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第3講　氧化還原反應
【復習目標】
1.了解氧化還原反應的特征和本質。
2.能用“單、雙線橋”分析電子轉移的方向和數目。
3.掌握氧化性、還原性強弱的比較及價態規律的應用。
4.能運用電子守恒法配平氧化還原反應化學方程式并能進行相關計算。
5.能從元素價態的角度,依據氧化還原反應原理,預測物質的化學性質和變化。
6.能提取有效信息書寫一定情境下的氧化還原反應的化學方程式。
考點一　氧化還原反應的基本概念
1.氧化還原反應
(1)特征(判斷依據):反應前后有元素的　　　　發生變化。
(2)本質:　　　　(電子得失或共用電子對偏移)。
2.氧化還原反應基本概念及關系
其中,氧化性是指　　　　的性質(或能力);還原性是指　　　　的性質(或能力)。
[示例] 實驗室可以使用高錳酸鉀與濃鹽酸來制取氯氣,反應如下:2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
上述反應中,氧化劑是　　　　,還原劑是　　　,氧化產物是　　　　　,還原產物是　　　　,KMnO4發生　　　　　反應,HCl發生　　　　反應,鹽酸表現的性質是　　　性和　　　性;生成1 mol Cl2時轉移電子數目為　　　　　　,被氧化的HCl的物質的量是　　　　mol。
3.常見的氧化劑與還原劑
(1)常見的氧化劑:包括某些非金屬單質、含有高價態元素的化合物等。如
(2)常見的還原劑:包括活潑的金屬單質、非金屬陰離子及含低價態元素的化合物、低價金屬陽離子、某些非金屬單質及其氫化物等。如
(3)既可作氧化劑又可作還原劑。
元素化合價處于中間價態的物質,既有氧化性又有還原性。
其中:Fe2+、S主要表現　　　　性,H2O2主要表現　　　　性。
[示例] 從氧化劑和還原劑的角度,分析下列三個反應中H2O2的作用。
①H2O2+H2S2H2O+S↓:　 。
②H2O2+Cl22HCl+O2:　 。
③2H2O22H2O+O2↑:　 。
4.氧化還原反應中電子轉移的表示方法
(1)雙線橋法:表達了變價元素在反應前后的電子得失情況(反應物與反應產物之間)。
(2)單線橋法:表達了氧化劑與還原劑之間的電子轉移情況(反應物之間)。
[示例] 試分別用雙線橋法、單線橋法標出MnO2和濃鹽酸反應中電子轉移的方向和數目。
5.氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
[示例] 分析下列四個化學反應:
A.2F2+2H2O4HF+O2
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
其中屬于區域1的是　　　　(填字母,下同),屬于區域2的是　　　　,屬于區域3的是　　　　,屬于區域4的是　　　　。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)向酸化的高錳酸鉀溶液中滴入H2O2溶液,溶液褪色是因為H2O2具有氧化性。(　　)
(2)氧化還原反應中的反應物不是氧化劑就是還原劑。(　　)
(3)氧化還原反應中有一種元素被氧化時,一定有另一種元素被還原。(　　)
(4)硝酸銅高溫分解產物可能是CuO、NO、NO2。(　　)
(5)有單質參加或生成的化學反應一定是氧化還原反應。(　　)
一、分析氧化還原反應的關鍵——正確標示
　元素化合價
1.請標出下列物質中指定元素的化合價。
(1)N:Li2NH　LiNH2　N2H4
(2)S:FeS　FeS2　Na2Sx　Na2S2O3　
(3)C:HCN　C2　CH4
(4)Fe:FePO4　LiFePO4　K2FeO4
(5)Cr:Cr　Cr2
(6)B:B、H　　　　　　;
NaH:Na、H　　　　　　;
SiH4:Si、H　　　　　　。
(7)S2:O、S　　　　　　;
V:V　　　　　　。
二、氧化還原反應概念判斷
2.(2024·浙江嘉興二模)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色消毒劑,主要用于飲用水處理,制備的一種方法的原理為3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。下列說法不正確的是(　　)
[A] Fe3+是還原劑
[B] H2O既不是還原產物也不是氧化產物
[C] 生成1 mol Fe,轉移6 mol電子
[D] 氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶3
3.已知過二硫酸分子中含有一個過氧鍵(—O—O—),過二硫酸鉀(K2S2O8)與MnSO4反應的化學方程式為5K2S2O8+2MnSO4+8H2O2KMnO4+8H2SO4+4K2SO4。
(1)被還原的元素是　　　　。
(2)氧化產物是　　　　。
(3)氧化劑和還原劑的物質的量之比是　 。
(4)若反應消耗3.6 g H2O,反應中轉移電子數為　　 　　(用NA表示阿伏加德羅常數的值)。
三、氧化還原反應中電子轉移的表示方法
4.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]
5.(1)已知NaBH4與水反應的化學方程式為NaBH4+4H2ONa[B(OH)4]+4H2↑。用單線橋法標出電子轉移的方向和數目:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,氧化劑為　　　,還原劑為　　　。
(2)(2024·上海徐匯區二模)工業上,高溫煅燒 FePO4、Li2CO3和草酸的混合物制取電池材料磷酸鐵鋰(LiFePO4),發生的反應為2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O↑,標出電子轉移的方向和數目: 　。
考點二　氧化還原反應的基本規律　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.強弱規律
(1)氧化性、還原性的強弱的意義。
氧化性、還原性的強弱取決于得、失電子的　　　　程度,與得、失電子數目的　　　　無關。
(2)氧化性、還原性強弱的比較方法。
①根據化學方程式判斷(左邊>右邊)。
氧化性:氧化劑　　　　氧化產物;
還原性:還原劑　　　　還原產物。
②根據相同條件下產物的價態高低判斷。
如2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+SFeS,則氧化性:Cl2　　　　S。
③根據反應條件、濃度大小及反應的劇烈程度判斷。
一般而言,反應條件要求越低、反應物濃度越大、反應越劇烈,對應物質的氧化性或還原性越強。
[示例] (1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,根據以上兩個化學方程式可判斷氧化性:KMnO4　　　(填“>”或“<”)MnO2。
(2)有下列各組物質:
①Cu與HNO3溶液　②Cu與FeCl3溶液　③Zn與H2SO4溶液　④Fe與FeCl3溶液　⑤Cl2與NaOH溶液　⑥Fe與HNO3溶液　⑦Fe與H2SO4溶液　⑧Na與O2
由于濃度不同而發生不同氧化還原反應的是　　　　(填序號,下同);由于溫度不同而發生不同氧化還原反應的是　　　　;氧化還原反應不受濃度、溫度影響的是　　　　。
(3)氧化性、還原性強弱規律。
性質 氧化性 還原性
規律 元素非金屬性越強,其單質的氧化性越強;金屬活動性越強,對應金屬的簡單陽離子氧化性越弱 元素金屬性越強,其單質的還原性越強;非金屬活動性越強,對應元素形成的簡單陰離子還原性越弱;電解池中在陽極優先放電的粒子還原性較強
示例 Cl2　Br2　I2　S; Na+　Zn2+　H+　Cu2+ Mg　Fe　Cu　Ag; Br-　I-　S2-; Cu　Cl-　OH-　S
(4)反應的先后規律及應用。
①同時含有幾種還原劑(或氧化劑),發生氧化還原反應時,還原性(或氧化性)強的優先反應,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2時,因為還原性　　　　>　　　　,所以　　　　先與Cl2反應。
②常見粒子的氧化性、還原性強弱順序。
氧化性:Mn(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>H2SO4(稀)>S;
還原性:Mn2+2.價態規律
(1)價態歸中規律。
同種元素的不同價態物質間發生氧化還原反應時,該元素價態的變化一定遵循:只靠攏,不交叉。
[示例] 用雙線橋法標出下列反應電子轉移的方向和數目。
H2S+H2SO4(濃)S↓+SO2↑+2H2O
