高中化学第1章 第4讲 氧化还原反应---2023年高考化学一轮复习(新高考)
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第4讲氧化还原反应
复习目标 1.了解氧化还原反应的概念。
2.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。
3.掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律应用。
考点一氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质:电子转移(得失或偏移)。
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价②画箭头(反应物指向生成物)③算数目④说变化。
用双线桥法标出MnO2与浓盐酸加热反应电子转移的方向和数目:。
归纳。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。
用单线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目:
===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
归纳===氧化产物+还原产物。
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见的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)常见的还原剂
常见的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)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。
如:
其中:Fe2+、SO2-3主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
6.重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4
(1)金属氢化物
①结构特点
电子式可表示为M +[··H]-
(M 为碱金属)。
②强还原性
a .遇水强烈反应放出氢气,使溶液呈强碱性,如:NaH +H 2O===NaOH +H 2↑。
b .高温还原金属
如固态NaH 在673 K 时能将TiCl 4还原为金属钛:TiCl 4+4NaH=====高温
Ti +4NaCl +2H 2↑。
(2)万能还原剂——硼氢化钠(NaBH 4)
硼氢化钠是一种无机物,化学式为NaBH 4,白色至灰白色细结晶粉末或块状,吸湿性强,其碱性溶液呈棕黄色,是最常用的还原剂之一。
通常用作醛类、酮类、酰氯类的还原剂,塑料工业的发泡剂,造纸漂白剂,以及医药工业制造双氢链霉素的氢化剂。
1.在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂( )
2.某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原( )
3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应( )
4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂( ) 5.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( )
答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×
一、氧化还原反应概念的考查
1.按要求标出下列化合物中指定元素的化合价。
Li 2NH :N -3,LiNH 2:N -3,N 2H 4:N -2,
Na 2S 2O 3:S +2,S 2O 2-8:S +6,C 2O 2-4:C +3, HCN :C +2、N -3,BH -
4:B +3、H -1,CuH :Cu +1、H -1,MnO(OH):Mn +3,FePO 4:Fe +3,
CrO 2-4:Cr +6,K 2FeO 4:Fe +6。
2.2KMnO 4+16HCl(浓)===2KCl +2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O 。
上述反应中,氧化剂是______,还原剂是________,氧化产物是__________,还原产物是________,KMnO 4发生__________反应,HCl 发生________反应,盐酸表现的性质是________性和________性;生成1 mol Cl 2时转移电子数目为________,被氧化的HCl 的物质的量是________ mol 。
答案 KMnO 4 HCl Cl 2 MnCl 2 还原 氧化 还原 酸 2×6.02×1023(或1.204×1024) 2
3.工业上以石英砂为原料制取单质硅,其工艺流程图如下:
流程一:
SiO 2――→①焦炭高温Si(粗)――→②HCl 300 ℃SiHCl 3――――――→③过量H 2
1 000~1 100 ℃
Si(纯) 流程二:
有关反应分类说法不正确的是( )
A .①~⑥均属于氧化还原反应
B .只有①②③属于置换反应
C .⑥既属于氧化还原反应又属于分解反应
D .⑤中的两个化学反应均属于复分解反应
答案 A
解析 ①SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑,②Si +3HCl=====高温SiHCl 3+H 2,③SiHCl 3+H 2=====高温
Si +3HCl ,④SiO 2+4Mg=====高温Mg 2Si +2MgO ,⑤Mg 2Si +4HCl===2MgCl 2+SiH 4,MgO +2HCl=== MgCl 2+H 2O ,⑥SiH 4=====△Si +2H 2↑。
4.工业上常用以下反应炼铁和制硫酸:
①2CuFeS 2+7O 2=====高温CuSO 4+CuO +Fe 2O 3+3SO 2
②4FeS 2+11O 2=====高温2Fe 2O 3+8SO 2
已知CuFeS 2中Cu 为+1价。
下列说法正确的是( )
A .反应①②中Fe 均被氧化
B .反应①中CuSO 4和CuO 只是氧化产物
C .反应②中Fe 2O 3和SO 2既是氧化产物又是还原产物
