2022高考化学一轮专题复习 第6讲 氧化还原反应的基本概念
展开考点1 氧化还原反应的相关概念及表示方法
授课提示:对应学生用书第32页
1.氧化还原反应的本质和特征
2.氧化还原反应的相关概念
用双线桥法标出MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O反应电子转移的方向和数目:
此反应中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,还原产物是MnCl2,MnO2发生还原反应,HCl发生氧化反应;生成1 ml Cl2时转移电子数目为2NA,被氧化的HCl的物质的量是2 ml,盐酸表现的性质是还原性和酸性。
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
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:
(2)常见还原剂
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:
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性:
其中Fe2+、SOeq \\al(2-,3)(H2SO3)主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
1.根据教材必修1 P37学与问,尝试将4种基本反应类型和氧化还原反应的关系用图示表示出来。
2.根据教材必修1 P38习题7题,分析A~D项中,不属于四种基本反应类型的氧化还原反应是 。
1.提示:
2.C
(1)含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性。(×)
(2)金属阳离子一定只具有氧化性。(×)
(3)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。(×)
(4)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。(×)
(5)反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑与反应Cl2+H2OHCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。(×)
(6)电子转移的方向和数目:
(√)
1.思维建模:氧化还原反应概念之间关系的归纳与整合
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
2.规范答题:电子转移表示方法的归纳总结
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头,③算数目,④说变化。
(2)单线桥法:箭头由失去电子原子指向得到电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”“失去”字样。
题组一 生产、生活中氧化还原反应的判断
1.下列应用不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.酸雨的形成 B.根瘤菌固氮
C.氨碱法制纯碱 D.电池放电
答案:C
2.分析生产、生活中的下列过程,涉及氧化还原反应的是________(填序号)。
①铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈
②缺铁性贫血服用补铁剂时,需与维生素C同时服用
③将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉
④从海水中提取氯化镁
答案:①②③
题组二 氧化还原反应与4种基本反应类型
3.下列反应属于氧化还原反应的是________(填序号,下同),属于化合反应的是________,属于分解反应的是________,属于置换反应的是________________,属于复分解反应的是________。
①Cu2S+O2eq \(=====,\s\up7(△))2Cu+SO2
②3O2eq \(=====,\s\up7(放电))2O3
③Fe2O3+3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO+CO2↑
⑥2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑
⑦SO3+H2O===H2SO4
⑧2Fe+3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3
⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑
⑪IBr+H2O===HIO+HBr
答案:①③④⑥⑧⑩ ⑦⑧ ⑤⑥ ①④ ⑨⑪
题组三 氧化还原反应基本概念的判断
4.在下列反应中,HCl作还原剂的是______(填序号,下同),HCl作氧化剂的是______,HCl为还原产物的是______。
①KOH+HCl===KCl+H2O
②2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
③Cl2+H2OHCl+HClO
④2NaCl+H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))Na2SO4+2HCl↑
⑤Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
答案:② ⑤ ③
题组四 电子转移的表示方法及其应用
5.用双线桥法标出下列反应电子转移的方向及数目:
(1)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
________________________________________________________________________。
(2)KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O
________________________________________________________________________。
(3)H2S+H2SO4(浓)===SO2↑+S↓+2H2O
________________________________________________________________________。
答案:(1)
(2)
(3)
6.用单线桥法标出下列反应电子转移的方向及数目:
4FeS2+11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3+8SO2
