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2023版 创新设计 高考总复习 化学 苏教版专题2 离子反应 氧化还原反应
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第三单元 氧化还原反应的 基本概念和规律
专题2 离子反应 氧化还原反应
夯·必备知识
提·关键能力
目录
CONTENTS
成·学科素养
练·高考真题
方法篇
1.氧化还原反应的本质和特征
一、氧化还原反应
电子
化合价
2.氧化还原反应概念之间的关系
记为:升失氧、降得还,剂性一致、其他相反。
氧化剂
还原剂
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
置换
化合
分解
复分解
4.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
请写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:
。
(2)单线桥法
请写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
。
【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)金属阳离子一定只具有氧化性( )(2)NO2溶于水发生氧化还原反应( )(3)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原( )(4)置换反应一定是氧化还原反应,化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应( )(5)NaHCO3+H2===HCOONa+H2O的反应中,NaHCO3被氧化( )(6)Na2O2与水的反应中,水是还原剂( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)×
1.常见氧化剂和还原剂
二、氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂及还原产物常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
Cl-
SO2
NO或NO2
Mn2+
Fe2+或Fe
Cr3+
(2)常见还原剂及氧化产物常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
Zn2+
H+
CO2
Fe3+
S
I2
(3)元素化合价处于中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂。
Fe
Fe2+
Fe3+
S
SO2
H2O
H2O2
O2
2.氧化性和还原性
(1)氧化性是指________的性质(或能力);还原性是指________的性质(或能力)。(2)最高价态微粒只有______性,最低价态微粒只有______性,中间价态微粒既有氧化性又有还原性。
得电子
失电子
氧化
还原
【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)强氧化剂与强还原剂混合一定能发生氧化还原反应( )(2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性( )(3)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼( )(4)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子数目的多少( )(5)处于最高价态元素的原子一定具有较强的氧化性( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
1.守恒规律
三、氧化还原反应的规律
在氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数______。氧化还原反应中价态归中,价态变化互不交叉,如H2S和H2SO4反应生成S和SO2的反应中,H2S转化为____。
2.转化规律
相等
S
3.强弱规律
一种氧化剂与多种还原剂反应时,将按照还原性由强到弱的顺序依次反应;一种还原剂与多种氧化剂反应时,将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。概括为:“强易弱难,先强后弱”。
【判一判】 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)氧化剂浓硝酸、浓硫酸参加反应时,氮、硫化合价分别降低1、2生成NO2、SO2,所以浓硫酸的氧化性强于浓硝酸( )(2)在H2O2+Cl2===2HCl+O2反应中,每生成32 g氧气,则转移2NA个电子( )(3)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热发生氧化还原反应,则分解产物可能是CrO3、N2和H2O( )(4)锌粉加入硝酸铁,硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁( )(5)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
考点二 物质氧化性、还原性强弱的比较
考点一 氧化还原反应的基本概念和关系
考点三 氧化还原反应的规律及应用
考点一 氧化还原反应的基本概念和关系
【典例1】 (2021·河南焦作模拟)磷酸铁锂电池是一种新型锂离子电池,LiFePO4是该电池的正极材料,它可通过反应Li2CO3+H2C2O4+2FePO4===2LiFePO4+H2O+3CO2↑制得。下列说法正确的是( )
A.LiFePO4中Fe的化合价为+3B.该反应中,H2C2O4作氧化剂C.由FePO4变成LiFePO4发生氧化反应D.该反应中转移0.1 mol电子时,可得到3.36 L(标准状况)CO2
D
解析 根据化合价规则可判断,LiFePO4中Fe的化合价为+2,选项A错误;该反应中C元素由+3价升高到+4价,Fe元素由+3价降低到+2价,则H2C2O4作还原剂,选项B错误;FePO4变成LiFePO4时, 元素化合价降低,属于还原反应,选项C错误;由反应可知,每转移2 mol电子生成3 mol CO2,则转移0.1 mol电子时,生成的CO2在标准状况下的体积为3.36 L,选项D正确。
题组一 氧化还原反应基本概念的判断1.实验室可用反应NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O制备N2,下列说法正确的是( )
A.NaNO2发生氧化反应B.NH4Cl中的氮元素被还原C.N2既是氧化产物,又是还原产物D.NaNO2具有还原性,NH4Cl具有氧化性
D