(2)歧化反應規律(自身的氧化還原)。
中間價→高價+低價
具有多種價態的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發生歧化反應。
如:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O;3NO2+H2O2HNO3+NO。
(3)應用。
①判斷同種元素不同價態的物質間發生氧化還原反應的可能性。如濃硫酸與SO2不發生反應。
②根據化合價判斷反應體系中的氧化劑、還原劑及氧化產物、還原產物。如對于反應6HCl+NaClO3NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化劑為NaClO3,還原劑為HCl,氧化產物和還原產物都為Cl2。
[理解·辨析]判斷正誤
(1)在化學反應中,得電子越多的氧化劑,其氧化性就越強。(　　)
(2)難失電子的物質一定易得電子。(　　)
(3)元素的非金屬性越強,其單質氧化性越強,越活潑。(　　)
(4)陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性。(　　)
(5)SO2的還原性較強,而濃硫酸具有很強的氧化性,不能用濃硫酸干燥SO2氣體。(　　)
一、強弱規律及其應用
1.已知反應:
①2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O
②2Fe3++2I-2Fe2++I2
③2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
請根據上述反應判斷氧化性由強到弱的順序是(　　)
[A] CeO2>I2>Fe3+>H2O2
[B] CeO2>Fe3+>I2>H2O2
[C] CeO2>H2O2>Fe3+>I2
[D] Fe3+>I2>CeO2>H2O2
2.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+6FeI22FeCl3+4FeI3
[B] Cl2+FeI2FeCl2+I2
[C] Co2O3+6HCl(濃)2CoCl2+Cl2↑+3H2O
[D] 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
3.分析下列探究物質氧化性、還原性的強弱的有關實驗操作,現象和結論均正確的是　　　　(填字母)。
選 項 實驗操作 現象 結論
A 向Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸酸化的H2O2溶液 溶液由淺綠色變為黃色 證明H2O2氧化性大于Fe3+
B 向KBrO3溶液中通入少量氯氣,然后再加入少量苯,振蕩,靜置 溶液分層,上層呈橙紅色 氧化性:Cl2>Br2
C 向含相同濃度的KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4,振蕩,靜置 液體分層,下層呈紫紅色 氧化性:Cl2>I2,Br2>I2
D 將過量Cl2通入淀粉碘化鉀溶液中 溶液顏色最終未變藍 說明Cl2不能氧化I-
E 向含KSCN的FeCl2溶液中滴入少量酸化的AgNO3溶液 溶液變紅色 氧化性:Ag+>Fe3+
F 向FeCl3溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,再加入少量銅粉 開始時無明顯變化,加入銅粉后產生藍色沉淀 氧化性:Fe3+>Cu2+
二、價態規律及其應用
4.氯氣跟氫氧化鉀溶液在一定條件下發生如下反應:Cl2+KOHKX+KY+H2O(未配平)。KX在一定條件下能自身反應KXKY+KZ(未配平,KY與KZ的物質的量之比為1∶3),以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的鉀鹽,由以上條件推知在KX中氯元素的化合價是(　　)
[A] +1 [B] +3 [C] +5 [D] +7
5.L、M、R、P、Q分別代表五種含不同化合價的氮元素的物質。A、B分別代表兩種含不同化合價的氯元素的物質(每種物質中氮或氯元素的化合價只有一種)。又知物質M中的氮元素化合價要比物質Q中氮元素的化合價低。在一定條件下,它們會發生如下的轉化(關系式未配平):
①P+AQ+B
②L+O2M+H2O
③L+MR+H2O
④B+H2OA+O2
(1)若五種含氮元素的物質中,有一種是硝酸,則硝酸是　　　　,理由是　
　　　　　　　　。
(2)反應②必須在催化劑(鉑、氧化鐵等)作用下,加熱到一定溫度時方能發生,此反應在化工生產上有重要用途,據此推斷在同溫同壓下,若物質R的密度比空氣的密度小,則R的化學式為　　　　。
(3)某同學寫出下面三個含氮的物質相互轉化的關系式:
Ⅰ.M+PN2O3+H2O
Ⅱ.N2O4+H2OP+Q
Ⅲ.M+LQ+H2O
其中一定不可能實現的是　　　　,理由是　 　。
考點三　氧化還原反應方程式的配平與書寫　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.氧化還原反應方程式的配平原則
(1)得失電子守恒:氧化劑得電子的總數等于還原劑失電子的總數(元素化合價升高總數等于元素化合價降低總數)。
(2)質量守恒:反應前后原子的種類和個數不變。
(3)電荷守恒:離子方程式中,反應物中各離子的電荷總數與產物中各離子的電荷總數相等。
2.氧化還原反應方程式的配平步驟
[理解·辨析] 判斷下列離子方程式或化學方程式是否正確
(1)Fe+Fe3+2Fe2+。(　　)
(2)5H2SO4+7H2S12H2O+4SO2↑+8S↓。(　　)
(3)2KMnO4+5H2O22Mn(OH)2+5O2+2KOH+2H2O。(　　)
(4)2KMnO4+2H2S+2H2SO4K2SO4+2MnSO4+S↓+4H2O。(　　)
掌握各種氧化還原反應方程式的配平
1.正向配平
(1)　　C+　　H2SO4(濃)　　CO2↑+　　SO2↑+　　H2O
(2)　　Mn+　　H++　　Cl-　　Mn2++　　Cl2↑+　　H2O
2.逆向配平
(1)　　S+　　NaOH　　Na2S+　　Na2SO3+　　H2O
(2)　　P4+　　KOH+　　H2O　　K3PO4+　　PH3↑
3.部分變價的配平
(1)　　HCl(濃)+　　MnO2　　Cl2↑+　　MnCl2+　　H2O
(2)　　Cu+　　HNO3(稀)　　Cu(NO3)2+　　NO↑+　　H2O
4.含有未知數的配平
(1)　　FexS+　　HCl　　S+　　FeCl2+　　H2S
(2)　　Na2Sx+　　NaClO+　　NaOH　　Na2SO4+　　NaCl+　　H2O
5.有機物參與的氧化還原反應方程式的配平
(1)　　KClO3+　　H2C2O4+　　H2SO4　　ClO2↑+　　CO2↑+　　KHSO4+　　H2O
(2)　　C2H6O+　　KMnO4+　　H2SO4　　K2SO4+　　MnSO4+　　CO2↑+　　H2O
6.缺項配平
(1)①　　Cl+　　Fe2++　　 　　Cl-+　　Fe3++　　　　
②　　Fe3++　　SO2+　　　 　　Fe2++　　S+　　　　
(2)將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色(Bi3+無色)。配平該反應的離子方程式:
　　NaBiO3+　　Mn2++　　 　　Na++　　Bi3++　　　　+　　　　
(3)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AlN)的反應體系中的物質有Al2O3、C、N2、CO、AlN。
請將AlN之外的反應物與生成物分別填入以下空格內,并配平。
　　　+　　　　+　 　　　AlN+　　　
氧化還原反應方程式配平思路
(1)逆向配平氧化還原反應方程式,主要應用于反應物自身的氧化還原反應(歧化、分解反應)。
(2)物質組成中含有未知數時,可以把含未知數的元素原子作為一個整體,計算化合價的變化。
(3)缺項方程式是指某些反應物或生成物在方程式中沒有寫出來,它們一般為水、酸(H+)或堿(OH-)。其確定原則如下表:
條件 補項原則
酸性條件下 缺H或多O補H+,少O補H2O
堿性條件下 缺H或多O補H2O,少O補OH-
1.(2024·浙江1月選考,4)汽車尾氣中的NO和CO在催化劑作用下發生反應:2NO+2CO2CO2+N2,下列說法不正確的是(NA為阿伏加德羅常數的值)(　　)
[A] 生成1 mol CO2轉移電子的數目為2NA
[B] 催化劑降低NO與CO反應的活化能
[C] NO是氧化劑,CO是還原劑
[D] N2既是氧化產物又是還原產物
