高三化學(xué)人教版一輪教師用書:第2章 第4節(jié) 氧化還原反應(yīng) Word版含答案
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1、 第四節(jié) 氧化還原反應(yīng) 考綱定位 要點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。 2.了解常見的氧化還原反應(yīng)。根據(jù)化學(xué)式判斷元素化合價(jià)。 3.掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計(jì)算。 4.能正確書寫氧化還原化學(xué)方程式和離子方程式。 氧化還原反應(yīng)的概念與本質(zhì) 1.本質(zhì)和特征 2.相關(guān)概念及其關(guān)系 3.兩種電子轉(zhuǎn)移的表示方法 (1)雙線橋法:標(biāo)變價(jià)―→畫箭頭―→標(biāo)得失―→定數(shù)目。 示例:C與濃硫酸反應(yīng): (2)單線橋法:箭頭由失電子原子指向得電子原子,線橋上只標(biāo)電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,不標(biāo)“得到”“失去”字樣。 ===氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 示例:Cu與濃硝
2、酸反應(yīng): ===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 提醒:四種基本反應(yīng)類型和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系 4.常見的氧化劑和還原劑 (1)常見氧化劑 常見氧化劑包括某些非金屬單質(zhì)、含有高價(jià)態(tài)元素的化合物等。如: (2)常見還原劑 常見還原劑包括活潑的金屬單質(zhì)、非金屬陰離子及含低價(jià)態(tài)元素的化合物、低價(jià)金屬陽離子、某些非金屬單質(zhì)及其氫化物等。如: (3)元素化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既有氧化性,又有還原性 元素化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài)的物質(zhì) 氧化產(chǎn)物 還原產(chǎn)物 Fe2+ Fe3+ Fe SO(H2SO3/SO2) SO S H2O2 O2 H2O 其中Fe
3、2+、SO(H2SO3/SO2)主要表現(xiàn)還原性,H2O2主要表現(xiàn)氧化性。 [補(bǔ)短板] (1)在氧化還原反應(yīng)中,非金屬單質(zhì)不一定只作氧化劑;金屬單質(zhì)一定作還原劑。 (2)某元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),該元素可能被氧化也可能被還原。 (3)在氧化還原反應(yīng)中,若有一種元素被氧化,則不一定有另一種元素被還原,也可能同一元素既被氧化又被還原。 (4)某元素的化合價(jià)越高,氧化性不一定越強(qiáng)。 (5)金屬陽離子不一定只具有氧化性,如Fe2+。 (1)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物,不是氧化劑就是還原劑。( ) (2)NaHCO3+H2===HCOONa+H2O的反應(yīng)中,NaHCO3被氧化。( )
4、 (3)Na2O2與H2O反應(yīng),NO2與H2O反應(yīng)中氧化劑與還原劑均為一種物質(zhì)。 ( ) (4)在Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O反應(yīng)中,1 mol Cl2 反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol e-。( ) (5)HNO3作氧化劑時(shí)還原產(chǎn)物可能為NO、NO2、N2O4、N2等。( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ 1.對(duì)于反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O, (1)生成1 mol Cl2,被氧化的HCl為________mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 (2)在此反應(yīng)中,表
5、現(xiàn)氧化性的物質(zhì)是________。 (3)在此反應(yīng)中,HCl表現(xiàn)的性質(zhì)有________。 (4)用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目__________________ ____________________________________________________。 [答案] (1)2 2NA (2)MnO2 (3)酸性、還原性 2.某國外化學(xué)教材中有一張關(guān)于氧化還原反應(yīng)的插圖。由圖可知 (1)氧化劑是________,還原劑是________。 (2)氧化產(chǎn)物是________,還原產(chǎn)物是________。 [答案] (1) (2) 命題點(diǎn)1
6、氧化還原反應(yīng)概念和轉(zhuǎn)移電子的有關(guān)計(jì)算 1.(2019·湖北名校聯(lián)考)三氟化氮(NF3)是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體,它在潮濕的環(huán)境中能發(fā)生反應(yīng):3NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是 ( ) A.NF3是氧化劑,H2O是還原劑 B.HF是還原產(chǎn)物 C.還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是2∶1 D.3 mol NF3參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2 mol D [由+9HF可知,該反應(yīng)中3 mol NF3參加反應(yīng)時(shí),2 mol NF3被還原成NO,1 mol NF3被氧化成HNO3,即NF3既是氧化劑又是還原劑,還原劑和氧化劑物質(zhì)的量之比為1∶2,NO為
