【高考化学考点一遍过考点13,氧化还原反应】
一、氧化还原反应中的基本概念 1.氧化还原反应的特征及本质 (1)特征:有元素的化合价变化;
(2)本质:有电子的转移(得失或偏移)。
2.氧化还原反应中的基本概念 (1)氧化剂与还原剂 氧化剂:在氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的反应物(即所含元素的化合价降低)。
还原剂:在氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的反应物(即所含元素的化合价升高)。
注意:氧化剂与还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质,如氯气与水反应时,氯气既是氧化剂也是还原剂。
(2)氧化反应与还原反应 氧化反应:失去电子(或元素化合价升高)的反应叫氧化反应。
还原反应:得到电子(或元素化合价降低)的反应叫还原反应。
(3)氧化性与还原性 氧化性:物质得到电子的性质叫氧化性,氧化剂具有氧化性。
还原性:物质失去电子的性质叫还原性,还原剂具有还原性。
注意:1.元素的化合价处于该元素中间价态的物质一般既具有氧化性又具有还原性,如SO2中的硫元素处于其中间价态,所以SO2既具有氧化性,又具有还原性。
2.具有氧化性,能得电子,不一定是氧化剂,反之,具有还原性也不一定是还原剂。
(4)氧化产物与还原产物 氧化产物:还原剂失去电子后生成的对应产物。
还原产物:氧化剂得到电子后生成的对应产物。
注意:在氧化还原反应中,某些产物可能既是氧化产物又是还原产物,如碳与氧气反应生成的二氧化碳既是氧化产物又是还原产物。
3.用双线桥理解氧化还原反应的概念之间的关系 概括为升失氧、降得还,剂性一致、其他相反。
二、氧化还原反应的基本规律 1.守恒规律 (1)内容。
①质量守恒:反应前后元素的种类、原子的数目和质量不变。
②电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。
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。
(2)应用:运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。如用铜电极电解Na2SO4溶液,其阳、阴极产物及转移电子关系式为:Cu2+~2e−~H2~2OH−。
2.价态律 当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有还原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如:浓H2SO4中的S只具有氧化性,H2S 中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。
3.强弱规律 在氧化还原反应中,强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物),即氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2可知,FeCl3的氧化性比I2强,KI的还原性比FeCl2强。
一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价态越低还原性越强。如氧化性:浓H2SO4 >SO2(H2SO3)> S;
还原性:H2S>S>SO2。
在金属活动性顺序表中,从左到右单质的还原性逐渐减弱,阳离子(铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。
4.优先律 在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如向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将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再与Cu2+反应。
5.归中规律 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为:
价态相邻能共存,价态相间能归中, 归中价态不交叉,价升价降只靠拢。
如以下两例:
6.歧化反应规律 发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“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。
三、氧化性和还原性的强弱比较 1.根据氧化还原反应判断。氧化还原反应总是遵循以下规律(简称强弱律):
氧化性:氧化剂>氧化产物,氧化剂>还原剂;
还原性:还原剂>还原产物,还原剂>氧化剂。
2.根据元素在周期表中的相对位置判断。
3.依据金属、非金属活动性顺序判断。
(1)依据金属活动性顺序 (2)依据非金属活动性顺序 4.依据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断。
当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若氧化产物价态相同,可根据反应条件高、低来进行判断,反应条件越低,性质越强;
若氧化产物价态不同,则价态越高,氧化剂的氧化性越强。
5.依据电化学原理判断。
(1)两种不同的金属构成原电池的两极。负极金属是电子流出的极,正极金属是电子流入的极。其还原性:负极>正极。