2.(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
3.(2023·福建卷,6)稀有氣體氙的氟化物(XeFn)與NaOH溶液反應劇烈,與水反應則較為溫和,反應式如下:
與水反應 與NaOH溶液反應
ⅰ.2XeF2+2H2O 2Xe↑+O2↑+4HF ⅱ.2XeF2+4OH-2Xe↑+O2↑+4F-+2H2O
ⅲ.XeF6+3H2OXeO3+6HF ⅳ.2XeF6+4Na++16OH-Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O
下列說法錯誤的是(　　)
[A] XeO3具有平面三角形結構
[B] OH-的還原性比H2O強
[C] 反應ⅰ～ⅳ中有3個氧化還原反應
[D] 反應ⅳ每生成1 mol O2,轉移6 mol電子
4.(2023·浙江1月選考,6)關于反應2NH2OH+4Fe3+N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列說法正確的是(　　)
[A] 生成1 mol N2O,轉移4 mol電子
[B] H2O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
5.(2023·河北卷,16節選)閉環循環有利于提高資源利用率和實現綠色化學的目標。利用氨法浸取可實現廢棄物銅包鋼的有效分離,同時得到的CuCl可用于催化、醫藥、冶金等重要領域。工藝流程如下:
已知:室溫下的Ksp(CuCl)=10-6.8。
浸取工序的產物為[Cu(NH3)2]Cl,該工序發生反應的化學方程式為　　　　　　　。浸取后濾液的一半經氧化工序可得深藍色溶液①,氧化工序發生反應的離子方程式為　 　。
第3講　氧化還原反應
考點一　氧化還原反應的基本概念
必備知識整合
1.(1)化合價　(2)電子轉移
2.得電子　失電子
[示例] KMnO4　HCl　Cl2　MnCl2　還原　氧化　還原　酸　2×6.02×1023(或2NA或1.204×1024)　2
3.(1)SO2　Mn2+　Cr3+　(2)Fe3+　I2　(3)Fe　S　H2O　Fe3+　S　O2　還原　氧化
[示例] ①氧化劑　②還原劑　③氧化劑和還原劑
4.[示例]
5.[示例] D　B　C　A
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
【提示】 (1)H2O2遇到強氧化劑體現的是還原性,被氧化為O2。
(2)反應2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2既是還原劑又是氧化劑,H2O既不是還原劑也不是氧化劑。
(3)氧化還原反應可以發生在同種元素之間,如在Cl2+H2OHCl+HClO反應中,只有氯元素化合價發生變化。
(4)硝酸銅的分解產物若是CuO、NO、NO2,反應中只有元素化合價的降低,沒有元素化合價的升高,不符合氧化還原反應的規律。
(5)有單質參加或生成的化學反應不一定是氧化還原反應,如3O22O3。
關鍵能力提升
1.(1)-3　-3　-2
(2)-2　-1　-　+2
(3)+2　+3　-4
(4)+3　+2　+6
(5)+6　+6
(6)+3、-1　+1、-1　+4、-1
(7)-2和-1、+6　+5
2.C　反應中Fe由+3價升高到+6價,被氧化,故Fe3+是還原劑,A正確;反應中H和O的化合價均未改變,故H2O既不是還原產物也不是氧化產物,B正確;反應中Fe由+3價升高到+6價,則生成1 mol Fe,轉移3 mol電子,C錯誤;反應中Fe是氧化產物,Cl-是還原產物,故氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶3,D正確。
3.(1)氧　(2)KMnO4　(3)5∶2　(4)0.25NA
4.D　
5.(1)　H2O
NaBH4
(2)2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑
考點二　氧化還原反應的基本規律
必備知識整合
1.(1)難易　多少　(2)①>　>　②>
[示例] (1)>　(2)①③⑥⑦　⑤⑥⑦⑧　②④
(3)>　>　>　<　<　<　>　>　>　<　<　>　>　>　(4)①Fe2+　Br-　Fe2+
2.(1)[示例] +2H2O
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
【提示】 (1)氧化劑氧化性的強弱取決于得電子能力的大小,而不是得電子數目的多少。
(2)難失電子的物質不一定易得電子,如稀有氣體既不易失電子,也不易得電子。
(3)單質的活潑性還與分子結構有關,如氯氣的活潑性大于氧氣。
(4)Fe2+具有還原性,Mn具有強氧化性。
(5)同種元素相鄰價態的物質間不發生氧化還原反應,可以用濃硫酸干燥SO2氣體。
關鍵能力提升
1.C　反應①2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O中,CeO2是氧化劑、H2O2是還原劑,CeO2將H2O2氧化,所以氧化性CeO2>H2O2;反應②2Fe3++2I-2Fe2++I2中,Fe3+是氧化劑、I2是氧化產物,氧化性Fe3+>I2;反應③2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O中,H2O2是氧化劑、Fe3+是氧化產物,氧化性 H2O2>Fe3+。綜上所述,氧化性強弱順序為CeO2>H2O2>Fe3+>I2。
2.A　根據氧化還原反應中,氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,可判斷B中氧化性Cl2>I2,C中氧化性Co2O3>Cl2,D中氧化性Cl2>Fe3+,這些結論與題給信息一致。對于A項,由于I-的還原性強于Fe2+的,所以Cl2應先氧化I-,而不是先氧化Fe2+。
3.【答案】 CF
【解析】 向Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸酸化的H2O2溶液,硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性,溶液由淺綠色變為黃色,無法證明H2O2氧化性大于Fe3+,A錯誤;向KBrO3溶液中通入少量氯氣,發生反應2KBrO3+Cl2Br2+2KClO3,則氧化性KBrO3>KClO3,無法比較Cl2和Br2的氧化性,B錯誤;向含相同濃度的KBr、KI混合溶液中加入少量氯水,發生反應Cl2+2KII2+2KCl,則氧化性Cl2>I2,生成的I2不能將KBr中的溴離子置換出來,說明氧化性Br2>I2,再加入CCl4,振蕩,靜置,液體分層,下層為碘的CCl4溶液,呈紫紅色,C正確;Cl2氧化KI生成I2,但是過量的Cl2會將I2氧化為KIO3,故溶液未變藍,不能說明Cl2不能氧化I-,D錯誤;可能是Ag+氧化Fe2+,也可能是H+與N氧化了Fe2+,E錯誤;Cu與FeCl3溶液反應生成CuCl2、FeCl2,K3[Fe(CN)6] 溶液與Fe2+反應生成藍色沉淀,由實驗操作和現象可知,氧化性Fe3+>Cu2+,F正確。
4.C　反應Cl2+KOHKX+KY+H2O是Cl2的歧化反應,KX、KY中的氯元素分別顯正價和-1價;由于KX也可發生歧化反應KXKY+KZ,可斷定KY為KCl,化合價高低為KZ中Cl>KX中Cl(均為正價)。假設KX中氯元素為 +a價,KZ中氯元素為+b價,依據得失電子守恒及KXKY+3KZ,有a-(-1)=3(b-a),把 a=1、a=3、a=5代入上式討論,可知a=5時,b=7符合題意。則KX中氯元素的化合價為+5。
5.【答案】 (1)P　P中氮元素的化合價最高　(2)N2
(3)Ⅲ　氮元素的價態Q>M>L,根據氧化還原反應規律,M、L這兩種物質反應,不可能生成氮元素價態比M、L都高的物質
【解析】 (1)解答本題首先要認真分析各反應中元素的價態變化情況。突破口是先確定A、B物質中氯元素的化合價的高低。由反應④B+H2OA+O2可知,反應后氧元素化合價升高,則反應后氯元素化合價必定降低,故氯元素化合價 B>A。再由反應①可知,反應后氯元素化合價升高,則反應后氮元素化合價必定降低,故氮元素化合價P>Q。由反應②可知,反應后氧元素化合價降低,則反應后氮元素化合價必定升高,故氮元素化合價M>L。由反應③可知,該反應為氮元素化合價的“歸中”反應,由于氮元素化合價M>L,R處于M、L之間,則氮元素化合價M>R>L。又因為已知氮元素的化合價MQ>M>R>L。由于其中一種物質是硝酸,硝酸中氮元素的化合價呈最高價態,則在上述物質中P是硝酸。