D .反应①②生成等物质的量的SO 2时,转移的电子数之比为33∶56
答案 C
解析 反应①生成3 mol SO 2转移28 mol e -,反应②生成8 mol SO 2转移44 mol e -,则反应①②生成等物质的量的SO 2时,转移的电子数之比为56∶33,D 项错误。
二、重要的还原剂——金属氢化物、NaBH 4
5.氢化钠(NaH)是一种白色固体,能与水反应放出氢气。
下列叙述正确的是( )
A .NaH 为共价化合物
B .该化合物中氢为+1价
C .NaH 中氢离子半径比锂离子半径小
D.NaH中氢离子被氧化为氢气
答案 D
解析NaH由Na+和H-构成,为离子化合物,A项不正确;该化合物中,Na显+1价,则氢显-1价,B项不正确;H-与Li+电子层结构相同,但锂的核电荷数比氢大,所以H-半径比Li+半径大,C项不正确;NaH中H-转化为氢气时,失电子被氧化,D项正确。
6.硼氢化钠(NaBH4)在有机合成、化工生产方面有广泛应用。
制备硼氢化钠的化学方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2NaBH4+2Na2SiO3。
下列有关上述反应的说法错误的是() A.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
B.转移4 mol电子时,只需向装置中通入44.8 L H2(标准状况)
C.装药品之前加热装置至100 ℃并持续一会儿
D.制备硼氢化钠的副产物可能有NaH
答案 B
解析由反应可知氧化产物为Na2SiO3,还原产物是NaBH4,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1,A项正确;转移4 mol电子时,根据化学方程式可知理论上需要2 mol 氢气,在标准状况下的体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L,但由于是可逆反应,需要通入氢气的体积大于44.8 L,B项错误;由于钠极易被氧化且能与水反应,所以需要排尽装置中的空气和水蒸气,则装药品之前应加热装置至100 ℃并持续一会儿,C项正确。
7.(2022·郑州测评)LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH4+2H2O===LiAlO2+4H2↑。
下列说法正确的是()
A.氢气既是氧化产物又是还原产物
B.LiAlH4既是氧化剂又是还原剂
C.若生成标准状况下4.48 L H2,则转移0.4 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
答案 A
解析由反应的化学方程式可知,LiAlH4中H由-1价升高为0价,被氧化,是还原剂,H2O 中H由+1价降为0价,被还原,是氧化剂,氢气既是氧化产物又是还原产物,A项正确、B项错误;由反应的化学方程式可知,1 mol LiAlH4反应,转移4 mol电子,生成4 mol H2,若生成标准状况下4.48 L(即0.2 mol)H2,则转移0.2 mol电子,C项错误;LiAlH4为还原剂,水为氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,D项错误。
8.硼氢化钠(NaBH 4)中的氢元素为-1价,具有很强的还原性,被称为“万能还原剂”,NaBH 4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示:
下列说法错误的是( )
A .过程②反应为BH 3+H 2O===H 2↑+H 2B(OH)
B .反应过程中硼元素的化合价发生了变化
C .若过程③和过程④均产生1 mol H 2,则转移电子数目不相等
D .Ru 可使上述反应活化分子的百分数提高,加快反应速率
答案 B
解析 各步骤中硼元素的化合价均为+3价,B 项错误;过程③反应为H 2B(OH)+H 2O===H 2↑+HB(OH)2,产生1 mol H 2时转移的电子数为N A ,过程④反应为HB(OH)2+2H 2O +e -=== 32H 2↑+B(OH)-4,产生1 mol H 2时转移的电子数为43
N A ,两者不相等,C 项正确;Ru 为催化剂,催化剂可提高活化分子的百分数,加快反应速率,D 项正确。
9.氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为______________________________________。
(2)NaH 能与水剧烈反应:NaH +H 2O===NaOH +H 2↑,该反应中的氧化剂是________,氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl 4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案 (1)-1 (2)H 2O 1∶1
(3)2NaH +TiCl 4=====高温Ti +2NaCl +2HCl ↑或4NaH +TiCl 4=====高温
Ti +4NaCl +2H 2↑ 考点二 氧化还原反应的强弱规律及价态规律
(一)强弱规律
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.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。
如:Na -e -===Na +,Al -3e -===Al 3+
,但根据金属活动性顺序表,Na 比Al 活泼,更易失去电子,所以Na 比Al 的还原性强。
3.从元素的价态考虑
最高价态——只有氧化性,如:浓H 2SO 4、KMnO 4等; 最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl -、S 2-等;
中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe 2+、S 、Cl 2等。
4.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(氧化性)+还原剂(还原性)===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。
(2)根据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
如:MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O,2KMnO 4+16HCl(浓)===2KCl +2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O ,可判断氧化性:KMnO 4>MnO 2。
(3)根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe +3Cl 2=====△2FeCl 3;Fe +S=====△
FeS ,则氧化性:Cl 2>S 。
5.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr 2溶液中通入少量Cl 2时,因为还原性:Fe 2+>Br -,所以Fe 2+先与Cl 2反应。
(2)常见的强弱顺序
氧化性:MnO -4(H +)>Cl 2>Br 2>Fe 3+>I 2>稀H 2SO 4>S ,还原性:Mn 2+<Cl -<Br -<Fe 2+<I
-<SO 2(SO 2-3)<S 2-。
(二)价态规律
1.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。
简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H 2S 转化为SO 2而H 2SO 4转化为S 的情况。
2.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、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl +NaClO+H2O。
3.应用
(1)判断同种元素不同价态的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 +NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
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.元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼()
3.金属原子失电子数越多,金属的还原性越强()
4.向浓H2SO4中通入H2S气体,1 mol浓H2SO4转移电子数可能是6N A,也可能是2N A() 5.1 mol KClO3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为6N A()
6.SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,所以浓硫酸不能干燥SO2气体()
答案 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.×
一、影响物质氧化性、还原性强弱的因素
1.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与NaOH溶液⑥Fe与HNO3溶液
⑦Fe与H2SO4溶液⑧Na与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
解析⑥Fe和浓HNO3常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀HNO3反应,HNO3被还原成NO。
⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。
二、强弱规律的应用
2.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl-
<Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是()
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO2-4+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
答案 C
解析A项,还原性:SO2>Fe2+,反应能发生;B项,还原性:SO2>I-,反应能发生;C 项,还原性:H2O2<SO2,反应不能发生。
3.Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和Ni均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为____________________,Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式:______________________________________________________。
答案CoCl3>Cl2>FeCl32Co(OH)3+6H++2Cl-===2Co2++Cl2↑+6H2O
解析由Fe和Cl2反应生成FeCl3可知,氧化性:Cl2>Fe3+;由Co和Cl2反应只生成CoCl2而不能生成CoCl3可知,氧化性:Co3+>Cl2。
综上分析,FeCl3、CoCl3和Cl2三者氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3。
Co(OH)3与盐酸反应生成氯气和Co2+,反应的离子方程式为2Co(OH)3+6H++2Cl-===2Co2++Cl2↑+6H2O。
三、价态规律的应用
4.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH―→KX+KY+H2O(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KX―→KY+KZ(未配平,KY与KZ的物质的量之比为1∶3),以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是()
A.+1 B.+3 C.+5 D.+7
答案 C
解析反应:Cl2+KOH―→KX+KY+H2O是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也发生歧化反应:KX―→KY+KZ,可断定KY为KCl,化合价高低:KZ中Cl>KX中Cl(均为正价)。
