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课件 高考化学一轮复习第一单元 物质及其变化 第四讲 氧化还原反应的基本概念和规律
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这是一份课件 高考化学一轮复习第一单元 物质及其变化 第四讲 氧化还原反应的基本概念和规律，共60页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，元素的化合价发生变化，氧化性和还原性，得到电子，失去电子，H2O，Fe3+，Cl-，SO2，NO或NO2等内容，欢迎下载使用。
第4讲 氧化还原反应的基本概念 和规律
考点一 氧化还原反应的基本概念考点二 氧化还原反应的规律及应用经典真题·明考向作业手册
夯实必备知识 | 提升关键能力
考点一 氧化还原反应的基本概念
1. 氧化还原反应的本质和特征
电子转移(得失或偏移)
2. 氧化还原反应的概念及相互关系
概括为“升失氧、降得还,要说剂、恰相反”。
(1)氧化性氧化剂在反应中表现出来的性质,是指氧化剂 的性质(或能力)。 (2)还原性还原剂在反应中表现出来的性质,是指还原剂 的性质(或能力)。
(1)常见的氧化剂 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。例如:
4. 常见的氧化剂和还原剂
(2)常见的还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价态金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如:
5. 电子转移的表示方法
6. 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在氧化还原反应中,被氧化的物质和被还原的物质一定是不同的物质( )(2)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( )(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)[2023·湖北卷] 氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂( )
(5)向0.01 ml·L-1 硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加0.1 ml·L-1 H2O2溶液,溶液褪色,则H2O2具有氧化性( )(6)反应2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑与反应Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应( )
[解析] (6)Na2O2与水的反应、Cl2与水的反应中,水都既不是还原剂,也不是氧化剂。
2.[2023·浙江卷] 关于反应2NH2OH+4Fe3+ = N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是( )A.生成1 ml N2O,转移4 ml电子B.H2O是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
[解析] NH2OH中N为-1价,N2O中N为+1价,2NH2OH→N2O↑,氮元素升高4价,4Fe3+→4Fe2+,铁元素降低4价。生成1 ml N2O,转移4 ml电子,A项正确;H2O中所含元素的化合价没有发生变化,B项错误;N元素化合价升高,NH2OH被氧化,是还原剂,C项错误;若将该反应设计为原电池,Fe3+参加的反应为还原反应,则Fe2+应为原电池的正极产物,D项错误。
题组一 氧化还原反应概念的理解
1.[2023·全国乙卷] 下列应用中涉及氧化还原反应的是( )A.使用明矾对水进行净化B.雪天道路上撒盐融雪C.暖贴中的铁粉遇空气放热D.荧光指示牌被照发光
[解析] 明矾净水的原理是明矾溶于水后电离出的Al3+发生水解生成氢氧化铝胶体,能吸附水中悬浮的杂质,与氧化还原反应无关,A项错误;雪天道路上撒盐融雪利用的是盐水凝固温度低,不易使地面结冰,与氧化还原反应无关,B项错误;
暖贴中的铁粉遇空气放热是由于铁粉与空气中的水和氧气发生反应放出热量,涉及氧化还原反应,C项正确;荧光指示牌被照发光与原子核外电子跃迁释放能量有关,与氧化还原反应无关,D项错误。
2.[2024·辽宁朝阳重点中学联考] 关于反应K2H3IO6+9HI = 2KI+4I2+6H2O,下列说法错误的是( )A.K2H3IO6发生还原反应,具有氧化性B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1C.KI是还原产物D.生成12.7 g I2时,转移0.087 5 ml电子
题组二 氧化还原反应的电子转移
3.[2023·辽宁协作校一模] 已知反应:aFeSO4+bNa2O2 = cNa2FeO4+2Na2O+dNa2SO4+eO2↑,a=2。下列关于该反应的说法错误的是( )A.Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化B.Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂C.3a=bD.每生成1 ml Na2FeO4,转移4 ml电子
[解析] Na2FeO4具有强氧化性,可对水体进行杀菌消毒,产生的Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体,可以吸附水中的小颗粒,并凝聚成大颗粒产生沉降,A正确;Na2O2中O元素化合价既有升高,又有降低,故Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B正确;a=2,根据Fe和S守恒可知,c=2,d=2,再根据Na守恒可知,b=6,则3a=b,C正确;该反应的化学方程式为2FeSO4+6Na2O2 = 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,则每生成1 ml Na2FeO4,转移5 ml电子,D错误。
4.下列化学反应中电子转移的方向、数目表示正确的是( )
[解析] A项中转移电子数目错误,应为1个e-,且Cl2→NaCl,Cl元素化合价降低得电子,Cl2→NaClO,Cl元素化合价升高失电子,错误;B项中氧化产物与还原产物均为Cl2,且转移电子数目为5,错误;C项中HCl→Cl2失电子,MnO2→MnCl2得电子,错误。