(2)根據題給的信息及有關元素化合物知識,且L中氮元素處于所給物質中氮元素的最低價態,由反應②可知,L分子中含有氫元素,因此反應②是氨的催化氧化反應。L是NH3,M是NO。又因為R的氮元素價態在L、M之間,R的密度又比空氣小,故R為N2。
(3)根據氮元素化合價的相對高低,判斷三個反應是否能夠進行。由于氮元素的化合價P>Q>M>R>L,反應Ⅱ是歧化反應,一種反應產物中氮元素的化合價大于+4,另一種反應產物中氮元素的化合價小于+4,故Q中氮元素的化合價小于+4,但應比M的化合價高。由于氮元素的化合價Q>M>L,因此反應Ⅲ不可能實現。
考點三　氧化還原反應方程式的配平與書寫
必備知識整合
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)×
【提示】 (1)得失電子數目不相等,電荷不守恒,正確的離子方程式為Fe+2Fe3+3Fe2+。
(2)得失電子數目不相等,正確的化學方程式為H2SO4+H2S2H2O+SO2↑+S↓。
(3)還原產物不合理,應為MnO2,正確的化學方程式為2KMnO4+3H2O22MnO2+2KOH+3O2↑+2H2O。
(4)得失電子數目不相等,正確的化學方程式為2KMnO4+5H2S+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5S↓+8H2O。
關鍵能力提升
1.(1)1　2　1　2　2　(2)2　16　10　2　5　8
2.(1)3　6　2　1　3　(2)2　9　3　3　5
3.(1)4　1　1　1　2　(2)3　8　3　2　4
4.(1)1　2x　(1-x)　x　x　(2)1　(3x+1)　(2x-2)　x
(3x+1)　(x-1)
5.(1)2　1　2　2　2　2　2　(2)5　12　18　6　12　10　33
6.【答案】 (1)①1　6　6H+　1　6　3H2O
②2　1　2H2O　2　1　4H+
(2)5　2　14H+　5　5　2Mn　7H2O　
(3)Al2O3　3C　N2　2　3CO
【解析】 (3)根據氮元素、碳元素的化合價變化,N2是氧化劑,C是還原劑,AlN為還原產物,CO為氧化產物。
真題驗收
1.D　反應2NO+2CO2CO2+N2中,NO中N為+2價,N2中N為0價,故反應中NO為氧化劑,被還原,還原產物為N2,CO為還原劑,被氧化,氧化產物為CO2,生成1 mol CO2轉移2NA個電子,A、C正確,D錯誤;催化劑通過降低活化能,增大反應速率,B正確。
2.C　使用明礬對水進行凈化的過程中,明礬電離出的鋁離子發生水解生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體吸附水中的懸浮顆粒并沉降下來使水變得澄清,該過程中無元素化合價變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,A不符合題意;雪天道路上撒鹽融雪,是因為雪遇到鹽而使其熔點降低并融化,該過程中無元素化合價變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,B不符合題意;暖貼中的鐵粉遇空氣放熱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;熒光指示牌被照發光,是因為光被指示牌反射,該過程中無元素化合價變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,D不符合題意。
3.A　Xe以sp3雜化軌道成鍵,XeO3分子為三角錐形分子,A錯誤;由ⅲ、ⅳ兩組反應對比可知,在氫氧化鈉溶液中,XeF6可以發生還原反應,而在水中則發生非氧化還原反應,故OH-的還原性比H2O強,B正確;ⅰ、ⅱ、ⅳ三組化學反應均為氧化還原反應,C正確;分析反應ⅳ可知,每生成1個O2,整個反應轉移6個電子,故每生成1 mol O2,轉移6 mol電子,D正確。
4.A　
由上述分析可知,生成1 mol N2O,轉移4 mol電子,A正確;反應中H2O既不是氧化產物也不是還原產物,B錯誤;NH2OH中N的價態升高,H、O的價態不變,故NH2OH只作還原劑,C錯誤;Fe3+→Fe2+得到電子,在原電池中Fe2+為正極產物,D錯誤。
5.【答案】 [Cu(NH3)4]Cl2+Cu2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+4[Cu(NH3)4]2++2H2O
【解析】 浸取工序中二氯化四氨合銅溶液與銅反應生成一氯化二氨合亞銅,反應的化學方程式為[Cu(NH3)4]Cl2+Cu2[Cu(NH3)2]Cl;氧化工序中一氯化二氨合亞銅溶液與氨、氧氣反應生成二氯化四氨合銅和水,反應的離子方程式為8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+4[Cu(NH3)4]2++2H2O。
(
第
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頁
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氧化還原反應
第3講
1.了解氧化還原反應的特征和本質。
2.能用“單、雙線橋”分析電子轉移的方向和數目。
3.掌握氧化性、還原性強弱的比較及價態規律的應用。
4.能運用電子守恒法配平氧化還原反應化學方程式并能進行相關計算。
5.能從元素價態的角度,依據氧化還原反應原理,預測物質的化學性質和變化。
6.能提取有效信息書寫一定情境下的氧化還原反應的化學方程式。
氧化還原反應的基本概念
考點一
1.氧化還原反應
(1)特征(判斷依據):反應前后有元素的 發生變化。
(2)本質: (電子得失或共用電子對偏移)。
化合價
電子轉移
2.氧化還原反應基本概念及關系
其中,氧化性是指 的性質(或能力);還原性是指 的性質(或能力)。
得電子
失電子
上述反應中,氧化劑是　　　 　,還原劑是　　　,氧化產物是　　　　　,還原產物是　　　　,KMnO4發生　　　　　反應,HCl發生　　　　反應,鹽酸表現的性質是　　　性和　　 　性;生成1 mol Cl2時轉移電子數目為
　　　 　　,被氧化的HCl的物質的量是　 mol。
KMnO4
HCl
Cl2
MnCl2
還原
氧化
還原
酸
2×6.02×1023(或2NA或1.204×1024)
2
3.常見的氧化劑與還原劑
(1)常見的氧化劑:包括某些非金屬單質、含有高價態元素的化合物等。如
SO2
Mn2+
Cr3+
(2)常見的還原劑:包括活潑的金屬單質、非金屬陰離子及含低價態元素的化合物、低價金屬陽離子、某些非金屬單質及其氫化物等。如
Fe3+
I2
(3)既可作氧化劑又可作還原劑。
元素化合價處于中間價態的物質,既有氧化性又有還原性。
還原
氧化
Fe3+
O2
Fe
S
H2O
[示例] 從氧化劑和還原劑的角度,分析下列三個反應中H2O2的作用。
氧化劑
還原劑
氧化劑和還原劑
4.氧化還原反應中電子轉移的表示方法
(1)雙線橋法:表達了變價元素在反應前后的電子得失情況(反應物與反應產物之間)。
(2)單線橋法:表達了氧化劑與還原劑之間的電子轉移情況(反應物之間)。
[示例] 試分別用雙線橋法、單線橋法標出MnO2和濃鹽酸反應中電子轉移的方向和數目。
【提示】
5.氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
[示例] 分析下列四個化學反應:
其中屬于區域1的是　　　　(填字母,下同),屬于區域2的是　　　　,屬于區域3的是　　　　,屬于區域4的是　　　　。
D
B
C
A
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)向酸化的高錳酸鉀溶液中滴入H2O2溶液,溶液褪色是因為H2O2具有氧化性。(　 　)
×
【提示】 (1)H2O2遇到強氧化劑體現的是還原性,被氧化為O2。
(2)氧化還原反應中的反應物不是氧化劑就是還原劑。(　 　)
×
(3)氧化還原反應中有一種元素被氧化時,一定有另一種元素被還原。
(　 　)
×
(4)硝酸銅高溫分解產物可能是CuO、NO、NO2。(　 　)
×
【提示】 (4)硝酸銅的分解產物若是CuO、NO、NO2,反應中只有元素化合價的降低,沒有元素化合價的升高,不符合氧化還原反應的規律。
(5)有單質參加或生成的化學反應一定是氧化還原反應。(　 　)
×
一、分析氧化還原反應的關鍵——正確標示　元素化合價
1.請標出下列物質中指定元素的化合價。
(1)N:Li2NH　LiNH2　N2H4
【答案】 (1)-3　-3　-2
(2)S:FeS　FeS2　Na2Sx　Na2S2O3　
