用氧化性、還原性的強弱判斷物質發生反應的先后及發生反應的可能性。3.能利用電子守恒規律進行簡單的計算。
一、價態規律及應用
1.高低規律
(1)內容:元素在物質中所處的價態,決定該元素的氧化性或還原性,一般來說,元素處于__________時,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素處于最低價態時,只有__________(如S2-、Br-等);元素處于__________時,既有氧化性又有還原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)應用:預測物質的__________和__________。
思考　預測微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和還原性,并簡單說明預測依據。
(1)Mg2+、H+只有__________性,預測依據__________。
(2)只有還原性的是__________,預測依據__________。
(3)既有氧化性又有還原性的是__________,預測依據__________。
2.歸中規律
(1)內容:同種元素不同價態之間發生氧化還原反應時,高價態+低價態__________,即“只靠攏,不交叉”“就近變價”。
(2)圖示表達如下:
(3)應用:同種元素的物質間發生氧化還原反應時,氧化產物、還原產物的判斷,電子轉移總數的計算。
3.歧化規律
(1)內容:氧化還原反應中,有元素化合價升高,必然有元素化合價__________。歧化反應時,某元素的中間價態__________態+低價態。
(2)應用:判斷反應物和產物中同種元素價態的高低,計算電子轉移的數目。
1.指出下列歸中反應中的氧化產物和還原產物,用雙線橋標出電子轉移的方向和數目。
(1)H2S+H2SO4(濃)S↓+SO2↑+2H2O
(2)KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O
2.已知氮元素有多種可變化合價,常見的有-3、+2、+3、+4、+5價等。某同學寫出以下三個化學方程式(未配平):
①NO+HNO3N2O3+H2O
②NH3+NOHNO2+H2O
③N2O4+H2OHNO3+HNO2
根據價態規律,判斷上述反應是否有可能實現,并說明判斷的理由。
二、先后規律及應用
1.同一氧化劑與多種還原劑混合時,__________的先被氧化。例如,已知還原性:I->Fe2+>Br-,當把氯氣通入FeBr2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化__________;把氯氣通入FeI2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化__________。
2.同一還原劑與多種氧化劑混合時,__________的先被還原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與__________反應,然后再依次與__________反應。
應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉,首先被置換出來的是 (　　)
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
2.已知還原性:>Br-,Cl2具有強氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,寫出依次反應的離子方程式:__________、 __________。
三、守恒規律及應用
1.守恒規律
氧化還原反應中,原子得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,即有關系式:
還原劑失電子的總數=氧化劑得電子的總數。
元素化合價降低的總數=元素化合價升高的總數。
應用:氧化還原反應方程式的配平,氧化還原反應的相關計算。
2.氧化還原反應計算的步驟
(1)找物質:找出反應過程中的氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。
(2)定得失:確定一個原子或離子得失電子的個數,變價元素的原子總數。
(3)列關系:根據氧化劑和還原劑得失電子總數守恒列出關系式。
例　已知X2能將S氧化,當溶液中X2與S數目之比為1∶3時,S恰好被氧化為S,X在還原產物中的化合價為 (　　)
A.+1價 B.+2價
C.+3價 D.+4價
分析
應用得失電子守恒解題的一般步驟
(1)“一找物質”:X2在反應中是__________,S是__________,S是__________。
(2)“二定得失”:假設X在還原產物中的化合價為+n價,則1個X2在反應中應得到__________個電子,一個S→S過程中,每個離子失去__________個電子,3個S被氧化共失去__________個電子。
(3)“三列關系”: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
根據上述分析列出得失電子守恒等式:__________,解得n=__________。
1.一定條件下,當溶液中X與H2O2個數比恰好為2∶5時,溶液中X被還原為較低價態,則X元素的化合價變為 (　　)
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
2.(2024·湖南株洲二中高一段考)在一定條件下,R2和Cl-可發生如下反應:R2+6Cl-+14H+2R3++3Cl2↑+7H2O,從而可知在R2中,R的化合價是 (　　)
A.+4價 B.+5價
C.+6價 D.+7價