A. B.
C. D.
考点二 氧化还原反应的规律及应用
1. 氧化还原反应的基本规律及应用
2. 两种特殊的氧化还原反应
(1)歧化反应规律思维模型“中间价 高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氧、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Na2O2与H2O、Na2O2与CO2、Cl2与H2O、Cl2与NaOH、Cl2与Ca(OH)2、Na2S2O3与稀硫酸等反应都属于歧化反应。
(2)价态归中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。可简记为“两相靠,不相交”。例如,不同价态硫元素之间可以发生的氧化还原反应如图所示。注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
(3)应用①判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+KClO3 = KCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为KClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)含硫化合物X、Y,反应S+NaOH → X+Y+H2O中,硫单质中硫元素的化合价最低( )(2)少量铁加入硝酸银、硝酸铜的混合溶液中,首先置换出铜( )(3)反应KClO3+6HCl(浓) = KCl+3Cl2↑+3H2O中,生成1 ml Cl2时转移2 ml电子 ( )
[解析] (2)金属活动性:Cu>Ag,则氧化性:Ag+>Cu2+,Fe先与Ag+反应置换出Ag。
[解析] (1)该反应为歧化反应,则X或Y中有一种为Na2S,则Na2S中S元素化合价最低。
(4)向浓硫酸中通入H2S气体,1 ml硫酸完全反应转移电子数可能是6NA,也可能是2NA(设NA为阿伏伽德罗常数的值)( )(5)1 ml Cl2与Ca(OH)2完全反应,转移的电子数是2NA( )
[解析] (4)浓H2SO4与H2S可能发生反应:H2SO4(浓)+3H2S = 4S↓+4H2O、H2SO4(浓)+H2S = SO2+S↓+2H2O,前一反应中1 ml硫酸完全反应转移6NA个电子,后一反应中1 ml硫酸完全反应转移2NA个电子。
[解析] (5)Cl2与Ca(OH)2反应中,Cl2 既是氧化剂又是还原剂,1 ml Cl2和Ca(OH)2完全反应,转移电子数应为NA。
2.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.Ag+>Tl3+>Fe3+C.Tl3+>Ag+>Fe2+D.Tl3+
题组一 物质氧化性、还原性强弱判断与应用
1.[2024·山东德州一中开学考] 已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2+且C2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述中正确的是( )A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应 3Cl2+6FeI2 = 2FeCl3+4FeI3B.每1 ml C2O3在酸性溶液中被还原生成C2+时转移1 ml e-C.FeCl3溶液能使淀粉KI试纸变蓝D.I2具有较强的氧化性,可以将C2+氧化成C2O3
[解析] Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,所以氯气通入FeI2溶液中,先氧化碘离子后氧化亚铁离子,且铁离子可氧化碘离子,所以不可能存在反应3Cl2+6FeI2 = 2FeCl3+4FeI3,A错误;C2O3在酸性溶液中易得电子而被还原成C2+,所以每1 ml C2O3在酸性溶液中被还原生成C2+时转移2 ml e-,B错误;氯化铁的氧化性大于碘,氯化铁和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,所以氯化铁溶液能使淀粉KI试纸变蓝,C正确;C2O3的氧化性大于I2,所以C2O3能氧化碘离子生成碘单质,而碘不能将C2+氧化成C2O3,D错误。
【方法技巧】 氧化性、还原性强弱比较的方法方法一:依据反应原理判断氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物方法二:依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断(1)根据元素周期表判断
(2)根据金属活动性顺序判断(3)根据非金属活动性顺序判断
方法三:依据电化学原理判断(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性为负极>正极。(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
方法四:根据影响因素判断(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:浓盐酸>稀盐酸。(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。
题组二 先后规律的应用
3.[2024·上海松江二中调研] 已知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+。若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片。下列说法不正确的是 ( )A.Fe3+首先反应,转化为FeB.反应开始时c(Fe2+)增大,然后又减小C.Fe3+首先反应,转化为Fe2+D.不可能发生反应Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
[解析] 氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里含有Fe3+、Cu2+、Fe2+,氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,锌比铁活泼,加入过量的锌,Fe3+首先反应,生成Fe2+,c(Fe2+)增大,然后发生反应:Zn+Cu2+ = Zn2++Cu,最后发生反应:Zn+Fe2+ = Zn2++Fe,c(Fe2+)减小,所以反应开始时,c(Fe2+)增大,然后又减小,故A错误,B、C正确;发生反应Zn+Fe2+ = Zn2++Fe时,Cu2+已经反应完全,溶液中不存在Cu2+,所以不可能发生反应Fe+Cu2+ = Fe2++Cu,故D正确。
4.[2023·湖北高中名校联盟测评] 向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示,则下列有关说法中不正确的是 ( )A.曲线d代表溶液中Br-变化的情况B.原溶液中FeI2的物质的量为2 mlC.原溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=2∶3D.当通入2 ml Cl2时,溶液中的离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2 = I2+2Fe3++4Cl-