________________________________________________________________________。
答案:
题组五 新素材命题
7.目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应生成CO2和N2。回答下列问题:
问题1:汽车尾气中的CO来源于石油的燃烧,那尾气中的NO是如何产生的呢?是否也来自石油的燃烧呢?产生NO的反应是氧化还原反应吗?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
问题2:写出在催化器中汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应生成CO2和N2的化学方程式,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;该反应对减少汽车尾气污染有何作用?(素养角度——变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任)
答案:问题1 提示:石油的主要成分是烃,只含C、H两种元素,燃烧时不能产生NO。在汽车发动机的气缸中,空气中的N2和O2在火花塞放电的情况下化合生成NO,对应的方程式为N2+O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO,该反应存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应。
问题2 提示:2CO+2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2+N2,NO为氧化剂,CO为还原剂,CO2为氧化产物,N2为还原产物,该反应将大气污染物CO和NO转化为无污染的N2和CO2,有利于环境保护。
考点2 氧化性、还原性强弱的比较
授课提示:对应学生用书第34页
1.氧化性、还原性
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)元素价态与氧化性、还原性的关系:
最高价态——只有氧化性,如:Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2+、S、Cl2等。
(3)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断:
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物。
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
示例:有以下反应:
①H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4;
②2FeCl3+2HI===2FeCl2+I2+2HCl;
③3FeCl2+4HNO3===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3。
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断:
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化
剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,
氧化性:KMnO4>MnO2。
(3)依据相同条件下氧化还原反应的程度判断:
不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:
eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\c1(2Fe+3Cl2\(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3,Fe+S\(=====,\s\up7(△))FeS))→eq \x(氧化性:Cl2>S)
(1)强氧化剂与强还原剂混合不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)难失电子的物质一定易得电子。(×)
(5)NO2和NH3之间可能发生反应产生N2。(√)
(6)含硫化合物X、Y的转化关系S+NaOH―→X+Y+H2O(未配平)中,硫单质的化合价最低。(×)
(7)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。(×)
(8)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO。(×)
方法归纳:根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3,还原性:浓HCl>稀HCl。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。
题组一 依据方程式判断氧化性、还原性强弱
1.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:
Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+
Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+
由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+
C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+
答案:A
2.根据反应①→④,可以判断下列4种物质的氧化性由强到弱的正确顺序是( )
①Cl2+2KI===2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
④H2S+I2===S+2HI
A.S>I2>Fe3+>Cl2B.Cl2>Fe3+>I2>S
C.Fe3+>Cl2>S>I2D.Cl2>I2>Fe3+>S
解析:根据同一反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,判断各物质的氧化性强弱。①中氧化剂是Cl2,氧化产物是I2,Cl2的氧化性强于I2的氧化性;②中氧化剂是Cl2,氧化产物是FeCl3,所以Cl2的氧化性强于FeCl3的氧化性;③中氧化剂是FeCl3,氧化产物是I2,FeCl3的氧化性强于I2的氧化性;④中氧化剂是I2,氧化产物是S,I2的氧化性强于S的氧化性。各物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Fe3+>I2>S。
