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高中化學同步講義(人教版必修第一冊)1.3.1氧化還原反應(概念及電子轉移表示)(學生版+解析)

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高中化學同步講義(人教版必修第一冊)1.3.1氧化還原反應(概念及電子轉移表示)(學生版+解析)

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第一章 物質及其變化
第三節 氯化還原反應
第07課 氯化還原反應(概念及電子轉移表示)
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養
1.認識有化合價變化的反應是氯化還原反應,知道氯化反應、還原反應,氯化劑及還原劑的概念。 2.能從電子得失或電子對偏移的角度理解氯化還原反應的本質,學會用雙線橋及單線橋表示電子轉移的方向和數目。 3.能利用氯化還原反應概念對常見的反應進行分類和分析說明。 重點: 1、氯化還原反應的實質。 2、氯化還原反應中電子轉移情況的表示方法。 3、氯化劑、還原劑、氯化反應、氯化性,還原反應、還原性的認識。 難點:用化合價升降和電子轉移的觀點理解氯化還原反應關系。
知識點一 少角度認識氯化還原反應
【思考與討論】p20參考答案:
(1)
物質 反應物 發生的反應(氯化反應或還原反應)
得氯物質 C、CO 氯化反應
失氯物質 CuO、Fe2O3 還原反應
(2)2+2+2 23+32+32
由上述反應前后元素的化合價比較可知,兩個反應均存在元素化合價變化。
(3)氯化反應:→O2、O→O2,碳元素化合價升高;還原反應:O→、 2O3→,銅元素、鐵元素化合價均降低。
1.從得失氯的角度
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物質 反應物 發生的反應(氯化反應或還原反應)
得到氯的物質 CO 氯化反應
失去氯的物質 Fe2O3 還原反應
結論:一種物質得到氯發生氯化反應,必然有一種物質失去氯發生還原反應,氯化反應和還原反應是在一個反應中同時發生的,稱為氯化還原反應。
2.從元素化合價升降的角度
①對于有氯元素參加的反應:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
鐵元素化合價降低,發生還原反應;碳元素化合價升高,發生氯化反應。
②于無氯元素參加的反應:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
銅元素化合價降低,發生還原反應;鐵元素化合價升高,發生氯化反應。
結論:反應前后有元素的化合價發生變化是氯化還原反應的重要特征。
3.從電子轉移的角度
實驗 NaCl形成示意圖 分析
鈉與氯氣反應 鈉原子的最外電子層上有1個電子,鈉原子失去1個電子,帶1個單位正電荷,成為鈉離子(Na+);氯原子的最外電子層上有7個電子,氯原子得到1個電子,帶1個單位負電荷,成為氯離子(Cl-);這樣雙方最外電子層都達到了8個電子的穩定結構
反應中鈉元素的化合價從0價升高到+1價,Na失電子被氯化,Na發生了氯化反應;反應中氯元素的化合價從0價降低到-1價,Cl2得電子被還原,Cl2發生了還原反應
在這個反應中,發生了電子的得失
反應過程中 相應變化關系圖
實驗 OCl形成示意圖 分析
氫氣與氯氣反應 氫原子、氯原子都不能把對方的電子奪取過來,而是雙方各以最外層的1個電子組成一個共用電子對,這個電子對受到兩個原子核的共同吸引
由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子的稍強一些,所以,共用電子對偏向于氯原子而偏離于氫原子。因此,氫元素的化合價從0價升高到+1價,O2被氯化;氯元素的化合價從0價降低到-1價,C12被還原
在這個反應中,發生了共用電子對的偏移,O2發生了氯化反應,C12發生了還原反應
反應過程中 相應變化關系圖
(1)在有些氯化還原反應中,物質所含元素的原子失去電子,該物質發生氯化反應;物質所含元素的原子得到電子,該物質發生還原反應。
(2)在有些氯化還原反應中,元素的原子間有共用電子對的偏移(偏離和偏向)。共用電子對偏離的物質發生氯化反應,共用電子對偏向的物質發生還原反應。
(3)結論:①有電子轉移(電子得失或共用電子對偏移)的反應是氯化還原反應。
②元素的原子失去電子(或電子對偏離),則元素的化合價升高,物質被氯化,發生氯化反應;元素的原子得到電子(或電子對偏向),則元素的化合價降低,物質被還原,發生還原反應。
③氯化還原反應的本質是電子轉移。
4.基本概念
1)含“氯”概念
(1)氯化劑:得到電子,化合價降低的反應物
(2)氯化反應:化合價升高的反應
(3)氯化產物:化合價升高得到的生成物
(4)被氯化:化合價升高的過程
(5)氯化性:化合價降低過程表現的性質
2)含“還”概念
(1)還原劑:失去電子,化合價升高的反應物
(2)還原反應:化合價降低的反應
(3)還原產物:化合價降低得到的生成物
(4)被還原:化合價降低的過程
(5)還原性:化合價升高過程表現的性質
3)特別提醒
(1)氯化反應和還原反應存在于在同一個反應中,它們同時發生、同時存在,是相互對立統一的。
(2)氯化劑和還原劑可以是不同的物質,也可以是同種物質
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氯化劑是KMnO4,還原劑是KMnO4
②2F2+2O2OO2+4OF,氯化劑是F2,還原劑是O2O
(3)氯化產物和還原產物可以是不同的物質,也可以是同種物質
①3S+6NaOONa2SO3+2Na2S+3O2O,氯化產物是Na2SO3,還原產物是Na2S
②NO+NO2+2NaOO2NaNO2+O2O,氯化產物是NaNO2,還原產物是NaNO2
(4)被氯化的元素和被還原的元素可以是不同的元素,也可以是同種元素
①4OCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2O2O,被氯化的元素是Cl,被還原的元素是Mn
②2O2S+SO22O2O+3S,被氯化的元素是S,被還原的元素是S
(5)可能有少種元素同時被氯化或被還原
①3Cu2S+22ONO36Cu(NO3)2+10NO↑+3O2SO4+8O2O,被氯化的元素是Cu和S,被還原的元素是N
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氯化的元素是C,被還原的元素是N和S
(6)方程式中的系數與實際參加反應的氯化劑或還原劑的量不一定一致
①C+2O2SO4CO2↑+2SO2↑+2O2O,n(氯化劑)∶n(還原劑)=2∶1
②Cu+2O2SO4CuSO4+SO2↑+2O2O,n(氯化劑)∶n(還原劑)=1∶1
5.物質的氯化性和還原性
1)化合價和氯化性、還原性的關系
(1)相互關系
①金屬單質只有還原性
②非金屬單質既有氯化性又有還原性,F2除外
③從理論上講任何一種化合物既有氯化性又有還原性
(2)常見元素的最高價態和最低價態
元素 Cl S N C O
最高價 +7 +6 +5 +4 +1
最低價 -1 -2 -3 -4 -1
2)氯化還原反應中酸或堿的作用
(1)氯化性:所含元素的化合價降低
(2)還原性:所含元素的化合價升高
(3)酸或堿性:所含元素的化合價不變,有相應的鹽生成
(4)具體反應分析
①Zn+2OClZnCl2+O2↑,鹽酸表現酸性和氯化性
②CuO+2OClCuCl2+O2O,鹽酸表現酸性
③MnO2+4OCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2O2O,鹽酸表現酸性和還原性