(4)Fe:FePO4　LiFePO4　K2FeO4
【答案】 (4)+3　+2　+6
【答案】 (5)+6　+6
　+1、-1　
+3、-1　
+4、-1
-2和-1、+6　
+5
二、氧化還原反應概念判斷
C
氧
KMnO4
5∶2
0.25NA
三、氧化還原反應中電子轉移的表示方法
4.下列化學反應中電子轉移方向、數目表示正確的是(　　)
D
5.(1)已知NaBH4與水反應的化學方程式為NaBH4+4H2O Na[B(OH)4]+
4H2↑。用單線橋法標出電子轉移的方向和數目:　　　　　　　　　　　,
氧化劑為　　　　,還原劑為　　　　。
H2O
NaBH4
(2)(2024·上海徐匯區二模)工業上,高溫煅燒 FePO4、Li2CO3和草酸的混
合物制取電池材料磷酸鐵鋰(LiFePO4),發生的反應為2FePO4+Li2CO3+
H2C2O4 2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑,標出電子轉移的方向和數目:
　。
氧化還原反應的基本規律
考點二
1.強弱規律
(1)氧化性、還原性的強弱的意義。
氧化性、還原性的強弱取決于得、失電子的 程度,與得、失電子數目的 無關。
(2)氧化性、還原性強弱的比較方法。
①根據化學方程式判斷(左邊>右邊)。
氧化性:氧化劑 氧化產物;
還原性:還原劑 還原產物。
難易
多少
>
>
②根據相同條件下產物的價態高低判斷。
>
③根據反應條件、濃度大小及反應的劇烈程度判斷。
一般而言,反應條件要求越低、反應物濃度越大、反應越劇烈,對應物質的氧化性或還原性越強。
(2)有下列各組物質:
①Cu與HNO3溶液　②Cu與FeCl3溶液　③Zn與H2SO4溶液　④Fe與FeCl3溶液　⑤Cl2與NaOH溶液　⑥Fe與HNO3溶液　⑦Fe與H2SO4溶液　⑧Na與O2
由于濃度不同而發生不同氧化還原反應的是　　　 　(填序號,下同);由于溫度不同而發生不同氧化還原反應的是　　 　　;氧化還原反應不受濃度、溫度影響的是　　　　。
>
①③⑥⑦
⑤⑥⑦⑧
②④
(3)氧化性、還原性強弱規律。
性質 氧化性 還原性
規律 元素非金屬性越強,其單質的氧化性越強;金屬活動性越強,對應金屬的簡單陽離子氧化性越弱 元素金屬性越強,其單質的還原性越強;非金屬活動性越強,對應元素形成的簡單陰離子還原性越弱;電解池中在陽極優先放電的粒子還原性較強
示例 Cl2 Br2 I2 S; Na+ Zn2+ H+ Cu2+ Mg Fe Cu Ag;
Br- I- S2-;
Cu Cl- OH-
>
>
>
<
<
<
>
>
>
<
<
>
>
>
(4)反應的先后規律及應用。
①同時含有幾種還原劑(或氧化劑),發生氧化還原反應時,還原性(或氧化性)強的優先反應,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2時,因為還原性 > ,所以
先與Cl2反應。
②常見粒子的氧化性、還原性強弱順序。
Fe2+
Br-
Fe2+
2.價態規律
(1)價態歸中規律。
同種元素的不同價態物質間發生氧化還原反應時,該元素價態的變化一定遵循:只靠攏,不交叉。
[示例] 用雙線橋法標出下列反應電子轉移的方向和數目。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)在化學反應中,得電子越多的氧化劑,其氧化性就越強。(　 　)
×
【提示】 (1)氧化劑氧化性的強弱取決于得電子能力的大小,而不是得電子數目的多少。
(2)難失電子的物質一定易得電子。(　 　)
×
【提示】 (2)難失電子的物質不一定易得電子,如稀有氣體既不易失電子,也不易得電子。
×
【提示】 (3)單質的活潑性還與分子結構有關,如氯氣的活潑性大于氧氣。
(3)元素的非金屬性越強,其單質氧化性越強,越活潑。(　 　)
(4)陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性。(　 　)
×
(5)SO2的還原性較強,而濃硫酸具有很強的氧化性,不能用濃硫酸干燥SO2氣體。(　 　)
×
【提示】 (5)同種元素相鄰價態的物質間不發生氧化還原反應,可以用濃硫酸干燥SO2氣體。
一、強弱規律及其應用
1.已知反應:
請根據上述反應判斷氧化性由強到弱的順序是(　　)
[A] CeO2>I2>Fe3+>H2O2
[B] CeO2>Fe3+>I2>H2O2
[C] CeO2>H2O2>Fe3+>I2
[D] Fe3+>I2>CeO2>H2O2
C
2.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
【解析】 根據氧化還原反應中,氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,可判斷B中氧化性Cl2>I2,C中氧化性Co2O3>Cl2,D中氧化性Cl2>Fe3+,這些結論與題給信息一致。對于A項,由于I-的還原性強于Fe2+的,所以Cl2應先氧化I-,而不是先氧化Fe2+。
3.分析下列探究物質氧化性、還原性的強弱的有關實驗操作,現象和結論均正確的是　　　　(填字母)。
選項 實驗操作 現象 結論
A 向Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸酸化的H2O2溶液 溶液由淺綠色變為黃色 證明H2O2氧化性大于Fe3+
B 向KBrO3溶液中通入少量氯氣,然后再加入少量苯,振蕩,靜置 溶液分層,上層呈橙紅色 氧化性:Cl2>Br2
C 向含相同濃度的KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4,振蕩,靜置 液體分層,下層呈紫紅色 氧化性:Cl2>I2,
Br2>I2
D 將過量Cl2通入淀粉碘化鉀溶液中 溶液顏色最終未變藍 說明Cl2不能氧化I-
E 向含KSCN的FeCl2溶液中滴入少量酸化的AgNO3溶液 溶液變紅色 氧化性:Ag+>Fe3+
F 向FeCl3溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,再加入少量銅粉 開始時無明顯變化,加入銅粉后產生藍色沉淀 氧化性:Fe3+>Cu2+
CF
C
二、價態規律及其應用
5.L、M、R、P、Q分別代表五種含不同化合價的氮元素的物質。A、B分別代表兩種含不同化合價的氯元素的物質(每種物質中氮或氯元素的化合價只有一種)。又知物質M中的氮元素化合價要比物質Q中氮元素的化合價低。在一定條件下,它們會發生如下的轉化(關系式未配平):
(1)若五種含氮元素的物質中,有一種是硝酸,則硝酸是　　　　,理由是
　 　 　　　。
P
P中氮元素的化合價最高
【解析】 (1)解答本題首先要認真分析各反應中元素的價態變化情況。突破口是先確定A、B物質中氯元素的化合價的高低。由反應④B+H2O A+O2可知,反應后氧元素化合價升高,則反應后氯元素化合價必定降低,故氯元素化合價 B>A。再由反應①可知,反應后氯元素化合價升高,則反應后氮元素化合價必定降低,故氮元素化合價P>Q。
由反應②可知,反應后氧元素化合價降低,則反應后氮元素化合價必定升高,故氮元素化合價M>L。由反應③可知,該反應為氮元素化合價的“歸中”反應,由于氮元素化合價M>L,R處于M、L之間,則氮元素化合價M>R>L。又因為已知氮元素的化合價MQ>M>R>L。由于其中一種物質是硝酸,硝酸中氮元素的化合價呈最高價態,則在上述物質中P是硝酸。
(2)反應②必須在催化劑(鉑、氧化鐵等)作用下,加熱到一定溫度時方能發生,此反應在化工生產上有重要用途,據此推斷在同溫同壓下,若物質R的密度比空氣的密度小,則R的化學式為　　　　。
N2
【解析】 (2)根據題給的信息及有關元素化合物知識,且L中氮元素處于所給物質中氮元素的最低價態,由反應②可知,L分子中含有氫元素,因此反應②是氨的催化氧化反應。L是NH3,M是NO。又因為R的氮元素價態在L、M之間,R的密度又比空氣小,故R為N2。
(3)某同學寫出下面三個含氮的物質相互轉化的關系式:
其中一定不可能實現的是　　　　,理由是
　 　。
Ⅲ
氮元素的價態Q>M>L,根據氧化還原反應規律,M、L這兩種物質反應,不可能生成氮元素價態比M、L都高的物質
【解析】(3)根據氮元素化合價的相對高低,判斷三個反應是否能夠進行。由于氮元素的化合價P>Q>M>R>L,反應Ⅱ是歧化反應,一種反應產物中氮元素的化合價大于+4,另一種反應產物中氮元素的化合價小于+4,故Q中氮元素的化合價小于+4,但應比M的化合價高。由于氮元素的化合價Q>M>L,因此反應Ⅲ不可能實現。
氧化還原反應方程式的配平與書寫
考點三
(1)得失電子守恒:氧化劑得電子的總數等于還原劑失電子的總數(元素化合價升高總數等于元素化合價降低總數)。