2.(2021·河北张家口高三入学考试)对Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2,下列说法错误的是( )
A.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1B.MnO(OH)中Mn的化合价为+3价C.MnO2在反应中被还原D.Zn是此反应中的还原剂
A
解析 Zn(OH)2为氧化产物,MnO(OH)是还原产物,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,故A错误;该化合物中氢氧根离子的化合价为-1价,氧的化合价为-2价,则依据化合物的化合价代数和为0可知,Mn元素的化合价为+3价,故B正确;MnO2作氧化剂,被还原,故C正确;Zn元素的化合价升高,作还原剂,故D正确。
题组二 氧化还原反应中电子转移的分析3.标明电子转移的方向和数目的化学方程式中:
(1)标注正确的是____________。(2)C项中氧化产物和还原产物的质量比为________。(3)D项中氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
答案 (1)D (2)5∶1 (3)2∶1
4.(2021·辽宁阜新模拟)SF4是有效的应用广泛的选择性有机氟化剂,工业上制备SF4的反应为3SCl2+4NaF===SF4+S2Cl2+4NaCl。下列说法错误的是( )
A.SF4为氧化产物,S2Cl2是还原产物B.SCl2和S2Cl2两种物质中硫元素的化合价不同C.该反应中,参加反应的还原剂和氧化剂物质的量之比为2∶1D.上述反应中,每产生1 mol SF4,转移电子的物质的量为2 mol
C
解析 由方程式可知,SCl2中硫元素化合价为+2,SF4中硫元素化合价为+4,则反应中硫元素的化合价升高被氧化,SF4为反应的氧化产物,S2Cl2中硫元素化合价为+1,则反应中硫元素的化合价降低被还原,S2Cl2是反应的还原产物,故A正确;SCl2中硫元素化合价为+2,S2Cl2中硫元素化合价为+1,则两种物质中硫元素的化合价不同,故B正确;由方程式可知,反应中SCl2既作氧化剂又作还原剂,由得失电子数目守恒可知,氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1,故C错误;由方程式可知,生成SF4时S元素化合价由+2变为+4,则每产生1 mol SF4,转移电子的物质的量为2 mol,故D正确。
考点二 物质氧化性、还原性强弱的比较
【典例2】 现有下列三个氧化还原反应:
A
题组一 利用方程式判断氧化性、还原性的强弱1.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3++2Ag ===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe3+
D
解析 在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
C
3.验证氧化性强弱Cl2>Br2>I2,设计如下实验。(已知:稀溴水呈黄色;浓溴水呈红棕色;碘水呈棕黄色;忽略氧气的影响)
题组二 氧化性、还原性强弱的实验探究
下列说法不正确的是( )A.实验①设计目的为:排除实验②③④水稀释的影响B.实验②发生反应为:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-C.实验③的现象可以证明氧化性:Cl2>I2D.实验④能证明氧化性:Br2>I2
D
解析 实验采用控制变量方法,因此实验①为对照实验,可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响,A正确;将氯水滴入KBr溶液中,发生置换反应:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,由于产生的溴水浓度较小,因此看到溶液变为黄色,B正确;将1 mL氯水加入KI溶液中,发生反应:Cl2+2I-===I2+2Cl-,产生的I2使溶液变为棕黄色,在反应中氧化剂是Cl2,氧化产物是I2,故可证明物质的氧化性:Cl2>I2,C正确;②反应后的溶液中可能含有过量的Cl2及反应产生的Br2,因此取②反应后的溶液加入KI淀粉混合溶液中,溶液变为蓝色,可能发生反应:Cl2+2I-===I2+2Cl-,也可能发生反应:Br2+2I-===I2+2Br-,I2遇淀粉溶液变为蓝色,该实验不能证明氧化性:Br2>I2,D错误。
判断物质氧化性、还原性强弱的常用方法❶根据化学方程式判断(1)氧化性∶ 氧化剂>氧化产物。(2)还原性∶ 还原剂>还原产物。❷根据反应条件和产物价态高低进行判断。
考点三 氧化还原反应的规律及应用
【典例3】 (2021·重庆一模)常温下,发生下列几种反应:
D
A.Pb3O4属于碱性氧化物B.Fe3+只有氧化性,Fe2+只有还原性C.酸性条件下,氧化性:Pb3O4<Cl2D.向FeBr2溶液中通入少量Cl2,Fe2+优先被氧化
解析 根据①反应可知:Pb3O4与酸反应时除产生盐和水外,还有Cl2产生。反应过程中元素化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应,因此Pb3O4不属于碱性氧化物,A错误;在Fe2+中Fe元素化合价为+2价,可以失去电子变为Fe3+,表现还原性,也可以得到电子变为Fe单质,表现氧化性,B错误;在反应①中Pb3O4表现氧化性,为氧化剂,Cl2为氧化产物,则物质的氧化性:Pb3O4>Cl2,C错误;根据③可知:物质的氧化性:Br2>Fe3+,则还原性:Fe2+>Br-。所以向FeBr2溶液中通入少量Cl2,还原性强的Fe2+优先被Cl2氧化,D正确。
题组一 氧化还原反应中的竞争反应1.已知氧化性Br2>Fe3+。向含溶质a mol 的FeBr2溶液中通入b mol Cl2,充分反应。下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:Fe2+>Br->Cl-B.当a≥2b时,发生的离子反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-C.当a=b时,反应后的离子浓度之比:c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶2∶2D.当3a≤2b时,发生的离子反应:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
C