④2OClO2↑+Cl2↑,鹽酸表現氯化性和還原性
⑤3Cl2+8NO3N2+6NO4Cl,NO3表現堿性和還原性
⑥Cu2O+6ONO3(濃)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3O2O,硝酸表現酸性和氯化性
3)氯化還原反應中水的作用
(1)氯化性:有O2產生
(2)還原性:有O2產生
(3)氯化性和還原性:同時有O2和O2產生
(4)具體反應分析
①2F2+2O2O4OF+O2,水表現還原性
②3Fe+4O2OFe3O4+4O2,水表現氯化性
③2Na+2O2O2NaOO+O2↑,水表現氯化性
④2O2OO2↑+2O2↑,水表現還原性和氯化性
⑤2Na2O2+2O2O4NaOO+O2↑,水既不表現氯化性又不表現還原性
⑥Cl2+O2OOCl+OClO,水既不表現氯化性又不表現還原性
⑦3NO2+O2O2ONO3+NO,水既不表現氯化性又不表現還原性
6.氯化還原反應的相關概念之間的關系
可概括為“氯、氯、得、降、還、還、還”。
知識點二 電子轉移的表示方法
請分別用單線橋法和雙線橋法表示Cu與稀硝酸反應中電子轉移的方向和數目:
1.雙線橋法:
①標變價 ②畫箭頭(反應物指向生成物) ③算數目 ④說變化。如銅和稀硝酸反應:
【特別提醒】a.箭頭指向反應前后有元素化合價變化的同種元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭頭的方向不代表電子轉移的方向,僅表示電子轉移前后的變化。
c.失去電子的總數等于得到電子的總數。
2.單線橋法:
①標變價 ②畫箭頭(由失電子原子指向得電子原子) ③算數目(線橋上只標電子轉移的總數目,不標“得”“失”字樣),如銅和稀硝酸反應:
【特別提醒】a.箭頭從失電子元素的原子指向得電子元素的原子。
b.不標“得到”或“失去”,只標明電子轉移的總數。
c.線橋只出現在反應物中。
【名師總結】分析電子轉移數目的關鍵——標出元素化合價
(1)基本方法:先標出熟悉元素的化合價,再根據化合物中正負化合價的代數和為零的原則求解其他元素的化合價。
(2)熟記常見元素的化合價:一價氫、鉀、鈉、氟、氯、溴、碘、銀;二價氯、鈣、鋇、鎂、鋅;三鋁、四硅、五價磷;說變價也不難,二三鐵、二四碳、二四六硫都齊全;銅汞二價最常見。
(3)明確一些特殊物質中元素的化合價:
CuFeS2:、、;K2FeO4:;Li2NO、LiNO2、AlN:;Na2S2O3:;
MO:;C2O:;OCN:、;CuO:、;FeO:;Si3N4:、。
知識點三 氯化還原反應與四種基本類型反應間的關系
【特別提醒】(1)有單質參與的化合反應是氯化還原反應。
(2)有單質生成的分解反應是氯化還原反應。
(3)有單質參加或生成的化學反應,不一定是氯化還原反應,如3O22O3。
(4)所有的置換反應都是氧化還原反應。
(5)所有的復分解反應都不是氧化還原反應。
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)有單質參與和生成的反應一定是氧化還原反應。(×)
(2)ICl與水反應生成HCl和HIO的反應屬于氧化還原反應。(×)
(3)反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中氧化劑與還原劑的質量比為2∶1。(×)
(4)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均為水作還原劑的氧化還原反應。(×)
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)×
2.判斷下列化學方程式是否氧化還原反應。
四大基本反應類型 化學方程式 是否氧化還原反應
化合反應 4Na+O2=2Na2O
SO2+H2O=H2SO3
分解反應 2H2O2H2↑+O2↑
CaCOCaO+CO2↑
置換反應 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
復分解反應 NaOH+HCl=NaCl+H2O
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
【答案】√、× √、× √、√ ×、×
問題一 氧化還原反應的基本概念
【典例1】和在生產、生活和科學研究中有著廣泛的應用。葡萄酒中添加適量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工業上常用接觸法制備硫酸,過程如下:將硫黃或其他含硫礦物在沸騰爐中與氧氣反應生成;在催化作用下與空氣中的在接觸室中發生可逆反應:;生成的在吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收。對于反應,下列說法正確的是
A.鐵元素的化合價升高 B.是氧化劑
C.是還原劑 D.失去電子
【答案】A
【解析】A.中+2價鐵變為+3價,則鐵元素的化合價升高,故A正確;B.中+2價鐵變為+3價,S化合價升高變為+4價,失去子,是還原劑,故B錯誤;C.化合價降低,是氧化劑,故C錯誤;D.化合價降低,得到電子,故D錯誤。綜上所述,答案為A。
【解題必備】一、氧化還原反應
1.從化合價的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應概念 凡是有元素化合價升降的化學反應稱之為氧化還原反應
氧化還原反應特征 元素的化合價在反應前后發生了變化
氧化反應和還原反應 氧化反應 物質所含元素化合價升高的反應叫做氧化反應
還原反應 物質所含元素化合價降低的反應叫做還原反應
氧化產物和和還原產物 氧化產物 還原劑發生氧化反應得到的產物(即化合價升高的生成物)
還原產物 氧化劑發生還原反應得到的產物(即化合價降低的生成物
①在氧化還原反應中,并不是所有元素的化合價都發生改變。
②化合價升降可以發生在不同元素間,也可以發生在同種元素間,如2H222H2+2↑。
2.從電子轉移的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應本質 發生了電子的轉移(電子得失、電子對的偏移)
氧化和還原反應 氧化反應 物質失電子的反應
還原反應 物質得電子的反應
氧化劑和還原劑 氧化劑 得到電子(或電子對偏向)的反應物,具有氧化性
還原劑 失去電子(或電子對偏離)的反應物,具有還原性
氧化性和還原性 氧化性 物質得到電子的性質
還原性 物質失去電子的性質
3.解決氧化還原反應概念的一般思路
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。
【變式1-1】下列有關氧化還原反應的敘述不正確的是
A.在氧化還原反應中肯定有一種元素被氧化,另一種元素被還原
B.在氧化還原反應中,失去電子的物質中一定有元素化合價升高
C.氧化還原反應的本質是電子的轉移
D.在氧化還原反應中不一定所有元素的化合價都發生變化
【答案】A
【解析】A項,在氧化還原反應中,也存在同一種元素既可被氧化,又可被還原,如2H2O2=2H2O+O2↑中,過氧化氫即表現氧化性,也表現還原性,錯誤;B項,在氧化還原反應中,失去電子元素化合價升高,發生氧化反應,正確;C項,氧化還原反應過程中有電子的得失或共用電子對的偏移,因此本質是電子的轉移,正確;D項,在氧化還原反應中一定有元素的化合價發生變化,但不一定是所有元素的化合價都發生變化,正確,答案選A。
【變式1-2】單質鈦(Ti)的機械強度高,抗蝕能力強。用TiO2制金屬鈦時,發生的主要化學反應有①TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。下列敘述不正確的是
A.反應①中碳是還原劑 B.反應①中TiO2是氧化劑
