第3节 氧化剂和还原剂Word文档格式.docx
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KMnO4(H+)
Fe3+
Fe2+、Fe
过氧化物
Na2O2、H2O2
H2O
2.常见还原剂
(1)活泼的金属单质:
如Zn,一般被氧化为Zn2+。
(2)某些活泼的非金属单质:
如H2,一般被氧化为H2O。
(3)元素处于低价态的物质:
如CO,一般被氧化为CO2。
3.具有中间价态的物质(既可作氧化剂,又可作还原剂)
1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( )
(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)Cl2参加反应时一定只作氧化剂( )
(5)氧化剂具有氧化性,发生氧化反应( )
(6)元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得( )
(7)得电子越多的氧化剂,其氧化性就越强( )
(8)阳离子只能得到电子被还原,只能做氧化剂( )
(9)物质失电子的反应为还原反应( )
(10)失电子难的原子,获得电子的能力一定强( )
2.
(1)下列粒子既有氧化性又有还原性的是________(填序号)。
①Fe2+ ②Fe ③SO2 ④S2- ⑤H2O2 ⑥Cl2⑦HCl ⑧H2SO4
(2)用单线桥法表示反应3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________;
用双线桥法表示反应3NO2+H2O===2HNO3+NO电子转移的方向和数目________________。
(3)对于反应3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
①Cu在反应中________电子,被________,发生______反应,作________剂。
②HNO3在反应中________电子,所含元素化合价______,发生________反应,作________剂。
③标准状况下,若生成1.12LNO时,转移电子数为______。
物质氧化性、还原性强弱的比较
1.依据反应原理
还原剂 + 氧化剂===氧化产物失电子,化合价升高,被氧化 + 还原得电子,化合价降低,被还原产物
(还原性强) (氧化性强) (氧化性较弱) (还原性较弱)
氧化性:
氧化剂>氧化产物还原性:
还原剂>还原产物
2.依据金属、非金属的活动性顺序
3.依据元素周期表
4.依据电化学原理
(1)原电池原理:
一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:
负极>正极。
(2)电解池原理:
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。
元素呈现最高价态时,只有氧化性,但氧化性不一定强;
元素呈现最低价态时,只有还原性,但还原性不一定强。
(2012·
上海高考)
已知:
Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O2SO2+SeO2+2H2O===Se+2SO
+4H+
SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是________。
考向1 根据化学方程式判断还原性强弱
1.已知反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3 ③I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI,判断下列物质的还原性由大到小的顺序是( )
A.I->Fe2+>Cl->SO2B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2D.SO2>I->Fe2+>Cl-
考向2 根据原电池原理判断氧化性、还原性强弱
2.(2010·
新课标全国卷)根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)===2Ag+(aq)+Cd(s)B.Co2+(aq)+Cd(s)===Co(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)===2Ag(s)+Cd2+(aq)D.2Ag+(aq)+Co(s)===2Ag(s)+Co2+(aq)
氧化还原反应中的“三大规律”及应用
规律1:
“三种守恒关系”
(1)质量守恒:
反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒:
即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。
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)。
规律2:
“价态归中,互不交叉”
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:
H2
+H2
O4(浓)===
得6e-↓+
失6e-O2↑+2H2O(错误),
失2e-↓+
得2e-O2↑+2H2O(正确)。
规律3:
“强易弱难,先强后弱”
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。
在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。
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,然后依次为Cu2+、H+。
(2013·
上海高考)一定量CuS和Cu2S的混合物投入足量HNO3中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO
)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1∶1,则V可能为( )
A.9.0L B.13.5L
C.15.7LD.16.8L
考向1 氧化还原反应中的电子守恒规律
3.(2013·
四川高考)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。
下列说法不正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
考向2 氧化还原反应中的“强弱”规律
4.(2009·
全国卷Ⅱ)含有amolFeBr2的溶液中,通入xmolCl2。
下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是( )
A.x=0.4a,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
B.x=0.6a,2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2===Br2+2Fe3++4Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2===2Br2+2Fe3++6Cl-
考向3 氧化还原反应的“归中”规律
5.关于反应:
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O的说法错误的是( )
A.HCl作还原剂
B.KClO3作氧化剂
C.KCl为还原产物
D.氯元素既发生氧化反应又发生还原反应
氧化还原反应方程式的配平