[解析] 因还原性:I->Fe2+>Br-,故通入氯气时,被氯气氧化的顺序依次是I-、Fe2+、Br-。根据氧化还原反应发生的先后顺序,曲线d代表Br-变化的情况,A项正确;曲线a代表的是I-的变化情况,n(I-)=2 ml,则n(FeI2)=1 ml,B项错误;曲线b代表Fe2+的变化情况,n(Fe2+)=4 ml,曲线d代表Br-的变化情况,n(Br-)=6 ml,两者物质的量之比为4∶6=2∶3,C项正确;通入2 ml Cl2,2 ml I-全部被氧化,2 ml Fe2+被氧化,因此离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2 = I2+2Fe3++4Cl-,D项正确。
1. [2022·山东卷] 古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )A.金(Au):“虽被火亦未熟”B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
[解析] 金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反映金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不符合题意;
“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O = Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水蒸气,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不符合题意;石硫黄即S“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+S Ag2S、Fe+S FeS、2Cu+S Cu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;石钟乳(CaCO3)“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH = (CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不符合题意。
2. [2022·浙江卷] 关于反应Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )A.H2SO4发生还原反应B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D.1 ml Na2S2O3发生反应,转移4 ml电子
[解析] H2SO4转化为Na2SO4和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A错误;Na2S2O3中S的化合价为+2价,其发生歧化反应生成S(S为0价)和SO2(S为+4价),故Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂,B正确;
该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 ml Na2S2O3发生反应,转移2 ml电子,D错误。
由C项反应Ⅰ和Ⅱ的化学方程式可知,反应Ⅰ中:2As2S3~24e-,反应Ⅱ中:As2S3~28e-,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 ml As2S3转移的电子数之比为3∶7,D正确。
4. [2023·浙江卷] 化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是( )A.药剂A具有还原性B.①→②过程若有2 ml S—S键断裂,则转移4 ml电子C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
[解析] ①→②是“加氢”过程,发生还原反应,则药剂A具有还原性,故A正确;①→②过程中S的化合价由-1价变为-2价,若有2 ml S—S键断裂,则转移4 ml电子,故B正确;②→③过程发生氧化反应,S的化合价由-2价升高为-1价,若药剂B是H2O2,则B中元素化合价应该降低,其还原产物为H2O,故C错误;通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S键位置发生了改变,因此化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型,故D正确。
1. 下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是( )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(有效成分为NaClO)杀灭细菌
[解析] 石灰乳的主要成分是Ca(OH)2,与SO2的反应中无元素化合价变化,不是氧化还原反应,A项错误;明矾处理污水,是利用Al3+水解产生的氢氧化铝胶体吸附污水中的悬浮颗粒,没有发生氧化还原反应,B项错误;
盐酸除去铁锈是复分解反应,没有发生氧化还原反应,C项错误;“84”消毒液的有效成分为NaClO,具有强氧化性,能使蛋白质发生变性从而杀死细菌、病毒,杀菌消毒的过程利用了氧化还原反应,D项正确。
[解析] 3Cl2~60e-,当产生1 ml Cl2时,反应中转移20 ml e-,A错误;I2作还原剂,KClO3作氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为11∶6,B正确;
3. [2024·浙江温州十校联考] 向碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气,可以得到钠盐Na2H3IO6。下列有关该反应的说法中错误的是( )A.在该反应中碘酸钠作还原剂B.碱性条件下,氯气的氧化性强于碘酸钠的氧化性C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D.反应中生成1 ml Na2H3IO6转移2 ml电子
[解析] 反应中,NaIO3→Na2H3IO6,I元素由+5价升高到+7价,则NaIO3作还原剂,A正确;该反应中,Cl2作氧化剂,NaIO3是还原剂,则碱性条件下,氧化性:Cl2>NaIO3,B正确;
氧化产物是Na2H3IO6,还原产物是NaCl,据得失电子守恒可知,其物质的量之比为1∶2,C错误;NaIO3→Na2H3IO6,I元素由+5价升高到+7价,则生成1 ml Na2H3IO6转移2 ml电子,D正确。
4. 已知:8NH3+3Cl2 = 6NH4Cl+N2,下列说法不正确的是( )A.该反应的氧化产物为N2B.Cl2得电子,发生还原反应C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶8D.通过该反应可说明Cl2的氧化性强于N2
[解析] 氧化产物是还原剂被氧化而得到的产物,氨气是还原剂,失电子,化合价升高,发生氧化反应,N2是氧化产物,故A正确;Cl2得电子,Cl2中Cl元素的化合价降低,Cl2是氧化剂,发生还原反应,故B正确;
3 ml Cl2作氧化剂,2 ml NH3作还原剂,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,故C错误;在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,通过该反应可说明Cl2的氧化性强于N2,故D正确。
6. (1)工业上可用焦炭和SiO2在高温下反应制得粗硅,同时还生成一种可燃性气体,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