C.反應②可說明金屬鎂還原性比金屬鈦強 D.反應②是置換反應
【答案】 B
【解析】A.反應①中碳元素化合價由0變成+2價,化合價升高被氧化,C是還原劑,A項正確;B.反應①中不是氧化劑,B項錯誤;C.反應②中,鎂是還原劑,鈦是還原產物,還原劑的還原性強于還原產物,則可以說明金屬鎂還原性比金屬鈦強,C項正確;D.置換反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物,反應②是置換反應,D項正確;答案選B。
問題二 氧化還原反應的分析方法
【典例2】下列表示電子轉移方向的數目均正確的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】計算、對比方程式中變價元素化合價的升降,結合在氧化還原反應中,若元素的化合價升高,則失去電子,發生氧化反應(被氧化);若元素的化合價降低,則得到電子,發生還原反應(被還原)。得失電子的數目=化合價的變化值×化合物中變價元素原子個數×該化合物的化學計量數。
【解析】A.C元素由0價變為+2價,化合價升高失去電子,Fe元素化合價由+3價降為0價,得到電子,選項A錯誤;B.鋅元素化合價由0價升高為+2價,化合價升高,失去2e-,氫元素化合價由+1價降為0價,化合價降低,得到2e-,正確標出了雙線橋中得失電子及方向,選項B正確;C.P元素化合價由0價升高為+5價,失去電子被氧化,O元素由0價降為-2價,化合價降低,被還原,選項C錯誤;D.Mn元素化合價由+4價降為+2價,化合價降低,得到電子,Cl元素化合價由-1價升高為0價,失去電子,選項D錯誤;答案選B。
【解題必備】1.雙線橋法:表示反應前后同一元素由反應物轉化為生成物時電子轉移的情況——表示誰變誰。
(1)畫法——三步驟
(2)通式:
【易錯提醒】①箭頭必須由反應物指向生成物中的同種元素。
②在“橋”上標明電子“得到”與“失去”,且得到與失去的電子總數必須相等。
③采用“a×be-”形式表示得失電子數,a為得失電子的原子總數,b為每個原子得失電子數,當a或b是“1”時省略“1”。
2.單線橋法:表示反應過程中不同元素原子間的電子轉移情況——表示誰給誰。
(1)畫法——三步驟
(2)通式:
【易錯提醒】①單線橋從還原劑中失電子的元素指向氧化劑中得電子的元素,表示氧化劑和還原劑中變價元素原子間電子的轉移情況。
②箭頭已標明電子轉移的方向,因此不需再標明“得”或“失”,只標明電子轉移數目。
2.轉移電子數的計算思路
明確元素的變價―→找出所有氧化劑或還原劑的物質的量所有氧化劑或還原劑得或失的電子數―→確定轉移電子數。[n(e-)=n(氧化劑)或n(還原劑)×N(變價原子數)×ΔN(化合價變化數)]
【變式2-1】下列化學反應中電子轉移方向、數目表示正確的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.氯氣中氯元素的化合價由0價升高到+1價,降低到-1價,轉移電子數目e-,故A錯誤;B.鹽酸中氯元素的化合價由-1價升高到0價,氯酸鉀中氯元素由+5價降低到0價,氧化產物與還原產物均為,且轉移電子數目為5,故B錯誤;C.用單線橋表示電子轉移時不標“得失”,故C錯誤;D.銅由0價升高到+2價,轉移2e-,且銅原子把電子轉移給硝酸中氮原子,表示方法和電子轉移數目均正確,故D正確;故答案為D。
【變式2-2】下列用單、雙線橋表示電子轉移的方向和數目不正確的是
A.2NaCl B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.鈉和氯氣反應,鈉失去電子,氯氣得到電子,單線橋為:2NaCl,A正確;B.該反應中銅由+2價降低到0價,碳由0價升高+4價,雙線橋為:,B正確;C.該反應中氯由+5價降低到-1價,氧由-2價升高到0價,雙線橋為:,C正確;D.該反應中二氧化碳中碳由+4價降到+2價,單質碳由0價升高到+2價,雙線橋為:,D錯誤;故選D。
問題三 氧化還原反應的判斷及與基本反應類型關系
【典例3】下列敘述不涉及氧化還原反應的是
A.用飽和溶液制備膠體 B.充有氫氣的氣球遇明火爆炸
C.食品變質腐敗 D.用次氯酸鈉溶液對環境進行消毒
【答案】A
【解析】A.制取紅褐色膠體應該向煮沸的蒸餾水中滴加飽和氯化鐵溶液至溶液變紅褐色;;沒有元素化合價改變,不涉及氧化還原反應,故A符合題意;B.氫氣遇明火爆炸是和氧氣生成水,涉及氧化還原反應,故B不符合題意;C.食品變質腐敗是一個緩慢氧化過程,涉及氧化還原反應,故C不符合題意;D.次氯酸鈉具有強氧化能殺菌,涉及氧化還原反應,故D不符合題意;故選A。
【解題必備】一、氧化還原反應
1.從化合價的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應概念 凡是有元素化合價升降的化學反應稱之為氧化還原反應
氧化還原反應特征 元素的化合價在反應前后發生了變化
氧化反應和還原反應 氧化反應 物質所含元素化合價升高的反應叫做氧化反應
還原反應 物質所含元素化合價降低的反應叫做還原反應
①在氧化還原反應中,并不是所有元素的化合價都發生改變。
②化合價升降可以發生在不同元素間,也可以發生在同種元素間,如2H222H2+2↑。
2.從電子轉移的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應本質 發生了電子的轉移(電子得失、電子對的偏移)
氧化和還原反應 氧化反應 物質失電子的反應
還原反應 物質得電子的反應
二、氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
【易錯提醒】有單質參加或生成的反應不一定是氧化還原反應,如:C(石墨)C(金剛石),無化合價變化,不屬于氧化還原反應。
【變式3-1】下列反應不屬于四種基本反應類型,但屬于氧化還原反應的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2H2O22H2O+O2↑
【答案】C
【解析】A項,該反應為置換反應,屬于四種基本反應類型,錯誤;B項,該反應為復分解反應,屬于四種基本反應類型,錯誤;C項,不反應不屬于四種基本反應類型,且存在Fe、C元素化合價變化,屬于氧化還原反應,正確;D項,該反應為分解反應,屬于四種基本反應類型,錯誤,答案選C。
【變式3-2】氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如圖所示。下列化學反應中屬于陰影部分的是
A.4NH3+5O2=4NO+6H2O B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
C.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ D.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
【答案】A
【解析】由圖中陰影位置可知,陰影部分屬于氧化還原反應,但不是置換反應、化合反應、也不是分解反應。A項,4NH3+5O2=4NO+6H2O反應中N、O元素的化合價發生變化,為氧化還原反應,生成物中沒有單質,不屬于置換反應,反應物有2種,不屬于分解反應,生成物有2種,不屬于化合反應,符合題意;B項,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3反應中Fe、O元素的化合價發生變化,為氧化還原反應,但該反應為化合反應,不符合題意;C項,2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑反應中沒有元素的化合價發生變化,不屬于氧化還原反應,不符合題意;D項,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2反應中Cl、Br元素的化合價發生變化,為氧化還原反應,但該反應屬于置換反應,不符合題意,答案選A。