1.配平三原则
2.配平要点(口诀)
一标化合价,二看价变化。
三求升降数,数字相交叉。
再查其他物,配平靠观察。
系数有分母,最后消去它。
3.配平五技巧
(1)正向配平法
特点:
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应
步骤:
示例:
+4H
O3(浓)===4
得1e-×
4O2↑+
失4e-×
1O2↑+2H2O
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低和分解型的氧化还原反应。
先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
+KOH(热、浓)——K2
化合价降低2+K2
化合价升高4O3+H2O
由于S的化合价既升又降,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。
(3)奇数配偶法
适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。
S+C+KNO3——CO2↑+N2↑+K2S,反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将KNO3乘以2,然后用观察法配平得:
S+3C+2KNO3===3CO2↑+N2↑+K2S
(4)待定系数法
适用于元素化合价变化情况复杂的化学反应。
尽可能找所含元素多的物质,设其化学计量数,然后依据同种元素的原子个数守恒(若为离子反应还有电荷守恒)的原则将其他物质的化学计量数表达出来,列出方程组求解。
(5)缺项配平法
①特点:
适用于反应物或生成物缺项的氧化还原反应。
②步骤:
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。
③补项原则
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-
(1)注意特殊物质中元素的化合价,如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为-1。
(2)配平化学方程式时,化学计量数“1”也必须填写在空格里。
(3)依据电子得失守恒列等式时不要忽略变价原子的个数。
(4)缺项配平中,缺项一般为H+、OH-、H2O。
上海高考)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为:
aFe2++bBr-+cCl2→dFe3++eBr2+fCl-
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.2 4 3 2 2 6B.0 2 1 0 1 2C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4
考向1 直接或变相考查氧化还原反应的配平
6.
(1)(2012·
新课标全国卷节选)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)(2008·
大纲全国卷Ⅱ)(NH4)2SO4在高温下分解,产物是SO2、H2O、N2和NH3。
在该反应的化学方程式中,化学计量数由小到大的产物分子依次是( )
A.SO2、H2O、N2、NH3B.N2、SO2、H2O、NH3
C.N2、SO2、NH3、H2OD.H2O、NH3、SO2、N2
(3)(2010·
大纲全国卷Ⅱ)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O,则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为( )
A.1∶4B.1∶2C.2∶1D.4∶1
考向2 氧化还原反应方程式缺项配平
7.
(1)(2013·
北京高考)将MnO
氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
MnO
+□Fe2++□________===Mn2++□Fe3++□________。
(2)(2013·
安徽高考)某课题小组以废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。
为原料回收铈,设计实验流程如下:
第②步反应的离子方程式是___________________________,
滤渣B的主要成分是________。
考向3 氧化还原反应方程式的配平及计算
8.(2012·
上海高考)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。
完成下列填空:
(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为1∶1,写出Se和浓HNO3反应的化学方程式___________________________________________________。
(2)回收得到的SeO2的含量,可以通过下面的方法测定:
①SeO2+KI+HNO3―→Se+I2+KNO3+H2O
②I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI
配平方程式①,标出电子转移的方向和数目。
(3)实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为________。
猜想验证型实验题
【典题例证】 (2013·
福建高考)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。
某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:
Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:
MgO、NO2、O2
丙:
Mg3N2、O2 丁:
MgO、NO2、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
查阅资料得知:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)实验过程
①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明________________________________________________________________________
②称取Mg(NO3)2固体3.7g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;
关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先________,然后固定在管中固体部位下加热;
③观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化;
④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g;
⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。
(3)实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想________是正确的;
②根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应:
________________(填写化学方程式),溶液颜色会退去;
小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检测到的原因是________________________________________________________________________
③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。
【答案】
(1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案)
(2)①装置气密性良好 ②避免对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)①乙 ②2Na2SO3+O2===2Na2SO4 O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案)
高考载体(2012·
上海高考T28)
二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。
①Se+2H2SO4(浓)2SO2↑+SeO2+2H2O
②2SO2+SeO2+2H2OSe+2SO
[知识串联设计]
(1)依据Se与浓H2SO4反应写出Se和浓HNO3(还原产物为NO2)反应的化学方程式________________________。
(2)Se与浓HNO3的反应中,氧化剂是__________,还原剂是______________,反应中被还原的元素是____________。
当有标准状况下22.4LNO2气体生成时,转移电子的物质的量是________mol。
(3)依据反应①、②判断SeO2、浓H2SO4、SO2的氧化性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。
(4)用双线桥法标出反应②电子转移的方向和数目。
_________________________。
(5)SeO2、KI和HNO3发生如下反应:
SeO2+KI+HNO3―→Se+I2+KNO3+H2O,配平上述反应的化学方程式。
____________。
A组 双基题组
1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性,既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2
C.NO2、Na、Br2D.O2、SO2、H2O
2.(必修1P60T4改编)实验证明,以下六种物质是一个氧化还原反应的反应物和生成物:
NO、FeSO4、H2O、Fe(NO3)3、HNO3、Fe2(SO4)3。
(1)写出该氧化还原反应的离子方程式:
_______________________________________________;
(2)标出氧化剂和还原剂之间电子转移情况:
____________________________________________。
B组 高考题组
4.汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3===K2O+5Na2O+16N2↑。
若氧化产物比还原产物多1.75mol,则下列判断正确的是( )
A.生成42.0LN2(标准状况)B.有0.250molKNO3被氧化
C.转移电子的物质的量为1.25molD.被氧化的N原子的物质的量为3.75mol
5.下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al
C.工业上利用合成氨实现人工固氮D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
6.(高考组合题)下列叙述正确的是( )
A.Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应
B.反应NaHCO3+H2
HCOONa+H2O中,储氢过程NaHCO3被氧化
C.某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为0.6NA
D.电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况),理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)
课后限时自测(七)
(时间:
45分钟 分值:
100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.下列各组物质在适宜的条件下反应,其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1的是( )
A.MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
B.Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe
C.CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑
D.3NO2+H2O===2HNO3+NO
2.下列化学过程中不涉及氧化还原反应的是( )
A.自然界中溶洞的形成
B.一定条件下用硫酸铜制Cu(OH)2
C.Na2O2作呼吸面具中的供氧剂
D.工业上制取单质硅
3.氰化物有剧毒,在碱性条件下可用如下方法进行处理:
2CN-+8OH-+5Cl2===2CO2+N2+10Cl-+4H2O。
下列判断错误的是( )
A.上述反应中的氧化剂是Cl2
B.还原性:
CN->
Cl-
C.当有0.2molCO2生成时,溶液中阴离子的物质的量增加1mol
D.经测定NaCN的水溶液呈碱性,说明CN-促进了水的电离
4.三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:
3NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF。
下列有关说法正确的是( )
A.NF3是氧化剂,H2O是还原剂
B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
C.若生成0.2molHNO3,转移0.2mol电子
D.NF3在潮湿空气中泄漏会产生红棕色气体
5.下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是( )
A.在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D.将甲、乙作电极组成原电池时,甲是正极
6.做好环境消毒工作是预防“禽流感”的重要措施,常用的一种消毒剂是ClO2,实验室可通过以下反应制得ClO2(未配平):
KClO3+H2C2O2+H2SO4——ClO2↑+K2SO4+CO2↑+H2O。
下列说法正确的是( )
A.H2SO4在反应中作氧化剂B.ClO2是氧化产物
C.H2C2O2在反应中被氧化D.1molKClO3参加反应时有2mol电子转移
7.凤岗的“富锌富硒”茶现已享誉全国,富含硒元素,有延年益寿、抗衰老等作用。
二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3、浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。
在回收过程当中涉及到如下两个化学反应①SeO2+4KI+4HNO3===Se+2I2+4KNO3+2H2O;
②Se+2H2SO4(浓)===