[解析] (1)1 ml SiO2生成1 ml Si得到4 ml电子,1 ml C生成1 ml CO失去2 ml电子,根据得失电子守恒,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(2)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,则Br-的还原性 (填“强于”或“弱于”)Cl-。
[解析] (2)溶液上层呈橙红色,说明Cl2与NaBr反应生成了Br2与NaCl,则Br-的还原性强于Cl-。
(3)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,则Mg的还原性 (填“强于”或“弱于”)C的还原性。
[解析] (3)该反应中Mg作还原剂,其还原性强于还原产物C的还原性。
(4)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。
[解析] (4)根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为1∶4,4 ml Ag+在反应中得到4 ml e-,1 ml H3PO2则失去4 ml e-,产物中P元素显+5价,故氧化产物为H3PO4。
考点一 氧化还原反应的基本概念
1. [2023·山东德州三模] 依据下列实验现象推测,其反应原理涉及氧化还原反应的是( )A.K2CO3溶液和NH4Cl溶液混合,产生刺激性气味B.向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,变红色C.向苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊D.新制氯水在光照条件下放置,溶液的pH降低
2. [2022·北京卷] 下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是( )A.向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀B.向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀C.向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3]D.向H2S溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
[解析] 在反应过程中,KClO3中Cl元素由+5价降低为0价,得电子从而体现了氧化性,A正确;HCl中的Cl元素部分由-1价升高为0价,失电子发生氧化反应,部分Cl元素的化合价不变,体现酸性,B正确;
3. 关于反应KClO3+6HCl = KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法不正确的是( )A.KClO3在反应过程中体现了氧化性B.HCl中的部分Cl元素发生氧化反应C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5D.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶3
依据得失电子守恒的原则,氧化剂(KClO3)与还原剂(HCl)的物质的量之比为1∶5,C正确;Cl2一部分是氧化产物,一部分是还原产物,依据得失电子守恒,还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶5,D不正确。
4. [2023·辽宁东北育才学校质检] “神舟十四号”全面使用国产芯片,其中制作芯片刻蚀液的为硝酸与氢氟酸的混合溶液,其工艺涉及的反应为Si+HNO3+6HF = H2SiF6+HNO2+H2↑+H2O,下列说法正确的是( )A.H2SiF6中Si元素的化合价为+6价B.该反应中,HNO3仅作氧化剂C.该反应中,生成2.24 L H2时,被氧化的Si为0.1 mlD.芯片刻蚀液可用稀硝酸代替
[解析] 根据H为+1价,F为-1价,可知H2SiF6中Si元素的化合价为+4价,A错误;该反应中,N元素化合价降低,HNO3仅作氧化剂,B正确;未指明2.24 L H2是否处于标准状况,不能计算其物质的量及被氧化的Si的物质的量,C错误;芯片硅不能和稀硝酸反应,D错误。
5. [2024·浙江宁波十校联考] K2FeO4是一种优良的饮用水处理剂,可用Fe2O3、KNO3、KOH混合共熔反应制得:Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O。下列关于该反应的说法不正确的是( )A.Fe2O3是还原剂,KNO2为还原产物B.在熔融条件下氧化性:KNO3>K2FeO4C.每生成1 ml K2FeO4,转移6 ml e-D.K2FeO4在处理饮用水过程中起氧化、杀菌、脱色、除味、净水等作用
6. 硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示(以NO为例)。下列说法不正确的是 ( )A.反应Ⅰ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1B.反应 Ⅱ 的离子方程式为4Ce3++4H++2NO = 4Ce4++2H2O+N2C.混合溶液内Ce4+的物质的量浓度保持不变D.该转化过程的实质是NO被H2还原成N2
[解析] 总反应中,反应物为H2和NO,生成物为N2和H2O。反应Ⅰ为H2+2Ce4+ = 2H++2Ce3+,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,A正确;反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++4H++2NO = 4Ce4++2H2O+N2,B正确;Ce4+为催化剂,故混合溶液内Ce4+的物质的量不变,但产生H2O,使溶液体积增大,所以Ce4+的物质的量浓度会发生变化,C错误;该转化过程的实质是NO被H2还原成N2,D正确。
7. 已知2Fe3++2I- = 2Fe2++I2,当把Cl2通入FeI2溶液中时,下列离子方程式一定不正确的是( )A.Cl2+2I- = I2+2Cl-B.4Cl2+6I-+2Fe2+ = 2Fe3++3I2+8Cl-C.3Cl2+2Fe2++4I- = 2Fe3++2I2+6Cl-D.2Cl2+2Fe2++2I- = 2Fe3++I2+4Cl-
[解析] 根据2Fe3++2I- = 2Fe2++I2,可知还原性:I->Fe2+。所以当把Cl2通入FeI2溶液中时,Cl2先氧化I-,后氧化Fe2+。根据化学式FeI2,反应时n(I-)∶n(Fe2+)≥2∶1,D项反应中n(I-)∶n(Fe2+)=1∶1,说明溶液中I-没有反应完全,而Fe2+已经反应了,则该反应错误。
8. [2024·辽宁名校联盟联考] 四氟肼(N2F4)的沸点为-73 ℃,可作高能燃料的氧化剂,可用Fe3+与二氟胺(HNF2)反应制得,发生的反应为HNF2+Fe3+ → N2F4↑+Fe2++H+(未配平)。下列说法正确的是 ( )A.氧化性:Fe3+>N2F4B.上述反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1C.标准状况下,若生成2.24 L N2F4,转移电子0.1 mlD.N2F4作氧化剂时,其还原产物可能是NO和HF
10. [2024·重庆名校联考] 铅丹(Pb3O4)可作防锈用涂料,其中铅的化合价为+2价和+4价,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓) = 3PbCl2+Cl2↑+4H2O。下列说法正确的是( )A.Pb3O4与浓盐酸反应时,Pb3O4作为还原剂B.物质的氧化性:Pb3O4