1.下列關于化學反應類型的描述正確的是
A.化合反應一定不是氧化還原反應 B.分解反應一定不是氧化還原反應
C.置換反應一定是氧化還原反應 D.復分解反應一定是氧化還原反應
【答案】C
【解析】A.由單質參與的化合反應,化合價會發生改變,該類化合反應是氧化還原反應,故A項錯誤;B.由單質生成的分解反應,化合價會發生改變,該類分解反應是氧化還原反應,故B項錯誤;C.置換反應中一定存在元素的化合價變化,則一定為氧化還原反應,故C項正確;D.復分解反應中一定沒有元素的化合價變化,則不屬于氧化還原反應,故D項錯誤;故本題選C。
2.下列表示氧化還原反應中電子轉移的方向和數目正確的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.CuO與C反應,銅得電子,C失電子,則電子轉移的方向和數目為,選項A錯誤;B.反應中Na共失去,共得到,電子轉移數目正確,但電子轉移方向有誤,選項B錯誤;C.反應中電子轉移的方向和數目均正確,選項C正確;D.該反應中C1元素化合價降低得電子,氧元素化合價升高失電子,轉移電子數為12,則電子轉移的方向和數目為,選項D錯誤;故答案為:C。
3.下列反應中,屬于氧化還原反應的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.中元素的化合價沒有變化,不是氧化還原反應,故A不選;B.N元素的化合升高,O元素的化合價降低,屬于氧化還原反應,故B選;C.中元素的化合價沒有變化,不是氧化還原反應,故C不選;D.中元素的化合價沒有變化,不是氧化還原反應,故D不選;答案選B。
4.下列詩詞中不涉及氧化還原反應的是
A.爆竹聲中一歲除 B.吹盡狂沙始到金
C.野火燒不盡 D.蠟炬成灰淚始干
【答案】B
【分析】化合價升降為氧化還原反應的特征,則若反應中存在元素化臺價變化的反應為氧化還原反應,以此進行判斷。
【解析】A.炸藥爆炸中涉及的反應中有元素化合價的變化,反應屬于氧化還原反應,A錯誤;B.吹盡狂沙始到金,是根據物質的密度大小分離混合物,為物理變化,不涉及氧化還原反應,B正確;C.野火燒不盡,存在物質燃燒反應,燃燒反應有元素化合價的變化,反應一定屬于氧化還原反應,C錯誤;D.蠟燭主要成分是石蠟,蠟炬成灰淚始干,存在石蠟的燃燒現象,燃燒反應屬于氧化還原反應,D錯誤;故合理選項是B。
5.反應的氧化產物是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】氧化還原反應中,元素化合價升高被氧化,生成氧化產物。NaAlH4中H為-1價,Na為+1價,Al為+3價,生成物中Na3AlH6中Na、Al和H的化合價沒有變化,生成物Al為0價,Al的化合價降低,被還原,Al是還原產物,生成物H2中H為0價,H元素化合價升高,H2是氧化產物;答案選D。
6.2021年6月17日,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭,在酒泉衛星發射中心點火發射,火箭的第一、二級發動機中使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2中氮元素的化合價為-2價)和四氧化二氮(N2O4),燃燒時發生反應的化學方程式為C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O。有關該反應的說法正確的是
A.該反應是分解反應 B.該反應是非氧化還原反應
C.N2O4發生還原反應 D.反應中碳元素的化合價降低
【答案】C
【分析】C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O反應前后,四氧化二氮中氮元素的化合價降低,被還原,偏二甲肼中碳元素和氮元素的化合價升高,被氧化。
【解析】A.由化學方程式可知,該反應的反應物為偏二甲肼和四氧化二氮,不是分解反應,A錯誤;B.反應中有元素化合價變化,屬于氧化還原反應,B錯誤;C.四氧化二氮中氮元素的化合價降低,被還原,C正確;D.偏二甲肼中碳元素和氮元素的化合價升高,被氧化,D錯誤;
故選C。
7.下列反應中,既屬于氧化還原反應又屬于置換反應的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】氧化還原反應是指反應中有元素的化合價發生改變的反應,置換反應為一種單質和一種化合物生成另一種單質和另一種化合物的反應,據此分析解題。
【解析】A.不屬于置換反應,但屬于氧化還原反應,A不合題意;B.屬于化合反應,屬于氧化還原反應,B不合題意;C.不屬于氧化還原反應,C不合題意;D.屬于置換反應,屬于氧化還原反應,D符合題意;故答案為:D。
8.一個體重50kg的健康人體內含鐵元素2g,這2g鐵元素以和的形式存在。易被吸收,所以給貧血者補充鐵時,應補充含的亞鐵鹽(如)。服用維生素C可使食物中的轉化成,有利于人體對鐵的吸收。請回答下列問題:
(1)以下為常見的鐵元素的幾種微粒,其中既有氧化性又有還原性的是 。
A.Fe      B.     C.
(2)維生素C可使食物中的轉化為,在此過程中 是氧化劑,說明維生素C具有 性。
(3)在人體中進行的轉化時,①反應中的發生 反應,②反應中的被 。
(4)市場上出售的某種麥片中含有微量的顆粒細小的還原性鐵粉,這些鐵粉在人體胃酸(主要成分是鹽酸)的作用下轉化成亞鐵鹽。此反應的離子方程式為 。
(5)在的反應中,的作用是: 。
【答案】(1)B
(2) 還原
(3)氧化 還原
(4)
(5)氧化劑和酸性
【分析】所含元素化合價升高的反應物是還原劑,還原劑發生氧化反應得到氧化產物,還原劑失去電子具有還原性;所含元素化合價降低的反應物是氧化劑,氧化劑發生還原反應得到還原產物,氧化劑得到電子具有氧化性。
【解析】(1)Fe元素化合價只升高可作還原劑,所含元素化合價既能升高可作還原劑、元素化合價又能降低可作氧化劑,元素化合價通常只能降低可作氧化劑; 選B。
(2)維生素C可使食物中的轉化為,在此過程中鐵元素化合價降低,所以是氧化劑,維生素C本身化合價升高,被氧化,作還原劑,具有還原性。
(3)在人體中進行的轉化時,①反應中的發生氧化反應,②反應中的被還原。
(4)鐵粉在人體胃酸(主要成分是鹽酸)的作用下轉化成亞鐵鹽,即生成了氯化亞鐵和氫氣,此反應的離子方程式為。
(5)在的反應中,部分氮元素從+5價降低到+2價轉變為NO,則的作用是:氧化劑和酸性。
1.KNO3可發生反應:2KNO3+2NH4Cl=2N2↑+O2↑+4H2O+2KCl,下列說法不正確的是
A.N2既是氧化產物,又是還原產物
B.還原劑為NH4Cl
C.生成1分子N2轉移電子5個
D.氧化產物和還原產物的個數之比為2:1
【答案】B
【分析】由方程式可知,硝酸鉀中氮元素的化合價降低被還原、部分氧元素化合價升高被氧化,氯化銨中氮元素化合價升高被氧化,則氯化銨是反應的還原劑,硝酸鉀既是氧化劑又是還原劑,氧氣是氧化產物,氮氣既是氧化產物又是還原產物,反應生成2分子氮氣時,轉移電子的個數為10。
【解析】A.由分析可知,氮氣既是反應的氧化產物又是反應的還原產物,故A正確;B.由分析可知,反應的還原劑為氯化銨和硝酸鉀,故B錯誤;C.由分析可知,反應生成2分子氮氣時,轉移電子的個數為10,則生成1分子氮氣時,轉移電子數為5,故C正確;D.由分析可知,氧氣是氧化產物,氮氣既是氧化產物又是還原產物,則氧化產物和還原產物的個數之比為2:1,故D正確;故選B。
2.氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中通過如下反應制得:。下列對該反應的說法正確的是
A.氮化硅中氮元素化合價為+3價
