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第三講氧化還原反應(yīng)及應(yīng)用課標(biāo)視窗1.理解基本概念:氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)及本質(zhì)、特征,氧化劑和還原劑,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物,氧化性和還原性,被氧化和被還原,并了解四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。1.理解基本概念:氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)及本質(zhì)、特征,氧化劑和還原劑,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物,氧化性和還原性,被氧化和被還原,并了解四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。2.了解常見的氧化還原反應(yīng),重要的氧化劑和還原劑3.掌握氧化還原反應(yīng)的分析方法以及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。4.掌握氧化性和還原性強(qiáng)弱的判斷。5.能運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的基本守恒規(guī)律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。6.掌握氧化還原反應(yīng)的基本配平方法。7.利用氧化還原反應(yīng)的知識(shí)解釋在實(shí)際生活、生產(chǎn)、科技中的有關(guān)問題??键c(diǎn)透析1.考查氧化還原反應(yīng)的概念。氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的判斷。2.物質(zhì)氧化性還原性的強(qiáng)弱比較和反應(yīng)方向的判斷。3.掌握氧化還原反應(yīng)的分析方法判斷反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,并能配平反應(yīng)方程式。4.根據(jù)質(zhì)量守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。自主學(xué)習(xí)方案熱身感受1.在過氧化氫中加入乙醚后,再滴入數(shù)滴K2Cr2O7的H2SO4溶液,輕輕振蕩后靜置,可見乙醚層呈現(xiàn)藍(lán)色,這是由于反應(yīng)生成的CrO5溶于乙醚的緣故。已知CrO5的結(jié)構(gòu)式如下:(1)表示這個(gè)反應(yīng)的離子方程式是________________________。(2)在CrO5中氧元素的化合價(jià)為_________________________。(3)這個(gè)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)?簡(jiǎn)述其理由。[解析]在Cr5中Cr為+6價(jià),與K2Cr2O7中的Cr的化合價(jià)相同。在復(fù)習(xí)基本概念時(shí)不能只是死記硬背,要注意理解,要注意對(duì)概念的內(nèi)涵和外延要把握準(zhǔn)確,一般說來,學(xué)習(xí)中概念的內(nèi)涵易把握,但概念的外延不易被大家重視。[答案](1)Cr2O72-+4H2O+2H+=2CrO5+5H2O(2)在CrO5中1個(gè)O為—2價(jià),4個(gè)O為—1價(jià)(3)非氧化還原反應(yīng),在此反應(yīng)中Cr、O、H元素化合價(jià)均未發(fā)生變化。2.(2008深圳一模)下列離子方程式中,表達(dá)正確的是A.向NaHS溶液中通入適量氯氣:HS―+Cl2=S↓+H++2Cl―B.向Fe(OH)3懸濁液中加入氫碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OC.將10mL0.1mol?L-lHCl溶液與20mL0.05mol?L-lNa3PO4溶液混合3H++2PO43―=H2PO4―+HPO42―D.向Mg(HCO3)2溶液中加入過量NaOH溶液Mg2++2HCO3―+2OH―=MgCO3↓+CO32―+2H2O[解析]A中發(fā)生氧化還原反應(yīng),正確,B中Fe3+被碘離子還原,C中等物質(zhì)的量反應(yīng)生成HPO42―,D中氫氧化鈉過量時(shí),生成氫氧化鎂。[答案]A知識(shí)梳理氧化還原反應(yīng)的有關(guān)基本概念1.在氧化還原反應(yīng)中,有五對(duì)既相對(duì)應(yīng)又相聯(lián)系的概念。它們的名稱和相互關(guān)系是:氧化劑氧化性被還原還原反應(yīng)還原產(chǎn)物得化合價(jià)電子降低反應(yīng)物表現(xiàn)性質(zhì)變化過程發(fā)生過程所得產(chǎn)物失化合價(jià)電子升高還原劑還原性被氧化氧化反應(yīng)氧化產(chǎn)物得電子,化合價(jià)降低,被還原(發(fā)生還原反應(yīng))氧化劑(氧化性)+還原劑(還原性)══還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物失電子,化合價(jià)升高,被氧化(發(fā)生氧化反應(yīng))2.概念剖析在反應(yīng)過程中有元素化合價(jià)變化的化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中,反應(yīng)物所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng);反應(yīng)物所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)對(duì)立統(tǒng)一于一個(gè)氧化還原反應(yīng)之中。元素化合價(jià)的變化是氧化還原反應(yīng)的外顯特征,電子轉(zhuǎn)移是氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。氧化劑:得到電子(所含某元素化合價(jià)降低)的反應(yīng)物。還原劑:失去電子(所含某元素化合價(jià)升高)的反應(yīng)物。氧化反應(yīng):失去電子(或元素化合價(jià)升高)的反應(yīng)。還原反應(yīng):得到電子(或元素化合價(jià)降低)的反應(yīng)。氧化性:物質(zhì)得到電子的能力或性質(zhì)。還原性:物質(zhì)失去電子的能力或性質(zhì)。氧化產(chǎn)物:氧化產(chǎn)物是發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)的生成物。還原產(chǎn)物:還原產(chǎn)物是發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)的生成物。說明:=1\*GB3①氧化劑和還原劑均是指反應(yīng)物;=2\*GB3②氧化劑具有氧化性,氧化劑本身被還原,即發(fā)生還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物;還原劑具有還原性,還原劑本身被氧化,即發(fā)生氧化反應(yīng),轉(zhuǎn)化為氧化產(chǎn)物。3.氧化還原反應(yīng)與四種基本類型反應(yīng)之間的關(guān)系化合反應(yīng):一般是有單質(zhì)參加的是氧化還原反應(yīng)。分解反應(yīng):一般是有單質(zhì)生成的是氧化還原反應(yīng)。置換反應(yīng):全部是氧化還原反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng):都是非氧化還原反應(yīng)。