(2)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。在阳极阴离子放电顺序:S2−>I−>Br−>Cl−>OH−,即是还原性强弱顺序。在阴极阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+,即是氧化性强弱顺序。
6.根据物质中元素的化合价判断。
(1)一般来讲,同一种元素的化合价越高,氧化性越强,价态越低,还原性越强。如:氧化性:浓H2SO4> H2SO3;
还原性:H2S> SO2。又如氧化性:Fe3+> Fe2+> Fe,还原性反之。
(2)在和同一种氧化剂(或还原剂)反应时,氧化剂(或还原剂)被还原(或氧化)的程度越大,即是化合价降低(或升高)越多,还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越强。如Fe和 Cl2反应生成FeCl3,而Fe和S反应只生成FeS,则氧化性:Cl2>S。
7.某些物质的氧化性、还原性与温度、浓度、酸碱性有关。
(1)一般浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3。
(2)一般温度越高,氧化性(或还原性)越强。如常温下浓H2SO4和Cu反应放出缓慢,而加热条件下浓H2SO4氧化性增强,两者反应速率加快。
(3)一般是溶液的酸性越强,氧化性(或还原性)越强。如KMnO4是一种强氧化剂,而在酸、中、碱性溶液中,其氧化性强弱顺序是:酸性>中性>碱性。又如的氧化性也随着H+浓度的增大而增强。
四、氧化还原反应方程式的配平 1.配平原则 由于在氧化还原反应里存在着电子的转移,因此元素的化合价必然有升有降,我们把化合价能升高的元素或含该元素的物质称还原剂;
反之称为氧化剂。由氧化还原反应的知识我们不难得出配平原则:还原剂失电子总数=氧化剂的电子总数,即还原剂(元素)化合价升高的总价数=氧化剂(元素)化合价降低的总价数。
2.氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤 (1)一般方法:从左向右配。
(2)步骤:标价态、找变化、求总数、配系数,即 ①标出变价元素化合价的始态和终态;
②求升高总数与降低总数的最小公倍数;
③调整化合价变化的原子的化学计量数;
④用观察法配平其它物质的化学计量数;
⑤检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看是否符合电荷守恒)。
3.氧化还原反应配平的特殊技巧 (1)从右向左配平法 适用范围:此法最适用于某些物质(如硝酸、浓硫酸的反应)部分参加氧化还原反应的类型。
例如:Cu + HNO3(浓)— Cu(NO3)2 + NO2 + H2O 分析:由于HNO3在反应中有两个作用即酸性和氧化性,因此如按照一般的方法从左向右配的话比较麻烦,但如采用从右向左配平法的方法,这个问题显得很简单。
(2)整体总价法(零价法) 适用范围:在氧化还原反应中,一种反应物中有两种或两种以上的元素化合价发生变化,或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中,把该物质当成一个“整体”来考虑,可令该物质中各元素的化合价均为零,然后计算出各元素化合价的升降值,利用化合价升降相等进行配平。
例如:FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2 分析:在FeS2 中Fe的化合价由+2变到+3,S的化合价由−1变到+4,即同一种物质中有两种元素的化合价同时在改变,我们可以用整体总价法,把FeS2当成一个“整体”来考虑。
(3)歧化归一法 适用范围:同种元素之间的歧化反应或归一反应。
技巧:第三种价态元素之前的系数等于另两种元素价态的差值与该价态原子数目的比值。
例如:Cl2 + KOH — KCl + KClO3 + H2O 分析:该反应中,电子转移只发生在氯元素之间,属于歧化反应。Cl的化合价由0变为−1和+5,因此Cl2 的系数为6/2=3,KCl的系数为5,KClO3的系数为1。
(4)单质后配法 适用范围:反应物或生成物中有单质参加或单质生成,如有机物的燃烧都可用此法。
技巧:把游离态的那种元素放在最后来配。
例如:FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2 分析:反应物中有单质O2,我们可以把O元素放在最后来配。首先假定Fe2O3的系数为1,则FeS2的系数为2,那么SO2的系数为4,因此O2的系数为11/2,然后把每种物质前的系数都扩大2倍,即可配平。
(5)待定系数法 技巧:将各种物质的系数分别设为不同的未知数,然后根据质量守恒定律列方程求解最后配平。
总结:从以上示例我们发现,对于同一氧化还原反应,有时可采用不同的方法来配平,也有时用几种方法综合应用。总之,只要我们能掌握以上技巧,配平氧化还原反应方程式会得心应手。
