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1、第3節(jié) 氧化劑和還原劑在初中我們就知道,化學(xué)反應(yīng)有四種基本類型,即化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)。這種分類方法比較簡(jiǎn)單,有很大的優(yōu)點(diǎn),但卻不能把所有的化學(xué)反應(yīng)包括在內(nèi)。比如說(shuō),反應(yīng)“Fe4HNO3Fe(NO3)32H2ONO”就很難用上述反應(yīng)類型來(lái)描述。那么,該反應(yīng)到底屬于哪種類型呢?化學(xué)反應(yīng)還有什么更科學(xué)的分類方法呢? 研習(xí)教材重難點(diǎn)溫故·知新化學(xué)反應(yīng)的四種基本類型:化合反應(yīng):兩種或兩種以上的物質(zhì)相互作用,生成一種物質(zhì)的反應(yīng)。分解反應(yīng):一種物質(zhì)經(jīng)過(guò)反應(yīng)后生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng)。置換反應(yīng):一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng):兩種化
2、合物相互交換成分,生成另外兩種化合物的反應(yīng)。研習(xí)點(diǎn)1 氧化還原反應(yīng)1元素化合價(jià)在化學(xué)反應(yīng)中的變化(1)化合價(jià):化合價(jià)是認(rèn)識(shí)氧化還原的前提與基礎(chǔ)。規(guī)則: 在化合物中,正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零;單質(zhì)中,元素的化合價(jià)為零。本質(zhì):a化合價(jià)的正與負(fù):失去電子或共用電子對(duì)偏離呈正價(jià);得到電子或共用電子對(duì)偏向呈負(fù)價(jià)。b化合價(jià)的數(shù)值:化合價(jià)的數(shù)值等于得、失電子(或共用電子對(duì))的數(shù)目。c化合價(jià)的變動(dòng):元素在氧化還原反應(yīng)中,得到電子,化合價(jià)降低;失去電子,化合價(jià)升高。有關(guān)規(guī)律:a金屬元素一般沒(méi)有負(fù)化合價(jià),除零價(jià)外,只顯正價(jià),因?yàn)樵诜磻?yīng)中只能失去電子。b非金屬元素(除氧、氟外)在反應(yīng)中既可得到電子,亦可失去電子,故既
3、可呈正價(jià),也能顯負(fù)價(jià)。c氧、氟的非金屬性很強(qiáng),在反應(yīng)中一般不失去電子,故一般沒(méi)有正化合價(jià)。d顯最高化合價(jià)的元素,在反應(yīng)中只能得電子而不能失電子,故發(fā)生氧化還原反應(yīng)化合價(jià)只能降低。相反,顯最低化合價(jià)的元素,在反應(yīng)中化合價(jià)只能升高。(2)基本概念氧化反應(yīng)和還原反應(yīng):反應(yīng)物所含元素化合價(jià)升高(或者說(shuō)是物質(zhì)失去電子)的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng);反應(yīng)物所含元素化合價(jià)降低(或者說(shuō)是物質(zhì)得到電子)的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng):凡是反應(yīng)過(guò)程中有元素化合價(jià)變化(或電子轉(zhuǎn)移)的化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。說(shuō)明:氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是一對(duì)對(duì)立的反應(yīng),而又統(tǒng)一存在于一個(gè)反應(yīng)中,不能分割,所以人們把這兩種同時(shí)存在的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)
4、叫做氧化還原反應(yīng)?!韭?lián)想·發(fā)散】四種基本反應(yīng)類型和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系反應(yīng)類型氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)化合反應(yīng)2NaCl22NaCl(有單質(zhì)參加)CaOH2OCa(OH)2(沒(méi)有單質(zhì)參加)分解反應(yīng)2H2O22H2OO2(有單質(zhì)生成)H2CO3H2OCO2(沒(méi)有單質(zhì)生成)置換反應(yīng)Zn2HClZnCl2H2復(fù)分解反應(yīng)H2SO4Ba(OH)2BaSO42H2O2氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)(1)研究表明,所有的氧化還原反應(yīng)中都存在著電子的轉(zhuǎn)移,電子的轉(zhuǎn)移是氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。說(shuō)明:“轉(zhuǎn)移”包含兩方面內(nèi)容:電子的得到、失去和電子的偏離、偏向。電子的偏離和偏向又統(tǒng)稱電子的偏移。(2)認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)概念
5、的三個(gè)階段:首先是從得到氧和失去氧的視角認(rèn)識(shí)的。接著是從元素的化合價(jià)升和降的視角去認(rèn)識(shí)的。最后是從元素原子電子的得到和失去的視角去認(rèn)識(shí)的。注意:第種情況只適宜在初中階段使用,因?yàn)樗鉀Q問(wèn)題的范圍太狹窄,只局限在有氧參與的反應(yīng)。第種情況沒(méi)有反映出氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì),只是氧化還原反應(yīng)的一種表象,我們用來(lái)作為判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的工具。第種情況才是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。典例1:下列反應(yīng)中,不屬于氧化還原反應(yīng)的是A3CuS8HNO33Cu(NO3)22NO3S4H2OB3Cl26KOH5KClKClO33H2OC3H2O22KCrO22KOH2K2CrO44H2OD3CCl4K2Cr2
