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第04讲 氧化还原反应的规律及配平-【暑假学与练】2024年新高一化学暑假精品讲义+分层练习(人教版2019必修第一册)(含答案)
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[基础知识梳理]
一、氧化还原反应的规律
1.价态规律
(1)高低规律
元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于最低价态时,只有还原性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
(2)归中规律
含不同价态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“两靠近,不交叉”。
如:
H2S中S元素为-2价,与生成物中单质S的0价近,所以H2S生成S而不是SO2,H2SO4中S元素为+6价,与生成物中SO2的+4价近,所以H2SO4生成SO2而不是S 。即。
(3)歧化规律
氧化还原反应中,有原子化合价升高,必然有原子化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态→高价态+低价态。
(4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应规律
如Fe3+和Fe2+不反应,H2SO4和SO2不反应等。
2.强弱规律
(1)还原性强弱:还原剂>还原产物;
(2)氧化性强弱:氧化剂>氧化产物。
(3)应用:强弱规律主要应用与物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。
3.先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
4. 守恒规律
氧化还原反应遵循以下三个守恒规律:
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3)电荷守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误),2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。
(4)应用:守恒规律应用于氧化还原反应的配平及计算。
二、氧化还原反应的配平
(一)氧化还原反应配平原则
(二)氧化还原反应的配平方法——化合价升降法
1.配平步骤
示例:配平化学方程式C+HNO3(浓)→ NO2↑+CO2↑+H2O
(1)标:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素化合价。
(2)等:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
(3)定:确定变价物质的化学计量数。
(4)平:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)→ 4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成双线,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up8(△))4NO2↑+CO2↑+2H2O
2.氧化还原反应方程式配平的技巧
(1)正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如上述示例:
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数,最后根据质量守恒配平其他物质。如:
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3,最后根据质量守恒配平其他物质。
(3)缺项型氧化还原反应方程式的配平方法
①方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
②补项原则
③氧化还原反应中反应产物的判断
常见氧化剂及还原产物
常见还原剂及氧化产物
产物判断示例(以H2O2为例)
【归纳总结】配平的一些小技巧 杨sir化学,侵权必究
1. 一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
2. 自变从右配:对于自身氧化还原反应,一般从右边氧化产物、还原产物配平。
3. 归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
[核心考点剖析]
考点一:氧化还原反应的规律
[典例1](23-24高一上·四川成都·期中)现有下列几个离子反应:①+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;③2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+;④Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,下列判断正确的是
A.氧化性:>Cl2>Fe3+
B.若在FeBr2溶液中通入少量Cl2,则优先发生反应④
C.还原性:SO2 Fe3+,反应③氧化性Fe3+>,反应④氧化性Cl2> Br2,所以氧化性>Cl2> Br2>Fe3+,故A正确;