1.(2023·江蘇無錫一中高一期中)下列微粒:
①Al3+　②Cl-　③N2　④S2-　⑤Cu
⑥H2O2　⑦Fe2+。既具有氧化性又具有還原性的是 (　　)
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
2.反應3NO2+H2O2HNO3+NO中,當有2個電子轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是 (　　)
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后,有金屬析出,過濾、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則濾液中一定存在 (　　)
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
4.(2024·河北邯鄲高一月考)查閱資料知:NaNO2易溶于水且溶解時吸熱,有咸味,遇酸易放出氣體,人誤食會中毒。請回答下列問題:
(1)已知NaNO2能發生如下反應:2NaNO2+4HI2NO↑+I2+2NaI+2H2O。上述反應中氧化劑是__________,氧化產物是__________;HI在反應中體現了什么性質:__________。
(2)根據上述反應鑒別NaNO2和NaCl,可選擇以下物質中的__________(填字母)進行實驗。
A.食用白醋 B.淀粉碘化鉀試紙
C.淀粉 D.白酒
(3)某廠廢液中含有3%~6%的NaNO2,直接排放會造成污染,下列試劑能使NaNO2轉化為不引起二次污染的N2的是__________(填字母)。
A.濃硫酸 B.NH4Cl
C.HNO3 D.KMnO4
答案精析
一、
1.(1)最高價態　還原性　中間價態　(2)氧化性　還原性
思考　(1)氧化　元素處于最高價態時只具有氧化性
(2)S2-、I-　二者分別是硫元素、碘元素的最低價態，只能失去電子表現還原性
(3)Fe2+、S　Fe2+既可以得電子降為0價，也可以失電子升高到+3價，S可以得電子降為-2價，也可失電子升高到+4價或+6價
2.(1)中間價態
3.(1)降低　高價
應用體驗
1.(1)S是氧化產物，SO2是還原產物
(2)Cl2既是氧化產物又是還原產物
2.①可能，反應物中的氮元素為+2價、+5價，生成物中為+3價，符合歸中反應規律。
②不可能，反應物中的氮元素為-3價、+2價，生成物中為+3價，N元素的化合價只升不降。
③可能，反應物中的氮元素為+4價，生成物中為+3價、+5價，符合歧化反應規律。
二、
1.還原性強　Fe2+　I-
2.氧化性強　Fe3+　Cu2+、H+
應用體驗
1.C
2.+Cl2S↓+2Cl-　2Br-+Cl2Br2+2Cl-
三、
2.例　(1)氧化劑　還原劑　氧化產物　(2)2(6-n)　2　6　(3)2×(6-n)=6　3
應用體驗
1.A
2.C　[根據反應前后電荷守恒，可知n=2，即R2中化合價代數和為-2，則R的化合價為+6價。]
隨堂演練　知識落實
1.B
2.B　[在反應3NO2+H2O2HNO3+NO中，NO2既做還原劑又做氧化劑，每3個NO2發生反應，有2個NO2失去電子被氧化為HNO3，有1個NO2得到電子被還原成NO，反應過程中轉移2個電子，則當有2個電子轉移時，被氧化的物質與被還原的物質的個數比是2∶1。]
3.A
4.(1)NaNO2　I2　還原性、酸性　(2)AB　(3)B(共68張PPT)
氧化還原反應的規律及應用
第3課時
第一章　第三節
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核心素養
發展目標
1.能根據價態規律預測物質的性質及產物。
2.能利用氧化性、還原性的強弱判斷物質發生反應的先后及發生反應的可能性。
3.能利用電子守恒規律進行簡單的計算。
內容索引
一、價態規律及應用
二、先后規律及應用
課時對點練
隨堂演練　知識落實
三、守恒規律及應用
價態規律及應用
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一
1.高低規律
(1)內容:元素在物質中所處的價態,決定該元素的氧化性或還原性,一般來說,元素處于 時,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素處于最低價態時,只有 (如S2-、Br-等);元素處于 時,既有氧化性又有還原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)應用:預測物質的 和 。
最高價態
一、價態規律及應用
還原性
中間價態
氧化性
還原性
思考　預測微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和還原性,并簡單說明預測依據。
(1)Mg2+、H+只有　　　性,預測依據　　　　 　 　　 　。
(2)只有還原性的是　　　　,預測依據______________________________
______________________________。
(3)既有氧化性又有還原性的是　　 　,預測依據___________________
____________________________________________________________________________。
氧化
元素處于最高價態時只具有氧化性
S2-、I-
二者分別是硫元素、碘元素的最
低價態,只能失去電子表現還原性
Fe2+、S
Fe2+既可以得電子降為0價,也可以失電子升高到+3價,S可以得電子降為-2價,也可失電子升高到+4價或+6價
2.歸中規律
(1)內容:同種元素不同價態之間發生氧化還原反應時,高價態+低價態―→