考向一 对氧化还原反应基本概念的考查 典例1 运载火箭常用偏二甲肼(C2H8N2)(其中N的化合价为-3)作燃料和四氧化二氮(N2O4)反应。在火箭升空过程中,燃料发生反应:C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O提供能量。下列有关叙述正确的是 A.该燃料绿色环保,在燃烧过程中不会造成任何环境污染 B.该反应中N2O4是氧化剂,偏二甲肼是还原剂 C.N2既是氧化产物又是还原产物,CO2既不是氧化产物也不是还原产物 D.每有0.6 mol N2生成,转移电子数目为2.4NA 【答案】B 1.氰氨基化钙(CaCN2)是一种重要的化工原料,制备CaCN2的化学方程式为:CaCO3+2HCNCaCN2+CO↑+H2↑+CO2↑则在该反应中 A.氢元素被氧化,碳元素被还原 B.CaCN2是氧化产物,H2为还原产物 C.HCN仅作氧化剂 D.CO为氧化产物,H2为还原产物 分清氧化还原反应的常见类型 (1)完全氧化还原型 此类反应的特点是还原剂和氧化剂分别为不同的物质,参加反应的氧化剂(或还原剂)全部被还原(或被氧化),有关元素的化合价全部发生变化,例如:4NH3+5O24NO+ 6H2O。
(2)部分氧化还原型 此类反应的特点是还原剂(或氧化剂)只有部分被氧化(或被还原),有关元素的化合价只有部分发生变化,例如:MnO2+ 4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)自身氧化还原型 自身氧化还原反应可以发生在同一物质的不同元素之间,即同一种物质中的一种元素被氧化,另一种元素被还原,该物质既是氧化剂,又是还原剂;
也可以发生在同一物质的同种元素之间,即同一种物质中的同一种元素既被氧化又被还原。例如:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O。
(4)归中反应型 此类反应的特点是同一种元素在不同的反应物中有不同的价态(高价、低价),反应后转化成中间价态。例如:
考向二 根据化学(离子)方程式判断氧化性、还原性的强弱 典例1 已知2Fe3++2I-I2+2Fe2+、2Fe2++Br22Br-+2Fe3+。现向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液,结果溶液变为红色,则下列叙述中正确的是 ①氧化性:Br2>Fe3+>I2 ②原溶液中Br-一定被氧化 ③通入氯气后,原溶液中的Fe2+一定被氧化 ④不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2+ ⑤若取少量所得溶液,加入CCl4后静置,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中Fe2+、Br-均被完全氧化 A.①②③④ B.①③④⑤ C.②④⑤ D.①②③④⑤ 【答案】B 2.已知常温下,溶液中能发生如下反应:①2R−+Z2R2+2Z−,②16H++10Z−+22X2++5Z2+8H2O,③2M2++R22M3++2R−。由此判断,下列说法中正确的是 A.Z2+2M2+2M3++2Z−不可以进行 B.Z元素在①②反应中发生还原反应 C.各粒子还原性由强到弱的顺序是X2+>Z−>R−>M2+ D.各粒子氧化性由强到弱的顺序是>Z2>R2>M3+ 考向三 根据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生 典例1 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、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+6FeI22FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2FeCl2+I2 C.Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I−2Fe2++I2 【解析】根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,可判断B中氧化性Cl2>I2;
C中Co2O3>Cl2;
D中Fe3+>I2,这些结论与题给信息一致。对于A,由于I−的还原性强于Fe2+,所以Cl2应先氧化I−,而不应先氧化Fe2+,故A不可能发生。学*科网 【答案】A 3.已知:2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2,2FeCl2+Cl22FeCl3,2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。若某溶液中有Fe2+、I−和Cl−,要氧化除去I−而不影响Fe2+和Cl−,可加入的试剂是 A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl 考向四 氧化还原反应方程式的配平技巧 典例1 (1)请将下列五种物质:KBr、Br2、I2、KI、K2SO4分别填入下列横线上,组成一个未配平的化学方程式:
KBrO3+ +H2SO4→ + + + +H2O。
(2)如果该化学方程式中I2和KBr的化学计量数分别是8和1,则:
①Br2的化学计量数是 ;
②请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的位置中:
KBrO3+ +H2SO4→……;
③若转移10 mol电子,则反应后生成I2的物质的量为 。
【答案】(1)KI I2 Br2 K2SO4 KBr(后四种产物顺序可变) (2)①1 ②3 16 KI 9 ③5 mol 学*科网 4.已知:Ⅰ.高锰酸钾在不同条件下发生的反应如下:
+5e−+8H+Mn2++4H2O +3e−+2H2OMnO2↓+ 4OH− +e− (溶液呈绿色) Ⅱ.在下列反应中,产物K2SO4和S的物质的量之比为3∶2 _______KMnO4+_______K2S+______ _______K2MnO4 +_______K2SO4+_______S↓+_______ 下列说法不正确的是 A.高锰酸根离子被还原的产物受溶液酸碱性的影响 B.化学方程式中反应物缺项为H2SO4,配平后系数为12 C.化学方程式中产物缺项为H2O,配平后系数为12 D.用石墨电极电解中性高锰酸钾溶液,在阴极可以得到MnO2 氧化还原反应方程式的配平技巧 (1)正向配平:适用于氧化剂与还原剂相对独立的反应中,如归中反应。
(2)逆向配平:适用于氧化剂与还原剂是同一种物质的反应,如歧化反应。
(3)缺项配平:缺项一般是H+、OH−或H2O,注意合理的组合方式。
(4)信息型氧化还原反应方程式的书写:先结合信息及物质的性质、氧化还原反应规律找出(判断出)氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物并用电子守恒配平,再结合电荷守恒、元素守恒补充其他离子(物质),并最终配平方程式。
考向五 利用得失电子守恒巧解氧化还原反应计算题 典例1 物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若HNO3被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是 A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5 方法二 根据题意写出锌与稀硝酸反应的化学方程式并配平:4Zn+10HNO3 4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O,从化学方程式可看出反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是1∶4。学*科网 【答案】A 5.Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O,当NO2和NO的物质的量之比为2∶1时,实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为 A.1∶10 B.1∶8 C.1∶6 D.1∶5 1.下列过程中,没有发生氧化还原反应的是 A.钻木取火 B.青铜器生锈 C.燃放烟花爆竹 D.利用焰色反应检验Na+ 2.下列变化需要加入适当的氧化剂才能完成的是 A.CuO→Cu B.H2SO4→H2 C.Fe→FeCl2 D.HNO3→N2 3.已知Fe2+或I2能与H2O2在一定条件下发生下列反应:
Fe2+:①H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O;
②H2O2+2Fe3+2Fe2++2H++O2↑。
I2:③H2O2+I22HIO;
④…… 下列说法错误的是 A.通过反应①②可知Fe2+为过氧化氢分解的催化剂 B.根据反应①可知,在该条件下,氧化性:H2O2>Fe3+ C.1 mol H2O2分解,转移的电子数为2NA D.反应④为2HIO+H2O2I2+2H2O+O2↑ 4.已知酸性高锰酸钾溶液可以氧化FeSO4,反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+X+5Fe2(SO4)3+8H2O,现将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液(假设I-与KMnO4反应的氧化产物为I2),混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示。则下列有关说法不正确的是 A.方程式中的X为2MnSO4 B.氧化性:KMnO4>Fe3+>I2 C.根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.30 mol D.AB段是高锰酸钾和碘化钾溶液反应,BC段的反应为2Fe3++2I-===2Fe2++I2 5.氯酸是一种强酸,浓度超过40%时会发生分解,反应可表示为aHClO3bO2↑+cCl2↑+dHClO4+eH2O,下列有关说法错误的是 A.由反应可确定:氧化性HClO3>O2 B.由非金属性Cl>S,可推知酸性HClO3>H2SO4 C.若1 mol氯酸分解所得混合气体的质量为45 g,则反应方程式可表示为3HClO32O2↑+Cl2↑+HClO4+H2O D.若化学计量数a=8,b=3,则该反应转移电子数为20e- 6.目前处理酸性废水多采用铁氧磁体法,该法是向废水中加入FeSO4 ·7H2O将还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于:FeⅡ[FeⅢx•CrⅢ2−x]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol ,需加入a mol FeSO4 • 7H2O,下列结论正确的是 A.x =0.5,a =8 B.x =0.5,a = 10 C.x = 1.5,a =8 D.x = 1.5,a = 10 7.向59.2 g Fe2O3和FeO的混合物中加入某浓度的稀硝酸1.0 L,固体物质完全反应,生成NO和Fe(NO3)3。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液2.8 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为85.6g。