B.根据反应②,还原性Fe2+> Br-,若在FeBr2溶液中通入少量Cl2,Fe2+先被氧化,故B错误;
C.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,反应①还原性Cl-> Cr3+;反应②还原性Fe2+> Br-;反应③还原性SO2>Fe2+;反应④还原性Br-> Cl-,所以还原性:SO2>Fe2+>Br-> Cl-,故C错误;
D.氧化性 >Fe3+,所以能将Fe2+氧化为Fe3+,故D错误;
选A。
[典例2](23-24高一上·广东深圳·期中)SO2是造成酸雨的原因之一。酸性条件下,可利用MnO2进行脱硫处理,其原理主要是下图的两步反应。下列说法中不正确的是
A.反应1中Mn2+是还原产物
B.反应MnO2 + SO2=Mn2+ + SO在一定条件下可能发生
C.该条件下,还原性:Mn2+ > Fe2+ > SO2
D.反应2中S元素的化合价升高,被氧化
【答案】C
【分析】反应1中MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,Fe2+被氧化为Fe3+,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,反应2中S元素的化合价升高,被氧化,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+,总反应方程式为离子方程式应为MnO2+SO2=Mn2++SO,据此分析。
【详解】A.反应1中锰元素化合价由+4价降低为+2价,MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,反应1中Mn2+是还原产物,故A正确;
B.由图可知,MnO2最终转化为Mn2+,SO2最终转化为硫酸根离子,所以脱硫的最终产物为MnSO4,离子方程式应为MnO2+SO2=Mn2++SO,故B正确;
C.反应1中MnO2被Fe2+还原生成Mn2+,Fe2+被氧化为Fe3+,还原性:Mn2+<Fe2+,反应2中S元素的化合价升高,被氧化,还原性:Fe2+<SO2,故C错误;
D.由图可知,反应2中S元素的化合价升高,被氧化,故D正确;
故选:C。
[典例3]PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2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.Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B.10Cl-+2MnO+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- D.5Pb2++2MnO+2H2O=5PbO2+2Mn2++4H+
【答案】D
【详解】A.该反应中Fe3+为氧化剂,Cu2+为氧化产物,Fe3+的氧化性强于Cu2+,则Cu能与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+,A正确;
B.该反应中高锰酸根离子为氧化剂,氯气为氧化产物,高锰酸钾的氧化性强于Cl2,则高锰酸根离子能将Cl-氧化为Cl2,B正确;
C.该反应中氯气为氧化剂,Fe3+为氧化产物,氯气氧化性强于Fe3+,则氯气能将亚铁离子氧化成铁离子,C正确;
D.PbO2的氧化性强于高锰酸钾,该反应若能发生,高锰酸根离子为氧化剂,PbO2为氧化产物,氧化剂的氧化性小于了氧化产物,不符合氧化还原反应的规律,D错误;
故答案选D。
考点二:氧化还原反应的配平
[典例4](23-24高一上·辽宁大连·期中)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):___________KMnO4+___________FeSO4+___________H2SO4→___________K2SO4+___________MnSO4+___________Fe2(SO4)3+___________H2O,下列说法正确的是
A.MnO是氧化剂,Fe3+是还原产物B.Fe2+的还原性强于Mn2+
C.生成物水的化学计量数是16D.生成4个水分子时,转移10个电子
【答案】B
【分析】由未配平的方程式可知,高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液、硫酸溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸铁和水,反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,反应中,锰元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是反应的氧化剂、硫酸锰是还原产物,铁元素的化合价升高被氧化,硫酸亚铁是还原剂、硫酸铁是氧化产物,生成8个水分子时,反应转移10个电子。
【详解】A.由分析可知,铁离子是反应的氧化产物,故A错误;
B.由分析可知,硫酸亚铁是反应的还原剂、硫酸锰是还原产物,由还原剂的还原性强于还原产物可知,亚铁离子的还原性强于锰离子,故B正确;
C.由分析可知,生成物水的化学计量数是8,故C错误;
D.由分析可知,反应生成8个水分子时,反应转移10个电子,则生成4个水分子时,转移5个电子,故D错误;
故选B。
