领军高考化学真题透析专题2.3氧化还原反应基本概念及配平精讲深剖含解析2

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1、第3讲 氧化还原反应基本概念及配平1.(2019全国卷)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句,下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是A. 蚕丝的主要成分是蛋白质B. 蚕丝属于天热高分子材料C. “蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应D. 古代的蜡是高级脂肪酸酯,属于高分子聚合物【答案】D【解析】A. 蚕丝的主要成分是蛋白质,A项正确;B. 蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质是天然高分子化合物,B项正确;C. “蜡炬成灰”指的是蜡烛在空气中与氧气燃烧,属于氧化反应,C项错误;D. 高级脂肪酸酯不属于高分子聚合物,D项错误。2. (2019北京)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及

2、氧化还原反应的是物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀HClCCl2(HCl)H2O、浓H2SO4DNO(NO2)H2O、无水CaCl2【答案】B【解析】A.FeCl3与Fe反应生成FeCl2,FeCl3+Fe=2FeCl2,此过程中Fe的化合价发生变化,涉及到了氧化还原法应,故A不符合题意;B.MgCl2与NaOH溶液发生复分解反应MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2 +2NaCl,过量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH=NaCl+H2O ,此过程中没有元素化合价发生变化,未涉及氧化还原反应,故B符合题意;C.

3、部分氯气与H2O 发生反应生成氯化氢和次氯酸,反应过程中氯元素化合价变化,涉及到了氧化还原法应,故C不符合题意;D.NO2 与水反应生成硝酸和NO。反应过程中氮元素化合价发生变化,涉及到了氧化还原法应,故D不符合题意3. (2018北京)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是ABCD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【答案】C【解析】A项,NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉

4、淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;B项,氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应;D项,Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化还原反应无关的是C项,答案选C。4(2017北京)根

5、据SO2通入不同溶液中实验现象,所得结论不正确的是溶液现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性:H2SO3H2SiO3【答案】C 【解析】A、混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42-,再与BaCl2反应产生白色沉淀,体现了SO2的还原性,A正确;B、SO2与H2S在溶液发生反应SO2+2H2S=3S+2H2O,体现了SO2的氧化性,B正确;C、SO2使酸性KMnO4溶液褪色,这是SO2在酸性溶液中还原KMnO4生成Mn2+,体现了SO2的

6、还原性,C错误;D、SO2与Na2SiO3溶液产生胶状沉淀,根据较强酸制较弱酸,可得结论酸性:H2SO3H2SiO3,D正确。答案选C。5(2017课标)(15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为_。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是_。(2)滤渣1中含量最多的金属元素是_,滤渣2的主要成分是_及含硅杂质。(3)步骤调滤液2的p

7、H使之变_(填“大”或“小”),原因是_(用离子方程式表示)。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80b.60c.40d.10步骤的反应类型是_。(5)某工厂用m1 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为_。【答案】(1)2:7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 (2)铁 Al(OH)3(3)小 增大溶液中H+,促进平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移动(4)d 复分解反应(5)【解析】(1)Fe

8、OCr2O3是还原剂,完全氧化为Na2CrO4和Fe2O3,每摩转移7mol电子,而NaNO3是氧化剂,还原产物为NaNO3,每摩转移2mol电子,根据电子守恒可知,FeOCr2O3和NaNO3的系数比为2:7;陶瓷在高温下会与Na2CO3反应,则熔融时不能使用陶瓷容器;(2)熔块中氧化铁不溶于水,过滤后进入滤渣1,则滤渣1中含量最多的金属元素是铁;滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-,调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al(OH)3;(3)滤液2调节pH的目的是提高溶液的酸性,pH变小;因为溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,增大溶液中H+浓度,可促进平衡正向移