,即“只靠攏,不交叉”“就近變價”。
(2)圖示表達如下:
中間價態
(3)應用:同種元素的物質間發生氧化還原反應時,氧化產物、還原產物的判斷,電子轉移總數的計算。
3.歧化規律
(1)內容:氧化還原反應中,有元素化合價升高,必然有元素化合價 。歧化反應時,某元素的中間價態―→ 態+低價態。
(2)應用:判斷反應物和產物中同種元素價態的高低,計算電子轉移的數目。
降低
高價
1.指出下列歸中反應中的氧化產物和還原產物,用雙線橋標出電子轉移的方向和數目。
(1)H2S+H2SO4(濃)===S↓+SO2↑+2H2O
答案　S是氧化產物,SO2是還原產物
H2S中S元素為-2價,與產物中的單質S的0價接近,濃H2SO4中的S元素為+6價,與SO2中+4價接近。
(2)KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O
答案　Cl2既是氧化產物又是還原產物
KClO3中的Cl元素為+5價,與0價接近,因而不會轉化為KCl中的-1價。
2.已知氮元素有多種可變化合價,常見的有-3、+2、+3、+4、+5價等。某同學寫出以下三個化學方程式(未配平):
①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
根據價態規律,判斷上述反應是否有可能實現,并說明判斷的理由。
答案　①可能,反應物中的氮元素為+2價、+5價,生成物中為+3價,符合歸中反應規律。
②不可能,反應物中的氮元素為-3價、+2價,生成物中為+3價,N元素的化合價只升不降。
③可能,反應物中的氮元素為+4價,生成物中為+3價、+5價,符合歧化反應規律。
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二
先后規律及應用
1.同一氧化劑與多種還原劑混合時, 的先被氧化。例如,已知還原性:I->Fe2+>Br-,當把氯氣通入FeBr2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化
;把氯氣通入FeI2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化 。
2.同一還原劑與多種氧化劑混合時, 的先被還原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與 反應,然后再依次與 反應。
應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。
還原性強
二、先后規律及應用
Fe2+
氧化性強
Fe3+
Cu2+、H+
I-
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉,首先被置換出來的是
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2
√
陽離子的氧化性強弱順序為Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把鋅粉加入Cu(NO3)2、
Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,鋅先與AgNO3反應置換出Ag,然后與Cu(NO3)2反應置換出Cu,鋅粉不能與溶液中的Mg(NO3)2發生反應。
2.已知還原性:S2->Br-,Cl2具有強氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,寫出依次反應的離子方程式:　 　　　、____________
_________。
返回
S2- +Cl2===S↓+2Cl-
2Br-+Cl2===
Br2+2Cl-
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三
守恒規律及應用
1.守恒規律
氧化還原反應中,原子得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,即有關系式:
還原劑失電子的總數=氧化劑得電子的總數。
元素化合價降低的總數=元素化合價升高的總數。
應用:氧化還原反應方程式的配平,氧化還原反應的相關計算。
三、守恒規律及應用
2.氧化還原反應計算的步驟
(1)找物質:找出反應過程中的氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。
(2)定得失:確定一個原子或離子得失電子的個數,變價元素的原子總數。
(3)列關系:根據氧化劑和還原劑得失電子總數守恒列出關系式。
例　已知X2能將S氧化,當溶液中X2與S數目之比為1∶3時,S恰好被氧化為S,X在還原產物中的化合價為
A.+1價 B.+2價
C.+3價 D.+4價
分析
應用得失電子守恒解題的一般步驟
(1)“一找物質”:X2在反應中是 ,S是 ,S是
。
(2)“二定得失”:假設X在還原產物中的化合價為+n價,則1個X2在反應中應得到 個電子,一個S→S過程中,每個離子失去
個電子,3個S被氧化共失去 個電子。
氧化劑
還原劑
氧化產物
2(6-n)
2
6
(3)“三列關系”: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
根據上述分析列出得失電子守恒等式: ,解得n= 。
2×(6-n)=6
3
1.一定條件下,當溶液中X與H2O2個數比恰好為2∶5時,溶液中X被還原為較低價態,則X元素的化合價變為
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
√
H2O2恰好將X還原,反應中H2O2變成O2,O元素的化合價由-1價升高為0價,則X元素的化合價降低,設X元素在還原產物中的化合價為+x,由得失電子守恒可知,2×(7-x)=5×2×(1-0),解得x=2。