[典例5](23-24高一上·湖北孝感·期中)已知在碱性条件下,发生反应:,下列说法错误的是
A.配平后Y是“” B.的化学计量数之比为
C.是氧化产物 D.每生成1个FeO42-就会有3个电子发生转移
【答案】B
【分析】铁元素由价变为价,升高3价,氯元素由价变为价,降低2价,由电子守恒,再由电荷守恒,最后由质量守恒配平得。
【详解】A.据分析可知,配平后X是“10OH-”, Y是“”,故A正确;
B.据分析可知,Fe3+、ClO-的化学计量数之比是2:3,故B错误;
C.中Fe化合价为+6价,是Fe3+被氧化得到,为氧化产物,故C正确;
D.Fe3+和在方程式中系数比为1:1,Fe的化合价从+3价氧化为+6价,每生成1ml就会有3ml电子发生转移,故D正确;
故选:B。
[典例6](23-24高一上·安徽六安·期中)某反应的氧化剂与还原剂及部分产物如下所示:∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙已知该反应体系还包括、与另一种含碘微粒。对于该氧化还原反应说法正确的是
A.是氧化剂,是还原剂B.随着反应进行,溶液酸性降低
C.体系中另一种含碘微粒为D.每有1个参加反应,转移2个电子
【答案】D
【分析】反应生成的高锰酸根也有很强的氧化性,价态较低的含碘微粒易与之发生氧化还原反应,可推断反应生成的含碘微粒为,根据题目信息可得该反应的离子方程式为35+6,其中Mn元素从+2价升为+7价,Mn2+为还原剂, I元素从+7价降为+5价,为氧化剂。
【详解】A.根据离子反应式可知锰离子是还原剂,是氧化剂,A错误;
B.根据离子反应式可知反应过程中有氢离子生成,酸性会增强,B错误;
C.根据离子反应式可知,另一种含碘微粒为,C错误;
D.一个生成,化合价降低2,得两个电子,故每有1个参加反应,转移2个电子,D正确;
故选D。
[基础过关练]
1.将赤铜矿(主要成分Cu2O)和辉铜矿(主要成分Cu2S)混合焙烧可得到铜,反应的方程式为2Cu2O+Cu2S6Cu+X↑,则X的化学式是
A.O2B.SO2C.SD.SO3
【答案】B
【详解】根据质量守恒定律可知反应前后原子种类、数目相等,由化学方程式可知,反应前有6个铜原子、2个氧原子和1个硫原子,所以生成物X中有一个硫原子和两个氧原子,因此X的化学式为SO2,且符合氧化还原反应中电子得失规律,故答案为:B。
2.关于反应2NH2OH+4Fe3+=N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是
A.H2O是还原产物B.每生成2个N2O时 , 转移电子数为8个
C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.Fe2+是氧化产物
【答案】B
【详解】A.反应中只有Fe3+被还原为Fe2+,则Fe2+是还原产物,A错误;
B.每生成2个N2O时,转移电子数为8个,B正确;
C.NH2OH仅被氧化为N2O,未被还原,则NH2OH只作还原剂,C错误;
D.Fe2+是还原产物,D错误;
故选B。
3.已知XO+2S2-+8H+=X2+ +2S↓+4H2O,则XO中X的化合价为
A.+7B.+6C.+5D.+4
【答案】B
【详解】根据得失电子守恒,2S2-~2S~失4e-,则XO~X2+~得4e-,可知XO中X的化合价为+6价,故选B。
4.已知反应:6HCl(浓)+KClO3=KCl+3Cl2 ↑+3H2O ,下列说法正确的是
A.浓盐酸只做还原剂B.生成 3 分子 Cl2 有 6 个电子转移
C.被氧化和被还原的的氯元素的质量比为 6:1D.氯气既是氧化产物又是还原产物
【答案】D
【详解】A.HCl中氯部分化合价升高,因此浓盐酸做还原剂,还有一部分起酸性,故A错误;
B.根据方程式分析,6个HCl参与反应,有5个氯化合价升高,因此生成3分子Cl2有5个电子转移,故B错误;
C.根据方程式分析6个HCl参与反应,有5个氯化合价升高,因此被氧化和被还原的的氯元素的质量比为 5:1,故C错误;
D.氯气既是化合价升高得到的产物,又是化合价降低得到的产物,因此氯气既是氧化产物又是还原产物,故D正确。
综上所述,答案为D。
5.在化学反应中,若氧化反应和还原反应发生在同一物质的同一元素上,则这种自身的氧化还原反应被称为歧化反应。下列反应属于歧化反应的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】A.反应中钠元素化合价升高,氢元素化合价降低,不属于歧化反应,A错误;
B.反应中锰元素化合价降低,氧元素化合价升高,不属于歧化反应,B错误;
C.反应中氧元素化合价由-1价变化到0价和-2价,属于歧化反应,C正确;
D.反应中铁元素化合价降低,铜元素化合价升高,不属于歧化反应,D错误;
故选C。
6.(23-24高一上·天津·期中)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:。下列说法不正确的是
A.在反应中得到电子B.反应前后Cl元素化合价降低
C.发生氧化反应D.1个参加反应有2个电子转移
【答案】D
【详解】A.在该反应中,Cl元素化合价由反应前KClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低,得到电子被还原,A正确;
B.反应前后Cl元素化合价从+5降低至+4价,B正确;
C.C元素化合价由反应前H2C2O4中的+3价变为反应后CO2中的+4价,化合价升高,失去电子,在反应中被氧化,发生氧化反应,C正确;