7、還原產(chǎn)物,HNO3為氧化產(chǎn)物,HF既不是氧化產(chǎn)物也不是還原產(chǎn)物,A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。] 2.(2019·鄭州一模)將過量H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中,加熱后冷卻,生成暗棕紅色晶體M[化學(xué)式為Cr(NH3)3O4],發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CrO+3NH3+3H2O2===M+2H2O+ 2OH-+O2↑,測(cè)得M中有2個(gè)過氧鍵。下列敘述正確的是( ) A.M中Cr的化合價(jià)為+3 B.參與反應(yīng)的H2O2全部被氧化 C.向FeSO4溶液中滴加幾滴M的溶液,沒有明顯現(xiàn)象 D.轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),生成M的質(zhì)量為16.7 g D [M的化學(xué)式為Cr(NH3)3O4,M中
8、有2個(gè)過氧鍵,則4個(gè)O均為-1價(jià),而NH3為中性分子,故Cr的化合價(jià)為+4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)3H2O2~O2以及M中有2個(gè)過氧鍵,知參與反應(yīng)的H2O2只有被氧化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;M中含有過氧鍵,具有強(qiáng)氧化性,向FeSO4溶液中滴加幾滴M的溶液,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,溶液會(huì)發(fā)生顏色變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)移0.2 mol電子生成0.1 mol M,質(zhì)量為16.7 g,D項(xiàng)正確。] 3.已知下列實(shí)驗(yàn)事實(shí):①Cr2O3固體既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;②將K2Cr2O7溶液滴入淀粉和KI的混合溶液中,溶液變藍(lán);③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得
9、K2Cr2O7溶液。下列判斷不正確的是( ) A.化合物KCrO2中Cr為+3價(jià) B.實(shí)驗(yàn)①證明Cr2O3是兩性氧化物 C.實(shí)驗(yàn)②證明氧化性:Cr2O>I2 D.實(shí)驗(yàn)③證明H2O2既有氧化性又有還原性 D [根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0可知,KCrO2中Cr為+3價(jià),A項(xiàng)正確;Cr2O3既能與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能與堿反應(yīng)生成鹽和水,故Cr2O3是兩性氧化物,B項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)②中K2Cr2O7將KI氧化為I2,根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,得氧化性:Cr2O>I2,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)③中KCrO2被氧化為K2Cr2O7,H2O2僅體現(xiàn)氧化性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 4.向暗紅色C
10、rO3固體表面噴灑酒精會(huì)劇烈反應(yīng),生成綠色固體Cr2O3,同時(shí)有具有刺激性氣味的乙醛生成。下列判斷錯(cuò)誤的是( ) A.該反應(yīng)說明乙醛既有氧化性又有還原性 B.若有1 mol乙醇參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol C.由此反應(yīng)可知,酒精嚴(yán)禁與強(qiáng)氧化性試劑混合存放 D.上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CrO3+3C2H5OH===Cr2O3+3CH3CHO+3H2O A [由題目信息可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CrO3+3C2H5OH===Cr2O3+3CH3CHO+3H2O,在該反應(yīng)中C2H5OH為還原劑,乙醛是氧化產(chǎn)物,根據(jù)該反應(yīng)無法說明乙醛既有氧化性又有還原性,A項(xiàng)錯(cuò)誤。]
11、轉(zhuǎn)移電子的計(jì)算思路 明確元素的變價(jià)―→找出所有氧化劑或還原劑的物質(zhì)的量所有氧化劑或還原劑得或失的電子數(shù)―→確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)[n(e-)=n(氧化劑)或n(還原劑)×N(變價(jià)原子數(shù))×ΔN(化合價(jià)變化數(shù))]。如上述T4,2H6O―→2H4O,1 mol乙醇反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1×2×(-1+2) mol=2 mol。 命題點(diǎn)2 電子轉(zhuǎn)移的表示方法 5.雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 (1)3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O (2)FeS2+8HNO3===Fe(NO3)3+2H2SO4+5NO↑+2H2O (3)3NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF [答案]