9、动,提高溶液中Cr2O72-的浓度;(4)由图示可知,在10左右时,得到K2Cr2O7的固体最多,故答案为d;2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7+2NaCl的反应类型为复分解反应;(5)样品中Cr2O3的质量为m140%Kg,则生成K2Cr2O7的理论质量为m140%Kg,则所得产品的产率为m2Kg(m140%Kg)100%=100%。考纲解读考点内容说明氧化还反应了解氧化还原反应的本质。了解常见的氧化还原反应。掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。常考氧化还原反应有关概念和计算。 考点精讲考点一 氧化还原反应基本概念1概念本质:凡有电子得失或共用电子对偏移的一类反应称氧化还原反应,得

10、失电子数相等。特征:是反应前后有元素化合价发生变化的反应。2. 氧化还原反应电子转移的表示方法双线桥法: 单线桥法:3. 重要的氧化剂和还原剂物质在反应中是作氧化剂还是作还原剂,表观上可通过元素的化合价来判断。一般来说,元素处于最高化合价时,只能作为氧化剂;元素处于最低化合价时,只能作还原剂;元素处于中间化合价时,既可作氧化剂,也可作还原剂。 常见的氧化剂物质类型举例对应的还原产物活泼的非金属单质X2(卤素) X- O2 O2- 、H2O 、OH- 元素处于高化合价时的化合物或离子氧化物MnO2 Mn2+ 含氧酸浓硫酸 SO2 HNO3 NO、NO2 盐KMnO4 Mn2+ Fe3+ Fe2+

11、 过氧化物Na2O2 、H2O2 H2O 常见氧化剂的氧化性顺序为:MnO4-Cl2Fe3+ Cu2+H+ Fe2+ Zn2+ 常见的还原剂有物质类型举例对应的氧化产物活泼的金属单质Zn Zn2+ 活泼的非金属单质H2 H2O C CO 、 CO2 元素处于低化合价时的化合物或离子氧化物CO CO2 SO2 SO3 、H2SO4 酸H2S S HCl、HBr 、HI Cl2、 Br2 、 I2 H2SO3 H2SO4 盐Fe2+ Fe3+ SO32- SO42- 常见还原剂的还原性顺序为:S2-(H2S) SO32- (SO2、H2SO3)I- Fe2+ Br - Cl- 典例1 已知:CuC

12、u2Cu。现将Cu2O与稀硫酸混合,下列叙述中错误的是A氧化剂、还原剂均是Cu2OB发生反应的离子方程式为Cu2O2H=Cu2CuH2OC会得到蓝色溶液D若硫酸足量会有H2生成【答案】D【解析】A、反应中只有Cu2O中的铜元素化合价发生变化,所以氧化剂、还原剂均是Cu2O,故A正确;B、Cu2O与稀硫酸混合发生的反应为:Cu2O+2HCu2+Cu+H2O,故B正确;C、反应生成铜离子,所以溶液为蓝色,故C正确;D、反应生成的Cu与稀硫酸不反应,所以没有氢气生成,故D错误。典例2 汽车安全气囊是在发生撞车时、产生二次碰撞前能够自动膨胀保护乘员的装置,碰撞时发生反应为:10NaN3+2KNO3K2

13、O+5Na2O+16N2。下列判断正确的是( )AN2既是氧化剂又是还原剂B还原产物与氧化产物质量之比为1:15C每生成16molN2转移30moleDNaN3中N元素被还原【答案】B【解析】A只有N元素的化合价变化,则N2既是氧化产物又是还原产物,故A错误;B该反应中10molNaN3是还原剂,生成氧化产物N2的物质的量是15mol;2molKNO3是氧化剂,生成还原产物N2的物质的量是1mol,还原产物与氧化产物质量之比为1:15,故B正确;C由反应可知,2molKNO3反应转移电子为2mol(5-0)=10mol,即每生成16 mol N2转移10 mol电子,故C错误;DNaN3中N元

14、素化合价升高,失去电子被氧化,故D错误。考点一精练:1、某市自来水厂消毒池进行升级改造,将原来的用Cl2消毒改为用ClO2为自来水消毒,变得更加安全、高效。实验室可通过以下反应制得ClO2:KClO3H2C2O4H2SO4ClO2K2SO4CO2H2O(未配平)。下列说法正确的是AKClO3在反应中失去电子 BClO2是氧化产物CH2C2O4在反应中被氧化 D1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移【答案】C【解析】KClO3ClO2,Cl元素的化合价由5价4价,化合价降低,被还原,即KClO3为氧化剂,ClO2为还原产物,H2C2O4CO2,C元素的化合价由3价4价,化合价升高,被