2.(2024·湖南株洲二中高一段考)在一定條件下,R2和Cl-可發生如下反應:R2+6Cl-+14H+===2R3++3Cl2↑+7H2O,從而可知在R2中,R的化合價是
A.+4價 B.+5價 C.+6價 D.+7價
根據反應前后電荷守恒,可知n=2,即R2中化合價代數和為-2,則R的化合價為+6價。
返回
√
隨堂演練　知識落實
1.(2023·江蘇無錫一中高一期中)下列微粒:
①Al3+　②Cl-　③N2　④S2-　⑤Cu　⑥H2O2　⑦Fe2+。既具有氧化性又具有還原性的是
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
√
1
2
3
4
當物質所含元素處于中間價態時,既具有氧化性又具有還原性;N2、Fe2+、H2O2中N、Fe、O元素均處于中間價態,既具有氧化性又具有還原性。Al3+只有氧化性,Cl-、S2-、Cu均只具有還原性。
1
2
3
4
2.反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,當有2個電子轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.3∶1
√
在反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,NO2既做還原劑又做氧化劑,每3個NO2發生反應,有2個NO2失去電子被氧化為HNO3,有1個NO2得到電子被還原成NO,反應過程中轉移2個電子,則當有2個電子轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是2∶1。
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后,有金屬析出,過濾、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則濾液中一定存在
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
1
2
3
4
√
在金屬活動性順序中,活動性:Fe>H>Cu>Ag,往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則說明濾渣中含有鐵,鐵能與硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀,能與硝酸銅反應生成硝酸亞鐵和銅,當有鐵剩余時,說明硝酸銅和硝酸銀全部參加反應,濾液中無硝酸銅和硝酸銀,只有生成的硝酸亞鐵。
4.(2024·河北邯鄲高一月考)查閱資料知:NaNO2易溶于水且溶解時吸熱,有咸味,遇酸易放出氣體,人誤食會中毒。請回答下列問題:
(1)已知NaNO2能發生如下反應:2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O。上述反應中氧化劑是　　　　　,氧化產物是　　　;HI在反應中體現了什么性質:　　 　　　。
1
2
3
4
NaNO2
題述反應中NaNO2中N元素化合價降低,NaNO2為氧化劑,HI中部分I元素化合價升高,得到氧化產物I2,部分I元素化合價不變生成NaI,故HI體現了還原性、酸性。
I2
還原性、酸性
1
2
3
4
(2)根據上述反應鑒別NaNO2和NaCl,可選擇以下物質中的　　　(填字母)進行實驗。
A.食用白醋 B.淀粉碘化鉀試紙
C.淀粉 D.白酒
AB
根據資料可知,酸性條件下NaNO2和I-反應生成碘單質,碘單質能使淀粉碘化鉀試紙變藍色,而氯化鈉不和碘離子反應,故選AB。
1
2
3
4
(3)某廠廢液中含有3%~6%的NaNO2,直接排放會造成污染,下列試劑能使NaNO2轉化為不引起二次污染的N2的是　　　(填字母)。
A.濃硫酸 B.NH4Cl
C.HNO3 D.KMnO4
B
NaNO2轉化為N2,氮元素化合價降低,需要加入還原劑,銨根離子具有還原性,能與NaNO2發生歸中反應生成N2,故選B。
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課時對點練
題組一　價態規律及應用
1.下列物質中,按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Al3+處于最高價,只有氧化性,K的化合價只能升高,只有還原性,Fe2+化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,A正確;
Cl-處于最低價,只有還原性,B錯誤;
NO2中氮元素化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,Na+化合價只能降低,只有氧化性,C錯誤;
SO2既有氧化性又有還原性,Fe化合價只能升高,只有還原性,D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
2.(2024·武漢高一聯考)大蘇打(Na2S2O3)在照相、電影、紡織、化纖、造紙、皮革、農藥等方面均有重要作用。現欲制備大蘇打,從氧化還原角度分析,下列所選用的制備試劑組合合理的是
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO3
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
Na2S2O3中硫元素化合價為+2價。Na2S+S若生成Na2S2O3,只有化合價上升,A錯誤;
Na2SO3+Na2SO4若生成Na2S2O3,只有化合價下降,C錯誤;