12、 (1) (2) (3) 6.單線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 (1)CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑ (2)H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2 (3)3ClO-+2Fe3++10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O [答案] (1) ===Ca(OH)2+2H2↑ (2) ===SF6+2HF+4O2 (3) +10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O 牢記一些特殊物質(zhì)中元素的化合價(jià)(單位:價(jià)) CuFeS2:Cu +2 Fe +2 S -2;FeS2:S -1; K2FeO4:Fe +6;Li2NH、LiNH2、AlN:N
13、-3; Na2S2O3:S +2;MO:M +5;Na2S2O5:S +4; C2O:C +3;HCN:C +2 N -3; CuH:Cu +1 H -1;OF2:O +2; CrO5():Cr +6;FeO:Fe +(8-n);Si3N4:Si +4 N -3。 氧化還原反應(yīng)的三大規(guī)律及應(yīng)用 規(guī)律一 氧化性或還原性的強(qiáng)弱規(guī)律 1.氧化性、還原性的判斷 (1)氧化性是指得電子的性質(zhì)(或能力);還原性是指失電子的性質(zhì)(或能力)。 (2)氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于得、失電子的難易程度,與得、失電子數(shù)目的多少無關(guān)。如:Na-e-===Na+,Al-3e-=== Al3+,但
14、Na比Al活潑,更易失去電子,所以Na比Al的還原性強(qiáng)。 (3)從元素的價(jià)態(tài)考慮:最高價(jià)態(tài)——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低價(jià)態(tài)——只有還原性,如金屬單質(zhì)、 Cl-、S2-等;中間價(jià)態(tài)——既有氧化性又有還原性,如Fe2+、S、Cl2等。 2.氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較方法 (1)依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式判斷 氧化劑+還原劑===還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物 氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物(填“>”或“<”,下同) 還原性:還原劑>還原產(chǎn)物 (2)依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷 反應(yīng)條件(如是否加熱、有無催化劑和反應(yīng)物濃度大小等)要求越低,反應(yīng)越劇烈,物質(zhì)的氧化性或還原性
15、越強(qiáng)。 (3)依據(jù)產(chǎn)物中元素價(jià)態(tài)的高低來判斷 ①相同條件下,不同氧化劑作用于同一種還原劑,氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)高的其氧化性強(qiáng)。例如: ②相同條件下,不同還原劑作用于同一種氧化劑,還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)低的其還原性強(qiáng)。例如: (4)根據(jù)外界條件判斷同一種物質(zhì)的性質(zhì)強(qiáng)弱 ①濃度:同一種物質(zhì)濃度越大,氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如氧化性:濃硫酸>稀硫酸,濃硝酸>稀硝酸,還原性:濃鹽酸>稀鹽酸。 ②溫度:同一種物質(zhì),溫度越高其氧化性越強(qiáng)。如:熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。 ③酸堿性:同一種物質(zhì),所處環(huán)境酸(堿)性越強(qiáng)其氧化性(還原性)越強(qiáng)。如NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性。 命題點(diǎn)1
16、 氧化性、還原性的判斷 1.鉍(Bi)位于元素周期表中ⅤA族,+3價(jià)較穩(wěn)定,鉍酸鈉(NaBiO3)溶液呈無色。取一定量的硫酸錳(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液,對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象如下表所示: 加入 溶液 ①適量的鉍酸鈉溶液 ②過量的雙氧水 ③適量KI-淀粉溶液 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 溶液呈紫紅色 紫紅色消失,產(chǎn)生氣泡 溶液變成藍(lán)色 關(guān)于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由強(qiáng)到弱(從左至右)的順序?yàn)? ( ) A.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 B.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 C.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2 D.H2O
17、2、I2、NaBiO3、KMnO4 A [①現(xiàn)象可知,鉍酸鈉將Mn2+氧化成MnO,則鉍酸鈉的氧化性大于高錳酸鉀;②現(xiàn)象可知,MnO將H2O2氧化為氧氣,故高錳酸鉀的氧化性大于H2O2;③現(xiàn)象可知,I-被H2O2氧化成碘單質(zhì),故H2O2的氧化性強(qiáng)于碘。綜上所述,可知氧化性順序?yàn)镹aBiO3>KMnO4>H2O2>I2,A項(xiàng)正確。] 2.在常溫下發(fā)生下列反應(yīng): ①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O ②2A2++B2===2A3++2B- ③2B-+Z2===B2+2Z- 根據(jù)上述反應(yīng),判斷下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是( ) A.溶液中可能發(fā)生反應(yīng):Z2+2A2+==