15、氧化,H2C2O4为还原剂,CO2为氧化产物;A、根据上述分析,KClO3在反应中得到电子,故A错误;B、ClO2为还原产物,故B错误;C、H2C2O4在反应中C的化合价升高,被氧化,故C正确;D、1molKClO3参加反应转移电子物质的量为1mol(54)=1mol,故D错误。2、某离子反应涉及H2O、ClO-、NH4+、H、N2、Cl六种微粒。其中c(NH4+)随反应进行逐渐减小。下列判断错误的是A反应中ClO-被还原B反应后溶液的酸性明显增强C氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3D反应消耗1mol氧化剂时,转移的电子为2mol【答案】C【解析】反应离子方程式为:3ClO-+2NH4+=N

16、2+3H2O+3Cl-+2H+;A. 具有氧化性的ClO-为反应物,充当氧化剂,氧化剂被还原,故A正确;B. 由反应3ClO-+2NH4+=N2+3H2O+3Cl-+2H+,生成了氯离子和氢离子,所以反应后溶液的酸性明显增强,故B正确;C. 由方程式可知,氧化剂ClO-和还原剂NH4+的物质的量之比为3:2,故C错误;D. ClO-中Cl元素的化合价从+1价降低到-1价,转移2个电子,即1mol ClO-转移2mol电子,故D正确。3、高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,

17、向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO46Na2O22 Na2FeO42Na2O2Na2SO4+O2该反应中还原剂是_,每生成1mol O2转移_mol电子。简要说明K2FeO4作为水处理剂时,在水处理过程中所起的作用_。(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:_。低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),其原因是_。【答案】FeSO4 、Na2O2 10 高铁酸钾具有强氧化性,能杀

18、菌消毒;消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉淀 4OH-+2Fe(OH)3+3ClO-=3Cl-+2FeO42-+5H2O 该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小 【解析】(1)2FeSO4+6Na2O2=2NaFeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2中Fe元素的化合价升高,O元素的化合价既升高又降低,则氧化剂为Na2O2,还原剂为FeSO4 和Na2O2,由反应方程式可知,每生成1molO2转移的电子数为1mol52=10mol,本题答案为:FeSO4 、Na2O2;10;K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价,具有强氧化性,且还原

19、产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质,本题答案为:高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒;消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉淀;(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4),结合物质的性质可知,氢氧化铁被氧化,该离子反应为4OH-+2Fe(OH)3+3ClO-=3Cl-+2FeO42-+5H2O,故本题答案为:4OH-+2Fe(OH)3+3ClO-=3Cl-+2FeO42-+5H2O;低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),可知该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,故本题答案为:

20、该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小。考点二 氧化性、还原性强弱的判断方法和依据氧化性 得 电子性(填“得”或“失”),得到电子越容易氧化性越 强 ;还原性 失 电子性(填“得”或“失”),失去电子越容易还原性越 强 。与得失电子的多少 无 关。如:还原性:NaMgAl ,氧化性:浓HNO3稀HNO31. 根据元素在周期表中的位置同周期元素:从左至右,金属性( 还原 性)逐渐减弱 ,非金属性( 氧化 性)逐渐增强;同主族元素:从上至下,金属性( 还原 性)逐渐增强 ,非金属性( 氧化 性)逐渐减弱 。 2. 根据金属活动顺序3. 根据非金属活动顺序非金属的活动顺序一般为:FOClBr

21、 IS 氧化性逐渐减弱;F O2 Cl Br I S2 还原性逐渐增强。4. 依据反应式中的反应物和生成物之间的关系 氧化剂 的氧化性 氧化产物 的氧化性 还原剂 的还原性 还原产物 的还原性5. 氧化性、还原性的强弱与温度、浓度、酸碱性的关系温度:升高温度,氧化剂的氧化性增强,还原剂的还原性也增强。如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 。若不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)发生反应时,所需温度高低不同,则温度低的氧化性(或还原性)强,反之则弱。例:已知 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O, 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2 +