D.在该反应中,Cl元素化合价由反应前KClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价,化合价降低1价,得到1个电子,所以1个KClO3参加反应时有1个电子转移,D错误;
故合理选项是D。
7.氯气用于自来水消毒,大大的提升了人类生活品质,降低了一些疾病的发生。已知氯气可以发生下列反应:5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3,下列说法正确的是
A.反应中I2是氧化剂B.反应中Cl2发生氧化反应
C.H2O的化合价发生了变化D.5个Cl2参加反应转移10个电子
【答案】D
【详解】A.碘单质的化合价升高,发生氧化反应,作还原剂,A错误;
B.氯气化合价降低,发生还原反应,作氧化剂,B错误;
C.水的化合价没有发生变化,C错误;
D.氯从0价变为-1价,一个氯原子转移1个电子,则5个Cl2参加反应转移10个电子,D正确;
故选D。
8.既有氧化性,又有还原性的微粒是
A.FeB.Fe2+C.Fe3+D.Cl-
【答案】B
【详解】A.Fe处于最低价态,化合价只能升高,表现出还原性,故A不符合题意;
B.Fe2+化合价既能降低变为Fe,表现出氧化性,又能升高变为Fe3+,表现出还原性,故B符合题意;
C.Fe3+处于最高价态,化合价只能降低,表现出氧化性,故C不符合题意;
D.Cl-处于最低价态,化合价只能升高,表现出还原性,故D不符合题意;
答案选B。
9.已知还原性:,则将通入到、、的混合溶液中,、、生成的先后顺序为
A.,,B.,,C.,,D.,,
【答案】C
【详解】同一种氧化剂与不同还原剂反应时,还原性强的还原剂先反应,已知还原性:,将通入到、、的混合溶液中,反应顺序为S2-,I-,Br-,故产物生成的先后顺序为,,,故答案为C。
10.(23-24高一上·河北石家庄·期末)某同学做实验时不小心沾了一些,皮肤上的黑斑要很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,离子方程式为______(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是
A.该反应的氧化产物是B.在反应中得到
C.该反应方程式中横线上的产物是D.配平该反应后,的化学计量数是8
【答案】B
【分析】反应中锰化合价由+7变为+2,发生还原反应得到还原产物锰离子,高锰酸根离子为氧化剂;碳元素化合价由+3变为+4,发生氧化反应得到氧化产物二氧化碳;根据原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式:;
【详解】A.由分析可知,该反应的还原产物是,A错误;
B.反应中锰化合价由+7变为+2,则在反应中得到,B正确;
C.反应为酸性环境中进行,故右边不可能出现OH-,横线上的产物是水,C错误;
D.由分析可知,配平该反应后,的化学计量数是6,D错误;
故选B。
[能力提升练]
1.下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的是
A.2H2S+SO2=3S+2H2OB.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑D.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
【答案】D
【详解】A.2H2S+SO2=3S+2H2O中,H2S为还原剂,SO2为氧化剂,氧化还原反应发生在不同物质中的同种元素之间,A不符合题意;
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,KMnO4既是氧化剂又是还原剂,氧化还原反应发生在同一物质的不同元素之间,B不符合题意;
C.2KClO32KCl+3O2↑中,KClO3既是氧化剂又是还原剂,氧化还原反应发生在同一物质的不同元素之间,C不符合题意;
D.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O中,Cu2O既是氧化剂又是还原剂,且氧化还原反应发生在同一物质的同种元素之间(Cu2O中一部分Cu价态升高,一部分Cu价态降低),D符合题意;
故选D。
2.R、X、Y和Z是四种元素,其在常见化合物中化合价均为+2价,且与单质R不反应;; 。下列氧化性顺序正确的是
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由与单质R不反应,可得氧化性R2+>X2+;由可得氧化性X2+>Z2+;由可得氧化性Z2+>Y2+。综上,氧化性由强到弱的顺序为。
故选D。
3.(23-24高一上·北京·期中)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收S,其转化如下图所示(CuS不溶于水)。下列说法中,不正确的是
A.过程①中,生成CuS的反应为
B.过程②中,作氧化剂
C.过程③中,各元素化合价均未改变
D.回收S的总反应为
【答案】C
【详解】A.过程①中,发生复分解反应,生成CuS的反应为,A项正确;
B.过程②中,化合价降低,作氧化剂,B项正确;
C.过程③中,氧气是氧化剂,是还原剂,O元素和Fe元素化合价发生变化,C项错误;
D.根据转化关系图可判断回收S的总反应为,D项正确;
故选C。
4.已知还原性:,下列离子反应不能发生的是
A.
B.