18、=2A3++2Z- B.Z2在①③反應(yīng)中作還原劑 C.氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)閄O>Z2>B2>A3+ D.X2+是XO的還原產(chǎn)物 B [由反應(yīng)①可知氧化性:XO>Z2,由反應(yīng)②可知氧化性:B2>A3+,由反應(yīng)③可知氧化性:Z2>B2,綜上氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)閄O>Z2>B2>A3+,結(jié)合選項(xiàng)分析可知B不正確,Z2在①中是氧化產(chǎn)物,在③中作氧化劑。] 命題點(diǎn)2 氧化性、還原性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)探究 3.(1)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧化性Cl2>Fe3+?寫出有關(guān)離子方程式。 (2)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明還原性I->Fe2+?寫出有關(guān)離子方程式。 [答案] (1)取少許FeCl2溶液,加入2滴KSCN溶液,不
19、顯紅色,加入氯水變成紅色。Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-,F(xiàn)e3++ 3SCN-===Fe(SCN)3。 (2)取少許KI溶液,加入淀粉溶液,不變藍(lán)色,加入FeCl3溶液,變藍(lán)色。2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。 4.某小組同學(xué)探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性強(qiáng)弱,設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,裝置的氣密性已檢驗(yàn))。 (1)打開活塞a,逐滴加入H2SO3溶液至過量,燒瓶內(nèi)溶液顏色變?yōu)闊o色,該反應(yīng)的離子方程式為_________________________,得出的結(jié)論是H2SO3的氧化性比Br2的氧化性________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 (2
20、)再打開活塞b,向所得溶液中逐滴加入H2O2溶液,剛開始溶液顏色無明顯變化,繼續(xù)滴加,溶液變?yōu)槌赛S色,變橙黃色反應(yīng)的離子方程式為______________________________,得出的結(jié)論是H2O2的氧化性比Br2的氧化性________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 [解析] (1)打開活塞a,逐滴加入H2SO3溶液至過量,燒瓶內(nèi)溶液顏色變?yōu)闊o色,說明溴與亞硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,反應(yīng)的離子方程式為H2SO3+Br2+H2O===4H++SO+2Br-,說明亞硫酸的氧化性比溴的弱;(2)再打開活塞b,向所得溶液中逐滴加入H2O2溶液,剛開始溶液顏色無明顯變化,繼續(xù)滴加,溶液變?yōu)槌?/p>
21、黃色,溴離子被氧化成溴單質(zhì),變橙黃色反應(yīng)的離子方程式為2H++2Br-+H2O2===Br2+2H2O,說明H2O2的氧化性比Br2的氧化性強(qiáng)。 [答案] (1)H2SO3+Br2+H2O===4H++SO+2Br- 弱 (2)2H++2Br-+H2O2===Br2+2H2O 強(qiáng) 規(guī)律二 氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律 1.價(jià)態(tài)歸中規(guī)律 含有不同價(jià)態(tài)的同種元素物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素的價(jià)態(tài)變化一定遵循“高價(jià)+低價(jià)―→中間價(jià)”,即“價(jià)態(tài)相鄰能共存,價(jià)態(tài)相間能歸中,歸中價(jià)態(tài)不交叉,價(jià)升價(jià)降只靠攏。”如: 不會(huì)出現(xiàn)⑤中H2S和H2SO4反應(yīng),H2S轉(zhuǎn)化為SO2而H2SO4轉(zhuǎn)化為
22、S的情況。 2.歧化反應(yīng)規(guī)律 同一元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)時(shí),該元素的價(jià)態(tài)變化一定遵循“中間價(jià)態(tài)―→高價(jià)態(tài)+低價(jià)態(tài)”,不會(huì)出現(xiàn)“一邊倒”的現(xiàn)象,即生成物中該元素的價(jià)態(tài)不能都比反應(yīng)物中該元素價(jià)態(tài)高,或都比反應(yīng)物中該元素價(jià)態(tài)低。 如: 命題點(diǎn)3 價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律及應(yīng)用 5.已知X、Y、Z、W、Q均為含氮化合物,它們?cè)谝欢l件下有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系(未配平): (1)X―→W+O2 (2)Z+Y+NaOH―→H2O+W (3)Y+SO2―→Z+SO3 (4)Q+Y―→Z+H2O (5)X+Cu+H2SO4(濃)―→Cu2++Y+SO 則這五種含氮化合物中氮元素的化合價(jià)
23、由高到低的順序?yàn)? ) A.X>Y>Z>W(wǎng)>Q B.X>Z>Y>Q>W(wǎng) C.X>Y>W(wǎng)>Z>Q D.W>X>Z>Q>Y C [(1)X―→W+O2中,X中氧元素失電子化合價(jià)升高,則氮元素得電子化合價(jià)降低,所以氮元素化合價(jià)X>W(wǎng);(3)Y+SO2―→Z+SO3中,硫元素化合價(jià)升高,則Y中氮元素化合價(jià)降低,所以氮元素化合價(jià)Y>Z;(2)Z+Y+NaOH―→H2O+W為歸中反應(yīng),則氮元素化合價(jià)W處于Z和Y中間,結(jié)合反應(yīng)(3)可知,氮元素化合價(jià)Y>W(wǎng)>Z;(4)Q+Y―→Z+H2O為歸中反應(yīng),Z處于Q和Y之間,根據(jù)(3)知,Y>Z,所以Z>Q;(5)X+Cu+H2SO4(濃)―→Cu2