答案:B
题组二 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生
3.已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2+,C2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.C2O3+6HCl(浓)===2CCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
解析:氧化还原反应发生的条件是强氧化剂+强还原剂―→弱还原剂+弱氧化剂。由于Fe3+氧化性强于I2,所以FeI3不存在,A中反应不可能发生;B、C、D中反应符合氧化还原反应规律,所以可以发生。当n(Cl2)∶n(FeI2)=1∶1时即发生B项的反应。
答案:A
4.现有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+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.Cl2B.KMnO4
C.FeCl3D.HCl
解析:根据所给方程式判断氧化性顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,HCl不具备氧化I-的能力,而Cl2除能氧化I-外,还能氧化Fe2+,KMnO4能氧化I-、Cl-、Fe2+,不符合题意,故选C。
答案:C
假设法判断氧化还原反应能否发生
eq \x(\a\al(先假,设反,应成,立))⇒eq \x(\a\al(根据氧化性:氧化剂>氧,化产物,还原性:还原剂>,还原产物规律,列出假设,反应中的上述关系))⇒eq \x(\a\al(根据题干条,件判断:符合,则反应成立,,否则不成立))
题组三 外界条件与物质的氧化性、还原性
5.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2和NaOH溶液 ⑥Fe和HNO3溶液 ⑦Fe和H2SO4溶液 ⑧Na和O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是________(填序号,下同)。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是________。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是________。
答案:(1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
氧化还原反应的规律及应用
授课提示:对应学生用书第35页
规律一 “价态归中,互不交叉”规律
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如图。
规律二 歧化反应规律
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
规律三 先后规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时eq \(―――――→,\s\up7(加入氧化剂),\s\d5( ))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时eq \(―――――→,\s\up7(加入还原剂),\s\d5( ))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Fe粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以Fe粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。
[考能突破练]
1.在KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A.1∶6 B.6∶1
C.1∶5D.5∶1
解析:KClO3中的Cl元素和HCl中的Cl元素发生归中反应,生成零价态的Cl2,用双线桥法标出电子得失情况如:可知,HCl(浓)中的Cl元素化合价升高被氧化,KClO3中的Cl元素化合价降低被还原,且原子个数之比为 5∶1。
答案:D
2.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):
①G―→Q+NaCl ②Q+H2Oeq \(―――→,\s\up7(电解),\s\d5( ))X+H2 ③Y+NaOH―→G+Q+H2O ④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是( )
A.G、Y、Q、Z、XB.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、GD.G、Q、Y、Z、X
解析:由①得出Q价态高于G,因为G必介于Q和-1 价的Cl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。
答案:A
3.已知在热的碱性溶液中,NaClO发生反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是( )
A.NaCl、NaClOB.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3D.NaClO3、NaClO4
答案:B
4.L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质 Q中氮元素的化合价低。在一定条件下,它们会发生如下的转化(关系式未配平):
①P+A―→Q+B ②L+O2―→M+H2O ③L+M―→R+H2O ④B+H2O―→A+O2
(1)若五种含氮元素的物质中,有一种是硝酸,则硝酸是________,理由是________________________________________________________________________。
(2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下,加热到一定温度时方能发生,此反应在化工生产上有重要用途,据此推断在同温同压下,若物质R密度比空气的密度小,则R的化学式为________。
(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转换的关系式:
Ⅰ.M+P―→N2O3+H2O;
Ⅱ.N2O4+H2O―→P+Q;
Ⅲ.M+L―→Q+H2O。
其中一定不可能实现的是________,理由是__________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)P P中氮元素的化合价最高 (2)N2