6、O72CrO2Cl23COCl22KCl研析:判斷一個(gè)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng),必須抓住它的特征,看元素的化合價(jià)是否發(fā)生改變。若改變,則為氧化還原反應(yīng)。反之,則為非氧化還原反應(yīng)。本題選項(xiàng)中,D中各元素化合價(jià)均未變化。答案:D。典例2:請(qǐng)?jiān)谙聢D1中注明各類反應(yīng)的位置?;戏磻?yīng) 分解反應(yīng) 置換反應(yīng) 復(fù)分解反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 非氧化還原反應(yīng) 圖2 圖1 研析:根據(jù)反應(yīng)物和生成物的類別以及反應(yīng)前后物質(zhì)種類多少,可以將化學(xué)反應(yīng)分為:化合反應(yīng) 、分解反應(yīng) 、置換反應(yīng) 、復(fù)分解反應(yīng);根據(jù)反應(yīng)中是否有電子轉(zhuǎn)移,可以將化學(xué)反應(yīng)分為氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),復(fù)分解反應(yīng)一定是非氧化還原反
7、應(yīng),化合反應(yīng)和分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng),也可能是非氧化還原反應(yīng)。還有部分反應(yīng),不屬于四種基本反應(yīng)類型中的任何一類。答案:見(jiàn)圖2。研習(xí)點(diǎn)2 氧化劑和還原劑1基本概念(3)氧化劑和還原劑:在氧化還原反應(yīng)中,所含元素的化合價(jià)降低(或說(shuō)得到電子)的反應(yīng)物叫做氧化劑;而所含元素化合價(jià)升高(或說(shuō)失去電子)的反應(yīng)物,叫做還原劑。(2)氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物:還原劑失去電子被氧化所得的產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物;氧化劑得到電子被還原所得的產(chǎn)物叫還原產(chǎn)物。【領(lǐng)悟·整合】氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念是互相獨(dú)立,又互相依存的,其關(guān)系如下:氧化劑(具有氧化性)得電子被還原發(fā)生還原反應(yīng)還原產(chǎn)物;還原劑(具有還原性)失電子被氧化發(fā)
8、生氧化反應(yīng)氧化產(chǎn)物。2常見(jiàn)的氧化劑和還原劑常見(jiàn)的氧化劑:(1)非金屬單質(zhì)X2、O2、S等;(2)高價(jià)金屬陽(yáng)離子Cu2+、Fe3+;高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物H2SO4(濃)、MnO2、HClO、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。常見(jiàn)的還原劑:(1)活潑或較活潑的金屬K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等;(2)低價(jià)金屬陽(yáng)離子Fe2+;(3)非金屬陰離子Cl、Br、I、S2等;(4)含較低價(jià)元素的化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、NH3等。說(shuō)明:在含有變價(jià)元素的化合物中,具有中間價(jià)態(tài)元素的物質(zhì)(單質(zhì)或化合物)既可做氧化劑,又可做還原劑。例如:Cl2、H2O2、Fe2+、SO
9、2、H2SO3等既有氧化性有又還原性。3氧化還原反應(yīng)中各個(gè)基本概念間的關(guān)系【知識(shí)·鏈接】氧化還原反應(yīng)的表示方法1雙線橋法:表示的是同一元素在反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果,反映了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及參加反應(yīng)的各物質(zhì)間的氧化還原關(guān)系。雙線橋法分析氧化還原反應(yīng)的步驟:標(biāo)出有化合價(jià)變化的元素的化合價(jià);在反應(yīng)物到生成物之間畫(huà)一個(gè)箭頭,箭頭出發(fā)和指向的是有化合價(jià)變化的同一元素;分析化合價(jià)的變化,找出反應(yīng)中得失電子的總數(shù)(有價(jià)態(tài)變化元素的一個(gè)原子轉(zhuǎn)移電子數(shù)×發(fā)生價(jià)態(tài)變化的原子個(gè)數(shù));將轉(zhuǎn)移電子數(shù)標(biāo)在線上;2單線橋法:表示的是電子轉(zhuǎn)移的情況,反映了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。單線橋法分析氧化還原反應(yīng)
10、的步驟:標(biāo)出有化合價(jià)變化的元素的化合價(jià);用線橋?qū)⒎磻?yīng)物中失電子的元素和得電子的元素連接起來(lái),箭尾是失電子的元素,箭頭是得電子的元素。注意:橋線只在反應(yīng)物中,不跨越“”與生成物相連。在橋線上注明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,注意:只寫(xiě)數(shù)目,不標(biāo)得失。典例3:某酒精廠由于管理不善,酒精滴漏到某種化學(xué)品上而釀成火災(zāi)。該化學(xué)品可能是AKMnO4 BNaCl C(NH4)2SO4 DCH3COOH研析:酒精是我們非常熟悉的物質(zhì)。酒精遇到氧氣非常容易燃燒,在燃燒過(guò)程中表現(xiàn)出還原性,做還原劑;氧氣做氧化劑。但四個(gè)選項(xiàng)中并無(wú)氧氣,這就需要我們靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決實(shí)際問(wèn)題。NaCl、(NH4)2SO4、CH3COOH三種物
11、質(zhì)均沒(méi)有強(qiáng)氧化性,可以排除;而KMnO4是一種典型的強(qiáng)氧化劑,受熱時(shí)還容易分解產(chǎn)生氧氣,因此,酒精滴漏到KMnO4上容易釀成火災(zāi)。答案:A。典例4:在一定條件下,氯酸鉀與碘按下式反應(yīng):2KClO3I22KIO3Cl2,由此可推斷下列相應(yīng)的結(jié)論,不正確的是A該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B還原性I2Cl2C氧化性I2Cl2 D氧化性KClO3Cl2研析:據(jù)置換反應(yīng)的概念首先斷定所給反應(yīng)是一個(gè)置換反應(yīng)由元素化合價(jià)的變化可知:反應(yīng)2KClO3I22KIO3Cl2中KClO3是氧化劑,I2是還原劑,KIO3是氧化產(chǎn)物,Cl2是還原產(chǎn)物,據(jù)“還原劑的還原性還原產(chǎn)物的還原性”規(guī)律推知,B正確,但C是錯(cuò)誤的再結(jié)合Cl
12、2不能將I2氧化成IO3的事實(shí),推知D正確。答案:C?!韭?lián)想·發(fā)散】運(yùn)用氧化性、還原性概括物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)所謂氧化性是指氧化劑具有的一種能得到電子的能力,表現(xiàn)在反應(yīng)中是化合價(jià)有降低趨勢(shì)的一種表現(xiàn)能力;還原性是指還原劑具有的一種失去電子的能力,表現(xiàn)在反應(yīng)中是化合價(jià)有升高趨勢(shì)的一種表現(xiàn)能力。我們運(yùn)用氧化性、還原性概括物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),下面舉例說(shuō)明:上一章學(xué)了氯氣和金屬鈉的化學(xué)性質(zhì),氯氣跟金屬單質(zhì)(鈉、鐵、銅等)、非金屬單質(zhì)(氫氣等)的反應(yīng)中都是得電子,化合價(jià)降低被還原,做氧化劑,因此氯氣具有強(qiáng)氧化性;但氯氣也有還原性,如氯氣跟水、堿溶液所發(fā)生歧化反應(yīng)。其中有一部分氯即是表現(xiàn)了還原性。而鈉非金