24、++Y+SO,銅元素化合價(jià)升高,則X化合價(jià)降低生成Y,所以氮元素化合價(jià)X>Y;所以這五種含氮化合物中氮元素的化合價(jià)由高到低的順序?yàn)閄>Y>W(wǎng)>Z>Q。] 6.L、M、R、P、Q分別代表五種含不同化合價(jià)的氮元素的物質(zhì)。A、B分別代表兩種含不同化合價(jià)的氯元素的物質(zhì)(每種物質(zhì)中氮或氯元素的化合價(jià)只有一種)。又知物質(zhì)M中的氮元素化合價(jià)要比物質(zhì)Q中氮元素的化合價(jià)低。在一定條件下,它們會(huì)發(fā)生如下的轉(zhuǎn)化(關(guān)系式未配平): ①P+A―→Q+B ②L+O2―→M+H2O ③L+M―→R+H2O ④B+H2O―→A+O2 (1)若五種含氮元素的物質(zhì)中,有一種是硝酸,則硝酸是________,理由是_
25、______________________________________。 (2)反應(yīng)②必須在催化劑(鉑、氧化鐵等)作用下,加熱到一定溫度時(shí)方能發(fā)生,此反應(yīng)在化工生產(chǎn)上有重要用途,據(jù)此推斷在同溫同壓下,若物質(zhì)R密度比空氣的密度小,則R的化學(xué)式為________。 (3)某同學(xué)寫出下面三個(gè)含氮的物質(zhì)相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系式: Ⅰ.M+P―→N2O3+H2O Ⅱ.N2O4+H2O―→P+Q Ⅲ.M+L―→Q+H2O 其中一定不可能實(shí)現(xiàn)的是________,理由是_______________ ________________________________________________
26、_______。 [答案] (1)P P中氮元素的化合價(jià)最高 (2)N2 (3)Ⅲ 根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,M、L這兩種物質(zhì)反應(yīng),不可能生成氮元素價(jià)態(tài)比M、L都高的物質(zhì) 7.已知:KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O,當(dāng)生成3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子為________ mol。 [解析] 根據(jù)價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律,Cl2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,其物質(zhì)的量之比為5∶1,故生成0.15 mol Cl2轉(zhuǎn)移電子為0.25 mol。 [答案] 0.25 價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律的應(yīng)用 (1)判斷同種元素不同價(jià)態(tài)物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的可能性。如濃硫酸與SO2不發(fā)生反應(yīng)
27、。 (2)根據(jù)化合價(jià)判斷反應(yīng)體系中的氧化劑、還原劑及氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。如對(duì)于反應(yīng)6HCl+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化劑為KClO3,還原劑為HCl,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物都為Cl2。 規(guī)律三 氧化還原反應(yīng)的先后規(guī)律 1.同時(shí)含有幾種還原劑時(shí)將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2時(shí),因?yàn)檫€原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先與Cl2反應(yīng)。 2.同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí)將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因?yàn)檠趸訤e3+>Cu2+> H+,所以鐵粉先與Fe3+反應(yīng),然后依次與C
28、u2+、H+反應(yīng)。 命題點(diǎn)4 氧化還原反應(yīng)先后規(guī)律的應(yīng)用 8.向含有FeBr2、FeI2的溶液中緩緩?fù)ㄈ胍欢康穆葰夂?,再向溶液中滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,若只從反應(yīng)順序角度考慮反應(yīng)情況,則下列敘述不正確的是 ( ) A.通入氯氣后的溶液中一定不存在I- B.通入氯氣之后原溶液中的Fe2+全部被氧化 C.原溶液中的Br-可能被氧化 D.若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液充分振蕩、靜置、分液,下層溶液呈紫紅色 B [溶液中離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮->Fe2+>Br-。溶液變?yōu)榧t色說明 Fe2+被氧化成Fe3+,則I-全部被氧化,故溶液中一定不存在I-,A項(xiàng)正確;
29、Fe2+可能全部被氧化,也可能是部分氧化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液變?yōu)榧t色只能說明Fe2+被氧化成Fe3+,而Br-可能被氧化,C項(xiàng)正確;根據(jù)題意知有I2生成,I2易溶于有機(jī)溶劑,則下層溶液呈紫紅色,D項(xiàng)正確。]
9.(2019·試題調(diào)研)已知氧化性:FeO>IO>Fe3+>I2。在酸性條件下,將過量的KI溶液逐滴滴入V L Na2FeO4溶液中,反應(yīng)過程中生成的n(Fe3+)隨KI加入的量的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.n(KI)≤a時(shí),反應(yīng)的離子方程式為2FeO+6I-+16H+===2Fe3++3I2+8H2O
B.a(chǎn) 30、6H+===3I2+3H2O