SO2+Na2SO3二者化合價相同,不能發生氧化還原反應,D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
3.(2024·揚州高一期末)淀粉 KI試紙檢驗KIO3的原理為KIO3+5KI+3H2SO4
===3K2SO4+3I2+3H2O。下列說法正確的是
A.KIO3中碘元素的化合價為+5
B.KI是氧化劑
C.KIO3發生氧化反應
D.每生成3個I2,轉移10個電子
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
反應中KIO3中碘元素的化合價由+5價降低為0價,發生還原反應,做氧化劑,KI中碘元素化合價由-1價升高到0價,發生氧化反應,做還原劑,A正確,B、C錯誤;
1個KIO3得5個電子,故每生成3個I2,轉移5個電子,D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
題組二　先后規律及應用
4.多種氧化劑和還原劑相遇時,存在“爭先恐后,強者優先”的現象。請預測,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入適量Zn粉,首先置換出來的是
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能確定
√
氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最強的H+發生置換反應,然后再與Fe2+>發生置換反應。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
5.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入鐵粉,下列說法不正確的是
A.若有鐵粉剩余,則不溶物中有鐵和銅單質
B.若有鐵粉剩余,則反應后的溶質為FeSO4
C.若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,則溶液中一定沒有Fe3+
D.若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,則溶液中一定沒有Fe3+
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
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在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入鐵粉的過程中,鐵先與Fe2(SO4)3反應生成FeSO4,再與CuSO4反應生成FeSO4和Cu,據此分析。若有鐵粉剩余,則鐵過量,反應后生成FeSO4和Cu,不溶物中有過量的鐵和生成的銅單質,A、B正確;
因氧化性:Fe3+>Cu2+,若鐵粉無剩余,必先還原Fe3+,則溶液中無Cu2+時一定也沒有Fe3+,C正確;
若鐵粉無剩余,只是加入少量鐵粉,則可能只與部分Fe3+反應,則溶液中還有Cu2+、Fe3+,D不正確。
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題組三　守恒規律及應用
6.(2023·四川萬源中學校考)已知方程式:M2+3S2-+14H+===2M3++3S↓
+7H2O,則M2中x的值
A.2　　　　B.3　　　　　C.4　　　　　D.6
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根據電荷守恒:-x+(-6)+14=2×3,解得x=2。也可以根據得失電子守恒計算,由信息可知,S元素的化合價由-2價升高為0價,M元素的化合價降低為+3價,設M2中M的化合價是a,由得失電子守恒可知,1×2×(a-3)=
3×[0-(-2)],解得a=+6,則M2中x=2。
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7.(2024·遼寧鳳城一中月考)含有氧化劑的溶液與亞硫酸鈉(Na2SO3)溶液恰好反應完全,已知Na2SO3被氧化為Na2SO4,已知、Na2SO3的個數比為2∶1,則還原產物中X元素的價態是
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
√
Na2SO3被氧化為Na2SO4,化合價升高2價;設X元素被還原后的價態為n,則X元素的化合價降低總數為(5-n),且與Na2SO3的個數比為2∶1,由化合價升高總數等于降低總數可得2×1=(5-n)×2,解得n=+4,故選D。
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8.(2023·遼寧錦州高一統考)水熱法制備納米顆粒Y(化合物)的反應為3Fe2++2S2+O2+aOH-===Y+S4+2H2O。下列說法錯誤的是
A.S2是還原劑
B.Y的化學式為Fe3O4
C.a=4
D.有1個O2參與反應時,轉移2個電子
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S2中S元素的化合價為+2價,S4中S元素的化合價為+價,S元素的化合價升高失去電子,S2是還原劑,A正確;
根據質量守恒可知,Y為化合物,反應前后的原子個數相等,則Y為Fe3O4,B正確;
根據電荷守恒可知,a=4,C正確;
該反應中化合價降低的元素只有氧元素,每有1個O2參加反應,轉移4個電子,D錯誤。
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9.一定條件下硝酸銨受熱分解的化學方程式為5NH4NO3 2HNO3+