13、屬單質(zhì)(氯氣、氧氣等)、水的反應(yīng)中都是失電子,化合價(jià)升高被氧化,做還原劑,因此鈉具有強(qiáng)還原性。鹽酸是既有氧化性又有還原性的。如在鹽酸跟鎂、鋁、鋅等較活潑金屬發(fā)生的置換反應(yīng)中,鹽酸表現(xiàn)了氧化性。在濃鹽酸跟二氧化錳反應(yīng)制取氯氣時(shí),鹽酸表現(xiàn)了還原性。由于鹽酸的氧化性實(shí)質(zhì)上是H+的氧化性,屬于酸的通性,即絕大多數(shù)酸所具有的共同性質(zhì),因此不能把鹽酸稱為氧化性酸。但濃硫酸是強(qiáng)氧化性酸,其氧化性是指H2SO4分子中6價(jià)的硫元素表現(xiàn)的一種很強(qiáng)的得電子的能力。稀硫酸或硫酸鹽中的SO42中的硫元素雖然也是6價(jià),但沒(méi)有強(qiáng)氧化性。稀硫酸也有氧化性,是其中的H所表現(xiàn)的。濃硫酸分子中6價(jià)的硫元素得電子的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于其中的1
14、價(jià)的氫。金屬元素只能失電子,所以金屬單質(zhì)只有還原性;非金屬元素既能得電子表現(xiàn)負(fù)價(jià),又能失(偏離)電子表現(xiàn)正價(jià),所以非金屬單質(zhì)多數(shù)既有氧化性又有還原性。研習(xí)點(diǎn)3 探究鐵及其化合物的氧化性和還原性1、鐵元素的存在形態(tài):游離態(tài):隕鐵化合態(tài):鐵元素主要以2價(jià)和3價(jià)的化合態(tài)存在。在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.65,處于第四位,僅次于氧、硅和鋁。2、按不同標(biāo)準(zhǔn)給鐵及其化合物分類(1)按單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽給上述物質(zhì)分類。單質(zhì):鐵;氧化物:FeO、Fe2O3、Fe3O4;堿: Fe(OH)2、Fe(OH)3;鹽:FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3(2)按鐵元素的化合價(jià)給上述物質(zhì)分類。0價(jià):
15、Fe;+2價(jià):FeO、FeCl2、FeSO4、Fe(OH)2;+3價(jià):Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(OH)33、鐵在氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4性質(zhì)的比較FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性難溶難溶難溶化合價(jià)232、3與CO、H2反應(yīng)FeOCO FeCO2FeOH2FeH2OFe2O33CO2Fe3CO2Fe2O33H22Fe3H2OFe3O44CO3Fe4CO2Fe3O44H23Fe4H2O與稀硫酸反應(yīng)FeOH2SO4FeSO4H2OFe2O33H2SO4Fe2(SO4)33H2OFe3O44H2SO4Fe2(SO4)3
16、FeSO44H2O4鐵的氫氧化物4Fe(OH)2和4Fe(OH)3性質(zhì)的比較(1)氫氧化亞鐵:制備:FeCl22NaOHFe(OH)22NaCl物理性質(zhì):白色難溶的弱堿化學(xué)性質(zhì):與強(qiáng)酸反應(yīng)還原性:易被氧化劑所氧化。如:4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3思考:實(shí)驗(yàn)室在制備Fe(OH)2時(shí),為防止被氧化,可以采取哪些措施?提示:實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化亞鐵時(shí),因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵,更要注意隔絕空氣。其方法是:亞鐵鹽需新制(用足量鐵與稀硫酸反應(yīng)或還原氯化鐵溶液);將所用氫氧化鈉溶液煮沸以趕盡溶于其中的空氣(O2);使用長(zhǎng)滴管吸入氫氧化鈉溶液后將滴管伸至氯化亞鐵溶液的液
17、面以下,慢慢擠壓乳膠頭使氫氧化鈉與氯化亞鐵接觸。(2)氫氧化鐵:制備:FeCl33NaOHFe(OH)33NaCl物理性質(zhì):紅褐色難溶固體化學(xué)性質(zhì):與強(qiáng)酸反應(yīng)。Fe(OH)3 3H2SO4 Fe2(SO4)33H2O5、探究鐵及其化合物的氧化性和還原性預(yù)測(cè):鐵元素顯0價(jià)時(shí),只有還原性;顯+3價(jià)時(shí),只有氧化性;顯+2價(jià)時(shí),既有氧化性,又有還原性。(1)Fe的還原性:與H+、Cu2+、Fe3+、Cl2等反應(yīng)Fe2H+ Fe2+H2、FeCu2+ Fe2+Cu、2Fe3+ Fe 3Fe2+、2Fe3Cl2 2FeCl3(2)Fe3+的氧化性:與Fe、Cu、Zn反應(yīng)2Fe3+ Fe 3Fe2+、2Fe
18、3+Cu 2Fe2+Cu2+、3Zn2Fe3+ 3Zn2+2Fe(3)Fe2+的氧化性: 與鋅反應(yīng) ZnFe2+ Zn2+Fe(4)Fe2+的還原性:與氯水等反應(yīng)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl(5)鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化示意圖【聯(lián)想·發(fā)散】Fe2+與Fe3+的鑒別(1)直接觀察顏色:Fe2+的溶液呈淺綠色,F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色。(2)利用顯色反應(yīng):Fe2+的溶液KSCN或NH4SCN溶液,溶液不呈紅色;Fe3+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液,溶液呈血紅色。有關(guān)離子方程式:Fe3+SCNFe(SCN)2+(3)利用鐵化合物沉淀的顏色:Fe2+的溶液NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀,
19、迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色;Fe3+的溶液NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀。有關(guān)反應(yīng)式:Fe2+2OHFe(OH)2、4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3; Fe3+3OHFe(OH)3(4)利用Fe3+的氧化性:Fe2+的溶液Cu片,無(wú)明顯現(xiàn)象;Fe3+的溶液Cu片,銅被腐蝕,溶液變?yōu)樗{(lán)綠色。有關(guān)離子方程式:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+Fe2+的溶液淀粉KI試紙,試紙不變藍(lán);Fe3+的溶液淀粉KI試紙,試紙變藍(lán)。有關(guān)離子方程式:2Fe3+2I2Fe2+I2(5)利用Fe2+的還原性:Fe2+的溶液酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去;Fe3+的溶液酸性KMnO4溶液,KMn