下列有关说法错误的是 A.Fe2O3与FeO的物质的量之比为1∶6 B.硝酸的物质的量浓度为3.0 mol/L C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L D.Fe2O3、FeO与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol 8.据统计城市机动车辆每年以15%至20%的速度增长,交通事故也频发,汽车在剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2↑。则下列判断正确的是 A.还原剂与氧化产物的物质的量之比为5∶8 B.若氧化产物比还原产物多1.4 mol则转移电子为1 mol C.每生成1.6 mol N2,则有0.2 mol KNO3被氧化 D.NaN3是只含有离子键的离子化合物 9.铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药等行业,但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强,必须进行处理。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染:
(1)上述各步反应中属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(2)第①步,含的废水在酸性条件下用绿矾(FeSO4·7H2O)处理,写出并配平反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(3)第②步,向上述反应后的溶液中加入适量的碱石灰,使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。处理后,沉淀物中除了Cr(OH)3外,还有______________、______________(写化学式)。已知Cr(OH)3性质类似Al(OH)3,是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质,写出从该沉淀物中分离出Cr(OH)3的离子方程式:______________________________、________________________________。
(4)回收所得的Cr(OH)3,经③④⑤步处理后又可转变成K2Cr2O7。纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度,方法如下:
①+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O ②2+I2===+2I- 准确称取纯净的K2Cr2O7 0.122 5 g,配成溶液,用上述方法滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。则Na2S2O3溶液的物质的量浓度为________(保留四位有效数字)。
1.[2018北京卷]下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是 A B C D 实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中 现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色 2.[2017北京卷]下列变化中,气体被还原的是 A.二氧化碳使Na2O2固体变白 B.氯气使KBr溶液变黄 C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀 3.[2017天津卷]下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 4.[2016·上海]下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是 A.海带提碘 B.氯碱工业 C.氨碱法制碱 D.海水提溴 5.[2016·上海]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 mol电子 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4 6.[2015·海南]化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是 A.明矾净化水 B.纯碱去油污 C.食醋除水垢 D.漂白粉漂白织物 7.[2015·上海]工业上将Na2CO3和Na2S以1∶2的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。在该反应中 A.硫元素既被氧化又被还原 B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C.每生成1 mol Na2S2O3,转移4 mol电子 D.相同条件下,每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2 变式拓展 1.【答案】B 是还原剂,故C错误;
D.HCN中碳为+2价,CO中的碳也为+2价,则CO不是氧化产物,故D错误;
故选B。