(如右圖)氧化還原反應(yīng)的分析方法1.電子得失法即雙線橋法在化學(xué)方程式中表示原子或離子得失電子的結(jié)果,在線上標(biāo)出得失電子的數(shù)目。一般失電子的一方寫在上面,得電子的一方寫在下面,一定要寫出得失電子總數(shù)。箭頭由反應(yīng)物指向生成物,即氧化劑指向還原產(chǎn)物,還原劑指向氧化產(chǎn)物。 失3失3×2e-(化合價(jià)升高被氧化)得2×3e-(化合價(jià)降低被還原)如:3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2.電子轉(zhuǎn)移法即單線橋法6e-6e-如:3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O箭頭由反應(yīng)物指向反應(yīng)物,即箭頭由還原劑中失電子的元素指向氧化劑中得電子的元素。氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.常規(guī)配平:其關(guān)鍵是確定每分子還原劑(或氧化劑)化合價(jià)升高(或降低)總數(shù),這就必須弄清還原劑(或氧化劑)分子中有幾種元素變價(jià),每一種元素有幾個(gè)變價(jià)原子。配平的原則:化合價(jià)升降總數(shù)相等。下面以硫與濃硝酸反應(yīng)為例,說明配平的一般步驟:(1)標(biāo)變價(jià):標(biāo)出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物中價(jià)變?cè)氐幕蟽r(jià)?!ǎ玻┣罂倲?shù):求得失電子數(shù)的最小公倍數(shù),以確定氧劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物4種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。(3)配化學(xué)計(jì)量數(shù):觀察配平兩邊其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),并進(jìn)行檢查。S+6HNO3=H2SO4+6NO2↑+2H2O2.缺項(xiàng)配平:一般先確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù),再通過比較反應(yīng)物與生成物,確定缺項(xiàng)(一般為H2O、H+或OH-),最后觀察配平。氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算氧化還原反應(yīng)比較典型的計(jì)算有:求氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比或質(zhì)量比,計(jì)算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量,確定反應(yīng)前后某一元素的價(jià)態(tài)變化等。計(jì)算的關(guān)鍵是依據(jù)氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù),列出守恒關(guān)系式求解。從試題的變化趨勢(shì)來看,有一類題目已知參加反應(yīng)的氧化劑與還原劑的質(zhì)量比,計(jì)算確定產(chǎn)物。計(jì)算公式如下:氧化劑物質(zhì)的量變價(jià)元素的個(gè)數(shù)化合價(jià)的變化值=還原劑物質(zhì)的量變價(jià)元素的個(gè)數(shù)化合價(jià)的變化值。對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算,一般采用守恒法解,即依據(jù)氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等,列出守恒關(guān)系式求解。合作探究點(diǎn)撥好題典例1.(2008深圳一模)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,某同學(xué)向100mLH2S飽和溶液中通入SO2,所得溶液pH變化如圖所示。下列分析中,正確的是A.a(chǎn)b段反應(yīng)是:SO2+2H2S=3S↓+2H2OB.亞硫酸是比氫硫酸更弱的酸C.原H2S溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05mol?L-1D.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液導(dǎo)電性最強(qiáng)[解析]ab段反應(yīng)是:SO2+2H2S=3S↓+2H2O硫化氫被消耗,溶液酸性減弱,亞硫酸酸性比氫硫酸強(qiáng),b點(diǎn)后隨著二氧化硫通入,溶液酸性增強(qiáng),pH減小,H2S溶液的物質(zhì)的量濃度為0.025mol?L-1,b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液導(dǎo)電性最弱(硫化氫剛好消耗完)。[答案]A2.已知:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+?,F(xiàn)有含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的稀溶液,若向其中逐漸加入鐵粉,且Fe與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物僅為NO。,溶液中Fe2+濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間關(guān)系如下圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為()A.1︰1︰1B.1︰3︰1C.3︰3︰8D.1︰1︰4[解析]Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,消耗1molFe,開始出現(xiàn)Fe2+,則硝酸有4摩爾,F(xiàn)e+2Fe3+=3Fe2+增加1摩爾Fe,產(chǎn)生3摩爾Fe2+,F(xiàn)e3+有2摩爾,原Fe3+有1摩爾Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu,增加1摩爾Fe,產(chǎn)生1摩爾Fe2+,Cu(NO3)2有1摩爾。c(Fe(NO3)3):c(Cu(NO3)2):c(HNO3)=n(Fe(NO3)3):n(Cu(NO3)2):n(HNO3)=1︰1︰4[答案]D3.下列各組離子因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是()A、OH-、Na+、SO32-、S2-B、Fe3+、H+、NO3-、Cl-C、H+、K+、SO32-、S2-D、Cu2+、Na+、S2-、SO42-[解析]A、B能大量共存,SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O,D發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)不能共存:Cu2++S2-=CuS↓。[答案]C4.已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是()A.3Cl2+6FeI2==2FeCl3+4FeI3B.Cl2+FeI2==FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl==2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I—==2Fe2++I2[解析]此題可結(jié)合題給信息:氧化性強(qiáng)弱順序Co2O3>Cl2>FeCl3>I2,可推知還原性強(qiáng)弱順序:I—>Fe2+>Cl—>Co2+,然后根據(jù)氧化劑先氧化強(qiáng)還原劑的規(guī)律,知A選項(xiàng)中Cl2應(yīng)該先氧化I—后氧化Fe2+,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。