C.整個(gè)過程的總反應(yīng)式為FeO+4I-+8H+===2I2+Fe2++4H2O
D.c=8a,c(Na2FeO4)= mol·L-1
A [n(KI)≤a時(shí),Na2FeO4過量,I-被氧化為IO,A錯(cuò)誤。]
氧化還原方程式的配平與書寫
1.配平原則
2.化合價(jià)升降法配平步驟
3.三種配平技巧
(1)倒配法:適用于氧化劑與還原劑為同一物質(zhì)
S+KOH===K2S+K2SO3+H2O
(2)補(bǔ)加法:適用于部分被氧化或被還原的物質(zhì)反應(yīng)
Cu+HNO3===Cu(NO3)2+NO↑+
(3)電荷守恒法:適用離子方程式
MnO+Cl- 31、+H+===Mn2++Cl2↑+H2O
[答案] (1)3 6 2 1 3
(2)3 8 3 2 4 H2O
(3)2 10 16 2 5 8
命題點(diǎn)1 一般配平
1.(1)____NaBO2+____SiO2+____Na+____H2===____NaBH4+____Na2SiO3
(2)____Fe3O4+____HNO3(稀)===____Fe(NO3)3+____NO↑+____H2O
(3)____MnO+____C2O+____H+===____Mn2++____CO2↑+____H2O
(4)____SO2+____MnO+____H2O===____Mn 32、2++____SO+____H+
[答案] (1)1 2 4 2 1 2 (2)3 28 9 1 14 (3)2 5 16 2 10 8 (4)5 2 2 2 5 4
2.(1)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
(2)____Cl2+____KOH===____KCl+____KClO3+____H2O
[答案] (1)2 9 3 3 5 (2)3 6 5 1 3
命題點(diǎn)2 缺項(xiàng)配平
3.(1)將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色( Bi3+無色)。配平該反應(yīng)的離子方程式:
33、NaBiO3+Mn2++________===Na++Bi3++________+________。
(2)將Cu投入一定量的濃硝酸中,發(fā)生如下反應(yīng),其生成的NO2與NO的物質(zhì)的量之比為2∶1,完成下列反應(yīng):Cu+HNO3(濃)===Cu(NO3)2+NO2↑+NO↑+________。
(3)ClO-+Fe(OH)3+________===Cl-+FeO+H2O。
(4)將高錳酸鉀逐滴加入硫化鉀溶液中發(fā)生如下反應(yīng),其中K2SO4和S的物質(zhì)的量之比為3∶2,完成下列化學(xué)方程式:
KMnO4+K2S+________===K2MnO4+K2SO4+S↓+________。
(5)在酸性 34、條件下,K2Cr2O7被Fe2+還原為Cr3+,完成下列方程式:
Cr2O+Fe2++________===Cr3++Fe3++________。
[答案] (1)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO 7 H2O
(2)5 16 5 4 2 8 H2O
(3)3 2 4 OH- 3 2 5
(4)28 5 24 KOH 28 3 2 12 H2O
(5)1 6 14 H+ 2 6 7 H2O
缺項(xiàng)配平的方法
(1)先用化合價(jià)升降法確定“兩劑”或“兩物”及其化學(xué)計(jì)量數(shù),然后根據(jù)原子守恒或電荷守恒確定其他物質(zhì)及其化學(xué)計(jì)量數(shù)。
(2)補(bǔ)項(xiàng)原則
條件
補(bǔ)項(xiàng)原則
35、
酸性條
件下
反應(yīng)物缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H+生成H2O,反應(yīng)物少O(氧)補(bǔ)H2O(水)生成H+
堿性條
件下
反應(yīng)物缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水)生成OH-,反應(yīng)物少O(氧)補(bǔ)OH-生成H2O
命題點(diǎn)3 信息型氧化還原方程式的書寫
[典例導(dǎo)航]
(2016·全國卷Ⅰ)+6價(jià)鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為________________
________________________________________________________。
[思路點(diǎn)撥]
36、
[答案] Cr2O+3HSO+5H+===2Cr3++3SO+4H2O
信息型氧化還原反應(yīng)方程式是指①用文字描述②化工流程的方式,敘述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程,需要從文字信息或化工流程中提煉反應(yīng)物、生成物,進(jìn)而分析反應(yīng)中電子得失情況,書寫流程為:
4.(1)酸性KMnO4溶液將乙醇氧化為乙酸,其反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)一 37、定條件下,向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中BH(B元素的化合價(jià)為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH),其離子方程式為___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4,其反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________ 38、____________________
___________________________________________________________________。
(4)Co(OH)3與H2SO4、Na2SO3溶液反應(yīng)生成CoSO4的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[答案] (1)5C2H5OH+4MnO+12H+= 39、==5CH3COOH+4Mn2++11H2O
(2)2Fe2++BH+4OH-===2Fe+2H2↑+B(OH)
(3)2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+5H2O+3Cl-
