第05講-氧化還原反應(yīng)(解析版)

第05講氧化還原反應(yīng)知識梳理知識梳理一、多角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)1．從得失氧的角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)對于反應(yīng)2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑：（1）氧化銅失去氧，發(fā)生，被碳還原。（2）碳得到氧，發(fā)生反應(yīng)，被氧化。（3）結(jié)論：一種物質(zhì)得到發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)另一種物質(zhì)失去發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)叫反應(yīng)。2．從元素化合價(jià)升降的角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)（1）對于有氧元素參加的反應(yīng)CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O：①銅元素化合價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)。②氫元素化合價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)。（2）對于無氧元素參加的反應(yīng)Fe＋CuSO4eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋FeSO4：①銅元素化合價(jià)，發(fā)生反應(yīng)。②鐵元素化合價(jià)，發(fā)生反應(yīng)。（3）結(jié)論：凡是有元素化合價(jià)的反應(yīng)，都是氧化還原反應(yīng)。3．從電子轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)（1）反應(yīng)：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl①氯元素化合價(jià)，是因?yàn)槁仍拥玫?，Cl2發(fā)生還原反應(yīng)，被還原。②鈉元素化合價(jià)，是因?yàn)殁c原子電子，Na發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化。（2）反應(yīng)：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl①氯元素化合價(jià)降低，是因?yàn)楣灿秒娮訉ζ?，Cl2發(fā)生還原反應(yīng)，被還原。②氫元素化合價(jià)升高，是因?yàn)楣灿秒娮訉湓?，H2發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化。結(jié)論：有(電子得失或共用電子對偏移)的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。二、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法1．雙線橋法表示反應(yīng)前后同一元素由反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)的情況。例Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3H2O（1）基本步驟（2）注意事項(xiàng)①箭頭、箭尾必須對應(yīng)化合價(jià)變化的的原子；②必須注明“”或“失去”；③電子轉(zhuǎn)移數(shù)用形式表示，a表示發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)的，b表示每個(gè)原子得到或失去的電子數(shù)，當(dāng)a＝1或b＝1時(shí)，要；④被還原的物質(zhì)和被氧化的物質(zhì)得失電子數(shù)守恒。2．單線橋法：表示反應(yīng)過程中不同元素原子間的電子轉(zhuǎn)移情況。例Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑（1）基本步驟（2）注意事項(xiàng)①標(biāo)明“得到”或“失去”，只標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移；②要用箭頭標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的；③箭頭由反應(yīng)物中電子元素原子指向電子元素原子。【參考答案】還原反應(yīng)氧化氧化銅氧氧還原氧化還原降低升高降低還原升高氧化升降降低電子升高失去氯原子偏離電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移同種元素得到a×be－原子個(gè)數(shù)省略不需要數(shù)目方向失得典例分析典例分析【典例1】鈦(Ti)被稱為鐵、鋁之后的第三金屬，以下是由TiO2制Ti的主要反應(yīng)：①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO

②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti下列說法正確的是（）A．反應(yīng)①是置換反應(yīng) B．反應(yīng)②是復(fù)分解反應(yīng)C．反應(yīng)①中TiO2被氧化 D．反應(yīng)②中金屬鎂被氧化【答案】D【解析】A．反應(yīng)①中沒有單質(zhì)生成，不是置換反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)②是一種單質(zhì)和一種化合物生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)①，TiO2中Ti、O元素化合價(jià)都不變，TiO2既沒有被氧化又沒有被還原，故C錯(cuò)誤；D．反應(yīng)②中鎂元素化合價(jià)升高，金屬鎂被氧化，故D正確；選D?！镜淅?】2022年我國空間站的建設(shè)舉世矚目，神州十四飛船整裝待發(fā)。飛船的天線用鈦鎳記憶合金制造，工業(yè)上用鈦酸亞鐵(FeTiO3)冶煉鈦(Ti)的過程是：反應(yīng)①：2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO反應(yīng)②：在氬氣環(huán)境中，2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2下列有關(guān)說法不正確的是（）A．反應(yīng)①中Cl2是氧化劑，C、FeTiO3是還原劑B．反應(yīng)①中每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72LCO氣體，轉(zhuǎn)移0.7NA個(gè)電子C．反應(yīng)②中Mg被氧化，TiCl4被還原D．反應(yīng)①、②中鈦元素的化合價(jià)都發(fā)生了變化【答案】D【解析】A.FeTiO3中Fe顯+2價(jià)，O顯-2價(jià)，化合價(jià)的代數(shù)和為0，則Ti的價(jià)態(tài)為+4價(jià)，根據(jù)反應(yīng)①，Cl2中Cl的化合價(jià)降低，Cl2為氧化劑，C的價(jià)態(tài)升高，C作還原劑，鐵元素的價(jià)態(tài)升高，F(xiàn)eTiO3作還原劑，其余元素的化合價(jià)沒發(fā)生變化，故A說法正確；B.根據(jù)A選項(xiàng)分析，生成6molCO，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為14mol，即每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72LCO氣體，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為=0.7mol，故B說法正確；C.反應(yīng)②中Mg的化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)，Mg為還原劑，TiCl4中Ti的化合價(jià)由+4價(jià)降低為0價(jià)，TiCl4為氧化劑，故C說法正確；D.根據(jù)上述分析，反應(yīng)①中Ti的價(jià)態(tài)沒有發(fā)生變化，反應(yīng)②中Ti的價(jià)態(tài)發(fā)生變化，故D說法錯(cuò)誤；答案為D。同步訓(xùn)練同步訓(xùn)練一、單選題1．成語是中華民族燦爛文化中的瑰寶，許多成語中蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)原理，下列成語中涉及氧化還原反應(yīng)的是（）A．聚沙成塔 B．刀耕火種C．滴水成冰 D．水乳交融【答案】B【解析】A．聚沙成塔是將沙子聚集在一起，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，A不符合題意；B．刀耕火種，包含著物質(zhì)的燃燒，涉及氧還原反應(yīng)，B符合題意；C．滴水成冰是物質(zhì)狀態(tài)的改變，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，C不符合題意；D．水乳交融，意思是像水和乳汁那樣融合在一起，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，D不符合題意；答案選B。2．在黑火藥的反應(yīng)2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中，被還原的元素是（）①硫