[答案]A規(guī)律點(diǎn)擊氧化還原反應(yīng)的規(guī)律(1)守恒規(guī)律氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等,常用于有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算及配平氧化還原反應(yīng)方程式。(2)岐化規(guī)律同一種物質(zhì)分子內(nèi)同一種元素同一價(jià)態(tài)的原子(或離子)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng)叫歧化反應(yīng)。岐化反應(yīng)化合價(jià)的特點(diǎn)是:某元素的中間價(jià)態(tài)在適宜條件下同時(shí)向較高和較低的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化。歧化反應(yīng)是自身氧化還原反應(yīng)的一種,常用于判斷某種元素的化合價(jià)高低以及有關(guān)氧化還原反應(yīng)方程式的計(jì)算。(3)歸中規(guī)律同種元素由不同價(jià)態(tài)(高價(jià)態(tài)和低價(jià)態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g價(jià)態(tài)的氧化還原反應(yīng),稱之為歸中反應(yīng),也稱“反歧化反應(yīng)”。常用于方程式的書寫,當(dāng)有中間價(jià)態(tài)時(shí),才可能發(fā)生,否則不反應(yīng),如SO2與濃H2SO4不反應(yīng),可用濃H2SO4干燥.同種元素的負(fù)價(jià)化合物與正價(jià)化合物反應(yīng)后往往生成單質(zhì),再如:SO2+2H2S=3S+2H2O。(4)不交叉規(guī)律得5e-失5e得5e-失5e-失6e-得6e-KClO3+6HCl=KCl+3C12↑+3H2O(錯(cuò)誤)KClO3+6HCl=KCl+3C12↑+3H2O(正確)(5)強(qiáng)弱規(guī)律氧化還原反應(yīng)若能進(jìn)行,一般為較強(qiáng)氧化性的氧化劑跟較強(qiáng)還原性的還原劑反應(yīng),生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物。根據(jù)這個(gè)規(guī)律,用于在適宜條件下,用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化必較弱的物質(zhì)或用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì),亦可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強(qiáng)弱,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,還原性:還原劑>還原產(chǎn)物,還可以利用該規(guī)律判斷反應(yīng)能否發(fā)生。氧化性和還原性強(qiáng)弱的判斷方法(1)根據(jù)金屬活動(dòng)順序進(jìn)行判斷[說明]一般來說,越活潑的金屬,失電子氧化成金屬陽(yáng)離子越容易,其陽(yáng)離子得電子還原成金屬單質(zhì)越難,氧化性越弱;反之,越不活潑的金屬,失電子氧化成金屬陽(yáng)離子越難,其陽(yáng)離子得電子還原成金屬單質(zhì)越容易,氧化性越強(qiáng)。如Cu2++2e→Cu遠(yuǎn)比Na++e→Na容易,即氧化性Cu2+>Na+,還原性Na>Cu(2)根據(jù)非金屬活動(dòng)順序進(jìn)行判斷(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的發(fā)生規(guī)律判斷氧化還原反應(yīng)發(fā)生規(guī)律可用如下式子表示:化合價(jià)升高、失電子、變成化合價(jià)升高、失電子、變成化合價(jià)降低、得電子、變成氧化劑+還原劑還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物例:已知①2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl②2FeCl2+C12=2FeCl3由①知,氧化性Fe3+>I2,由②知,氧化性C12>Fe3+,綜合①②結(jié)論,可知氧化性Cl2>Fe3+(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)條件的不同進(jìn)行判斷如:Mn02十4HCl(濃)MnCl2+C12↑+2H202KMn04十16HCl(濃)=2MnCl2+5C12↑+8H2O后者比前者容易(不需要加熱),可判斷氧化性KMn04>Mn02(5)根據(jù)被氧化或被還原的程度的不同進(jìn)行判斷Cu十C12==CuCl22Cu+S==Cu2C12可把Cu氧化到Cu(+2價(jià)),而S只能把Cu氧化到Cu(+1價(jià)),這說明氧化性Cl2>S(6)根據(jù)元素周期表判斷①對(duì)同一周期金屬而言,從左到右其金屬活潑性依次減弱。如Na、Mg、A1金屬性依次減弱,其還原性也依次減弱。②對(duì)同主族的金屬和非金屬可按上述方法分析。(7)根據(jù)元素最高價(jià)氧化物的水化物酸堿性強(qiáng)弱比較例如:酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3,可判斷氧化性:Cl>S>P>C。(8)根據(jù)原電池、電解池的電極反應(yīng)比較判斷①兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極。負(fù)極金屬是電子流出的極,正極金屬是電子流入的極。其還原性:負(fù)極>正極。②用惰性電極電解混合溶液時(shí),在陰極先放電的陽(yáng)離子的氧化性較強(qiáng),在陽(yáng)極先放電的陰離子的還原性較強(qiáng)。(9)根據(jù)物質(zhì)的濃度大小比較判斷具有氧化性(或還原性)的物質(zhì)的濃度越大,其還氧化性(或還原性)越強(qiáng),反之,其氧化性(或還原性)越弱。如:氧化性:HNO3(濃)>HNO3(稀)(10)根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng)來判斷反應(yīng)中得到相同的電子數(shù)所放出能量大的則該元素的氧化性能力強(qiáng),失去相同電子需能量少的則該元素的還原能力強(qiáng)。感悟反饋1.(08江門調(diào)研)2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)德國(guó)科學(xué)家格哈德·埃特爾對(duì)有關(guān)一氧化碳在金屬鉑表面的氧化過程的研究,催生了汽車尾氣凈化裝置。凈化裝置中的催化轉(zhuǎn)化器,可將CO、NO、NO2和碳?xì)浠衔锏绒D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì),有效降低尾氣對(duì)環(huán)境的危害。下列有關(guān)說法不正確的是A.催化轉(zhuǎn)化器中的鉑催化劑可加快CO氧化 B.鉑表面做成蜂窩狀更有利于提高催化效果。C.在鉑催化下,NO、NO2可被CO還原成N2D.