C.。
D.少量通入溶液中:
【答案】B
【分析】
根据由强制弱的规律,还原性弱的不能制取还原性强的,且还原性:还原剂>还原产物,依此思路作答;
【详解】A.反应中,被氧化,作还原剂,被还原,还原产物为,还原性:,故A不选;
B.反应中,被氧化,作还原剂,被还原,还原产物为,还原性:,与事实不符,该反应不能发生,故B选;
C.反应中,被氧化,作还原剂,被还原,还原产物为,还原性:,故C不选;
D.溶液中含有和,还原性:,所以少量通入溶液中,先与氯气发生反应,待反应完全后,有剩余的氯气才与反应,故D不选;
故选B。
5.在一定条件下,和可发生如下反应:,从而可知在中,元素R的化合价是
A.+7价B.+4价C.+5价D.+6价
【答案】B
【详解】方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。设元素R在RO中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5;
方法2:设元素R在中的化合价为x。根据氧化还原反应中,得失电子守恒有,所以x=+5;
故本题选B。
6.(23-24高一上·河北邢台·期末)已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:
由此可以确定、、三种离子的还原性由弱到强的顺序是
A.B.
C.D.
【答案】B
【详解】根据反应:,还原性是Fe2+>Ce3+,根据反应:,还原性是Sn2+>Fe2+,所以还原性顺序是:Ce3+< Fe2+ FeCl3,反应中KClO3作氧化剂,Cl2作氧化产物,则氧化性KClO3>Cl2,综上氧化性强弱:,B正确;
C.是Fe元素的最高价态,只有氧化性,是Fe元素的中间价态,既有氧化性又有还原性,C错误;
D.氧化还原反应中同种元素遵循只靠拢不交叉的原则,根据得失电子守恒,该反应用双线桥法表示电子得失情况为,D错误;
答案选B。
9.根据反应:①
②
③
④
各粒子的氧化性或还原性由强到弱的顺序正确的是
A.氧化性:
B.氧化性:
C.还原性:
D.还原性:
【答案】A
【分析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
【详解】①反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu中铜离子是氧化剂,亚铁离子是氧化产物,铁是还原剂,铜是还原产物,则还原性Fe>Cu,氧化性为Cu2+>Fe2+;
②反应2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+中铁离子是氧化剂,铜离子是氧化产物,铜是还原剂,亚铁离子是还原产物,则还原性Cu>Fe2+,氧化性为Fe3+>Cu2+;
③反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-中氯气是氧化剂,铁离子是氧化产物,亚铁离子是还原剂,氯离子是还原产物,则还原性Fe2+>Cl-,氧化性为Cl2>Fe3+;
④反应HClO+H++Cl-=Cl2↑+H2O中次氯酸是氧化剂,氯气是氧化产物,氯离子是还原剂,氯气是还原产物,则还原性Cl->Cl2,氧化性为HClO>Cl2;
由此可以判断出各微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性由强到弱的顺序正确的是Fe>Cu>Fe2+>Cl->Cl2;
故本题选A。
10.已知三个氧化还原反应:①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,②2FeCl2+Cl2=2FeCl3,③2KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是
A.Cl2B.KMnO4C.FeCl3D.HCl
【答案】C
【详解】根据同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物;则由题给方程式得出,氧化性由强至弱的顺序为: >Cl2>Fe3+>I2,还原性由强至弱的顺序为I->Fe2+>Cl->Mn2+;
A.氯气能将Fe2+、I-均氧化,故A不符合题意;
B.KMnO4能将Fe2+、I-和Cl-均氧化,故B不符合题意;
C.FeCl3能氧化除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,故C符合题意;
D.HCl与三种离子均不反应,故D不符合题意;
故答案为C。
11.按要求填空。
(1)在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是 ,只有还原性的是 ,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
其中你认为不可能实现的是 (填序号)。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是 。若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除单质外,还可用反应中的 作氧化剂。
①
②
③
【答案】(1) Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
(2)②
(3)KMnO4 FeCl3
【解析】(1)根据元素化合价可知:处于最低价态的只有还原性,处于最高价态的只有氧化性,处于中间价态的既有氧化性又有还原性。在上述微粒中,只有氧化性的是Fe3+、Mg2+、H+;只有还原性的是S2-、I-;既有氧化性又有还原性的是Fe2+、S;
(2)①NO+HNO3→N2O3+H2O中+2价的氮和+5价的氮变为+3价的氮,N元素的化合价既升高又降低,可以实现,①正确;
②NH3+NO→HNO2+H2O中,-3价的氮和+2价的氮变为+3价的氮,都是N元素的升高,无化合价降低,不能实现,故②错误;
③N2O4+H2O→HNO3+HNO2中,+4价的氮变为+ 5价的氮和+3价的氮,N元素的化合价既升高又降低,可以实现,③正确;
故合理选项是②;