(3)Ⅲ 氮元素价态:Q>M>L,根据氧化还原反应规律,M与L反应,不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质Q
5.按要求书写离子方程式:
(1)向FeBr2溶液中通入少量Cl2:
________________________________________________________________________。
(2)向FeBr2溶液中通入等量Cl2:
________________________________________________________________________。
(3)向FeBr2溶液中通入过量Cl2:
________________________________________________________________________。
答案:(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
常用的氧化性、还原性强弱顺序
1.氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2>Br2>Fe3+>I2。
2.还原性:S2->SOeq \\al(2-,3)(SO2)>I->Fe2+>Br->Cl-。
授课提示:对应学生用书第36页
1.(2020·新高考山东卷)下列叙述不涉及氧化还原反应的是( )
A.谷物发酵酿造食醋
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
解析:谷物发酵的过程中包含淀粉水解、葡萄糖转化为乙醇、乙醇氧化为乙酸的过程;小苏打分解的化学方程式为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,不是氧化还原反应;含氯消毒剂有强氧化性,可用于环境消毒;NO2与水发生反应3NO2+H2O===NO+2HNO3,是氧化还原反应。
答案:B
2.(2020·浙江7月选考)反应MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )
A.1∶2 B.1∶1
C.2∶1D.4∶1
答案:B
3.(2019·高考浙江卷)反应8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( )
A.2∶3 B.8∶3
C.6∶3D.3∶2
解析:反应中NH3并没有全部被氧化,根据生成N2的量可知被氧化的NH3的量占NH3总量的eq \f(1,4),被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为2∶3,故选A。
答案:A
4.(2019·高考北京卷)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
解析:A错:除杂时发生的反应为Fe+2FeCl3===3FeCl2,该反应属于氧化还原反应。B对:除杂时发生的反应为MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl、NaOH+HCl===NaCl+H2O,上述两个反应均不属于氧化还原反应。C错:Cl2能溶于水且发生反应Cl2+H2OHCl+HClO,除杂试剂选用错误。D错:除杂时发生的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO,该反应为氧化还原反应。
答案:B
5.(2019·高考全国卷Ⅲ)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCyMnzO2,其中Ni、C、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=eq \f(1,3)时,z=________。
解析:根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则,求得z=eq \f(1,3)。
答案:eq \f(1,3)
课时作业 单独成册 对应学生用书第315页
[A组 基础题组]
1.下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C.工业上利用合成氨实现人工固氮
D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
解析:A中Na2O2发生自身氧化还原反应;B、C中均有元素化合价的变化;D为复分解反应,元素化合价没有变化,属于非氧化还原反应。
答案:D
2.下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是( )
A.用葡萄糖制镜或保温瓶胆
B.用漂白液杀菌、消毒
C.用Na2SiO3溶液制备木材防火剂
D.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
解析:葡萄糖与银氨溶液发生氧化还原反应,生成银单质,葡萄糖作还原剂被氧化,故不选A;用漂白液杀菌、消毒利用了NaClO的强氧化性,故不选B;用Na2SiO3溶液制备木材防火剂不发生氧化还原反应,与氧化性或还原性无关,故选C;高锰酸钾可氧化具有催熟作用的乙烯,从而达到保鲜水果的目的,故不选D。
答案:C
3.下列氧化还原反应中氧化剂和还原剂不是同一种物质的是( )
A.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
B.3Cl2+6NaOHeq \(=====,\s\up7(△))5NaCl+NaClO3+3H2O
C.2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑
D.H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
解析:D为不同物质间S元素化合价的变化。
答案:D
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.Cl2+2NaI===2NaCl+I2
B.CH4+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2+2H2O
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑
解析:阴影3所表示的反应类型为氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型。A为置换反应,错误;C为化合反应,错误;D为分解反应,错误。
答案:B