B.該反應的氧化劑是SiO2和N2
C.該反應的還原劑為C單質
D.上述反應中每生成1個Si3N4轉移24個電子
【答案】C
【解析】A.氮的非金屬性強于硅,氮化硅中氮元素化合價為-3價,A錯誤;B.SiO2中元素化合價沒有變化,該反應的氧化劑是N2,B錯誤;C.該反應中碳元素化合價升高,該反應的還原劑為C單質,C正確;D.氮元素化合價由0價降低到-3價,每生成1個Si3N4轉移12個電子,D錯誤;故選C。
3.氧化還原反應理論經歷了從得失氧學說到化合價升降學說,再上升到電子轉移學說的過程。根據氧化還原反應理論,下列說法錯誤的是
A.CO → CO2,因為CO得到氧,發生了氧化反應
B.2Na + Cl22NaCl,因為有元素化合價發生了變化,所以是氧化還原反應
C.MnO2 → MnCl2,錳元素得電子發生了還原反應
D.CaO + CO2=CaCO3,因為氧元素參加了反應,所以是氧化還原反應
【答案】D
【解析】A.根據得失氧學說得氧發生氧化反應、失氧發生還原反應,CO → CO2過程中CO得到氧,發生了氧化反應,故A正確;B.化合價升降學說指出氧化還原反應的特征是有元素化合價發生變化,該反應中Na、Cl元素化合價發生了變化,所以是氧化還原反應,故B正確;C.由電子轉移學說氧化還原反應的本質是電子的轉移,MnO2 → MnCl2中錳元素得電子發生了還原反應,故C正確;D.CaO + CO2=CaCO3反應中沒有元素化合價發生變化,也沒有發生電子轉移,不是氧化還原反應,故D錯誤;故選D。
4.向碘水中滴加溶液時發生反應:,下列說法不正確的是
A.為還原劑
B.發生氧化反應
C.還原性:>HI
D.每生成1個,理論上轉移的電子數目為2
【答案】B
【解析】A. 中硫元素化合價升高,為還原劑,故A正確;B. 中碘元素化合價降低,發生還原反應,故B錯誤;C. 還原劑的還原性強于還原產物,還原性:>HI,故C正確;D. 硫由+4價升高為+6價,每生成1個,理論上轉移的電子數目為2,故D正確;故選B。
5.一種利用NH3無害化處理NO的反應為。關于該反應,下列說法正確的是
A.NO得到電子 B.NH3被還原 C.NO發生氧化反應 D.NH3是氧化劑
【答案】A
【分析】在氧化還原反應中還原劑失去電子,元素化合價升高,被氧化,氧化劑得到電子,元素化合價降低,被還原。
【解析】A.在該反應中N元素的化合價由反應前NO中+2價變為反應后N2中的0價,化合價降低,得到電子,被還原,A正確;B.在該反應中N元素的化合價由反應前NH3中-3價變為反應后N2中的0價,化合價升高,失去到電子,被氧化,B錯誤;C.在該反應中N元素的化合價由反應前NO中+2價變為反應后N2中的0價,化合價降低,得到電子,被還原,因此NO發生還原反應,C錯誤;D.在該反應中N元素的化合價由反應前NH3中-3價變為反應后N2中的0價,化合價升高,失去電子,被氧化,因此NH3是還原劑,D錯誤;故合理選項是A。
6.古文富載化學知識,下列敘述中未涉及氧化還原反應的是
A.《石筍行》“神斧天工筑溶洞,鐘乳倒立練神功。…”
B.《新修本草》“青礬()本來綠色,新出窟未見風者,正如琉璃,…,燒之赤色”
C.《物理小識·金石類》“有硇水(硝酸)者,剪銀塊投之,則旋而為水”
D.《神農本草經》石硫黃(S):“能化…銀、銅、鐵,奇物”
【答案】A
【解析】A.涉及碳酸氫鈣的生成以及碳酸氫鈣分解生成碳酸鈣的過程,不涉及元素化合價的變化,不涉及氧化還原反應,A符合題意;B.青礬的主要成分為FeSO4·7H2O,高溫分解并在空氣中被氧化為紅色的Fe2O3,鐵元素化合價升高,涉及氧化還原反應,B不符合題意;C.該過程為銀溶于硝酸,存在N、Ag元素的化合價變化,涉及氧化還原反應,C不符合題意;D.S能氧化Ag生成Ag2S,氧化Fe生成FeS,氧化Cu生成Cu2S,S元素化合價降低,體現了其氧化性,屬于氧化還原反應,D不符合題意;故選A。
7.在下列反應中,硝酸既表現出氧化性,又表現出酸性的是
A.
B.
C.
D.(稀)
【答案】D
【解析】A.H2S和HNO3反應,硝酸中氮元素化合價降低,硝酸只表現氧化性,A錯誤;B.氧化銅與硝酸反應,各元素化合價沒有變化,不是氧化還原反應,硝酸只表現出酸性,B錯誤;C.濃硝酸的分解反應中,氮元素化合價降低,氧元素化合價升高,硝酸既作氧化劑又作還原劑,C錯誤;D.Cu和稀硝酸反應,N元素化合價降低,硝酸表現出氧化性,生成硝酸銅,硝酸還表現出酸性,D正確;故選D。
8.Ⅰ已知反應:①;②;③;④;⑤;⑥
(1)上述反應不屬于氧化還原反應的有 (填序號,下同),被氧化的是 ,被還原的是 ,屬于氧化還原反應,但其中的既不被氧化又不被還原的是 。
Ⅱ.綠水青山是習總書記構建美麗中國的偉大構想水質凈化是水質檢驗員的主要工作之一,其水質檢驗員在研究高鐵酸鹽對飲用水消毒時,發現原理為:①4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+3O2↑+8KOH高鐵酸鹽是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,工業上可用濕法制備高鐵酸鉀②2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O;③Na2FeO4+2KOH= K2FeO4↓+2NaOH
(2)反應①中中鐵元素化合價為 在該反應中氧化劑是 ,氧化產物是 。
(3)請用雙線橋表示反應②:2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O中電子轉移方向與數目: 。
(4)根據化合價,推測FeO能和下列_______反應(填序號)。
A.H2S B.SO2 C.KMnO4 D.O3
(5)分析該氧化還原反應5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O中,氧化產物和還原產物的個數比是 。
(6)工業上制備ClO2的反應原理為:2NaClO3+4HCl(濃)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。在參與反應的鹽酸中,起酸性作用的HCl與還原劑(被氧化)作用的HCl個數比為 。
【答案】(1)①⑤⑥ ③ ④ ②
(2)+6 K2FeO4 O2
(3)
(4)AB
(5)5:1
(6)1:1
【解析】(1)凡有元素化合價升降的化學反應就是氧化還原反應,上述反應不屬于氧化還原反應的有①;⑤;⑥。③中O元素化合價上升,被氧化,④中H元素化合價下降,被還原,②中H、O元素化合價未發生變化,既不被氧化又不被還原。
(2)中O為-2價,Fe元素化合價為+6,4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+3O2↑+8KOH中Fe元素化合價下降,H2O中O元素化合價上升,該反應中氧化劑是K2FeO4,氧化產物是O2。
(3)
2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O中Fe元素由+3價上升到+6價,Cl元素由+1價下降到-1價,該反應中電子轉移方向與數目為:。
(4)中Fe元素化合價為+6,具有強氧化性,可以和具有還原性的物質反應,H2S和SO2具有還原性, KMnO4和O3不具有還原性,不能和反應,故選AB。
(5)5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O中KI中I元素由-1價上升到0價,KIO3中I元素由+5價下降到0價,KI是還原劑,KIO3是氧化劑,I2既是氧化產物又是還原產物,則氧化產物和還原產物的個數比是5:1。