(2)質量守恒:反應前后原子的種類和個數不變。
(3)電荷守恒:離子方程式中,反應物中各離子的電荷總數與產物中各離子的電荷總數相等。
1.氧化還原反應方程式的配平原則
2.氧化還原反應方程式的配平步驟
×
×
×
×
掌握各種氧化還原反應方程式的配平
1.正向配平
1
2
1
2
2
2
16
10
2
5
8
2.逆向配平
3
6
2
1
3
2
9
3
3
5
3.部分變價的配平
4
1
1
1
2
3
8
3
2
4
4.含有未知數的配平
1
2x
(1-x)
x
x
1
(3x+1)
(2x-2)
x
(3x+1)
(x-1)
5.有機物參與的氧化還原反應方程式的配平
2
1
2
2
2
2
2
5
12
18
6
12
10
33
6.缺項配平
1
6
6H+
1
6
3H2O
2
1
2H2O
2
1
4H+
5
2
14H+
5
5
7H2O
　　　　　　　
【解析】 (3)根據氮元素、碳元素的化合價變化,N2是氧化劑,C是還原劑,AlN為還原產物,CO為氧化產物。
Al2O3
3C
N2
2
3CO
思維建模
氧化還原反應方程式配平思路
(1)逆向配平氧化還原反應方程式,主要應用于反應物自身的氧化還原反應
(歧化、分解反應)。
(2)物質組成中含有未知數時,可以把含未知數的元素原子作為一個整體,計算化合價的變化。
(3)缺項方程式是指某些反應物或生成物在方程式中沒有寫出來,它們一般為水、酸(H+)或堿(OH-)。其確定原則如下表:
條件 補項原則
酸性條件下 缺H或多O補H+,少O補H2O
堿性條件下 缺H或多O補H2O,少O補OH-
思維建模
D
2.(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
C
【解析】 使用明礬對水進行凈化的過程中,明礬電離出的鋁離子發生水解生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體吸附水中的懸浮顆粒并沉降下來使水變得澄清,該過程中無元素化合價變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,A不符合題意;雪天道路上撒鹽融雪,是因為雪遇到鹽而使其熔點降低并融化,該過程中無元素化合價變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,B不符合題意;暖貼中的鐵粉遇空氣放熱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;熒光指示牌被照發光,是因為光被指示牌反射,該過程中無元素化合價變化,因此沒有涉及到氧化還原反應,D不符合題意。
3.(2023·福建卷,6)稀有氣體氙的氟化物(XeFn)與NaOH溶液反應劇烈,與水反應則較為溫和,反應式如下:
下列說法錯誤的是(　　)
[A] XeO3具有平面三角形結構
[B] OH-的還原性比H2O強
[C] 反應ⅰ～ⅳ中有3個氧化還原反應
[D] 反應ⅳ每生成1 mol O2,轉移6 mol電子
A
【解析】 Xe以sp3雜化軌道成鍵,XeO3分子為三角錐形分子,A錯誤;由ⅲ、ⅳ兩組反應對比可知,在氫氧化鈉溶液中,XeF6可以發生還原反應,而在水中則發生非氧化還原反應,故OH-的還原性比H2O強,B正確;ⅰ、ⅱ、ⅳ三組化學反應均為氧化還原反應,C正確;分析反應ⅳ可知,每生成1個O2,整個反應轉移6個電子,故每生成1 mol O2,轉移6 mol電子,D正確。
A
5.(2023·河北卷,16節選)閉環循環有利于提高資源利用率和實現綠色化學的目標。利用氨法浸取可實現廢棄物銅包鋼的有效分離,同時得到的CuCl可用于催化、醫藥、冶金等重要領域。工藝流程如下:
已知:室溫下的Ksp(CuCl)=10-6.8。
浸取工序的產物為[Cu(NH3)2]Cl,該工序發生反應的化學方程式為
　　　 　　　　。浸取后濾液的一半經氧化工序可得深藍色溶液①,氧化工序發生反應的離子方程式為
　 　。
課時作業3　氧化還原反應基本概念及規律
(時間:30分鐘　滿分:70分)
一、選擇題(共11小題,每小題5分,共55分)
1.(2024·遼寧一模)下列說法涉及到氧化還原反應的個數是(　　)
①人工固氮　②漂白粉作消毒劑　③用酸性重鉻酸鉀溶液檢驗酒駕　④黑火藥爆炸　⑤鋁的表面生成致密氧化膜　⑥氫氧化鈉久置于空氣中表面發生潮解　⑦Fe(OH)3膠體的制備　⑧氨的實驗室制備　⑨農藥波爾多液不能用鐵質容器盛放　⑩鐵粉作食品袋內的脫氧劑
[A] 6 [B] 7 [C] 8 [D] 9
B
【解析】 ①人工固氮是把氮氣轉化為氮元素的化合物,N化合價發生了變化,屬于氧化還原反應;②漂白粉作消毒劑是利用+1價Cl的強氧化性,所以屬于氧化還原反應;③用酸性重鉻酸鉀溶液檢驗酒駕的原理是利用橙紅色的重鉻酸鉀的強氧化性,與乙醇發生氧化還原反應,本身被還原為綠色的Cr3+,乙醇被氧化為乙酸;④黑火藥爆炸時炸藥中的碳、硫、氮元素化合價發生了變化,屬于氧化還原反應;⑤鋁的表面生成致密氧化膜,鋁元素和氧元素的化合價均發生了變化,屬于氧化還原反應;
⑥氫氧化鈉久置于空氣中表面發生潮解,是氫氧化鈉吸收空氣中的水蒸氣,為物理變化,不屬于氧化還原反應;⑦Fe(OH)3膠體的制備,是利用氯化鐵為強酸弱堿鹽,發生水解生成氫氧化鐵膠體,無元素化合價變化,不屬于氧化還原反應;⑧氨的實驗室制備,是利用氯化銨固體與熟石灰共熱制取,該反應同時生成氯化鈣和水,無元素化合價變化,不屬于氧化還原反應;⑨農藥波爾多液不能用鐵質容器盛放,是因為鐵與硫酸銅發生置換反應,其中鐵元素和銅元素化合價均發生了變化,屬于氧化還原反應;⑩鐵粉作食品袋內的脫氧劑,是利用鐵的還原性,與氧化還原反應有關。綜上所述,與氧化還原反應有關的有①②③④⑤⑨⑩。
2.(2024·安徽高考適應性考試)敦煌壁畫是我國燦爛的藝術瑰寶,也是顏料應用的重要科技史料。下列有關我國傳統顏料主要成分的變化,發生氧化還原反應的是(　　)
[A] 骨白[Ca5(PO4)3(OH)]遇氟鹽轉化為Ca5(PO4)3F
[B] 鉛白[2PbCO3·Pb(OH)2]遇H2S得到黑色PbS
[C] 石綠[CuCO3·Cu(OH)2]受熱分解得到黑色CuO
[D] 石黃(As2S3和As4S4)在地表逐漸轉化為硫酸鹽
D
【解析】 骨白[Ca5(PO4)3(OH)]遇氟鹽轉化為Ca5(PO4)3F,元素化合價沒有發生變化,不是氧化還原反應,故A不符合題意;鉛白[2PbCO3·Pb(OH)2]遇H2S得到黑色PbS,元素化合價沒有發生變化,不是氧化還原反應,故B不符合題意;石綠[CuCO3·Cu(OH)2]受熱分解得到黑色CuO,元素化合價沒有發生變化,不是氧化還原反應,故C不符合題意;石黃(As2S3和As4S4)在地表逐漸轉化為硫酸鹽,硫元素化合價發生變化,是氧化還原反應,故D符合題意。
3.(2024·北京西城區一模)下列物質混合后,因發生氧化還原反應使溶液的pH減小的是(　　)
[A] 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體
[B] 向NaHCO3溶液中通入少量HCl氣體
[C] 向水中通入少量NO2氣體
[D] 向飽和H2S溶液中通入少量SO2氣體
C
【解析】 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體,反應生成苯酚和碳酸氫鈉,沒有發生氧化還原反應,A不符合題意;向NaHCO3溶液中通入少量HCl氣體,生成碳酸鈉、二氧化碳和水,沒有發生氧化還原反應,B不符合題意;向水中通入少量NO2氣體,NO2與水反應生成硝酸和NO,發生了氧化還原反應,且溶液的pH減小,C符合題意;向飽和H2S溶液中通入少量SO2氣體,生成硫單質,發生了氧化還原反應,但溶液的pH增大,D不符合題意。
4.陳述Ⅰ和陳述Ⅱ均正確且具有因果關系的是(　　)
A
C
B
C
B
9.已知氧化性:Fe3+>Cu2+。在含FeCl3、CuCl2各 1 mol 的混合溶液中加入鐵粉,充分反應后仍有固體存在,則對反應后的溶液判斷不正確的是(　　)
[A] 溶液中陽離子的物質的量為2 mol
[B] 滴加少量酸性高錳酸鉀溶液一定褪色
[C] 溶液中一定不含Fe3+
[D] 剩余固體中一定含銅
A
B
11.(2024·天津南開區二模)相關研究表明,釩基催化劑的NH3-SCR催化反應機理如圖所示,下列說法正確的是(　　)
[A] V4+是該反應的催化劑
[B] 各步反應均為氧化還原反應
[C] 反應②中存在極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成
[D] NH3-SCR催化的總反應為4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O