20、O4溶液紫色不褪。Fe2+的溶液氯水,溶液變?yōu)樽攸S色;Fe3+的溶液氯水,無(wú)明顯現(xiàn)象。有關(guān)離子反應(yīng)式:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl注意:以上方法以KSCN溶液鑒別最常用。典例5:將下列四種鐵的化合物溶于稀鹽酸,滴加KSCN溶液沒(méi)有顏色變化,再加入氯水即呈紅色的是AFeO BFe2O3 CFeCl3 DFe2(SO4)3研析:由題意可知,A中的Fe2+與SCN結(jié)合沒(méi)有顏色改變,但通入Cl2后發(fā)生下列反應(yīng),生成Fe3+,溶液變?yōu)榧t色。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl,F(xiàn)e3+SCN Fe(SCN)2+。答案:A。典例6:根據(jù)反應(yīng)式2Fe32I2Fe2I2Br22Fe22Br2Fe3可判斷離子還
21、原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳Br、Fe2、I BI、Fe2、BrCBr、I、Fe2 DFe2、I、Br研析:首先確定各反應(yīng)的還原劑(為I,為Fe2)和還原產(chǎn)物(為Fe2為Br),其次是根據(jù)還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性,推出還原性:IFe2,F(xiàn)e2Br,最后綜合給出離子還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒Fe2Br。答案:B 探究解題新思路 基礎(chǔ)思維探究題型一、氧化還原反應(yīng)典例1:下列敘述正確的是A元素的單質(zhì)可由氧化或還原含該元素的化合物來(lái)制得B得電子越多的氧化劑,其氧化性就越強(qiáng)C陽(yáng)離子只能得到電子被還原,只能做氧化劑D含有最高價(jià)元素的化合物不一定具有強(qiáng)的氧化性研析:選項(xiàng)A中闡述了金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)分別由化合
22、物生成的不同過(guò)程,所以正確。選項(xiàng)B錯(cuò)在以得電子多少作為衡量氧化性強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn),而判斷氧化劑氧化性強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)是得電子的難易。選項(xiàng)C錯(cuò)在陽(yáng)離子可以不是最高價(jià),如Fe2+離子等。元素處于最高價(jià)時(shí)只有氧化性,但與氧化性強(qiáng)弱沒(méi)有直接關(guān)系,所以D選項(xiàng)也是正確的描述。答案:A、D。啟發(fā)引申:該題重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的理解。概念問(wèn)題是氧化還原反應(yīng)中的基礎(chǔ)問(wèn)題,要求我們學(xué)會(huì)判斷一個(gè)具體的氧化還原反應(yīng)里,誰(shuí)是氧化劑,誰(shuí)是還原劑,哪種元素被氧化,哪種元素被還原,誰(shuí)是氧化產(chǎn)物,誰(shuí)是還原產(chǎn)物。拓展 變式1下列變化中,需要加入氧化劑才能實(shí)現(xiàn)的是AMnO2MnSO4 BAlCl3Al(OH)3CKIKIO
23、3 DHNO3NO1研析:氧化劑在反應(yīng)中是得到電子的物質(zhì),故題中正確的選項(xiàng)中物質(zhì)的變化應(yīng)是失去電子的變化。A中的Mn由4價(jià)降為2價(jià),D中的N由5價(jià)降為2價(jià),MnO2、HNO3被還原,B中Al的價(jià)態(tài)反應(yīng)前后無(wú)變化,無(wú)電子轉(zhuǎn)移。C中的I由1價(jià)升高為5價(jià),KI被氧化,作還原劑。答案:C2硫代硫酸鈉可作脫氯劑,已知25.0 mL0.100molL Na2S2O3溶液恰好把224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl離子,則S2O32將轉(zhuǎn)化成AS2 BS CSO32 DSO422研析:定量計(jì)算問(wèn)題在氧化還原反應(yīng)中是非常重要的,具體內(nèi)容有:(1)通過(guò)計(jì)算求得反應(yīng)中需要的氧化劑或還原劑的量,或被氧化、被還原
24、物質(zhì)的物質(zhì)的量。(2)通過(guò)計(jì)算判斷產(chǎn)物或者產(chǎn)物中元素的化合價(jià)。解決這類問(wèn)題的依據(jù)是氧化還原反應(yīng)中電子得失總數(shù)相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下,224 mL即0.01 mol Cl2,全部轉(zhuǎn)化成Cl離子時(shí)得0.02 mol e,這些電子將由0.025 L×0.100 molL0.0025 mol Na2S2O3失去,那么,1 mol Na2S2O3失去8 mol e,硫元素的化合價(jià)應(yīng)由Na2S2O3中的2變成6,所以產(chǎn)物應(yīng)為SO42。答案:D。題型二、鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化典例2:下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價(jià)鐵生成的是過(guò)量的Fe與Cl2反應(yīng);Fe與過(guò)量稀H2SO4反應(yīng)后,再向其中加KNO3;Fe(NO3)2
25、溶液中加少量鹽酸;Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中。A只有 B只有 C只有 D全部研析:中的Cl2氧化性強(qiáng),它能將鐵氧化為+3價(jià),由于不是在溶液中反應(yīng),因此過(guò)量的鐵不會(huì)將氯化鐵還原。中Fe與稀H2SO4反應(yīng)只能生成Fe2+,但要注意,由于稀H2SO4過(guò)量,加入KNO3后,H+、硝酸根離子能將Fe2+氧化成Fe3+。從表面上看不會(huì)發(fā)生反應(yīng),但實(shí)際上發(fā)生了Fe2+被H+和硝酸根離子氧化的反應(yīng)。中首先發(fā)生Fe與鹽酸生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸生成FeCl3的反應(yīng),但題中未給出反應(yīng)物間相對(duì)量的關(guān)系,若鐵是足量的,則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。答案:C。方法導(dǎo)引:本題涉及0價(jià)鐵變?yōu)?