2.【答案】D 3.【答案】C 【解析】本题考查氧化还原反应规律的应用。反应①中Fe元素的化合价降低,则FeCl3为氧化剂,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性FeCl3>I2,反应②中Cl元素的化合价降低,则Cl2为氧化剂,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性Cl2>FeCl3,反应③中Mn元素的化合价降低,则KMnO4为氧化剂,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性KMnO4>Cl2,即氧化性强弱为KMnO4>Cl2>FeCl3,则某溶液中有Fe2+和I−共存,要氧化除去I−而又不影响Fe2+和Cl−,选择氧化性强的物质除杂时能将Fe2+和Cl−氧化,故选择弱氧化剂FeCl3来除杂而不影响Fe2+和Cl−,且没有引入新的杂质,故选C。
4.【答案】B 【解析】审题时要注意高锰酸钾在不同条件下被还原的产物不同。在酸性溶液中生成Mn2+,在中性溶液中生成MnO2,在碱性溶液中生成,A正确。根据产物K2MnO4知,反应在碱性条件下进行,故反应物缺项不可能是H2SO4,B不正确。反应物缺项为KOH,产物缺项为H2O,方程式配平得28KMnO4+5K2S+24KOH28K2MnO4+3K2SO4+2S↓+12H2O,C、D 正确。学科*网 【名师点拨】若不清楚高锰酸钾在不同条件下被还原的产物不同,则很难得出缺项物质;
若不能根据反应物和生成物的化合价变化及原子个数守恒配平,则不能正确配平反应方程式。
5.【答案】B 【解析】Cu2S与一定浓度的HNO3反应中,Cu2S中铜元素由+1 价被氧化为+2价、硫元素由−2价被氧化为+6价,硝酸起氧化剂与酸的作用,起氧化剂作用HNO3中氮元素被还原为NO2和NO,起酸作用的硝酸生成Cu(NO3)2。设NO2和NO的物质的量分别为2 mol、1 mol,根据电子转移守恒可知:n(Cu2S)×[6−(−2)+1×2]=2 mol×(5−4)+1 mol×(5−2),解得n(Cu2S)=0.5 mol。由硫元素守恒可知n(CuSO4)=n(Cu2S)=0.5 mol,根据铜元素守恒可知溶液中n[Cu(NO3)2]=2n(Cu2S)−n(CuSO4)=2×0.5 mol−0.5 mol=0.5 mol。由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+n(NO)=2×0.5 mol+2 mol+1 mol=4 mol。所以实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为n(Cu2S)∶n(HNO3)=0.5 mol∶4 mol=1∶8。
考点冲关 1.【答案】D 【解析】钻木取火、青铜器生锈、燃放烟花爆竹,都有氧气参与反应,存在元素化合价的变化,故A、B、C项都属于氧化还原反应;
焰色反应属于物理变化,不是氧化还原反应。学科*网 2.【答案】C 【解析】CuO→Cu中铜元素的化合价降低,则需要加入合适的还原剂来实现,A错误;
H2SO4→H2中氢元素的化合价降低,则需要加入合适的还原剂来实现,B错误;
Fe→FeCl2中铁元素的化合价升高,则需要加入氧化剂才能实现,C正确;
HNO3→N2中氮元素的化合价降低,则需要加入合适的还原剂来实现,D错误。
3.【答案】C 4.【答案】C 【解析】根据原子守恒知,方程式中的X为2MnSO4,A正确;
氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可得氧化性:KMnO4>Fe3+>I2,B正确;
AB段反应的I-为0.5 mol,根据2MnO+10I-+16H+===2Mn2++5I2+8H2O可得消耗的KMnO4为0.1 mol,BC段反应的I-为1.25 mol-0.5 mol=0.75 mol,则消耗的Fe3+为 0.75 mol,根据2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+X+5Fe2(SO4)3+8H2O,消耗KMnO4为0.15 mol,所以开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol,C错误;
根据氧化性顺序,AB段是高锰酸钾和碘化钾溶液反应,BC段为Fe3+氧化I-,离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,D正确。
5.【答案】B 【解析】A项,HClO3能将-2价的O氧化成O2,说明HClO3的氧化性大于O2;
B项,HClO3不是最高价含氧酸,不能与硫酸比较酸性的强弱;
C项,混合气体的平均相对分子质量为45,据十字交叉法可计算n(O2)∶n(Cl2)=(71-45)/(45-32)=2∶1;
D项,由已知计量数可知,d+2e=8,4d+e=24-6=18,解得d=4,e=2,由此得出反应的方程式为8HClO33O2↑+2Cl2↑+4HClO4+2H2O,只有生成Cl2得电子,故转移电子数为2×2×5e-=20e-。学科*网 6.【答案】D 【解析】处理1 mol ,需加入a mol FeSO4•7H2O,根据铬原子守恒得,1 mol 完全反应后生成 2/(2−x) mol FeⅡ[FeⅢx•CrⅢ2−x]O4,根据铁原子守恒得a mol=2(1+x)/(2−x)mol①,该反应中得失电子数相等,1mol×2×3=2/(2−x)mol×(3−2)×x,解得x=1.5,将x=1.5代入①得a=10。