4N2↑+9H2O,在反應中被氧化與被還原的氮原子數之比為
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
√
設被氧化的氮原子數為x,被還原的氮原子數為y,根據得失電子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得=。
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10.已知反應6HCl(濃)+KClO3===3Cl2↑+KCl+3H2O,下列說法不正確的是
A.KClO3是氧化劑
B.被氧化與被還原的氯原子的個數比為5∶1
C.鹽酸表現還原性和酸性
D.用雙線橋表示該反應的電子轉移為
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A對,由反應可知,KClO3中Cl元素由+5價降低到0價,則KClO3是氧化劑;
B對,由反應可知,被氧化與被還原的氯原子的個數比為5∶1;
C對,該反應中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成鹽KCl,則鹽酸表現還原性和酸性;
D錯,由于該反應為同一元素不同價態的歸中反應,據歸中反應規律,價
態只靠近不交叉,所以雙線橋應為
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11.(2024·山東臨淄中學高一月考)N2O既是醫學上的一種麻醉劑,又是一種常見的溫室氣體。制取N2O的方法有很多,例如:
①NH4NO3===N2O↑+2H2O　②K2SO3+2NO===K2SO4+N2O　③2NH3+2O2===
N2O+3H2O　④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O
下列說法不正確的是
A.反應①中NH4NO3既是氧化劑又是還原劑
B.反應②中K2SO3是還原劑,N2O是還原產物
C.反應③中每生成1個N2O,轉移8個電子
D.反應④中NaNO3是還原劑,N2O既是氧化產物又是還原產物
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反應①中,NH4NO3中N元素的化合價既升高又降低,則硝酸銨既是氧化劑又是還原劑,A正確;
反應②中,N元素的化合價降低,S元素的化合價升高,所以K2SO3是還原劑,NO是氧化劑,N2O是還原產物,B正確;
反應③中,N元素的化合價由-3價升高到+1價,則每生成1個N2O,轉移1×2×(3+1)=8個電子,C正確;
反應④中,NaNO3中N元素的化合價降低,NaNO3是氧化劑,(NH4)2SO4中N元素的化合價升高,生成的N2O既是氧化產物又是還原產物,D錯誤。
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12.在室溫下,發生下列幾種反應:
①16H++10Z-+2X===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
根據上述反應,判斷下列結論錯誤的是
A.還原性強弱順序為A2+>B->Z->X2+
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,應加入B2
C.X2+是X的還原產物,B2是B-的氧化產物
D.在溶液中不可能發生反應:8H++5A2++X===X2++5A3++4H2O
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在反應①中,X為氧化劑,X2+是還原產物,Z-是還原劑,Z2是氧化產物,還原性:Z->X2+;在反應②中,B2是氧化劑,B-是還原產物,A2+是還原劑,A3+是氧化產物,還原性:A2+>B-;在反應③中,Z2是氧化劑,Z-是還原產物,B-是還原劑,B2是氧化產物,還原性:B->Z-,則物質的還原性:A2+>B->Z->X2+,A正確;
氧化性:X>Z2>B2>A3+,要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,應加入B2,B正確;
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X2+是X得到電子發生還原反應產生的還原產物,B2是B-失去電子被氧化產生的氧化產物,C正確;
由于氧化性:X>Z2>B2>A3+,根據氧化性:氧化劑>氧化產物,可知在溶液中可能會發生反應:8H++5A2++X===X2++5A3++4H2O,D錯誤。
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13.(2024·鄭州高一期末)亞硝酸鈉(NaNO2)為白色粉末,易溶于水,味微咸,有毒,廣泛應用于工業建筑領域,允許限量做食品添加劑,用于防腐和肉制品增色。某化學小組對亞硝酸鈉的性質和用途進行了如下探究。
(1)NaNO2中N元素的化合價為　　　,據此推斷NaNO2　　　(填字母)。
a.只有氧化性 b.只有還原性
c.既有氧化性又有還原性
+3
c
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(2)資料表明:誤食NaNO2后,血紅蛋白中的二價鐵轉變成三價鐵,失去攜氧功能,因此造成人體缺氧中毒;三價鐵遇到KSCN溶液使溶液顯紅色,而二價鐵不顯紅色。
①預測性質:上述過程中NaNO2做　　 　(填“氧化劑”或“還原劑”)。
氧化劑
誤食NaNO2后,血紅蛋白中的Fe2+轉變成Fe3+,化合價升高,說明上述過程中NaNO2做氧化劑。