解析 氧化性越强,相应离子的还原性越弱,故离子的还原性强弱:Fe2+>Br->Cl-,故A正确;a mol Fe2+消耗0.5a mol Cl2,当a≥2b时,只有Fe2+被氯气氧化,反应离子方程式为:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故B正确;当a=b时,由2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-可知,a mol Fe2+消耗0.5a mol Cl2,生成a mol Fe3+、a mol Cl-,由2Br-+Cl2===2Cl-+Br2可知,0.5a mol Cl2消耗a mol Br-,又生成a mol Cl-,溶液中剩余Br-为a mol,反应后离子浓度:c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶1∶2,故C错误;a mol Fe2+消耗0.5a mol Cl2,2a mol Br-消耗a mol Cl2,当3a≤2b时,Fe2+、Br-完全被氧化,发生离子反应:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-,故D正确。
2.现有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2===2FeCl3③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( )A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
C
题组二 价态转化规律的应用3.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
A
解析 由①得出Q中价态高于G,因为G必介于Q和-1价的氯元素之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y介于Q与G之间,故有Q价态高于Y,Y价态高于G;分析②:H2O中的H元素化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X价态高于Q;最后分析④:Z介于Q、X之间,则X价态高于Z,Z价态高于Q。
价态归中(转化)规律思维模型含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
方法篇 物质氧化性、还原性的实验探究设计
【方法导引】以H2O2氧化性、还原性的实验探究为例
【模板建构】
【迁移应用】某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性;实验试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。(1)实验记录(按编号填写):
实验结论: ____________________________________________。(2)根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有:__________(多选)。A.Cl2 B.Na C.Na+ D.Cl- E.SO2 F.NO2
1.(2020·北京卷)下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是( )
D
A.用石灰乳脱除烟气中的SO2B.用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]处理污水C.用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O)D.用84消毒液(有效成分NaClO)杀灭细菌
解析 石灰乳与SO2反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙和水,属于非氧化还原反应,A不符合题意;明矾净水是利用Al3+水解生成Al(OH)3胶体,属于非氧化还原反应,B不符合题意;酸与铁锈反应是酸的典型性质,属于非氧化还原反应,C不符合题意;84消毒液具有强氧化性,可将细菌氧化从而杀灭细菌,利用了氧化还原反应,D符合题意。
A.NH3中H元素被氧化B.NO2在反应过程中失去电子C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3
D
2.(2021·浙江1月选考)关于反应8NH3+6NO2===7N2+12H2O,下列说法正确的是( )
解析 氨气中氢元素化合价在反应前后未发生变化,A错误;在反应过程中NO2中氮元素化合价降低,得到电子,B错误;NH3中氮元素化合价升高,被氧化,是还原剂,NO2中氮元素化合价降低,被还原,是氧化剂,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3,C错误;氧化产物由还原剂得到,还原产物由氧化剂得到,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶3,D正确。
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1
B
解析 根据化合价变化可找出氧化剂和还原剂,氧化剂得电子化合价降低,则二氧化锰是氧化剂,氧化剂对应的生成物是还原产物,则MnCl2为还原产物;还原剂失电子化合价升高,则HCl为还原剂,还原剂对应的生成物是氧化产物,则Cl2为氧化产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1。
I2的一种制备方法如下图所示:
4.(2021·全国甲卷节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。
通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为________________________;若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时,氧化产物为________;当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5后,单质碘的吸收率会降低,原因是___________________________________________________________________。
答案 FeI2+Cl2===I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被进一步氧化
1.下列说法中正确的是( )
B
A.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂B.置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应C.有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应D.氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原