碳?xì)浠衔镌阢K催化下,被CO直接氧化成CO2和H2O[解析]催化劑加快反應(yīng)速率,表面積大反應(yīng)速率快,NO、NO2可被CO還原成N2,碳?xì)浠衔顲O直接氧化不能生成CO2。[答案]D2.由相同條件下的三個(gè)反應(yīng):2A—+B2=2B—+A22C—+A2=2A—+C22B—+D2=2D—+B2可以判斷正確的是:A.氧化性:A2﹥B2﹥C2﹥D2B.還原性:A—﹥B—﹥C—﹥D—C.2A—+D2=2D—+A2反應(yīng)可以發(fā)生D.2C—+B2=2B—+C2反應(yīng)不能發(fā)生[解析]根據(jù)強(qiáng)弱規(guī)律可以判斷氧化性D2﹥B2﹥A2﹥C2還原性C—﹥A—﹥B—﹥D—選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,反應(yīng)2A—+D2=2D—+A22C—+B2=2B—+C2都可以發(fā)生選項(xiàng)D錯(cuò)誤[答案]C3.下列敘述正確的是()A.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)失去電子越多的金屬原子,還原能力越強(qiáng)B.金屬陽(yáng)離子被還原后,一定得到該元素的單質(zhì)C.核外電子總數(shù)相同的原子,一定是同種元素的原子D.能與酸反應(yīng)的氧化物,一定是堿性氧化物[解析]還原能力取決于失電子的難易,與失電子的多少無關(guān).A錯(cuò),F(xiàn)e3+通常被還原為Fe2+,B錯(cuò);核電荷數(shù)相同的原子,其核電荷數(shù)必定相同,也就是同種元素的原子,C正確;Al2O3能與酸反應(yīng),它是兩性氧化物,D錯(cuò)。[答案]C。4.從礦物學(xué)資料查得,一定條件下自然界中存在如下反應(yīng):14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,下列說法正確的是()A.Cu2S既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物B.5molFeS2發(fā)生反應(yīng),有10mol電子轉(zhuǎn)移C.產(chǎn)物中的SO42-離子有一部分是氧化產(chǎn)物D.FeS2只作還原劑[解析]分析題給反應(yīng)中與氧化還原有關(guān)的部分是:14CuSO4→7Cu2S,14個(gè)Cu由+2→+1,得14e-,5FeS2→7Cu2S,7個(gè)S由-l→-2,得7e一;5FeS2→3SO42-,3個(gè)S由-l→+6,失21e一;所以Cu2S只是還原產(chǎn)物,5molFeS2反應(yīng)時(shí)有21mole一轉(zhuǎn)移,F(xiàn)eS2即是氧化劑又是還原劑。[答案]為C。5.G、Q、X、Y、Z均為氯的含氧化合物,我們不了解它們的分子式(或化學(xué)式),但知道它們?cè)谝欢l件下具有如下的轉(zhuǎn)換關(guān)系(未配平):(1)GQ+NaCl(2)Q+H2OX+H2(3)Y+NaOHG+Q+H2O(4)Z+NaOHQ+X+H2O這五種化合物中氯的化合價(jià)由低到高的順序?yàn)?。[解析]由(1)知,氯元素化合價(jià)Q>G,由(2)知,氯元素化合價(jià)X>Q,結(jié)合(3)知,氯元素化合價(jià)Q>Y>G,結(jié)合(4)知,氯元素化合價(jià)X>Z>Q,綜上所述,氯元素化合價(jià)G<Y<Q<Z<X。[答案]G<Y<Q<Z<X優(yōu)化測(cè)評(píng)突破基礎(chǔ)過關(guān)(易錯(cuò)題盲點(diǎn)誤區(qū)跨越)你能跨越這些障礙嗎?跌倒不可怕,可怕的是不知道怎么跌倒,下次繼續(xù)跌倒在這里!1.(07廣東高考)科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池,利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣,氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為:AH2+2OH-=2H2O+2e-BO2+4H++4e-=2H2OCH2=2H++2e-DO2+2H2O+4e-=4OH-[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選A,溶液是酸性的,不可能有氫氧根離子失去電子,B為正極反應(yīng),雖然正確,但不符合題意,D錯(cuò)誤(溶液顯酸性,氫氧根離子要與氫離子反應(yīng)生成水)。[答案]C2.下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)說法中正確的是()A、被氧化的物質(zhì)是氧化劑B、置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)C、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程發(fā)生氧化還原反應(yīng)D、元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)時(shí),該元素一定被還原[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選B、D。對(duì)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電實(shí)質(zhì)不理解以及對(duì)元素化合態(tài)形式存在時(shí)的化合價(jià)的理解不夠全面。1)氧化還原反應(yīng)過程中,氧化劑得到電子被還原,而還原劑失去電子被氧化;2)置換反應(yīng)不僅有單質(zhì)參加,而且有新單質(zhì)生成,反應(yīng)過程中一定有電子轉(zhuǎn)移,因此一定是氧化還原反應(yīng);3)電解質(zhì)導(dǎo)電過程,實(shí)質(zhì)就是電解的過程,而電解反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng);4)陽(yáng)離子得到電子生成單質(zhì)時(shí),發(fā)生還原反應(yīng)(被還原);而陰離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì),因失去電子而被氧化。[答案]B、C3.下列四類反應(yīng):①置換反應(yīng),②復(fù)分解反應(yīng),③沒有單質(zhì)參加的化合反應(yīng),④沒有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)。其中一定不是氧化還原反應(yīng)的是()A、只有②B、只有②③C、②③④D、①②③④[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選C,對(duì)四種基本反應(yīng)類型和氧化還原反應(yīng)關(guān)系的理解不夠深入,本題只有A選項(xiàng)正確。根據(jù)置換反應(yīng)的概念和實(shí)質(zhì)可以推知它一定是氧化還原反應(yīng)。對(duì)于化合反應(yīng)和分解反應(yīng),只要有單質(zhì)參加或生成,則一定是氧化還原反應(yīng);而沒有單質(zhì)參加或生成的化合反應(yīng)和分解反應(yīng),則有些是氧化還原反應(yīng),有些不是氧化還原反應(yīng)。例如,這樣的兩個(gè)反應(yīng):Na2O2+SO2=Na2SO4、NH4NO3=N2O+2H2O,雖然沒有單質(zhì)參加或生成,但它們?nèi)匀粚儆谘趸€原反應(yīng)。[答案]A4.X、Y、Z為三種單質(zhì)。已知:Y能將Z從其化合物的水溶液中置換出來,而Z又能將X從其化合物中置換出來。