12. [2024·黑龙江七台河联考] 某废气(含H2S)脱硫的方法是将废气与空气混合,再通入由FeCl2、CuCl2、FeCl3组成的混合液中,脱硫转化的流程如图所示,下列说法错误的是( )A.氧化性:S
[解析] 过程Ⅰ中O2将Fe2+氧化成Fe3+,O2为氧化剂,Fe3+为氧化产物;过程Ⅲ中Fe3+氧化CuS生成S,Fe3+作氧化剂,S作氧化产物,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,可知氧化性:S
14. 氧化还原反应在工业生产、环保及科研中有广泛的应用,请根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:Ⅰ.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50 ℃时反应可生成它。CuH具有的性质:不稳定,易分解,在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体,Cu+在酸性条件下发生的反应是2Cu+ Cu2++Cu。(1)写出CuH在氯气中燃烧的化学方程式: 。
[解析] (1)CuH在氯气中燃烧,Cu和H元素均被氧化,化学方程式为2CuH+3Cl2 2CuCl2+2HCl。
(2)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是 (填化学式)。 (3)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: 。 Ⅱ.钒性能优良,用途广泛,有金属“维生素”之称。
V2O5+K2SO3+2H2SO4 = 2VOSO4+K2SO4+2H2O
第4讲 氧化还原反应的基本概念 和规律
考点一 氧化还原反应的基本概念考点二 氧化还原反应的规律及应用经典真题·明考向作业手册
夯实必备知识 | 提升关键能力
考点一 氧化还原反应的基本概念
1. 氧化还原反应的本质和特征
电子转移(得失或偏移)
2. 氧化还原反应的概念及相互关系
概括为“升失氧、降得还,要说剂、恰相反”。
(1)氧化性氧化剂在反应中表现出来的性质,是指氧化剂 的性质(或能力)。 (2)还原性还原剂在反应中表现出来的性质,是指还原剂 的性质(或能力)。
(1)常见的氧化剂 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。例如:
4. 常见的氧化剂和还原剂
(2)常见的还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价态金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如:
5. 电子转移的表示方法
6. 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在氧化还原反应中,被氧化的物质和被还原的物质一定是不同的物质( )(2)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( )(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)[2023·湖北卷] 氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂( )
(5)向0.01 ml·L-1 硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加0.1 ml·L-1 H2O2溶液,溶液褪色,则H2O2具有氧化性( )(6)反应2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑与反应Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应( )
[解析] (6)Na2O2与水的反应、Cl2与水的反应中,水都既不是还原剂,也不是氧化剂。
2.[2023·浙江卷] 关于反应2NH2OH+4Fe3+ = N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是( )A.生成1 ml N2O,转移4 ml电子B.H2O是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
[解析] NH2OH中N为-1价,N2O中N为+1价,2NH2OH→N2O↑,氮元素升高4价,4Fe3+→4Fe2+,铁元素降低4价。生成1 ml N2O,转移4 ml电子,A项正确;H2O中所含元素的化合价没有发生变化,B项错误;N元素化合价升高,NH2OH被氧化,是还原剂,C项错误;若将该反应设计为原电池,Fe3+参加的反应为还原反应,则Fe2+应为原电池的正极产物,D项错误。
题组一 氧化还原反应概念的理解
1.[2023·全国乙卷] 下列应用中涉及氧化还原反应的是( )A.使用明矾对水进行净化B.雪天道路上撒盐融雪C.暖贴中的铁粉遇空气放热D.荧光指示牌被照发光
[解析] 明矾净水的原理是明矾溶于水后电离出的Al3+发生水解生成氢氧化铝胶体,能吸附水中悬浮的杂质,与氧化还原反应无关,A项错误;雪天道路上撒盐融雪利用的是盐水凝固温度低,不易使地面结冰,与氧化还原反应无关,B项错误;
暖贴中的铁粉遇空气放热是由于铁粉与空气中的水和氧气发生反应放出热量,涉及氧化还原反应,C项正确;荧光指示牌被照发光与原子核外电子跃迁释放能量有关,与氧化还原反应无关,D项错误。
2.[2024·辽宁朝阳重点中学联考] 关于反应K2H3IO6+9HI = 2KI+4I2+6H2O,下列说法错误的是( )A.K2H3IO6发生还原反应,具有氧化性B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1C.KI是还原产物D.生成12.7 g I2时,转移0.087 5 ml电子
题组二 氧化还原反应的电子转移
3.[2023·辽宁协作校一模] 已知反应:aFeSO4+bNa2O2 = cNa2FeO4+2Na2O+dNa2SO4+eO2↑,a=2。下列关于该反应的说法错误的是( )A.Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化B.Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂C.3a=bD.每生成1 ml Na2FeO4,转移4 ml电子
[解析] Na2FeO4具有强氧化性,可对水体进行杀菌消毒,产生的Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体,可以吸附水中的小颗粒,并凝聚成大颗粒产生沉降,A正确;Na2O2中O元素化合价既有升高,又有降低,故Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B正确;a=2,根据Fe和S守恒可知,c=2,d=2,再根据Na守恒可知,b=6,则3a=b,C正确;该反应的化学方程式为2FeSO4+6Na2O2 = 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,则每生成1 ml Na2FeO4,转移5 ml电子,D错误。
4.下列化学反应中电子转移的方向、数目表示正确的是( )
[解析] A项中转移电子数目错误,应为1个e-,且Cl2→NaCl,Cl元素化合价降低得电子,Cl2→NaClO,Cl元素化合价升高失电子,错误;B项中氧化产物与还原产物均为Cl2,且转移电子数目为5,错误;C项中HCl→Cl2失电子,MnO2→MnCl2得电子,错误。
