高中化学之氧化还原反应知识点和练习.docx
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高中化学之氧化还原反应知识点和练习
高中化学之氧化还原反应知识点和练习
一、氧化还原反应概念间的关系
在一个氧化还原反应中,有:
氧化性:
氧化剂>氧化产物
还原性:
还原剂>还原产物
可总结为:
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
如在反应
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
氧化性:
MnO2>Cl2,还原性:
HCl>Mn2+.
二、氧化还原反应的有关规律
1.守恒律
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。
该规律可应用于氧化还原反应方程式的配平及相关计算等。
2.强弱律
氧化性:
氧化剂>氧化产物;还原性:
还原剂>还原产物。
强弱律的应用:
在适宜条件下,用氧化性(还原性)较强的物质可制备氧化性(还原性)较弱的物质;用于比较物质的氧化性或还原性的强弱。
3.优先律
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:
2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后发生反应:
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2.
4.价态律
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。
价态律可应用于判断物质的氧化性、还原性。
5.转化律
同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
如:
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+===3Cl2↑+3H2O.
解答氧化还原反应有关概念题的“三个步骤”
第一步:
依据题意分析概念:
“升失氧,降得还;剂性一致,其他相反。
”“剂性一致”即氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。
“其他相反”即氧化剂被还原,发生还原反应,生成还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。
第二步:
依据规律判断反应的合理性:
氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律、强弱规律等。
同学们应掌握化合价与氧化性的关系,“高价氧化低价还,中间价态两俱全”。
第三步:
利用电子守恒进行定量判断:
有关氧化还原反应的定量问题,利用得失电子守恒法可以简化计算过程。
对于生疏的或多步氧化还原反应,可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物,利用原子守恒和电子守恒,建立已知量与未知量的关系,快速列等式求解。
三、氧化还原反应方程式的配平
1.配平依据:
氧化还原反应中,元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数。
2.配平方法
(1)一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法
(2)缺项氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。
①方法:
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。
②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-
解答有关缺项配平类题目的方法和步骤
(1)先根据化合价升降相等的原则配平含变价元素物质前的化学计量数。
(2)再根据质量守恒和元素的原子或离子个数守恒配平其他物质。
(3)最后通过观察比较反应物、生成物增减原子或离子以确定未知物并配平。
有离子参与的氧化还原反应方程式的配平顺序
(1)根据化合价升降,配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
(2)根据电荷守恒调节离子的化学计量数。
(3)最后检查原子守恒和电荷守恒。
练习题
1.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:
。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为、。
“电解”中阴极反应的主要产物是。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2.此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,该反应中氧化产物是。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为。
(计算结果保留两位小数)
2.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。
(4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是(填离子符号);实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为。
3.
(1)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。
该反应的还原产物为。
(2)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。
回答下列问题:
①工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。
②用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。
4.
(1)MnO2可以与KOH和KClO3,在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为。
K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为。
(2)①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为。
②PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为。
热点题型1 氧化还原反应的概念、规律与应用
1.实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2,下列有关说法正确的是( )
A.NaNO2是还原剂
B.NH4Cl中N元素被还原
C.生成1molN2时转移6mol电子
D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是1:
1
2.已知几种阴离子的还原性强弱顺序为OH-A.Br-B.Cl-C.OH-D.S2-
3.将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中,金属恰好完全溶解,反应后溶液中存在:
c(Fe2+):
c(Fe3+)=3:
2,则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为( )
A.1:
1B.5:
16C.2:
3D.3:
2
4.有关反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4的下列说法中错误的是( )
A.FeS2既是氧化剂也是还原剂
B.CuSO4在反应中被还原
C.14molCuSO4氧化了1molFeS2
D.被还原的S和被氧化的S的质量之比为3:
7
5.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色。
再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。
下列分析正确的是( )
A.上述实验条件下,物质的氧化性:
Cu2+>I2>SO2
B.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂
C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性
D.滴加KI溶液时,转移2mole-时生成1mol白色沉淀
热点题型2 特定条件下氧化还原反应方程式的书写与配平
1.高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)是两种常见的氧化剂。
(1)下列物质中能使酸性KMnO4溶液褪色的是
(填字母)。
a.臭碱(Na2S) b.小苏打(NaHCO3)
c.水玻璃(Na2SiO3溶液)d.酒精(C2H5OH)
(2)某强酸性反应体系中,参与反应的共有六种微粒:
O2、MnO、H2O、Mn2+、H2O2、H+.
①该反应中应选择的酸是________(填字母).
a.盐酸b.浓硫酸
c.稀硫酸d.稀硝酸
②该反应中发生还原反应的过程是→。
③写出该反应的离子方程式:
。
④若上述反应中有6.72L(标准状况)气体生成,则转移的电子为________mol。
2.二氧化硒(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)已知:
Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;2SO2+SeO2+2H2O===Se+2SO+4H+
SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是。
(3)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:
。
(4)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。
3.黄铜矿(CuFeS2)是一种铜铁硫化物矿物,常含微量的金、银等.黄铜矿是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏。
以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)的工艺流程如下所示:
已知:
CuFeS2中Cu为+2价。
请回答下列问题:
(1)CuFeS2中Fe的化合价为。
(2)写出反应Ⅰ的离子方程式:
,该反应的氧化剂是。
(3)CuCl难溶于水,但可与过量的Cl-反应生成可溶于水的[CuCl2]-.该反应的离子方程式为。
(4)反应Ⅰ~Ⅳ4个反应中属于非氧化还原反应的是反应
(选填“Ⅰ~Ⅳ”)。
(5)反应Ⅴ中Na[CuCl2]既是氧化剂,又是还原剂,由此可推知“溶液A”中的溶质为(写出化学式)。
4.工业上用亚硫酸氢钠与碘酸钠反应可制备单质碘。
(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,发生下列反应.请配平反应方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(2)在NaIO3溶液中滴加过量NaHSO3溶液,反应完全后,推测反应后溶液中的还原产物为(填化学式)。
(3)在含5molNaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液,加入NaIO3的物质的量和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。
写出反应过程中与AB段曲线对应的离子方程式:
;当溶液中I-与I2的物质的量之比为5:
3时,加入的NaIO3为mol.(小数点后保留两位数字)
5.已知工业盐中含有NaNO2,外观和食盐相似,有咸味,人若误食会引起中毒,致死量为0.3~0.5g。
已知NaNO2能发生如下反应(方程式已配平):
2NO+xI-+yH+===2NO↑+I2+zH2O,请回答下列问题:
(1)上述反应中,x=,y=,z=,氧化剂是。
(2)某工厂废切削液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成水污染,但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2,该物质是。
A.NaClB.KMnO4
C.浓硫酸
D.NH4Cl
(3)饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,请配平化学方程式:
若反应过程中转移0.5mol电子,则生成标准状况下的N2体积为.
答案参考