由此可以推斷下列說法中可能正確的是()①單質(zhì)的氧化性:Y>Z>X;②單質(zhì)的還原性:Y>Z>X;③對(duì)應(yīng)離子的氧化性:X>Z>Y;④對(duì)應(yīng)離子的還原性:X>Z>YA、只有①B、只有②③C、只有①④D、①②③④[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選B或C,思維不夠慎密、全面,只把X、Y、Z當(dāng)作金屬或非金屬一種情況考慮。由于置換反應(yīng)既可有金屬間的置換、又可在非金屬之間置換,因此X、Y、Z既可以是金屬、也可以是非金屬。對(duì)于這兩種情況,說法①②都可以是正確的;它們對(duì)應(yīng)的離子,如果這些元素金屬性(非金屬)性越強(qiáng),則對(duì)應(yīng)的離子的氧化性(還原性)也越弱,因此③④的說法也可以是正確的。[答案]D5.鐵屑溶于過量的鹽酸后,再加入下列物質(zhì),會(huì)有三價(jià)鐵生成的是()A、硫酸B、氯水C、硝酸鋅D、氯化鈣[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選B。Cl2有強(qiáng)氧化性,會(huì)把鐵與鹽酸反應(yīng)生成的Fe2+氧化為Fe3+。忽略酸性條件下NO3—具有強(qiáng)氧化性而漏選。對(duì)于B的分析同上。解答本題時(shí)還應(yīng)該注意的是:題干中指明鹽酸過量,因此反應(yīng)后溶液呈酸性。再往溶液中添加硝酸鋅時(shí),由于溶液中存在H+,硝酸根離子將顯強(qiáng)氧化性,可以將亞鐵離子氧化,反應(yīng)為:4H++NO3—+2Fe2+=3Fe3+NO↑+2H2O因此選項(xiàng)C也是正確的。(注意:在考慮離子共存問題時(shí),一定不要忽視下列離子的氧化性(或在酸性條件下具有氧化性):NO3-、ClO-、MnO4-、Fe3+等。)[答案]BC6.化合物A、B、C都只含有兩種元素,且A、B均含X元素。已知一定條件下可發(fā)生反應(yīng):A+B——X+C,X是一種單質(zhì),由此可知X元素()A、一定是金屬元素
B、一定是非金屬元素
C、可能是金屬元素,也可能是非金屬元素
D、無法確定[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選C或D。根據(jù)題意:1)A、B、C都是化合物;2)A、B均含X元素;3)反應(yīng)生成單質(zhì)X,可以推知該反應(yīng)為“歸中型”氧化還原反應(yīng)。即化合物A、B中X元素的化合價(jià)“一高一低”(一個(gè)高于0價(jià)、一個(gè)低于0價(jià)),兩者共同作用生成X單質(zhì)(化合價(jià)為0)。由于金屬元素在化合物中只呈現(xiàn)正價(jià)態(tài),不可能有負(fù)價(jià)態(tài),因此可以肯定X不是金屬元素;只有非金屬元素在化合物中才既可呈正價(jià)態(tài),又可呈負(fù)價(jià)態(tài),并在一定條件下可以發(fā)生歸中反應(yīng)。例如:2H2S+SO2=3S+2H2O,4NH3+6NO==5N2+6H2O,所以X應(yīng)該是非金屬。[答案]B7.在氧化還原反應(yīng)KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中,當(dāng)生成0.5molCl2時(shí),氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為___________A、5:1B、3:1C、1:3D、1:5[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選B。由于反應(yīng)過程中每個(gè)KClO3得到6個(gè)電子被還原為Cl—,而每2個(gè)HCl失去2個(gè)電子被氧化為Cl2。根據(jù)電子得失關(guān)系守恒關(guān)系,可知:氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3:1,選擇B。不明確該反應(yīng)的實(shí)質(zhì),解題過程中違背同種元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)化合價(jià)變化遵循“只靠近不交叉”的原則。由于該反應(yīng)屬于“歸中型”氧化還原反應(yīng),反應(yīng)機(jī)理為:KClO3中Cl得到5個(gè)電子轉(zhuǎn)化為Cl2(被還原),同樣的HCl中的Cl失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為Cl2(被氧化),反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為Cl2,且氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比等于氧化劑得電子數(shù)和還原劑失去電子數(shù)之比,即5:1。[答案]A8.在反應(yīng)11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中,每摩爾CuSO4能氧化P的物質(zhì)的量為()A、1/5molB、2/5molC、3/5molD、11/5mol[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選B。從化學(xué)方程式可看出,當(dāng)15molCuSO4參加氧化還原反應(yīng)時(shí)將生成6molH3PO4,所以1molCuSO4氧化2/5mol的P并生成2/5molH3PO4。沒有注意到H3PO4有一半是P自身氧化還原反應(yīng)(歧化反應(yīng))生成的。本題中的還原劑是P,而氧化劑是P和CuSO4。由于反應(yīng)過程中Cu從+2降為+1,因此反應(yīng)中共得到15mol的電子;而做還原劑的P在反應(yīng)中從0升至+5價(jià),因此1molP得到5mol電子。因此15molCuSO4在反應(yīng)中只能氧化3mol的P,即每摩爾硫酸銅能夠氧化0.2mol的P。[答案]A9.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,往100mL0.2mol/L的FeBr2溶液中通入一定體積的Cl2,充分反應(yīng)后,溶液中有50%的Br-被氧化。則通入的氯氣的體積是()A、0.224LB、0.336LC、0.448LD、0.672L[錯(cuò)點(diǎn)分析]由于2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,根據(jù)題意,有50%的Br-被氧化,即有0.02mol被氧化,因此通入的氯氣的體積為0.224L。[答案]A10.取17.4gMnO2固體粉末與一定體積的濃鹽酸(含溶質(zhì)0.4mol)共熱制取氯氣(假設(shè)HCl揮發(fā)損失不計(jì)),下列敘述中正確的是()A、反應(yīng)過程中MnO2作催化劑B、鹽酸未完全反應(yīng)C、參加反應(yīng)的鹽酸有一半被氧化D、反應(yīng)產(chǎn)生2.24L氯氣(標(biāo)況)[錯(cuò)點(diǎn)分析]錯(cuò)選C、D。根據(jù)該反應(yīng)中量的關(guān)系:MnO2——4HCl可知,該反應(yīng)中MnO2過量,因此HCl完全反應(yīng)。又因該反應(yīng)中只有一半的HCl作還原劑(另一半為起到酸的作用),因此參加反應(yīng)的鹽酸有一半被氧化(0.2mol),得到2.24L的氯氣。但是隨反應(yīng)的進(jìn)行,鹽酸的濃度逐漸減小,對(duì)應(yīng)的還原性逐漸減弱,直至發(fā)生的氧化還原反應(yīng)被停止。因此該反應(yīng)過程中,雖然MnO2過量,鹽酸也不可能完全反應(yīng),同樣的,收集到的氣體也不可能是2.24L。但是不論如何,參與反應(yīng)的鹽酸一定有一半被氧化(對(duì)應(yīng)的量一定少于0.2mol)。(注:許多物質(zhì)的氧化(還原)性會(huì)受濃度變化的影響,并在一些具體的反應(yīng)中表現(xiàn)出來。