22、 5Cl2 + 8H2O 4HCl+O2 2Cl2 + 2H2O, 则KMnO4 、MnO2 、O2 氧化性强弱的顺序为: KMnO4 MnO2 O2 浓度 一般情况下,同种氧化剂(或还原剂)浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如:浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 ;浓H2SO4的氧化性比稀H2SO4强;浓盐酸还原MnO2生成氯气,而稀盐酸不与MnO2反应,说明还原性:浓盐酸稀盐酸。 酸碱性 溶液的酸性增强,氧化剂的氧化性增强,很多氧化剂在酸性溶液中能氧化某些物质,在中性溶液中就不一定能氧化了。如:中性环境中NO3- 不显氧化性,酸性环境中NO3- 显氧化性;KMnO4、KClO3能氧化浓HCl中的Cl

23、-,而不能在NaCl溶液中氧化Cl- ;KMnO4氧化Fe2+ 也要在酸性条件下进行。6. 根据氧化还原程度的大小相同条件下,不同的氧化剂与同一种还原剂反应,使还原剂氧化程度大的(价态高的)氧化性强。例如:2Fe +3Br2 2FeBr3 , Fe +S FeS ,说明氧化性:Br2 S。相同条件下,不同的还原剂使同种氧化剂还原程度大的(价态低的)还原性强。例如:8HI+H2SO4(浓)= H2S+4I2+4H2O,2HBr+H2SO4(浓)= SO2+Br2+2H2O说明还原性;HI 大于 HBr。7. 根据元素化合价高低比较 同一元素的阳离子高价态的氧化性大于其低价态的氧化性。如氧化性:

24、Fe3+ Fe2+,Sn4+ Sn2+ 含氧酸的比较 在浓度相同时,具有可变化合价的同一元素在组成不同含氧酸时,该元素价态较低者氧化性强。如氧化性:HClO HClO2 HClO3 HClO4 8. 根据原电池的正负极来判断在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强 。9. 根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断如:Cl- 失去电子的能力 OH-,还原性:Cl- OH- 。典例1 根据下列反应:Ag2O+H2O2=2Ag+O2+H2O;3H2O2 + Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4 +8H2O判断:H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由

25、强到弱的顺序是AK2CrO4H2O2Ag2O BAg2OH2O2K2CrO4CH2O2Ag2O K2CrO4 DAg2OK2CrO4H2O2【答案】B【解析】根据可知氧化剂是Ag2O,还原剂是H2O2,所以氧化性Ag2OH2O2;根据可知氧化剂是H2O2,氧化产物是K2CrO4,所以氧化性H2O2K2CrO4。所以物质的氧化性由强到弱顺序为Ag2OH2O2K2CrO4,选项B合理。典例2 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A3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3BCl2+FeI2FeCl2+

26、I2CCo2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2+3H2OD2Fe3+2I2Fe2+I2【答案】A【解析】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,则Co2+、Cl-、Fe2+、I-的还原性依次增强;A、因为氧化性FeCl3I2,所以氯气先氧化碘离子后氧化亚铁离子,选项A错误;B、因为氧化性FeCl3I2,所以氯气先氧化碘离子后氧化铁离子,选项B正确;C、因为氧化性Co2O3Cl2,所以Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2+3H2O能发生,选项C正确;D、因为氧化性FeCl3I2,所以2Fe3+2I-=2Fe2+I2能发生,选项D

27、正确。考点二精练:1、验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。按下列顺序实验对应现象向FeCl3溶液加入少量铁粉滴加KSCN溶液再滴加几滴氯水 .溶液由黄色变为浅绿色.溶液无明显变化.溶液变红下列分析不合理的是A解释现象的反应 2Fe3+ + Fe 3Fe2+ B实验与可以调换顺序C溶液变红涉及到反应Cl2 + 2Fe2+2Cl- + 2Fe3+ D比较氧化性:Cl2Fe3+Fe2+【答案】B【解析】A. 氯化铁能氧化金属铁生成氯化亚铁,方程式为2Fe3+Fe3Fe2+,A正确;B.实验与不可以调换顺序,否则不能排除铁离子的影响,B错误;C. 溶液变红是因为氯气氧化亚铁离子为铁离子,所以涉及到反应