7.【答案】D 8.【答案】B 【解析】KNO3为氧化剂,NaN3为还原剂,N2既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物占,则还原剂与氧化产物的物质的量之比为10∶(16×)=2∶3,故A错误;
由反应可知,转移10 mol电子时氧化产物比还原产物多14 mol,则氧化产物比还原产物多1.4 mol则转移电子为1 mol,故B正确;
反应中KNO3是氧化剂,被还原,故C错误;
NaN3是含有离子键和非极性共价键的离子化合物,故D错误。
9.【答案】(1)①④ (2)+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O (3)Fe(OH)3 CaSO4 Cr(OH)3+OH-===+2H2O +CO2+2H2O===Cr(OH)3↓+ (4)0.100 0 mol·L-1 【解析】(1)①中铬元素由+6价降至+3价,④中铬元素由+3价升至+6价。
(2)亚铁离子具有还原性,与重铬酸根离子反应生成铬离子和铁离子。
(3)加入绿矾反应后,溶液中有铁离子和硫酸根离子,再加入碱石灰,除生成Cr(OH)3外,还会生成氢氧化铁和硫酸钙。氢氧化铬类似氢氧化铝,具有两性,能与氢氧化钠反应生成NaCrO2:Cr(OH)3+NaOH===NaCrO2+2H2O,NaCrO2类似偏铝酸钠,通入过量的CO2生成氢氧化铬、碳酸氢钠:NaCrO2+CO2+2H2O===Cr(OH)3↓+NaHCO3。学科*网 (4)根据反应得关系式K2Cr2O7~3I2~6Na2S2O3,n(Na2S2O3)=6n(K2Cr2O7),c(Na2S2O3)= =0.100 0 mol·L-1。
直通高考 1.【答案】C 2.【答案】B 【解析】A、二氧化碳使Na2O2固体变白,发生反应2CO2+2Na2O2=O2+2Na2CO3,CO2的化合价没有发生改变,过氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,不符合题意;
B、氯气使KBr溶液变黄,发生反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2,Cl元素化合价降低,被还原,符合题意;
C、乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色,是乙烯与溴发生了加成反应,Br元素化合价降低,Br2被还原,乙烯被氧化,不符合题意;
D、氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝,反应过程中NH3化合价没有改变,不符合题意。答案选B。
【名师点睛】明确氧化还原反应的含义和判断依据是解答的关键,注意氧化还原反应的分析思路,即判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清它们的变化情况。该题的易错点是选项A,注意转化规律的理解:氧化还原反应中,以元素相邻价态间的转化最易;
同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;
同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。因此Na2O2分别与H2O、CO2反应时,Na2O2既是氧化剂、又是还原剂,而H2O、CO2都没有参与反应的电子得失。学科*网 3.【答案】A 【解析】A、硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础,利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应,与氧化还原反应无关;
B、锂离子电池工作时,涉及到氧化还原反应;
C、电解质溶液导电实质是电解的过程,与氧化还原反应有关;
D、葡萄糖供能时,涉及到生理氧化过程。故选A。
【名师点睛】本题以各种能量之间的转化为载体考查氧化还原反应的判断。氧化还原反应实质是电子的转移,涉及到化合价的升降,故可根据各种能量转化的原理来判断是否有化合价的变化,从而判断是否是氧化还原反应。
4.【答案】C 5.【答案】D 【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.根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1∶4,正确。
6.【答案】D 【解析】A、明矾净水是利用明矾溶于水电离产生的Al3+水解产生的Al(OH)3胶体吸附水中悬浮的杂质而沉降下来,与物质的氧化性无关,错误;
B、纯碱去油污是利用纯碱溶于水电离产生的碳酸根水解显碱性,油脂在碱性条件下发生较彻底的水解反应产生可溶性的物质高级脂肪酸钠和甘油,与物质的氧化性无关,错误;
C、食醋除水垢,是利用醋酸与水垢的主要成分碳酸钙和氢氧化镁发生复分解反应生成可溶性物质,与物质的氧化性无关,错误;
D、漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,该物质漂白织物是利用HClO的强氧化性,可以将织物的色素氧化为无色物质,正确。学科*网 7.【答案】A
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2023年主题教育民主生活会六个方面个人检视、相互批评意见:1 理论学习系统性不强。学习习近平新时代中国特色社会主义思想不深不透,泛泛而学的时候多,深学细照的时候少,特...