例如,濃硫酸具有氧化性,在加熱的條件下與銅能夠發(fā)生反應(yīng),隨反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸濃度變小,氧化性逐漸減弱,最終反應(yīng)將停止;若參加反應(yīng)的金屬為Zn等活潑金屬,則當(dāng)濃度降低到一定程度(轉(zhuǎn)化為稀硫酸)時(shí),又會(huì)有H2產(chǎn)生。又如,濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,與銅反應(yīng)生成NO2,隨反應(yīng)進(jìn)行,濃度減小,氧化性將有所減弱。當(dāng)濃度減小到一定程度,反應(yīng)產(chǎn)物變?yōu)镹O。在解此類問題時(shí),必須要打破常規(guī),“動(dòng)態(tài)”地考慮反應(yīng)進(jìn)行問題。這類問題也常在化學(xué)計(jì)算中出現(xiàn)。)[答案]BC。11.某一反應(yīng)體系有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì):O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2已知該反應(yīng)中H2O2只發(fā)生如下過程:H2O2→O2(1)該反應(yīng)中的還原劑是____________。(2)該反應(yīng)中,發(fā)生還原反應(yīng)的過程是__________→__________。(3)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目__________________________________________________________。(4)如反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為______。[解析]本題是在給出了所有反應(yīng)物和生成物、H2O2發(fā)生氧化反應(yīng)的基礎(chǔ)上,所設(shè)計(jì)的一個(gè)題目。通過H2O2→O2,知氧元素化合價(jià)升高,可判斷H2O2是還原劑。再根據(jù)Cr的化合價(jià)降低,可確定還原反應(yīng)的過程是H2CrO4→Cr(OH)3。由此確定反應(yīng)物和生成物,最后根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等,配平方程式、標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(4)中根據(jù)電子守恒可確定氣體體積。[答案](1)H2O2(2)H2CrO4→Cr(OH)3(3)3H2O2+2H2CrO4→2Cr(OH)3+3O2↑+2H2O(4)3.36L能力提升知識(shí)點(diǎn)掃描:氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念及判斷、氧化性和還原性強(qiáng)弱的判斷方法、氧化還原反應(yīng)方程式的配平、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算選擇題1.(07上海高考)某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述正確的是A鉛筆端作陽(yáng)極,發(fā)生還原反應(yīng)B鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)C鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生Da點(diǎn)是負(fù)極,b點(diǎn)是正極[解析]酚酞顯紅色,溶液顯堿性,陽(yáng)酸陰堿,鉛筆為陰極,接電源負(fù)極。[答案]D2.時(shí)鐘反應(yīng)或振蕩反應(yīng)提供了迷人課堂演示實(shí)驗(yàn),也是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。測(cè)定含I-濃度很小的碘化物溶液時(shí),利用振蕩反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)放大,以求出原溶液中碘離子的濃度。主要步驟如是:①在中性溶液中,用溴將試樣中I-氧化成IO3-,將過量的溴除去。②再加入過量的KI,在酸性條件下,使IO3-完全轉(zhuǎn)化成I2。③將②中生成的碘完全萃取后,用肼將其還原成I-,方程式為:N2H4+2I2=4I-+N2+4H+④將生成的I-萃取到水層后用①法處理。⑤將④得到的溶液加入適量的KI溶液,并用硫酸酸化。⑥將⑤反應(yīng)后的溶液以淀粉作指示劑,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,方程式為:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI經(jīng)過上述放大后,則溶液中(設(shè)放大前后溶液體積相等)I-濃度放大為原溶液中I-濃度的:()A.2倍B.4倍C.6倍D.36倍[解析]題目中有兩次加入KI溶液易忽視,加入KI溶液后發(fā)生了:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O分析可以判斷每次加入KI溶液后I-都增加到原來的6倍。[答案]D3.用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁(如右圖),將試管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空氣中,不久鋁箔表面生出“白毛”,紅墨水柱右端上升。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷下列說法錯(cuò)誤的是A實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)B鋁是一種較活潑的金屬,C鋁與氧氣反應(yīng)放出大量的熱量D鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物[解析]鋁置換出汞,滲透到鋁的結(jié)構(gòu)里面,使生成的氧化鋁不具致密性,繼續(xù)與氧氣反應(yīng),生成氧化鋁,同時(shí)放出大量的熱。[答案]D4.目前由乙烯合成乙醛的反應(yīng)過程分三步進(jìn)行:①CH2=CH2+PdCl2+H2O=CH3CHO+2HCl+Pd②Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl③2CuCl+1/2O2+2HCl=2CuCl2+H2O下列敘述中正確的是:()A.CH2=CH2是還原劑B.PdCl2是還原劑,O2是氧化劑C.CuCl2、PdCl2都是催化劑D.CuCl2是還原劑,O2是氧化劑[解析]該題的障礙是有機(jī)化學(xué)中氧化還原反應(yīng)的分析和催化劑的判斷,易錯(cuò)在B選項(xiàng)。漏選也是本題的一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)。[答案]AC5.(2008深圳一模)用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水(含Cl―、Br―、Na+、Mg2+)的裝置如圖所示(a、b為石墨電極)。下列說法中,正確的是A.電池工作時(shí),正極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e—=4OH―C.電解時(shí),電子流動(dòng)路徑是:負(fù)極→外電路→陰極→溶液→陽(yáng)極→正極D.忽略能量損耗,當(dāng)電池中消耗0.02gH2時(shí),b極周圍會(huì)產(chǎn)生0.02gH2[解析]酸性溶液中不能生成氫氧根離子,A錯(cuò),6.