26、3價(jià)鐵、+2價(jià)鐵變?yōu)?3價(jià)鐵及+3價(jià)鐵變?yōu)?2價(jià)鐵,應(yīng)從氧化劑的強(qiáng)弱、反應(yīng)條件及反應(yīng)物間的相對(duì)量進(jìn)行分析。鐵的0價(jià)、+2價(jià)、+3價(jià)在一定條件下均可相互轉(zhuǎn)化,在分析具體問(wèn)題時(shí),應(yīng)善于抓住轉(zhuǎn)化的條件,挖掘出隱含的反應(yīng)。拓展 變式3要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)椋杭尤胱懔柯人?加入足量KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液A B C D3研析:本題考查Fe3+的檢驗(yàn)和Fe2+的還原性,及Fe3+遇SCN 會(huì)生成紅色物質(zhì)的特性。加入NH4SCN證明無(wú)Fe3+,再加Cl2水,如有Fe2+則可被氧化為Fe3+而使NH4SCN變紅色。KMnO4也能氧化
27、Fe2+,但KMnO4本身為紫色,使Fe3+和NH4SCN顯色不易觀察。答案:C。4在氯化鐵、氯化銅和鹽酸和混合溶液中加入鐵粉,待反應(yīng)結(jié)束后,所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引,則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽(yáng)離子是ACu2+ BFe3+ CFe2+ DH+4研析:本題考察的知識(shí)點(diǎn)是鐵單質(zhì)的物理性質(zhì)及離子共存問(wèn)題。解答此題要考慮到鐵的物理性質(zhì):能被磁鐵吸引,說(shuō)明有鐵剩余。鐵具有還原性,而Cu2+、Fe3+、Fe2+、H+等都具有氧化性。則能夠與鐵反應(yīng)的離子不能大量存在。Cu2+、Fe3+以及H+等三種離子不能大量存在,其中Fe被氧化成Fe2+,而Cu2+、Fe3+、H+三種離子被還原成Cu、Fe2+、H
28、2,所以溶液中Fe2+最多。Fe與Fe2+相互間不反應(yīng)。答案:C。 綜合思維探究題型一、學(xué)科內(nèi)綜合題典例3:兩種金屬混合物30g,投入足量的稀鹽酸中,反應(yīng)后生成氣體0.5mol,則混合物中的兩種金屬為A鎂與鐵 B鋁與鐵 C銅與鋁 D鎂與鋅研析:本題考察的知識(shí)點(diǎn)是混合物成分的確定假設(shè)30g全為鎂、鐵、鋁、銅、鋅,生成氣體的物質(zhì)的量分別為大于0.5mol,大于0.5mol,大于0.5mol,0mol,小于0.5mol,混合物中的組成為大于0.5mol和小于0.5mol之間答案:C、D方法導(dǎo)引:解答此題目的關(guān)鍵點(diǎn)是熟悉金屬與酸反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式。解題方法一般為極值法,即假設(shè)混合物中的成分為單一
29、的一種,計(jì)算出所求值,則混合時(shí)所得量在最大值與最小值之間。當(dāng)遇到混合物種類確定的計(jì)算題型時(shí),可以考慮這種方法,使解題過(guò)程簡(jiǎn)化。 拓展 變式5將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量的稀硫酸反應(yīng),生成氫氣2.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),原混合物的質(zhì)量可能是A2g B4g C8g D10g5研析:本題的變化點(diǎn)是有三種物質(zhì)混合的反應(yīng)。解題思路是分別用極值法思考單獨(dú)為鎂、鋁、鐵時(shí)的質(zhì)量是多少,則混合物的質(zhì)量介于最大值與最小值之間。單獨(dú)為鎂、鋁、鐵生成2.8L的氫氣所需質(zhì)量分別是3g、2.25g、8.125g,則混合物的質(zhì)量在2.25g、8.125g之間。答案:B、C。6將一定量的鐵粉加入含稀
30、HNO3、Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反應(yīng)后過(guò)濾,將濾出的固體物質(zhì)加入稀鹽酸中。(1)若有氣體放出,則濾液中存在的金屬陽(yáng)離子為 。(2)若無(wú)氣體放出,則濾液中存在的金屬陽(yáng)離子為 。6研析:本題考查鐵的單質(zhì)及化合物的性質(zhì),分析中宜從終態(tài)考慮。據(jù)題意(1)剩余物是鐵,因此與鐵反應(yīng)的微粒(或物質(zhì))均不能存在,溶液中金屬陽(yáng)離子只有Fe2+離子;(2)中剩余物為銅;與銅反應(yīng)的物質(zhì)均不存在,溶液中陽(yáng)離子一定有Fe2+離子(鐵都轉(zhuǎn)化為Fe2+離子),Cu2+離子有可能存在,也可能不存在。答案:(1)Fe2+ (2)一定有Fe2+,可能有Cu2+。題型二、實(shí)際應(yīng)用題典例4:鐵酸鈉(Na
31、2FeO4)是水處理過(guò)程中使用的一種新型凈水劑,已知它的氧化性強(qiáng)于KMnO4,在反應(yīng)中被還原為Fe3+,將它溶入渾濁的泥水中,既能起殺菌消毒作用,又能使泥沙沉降,試回答:(1)制取鐵酸鈉的反應(yīng)方程式為:2Fe(NO3)316NaOH3Cl22Na2FeO46NaNO36NaCl8H2O該反應(yīng)的氧化劑是 ;氧化產(chǎn)物是 。(2)鐵酸鈉能沉降泥沙的原因是。研析:(1)上述反應(yīng)雖然比較復(fù)雜,但只要我們熟練掌握氧化還原反應(yīng)中各個(gè)概念,即可順利解答。反應(yīng)物中,Cl2中Cl元素的價(jià)態(tài)是0價(jià),而在生成物NaCl中Cl元素的價(jià)態(tài)是1價(jià)(化合價(jià)降低),因此,Cl2是氧化劑;Fe(NO3)3中的Fe元素由3價(jià)升高到
32、6價(jià)(Na2FeO4),Na2FeO4是Fe(NO3)3被氧化以后的產(chǎn)物,即氧化產(chǎn)物。(2)本題要求較高,但聯(lián)想到我們第1節(jié)學(xué)到的有關(guān)Fe(OH)3膠體的制備及性質(zhì),也就不難回答了。答案:(1)NaCl (2)還原產(chǎn)物Fe3+水解生成Fe(OH)3可凈水??偨Y(jié)提升: 大家都知道,自來(lái)水必須經(jīng)過(guò)消毒、凈化之后才能飲用。最常用的消毒劑是氯氣,但由于氯氣對(duì)人體也有一定危害,人們正在積極尋找高效、低毒的殺菌消毒劑,Na2FeO4就是其中的一種。Na2FeO4中的Fe元素為非常規(guī)的6價(jià),因而具有很強(qiáng)的殺菌消毒能力,而其還原產(chǎn)物Fe3+還能與水作用生成Fe(OH)3膠體,能起到“凈水”的作用,真是一舉兩得
33、。拓展 變式7在燒制磚瓦時(shí),用粘土做成的坯經(jīng)過(guò)烘燒后,鐵的化合物轉(zhuǎn)化成_而制得紅色磚瓦。若烘燒后期從窯頂向下慢慢澆水,窯內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的_氣體。它們把該紅色物質(zhì)還原成黑色的化合物是_,同時(shí)還有未燒的碳的顆粒,而制得了青色磚瓦。7研析:向窯頂加水發(fā)生下列反應(yīng): CH2OCOH2CO和H2都具有還原性,可將Fe2O3還原至Fe3O4、FeO需注意鐵的氧化物的顏色。答案:Fe2O3 CO和H2 Fe3O4和FeO典例5:用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一:用不含F(xiàn)e3的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液