②碳

③氮

④氧A．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】C【解析】氧化劑具有氧化性，元素化合價(jià)降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中，氮元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到0價(jià)，硫元素化合價(jià)由0價(jià)降低到-2價(jià)，碳元素化合價(jià)由0價(jià)升高到+4價(jià)，氧元素化合價(jià)不變，為-2價(jià)，因此被還原的元素為氮元素和硫元素，即①③，答案選C。3．下列變化需要加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是（）A．KClO3→O2 B．Cl2→HCl C．Fe→Fe3+ D．C→CO2【答案】B【解析】A．氧元素化合價(jià)升高，加氧化劑實(shí)現(xiàn)，A錯(cuò)誤；B．氯元素化合價(jià)降低，加還原劑實(shí)現(xiàn)，B正確；C．鐵元素化合價(jià)升高，加氧化劑實(shí)現(xiàn)，C錯(cuò)誤；D．碳元素化合價(jià)升高，加氧化劑實(shí)現(xiàn)，D錯(cuò)誤；故選B。4．在反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物是（）A． B． C．CO D．和CO【答案】C【解析】反應(yīng)中，C元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化產(chǎn)物是CO，故選C。5．制印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。該反應(yīng)利用了銅的（）A．氧化性 B．還原性 C．穩(wěn)定性 D．導(dǎo)電性【答案】B【解析】由反應(yīng)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2可知Cu的價(jià)態(tài)升高，被氧化，Cu作還原劑，故該反應(yīng)利用了銅的還原性，B正確；答案選B。6．下列反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是（）A．2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ B．Na2O+H2O=2NaOHC．2KI+Br2=2KBr+I2 D．MgO+2HCl=MgCl2+H2O【答案】C【解析】A、B、D中元素化合價(jià)沒有變化，是非氧化還原反應(yīng)，C中I化合價(jià)升高，Br化合價(jià)降低，是氧化還原反應(yīng)，故C符合題意。綜上所述，答案為C。7．《本草綱目》中記載“火藥乃焰消()、硫磺、杉木炭所合，以為烽燧鏡機(jī)諸藥者”，黑火藥爆炸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。有關(guān)說法正確的是（）A．黑火藥屬于純凈物B．該反應(yīng)中是還原產(chǎn)物C．該反應(yīng)中的氧化劑為和SD．硫磺在黑火藥爆炸的反應(yīng)中是還原劑【答案】C【解析】A．黑火藥由硝酸鉀、硫磺、木炭組成，屬于混合物，故A錯(cuò)誤；B．中，S、N元素的化合價(jià)降低，C元素化合價(jià)升高，則S和KNO3為氧化劑，C為還原劑，是氧化產(chǎn)物，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)選項(xiàng)B分析可知該反應(yīng)中的氧化劑為和S，故C正確；D．硫磺在黑火藥爆炸的反應(yīng)中是氧化劑，故D錯(cuò)誤；故選C。8．反應(yīng)4Na+TiCl4Ti+4NaCl可用于制備金屬鈦(Ti)。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是（）A．Na是氧化劑 B．TiCl4被氧化 C．Na失去電子 D．NaCl是還原產(chǎn)物【答案】C【解析】A．該反應(yīng)中Na的化合價(jià)升高，為還原劑，A錯(cuò)誤；B．TiCl4中鈦元素化合價(jià)降低，被還原，B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)中Na的化合價(jià)升高，失去電子，C正確；D．Na的化合價(jià)升高，為還原劑，生成的氯化鈉為氧化產(chǎn)物，D錯(cuò)誤；故選C。9．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)以氮?dú)鉃橹饕现苽湎跛岬霓D(zhuǎn)化過程如圖所示，其中氮元素既被氧化又被還原的一步是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】D【解析】A．①中N2→NH3，N元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)不選；B．②中NH3→NO，N元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)不選；C．③中，N2→NO，N元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)不選；D．④中，NO2和H2O反應(yīng)生成HNO3和NO，N元素化合價(jià)既升高又降低，既被氧化又被還原，D項(xiàng)選；答案選D。10．一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備磁性Fe3O4納米粒子的工藝流程如下：下列有關(guān)說法不正確的是（）A．“堿洗”是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污和鋅B．“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2OC．“氧化”后的溶液中金屬陽離子主要有Fe2+、Fe3+D．用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系，產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)【答案】C【解析】A．鋅和氫氧化鈉反應(yīng)，因此“堿洗”是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污和鋅，故A正確；B．“氧化”時(shí)次氯酸鈉和亞鐵離子反應(yīng)生成鐵離子和氯離子，因此發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2O，故B正確；C．“氧化”后是次氯酸鈉和亞鐵離子反應(yīng)，因此溶液中金屬陽離子主要有Fe2+、Fe3+，還有Na+，故C錯(cuò)誤；D．加熱沉鐵即把氫氧化亞鐵、氫氧化鐵加熱分解生成Fe3O4膠體，因此用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系，產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，故D正確。綜上所述，答案為C。二、綜合題11．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和消毒劑，它在酸性條件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有類似Cl2的性質(zhì)。某興趣小組探究亞氯酸鈉的制備與性質(zhì)。Ⅰ．制備亞氯酸鈉關(guān)閉止水夾②，打開止水夾①，從進(jìn)氣口通入足量ClO2，充分反應(yīng)。（1）儀器b的名稱為___________，作用是___________。（2）裝置A中生成NaClO2的離子方程式為：___________。（3）若從裝置A反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體，則主要操作有減壓蒸發(fā)濃縮、___________、過濾、___________干燥等。Ⅱ．探究亞氯酸鈉的性質(zhì)停止通ClO2氣體，再通入空氣一段時(shí)間后，關(guān)閉止水夾①，打開止水夾②，向A中滴入稀硫酸。（4）B中現(xiàn)象為___________。（5）實(shí)驗(yàn)完成后，再次打開止水夾①，從進(jìn)氣口又通入一段時(shí)間的空氣目的是：___________?！敬鸢浮浚?）