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②實驗和結論:取NaNO2固體配成溶液,取少量溶液于試管中,滴入_______
________________(填“FeSO4溶液和KSCN溶液”或“酸性KMnO4溶液”),觀察到的實驗現象為　 　　　　,據此得出預測結論。
FeSO4
溶液和KSCN溶液
溶液變紅色
取少量NaNO2溶液于試管中,滴入FeSO4溶液和KSCN溶液,振蕩,溶液變紅色,證明NaNO2做氧化劑。
14.根據下表信息,解答有關問題。
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氯氣(Cl2) KMnO4 PbO2
有刺激性氣味,呈黃綠色,有毒氣體 易溶于水,溶液呈紫紅色,可用于殺菌消毒 Pb的最高化合價為+4,其穩定化合價為+2,難溶于水,灰色固體
(1)上表所列物質通常做氧化劑的是　 　　　。
KMnO4、PbO2、氯氣(Cl2)
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(2)取一定量的酸性KMnO4溶液進行下列實驗,有關現象記錄如下:
a.取適量濃鹽酸于一支試管中,向其中加入少量KMnO4溶液,劇烈反應,產生黃綠色有刺激性氣味的氣體,溶液紫紅色褪去。
b.取適量KMnO4溶液于另一支試管中,向其中滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生;
再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色。
①在配制酸性KMnO4溶液時,能否用鹽酸 _____,原因是_______________
　　　 　。
不能
KMnO4的氧化性
比氯氣的強,可將鹽酸氧化為氯氣
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②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由強到弱的順序為__________________。
PbO2>KMnO4>H2O2
滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生,說明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色,說明Mn2+能與PbO2反應生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>
KMnO4,綜上得出氧化性由強到弱的順序是PbO2>KMnO4>H2O2。
(3)根據上述反應能否比較Cl2與H2O2的氧化性強弱 　　　　(填“能”或“不能”)。
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不能
15.某小組同學學習了氧化還原反應的知識后,欲探究H2O2的性質。
[預測]
(1)聚焦H2O2中的核心元素O,O元素的化合價為　　　,預測H2O2既具有氧化性,也具有還原性,理由是_______________________________________
__________________________________________________。
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-1
H2O2中的O元素為-1價,為氧元素中間價態,既可降價也可升價,所以H2O2既具有氧化性,也具有還原性
[實驗和觀察]
(2)實驗①中,觀察到KMnO4溶液與H2O2發生了反應,紫紅色褪去同時有無色氣體產生,經分析知紫紅色轉變為無色Mn2+,該實驗證明H2O2具有______(填“氧化”或“還原”)性。高錳酸鉀發生了　 　　(填“氧化反應”或“還原反應”),氧化產物為 　　(填化學式)。
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還原
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酸性高錳酸鉀具有強氧化性,實驗①利用了酸性高錳酸鉀的氧化性,驗證H2O2的還原性,-1價的O被氧化生成氧氣,化合價升高,高錳酸鉀化合價下降,發生還原反應。
(3)實驗②,在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液變藍,是為了驗證H2O2的　 　(填“氧化”或“還原”)性(已知:淀粉溶液遇I2會變藍)。
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KI具有還原性,實驗②是為了驗證H2O2的氧化性,將碘離子氧化為碘單質,故在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液變藍。
氧化
(4)實驗室常用MnO2催化H2O2分解制備氧氣,寫出其化學方程式,并用雙線
橋標明電子轉移:_____________________。
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[結論]　以上實驗可得出的結論是:H2O2既具有氧化性,也具有還原性。
(5)該實驗也能說明H2O2、KMnO4和I2三者的氧化性由強到弱的順序為　 　　　。
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氧化劑的氧化性大于氧化產物,由以上分析可知,氧化性由強到弱的順序為KMnO4>H2O2>I2。
KMnO4>H2O2>I2
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