(3)依据氧化还原反应规律:氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性可知:由反应①可知物质的氧化性:FeCl3>I2;由反应②可知物质的氧化性:Cl2>FeCl3;由反应③可知物质的氧化性:KMnO4>Cl2;由此推知物质的氧化性强弱顺序为:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,因此氧化性最强的物质是KMnO4;
物质的氧化性强弱顺序为:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,则微粒的还原性顺序为:I->Fe2+>Cl->Mn2+,则KMnO4能够氧化Cl-、Fe2+及I-;FeCl3只能氧化I-,为了氧化I-而Cl-不被氧化,因此要选择氧化性比Cl2弱但比I2的氧化性强的氧化剂FeCl3,故若溶质中Cl-与I-共存,除单质外,还可用反应中FeCl3。
12.回答下列问题:
(1)实验室制备氧气可以用加热高锰酸钾的方法实现,其发生的反应为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,其中被氧化的元素是 (填元素符号),还原产物是 (填化学式)。
(2)反应方程式:K2Cr2O7+14HCl2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O中还原剂是 ,氧化产物是 。
(3)下面三个方法都可以用来制氯气:
①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
②KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O
③KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
1、反应②的离子方程式为 。
II、反应①中,氧化产物与还原产物的质量比为 。
III、已知反应④:4HCl+O22Cl2+2H2O(g),该反应也能制得氯气。提示:反应条件越简单反应越容易发生,说明性质越强烈。则MnO2、O2、KMnO4三种物质氧化性由强到弱的顺序为 。
IV、配平③______KMnO4+_____HCl(浓)=_____KCl+____MnCl2+_____Cl2↑+____H2O,
【答案】(1) O K2MnO4、MnO2
(2)HCl Cl2
(3)ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O 71:126 KMnO4>MnO2>O2 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
【详解】(1)反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,KMnO4中氧元素的化合价升高,生成O2,KMnO4中锰元素的化合价降低,生成K2MnO4和MnO2,故被氧化的元素是O,还原产物是K2MnO4、MnO2,故答案为:O;K2MnO4、MnO2;
(2)K2Cr2O7+14HCl2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,HCl中氯元素化合价从-1价升高到0价,故还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,故答案为:HCl;Cl2;
(3)I:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O反应中,KClO3、HCl和KCl均是易溶性的强电解质,拆分为离子,其它写成分子,改写为离子方程式为ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O,故答案为:ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O;
Ⅱ:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,氧化产物与还原产物的物质的量比为1:1,所以氧化产物与还原产物的质量比为71:126,故答案为:71:126;
Ⅲ:根据反应①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O、③KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)、④4HCl+O22Cl2+2H2O(g)可知,③不需要条件,①的反应条件是加热,④的反应条件是加热和催化剂,反应条件越少的氧化还原反应越容易发生,越容易发生的氧化还原反应氧化剂的氧化性越强,所以氧化性强弱为KMnO4>MnO2>O2,故答案为:氧化剂;KMnO4>MnO2>O2。
Ⅳ:反应中Mn元素化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子,氯元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,依据电子得失守恒和原子守恒可知配平后的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
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模块二 基础知识梳理
模块三 核心考点剖析(6个典例)
模块四 基础过关练(10题)
模块五 能力提升练(12题)
[学习目标]
1.了解氧化还原反应的规律——价态律、强弱律、优先律、守恒律。
2.通过学习能够对生产、生活中常见的氧化还原反应加以分析,熟练氧化还原反应的基本规律。
3.掌握得失电子守恒、电荷守恒及质量守恒原理。
4.能初步配平不同类型的氧化还原反应方程式。
5.能够根据氧化还原反应方程式进行相简单计算。
条件
补项原则
酸性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
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