解析 氧化还原反应中的反应物可以既不是氧化剂,也不是还原剂,例如氯气和氢氧化钠反应等,A错误;一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应是置换反应,因此置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,因此复分解反应一定不是氧化还原反应,B正确;有单质参加或有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应,例如氧气转化为臭氧等,C错误;氧化还原反应中有一种元素被氧化时,不一定有另一种元素被还原,也可以是同一种元素之间的氧化还原反应,D错误。
2.已知X和Y是两种单质:X+Y―→X2++Y2-。下列叙述正确的是( )
C
①X被氧化 ②X是氧化剂 ③Y2-是还原产物 ④X2+具有氧化性 ⑤Y2-具有还原性 ⑥Y单质氧化性比X2+氧化性强A.①②③ B.①②⑥ C.①③④⑤⑥ D.①③④⑤
解析 根据X化合价升高被氧化,得X是还原剂,X2+是氧化产物;Y化合价降低被还原,Y是氧化剂,Y2-是还原产物;氧化剂和氧化产物都有氧化性,还原剂和还原产物都有还原性,正确的是①③④⑤⑥,故C正确。
C
下列有关该反应的说法中,正确的是( )
解析 根据方程式中元素的化合价的变化进行判断,Al元素的化合价升高,被氧化,A项错误;生成3 mol N2 电子转移为30NA,标准状况下6.72 L为0.3 mol 电子转移为3NA,B项错误;单线桥上应标注电子总数,并且不注明得失,D项错误。
4.关于反应3FeSO4+2O3+3NO===Fe2(SO4)3+Fe(NO3)3,下列说法不正确的是( )
D
A.NO中N元素被氧化B.O3在反应过程中得到电子C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶1D.Fe2(SO4)3既是氧化产物又是还原产物
解析 NO中N元素化合价从+2价升高到+5价,失去3个电子,N元素被氧化,A正确;O3中氧元素化合价从0价降低到-2价,在反应过程中得到电子,B正确;铁元素化合价从+2价升高到+3价,失去电子,被氧化,所以反应中氧化剂是臭氧,还原剂是硫酸亚铁和NO,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为(3+3)∶2=3∶1,C正确;根据选项B、C分析可知Fe2(SO4)3是氧化产物,硝酸铁既是氧化产物又是还原产物,D错误。
5.已知反应:O3+2I-+H2O===O2+I2+2OH-,下列说法错误的是( )
A
解析 O3变O2未发生化合价变化。
6.下列叙述中错误的是( )
C
A.相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱B.在CO2中,镁燃烧生成MgO和C。在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越强D.将KI和FeCl3溶液在试管中混合,加入CCl4,振荡,静置,下层溶液显紫红色,说明氧化性:Fe3+>I2
解析 A根据常见金属离子氧化性顺序可知正确。B中Mg是还原剂,C为还原产物,所以还原性Mg强于C。C中Cl-的还原性强于F-,但F-水解能力强,故C错。D中现象说明发生了反应2FeCl3+2KI===2KCl+2FeCl2+I2,说明氧化性:Fe3+>I2。
7.在强碱性条件下,可以利用如下反应原理合成Fe/Fe3O4磁性材料:4Fe2++8OH-===Fe+Fe3O4+4H2O,下列说法正确的是( )
C
A.上述反应Fe2+只作氧化剂B.上述反应氧元素被还原C.上述反应中生成1 mol Fe时转移2 mol 电子D.上述反应中Fe3O4为还原产物
解析 反应中一半的Fe2+化合价升高,四分之一的Fe2+化合价降低,Fe2+既是氧化剂又是还原剂,A错误;铁元素既被氧化又被还原,B错误;通过分析离子方程式知,生成1 mol Fe时转移2 mol电子,C正确;化合价升高被氧化,Fe3O4为氧化产物,D错误。
8.已知:①向KMnO4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。下列判断正确的是( )
A
9.(2021·浙江选考)关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
D
A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol 电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
解析 该物质中I元素的化合价降低,发生得电子的反应,发生还原反应,A错误;KI中的I-由HI变化而来,化合价没有发生变化,KI既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;12.7 g I2的物质的量为0.05 mol,根据反应方程式,每生成4 mol I2转移7 mol 电子,则生成0.05 mol I2时转移电子的物质的量为0.087 5 mol,C错误;反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7 mol HI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7∶1,D正确。
10.(2021·湖南适应性考试)已知反应:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,下列关于该反应说法错误的是( )
B
A.氧化性:NaClO3>Cl2B.当反应中有2 mol e-转移时,被氧化的HCl为4 molC.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2D.产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌
解析 由题意可知,氯酸钠是氧化剂,氯气是氧化产物,在同一个氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性:NaClO3>Cl2,故A不选;当反应中有2 mol e-转移时,氯化氢中氯元素的化合价由-1升高到0,则被氧化的HCl为2 mol,故B选;Cl2是氧化产物,ClO2是还原产物,由化学方程式可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,故C不选;产物ClO2和Cl2都具有氧化性,可以用于自来水消毒杀菌,故D不选。
11.过氧化氢水溶液俗名双氧水,医疗上利用它杀菌消毒的作用来清洗伤口。根据下列反应回答问题:
D
(1)上述反应中,H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号,下同)____________,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是____________,H2O2体现酸性的反应是____________。