34、時(shí)還需加入稀H2SO4和 。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用 的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是 。方法二:在如圖裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(1)在試管里加入的試劑是 。(2)在試管里加入的試劑是 。(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀,在試管和中加入試劑,打開(kāi)止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是 。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色,其理由是 。研析:方法一:(1)由于Fe2+具有較強(qiáng)的還原性易被氧化為Fe3+,故在配好的溶液中常加一枚鐵釘
35、或適量鐵屑以防止其氧化。(2)由于氣體的溶解度隨溫度升高而迅速減小,故可用加熱的方法除去蒸餾水中溶解的O2。(3)空氣中含有大量的O2,為防止生成的Fe(OH)2沉淀與空氣接觸,需將吸取的NaOH溶液的試管放入液面以下后再擠出。方法二:(1)由所給試劑及裝置特點(diǎn)知,試管為封閉系統(tǒng),應(yīng)為產(chǎn)生H2并趕盡溶液中的空氣及液面上方空氣的裝置,故中加入的試劑為鐵和稀H2SO4。(2)試管中加入的試劑為NaOH。(3)為確保實(shí)驗(yàn)在無(wú)氧狀態(tài)下進(jìn)行,必須把系統(tǒng)中的O2排除干凈,故接下來(lái)的操作應(yīng)為檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣純度,當(dāng)產(chǎn)生氫氣較純時(shí)再夾緊止水夾。(4)由于試管中產(chǎn)生的H2充滿了、兩支試管,外界空氣不易進(jìn)
36、入即Fe(OH)2是在H2的還原性氣氛中產(chǎn)生的,故Fe(OH)2的白色沉淀可保持較長(zhǎng)的時(shí)間。答案:方法一:(1)鐵屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2方法二(1)稀H2SO4、鐵屑 (2)NaOH溶液 (3)檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時(shí),再夾緊止水夾。(4)試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管,且外界空氣不容易進(jìn)入。方法導(dǎo)引:此題所考察的是氫氧化亞鐵的實(shí)驗(yàn)室制備原理和操作方法,及選擇操作方法的依據(jù)。并依此為基礎(chǔ)考察學(xué)生設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力。由此題我們可以看出,要提高設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力,同學(xué)們必須扎扎實(shí)實(shí)做好以下六項(xiàng)工作:分析實(shí)驗(yàn)的目的。分析實(shí)驗(yàn)所依
37、據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理。分析實(shí)驗(yàn)的裝置和儀器及使用注意事項(xiàng)。分析實(shí)驗(yàn)的基本操作步驟,為什么要這樣操作,不這樣操作行不行,有什么樣的后果。分析實(shí)驗(yàn)后面所附的問(wèn)題和討論,真正理解相關(guān)問(wèn)題。從安全性,環(huán)保性(減少污染),節(jié)約性(不浪費(fèi)藥品),效果性(現(xiàn)象明顯)等角度出發(fā),分析還能對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行怎樣的改進(jìn)。拓展 變式8硫酸亞鐵是一種可用于治療缺鐵性貧血的藥劑硫酸亞鐵藥片外表包有一層特制的糖衣,以保護(hù)硫酸亞鐵不被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵(硫酸鐵無(wú)治療貧血的藥效)。試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證某硫酸亞鐵藥片是否被氧化。寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和有關(guān)離子反應(yīng)方程式。(1)主要步驟:_。(2)離子方程式:_。8答
38、案:(1)刮去藥片的糖衣,把藥片研碎,放在燒杯中加少量蒸餾水溶解,滴幾滴KSCN溶液,溶液顯紅色,可知部分或全部硫酸亞鐵被氧化。(2)Fe3SCNFe(SCN)2題型五、學(xué)科間滲透題 典例6:維生素C(簡(jiǎn)稱VC,化學(xué)式為C6H8O6)是一種水溶性物質(zhì),其水溶液呈酸性。VC具有較強(qiáng)的還原性,易被空氣中的氧氣所氧化。在新鮮的水果、青菜和乳制品中都富含VC,如新鮮橙汁中VC的含量在500 mg·L1左右。食物中的VC在烹調(diào)、貯存、加工時(shí)較易丟失。(1)人體缺乏VC易得何種疾?。浚?)已知VC與I2的反應(yīng)為:C6H8O6I2C6H6O62HI,碘遇淀粉變藍(lán)。VC與I2的反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)
39、?氧化劑是哪種物質(zhì)?(3)針對(duì)VC的性質(zhì),你認(rèn)為在炒菜和淘米的時(shí)候應(yīng)該注意什么?研析:(1)由生物學(xué)知識(shí)得知,缺乏VC容易得壞血癥因此VC又稱抗壞血酸。(2)在VC與I2的反應(yīng)中,碘由0價(jià)變?yōu)?價(jià),因此此反應(yīng)必為氧化還原反應(yīng),且I2得電子,應(yīng)為氧化劑。(3)由于VC是一種水溶性物質(zhì),因此在淘米時(shí)會(huì)順?biāo)鞯簟H缬脽崴悦撞⒂昧θ啻?,VC會(huì)損失相當(dāng)大一部分。炒菜時(shí),不少人習(xí)慣先將青菜用開(kāi)水焯一下再炒或做餡,這種做法會(huì)使VC損失很大,以用急火快炒或直接做餡為好。VC顯酸性,堿性物質(zhì)會(huì)破壞VC,弱酸可促進(jìn)VC的吸收,炒菜時(shí)稍加點(diǎn)醋可減少一些維生素C的損失。答案:(1)壞血?。?)是氧化還原反應(yīng),I2為