28、有Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+,C正确;D. 根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性:Cl2Fe3+Fe2+,D正确。2、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+I2SO2B通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂C通入SO2与I2反应,I2作还原剂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2 mol电子时生成1 mol白色沉淀【答案】A【解析】A. 在2CuSO4+4KI2K2SO4+2C

29、uI+I2反应中Cu2+化合价降低,是氧化剂,I2为氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以物质的氧化性:Cu2+I2,SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI中碘元素化合价由0价降低为-1价,I2是氧化剂,SO2被氧化,所以物质氧化性I2SO2,综上可知其氧化性大小顺序为:Cu2+I2SO2,故A项正确;B. 反应后的混合物中不断通入SO2气体,反应方程式:SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI,由反应可知,碘元素化合价由0价降低为-1价,被还原,所以I2是氧化剂,故B项错误;C. SO2与I2的反应体现了SO2的还原性,故C项错误; D. CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液化学方

30、程式为2CuSO4+4KI2K2SO4+2CuI+I2,由方程式可知每转移2 mol电子生成2 mol CuI,故D项错误。3、氰(CN)2的化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间,下列有关反应方程式不正确的是A(CN)2和NaOH溶液反应:(CN)22OH CNCNOH2OB向KCN溶液中加入碘水:I22KCN 2KI(CN)2C在NaI和KCN混合溶液中通入少量Cl2:Cl22I 2ClI2DNaOH和HCN反应:NaOHHCNNaCNH2O【答案】B【解析】A用Cl2和氢氧化钠的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O类推,将Cl换成C

31、N即可得所给离子方程式,A项正确; B若该反应能够发生,则说明I2的氧化性大于(CN)2,显然与题给的氧化性强、弱的信息不符,故该反应不能发生,B项错误;C在氧化还原反应中,当有多种还原剂时,往往是最强的还原剂优先反应,所以该混合溶液中通入少量Cl2,首先反应的是I-,C项正确;DHCN作为一元酸,可以与碱发生中和反应,生成盐和水,D项正确。考点三 氧化还原反应的有关规律1. 守恒规律: 得 电子总数 = 失 电子总数(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)

32、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Fe3Cu=Fe2Cu2(错误) ,2Fe3Cu=2Fe2Cu2(正确)。2. 价态规中规律:同种元素不同价态之间发生反应,元素化合价靠近不交叉;相邻价态间不发生氧化还原。如:H2S + H2SO4(浓)S + SO2 + H2O (或SO2 + H2O)Fe3+ + Fe Fe2+ , Fe3+ + Fe2+ 不反应。3. 强弱规律: 两强两弱: 氧化性:氧化剂氧化产物 还原性:还原剂还原产物 先强后弱:当几个氧化反应均可发生时,氧化性或还原性强的微粒优先反应。如:

33、Cl2与FeBr2反应,Cl2先氧化Fe2+ ,再氧化Br ;Cl2与FeI2反应,Cl2先氧化 I ,再氧化Fe2+ 。典例1某温度下,将1.1mol I2加入到氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO与IO3的物质的量之比是2:3。下列说法错误的是AI2在该反应中既作氧化剂又作还原剂B该反应中转移电子的物质的量为1.7molC该反应中,I2的还原性大于KIO和KIO3的还原性D该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是5:17【答案】D【解析】A. 反应中只有碘元素的化合价变化,因此I2在该反应中既做氧化剂又做还原剂,选项A正确;B. 设生成碘化