5.常温下,下列各组离子在指定溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A.无色溶液中:Na+、Cl-、MnOeq \\al(-,4)、SOeq \\al(2-,4)
B.含有大量Fe3+的溶液中:K+、Mg2+、NOeq \\al(-,3)、SCN-
C.0.1 ml·L-1硫酸溶液中:Al3+、K+、S2Oeq \\al(2-,3)、Br-
D.使酚酞变红色的溶液:COeq \\al(2-,3)、Cl-、AlOeq \\al(-,2)、K+
解析:A中MnOeq \\al(-,4)有颜色,B中Fe3+与SCN-发生络合反应,C中S2Oeq \\al(2-,3)在酸性条件下发生歧化反应,D可以大量共存。
答案:C
6.O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 ml电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
解析:A.O元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产物,错误;B.在反应中O2F2中的O元素的化合价降低,获得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的S元素的化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,所以H2S是还原剂,错误;C.外界条件不明确,不能确定HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D.根据化学反应方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4,正确。
答案:D
7.(2021·上海闵行检测)FeCl3溶液吸收H2S的原理为2Fe3++H2S===2Fe2++2H++S↓。下列说法正确的是( )
A.H2S作氧化剂
B.还原性:H2S>Fe2+
C.Fe3+发生氧化反应
D.每消耗1 ml H2S时转移4NA个电子
解析:H2S―→S,硫元素化合价升高,发生氧化反应,H2S作还原剂,A错误;H2S作还原剂,Fe2+为还原产物,还原性:H2S>Fe2+,B正确;Fe3+―→Fe2+,化合价降低,Fe3+发生还原反应,C错误;根据方程式可知,该反应转移2NA个电子时,消耗1 ml H2S,D错误。
答案:B
8.下列叙述错误的是( )
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。
答案:C
9.(2021·河北衡水检测)已知:①2Fe3++2I-===I2+2Fe2+;②2Fe3++Fe===3Fe2+;③2Fe(OH)2+I2+2OH-===2Fe(OH)3+2I-。根据以上反应判断,下列说法正确的是( )
A.I-的还原性强于Fe
B.I2的氧化性强于Fe3+
C.③易发生的主要原因是Fe(OH)3比Fe(OH)2更难溶
D.溶液酸碱性对Fe3+和Fe2+的氧化性或还原性没有影响
解析: 由①可知还原性:I->Fe2+,由②可知还原性:Fe>Fe2+,无法判断I-和Fe的还原性强弱,A项错误;由①可知氧化性:Fe3+>I2,B项错误;由③可知,碱性条件下I2能将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3,所以溶液酸碱性对Fe3+和Fe2+的氧化性或还原性有影响,D项错误。
答案:C
10.(2021·河南信阳检测)在酸性介质中,往MnSO4溶液里滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生如下反应:Mn2++S2Oeq \\al(2-,8)+H2O―→MnOeq \\al(-,4)+SOeq \\al(2-,4)+H+(未配平)。下列说法不正确的是 ( )
A.可以利用该反应检验Mn2+
B.氧化性:S2Oeq \\al(2-,8)>MnOeq \\al(-,4)
C.该反应中酸性介质可以为盐酸
D.若有0.1 ml氧化产物生成,则转移电子0.5 ml
解析:在酸性条件下,加入(NH4)2S2O8溶液,如果溶液变为紫红色,说明原溶液中含有Mn2+,故A正确;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,S2Oeq \\al(2-,8)为氧化剂,MnOeq \\al(-,4)为氧化产物,因此S2Oeq \\al(2-,8)的氧化性强于MnOeq \\al(-,4),故B正确;MnOeq \\al(-,4)具有强氧化性,能把Cl-氧化成Cl2,因此酸性介质不能是盐酸,故C错误;氧化产物是MnOeq \\al(-,4),生成0.1 ml MnOeq \\al(-,4)转移电子物质的量为0.1×(7-2) ml=0.5 ml,故D正确。
答案:C
11.按要求填空。
(1)在Fe、Fe2+、Fe3+、H+中,
①只有氧化性的是________;
②只有还原性的是________;
③既有氧化性又有还原性的是________。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3―→N2O3+H2O,
②NH3+NO―→HNO2+H2O,
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2。
在②③反应中一定不可能实现的是________;在反应①中氧化剂是________,还原剂是________,若该物质消耗30 g,转移电子________ml。
解析:(2)若含有同种元素不同价态的两种物质发生氧化还原反应时,生成物中该元素的价态应介于两种反应物价态之间。②式反应物中的氮元素化合价分别为-3价和+2价,生成物中氮元素的化合价为+3价,所以②式不能实现。在反应①eq \(N,\s\up6(+2))O+Heq \(N,\s\up6(+5))O3―→eq \(N,\s\up6(+3))2O3+H2O中,根据元素的化合价变化可知HNO3为氧化剂,NO为还原剂,当有30 g NO(即1 ml)消耗时,转移电子的物质的量为1 ml×1=1 ml。
答案:(1)①Fe3+、H+ ②Fe ③Fe2+ (2)② HNO3 NO 1
12.过氧化氢俗名双氧水,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:
A.Na2O2+2HCl===2NaCl+H2O2
B.Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑
D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
(1)上述反应中,H2O2仅体现氧化性的反应是________(填字母,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__________。