40、氧化劑。(3)忌多次洗或用力搓洗,以急火快炒青菜為佳。課標(biāo)點(diǎn)擊: 新課標(biāo)要求同學(xué)們知識(shí)、技能、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面全面發(fā)展。這個(gè)要求本題中得到了很好的體現(xiàn):一方面聯(lián)系生物、化學(xué)知識(shí),對(duì)同學(xué)們的綜合能力有較高要求;另一方面聯(lián)系同學(xué)們常見(jiàn)的、關(guān)心的,但平時(shí)大部分同學(xué)又不會(huì)處理的問(wèn)題,不能不說(shuō)在做完題目后,還會(huì)有一種“原來(lái)如此”的愉悅的心情,對(duì)提高化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣也是很有幫助的。拓展 變式9希爾(HillR)將分離出的葉綠體加到草酸高鐵鉀鹽溶液中,經(jīng)過(guò)光照以后放出O2,同時(shí)草酸高鐵被還原成草酸低鐵:4Fe3+2H2O4Fe2+4H+O2。試回答下列問(wèn)題:(1)希爾反應(yīng) (“是”或“不是”)光
41、反應(yīng)。(2)希爾實(shí)驗(yàn)中每生成1molO2,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為 。(3)希爾實(shí)驗(yàn)主要意義是 。9研析:葉綠體在光下分解水并放出氧氣的反應(yīng)被稱為希爾反應(yīng)。此過(guò)程中,在放氧的同時(shí),氫也傳遞給一定的受體,并在葉綠體的基質(zhì)中用于還原三碳化合物(磷酸甘油酸),這是暗反應(yīng)的一部分。此過(guò)程雖然利用了光能,但沒(méi)有進(jìn)行光合磷酸化反應(yīng),無(wú)ATP的生成。所以希爾反應(yīng)不能說(shuō)是光反應(yīng)。它主要證明了光合作用中氧氣的來(lái)源是水分子的分解。答案:(1)不是 (2)2.408×1024個(gè) (3)證明光合作用中O2的來(lái)源是水分子的分解。 創(chuàng)新思維探究題型一、開(kāi)放探究題 典例7:針對(duì)以下AD四個(gè)涉及H2O2的反應(yīng)(未配平),填寫(xiě)
42、空白:ANa2O2HClH2O2NaCl BAg2OH2O2AgO2H2OCH2O2H2OO2 DH2O2Cr2(SO4)3KOHK2CrO4K2SO4H2O(1)H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是(填代號(hào))。(2)H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是(填代號(hào)) 。(3)H2O2體現(xiàn)弱酸性的反應(yīng)是(填代號(hào)) ,其理由為。研析:在A、B、C、D四個(gè)反應(yīng)中,A反應(yīng)中無(wú)元素化合價(jià)的改變,是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng),類似于強(qiáng)酸制取弱酸,體現(xiàn)了H2O2的弱酸性,B、C、D三個(gè)反應(yīng)中均有元素化合價(jià)改變,是氧化還原反應(yīng),B中H2O2中氧元素化合價(jià)升高體現(xiàn)了還原性,C中H2O2的氧元素化合價(jià)既升高了又降低了,因此既體現(xiàn)了
43、氧化性又體現(xiàn)了還原性,而D中H2O2中氧元素的化合價(jià)發(fā)生了降低,體現(xiàn)了氧化性。答案:(1)D(2)C(3)A可以看作是強(qiáng)酸制弱酸總結(jié)提升:本題以過(guò)氧化氫為素材,考查了考生有關(guān)氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)以及思維的嚴(yán)密性,同時(shí)考查對(duì)具體問(wèn)題的分析判斷能力。解題關(guān)鍵是分析清楚反應(yīng)前后的價(jià)態(tài)變化情況且熟練掌握氧化還原反應(yīng)中的基本概念。解題易發(fā)生的錯(cuò)誤是沒(méi)有明確認(rèn)識(shí)“強(qiáng)酸制取弱酸”的原理而對(duì)反應(yīng)A分析失誤。拓展 變式10 KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反應(yīng)會(huì)生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其變化可用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為:2KClO34HCl(濃)2KCl2ClO2Cl22H2O(1)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示
44、出來(lái)的性質(zhì)是A只有還原性 B還原性和酸性C只有氧化性 D氧化性和酸性(2)產(chǎn)生01 mol Cl2,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為mol。(3)ClO2具有很強(qiáng)的氧化性因此,常被用作消毒劑,其消毒效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)是Cl2的倍。10研析:此題考查了氯及其化合物的相互轉(zhuǎn)化和性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)方程式的配平、氧化性還原性分析、電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計(jì)算等知識(shí);此題情境新穎、思考量大、有效地考查了學(xué)生分析問(wèn)題的能力。(1)由配平的方程式可知,參加反應(yīng)的濃鹽酸有一半被氧化,另一半起了酸性作用。(2)Cl2來(lái)自于鹽酸,產(chǎn)生1 mol Cl2轉(zhuǎn)移2 mol電子,故產(chǎn)生0.1 mol Cl2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)
45、的量為0.2 mol。(3)消毒后,氯元素的價(jià)態(tài)變?yōu)?價(jià),每摩爾ClO2可得電子5 mol,單位質(zhì)量得電子為5mol/67.5g,每摩爾Cl2可得電子2 mol,單位質(zhì)量得電子2mol/71g,二者比值為5/67.52/712.63。答案:(1)B(2)0.2(3)2.6311在一定條件下,NO跟NH3可以發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O?,F(xiàn)有NO和NH3的混合物1mol,充分反應(yīng)后所得產(chǎn)物中,若經(jīng)還原得到的N2比經(jīng)氧化得到N2多1.4g。(1)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(2)以上反應(yīng)進(jìn)行完全,試計(jì)算原反應(yīng)混合物中NO與NH3的物質(zhì)的量可能各是多少。11研析:本題主要目的是考查學(xué)
46、生根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的能力,同時(shí)考查學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目的理解。本題的起點(diǎn)極低,已知反應(yīng)物是NO和NH3,生成物是N2和H2O,要求學(xué)生寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目這一知識(shí)點(diǎn),是高中化學(xué)的重點(diǎn)。第問(wèn)不難回答。解答第問(wèn)的核心是“差量法”。由化學(xué)方程式6NO4NH35N26H2O可得6mol NO 還原得到3mol N2,4mol NH3氧化得到2mol N2,兩者相差1molN2?,F(xiàn)相差1.4g,1.4g÷28gmol10.05mol,相當(dāng)于0.3molNO和0.2molNH3反應(yīng)。依題意NO和NH3的總物質(zhì)的量為1mol,其中必有一種為