球形干燥管

防止倒吸（2）2ClO2＋2OH-＋H2O2=2ClO＋2H2O＋O2↑（3）

降溫結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶)

洗滌（4）溶液變藍(lán)色（5）使裝置中滯留的有毒氣體全部被排到NaOH溶液中吸收，防止污染空氣【分析】（1）儀器b的名稱為球形干燥管，有緩沖作用，起到防止倒吸的作用。（2）裝置A中二氧化氯、氫氧化鈉、過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞氯酸鈉、水和氧氣，依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知，其反應(yīng)的離子方程式為：2ClO2＋2OH-＋H2O2=2ClO＋2H2O＋O2↑。（3）從溶液中獲取晶體，主要操作有蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等，所以要從反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體，則主要操作有減壓蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等。（4）通入的空氣將二氧化氯氣體吹入B裝置中，該氣體性質(zhì)和氯氣相似，所以能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，淀粉遇碘變藍(lán)，所以B中現(xiàn)象為溶液變藍(lán)色。（5）實(shí)驗(yàn)完成后，再次打開止水夾①，從進(jìn)氣口又通入一段時(shí)間的空氣，可使裝置中滯留的有毒氣體全部被排到NaOH溶液中吸收，防止污染空氣。12．高效滅菌消毒劑氣態(tài)時(shí)不穩(wěn)定，受熱或光照易分解，濃度過高時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸。工業(yè)上通常先制成穩(wěn)定性溶液貯存，再經(jīng)酸活化處理后使用。以氯酸鹽、過氧化氫和碳酸鹽為主要原料制備穩(wěn)定性溶液的流程如下：（1）反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)為。①該反應(yīng)中是___________(填“氧化劑”、“還原劑”或“氧化劑和還原劑”)。②制備時(shí)向反應(yīng)器中通入空氣的作用是___________。（2）反應(yīng)器中的反應(yīng)溫度控制在左右為宜。①工業(yè)上采用的加熱方式為___________。②當(dāng)溫度超過，的收率()隨溫度升高而減小，其原因可能是___________。（3）吸收瓶中發(fā)生反應(yīng)，獲得穩(wěn)定性溶液。當(dāng)有參加