D
二、非選擇題(共1小題,共15分)
12.(15分,每空3分)氧化還原反應在工業生產、環保及科研中有廣泛的應用,請根據以上信息,結合自己所掌握的化學知識,回答下列問題。
H2
(3)將CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的氣體只有NO,請寫出CuH溶解在足量稀硝酸中反應的離子方程式: 　 　　　　　　　。
Ⅱ.釩性能優良,用途廣泛,有金屬“維生素”之稱。
(4)將廢釩催化劑(主要成分V2O5)與稀硫酸、亞硫酸鉀溶液混合,充分反應后生成VO2+等離子,該反應的化學方程式是
　。
課時作業4　氧化還原反應方程式的書寫與配平
(時間:30分鐘　滿分:90分)
一、選擇題(共11小題,每小題6分,共66分)
C
C
A
4.把圖2中的物質補充到圖1中,可得到一個完整的氧化還原反應的離子方程式(未配平)。
B
A
C
D
D
B
A
11.(2024·湖南衡陽三模)正高碘酸(H5IO6)是白色結晶性粉末,可溶于水,主要用作氧化劑和分析試劑。由NaI制取H5IO6的實驗流程如圖所示:
A
二、非選擇題(共1小題,共24分)
12.(24分,每小題6分)(2024·河南周口階段檢測)Ⅰ.過氧化氫是用途很廣的綠色氧化劑,常用于消毒、殺菌、漂白等。試回答下列問題。
(1)寫出酸性高錳酸鉀溶液和H2O2溶液反應的離子方程式:
　。
(2)Na2O2、K2O2以及BaO2都可與酸作用生成過氧化氫,目前實驗室制取過氧化氫可通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用,然后過濾。則上述最適合的過氧化物是　　　　　　　。
BaO2
Ⅱ.某工廠廢水中含KCN,其濃度為650 mg·L-1,現用氯氧化法處理,發生如下反應(化合物中N均為-3價):
KCN+2KOH+Cl2 KOCN+2KCl+H2O
(3)上述反應中,被氧化的元素是　 。
碳(或C)
【解析】 (3)KCN中C為+2價,KOCN中C為+4價,故被氧化的元素是C。
2
4
3
2
1
6
2課時作業3　氧化還原反應
(時間:30分鐘　滿分:70分)
一、選擇題(共11小題,每小題5分,共55分)
1.(2024·遼寧一模)下列說法涉及到氧化還原反應的個數是(　　)
①人工固氮　②漂白粉作消毒劑　③用酸性重鉻酸鉀溶液檢驗酒駕　④黑火藥爆炸　⑤鋁的表面生成致密氧化膜　⑥氫氧化鈉久置于空氣中表面發生潮解　⑦Fe(OH)3膠體的制備　⑧氨的實驗室制備　⑨農藥波爾多液不能用鐵質容器盛放　⑩鐵粉作食品袋內的脫氧劑
[A] 6 [B] 7 [C] 8 [D] 9
2.(2024·安徽高考適應性考試)敦煌壁畫是我國燦爛的藝術瑰寶,也是顏料應用的重要科技史料。下列有關我國傳統顏料主要成分的變化,發生氧化還原反應的是(　　)
[A] 骨白[Ca5(PO4)3(OH)]遇氟鹽轉化為Ca5(PO4)3F
[B] 鉛白[2PbCO3·Pb(OH)2]遇H2S得到黑色PbS
[C] 石綠[CuCO3·Cu(OH)2]受熱分解得到黑色CuO
[D] 石黃(As2S3和As4S4)在地表逐漸轉化為硫酸鹽
3.(2024·北京西城區一模)下列物質混合后,因發生氧化還原反應使溶液的pH減小的是(　　)
[A] 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體
[B] 向NaHCO3溶液中通入少量HCl氣體
[C] 向水中通入少量NO2氣體
[D] 向飽和H2S溶液中通入少量SO2氣體
4.陳述Ⅰ和陳述Ⅱ均正確且具有因果關系的是(　　)
選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ
[A] 用FeCl3溶液刻蝕銅質電路板 氧化性:Fe3+>Cu2+
[B] 用Na2O2作呼吸面具的氧氣來源 Na2O2能氧化CO2
[C] 用Na2S除去廢水中的Cu2+和Hg2+ Na2S具有還原性
[D] 用石灰乳脫除煙氣中的SO2 SO2具有氧化性
5.(2025·四川成都期中)ClO2是一種常用的消毒劑,可通過反應2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4制取,下列有關說法正確的是(　　)
[A] 還原性:ClO2>SO2
[B] 生成1 mol ClO2,轉移2 mol電子
[C] 氧化產物與還原產物的物質的量之比為 1∶2
[D] 若該反應通過原電池來實現,則ClO2是負極產物
6.(2025·河北衡水武強中學期中)某安全氣囊裝置如圖所示,其氣體發生劑主要含有NaN3、Fe2O3、NH4NO3等。已知產氣時發生的反應為2NaN32Na+3N2↑,該反應放出大量的熱。下列說法錯誤的是(　　)
[A] NH4NO3中含有離子鍵和極性共價鍵
[B] 13 g NaN3參與分解反應轉移的電子數為 0.6NA(NA為阿伏加德羅常數的值)
[C] NaN3在分解過程中既作氧化劑又作還原劑
[D] Fe2O3作氧化劑,消耗生成的金屬鈉
7.工業上以銅陽極泥(主要成分是Cu2Te)為原料提取碲,涉及反應:①Cu2Te+2O2+2H2SO42CuSO4+TeO2+2H2O,②TeO2+2SO2+2H2O2H2SO4+Te。下列說法正確的是(　　)
[A] Cu2Te中Cu是+2價
[B] 反應①中氧化劑是O2,氧化產物是TeO2
[C] 每制備1 mol Te理論上共轉移12 mol e-
[D] 氧化性強弱順序為O2>SO2>TeO2
8.氧化還原電對的標準電極電勢(φθ)可用來比較相應氧化劑的氧化性強弱,相關數據(酸性條件)如下表。
氧化還原電對 (氧化劑/還原劑) 電極反應式 φθ/V
Fe3+/Fe2+ Fe3++e-Fe2+ 0.77
I2/I- I2+2e-2I- 0.54
Cr2/Cr3+ Cr2+6e-+14H+2Cr3++7H2O 1.36
Br2/Br- Br2(l)+2e-2Br- 1.07
Co3+/Co2+ Co3++e-Co2+ 1.84
下列分析錯誤的是(　　)
[A] 氧化性:Cr2>Br2>Fe3+
[B] 向K2Cr2O7溶液中滴加CoCl2溶液,反應的離子方程式為Cr2+6Co2++14H+2Cr3++6Co3++7H2O
[C] 向淀粉KI溶液中滴加CoCl3溶液,溶液變藍色
[D] 向含有KSCN的FeBr2溶液中滴加少量氯水,溶液變紅色
9.已知氧化性:Fe3+>Cu2+。在含FeCl3、CuCl2各 1 mol 的混合溶液中加入鐵粉,充分反應后仍有固體存在,則對反應后的溶液判斷不正確的是(　　)
[A] 溶液中陽離子的物質的量為2 mol
[B] 滴加少量酸性高錳酸鉀溶液一定褪色
[C] 溶液中一定不含Fe3+
[D] 剩余固體中一定含銅
10.SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應后,再加入K2Cr2O7溶液,發生如下化學反應:①SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+;②Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。則下列有關說法錯誤的是(　　)
[A] 還原性:SO2>Fe2+>Cr3+
[B] 標準狀況下,若有3.36 L SO2參加反應,則最終消耗0.1 mol K2Cr2O7
[C] 反應②中,0.1 mol K2Cr2O7參加反應,轉移電子的數目為0.6NA(設NA表示阿伏加德羅常數的值)
[D] 由上述反應原理推斷:K2Cr2O7能將Na2SO3氧化成Na2SO4
11.(2024·天津南開區二模)相關研究表明,釩基催化劑的NH3SCR催化反應機理如圖所示,下列說法正確的是(　　)
[A] V4+是該反應的催化劑
[B] 各步反應均為氧化還原反應
[C] 反應②中存在極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成
[D] NH3SCR催化的總反應為4NH3+4NO+O24N2+6H2O
二、非選擇題(共1小題,共15分)
12.(15分,每空3分)氧化還原反應在工業生產、環保及科研中有廣泛的應用,請根據以上信息,結合自己所掌握的化學知識,回答下列問題。
Ⅰ.氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質,用CuSO4溶液和“另一物質”在40～50 ℃時反應可生成CuH。CuH具有的性質:不穩定,易分解,在氯氣中能燃燒;與稀鹽酸反應能生成氣體,Cu+在酸性條件下發生的反應是2Cu+Cu2++Cu。
(1)寫出CuH在氯氣中燃燒的化學方程式: 　。