34、钾是xmol,碘酸钾是3ymol,则次碘酸钾是2ymol,所以根据原子守恒、电子得失守恒可知x+3y+2y=2.2、x2y+3y5,解得x17y1.7,所以该反应中转移电子的物质的量为1.7mol,选项B正确;C. 反应中碘I2既做氧化剂又做还原剂,KI为还原产物,KIO和KI03均为氧化产物,故I2的还原性小于KI的还原性,大于KIO和KI03的还原性,选项C正确;D. 根据C中分析可知该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是x:5y17:5,选项D错误。典例2已知Cu2O能与稀硝酸反应:Cu2O+HNO3Cu(NO3)2+NO+H2O(未配平),若生成的NO在标况下的体积为

35、0.448L,下列说法正确的是A转移的电子总数为0.06NAB作氧化剂的HNO3是0.14molC至少需要0.5mo/L的硝酸140mL与Cu2O反应D被氧化的Cu2O是144g【答案】A【解析】设生成0.02mol NO,参加反应的Cu2O是x mol;参加反应的硝酸是y mol;3Cu2O+14H+2NO3-6Cu2+2NO+7H2O 3 14 2 x y 0.02=,=,解得x=0.03mol,y=0.14mol;A. 根据3Cu2O+14H+2NO3-6Cu2+2NO+7H2O,生成2molNO,转移电子6mol,所以生成0.02molNO转移的电子总数为0.06NA,故A正确;B.作

36、氧化剂的HNO3占参加反应硝酸的,所以作氧化剂的HNO3是0.14mol=0.02mol,故B错误;C.至少需要0.5mo/L的硝酸的体积是0.14mol0.5mo/L=0.28L=280mL,故C错误;D.被氧化的Cu2O是0.03mol144g/mol=4.32g,故D错误。【拓展延伸】1价态归中规律含不同价态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,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是注:中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。2歧化反应规律“中间价高价低价”。具有多种价态的元素(

37、如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。考点三精练:1、Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。当产物n(NO2)n(NO)11时,下列说法正确的是:A产物nCu(NO3)2n(CuSO4)21B参加反应的n(Cu2S)n(HNO3)17C反应中Cu2S既做氧化剂,又做还原剂D1 molCu2S参加反应时有8 mol电子转移【答案】B【解析】己知n(NO2):n(NO)=1:1,假定生成1molNO2、1molNO;则HNO3被还原生成1molNO2、1molNO共得4mole;Cu2S应失4m

38、ole而1molCu2S能失10mole,故失4mole说明反应的Cu2S的物质的量为0.4mol,0.4molCu2S生成0.4molCuSO4和0.4molCu(NO3)2;即起酸性作用的HNO3的物质的量为0.8mol,起氧化作用的HNO3为2mol。反应的HNO3共2.8mol,故n(Cu2S):n(HNO3)=0.4mol:2.8mol=2:14;A、依据分析计算得到,产物nCu(NO3)2:nCuSO4=1:1,故A错误;B、参加反应的n(Cu2S):n(HNO3)=2:14=1:7,故B正确;C、反应中Cu2S铜元素化合价升高,硫元素化合价升高,所以只做还原剂,故C错误;D、依据

39、元素化合价变化和电子守恒计算得到,1 molCu2S参加反应时有10mol电子转移,故D错误。2、某离子反应中涉及H2O、ClO-、NH4+、H+、N2、Cl-六种粒子。其中N2、ClO-的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是A该反应的氧化剂是ClO-B消耗1mol还原剂,转移3mol电子C氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3D该离子方程式为3ClO-+2NH4+=2H+N2+3Cl-+3H2O【答案】C【解析】据图,ClO-物质的量减少,是反应物;N2物质的量增加,是生成物。因反应前后元素种类不变,得H2O、Cl-是生成物,NH4+是反应物。A项:ClO-Cl-,氯元素化合价

40、降低,ClO-是氧化剂,A项正确;B项:NH4+N2,氮元素失电子,NH4+是还原剂,消耗1molNH4+时转移3mol电子,B项正确;C项:据得失电子相等,ClO-和NH4+的消耗量之比为3:2,C项错误;D项:据以上分析,可写出离子方程式3ClO-+2NH4+=2H+N2+3Cl-+3H2O,D项正确。3、C1O2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得C1O2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O,下列说法中正确的是A在反应中H2C2O4既不是氧化剂也不是还原剂B1 mol KClO3参加反应,在标准状况下能得到22