(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________(填字母)。
(4)某强酸反应体系中发生的一个氧化还原的离子反应,反应物和生成物共六种微粒:O2、MnOeq \\al(-,4)、H2O、Mn2+、H2O2、H+。已知该反应中H2O2只发生了如下过程:H2O2→O2。
①反应体系选择的酸是________(填字母)。
A.盐酸 B.浓硫酸 C.稀硫酸 D.醋酸
②如果上述反应中有6.72 L(标准状况)气体生成,转移的电子为________ ml。
答案:(1)D C A (2)Ag2O>H2O2>K2CrO4
(3)B (4)①C ②0.6
[B组 提升题组]
13.实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2的过程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.X中大量存在的阴离子有Cl-和OH-
B.NH3和NCl3中N元素的化合价相同
C.NaClO2变成ClO2发生了氧化反应
D.制取1 ml ClO2至少需要eq \f(1,6) ml NH4Cl
解析:NaClO2溶液与NCl3溶液发生氧化还原反应,由于有氨气产生,所以反应物必然有H2O,相应地就会生成NaCl、NaOH,溶液X中大量存在的阴离子有Cl-和OH-,A项正确;NH3和NCl3中N元素的化合价分别为-3和+3,B项不正确;NaClO2―→ClO2,氯元素化合价从+3升高为+4,发生了氧化反应,C项正确;根据反应NH4Cl+2HCleq \(=====,\s\up7(通电))3H2↑+NCl3、6NaClO2+NCl3+3H2O===6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH知,制取1 ml ClO2至少需要eq \f(1,6) ml NH4Cl,D项正确。
答案:B
14.向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。有关说法不正确的是( )
A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况
B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 ml·L-1
C.当通入Cl2 2 ml时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
D.原溶液中:n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
解析:还原性强弱顺序为I->Fe2+>Br-,所以Cl2最先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后氧化Br-。图中AB线段表示I-的变化情况,氧化I-需氯气 1 ml,则I-为 2 ml;BC线段表示Fe3+的变化情况,氧化Fe2+需氯气2 ml,则Fe2+为4 ml;DE线段表示Br-的变化情况,氧化Br-需氯气3 ml,则Br-为6 ml。当通入Cl2 2 ml 时,氧化的I-和Fe2+均为2 ml,所以C中的离子方程式是正确的。因不知溶液的体积,无法求算FeBr2的浓度,则B错误。
答案:B
15.在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液变为黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是________(填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是________。
(2)现提供以下试剂:
A.酸性高锰酸钾溶液 B.氢氧化钠溶液
C.四氯化碳 D.硫氰化钾溶液
请判断哪位同学的推断是正确的,并用两种方法加以验证,写出选用试剂的字母编号及实验中观察到的现象。
(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是________。若选用淀粉碘化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的,你认为是否可行?__________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(2)由于Br2的氧化性大于Fe3+,因此Br2可将Fe2+氧化为Fe3+,故乙同学的推断是正确的,若要证明此推断,只需要检验混合物中不含有溴单质或含有Fe3+即可。证明不含溴单质可用四氯化碳萃取后观察有机层颜色,证明含有Fe3+可用硫氰化钾溶液。(3)根据题述实验可知,还原性:Fe2+>Br-,所以在FeBr2溶液中通入Cl2时,首先被氧化的是Fe2+。若用淀粉碘化钾溶液来判断两位同学的推断,由于Br2和Fe3+的氧化性均大于I2,二者都能把I-氧化为I2,从而得到相同的实验现象,因而无法判断谁的推断正确。
答案:(1)Br2 Fe3+(FeCl3、FeBr3)
(2)
(3)Fe2+ 不可行 Br2和Fe3+都能把I-氧化成I2
目标要求
核心素养
1.了解氧化还原反应的基本概念。
2.理解氧化还原反应的基本规律,了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。
1.宏观辨识与微观探析:能正确辨别氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;能灵活运用氧化还原反应的相关规律。
2.变化观念与平衡思想:能从原子、分子水平分析化学变化的本质;能对具体物质的性质和化学变化做出解释和推测。
还原性
氧化性
从反应①可知
H2SO3>I-
I2>H2SO4
从反应②可知
I->Fe2+
Fe3+>I2
从反应③可知
Fe2+>NO
HNO3>Fe3+
总的强弱顺序
还原性:H2SO3>I->Fe2+>NO氧化性:HNO3>Fe3+>I2>H2SO4
1.氧化还原反应本质:有电子转移。
2.分析氧化还原反应问题的方法:从化合价升降相等入手。
3.氧化还原方程式书写遵循规则:原子守恒、电子得失守恒、电荷守恒。
4.氧化还原反应规律:守恒规律、强弱规律、先后规律。
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
____同学正确
选用试剂(填字母)
实验现象
第一种方法
第二种方法
乙同学正确
选用试剂(填字母)
实验现象
第一种方法
C
有机层无色
第二种方法
D
溶液变红
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