A. B.
C. D.
考点二 氧化还原反应的规律及应用
1. 氧化还原反应的基本规律及应用
2. 两种特殊的氧化还原反应
(1)歧化反应规律思维模型“中间价 高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氧、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Na2O2与H2O、Na2O2与CO2、Cl2与H2O、Cl2与NaOH、Cl2与Ca(OH)2、Na2S2O3与稀硫酸等反应都属于歧化反应。
(2)价态归中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。可简记为“两相靠,不相交”。例如,不同价态硫元素之间可以发生的氧化还原反应如图所示。注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
(3)应用①判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+KClO3 = KCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为KClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)含硫化合物X、Y,反应S+NaOH → X+Y+H2O中,硫单质中硫元素的化合价最低( )(2)少量铁加入硝酸银、硝酸铜的混合溶液中,首先置换出铜( )(3)反应KClO3+6HCl(浓) = KCl+3Cl2↑+3H2O中,生成1 ml Cl2时转移2 ml电子 ( )
[解析] (2)金属活动性:Cu>Ag,则氧化性:Ag+>Cu2+,Fe先与Ag+反应置换出Ag。
[解析] (1)该反应为歧化反应,则X或Y中有一种为Na2S,则Na2S中S元素化合价最低。
(4)向浓硫酸中通入H2S气体,1 ml硫酸完全反应转移电子数可能是6NA,也可能是2NA(设NA为阿伏伽德罗常数的值)( )(5)1 ml Cl2与Ca(OH)2完全反应,转移的电子数是2NA( )
[解析] (4)浓H2SO4与H2S可能发生反应:H2SO4(浓)+3H2S = 4S↓+4H2O、H2SO4(浓)+H2S = SO2+S↓+2H2O,前一反应中1 ml硫酸完全反应转移6NA个电子,后一反应中1 ml硫酸完全反应转移2NA个电子。
[解析] (5)Cl2与Ca(OH)2反应中,Cl2 既是氧化剂又是还原剂,1 ml Cl2和Ca(OH)2完全反应,转移电子数应为NA。
2.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.Ag+>Tl3+>Fe3+C.Tl3+>Ag+>Fe2+D.Tl3+
题组一 物质氧化性、还原性强弱判断与应用
1.[2024·山东德州一中开学考] 已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2+且C2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述中正确的是( )A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应 3Cl2+6FeI2 = 2FeCl3+4FeI3B.每1 ml C2O3在酸性溶液中被还原生成C2+时转移1 ml e-C.FeCl3溶液能使淀粉KI试纸变蓝D.I2具有较强的氧化性,可以将C2+氧化成C2O3
[解析] Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,所以氯气通入FeI2溶液中,先氧化碘离子后氧化亚铁离子,且铁离子可氧化碘离子,所以不可能存在反应3Cl2+6FeI2 = 2FeCl3+4FeI3,A错误;C2O3在酸性溶液中易得电子而被还原成C2+,所以每1 ml C2O3在酸性溶液中被还原生成C2+时转移2 ml e-,B错误;氯化铁的氧化性大于碘,氯化铁和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,所以氯化铁溶液能使淀粉KI试纸变蓝,C正确;C2O3的氧化性大于I2,所以C2O3能氧化碘离子生成碘单质,而碘不能将C2+氧化成C2O3,D错误。
【方法技巧】 氧化性、还原性强弱比较的方法方法一:依据反应原理判断氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物方法二:依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断(1)根据元素周期表判断
(2)根据金属活动性顺序判断(3)根据非金属活动性顺序判断
方法三:依据电化学原理判断(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性为负极>正极。(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
方法四:根据影响因素判断(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:浓盐酸>稀盐酸。(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。
题组二 先后规律的应用
3.[2024·上海松江二中调研] 已知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+。若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片。下列说法不正确的是 ( )A.Fe3+首先反应,转化为FeB.反应开始时c(Fe2+)增大,然后又减小C.Fe3+首先反应,转化为Fe2+D.不可能发生反应Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
[解析] 氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里含有Fe3+、Cu2+、Fe2+,氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,锌比铁活泼,加入过量的锌,Fe3+首先反应,生成Fe2+,c(Fe2+)增大,然后发生反应:Zn+Cu2+ = Zn2++Cu,最后发生反应:Zn+Fe2+ = Zn2++Fe,c(Fe2+)减小,所以反应开始时,c(Fe2+)增大,然后又减小,故A错误,B、C正确;发生反应Zn+Fe2+ = Zn2++Fe时,Cu2+已经反应完全,溶液中不存在Cu2+,所以不可能发生反应Fe+Cu2+ = Fe2++Cu,故D正确。
4.[2023·湖北高中名校联盟测评] 向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示,则下列有关说法中不正确的是 ( )A.曲线d代表溶液中Br-变化的情况B.原溶液中FeI2的物质的量为2 mlC.原溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=2∶3D.当通入2 ml Cl2时,溶液中的离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2 = I2+2Fe3++4Cl-
[解析] 因还原性:I->Fe2+>Br-,故通入氯气时,被氯气氧化的顺序依次是I-、Fe2+、Br-。根据氧化还原反应发生的先后顺序,曲线d代表Br-变化的情况,A项正确;曲线a代表的是I-的变化情况,n(I-)=2 ml,则n(FeI2)=1 ml,B项错误;曲线b代表Fe2+的变化情况,n(Fe2+)=4 ml,曲线d代表Br-的变化情况,n(Br-)=6 ml,两者物质的量之比为4∶6=2∶3,C项正确;通入2 ml Cl2,2 ml I-全部被氧化,2 ml Fe2+被氧化,因此离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2 = I2+2Fe3++4Cl-,D项正确。
1. [2022·山东卷] 古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )A.金(Au):“虽被火亦未熟”B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