(2)CuH溶解在稀鹽酸中生成的氣體是 (填化學式)。
(3)將CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的氣體只有NO,請寫出CuH溶解在足量稀硝酸中反應的離子方程式: 　　　　　　　　。
Ⅱ.釩性能優良,用途廣泛,有金屬“維生素”之稱。
(4)將廢釩催化劑(主要成分V2O5)與稀硫酸、亞硫酸鉀溶液混合,充分反應后生成VO2+等離子,該反應的化學方程式是 　。
(5)V2O5能與鹽酸反應產生VO2+和一種黃綠色氣體,該氣體能與Na2SO3溶液反應而被吸收,則S、Cl-、VO2+還原性由強到弱的順序是　　　　　　　　　　　。
課時作業3　氧化還原反應
1.B　①人工固氮是把氮氣轉化為氮元素的化合物,N化合價發生了變化,屬于氧化還原反應;②漂白粉作消毒劑是利用+1價Cl的強氧化性,所以屬于氧化還原反應;③用酸性重鉻酸鉀溶液檢驗酒駕的原理是利用橙紅色的重鉻酸鉀的強氧化性,與乙醇發生氧化還原反應,本身被還原為綠色的Cr3+,乙醇被氧化為乙酸;④黑火藥爆炸時炸藥中的碳、硫、氮元素化合價發生了變化,屬于氧化還原反應;⑤鋁的表面生成致密氧化膜,鋁元素和氧元素的化合價均發生了變化,屬于氧化還原反應;⑥氫氧化鈉久置于空氣中表面發生潮解,是氫氧化鈉吸收空氣中的水蒸氣,為物理變化,不屬于氧化還原反應;⑦Fe(OH)3膠體的制備,是利用氯化鐵為強酸弱堿鹽,發生水解生成氫氧化鐵膠體,無元素化合價變化,不屬于氧化還原反應;⑧氨的實驗室制備,是利用氯化銨固體與熟石灰共熱制取,該反應同時生成氯化鈣和水,無元素化合價變化,不屬于氧化還原反應;⑨農藥波爾多液不能用鐵質容器盛放,是因為鐵與硫酸銅發生置換反應,其中鐵元素和銅元素化合價均發生了變化,屬于氧化還原反應;⑩鐵粉作食品袋內的脫氧劑,是利用鐵的還原性,與氧化還原反應有關。綜上所述,與氧化還原反應有關的有①②③④⑤⑨⑩。
2.D　骨白[Ca5(PO4)3(OH)]遇氟鹽轉化為Ca5(PO4)3F,元素化合價沒有發生變化,不是氧化還原反應,故A不符合題意;鉛白[2PbCO3·Pb(OH)2]遇H2S得到黑色PbS,元素化合價沒有發生變化,不是氧化還原反應,故B不符合題意;石綠[CuCO3·Cu(OH)2]受熱分解得到黑色CuO,元素化合價沒有發生變化,不是氧化還原反應,故C不符合題意;石黃(As2S3和As4S4)在地表逐漸轉化為硫酸鹽,硫元素化合價發生變化,是氧化還原反應,故D符合題意。
3.C　向苯酚鈉溶液中通入少量CO2氣體,反應生成苯酚和碳酸氫鈉,沒有發生氧化還原反應,A不符合題意;向NaHCO3溶液中通入少量HCl氣體,生成碳酸鈉、二氧化碳和水,沒有發生氧化還原反應,B不符合題意;向水中通入少量NO2氣體,NO2與水反應生成硝酸和NO,發生了氧化還原反應,且溶液的pH減小,C符合題意;向飽和H2S溶液中通入少量SO2氣體,生成硫單質,發生了氧化還原反應,但溶液的pH增大,D不符合題意。
4.A　用FeCl3溶液刻蝕銅質電路板過程中發生反應2Fe3++CuCu2++2Fe2+,氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性,即氧化性Fe3+>Cu2+,A項正確;用Na2O2作呼吸面具的氧氣來源時,Na2O2自身發生歧化反應,未氧化CO2,B項錯誤;用Na2S除去廢水中的Cu2+和Hg2+是發生復分解反應的過程,與Na2S的還原性無關,C項錯誤;用石灰乳脫除煙氣中的SO2過程中,先生成CaSO3,后被O2氧化為CaSO4,與SO2的氧化性無關,D項錯誤。
5.C　2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4反應中,SO2是還原劑,ClO2是還原產物,還原性ClO26.B　NH4NO3是由N和N構成的,含有離子鍵、極性共價鍵,A正確;題給反應中Na由 +1價變為0價,電子轉移關系為2NaN3~2e-,13 g(0.2 mol)NaN3參與分解反應轉移的電子數為0.2NA,B錯誤;在NaN3分解過程中Na的化合價降低、N的化合價升高,故NaN3既作氧化劑又作還原劑,C正確;金屬鈉具有強還原性,會和氧化鐵發生氧化還原反應,反應中Fe2O3作氧化劑,消耗生成的金屬鈉,D正確。
7.C　Te為第ⅥA族元素,與Cu形成化合物時顯-2價,則Cu2Te中Cu為+1價,A項錯誤;反應①中,Cu和Te化合價均升高,則氧化產物為CuSO4和TeO2,B項錯誤;反應②中每生成1 mol Te,轉移4 mol e-,反應①中每生成1 mol TeO2,轉移8 mol e-,則每制備1 mol Te,理論上共轉移 12 mol e-,C項正確;根據反應①判斷,氧化劑的氧化性強于氧化產物,則O2氧化性強于TeO2,根據反應②判斷,TeO2為氧化劑,SO2為還原劑,則TeO2氧化性強于SO2,D項錯誤。
8.B　標準電極電勢越大,對應氧化劑的氧化性越強,氧化性Cr2>Br2>Fe3+,故A正確;Cr2的氧化性弱于Co3+,所以不能通過Cr2氧化Co2+得到Co3+,故B錯誤;Co3+的氧化性強于I2,向淀粉KI溶液中滴加CoCl3溶液,得到I2,溶液變藍色,故C正確;氧化性強弱關系為Cl2>Br2>Fe3+,所以Cl2先氧化Fe2+生成Fe3+,Fe3+與SCN-生成Fe(SCN)3,溶液變紅,故D正確。
9.A　在含FeCl3、CuCl2各1 mol的混合溶液中加入鐵粉,依次發生反應2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu,所以溶液中陽離子的物質的量大于2 mol,故A不正確;加入的鐵粉先與Fe3+反應,然后與Cu2+反應生成Cu,溶液中一定含Fe2+,所以滴加少量酸性高錳酸鉀溶液一定褪色,故B正確;反應后有固體存在,所以溶液中一定不含Fe3+,故C正確;反應后有固體存在,則Fe3+與Fe一定反應完全,Cu2+與Fe已開始反應或完全反應,則剩余固體中一定含銅,可能含鐵,故D正確。
10.B　還原劑的還原性大于還原產物的還原性,從反應①②中得到還原性SO2>Fe2+>Cr3+,A正確;n(SO2)==0.15 mol,由得失電子守恒可得關系式Cr2~6Fe2+~3SO2,消耗K2Cr2O7的物質的量為 0.05 mol,B錯誤;反應②中,Cr2中鉻元素從+6價下降為+3價,1個K2Cr2O7參加反應,轉移6個電子,則 0.1 mol K2Cr2O7參加反應,轉移電子的數目為0.6NA,C正確;氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,從反應①②得到氧化性K2Cr2O7>S,可推斷K2Cr2O7能將Na2SO3氧化成Na2SO4,D正確。
11.D　由題圖可知,V5+是反應的催化劑,V4+是中間產物,故A錯誤;反應①中沒有元素化合價的變化,屬于非氧化還原反應,故B錯誤;反應②中存在極性鍵的斷裂,極性鍵和非極性鍵的形成,但不存在非極性鍵的斷裂,故C錯誤;釩基催化劑的NH3SCR催化反應為催化劑作用下氨與一氧化氮、氧氣反應生成氮氣和水,總反應的化學方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故D正確。
12.【答案】 (1)2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl　
(2)H2
(3)CuH+3H++NCu2++2H2O+NO↑
(4)V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O
(5)S>Cl->VO2+
【解析】 (3)將CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的氣體只有NO,說明-1價H被氧化成+1價,對應的產物為水,則CuH溶解在足量稀硝酸中反應的離子方程式為CuH+3H++NCu2++2H2O+NO↑。
(4)將廢釩催化劑(主要成分V2O5)與稀硫酸、亞硫酸鉀溶液混合,亞硫酸鉀被V2O5氧化,充分反應后生成VO2+等離子,該反應的化學方程式為V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O。
(5)V2O5能與鹽酸反應產生VO2+和一種黃綠色氣體,Cl-是還原劑,VO2+是還原產物,該黃綠色氣體是氯氣,氯氣與Na2SO3溶液發生氧化還原反應,Na2SO3是還原劑,得到還原產物Cl-,根據氧化還原反應中還原劑的還原性強于還原產物可知,S、Cl-、VO2+還原性由強到弱的順序是S>Cl->VO2+。
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