(6)2NaClO3+4HCl(濃)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl中HCl中部分Cl元素化合價上升被氧化生成Cl2,HCl中部分Cl元素化合價不變起酸性作用生成NaCl,則起酸性作用的HCl與還原劑(被氧化)作用的HCl個數比為1:1。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第一章 物質及其變化
第三節 氯化還原反應
第07課 氯化還原反應(概念及電子轉移表示)
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養
1.認識有化合價變化的反應是氯化還原反應,知道氯化反應、還原反應,氯化劑及還原劑的概念。 2.能從電子得失或電子對偏移的角度理解氯化還原反應的本質,學會用雙線橋及單線橋表示電子轉移的方向和數目。 3.能利用氯化還原反應概念對常見的反應進行分類和分析說明。 重點: 1、氯化還原反應的實質。 2、氯化還原反應中電子轉移情況的表示方法。 3、氯化劑、還原劑、氯化反應、氯化性,還原反應、還原性的認識。 難點:用化合價升降和電子轉移的觀點理解氯化還原反應關系。
知識點一 少角度認識氯化還原反應
【思考與討論】p20參考答案:
(1)
物質 反應物 發生的反應(氯化反應或還原反應)
得氯物質
失氯物質
(2)2+2+2 23+32+32
由上述反應前后元素的化合價比較可知,兩個反應均存在元素化合價變化。
(3)氯化反應:→O2、O→O2,碳元素化合價升高;還原反應:O→、 2O3→,銅元素、鐵元素化合價均降低。
1.從得失氯的角度
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物質 反應物 發生的反應(氯化反應或還原反應)
得到氯的物質 氯化反應
失去氯的物質 還原反應
結論:一種物質得到氯發生氯化反應,必然有一種物質失去氯發生還原反應,氯化反應和還原反應是在一個反應中同時發生的,稱為氯化還原反應。
2.從元素化合價升降的角度
①對于有氯元素參加的反應:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
鐵元素化合價降低,發生還原反應;碳元素化合價升高,發生氯化反應。
②于無氯元素參加的反應:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
銅元素化合價降低,發生還原反應;鐵元素化合價升高,發生氯化反應。
結論:反應前后有元素的化合價發生變化是氯化還原反應的重要特征。
3.從電子轉移的角度
實驗 NaCl形成示意圖 分析
鈉與氯氣反應 鈉原子的最外電子層上有1個電子,鈉原子失去1個電子,帶1個單位正電荷,成為鈉離子(Na+);氯原子的最外電子層上有7個電子,氯原子得到1個電子,帶1個單位負電荷,成為氯離子(Cl-);這樣雙方最外電子層都達到了8個電子的穩定結構
反應中鈉元素的化合價從0價升高到+1價,Na失電子被氯化,Na發生了氯化反應;反應中氯元素的化合價從0價降低到-1價,Cl2得電子被還原,Cl2發生了還原反應
在這個反應中,發生了電子的得失
反應過程中 相應變化關系圖
實驗 OCl形成示意圖 分析
氫氣與氯氣反應 氫原子、氯原子都不能把對方的電子奪取過來,而是雙方各以最外層的1個電子組成一個共用電子對,這個電子對受到兩個原子核的共同吸引
由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子的稍強一些,所以,共用電子對偏向于氯原子而偏離于氫原子。因此,氫元素的化合價從0價升高到+1價,O2被氯化;氯元素的化合價從0價降低到-1價,C12被還原
在這個反應中,發生了共用電子對的偏移,O2發生了氯化反應,C12發生了還原反應
反應過程中 相應變化關系圖
(1)在有些氯化還原反應中,物質所含元素的原子失去電子,該物質發生氯化反應;物質所含元素的原子得到電子,該物質發生還原反應。
(2)在有些氯化還原反應中,元素的原子間有共用電子對的偏移(偏離和偏向)。共用電子對偏離的物質發生氯化反應,共用電子對偏向的物質發生還原反應。
(3)結論:①有電子轉移(電子得失或共用電子對偏移)的反應是氯化還原反應。
②元素的原子失去電子(或電子對偏離),則元素的化合價升高,物質被氯化,發生氯化反應;元素的原子得到電子(或電子對偏向),則元素的化合價降低,物質被還原,發生還原反應。
③氯化還原反應的本質是電子轉移。
4.基本概念
1)含“氯”概念
(1)氯化劑:得到電子,化合價降低的反應物
(2)氯化反應:化合價升高的反應
(3)氯化產物:化合價升高得到的生成物
(4)被氯化:化合價升高的過程
(5)氯化性:化合價降低過程表現的性質
2)含“還”概念
(1)還原劑:失去電子,化合價升高的反應物
(2)還原反應:化合價降低的反應
(3)還原產物:化合價降低得到的生成物
(4)被還原:化合價降低的過程
(5)還原性:化合價升高過程表現的性質
3)特別提醒
(1)氯化反應和還原反應存在于在同一個反應中,它們同時發生、同時存在,是相互對立統一的。
(2)氯化劑和還原劑可以是不同的物質,也可以是同種物質
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氯化劑是KMnO4,還原劑是KMnO4
②2F2+2O2OO2+4OF,氯化劑是F2,還原劑是O2O
(3)氯化產物和還原產物可以是不同的物質,也可以是同種物質
①3S+6NaOONa2SO3+2Na2S+3O2O,氯化產物是Na2SO3,還原產物是Na2S
②NO+NO2+2NaOO2NaNO2+O2O,氯化產物是NaNO2,還原產物是NaNO2
(4)被氯化的元素和被還原的元素可以是不同的元素,也可以是同種元素
①4OCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2O2O,被氯化的元素是Cl,被還原的元素是Mn
②2O2S+SO22O2O+3S,被氯化的元素是S,被還原的元素是S
(5)可能有少種元素同時被氯化或被還原
①3Cu2S+22ONO36Cu(NO3)2+10NO↑+3O2SO4+8O2O,被氯化的元素是Cu和S,被還原的元素是N
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氯化的元素是C,被還原的元素是N和S
(6)方程式中的系數與實際參加反應的氯化劑或還原劑的量不一定一致
①C+2O2SO4CO2↑+2SO2↑+2O2O,n(氯化劑)∶n(還原劑)=2∶1
②Cu+2O2SO4CuSO4+SO2↑+2O2O,n(氯化劑)∶n(還原劑)=1∶1
5.物質的氯化性和還原性
1)化合價和氯化性、還原性的關系
(1)相互關系
①金屬單質只有還原性
②非金屬單質既有氯化性又有還原性,F2除外
③從理論上講任何一種化合物既有氯化性又有還原性
(2)常見元素的最高價態和最低價態
元素 Cl S N C O
最高價 +7 +6 +5 +4 +1
最低價 -1 -2 -3 -4 -1
2)氯化還原反應中酸或堿的作用
(1)氯化性:所含元素的化合價降低
(2)還原性:所含元素的化合價升高
(3)酸或堿性:所含元素的化合價不變,有相應的鹽生成
(4)具體反應分析
①Zn+2OClZnCl2+O2↑,鹽酸表現酸性和氯化性
②CuO+2OClCuCl2+O2O,鹽酸表現酸性
③MnO2+4OCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2O2O,鹽酸表現酸性和還原性
④2OClO2↑+Cl2↑,鹽酸表現氯化性和還原性
⑤3Cl2+8NO3N2+6NO4Cl,NO3表現堿性和還原性
⑥Cu2O+6ONO3(濃)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3O2O,硝酸表現酸性和氯化性
3)氯化還原反應中水的作用