[解析] 金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反映金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不符合题意;
“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O = Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水蒸气,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不符合题意;石硫黄即S“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+S Ag2S、Fe+S FeS、2Cu+S Cu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;石钟乳(CaCO3)“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH = (CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不符合题意。
2. [2022·浙江卷] 关于反应Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )A.H2SO4发生还原反应B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D.1 ml Na2S2O3发生反应,转移4 ml电子
[解析] H2SO4转化为Na2SO4和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A错误;Na2S2O3中S的化合价为+2价,其发生歧化反应生成S(S为0价)和SO2(S为+4价),故Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂,B正确;
该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 ml Na2S2O3发生反应,转移2 ml电子,D错误。
由C项反应Ⅰ和Ⅱ的化学方程式可知,反应Ⅰ中:2As2S3~24e-,反应Ⅱ中:As2S3~28e-,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 ml As2S3转移的电子数之比为3∶7,D正确。
4. [2023·浙江卷] 化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是( )A.药剂A具有还原性B.①→②过程若有2 ml S—S键断裂,则转移4 ml电子C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
[解析] ①→②是“加氢”过程,发生还原反应,则药剂A具有还原性,故A正确;①→②过程中S的化合价由-1价变为-2价,若有2 ml S—S键断裂,则转移4 ml电子,故B正确;②→③过程发生氧化反应,S的化合价由-2价升高为-1价,若药剂B是H2O2,则B中元素化合价应该降低,其还原产物为H2O,故C错误;通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S键位置发生了改变,因此化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型,故D正确。
1. 下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是( )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(有效成分为NaClO)杀灭细菌
[解析] 石灰乳的主要成分是Ca(OH)2,与SO2的反应中无元素化合价变化,不是氧化还原反应,A项错误;明矾处理污水,是利用Al3+水解产生的氢氧化铝胶体吸附污水中的悬浮颗粒,没有发生氧化还原反应,B项错误;
盐酸除去铁锈是复分解反应,没有发生氧化还原反应,C项错误;“84”消毒液的有效成分为NaClO,具有强氧化性,能使蛋白质发生变性从而杀死细菌、病毒,杀菌消毒的过程利用了氧化还原反应,D项正确。
[解析] 3Cl2~60e-,当产生1 ml Cl2时,反应中转移20 ml e-,A错误;I2作还原剂,KClO3作氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为11∶6,B正确;
3. [2024·浙江温州十校联考] 向碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气,可以得到钠盐Na2H3IO6。下列有关该反应的说法中错误的是( )A.在该反应中碘酸钠作还原剂B.碱性条件下,氯气的氧化性强于碘酸钠的氧化性C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D.反应中生成1 ml Na2H3IO6转移2 ml电子
[解析] 反应中,NaIO3→Na2H3IO6,I元素由+5价升高到+7价,则NaIO3作还原剂,A正确;该反应中,Cl2作氧化剂,NaIO3是还原剂,则碱性条件下,氧化性:Cl2>NaIO3,B正确;
氧化产物是Na2H3IO6,还原产物是NaCl,据得失电子守恒可知,其物质的量之比为1∶2,C错误;NaIO3→Na2H3IO6,I元素由+5价升高到+7价,则生成1 ml Na2H3IO6转移2 ml电子,D正确。
4. 已知:8NH3+3Cl2 = 6NH4Cl+N2,下列说法不正确的是( )A.该反应的氧化产物为N2B.Cl2得电子,发生还原反应C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶8D.通过该反应可说明Cl2的氧化性强于N2
[解析] 氧化产物是还原剂被氧化而得到的产物,氨气是还原剂,失电子,化合价升高,发生氧化反应,N2是氧化产物,故A正确;Cl2得电子,Cl2中Cl元素的化合价降低,Cl2是氧化剂,发生还原反应,故B正确;
3 ml Cl2作氧化剂,2 ml NH3作还原剂,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,故C错误;在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,通过该反应可说明Cl2的氧化性强于N2,故D正确。
6. (1)工业上可用焦炭和SiO2在高温下反应制得粗硅,同时还生成一种可燃性气体,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
[解析] (1)1 ml SiO2生成1 ml Si得到4 ml电子,1 ml C生成1 ml CO失去2 ml电子,根据得失电子守恒,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(2)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,则Br-的还原性 (填“强于”或“弱于”)Cl-。
[解析] (2)溶液上层呈橙红色,说明Cl2与NaBr反应生成了Br2与NaCl,则Br-的还原性强于Cl-。
(3)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,则Mg的还原性 (填“强于”或“弱于”)C的还原性。
[解析] (3)该反应中Mg作还原剂,其还原性强于还原产物C的还原性。
(4)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。
[解析] (4)根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为1∶4,4 ml Ag+在反应中得到4 ml e-,1 ml H3PO2则失去4 ml e-,产物中P元素显+5价,故氧化产物为H3PO4。
考点一 氧化还原反应的基本概念