(江門08調(diào)研)據(jù)悉,前不久廣州大爆炸系發(fā)令槍火藥搬運(yùn)不當(dāng)所致,發(fā)令槍所用的“火藥”成分是氯酸鉀和紅磷,經(jīng)撞擊發(fā)出響聲,同時(shí)產(chǎn)生白色煙霧。撞擊時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式為:5KClO3+6P=3P2O5+5KCl,則下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.上述反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)B.產(chǎn)生白色煙霧的原因是生成的P2O5白色固體小顆粒(煙)吸水性很強(qiáng),吸收空氣中的水分,生成磷酸小液滴(霧)C.因紅磷和白磷互為同分異構(gòu)體,所以上述火藥中的紅磷可以用白磷代替D.上述反應(yīng)中消耗3molP時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為15mol[解析]很明顯,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),白磷能自燃,不安全。[答案]AC7.(廈門2008專題)根據(jù)下列事實(shí),判斷離子的氧化性順序?yàn)椋ǎ?/p>
①A+B2+=A2++B,②D+2H2O=D(OH)2+H2↑,③以B、E為電極與E的鹽溶液組成原電池,兩個(gè)電極反應(yīng)分別為:E2++2e-=E和B-2e-=B2+
A.E2+>B2+>A2+>D2+B.D2+>E2+>A2+>B2+
C.D2+>B2+>A2+>E2+D.A2+>B2+>D2+>E2+[解析]由①知,氧化性B2+>A2+,由②知氧化性D還原性最強(qiáng),D2+氧化性最弱,由③知,氧化性E2+>B2+,綜上所述,氧化性E2+>B2+>A2+>D2+。[答案]A8.(廈門2008專題)在金屬焊接和切割過程,常能聞到一股魚腥臭味。經(jīng)檢測(cè),那是電弧產(chǎn)生的臭氧的氣味。臭氧具有很強(qiáng)的氧化性,可使?jié)駶?rùn)的KI—淀粉試紙變藍(lán)色,某有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:O3+2KI+H2O2KOH+I(xiàn)2+O2,對(duì)此反應(yīng),下列說法正確的是()A.在此反應(yīng)中O3是氧化劑,O2是還原產(chǎn)物B.反應(yīng)中1molO3參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子為6molC.由此反應(yīng)可知,氧化性強(qiáng)弱關(guān)系為:O3>I2>O2D.被還原的氧原子與被氧化的I-的個(gè)數(shù)比為1:2[解析]O2不是還原產(chǎn)物,1molO3參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子為2mol,不能判斷氧化性I2>O2。[答案]D9.氮化鋁(AlN)具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下,氮化鋁可通過如下反應(yīng)合成:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO,下列敘述正確的是A在氮化鋁的合成反應(yīng)中,N2是還原劑,Al2O3是氧化劑B上述反應(yīng)中每生成2molAlN,N2得到3mol電子C氮化鋁中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)D氮化鋁是氧化產(chǎn)物[解析]本題考查氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念。由氧化劑在反應(yīng)中得電子、還原劑在反應(yīng)中失電子,可知A錯(cuò);由方程式得每生成2molAlN,N2得到6mol電子B錯(cuò),而氮化鋁應(yīng)是還原產(chǎn)物。故本題選C。[答案]C10.向NaBr、NaI和Na2SO3混合溶液中,通入一定量氯氣后,將溶液蒸干并充分灼燒(已知Br2易揮發(fā),I2易升華),得到固體剩余物質(zhì)的組成可能是()A.NaCl、Na2SO4 B.NaCl、NaBr、Na2SO4C.NaCl、Na2SO4、I2 D.NaCl、NaI、Na2SO4[解析]錯(cuò)選A項(xiàng)或A、D項(xiàng)。一是未注意三種陰離子與Cl2反應(yīng)的先后順序;二是未考慮已知Br2、I2的特殊性質(zhì)。解答本題要考慮兩個(gè)問題,一是三種陰離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)?;二是Br2受熱易揮發(fā)、I2具有升華特性。這樣再考慮氯氣的用量不同時(shí)的各種情況,可知[答案]為A、B項(xiàng)。[答案]AB非選擇題11.配平以下氧化還原反應(yīng)方程式:KMnO4+H2C2O4+H2SO4——CO2+K2SO4+MnSO4+H2當(dāng)KMnO4消耗0.05mol時(shí),產(chǎn)生的CO2的體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。+7+3+4+2[解析]這是一題有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平,有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平與無機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式相似,關(guān)鍵是正確標(biāo)定有機(jī)物中碳的化合價(jià)。為了方便地標(biāo)出碳的化合價(jià),在遇到有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示時(shí),一定要把它寫成分子式,關(guān)鍵是化合價(jià)升降相等,再用觀察法配平方程式。+7+3+4+22KMnO4+5H2C2O4+H2SO4——10CO2+K2SO4+2MnSO4+H2↓↑5×22×5規(guī)律總結(jié):配平氧化還原反應(yīng)方程式,判斷氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。依據(jù)原則:氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)=還原劑化合價(jià)升高總數(shù)方法步驟:劃好價(jià)、列變化、求總數(shù)、配系數(shù)。[答案]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+K2SO4+2MnSO4+8H2O12.(1)請(qǐng)將5種物質(zhì):NO、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分別填入下面對(duì)應(yīng)的橫線上,組成一個(gè)未配平的化學(xué)方程式。_________+__________→__________+__________+__________+H2O(2)反應(yīng)物中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)__________,被還原的元素是_________。(3)反應(yīng)中1mol氧化劑_______(填“得到”或“失去”)___________mol電子。