41、.4 L气体C1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移DKClO3在反应中是氧化剂【答案】D【解析】A、因C元素的化合价由+3升高到+4价,则H2C2O4在反应中作还原剂,故A错误;B、反应中1molKClO3参加反应,生成1mol二氧化碳和1molClO2,则在标准状况下能得到44.8L气体,故B错误;C、Cl元素的化合价由+5降低为+4价,1molKClO3参加反应转移的电子为1mol(5-4)=1mol,故C错误;D、因反应中Cl元素的化合价由+5降低为+4价,KClO3在反应中得到电子,则KClO3反应中是氧化剂,故D正确。考点四 氧化还原反应方程式的配平 氧化还原反应的实质

42、是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数),根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。1. 配平的基本步骤:(1)标好价:正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化:列出元素化合价升高和降低的数值。(3)求总数:求元素化合价升高和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。(4)配系数:用观察法配平其他各物质的化学计量数。(5)细检查:利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。2配平的三大守恒原则3配平的四种方法技巧(1)正向配平

43、法:适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应,配平按以下4步进行。例如:(2)逆向配平法:适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。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。例如: KOH(热、浓)K2 化合价降低2K2O3H2O 化合价升高4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。如SCKNO3CO2N2K2S,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

44、,然后用观察法配平得:S3C2KNO3=3CO2N2K2S。(4)缺项配平法:对于化学反应方程式,所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H、OH或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再用其他守恒法配平。如果无法确定所缺物质,可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。典例1小明做实验时不小心沾了一些KMnO4,皮肤上的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4+H2C2O4+H+CO2+Mn2+_(未配平)。关于此反应的叙述正确的是A该反应的氧化产物是Mn2+B1molMnO4-在

45、反应中失去5mol电子C该反应右横线上的产物是H2OD配平该反应后,H+的计量数是3【答案】C【解析】A.化合价升高的元素是H2C2O4中的C元素,所以反应物H2C2O4是还原剂,反应产生的CO2是氧化产物,A错误;B.锰元素化合价从反应前MnO4-的+7价降低到Mn2+的+2价,元素得到电子,化合价降低数=得到电子的数目=5,即1molMnO4-在反应中得到5mol电子,B错误;C.根据电子守恒,该反应中锰元素化合价降低5价,两碳元素化合价共升高2价,所以反应转移电子数为10,所以可以得到:2MnO4-+5H2C2O4+H+10CO2+2Mn2+,根据电荷守恒、原子守恒,所以短线_中为8H2

46、O,产物是H2O,H+的计量数是6,C正确;D.根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2+2Mn2+8H2O,H+的计量数是6, D错误。典例2根据信息写方程式: (1)Pb与C同主族,化合价有2价和4价,PbO与PbO2是铅的两种常见氧化物,已知PbO2具有强氧化性,与浓盐酸共热可生成一种黄绿色气体和PbCl2 。试写出Pb3O4与浓盐酸反应的化学方程式:_。(2)过氧化钠可用于实验室制O2,其化学方程式为_。(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,滴定反应的

47、离子方程式为_。(4)Fe的一种含氧酸根FeO42- 具有强氧化性,在其钠盐溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生。该反应的离子方程式是_。(5)向菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)中,首先加入稀硫酸,过滤后,再加入H2O2。写出加入H2O2氧化时发生反应的化学方程式:_。【答案】Pb3O48HCl(浓)=3PbCl2Cl24H2O2Na2O22H2O=4NaOHO2 I2H2SO3H2O=4H2ISO42-4FeO42-20H=4Fe33O210H2O2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O【解析】(1)Pb3O4与浓盐酸反应生成氯化铅和水、氯气,化