假设KX中Cl元素为+a价,KZ中Cl元素的化合价为+b价,依据得失电子守恒原理及KX―→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a =5代入上式讨论,可知a=5时,b=7符合题意。
则KX中Cl元素的化合价为+5。
5.K35ClO3晶体与含有H37Cl的浓盐酸反应生成Cl2,化学方程式为KClO3+6HCl(浓)===KCl +3Cl2↑+3H2O,该反应生成氯气的摩尔质量为________。
答案 73.3 g·mol -
1
解析 1 mol Cl 2中35Cl 占13 mol,37Cl 占53 mol ,M =(13×35+53
×37) g·mol -1≈73.3 g·mol -1。
6.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 +H 2O ――→电解X +H 2
③Y +NaOH ―→G +Q +H 2O
④Z +NaOH ―→Q +X +H 2O
这五种化合物中Cl 元素化合价由低到高的顺序是________。
答案 G 、Y 、Q 、Z 、X
解析 由①得出Q 中Cl 元素价态高于G ,因为G 必介于Q 和-1价的氯元素之间,-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:H 2O 中的H 元素化合价降低,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 。
1.(2020·山东,2)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NO 2参与酸雨形成
答案 B
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2NaHCO 3=====△Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O ,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;NO 2与水发生反应:3NO 2+H 2O===NO +2HNO 3,是氧化还原反应。
2.(2021·浙江6月选考,8)关于反应K 2H 3IO 6+9HI===2KI +4I 2+6H 2O ,下列说法正确的是
( )
A .K 2H 3IO 6发生氧化反应
B .KI 是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
答案 D
解析反应中K2H3IO6中的I元素的化合价降低,得电子发生还原反应,A错误;12.7 g I2的物质的量为0.05 mol,根据反应的化学方程式,每生成4 mol I2转移7 mol电子,则生成0.05 mol I2时转移电子的物质的量为0.087 5 mol,C错误;反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7 mol HI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1,D正确。
3.(2020·北京,3)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是()
A.Na B.Cl2C.NO2D.Na2O
答案 A
解析2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,H2O中H元素化合价由+1降为0,得电子被还原,作氧化剂,在反应中表现出氧化性,故A符合题意;Cl2+H2O HCl+HClO、3NO2+H2O=== 2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B、C不符合题意;Na2O +H2O===2NaOH,该反应没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故D不符合题意。
4.(2019·北京,10)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()
选项物质(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
答案 B
解析A项,Fe粉将溶液中的Fe3+转化为Fe2+,涉及氧化还原反应;B项,Mg2+与NaOH 溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,过滤后多余的NaOH用稀盐酸中和,两个反应均不涉及氧化还原反应;C项,Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应,不能用水除去Cl2中的HCl;D项,
NO2与水反应生成HNO3和NO,涉及氧化还原反应。
5.(2020·海南,9改编)含有下列有害组分的尾气,常用NaOH溶液吸收以保护环境。
吸收过程中发生歧化反应的是()
A.SO3B.SO2C.NO2D.HBr
答案 C
解析三氧化硫和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,为非氧化还原反应,A项不符合题意;二氧化氮与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水,N元素化合价既升高又降低,发生氧化还原反应,属于歧化反应,C项符合题意;溴化氢与氢氧化钠反应生成溴化钠和水,为非氧化还原反应,D项不符合题意。
课时精练
1.(2020·北京,2)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SO2
B.用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]处理污水
C.用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·x H2O)
D.用84消毒液(有效成分NaClO)杀灭细菌
答案 D