(1)氯化性:有O2產生
(2)還原性:有O2產生
(3)氯化性和還原性:同時有O2和O2產生
(4)具體反應分析
①2F2+2O2O4OF+O2,水表現還原性
②3Fe+4O2OFe3O4+4O2,水表現氯化性
③2Na+2O2O2NaOO+O2↑,水表現氯化性
④2O2OO2↑+2O2↑,水表現還原性和氯化性
⑤2Na2O2+2O2O4NaOO+O2↑,水既不表現氯化性又不表現還原性
⑥Cl2+O2OOCl+OClO,水既不表現氯化性又不表現還原性
⑦3NO2+O2O2ONO3+NO,水既不表現氯化性又不表現還原性
6.氯化還原反應的相關概念之間的關系
可概括為氯、氯、得、降、還、還、還。知識點二 電子轉移的表示方法
請分別用單線橋法和雙線橋法表示Cu與稀硝酸反應中電子轉移的方向和數目:
1.雙線橋法:
①標變價 ②畫箭頭(反應物指向生成物) ③算數目 ④說變化。如銅和稀硝酸反應:
【特別提醒】a.箭頭指向反應前后有元素化合價變化的同種元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭頭的方向不代表電子轉移的方向,僅表示電子轉移前后的變化。
c.失去電子的總數等于得到電子的總數。
2.單線橋法:
①標變價 ②畫箭頭(由失電子原子指向得電子原子) ③算數目(線橋上只標電子轉移的總數目,不標“得”“失”字樣),如銅和稀硝酸反應:
【特別提醒】a.箭頭從失電子元素的原子指向得電子元素的原子。
b.不標“得到”或“失去”,只標明電子轉移的總數。
c.線橋只出現在反應物中。
【名師總結】分析電子轉移數目的關鍵——標出元素化合價
(1)基本方法:先標出熟悉元素的化合價,再根據化合物中正負化合價的代數和為零的原則求解其他元素的化合價。
(2)熟記常見元素的化合價:一價氫、鉀、鈉、氟、氯、溴、碘、銀;二價氯、鈣、鋇、鎂、鋅;三鋁、四硅、五價磷;說變價也不難,二三鐵、二四碳、二四六硫都齊全;銅汞二價最常見。
(3)明確一些特殊物質中元素的化合價:
CuFeS2:、、;K2FeO4:;Li2NO、LiNO2、AlN:;Na2S2O3:;
MO:;C2O:;OCN:、;CuO:、;FeO:;Si3N4:、。
知識點三 氯化還原反應與四種基本類型反應間的關系
【特別提醒】(1)有單質參與的化合反應是氯化還原反應。
(2)有單質生成的分解反應是氯化還原反應。
(3)有單質參加或生成的化學反應,不一定是氯化還原反應,如3O22O3。
(4)所有的置換反應都是氧化還原反應。
(5)所有的復分解反應都不是氧化還原反應。
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)有單質參與和生成的反應一定是氧化還原反應。( )
(2)ICl與水反應生成HCl和HIO的反應屬于氧化還原反應。( )
(3)反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中氧化劑與還原劑的質量比為2∶1。( )
(4)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均為水作還原劑的氧化還原反應。( )
2.判斷下列化學方程式是否氧化還原反應。
四大基本反應類型 化學方程式 是否氧化還原反應
化合反應 4Na+O2=2Na2O
SO2+H2O=H2SO3
分解反應 2H2O2H2↑+O2↑
CaCOCaO+CO2↑
置換反應 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
復分解反應 NaOH+HCl=NaCl+H2O
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
問題一 氧化還原反應的基本概念
【典例1】和在生產、生活和科學研究中有著廣泛的應用。葡萄酒中添加適量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工業上常用接觸法制備硫酸,過程如下:將硫黃或其他含硫礦物在沸騰爐中與氧氣反應生成;在催化作用下與空氣中的在接觸室中發生可逆反應:;生成的在吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收。對于反應,下列說法正確的是
A.鐵元素的化合價升高 B.是氧化劑
C.是還原劑 D.失去電子
【解題必備】一、氧化還原反應
1.從化合價的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應概念 凡是有元素化合價升降的化學反應稱之為氧化還原反應
氧化還原反應特征 元素的化合價在反應前后發生了變化
氧化反應和還原反應 氧化反應 物質所含元素化合價升高的反應叫做氧化反應
還原反應 物質所含元素化合價降低的反應叫做還原反應
氧化產物和和還原產物 氧化產物 還原劑發生氧化反應得到的產物(即化合價升高的生成物)
還原產物 氧化劑發生還原反應得到的產物(即化合價降低的生成物
①在氧化還原反應中,并不是所有元素的化合價都發生改變。
②化合價升降可以發生在不同元素間,也可以發生在同種元素間,如2H222H2+2↑。
2.從電子轉移的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應本質 發生了電子的轉移(電子得失、電子對的偏移)
氧化和還原反應 氧化反應 物質失電子的反應
還原反應 物質得電子的反應
氧化劑和還原劑 氧化劑 得到電子(或電子對偏向)的反應物,具有氧化性
還原劑 失去電子(或電子對偏離)的反應物,具有還原性
氧化性和還原性 氧化性 物質得到電子的性質
還原性 物質失去電子的性質
3.解決氧化還原反應概念的一般思路
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。
【變式1-1】下列有關氧化還原反應的敘述不正確的是A.在氧化還原反應中肯定有一種元素被氧化,另一種元素被還原
B.在氧化還原反應中,失去電子的物質中一定有元素化合價升高
C.氧化還原反應的本質是電子的轉移
D.在氧化還原反應中不一定所有元素的化合價都發生變化
【變式1-2】單質鈦(Ti)的機械強度高,抗蝕能力強。用TiO2制金屬鈦時,發生的主要化學反應有①TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。下列敘述不正確的是
A.反應①中碳是還原劑 B.反應①中TiO2是氧化劑
C.反應②可說明金屬鎂還原性比金屬鈦強 D.反應②是置換反應
問題二 氧化還原反應的分析方法
【典例2】下列表示電子轉移方向的數目均正確的是
A. B.
C. D.
【解題必備】1.雙線橋法:表示反應前后同一元素由反應物轉化為生成物時電子轉移的情況——表示誰變誰。
(1)畫法——三步驟
(2)通式:
【易錯提醒】①箭頭必須由反應物指向生成物中的同種元素。
②在“橋”上標明電子“得到”與“失去”,且得到與失去的電子總數必須相等。
③采用“a×be-”形式表示得失電子數,a為得失電子的原子總數,b為每個原子得失電子數,當a或b是“1”時省略“1”。
2.單線橋法:表示反應過程中不同元素原子間的電子轉移情況——表示誰給誰。
(1)畫法——三步驟
(2)通式:
【易錯提醒】①單線橋從還原劑中失電子的元素指向氧化劑中得電子的元素,表示氧化劑和還原劑中變價元素原子間電子的轉移情況。
②箭頭已標明電子轉移的方向,因此不需再標明“得”或“失”,只標明電子轉移數目。
2.轉移電子數的計算思路
明確元素的變價―→找出所有氧化劑或還原劑的物質的量所有氧化劑或還原劑得或失的電子數―→確定轉移電子數。[n(e-)=n(氧化劑)或n(還原劑)×N(變價原子數)×ΔN(化合價變化數)]
【變式2-1】下列化學反應中電子轉移方向、數目表示正確的是( )
A.