47、過(guò)量。若NO過(guò)量,則NO的物質(zhì)的量為0.5mol與0.3mol之和即0.8mol,而NH3的物質(zhì)的量為0.2mol;如果NH3過(guò)量,則結(jié)論是NO0.3mol,NH3是(0.2mol0.7mol)即0.7mol。答案:(1)(2)有兩種情況: NH3過(guò)量時(shí):n(NO)0.3mol n(NH3)0.7mol NO過(guò)量時(shí):n(NO)0.8mol n(NH3)0.2mol題型三、課標(biāo)思維題 典例8:在一個(gè)密閉容器內(nèi)有X,Y,Z,Q四種物質(zhì),在一定條件下充分反應(yīng),測(cè)定反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下:物質(zhì)XYZQ反應(yīng)前質(zhì)量/g0902020反應(yīng)后質(zhì)量/g10701211則該密閉容器中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的類型可能為
48、:A化合反應(yīng) B分解反應(yīng) C氧化還原反應(yīng) D置換反應(yīng)研析:本題考查氧化還原反應(yīng)及其與其它反應(yīng)類型的關(guān)系。分析反應(yīng)前后各物質(zhì)質(zhì)量的變化,發(fā)現(xiàn)X在反應(yīng)前后增加107g,說(shuō)明X是生成物,而Y、Z、Q三種物質(zhì)在反應(yīng)后質(zhì)量都減少,分別減少90g、8g和9g,三種物質(zhì)減少的總質(zhì)量恰好等于生成的X的總質(zhì)量。由此得出該反應(yīng)是由三種物質(zhì)生成了一種物質(zhì),屬于化合反應(yīng),A是正確的;考慮到化合反應(yīng)有可能屬于氧化還原反應(yīng)也有可能屬于非氧化還原反應(yīng),C也是正確的。D顯然是錯(cuò)誤的。答案:A、C考向指南:本題適應(yīng)現(xiàn)在高考的要求,雖然不要求判斷出該反應(yīng)具體是什么反應(yīng),但取材于真實(shí)的反應(yīng):4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH
49、)3??紤]到部分優(yōu)秀生可能直接想到這個(gè)反應(yīng),本題回避了非氧化還原反應(yīng)的選項(xiàng),保證了其科學(xué)性,同時(shí)也保證了這部分學(xué)生能用更短的時(shí)間、更準(zhǔn)確的答題,體現(xiàn)了高考“選拔”的功能。拓展 變式12某化學(xué)小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)除膠頭滴管外,你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)必不可缺少的一種玻璃儀器是 。(2)請(qǐng)幫他們完成以下實(shí)驗(yàn)報(bào)告:實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?。試劑:鐵粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、鋅片、銅片。實(shí)驗(yàn)記錄(劃斜線部分不必填寫(xiě)):序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論在FeCl2溶液中滴入適量氯水溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色Fe2+具有還原性在FeCl2溶液中加入鋅片ZnFe
50、2+Zn2+Fe在FeCl3溶液中加入足量鐵粉Fe2Fe3+3 Fe2+Fe3+具有氧化性Fe3+具有氧化性實(shí)驗(yàn)結(jié)論:Fe只有還原性,F(xiàn)e3+只有氧化性,F(xiàn)e2+既有氧化性,又有還原性。(3)根據(jù)以上結(jié)論判斷,下列物質(zhì)中既有氧化性,又有還原性的有: 。(填序號(hào))ACl2 BNa CNa+ DCl ESO2 FNO2(4)亞鐵鹽在溶液中易被氧化,而實(shí)驗(yàn)室中需要純凈的亞鐵鹽溶液。那么保存亞鐵鹽溶液時(shí)應(yīng)該如何防止亞鐵鹽氧化?12答案:(1)試管 (2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄胯F及其化合物的氧化性和還原性。Cl22Fe2+2 Cl2Fe3+ Fe2+有氧化性 鐵粉逐漸溶解,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色 在FeCl3溶
51、液中加入銅片。(3)A E F (4)在亞鐵鹽溶液中加入少量鐵單質(zhì)。 高考思維探究 考題1(2005春-13)相等物質(zhì)的量的KClO3分別發(fā)生下述反應(yīng): 有MnO2催化劑存在時(shí),受熱分解得到氧氣; 若不使用催化劑,加熱至470左右,得到KClO4(高氯酸鉀)和KCl。下列關(guān)于和的說(shuō)法不正確的是A都屬于氧化還原反應(yīng) B發(fā)生還原反應(yīng)的元素相同C發(fā)生氧化反應(yīng)的元素不同 D生成KCl的物質(zhì)的量相同研析: 反應(yīng)和中均有化合價(jià)的變化,都屬于氧化還原反應(yīng),A正確;中的Cl元素由+5價(jià)降低到1價(jià),中的部分Cl元素也由+5價(jià)降低到1價(jià),發(fā)生還原反應(yīng)的元素都是Cl元素,B正確;中的氧元素由2價(jià)升高到0價(jià),中部分C
52、l元素由+5價(jià)升高到+7價(jià),發(fā)生氧化反應(yīng)的分別是氧元素和氯元素,C正確;根據(jù)氯元素守恒,中KClO3中的氯元素全部轉(zhuǎn)移到KCl中,而中只有部分KClO3 生成了KCl,顯然,中得到的KCl較多,D錯(cuò)誤。答案:D啟發(fā)引申: 本題考查氧化還原反應(yīng)中的基本概念及對(duì)質(zhì)量守恒定律的理解,總體上難度不大。氧化還原反應(yīng)中概念較多,同學(xué)們必須將它們分辨清楚,掌握好概念的內(nèi)涵和外延以及它們它們之間的相互關(guān)系。 考題2(2005上海-17)某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol鐵粉,待Fe3+完全還原后,溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)反應(yīng)前后體積不變)A0.4 mol / L B0.6 mol / L C0.8 mol / L D1.0 mol / L研析: 加入鐵粉后發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3+Fe3Fe2+。顯然,鐵粉是過(guò)量的,應(yīng)該按Fe3+的物質(zhì)的量計(jì)算。不難看出,0.2 mol
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