解析用石灰乳脱除烟气中的SO2时,SO2与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙,反应过程中无元素化合价的变化,没有利用氧化还原反应,故A不符合题意;明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水,电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物,发生的反应中元素化合价没有变化,没有利用氧化还原反应,故B不符合题意;用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·x H2O),发生的主要反应为6HCl+Fe2O3===2FeCl3+3H2O,反应中没有元素化合价的变化,没有利用氧化还原反应,故C不符合题意;84消毒液有效成分为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,故D符合题意。
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.铜铸塑像上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]
C .用Na 2SiO 3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
答案 C
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A 不选;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D 不选。
3.下列实验中,颜色的变化与氧化还原反应有关的是( )
A .向紫色石蕊溶液中加入盐酸,溶液变红
B .饱和FeCl 3溶液在沸水中变成红褐色胶体
C .向FeSO 4溶液中滴加NaOH 溶液,生成的沉淀由白色迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
D .SO 2使滴有酚酞的NaOH 溶液褪色
答案 C
解析 向FeSO 4溶液中滴加NaOH 溶液,得到白色沉淀Fe(OH)2,Fe(OH)2迅速与空气中的O 2发生氧化还原反应得到红褐色的Fe(OH)3。
4.(2020·浙江7月选考,10)反应MnO 2+4HCl(浓)=====△
MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 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∶1
D .4∶1
答案 B
5.对于反应:2H 2S +SO 2===3S ↓+2H 2O ,氧化剂与还原剂的物质的量之比为( )
A .1∶1
B .2∶1
C .3∶1
D .1∶2
答案 D
解析 反应2H 2S +SO 2===3S ↓+2H 2O 中,H 2S 中S 元素化合价由-2升高为0价,H 2S 是还原剂;SO 2中S 元素化合价由+4价降低为0价,SO 2是氧化剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比等于1∶2,D 符合题意。
6.(2018·浙江11月选考,6)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A .2NaBr +Cl 2===2NaCl +Br 2
B .Br 2+2NaI===2NaBr +I 2
C .3Br 2+6NaOH=====△5NaBr +NaBrO 3+3H 2O
D .HBr +NaOH===NaBr +H 2O
答案 A
解析 溴化钠中溴元素化合价升高被氧化,选项A 符合;溴单质中溴元素化合价降低被还原,
选项B 不符合;溴单质既是氧化剂又是还原剂,被氧化生成溴酸钠,被还原生成溴化钠,选项C 不符合;反应属于中和反应,各元素化合价不变,不属于氧化还原反应,选项D 不符合。
7.下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是( )
A .
B .
C .
D .
答案 D 解析 A 项,Cl 2→NaCl 应为得e -,Cl 2→NaClO 应为失e -;B 项中氧化产物与还原产物均为Cl 2,且转移电子数目为5e -;C 项中用单线桥表示电子转移时不标“得失”。
8.下列属于氧化还原反应,且氧化剂和还原剂为同一种物质的是( )
A .MgO +2HCl===MgCl 2+H 2O
B .
C +H 2O(g)=====高温
CO +H 2
C .8NH 3+6NO 2=====催化剂7N 2+12H 2O
D .2Na 2O 2+2H 2O===4NaOH +O 2↑
答案 D
解析 MgO +2HCl===MgCl 2+H 2O 中元素化合价没有发生变化,反应不是氧化还原反应,A 不符合题意;C +H 2O(g)=====高温CO +H 2中C 、H 两种元素的化合价都发生了变化,反应属于氧化还原反应,其中C 是还原剂,H 2O 是氧化剂,B 不符合题意;8NH 3+6NO 2=====催化剂7N 2+12H 2O 中只有N 元素的化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应,其中NH 3是还原剂,NO 2是氧化剂,C 不符合题意;反应2Na 2O 2+2H 2O===4NaOH +O 2↑中有O 元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应,其中Na 2O 2既是还原剂也是氧化剂,D 符合题意。
9.氯元素的化合价与其形成的常见物质种类的关系如图所示。
下列说法不正确的是()
A.b只有还原性
B.c没有漂白性,d具有漂白性
C.一定条件下,e和f均属于较强氧化剂
D.g的化学式为HClO4
答案 A
解析b为HCl,其中+1价的H化合价能降低,具有氧化性,A项错误。
10.已知氧化性:Fe3+>I2>SO2-4,下列说法或离子方程式正确的是()
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO2-4+4H+
B.Fe3O4可写成FeO·Fe2O3,Fe3I8可写成FeI2·2FeI3
C.还原性:Fe2+>SO2>I-
D.反应H2SO4(浓)+2HI===I2+SO2↑+2H2O不能进行
答案 A
解析反应2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO2-4+4H+中,Fe3+是氧化剂,SO2-4是氧化产物,该反应的发生符合氧化性:Fe3+>SO2-4,A正确;铁元素的化合价有+2和+3,碘元素的化合价是-1,由于氧化性:Fe3+>I2,故I2不能将Fe2+氧化成Fe3+,只能将铁氧化到+2价,Fe3I8可表示为3FeI2·I2,B错误;根据离子的氧化性顺序,得到还原性顺序是SO2>I->Fe2+,C错误;浓硫酸具有强氧化性,碘离子具有强还原性,反应H2SO4(浓)+2HI===I2+SO2↑+2H2O能进行,D错误。