C
A
(2)上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序是________________________。(3)储存过氧化氢的试剂瓶上最适合贴上的一个标签是____________(填序号)。
Ag2O>H2O2>K2CrO4
B
C
0.6
12.ClO2是一种消毒、杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO4===2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。回答下列问题:
(1)该反应中氧化产物的化学式是____________;被还原的元素是____________。(2)若反应共产生了4.48 L气体(标准状况),则反应转移电子的物质的量为________ mol,消耗的还原剂的物质的量为________ mol。
CO2
Cl
0.1
0.05
(3)用双线桥标出上述反应的电子转移情况________________________________________________________________2KClO3+H2C2O4+H2SO4===2ClO2+K2SO4+2CO2↑+2H2O(4)标准状况下44.8 mL的ClO2气体恰好能与50 mL 0.1 mol/L的Na2SO3溶液完全反应,生成Na2SO4,氯元素在产物中的化合价为____________。
-1
解析 (1)Cl元素的化合价降低,得到电子被还原,C元素的化合价由+3价升高到+4价,则H2C2O4为还原剂,氧化产物是二氧化碳;(2)若反应共产生了4.48L气体(标准状况),气体的物质的量为0.2 mol,则二氧化碳和二氧化氯各0.1 mol,而生成1 mol 的二氧化碳转移1 mol 的电子,所以转移电子的物质的量为0.1 mol,消耗还原剂H2C2O4的物质的量为0.1×0.5 mol =0.05 mol;(3)Cl元素的化合价由+5价降低为+4价得到电子被还原,C元素的化合价由+3价升高到+4价,所以反应的电子转移情况
13.某金属冶炼厂排放的SO2气体用酸性Fe2(SO4)3溶液吸收,然后通入空气使吸收液再生后循环利用。下列说法错误的是( )
C
14.(2021·河北保定一模)硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx),为保护环境,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3[Ce中文名“铈”]的混合溶液中实现无害化处理,其转化过程如图。下列说法正确的是( )
C
A.过程Ⅰ发生反应的离子方程式:H2+Ce4+===2H++Ce3+B.处理一段时间后,混合溶液中Ce3+和Ce4+浓度不变C.该转化过程的实质为NOx被H2还原D.x=1时,过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
解析 过程Ⅰ发生反应的离子方程式:H2+2Ce4+===2H++2Ce3+,故A错误;Ce3+和Ce4+是反应的催化剂,参与反应但是量不变,浓度在变化,故B错误;总反应:2NOx+2xH2===2xH2O+N2↑,NOx的化合价降低被还原,该转化过程的实质为NOx被H2还原,故C正确;总反应:2NOx+2xH2===2xH2O+N2↑,x=1时,过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,故D错误。
15.HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物,试回答下列问题:
D
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是________(填字母)。A.亚硝酸盐被还原 B.维生素C是还原剂C.维生素C将Fe3+还原为Fe2+ D.亚硝酸盐是还原剂
(2)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式:________________________________________________________________。(3)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4,若用反应所得的酸性溶液,将Fe2+转化为Fe3+,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是________(填字母)。a.Cl2 b.Fe c.H2O2 d.HNO3
c
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强,主要反应:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,则:①该反应中的氧化剂是____________,还原剂是____________________。②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用_______________________________________________________________________________________________________________________。
Na2O2、FeSO4
Na2O2
高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
解析 (1)服用维生素C可以解毒,说明在维生素C作用下Fe3+又转化为Fe2+,Fe元素化合价降低,被还原,则维生素C具有还原性,而亚硝酸盐会导致Fe2+转化为Fe3+,说明亚硝酸盐具有氧化性,在反应中亚硝酸盐为氧化剂,所以维生素C是还原剂。(3)Cl2、HNO3都能氧化亚铁离子,但引入新的杂质,铁不能氧化亚铁离子,双氧水的还原产物是水,不引入杂质,所以最佳试剂是双氧水。(4)该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价,①得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂,所以Na2O2是氧化剂,Na2O2、FeSO4是还原剂;②K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价,具有强氧化性,且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质。
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