(4)2Co(OH)3+Na2SO3+2H2SO4===2CoSO4+Na2SO4+5H2O
5.(2016·全國卷Ⅰ,改編)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:
回答下列問題:
(1)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式____________
_________________________________________________ 40、________,氧化劑為________,氧化產(chǎn)物為________。
(2)寫出“電解”步驟中生成NaClO2的化學(xué)方程式___________
_________________________________________________________,當(dāng)生成(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2 3.36 L時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________________。
(3)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是________。
寫出此吸收反應(yīng)的離子方程式(并用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目)_______ 41、_______________________________________。
[解析] (1)從化工流程可以確定反應(yīng)物為NaClO3、SO2、H2SO4,生成物為ClO2和NaHSO4。
(2)從化工流程可以確定“電解”時(shí)的反應(yīng)物為ClO2、NaCl,生成物為Cl2和NaClO2。
(3)尾氣吸收ClO2,該吸收時(shí)的反應(yīng)物為ClO2、NaOH、H2O2,生成物為NaClO2,根據(jù)化合價(jià)升降,H2O2被氧化為O2。
[答案] (1)SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4 NaClO3 NaHSO4
(2)2ClO2+2NaClCl2↑+2NaClO2 0 42、.3 mol
(3)2∶1 O2?。?NaOH===2NaClO2+O2↑+2H2O
“電子守恒法”在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用
——證據(jù)推理與模型認(rèn)知
“電子守恒法”計(jì)算是化學(xué)計(jì)算中的一種技巧計(jì)算方法。分析近幾年高考試題,根據(jù)“電子守恒法”計(jì)算的試題出現(xiàn)頻率為100%。一般有兩類型:一是利用“電子守恒法”計(jì)算元素化合價(jià),生成的產(chǎn)物的量、物質(zhì)之間的物質(zhì)的量的比等;二是利用“電子守恒法”推導(dǎo)多步反應(yīng)的關(guān)系式,進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。體現(xiàn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。
突破點(diǎn)1 “電子守恒法”的一般計(jì)算
[典例導(dǎo)航]
Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4,而NaC 43、lO 被還原為NaCl,若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16,則x的值為________。
[思路點(diǎn)撥]
列式:16×(1+1)=x×,故x=5。
[答案] 5
“電子守恒法”計(jì)算的一般思維模板
[突破訓(xùn)練]1.(2019·貴陽模擬)某離子反應(yīng)中涉及H2O、ClO-、NH、H+、N2、Cl-六種粒子。其中N2、ClO-的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列判斷不正確的是( )
A.該反應(yīng)的氧化劑是ClO-
B.消耗1 mol 還原劑,轉(zhuǎn)移3 mol電子
C.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3
D.當(dāng)生成14 g N2時(shí),消耗的ClO- 44、為1.5 mol
C [根據(jù)題意圖示可知氧化劑為ClO-,還原劑為NH,根據(jù)電子守恒知n(ClO-)×2=n(NH)×3,n(ClO-)∶n(NH)=3∶2,C項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2.(1)聯(lián)氨(N2H4)是一種常用的還原劑。其氧化產(chǎn)物一般為N2。
聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧,防止鍋爐被腐蝕。理論上1 kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2________kg。
(2)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中Ag+還原為銀,從而可用于化學(xué)鍍銀。
①H3PO2中,P元素的化合價(jià)為________。
②利用H3PO2進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1,則 45、氧化產(chǎn)物為________(填化學(xué)式)。
[解析] (1)×4=×(2-0)×2,m(O2)=1 kg。
(2)②4×(1-0)=1×(n-1),n=5,故氧化產(chǎn)物為H3PO4。
[答案] (1)1 (2)①+1價(jià) ②H3PO4
突破點(diǎn)2 “電子守恒法”應(yīng)用于多步反應(yīng)的計(jì)算
[典例導(dǎo)航]
羥胺(NH2OH)是一種還原劑,能將某些氧化劑還原?,F(xiàn)用25.00 mL 0.049 mol·L-1羥胺的酸性溶液與足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng),生成的Fe2+恰好與24.50 mL 0.020 mol·L-1酸性KMnO4溶液完全反應(yīng)。已知(未配平):FeSO4+KMnO4+H2SO4―→F 46、e2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O,則羥胺的氧化產(chǎn)物是