(4)請(qǐng)將反應(yīng)物的化學(xué)式及配平后的系數(shù)填入下列相應(yīng)的位置中:__________+__________→[答案](1)FeSO4+HNO3→Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+NO+H2O(2)FeSO4+5價(jià)N(3)得到3(4)3FeSO4+4HNO3→13.實(shí)驗(yàn)室中所用少量氯氣是用下列方法制取的,4HCl(濃)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O試回答下列問題:(1)該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎?,如果是氧化還原反應(yīng),請(qǐng)指出是氧化劑,是還原劑,寫出該反應(yīng)的離子方程式。(2)集氣瓶A中盛裝的是飽和食鹽水(注:氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小,而氯化氫在飽和食鹽水中的溶解度則很大),其作用是。(3)氯氣溶入水顯酸性,且氯氣有毒,并有劇烈的刺激性,若吸入大量氯氣,可中毒死亡,所以氯氣尾氣直接排入大氣中,會(huì)污染環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室中可采用溶液來吸收有毒的氯氣。[解析]有化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),Cl2+H2OH++Cl-+HClO,飽和食鹽水中氯離子抑制了氯氣的溶解。[答案](1)是;MnO2;濃鹽酸;4H++2Cl+MnO2Cl2↑+Mn2++2H2O;(2)除去氯氣中混有的HCl氣體(3)濃氫氧化鈉(濃堿)14.Cu、Cu2O和CuO組成的混合物,加入100mL0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同時(shí)收集到224mLNO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。求:寫出Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式。產(chǎn)物中硝酸銅的物質(zhì)的量。如混合物中含0.01moLCu,則其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量分別為多少?如混合物中Cu的物質(zhì)的量為X,求其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量及X的取值范圍。[解析]本題為混合物的計(jì)算,若建立方程組求解,則解題過程較為繁瑣。若抓住反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)利用守恒關(guān)系進(jìn)行求解,則可達(dá)到化繁為簡(jiǎn)的目的。利用電子守恒進(jìn)行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O利用N原子守恒。n(HNO3)==0.06mol,n(NO)==0.01mol,則n(Cu(NO3)2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol本題混合物中雖含有Cu、Cu2O和CuO三種物質(zhì),但參加氧化還原反應(yīng)的只有Cu、Cu2O,所以利用電子守恒可直接求解。轉(zhuǎn)移電子總數(shù):n(e-)=n(NO)×3==0.03molCu提供電子數(shù):0.01×2=0.02molCu2O提供電子數(shù):0.03-0.02=0.01moln(Cu2O)=0.01/2=0.005moln(CuO)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol根據(jù)(3)解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmoln(CuO)=X-0.005mol。根據(jù)電子守恒進(jìn)行極端假設(shè):若電子全由Cu提供則n(Cu)=0.015mol;若電子全由Cu2O提供則n(Cu2O)=0.015mol,則n(Cu2+)==0.03mol大于了0.025mol,說明n(Cu)不等于0,另根據(jù)n(CuO)=X-0.005mol要大于0可得n(Cu)>0.005mol。所以0.005mol<n(Cu)<0.015mol。[答案](1)3Cu2O+14H++2NO3-=6Cu2++2NO↑+7H2O(2)0.025mol(3)n(Cu2O)=0.01/2=0.005moln(CuO)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol(4)0.005mol<n(Cu)<0.015mol15.(2008深圳一模)金屬腐蝕造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至超過自然災(zāi)害,其中鋼鐵銹蝕最為嚴(yán)重,尋求防止鋼鐵腐蝕的方法意義重大。 (1)鋼鐵的表面發(fā)藍(lán)、發(fā)黑處理是常用的防腐方法。下列反應(yīng)是主要反應(yīng)之一。請(qǐng)配平方程式:口Na2FeO2+口NaNO2+口=口NaFeO2+口NH3↑+口NaOH(2)鋼鐵的“鈍化”處理也能達(dá)到防腐目的,經(jīng)冷、濃HNO3處理后,其表面有一層致密氧化物保護(hù)膜,但是加熱或在稀HNO3中就不能“鈍化”。不同濃度的HNO3與鐵反應(yīng)的還原產(chǎn)物很復(fù)雜,其分布曲線如圖。①圖示可知,密度為1.05g·mL-1的硝酸與鐵反應(yīng)時(shí),其最多的還原產(chǎn)物是;密度大于1.35g·mL-1的硝酸與鐵反應(yīng)時(shí),其還原產(chǎn)物主要是NO2;分析HNO3與鐵反應(yīng)的規(guī)律是:。②mg鐵與含ngHNO3的硝酸溶液恰好完全反應(yīng),若硝酸的還原產(chǎn)物只有NO,則m的取值可能是 (填字母編號(hào))A.B.C.D.E.③工業(yè)上一般不用冷濃硝酸進(jìn)行鐵表面處理,其可能的原因是:。(3)金屬(M)的腐蝕是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng):M-ne-→Mn+,除了上述表面處理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是 (填字母編號(hào))A.在鐵中摻入鉻、鎳等金屬,改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu),制成不銹鋼B.在鐵制品表面鍍鋅C.提高鐵中含碳量,制成生鐵D.將水庫(kù)鐵閘門與直流電源的負(fù)極相連[解析]硝酸與鐵反應(yīng),硝酸濃度不同,反應(yīng)產(chǎn)物不同,硝酸與鐵的相對(duì)量不同,反應(yīng)產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)不一樣。[答案](11分)(1)(2)①NH3或NH4+;其規(guī)律是:硝酸的濃度越大,其還原產(chǎn)物中氮元素化合價(jià)越高。(其它合理[答案]均給分。如硝酸的濃度越大,氣體生成物中二氧化氮的含量越高;或者,只在硝酸濃度較低時(shí),產(chǎn)物中才會(huì)出現(xiàn)氮?dú)?。等等)②B、C、D③硝酸易揮發(fā),且不穩(wěn)定,見光易分解,故不易操作;生成物對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重(3)A.B.D.深化拓展氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),而它的配平更使很多同學(xué)在學(xué)習(xí)時(shí)非常感到吃力。事實(shí)上,只要我們
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