1. [2023·山东德州三模] 依据下列实验现象推测,其反应原理涉及氧化还原反应的是( )A.K2CO3溶液和NH4Cl溶液混合,产生刺激性气味B.向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,变红色C.向苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊D.新制氯水在光照条件下放置,溶液的pH降低
2. [2022·北京卷] 下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液pH减小的是( )A.向NaHSO4溶液中加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀B.向NaOH和Fe(OH)2的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀C.向NaHCO3溶液中加入少量CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3]D.向H2S溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
[解析] 在反应过程中,KClO3中Cl元素由+5价降低为0价,得电子从而体现了氧化性,A正确;HCl中的Cl元素部分由-1价升高为0价,失电子发生氧化反应,部分Cl元素的化合价不变,体现酸性,B正确;
3. 关于反应KClO3+6HCl = KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法不正确的是( )A.KClO3在反应过程中体现了氧化性B.HCl中的部分Cl元素发生氧化反应C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5D.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶3
依据得失电子守恒的原则,氧化剂(KClO3)与还原剂(HCl)的物质的量之比为1∶5,C正确;Cl2一部分是氧化产物,一部分是还原产物,依据得失电子守恒,还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶5,D不正确。
4. [2023·辽宁东北育才学校质检] “神舟十四号”全面使用国产芯片,其中制作芯片刻蚀液的为硝酸与氢氟酸的混合溶液,其工艺涉及的反应为Si+HNO3+6HF = H2SiF6+HNO2+H2↑+H2O,下列说法正确的是( )A.H2SiF6中Si元素的化合价为+6价B.该反应中,HNO3仅作氧化剂C.该反应中,生成2.24 L H2时,被氧化的Si为0.1 mlD.芯片刻蚀液可用稀硝酸代替
[解析] 根据H为+1价,F为-1价,可知H2SiF6中Si元素的化合价为+4价,A错误;该反应中,N元素化合价降低,HNO3仅作氧化剂,B正确;未指明2.24 L H2是否处于标准状况,不能计算其物质的量及被氧化的Si的物质的量,C错误;芯片硅不能和稀硝酸反应,D错误。
5. [2024·浙江宁波十校联考] K2FeO4是一种优良的饮用水处理剂,可用Fe2O3、KNO3、KOH混合共熔反应制得:Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O。下列关于该反应的说法不正确的是( )A.Fe2O3是还原剂,KNO2为还原产物B.在熔融条件下氧化性:KNO3>K2FeO4C.每生成1 ml K2FeO4,转移6 ml e-D.K2FeO4在处理饮用水过程中起氧化、杀菌、脱色、除味、净水等作用
6. 硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示(以NO为例)。下列说法不正确的是 ( )A.反应Ⅰ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1B.反应 Ⅱ 的离子方程式为4Ce3++4H++2NO = 4Ce4++2H2O+N2C.混合溶液内Ce4+的物质的量浓度保持不变D.该转化过程的实质是NO被H2还原成N2
[解析] 总反应中,反应物为H2和NO,生成物为N2和H2O。反应Ⅰ为H2+2Ce4+ = 2H++2Ce3+,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,A正确;反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++4H++2NO = 4Ce4++2H2O+N2,B正确;Ce4+为催化剂,故混合溶液内Ce4+的物质的量不变,但产生H2O,使溶液体积增大,所以Ce4+的物质的量浓度会发生变化,C错误;该转化过程的实质是NO被H2还原成N2,D正确。
7. 已知2Fe3++2I- = 2Fe2++I2,当把Cl2通入FeI2溶液中时,下列离子方程式一定不正确的是( )A.Cl2+2I- = I2+2Cl-B.4Cl2+6I-+2Fe2+ = 2Fe3++3I2+8Cl-C.3Cl2+2Fe2++4I- = 2Fe3++2I2+6Cl-D.2Cl2+2Fe2++2I- = 2Fe3++I2+4Cl-
[解析] 根据2Fe3++2I- = 2Fe2++I2,可知还原性:I->Fe2+。所以当把Cl2通入FeI2溶液中时,Cl2先氧化I-,后氧化Fe2+。根据化学式FeI2,反应时n(I-)∶n(Fe2+)≥2∶1,D项反应中n(I-)∶n(Fe2+)=1∶1,说明溶液中I-没有反应完全,而Fe2+已经反应了,则该反应错误。
8. [2024·辽宁名校联盟联考] 四氟肼(N2F4)的沸点为-73 ℃,可作高能燃料的氧化剂,可用Fe3+与二氟胺(HNF2)反应制得,发生的反应为HNF2+Fe3+ → N2F4↑+Fe2++H+(未配平)。下列说法正确的是 ( )A.氧化性:Fe3+>N2F4B.上述反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1C.标准状况下,若生成2.24 L N2F4,转移电子0.1 mlD.N2F4作氧化剂时,其还原产物可能是NO和HF
10. [2024·重庆名校联考] 铅丹(Pb3O4)可作防锈用涂料,其中铅的化合价为+2价和+4价,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓) = 3PbCl2+Cl2↑+4H2O。下列说法正确的是( )A.Pb3O4与浓盐酸反应时,Pb3O4作为还原剂B.物质的氧化性:Pb3O4
12. [2024·黑龙江七台河联考] 某废气(含H2S)脱硫的方法是将废气与空气混合,再通入由FeCl2、CuCl2、FeCl3组成的混合液中,脱硫转化的流程如图所示,下列说法错误的是( )A.氧化性:S
[解析] 过程Ⅰ中O2将Fe2+氧化成Fe3+,O2为氧化剂,Fe3+为氧化产物;过程Ⅲ中Fe3+氧化CuS生成S,Fe3+作氧化剂,S作氧化产物,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,可知氧化性:S
14. 氧化还原反应在工业生产、环保及科研中有广泛的应用,请根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:Ⅰ.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50 ℃时反应可生成它。CuH具有的性质:不稳定,易分解,在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体,Cu+在酸性条件下发生的反应是2Cu+ Cu2++Cu。(1)写出CuH在氯气中燃烧的化学方程式: 。
[解析] (1)CuH在氯气中燃烧,Cu和H元素均被氧化,化学方程式为2CuH+3Cl2 2CuCl2+2HCl。
(2)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是 (填化学式)。 (3)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: 。 Ⅱ.钒性能优良,用途广泛,有金属“维生素”之称。
V2O5+K2SO3+2H2SO4 = 2VOSO4+K2SO4+2H2O
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