【邓小平理论】 日期:2024-03-19
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2024年交流发言:强化思想理论武装,增强奋进力量(完整)
习近平总书记指出:“一个民族要走在时代前列,就一刻不能没有理论思维,一刻不能没有思想指引。”党的十八大以来,伴随着新时代中国特色社会主义思想在实践中形成发展的历程...
【三个代表】 日期:2024-03-19
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2024年度镇年度县乡人大代表述职评议活动总结
xx镇20xx年县乡人大代表述职评议活动总结为响应县级人大常委会关于开展县乡两级人大代表述职评议活动,进一步激发代表履职活力,加强代表与人民群众的联系,提高依法履职水平...
【马克思主义】 日期:2024-03-19
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“千万工程”经验学习体会(研讨材料)
“千万工程”是总书记在浙江工作时亲自谋划、亲自部署、亲自推动的一项重大决策,也是习近平新时代中国特色社会主义思想在之江大地的生动实践。20年来,“千万工程”先后经历...
【三个代表】 日期:2024-03-19
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2024年在市政协机关工作总结会议上讲话
同志们:刚才,XX同志对市政协机关20XX年工作进行了很好的总结,很精炼,很到位,可以感受到去年机关工作确实可圈可点。XX同志宣读了表彰决定,机关优秀人员代表、先进集体代...
【邓小平理论】 日期:2024-03-18
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在全区防汛防涝动员暨河长制工作推进会上讲话提纲【完整版】
区长,各位领导,同志们:汛期已经来临,我区城区防涝工作面临强大考验,形势不容乐观。年初,区城区防涝排渍指挥部已经召开专题调度会,修订完善应急预案,建立网格化管理机...
【马克思主义】 日期:2024-03-18
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2024年镇作风整治工作实施方案(完整文档)
XX镇作风整治工作实施方案为深入贯彻落实党的二十大精神及省市区委深化作风建设的最新要求,突出重点推进干部效能提升,坚持不懈推动作风整治工作纵深发展,根据《关于印发《2...
【毛泽东思想】 日期:2024-03-18
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2024市优化法治化营商环境规范涉企行政执法实施方案【优秀范文】
xx市优化法治化营商环境规范涉企行政执法实施方案为持续优化法治化营商环境,激发市场主体活力和社会创造力,规范行政执法行为,创新行政执法方式,提升行政执法质效,着力解...
【毛泽东思想】 日期:2024-03-18
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2024年度关于开展新一轮思想状况摸底排查工作通知(完整)
关于开展新一轮思想状况摸底排查工作的通知为深入贯彻落实关于各地开展干部职工思想状况大摸底大排查情况上的批示要求和改革教育第二次调度会议精神,有针对性做好队伍教育管...
【三个代表】 日期:2024-03-18
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2024年公路养护中心主任典型事迹材料(完整文档)
“中心的工作就是心中的事业”——公路养护中心主任典型事迹材料**,男,1976年6月出生,1993年参加工作,2000年4月调入**区交通运输局工作,大学本科学历,中共党员,现任**...
【马克思主义】 日期:2024-03-17