B.
C.
D.
【變式2-2】下列用單、雙線橋表示電子轉移的方向和數目不正確的是
A.2NaCl B.
C. D.
問題三 氧化還原反應的判斷及與基本反應類型關系
【典例3】下列敘述不涉及氧化還原反應的是
A.用飽和溶液制備膠體 B.充有氫氣的氣球遇明火爆炸
C.食品變質腐敗 D.用次氯酸鈉溶液對環境進行消毒
【解題必備】一、氧化還原反應
1.從化合價的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應概念 凡是有元素化合價升降的化學反應稱之為氧化還原反應
氧化還原反應特征 元素的化合價在反應前后發生了變化
氧化反應和還原反應 氧化反應 物質所含元素化合價升高的反應叫做氧化反應
還原反應 物質所含元素化合價降低的反應叫做還原反應
①在氧化還原反應中,并不是所有元素的化合價都發生改變。
②化合價升降可以發生在不同元素間,也可以發生在同種元素間,如2H222H2+2↑。
2.從電子轉移的角度認識氧化還原反應
氧化還原反應本質 發生了電子的轉移(電子得失、電子對的偏移)
氧化和還原反應 氧化反應 物質失電子的反應
還原反應 物質得電子的反應
二、氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
【易錯提醒】有單質參加或生成的反應不一定是氧化還原反應,如:C(石墨)C(金剛石),無化合價變化,不屬于氧化還原反應。
【變式3-1】下列反應不屬于四種基本反應類型,但屬于氧化還原反應的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2H2O22H2O+O2↑
【變式3-2】氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如圖所示。下列化學反應中屬于陰影部分的是
A.4NH3+5O2=4NO+6H2O B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
C.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ D.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
1.下列關于化學反應類型的描述正確的是
A.化合反應一定不是氧化還原反應 B.分解反應一定不是氧化還原反應
C.置換反應一定是氧化還原反應 D.復分解反應一定是氧化還原反應
2.下列表示氧化還原反應中電子轉移的方向和數目正確的是
A. B.
C. D.
3.下列反應中,屬于氧化還原反應的是
A.
B.
C.
D.
4.下列詩詞中不涉及氧化還原反應的是
A.爆竹聲中一歲除 B.吹盡狂沙始到金
C.野火燒不盡 D.蠟炬成灰淚始干
5.反應的氧化產物是
A. B. C. D.
6.2021年6月17日,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭,在酒泉衛星發射中心點火發射,火箭的第一、二級發動機中使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2中氮元素的化合價為-2價)和四氧化二氮(N2O4),燃燒時發生反應的化學方程式為C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O。有關該反應的說法正確的是
A.該反應是分解反應 B.該反應是非氧化還原反應
C.N2O4發生還原反應 D.反應中碳元素的化合價降低
7.下列反應中,既屬于氧化還原反應又屬于置換反應的是
A. B.
C. D.
8.一個體重50kg的健康人體內含鐵元素2g,這2g鐵元素以和的形式存在。易被吸收,所以給貧血者補充鐵時,應補充含的亞鐵鹽(如)。服用維生素C可使食物中的轉化成,有利于人體對鐵的吸收。請回答下列問題:
(1)以下為常見的鐵元素的幾種微粒,其中既有氧化性又有還原性的是 。
A.Fe      B.     C.
(2)維生素C可使食物中的轉化為,在此過程中 是氧化劑,說明維生素C具有 性。
(3)在人體中進行的轉化時,①反應中的發生 反應,②反應中的被 。
(4)市場上出售的某種麥片中含有微量的顆粒細小的還原性鐵粉,這些鐵粉在人體胃酸(主要成分是鹽酸)的作用下轉化成亞鐵鹽。此反應的離子方程式為 。
(5)在的反應中,的作用是: 。
1.KNO3可發生反應:2KNO3+2NH4Cl=2N2↑+O2↑+4H2O+2KCl,下列說法不正確的是
A.N2既是氧化產物,又是還原產物
B.還原劑為NH4Cl
C.生成1分子N2轉移電子5個
D.氧化產物和還原產物的個數之比為2:1
2.氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中通過如下反應制得:。下列對該反應的說法正確的是
A.氮化硅中氮元素化合價為+3價
B.該反應的氧化劑是SiO2和N2
C.該反應的還原劑為C單質
D.上述反應中每生成1個Si3N4轉移24個電子
3.氧化還原反應理論經歷了從得失氧學說到化合價升降學說,再上升到電子轉移學說的過程。根據氧化還原反應理論,下列說法錯誤的是
A.CO → CO2,因為CO得到氧,發生了氧化反應
B.2Na + Cl22NaCl,因為有元素化合價發生了變化,所以是氧化還原反應
C.MnO2 → MnCl2,錳元素得電子發生了還原反應
D.CaO + CO2=CaCO3,因為氧元素參加了反應,所以是氧化還原反應
4.向碘水中滴加溶液時發生反應:,下列說法不正確的是
A.為還原劑
B.發生氧化反應
C.還原性:>HI
D.每生成1個,理論上轉移的電子數目為2
5.一種利用NH3無害化處理NO的反應為。關于該反應,下列說法正確的是
A.NO得到電子 B.NH3被還原 C.NO發生氧化反應 D.NH3是氧化劑
6.古文富載化學知識,下列敘述中未涉及氧化還原反應的是
A.《石筍行》“神斧天工筑溶洞,鐘乳倒立練神功。…”
B.《新修本草》“青礬()本來綠色,新出窟未見風者,正如琉璃,…,燒之赤色”
C.《物理小識·金石類》“有硇水(硝酸)者,剪銀塊投之,則旋而為水”
D.《神農本草經》石硫黃(S):“能化…銀、銅、鐵,奇物”
7.在下列反應中,硝酸既表現出氧化性,又表現出酸性的是
A.
B.
C.
D.(稀)
8.Ⅰ已知反應:①;②;③;④;⑤;⑥
(1)上述反應不屬于氧化還原反應的有 (填序號,下同),被氧化的是 ,被還原的是 ,屬于氧化還原反應,但其中的既不被氧化又不被還原的是 。
Ⅱ.綠水青山是習總書記構建美麗中國的偉大構想水質凈化是水質檢驗員的主要工作之一,其水質檢驗員在研究高鐵酸鹽對飲用水消毒時,發現原理為:①4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+3O2↑+8KOH高鐵酸鹽是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,工業上可用濕法制備高鐵酸鉀②2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O;③Na2FeO4+2KOH= K2FeO4↓+2NaOH
(2)反應①中中鐵元素化合價為 在該反應中氧化劑是 ,氧化產物是 。
(3)請用雙線橋表示反應②:2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O中電子轉移方向與數目: 。
(4)根據化合價,推測FeO能和下列_______反應(填序號)。
A.H2S B.SO2 C.KMnO4 D.O3
(5)分析該氧化還原反應5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O中,氧化產物和還原產物的個數比是 。
(6)工業上制備ClO2的反應原理為:2NaClO3+4HCl(濃)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。在參與反應的鹽酸中,起酸性作用的HCl與還原劑(被氧化)作用的HCl個數比為 。
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