48、学方程式:Pb3O4+8HCl(浓)3PbCl2+Cl2+4H2O;(2)过氧化钠可用于实验室制O2时过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,其化学方程式为2Na2O22H2O=4NaOHO2 ;(3)用一定浓度的I2溶液进行滴定硫转化成的H2SO3,碘将亚硫酸氧化为硫酸同时生成氢碘酸,滴定反应的离子方程式为I2H2SO3H2O=4H2ISO42-;(4)Fe的一种含氧酸根FeO42- 具有强氧化性,在其钠盐溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色说明生成Fe3,并有无色气体氧气产生。该反应的离子方程式是4FeO42-20H=4Fe33O210H2O;(5)向菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)

49、中,首先加入稀硫酸反应生成硫酸亚铁,过滤后,再加入H2O2。加入H2O2氧化时硫酸亚铁被氧化为硫酸铁同时生成水,发生反应的化学方程式:2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O。【能力提升】对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。应用电子守恒法解题的思维流程(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失数

50、”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。(3)“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式:n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值n(还原剂)变价原子个数化合价变化值。考点四精练:1、高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。(1)干法制备高铁酸钾的主要反应为:2FeSO46Na2O2=2Na2FeO42Na2O2Na2SO4O2,该反应中的氧化剂是_,还原剂是_,每生成1 mol Na2Fe

51、O4转移_mol电子。简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用:_。(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO、OH、FeO42、Cl、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:_。低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),说明什么问题?_。【答案】Na2O2Na2O2和FeSO45高铁酸钾具有强氧化性,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2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO423Cl5H2O该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小【解析】(

52、1)反应中Fe颜色化合价由+2价升高为+6价,被氧化,FeSO4为还原剂,过氧化钠中O元素的化合价由-1价降低为-2价,由-1价升高为0,过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,由方程式可知,镁生成2molNa2FeO4,有6molNa2O2参加反应,转移10mol电子,则每生成1molNa2FeO4转移的电子数为5mol;K2FeO4中Fe元素的化合价为+6价,具有强氧化性,且还原产物铁离子能水解氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性能吸附除去水中的悬浮杂质,故答案为:高铁酸钾具有强氧化性,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;(2)湿法制备高铁酸钾(

53、K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。根据化合价有升必有降找出反应物和生成物,故湿法制高铁酸钾反应的离子方程式2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;低温下,在在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),可知该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,故答案为:该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小。2、铅的单质、氧化物、铅盐在现代工业中有着重要的用途。(1)工业利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb,还含有少量Ag、Zn、C

54、aO和其他不溶于硝酸的杂质。生产过程中,必须使浸出渣中仍含少量的铅单质,其目的是_,废液中存在可循环利用于的物质,该物质是_ , 加40硫酸的目的是 _ 写出酸浸过程中单质铅反应的化学方程式:_,若沉淀物含有极少量CaSO4,则洗涤剂最好使用_。a水 b10%硫酸、水 cPb(NO3)2溶液、水(2)已知铅能形成多种氧化物,如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2以及Pb3O4。Pb3O4能与硝酸发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅的氧化物,写出反应的化学方程式_。【答案】防止银溶解在硝酸中HNO3沉淀Pb2+3Pb8HNO3=3Pb(NO3)22NO4H2OcPb3O4+4HNO3=PbO2+

55、2Pb(NO3)2+2H2O【解析】(1)因单质银也能与硝酸反应,但它没有铅活泼,当铅有少量剩余时,银就不会溶解硝酸中,故浸出渣中需含有少量的铅单质,废液中的主要成分是HNO3,它可以循环利用;加40硫酸的目的是生成PbSO4沉淀;稀硝酸还原产物为NO,Pb与稀硝酸反应生成硝酸铅和NO和水,化学反应方程式为:3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO+4H2O,可先用Pb(NO3)2溶液洗涤,最后用水洗涤,这样做既可将CaSO4转化为PbSO4达到除去杂化的目的,又可提高铅元素的利用率。(2)由题目信息知Pb3O4中铅的化合价为+2、+4两种价态相当于2PbOPbO2,由于PbO2是酸性氧化物,故它不能与硝酸反应,PbO是碱性氧化物,它与硝酸发生非氧化还原反应,生成Pb(NO3)2,由此可写出对应的化学方程式:Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O。

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