11.(2022·潍坊模拟)含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。
下列说法错误的是()
A.反应①利用了H2Te的还原性
B.反应②中H2O作氧化剂
C.反应③利用了H2O2的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
答案 D
解析H2Te被O2氧化生成Te,H2Te具有还原性,A项正确;反应②中Te与H2O反应生成H2TeO3,Te元素化合价升高,是还原剂,则H2O为氧化剂,应有H2生成,B项正确;反应③中H2TeO3→H6TeO6,Te元素化合价升高,发生氧化反应,则H2O2作氧化剂,体现氧化性,C项正确;H2Te2O5转化为H2Te4O9时不存在元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,D项错误。
12.已知氧化性:Br2>Fe3+。
FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式:a Fe2++b Br-+c Cl2===d Fe3++e Br2+f Cl-。
下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是()
A.24322 6 B.02101 2
C.20120 2 D.22221 4
答案 B
解析氧化性:Br2>Fe3+,则还原性:Fe2+>Br-,当溶液中Fe2+、Br-共存时,Cl2先和Fe2+反应,只有Fe2+反应完后,Cl2才能和Br-反应。
FeBr2溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=1∶2,设n(Fe2+)=2 mol,则参加反应的0≤n(Br-)≤4 mol都有可能。
A、C、D项符合实际,且符合三大守恒。
而B项认为Br-先反应,违背了还原性:Fe2+>Br-,故错误。
13.HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。
AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物,试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。
下列叙述不正确的是________(填字母)。
A.亚硝酸盐被还原
B.维生素C是还原剂
C.维生素C将Fe3+还原为Fe2+
D.亚硝酸盐是还原剂
(2)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请
写出反应的离子方程式:_____________________________________________________。
(3)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4,若用反应所得的酸性溶液将Fe2+转化为Fe3+,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是________(填字母)。
a.Cl2b.Fe
c.H2O2d.HNO3
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4),氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强,主要反应:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
①该反应中的氧化剂是______,还原剂是______。
②简要说明Na2FeO4作为水处理剂时所起的作用:
________________________________________________________________________。
答案(1)D(2)NO-2+Cl2+H2O===NO-3+2H++2Cl-(3)c(4)①Na2O2Na2O2、FeSO4②高铁酸钠具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,能吸附水中悬浮杂质而沉降
解析(1)服用维生素C可以解毒,说明在维生素C的作用下Fe3+又转化为Fe2+,铁元素化合价降低,被还原,则维生素C具有还原性,而亚硝酸盐会导致Fe2+转化为Fe3+,说明亚硝酸盐具有氧化性,在反应中亚硝酸盐为氧化剂,所以维生素C是还原剂。
(3)由于Cl2、HNO3都能氧化亚铁离子,但会引入新的杂质,铁不能氧化亚铁离子,双氧水作为氧化剂的还原产物是水,不引入杂质,所以最佳试剂是双氧水。
(4)该反应中铁元素化合价由+2变为+6、氧元素化合价由-1变为0、-2。
得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂,所以Na2O2是氧化剂,Na2O2、FeSO4是还原剂。
14.氧化还原反应是一类重要的化学反应。
(1)已知反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,反应中还原剂是__________,氧化性:Fe3+__________(填“<”或“>”)Cu2+。
(2)在2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2反应中,若转移3 mol电子,则所产生的氧气在标准状况下的体积为________ L。
(3)在x R2++y H++O2===m R3++n H2O的离子方程式中,对系数m和R2+、R3+判断正确的是________(填字母)。
A.m=y,R3+是还原剂B.m=2y,R2+被氧化
C.m=2,R3+是氧化剂D.m=4,R2+是还原剂
(4)用双线桥标出反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中电子转移的方向和数目。
答案(1)Cu>(2)33.6(3)D
(4)
解析(3)根据氧原子守恒,所以n=2,根据氢原子守恒,所以y=4,根据R原子守恒则x =m,根据电荷守恒则2x+y=3m,所以x=y=m=4,在反应中,R的化合价升高,R2+是还原剂,所以R3+是氧化产物,氧元素化合价降低,所以H2O是还原产物。