( )
A.N2 B.N2O C.NO D.NO2
[思路點(diǎn)撥] 設(shè)氧化產(chǎn)物中N的化合價(jià)為x,根據(jù)電子守恒可推導(dǎo)關(guān)系5NH2OH~(x+1)KMnO4,可列式
=,
解得x=1。
[答案] B
“電子守恒法”推導(dǎo)關(guān)系式的思路
多步連續(xù)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),只要中間各反應(yīng)過程中電子沒有損耗,可直接找出起始物和最終產(chǎn)物,刪去中間產(chǎn)物,建立二者之間的電子守恒關(guān)系,快速求解。
(1)SO22Fe2+MnO
(2)O22MnO(OH)22I2,4e-4S2O
(3)2Fe3+I(xiàn)2SO
[突破訓(xùn) 47、練]
3.(2019·湘東六校模擬)ClO2很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):
步驟1:量取ClO2溶液10 mL,稀釋成100 mL試樣,量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中;
步驟2:調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,振蕩后,靜置片刻;
步驟3:加入指示劑X,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
已知:2Na2S2O3+I(xiàn)2===Na2S4O6+2NaI
指示劑X為______________。原ClO2溶液的濃度為________ g·L-1(用含字母的代 48、數(shù)式表示)。
[解析] 根據(jù)電子守恒法可知關(guān)系式:
2ClO25I210Na2S2O3
n(ClO2)=n(Na2S2O3)=V2×10-3 L×c mol·L-1×=V2c×10-3 mol,
故稀釋后ClO2溶液的濃度為= g·L-1。
則原ClO2溶液的濃度為 g·L-1。
[答案] 淀粉溶液
1.(2018·全國卷Ⅰ,節(jié)選)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為________。
[解析] 氯氣與硝酸銀反應(yīng)生成N2O5,氯氣作氧化劑,還原產(chǎn)物為氯化銀,又硝酸銀中氮元素、銀元素已經(jīng)是最高化合價(jià),則只能是 49、氧元素化合價(jià)升高,所以氣體氧化產(chǎn)物為O2。
[答案] O2
2.(1)(2017·全國卷Ⅱ)將水樣(含O2)與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合,反應(yīng)生成MnO(OH)2,實(shí)現(xiàn)氧的固定,寫出“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)(2017·全國卷Ⅰ)已知FePO4LiFePO4,請(qǐng)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiF 50、ePO4的化學(xué)方程式_______________________________
___________________________________________________________________。
(3)(2017·全國卷Ⅲ,節(jié)選)步驟①的主要反應(yīng)為:
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為________。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是____________________________________________________
______ 51、_____________________________________________________________。
[答案] (1)2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2
(2)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O
(3)2∶7 陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng)
3.(1)(2016·全國卷Ⅲ)煙氣中含有SO2和NO,寫出用NaClO2溶液將煙氣中NO轉(zhuǎn)化成NO的離子方程式:_____________________________________
_______________________________________ 52、_________________________。
(2)(2015·全國卷Ⅰ)CuSO4溶液中加入亞硫酸銨和氯化銨溶液反應(yīng)生成CuCl沉淀的離子方程式為_______________________________________________
__________________________________________________________________。
[答案] (1)4NO+3ClO+4OH-===4NO+3Cl-+2H2O
(2)2Cu2++SO+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SO+2H+
4.(1)(2016·全國卷Ⅲ)欲使3 mol的VO 53、2+變?yōu)閂O,則需要氧化劑KClO3至少為________mol。
(2)(2016·全國卷Ⅰ)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2 的有效氯含量為________(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。
[解析] (1)使3 mol的VO2+變?yōu)閂O,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3 mol×(5-4)=3 mol;氧化劑KClO3被還原為KCl,氯元素由+5價(jià)降低到-1價(jià),根據(jù)電子守恒可知,需要KClO3的物質(zhì)的量至少為=0.5 mol。
(2)×4××71 g≈1.57 g。
[答案] (1)0.5
(2)1.57 g
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