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Fe2+、SO
主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
4.电子转移的表示方法
(1)单线桥法
用单线箭头从被氧化(失电子,化合价升高)的元素指向被还原(得电子,化合价降低)的元素,标明电子数目,不需注明得失。
如MnO2与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目可表示为:
(2)双线桥法
用双线箭头按被氧化和被还原的元素分别从反应物指向生成物(同种元素),并注明得失及电子数目。
如MnO2和浓HCl反应中电子转移的方向和数目可表示为:
2.下列物质或离子既可以被氧化又可以被还原的是______(填序号)。
①Fe2+ ②Fe ③SO2 ④S2- ⑤H2O2 ⑥Cl2
⑦HCl ⑧H2SO4
【答案】 ①③⑤⑥⑦
3.
(1)用单线桥法表示反应3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O电子转移的方向和数目______________________。
(2)用双线桥法表示反应3NO2+H2O===2HNO3+NO电子转移的方向和数目________________________。
【答案】
(1)
考点一[012] 氧化还原反应的概念和规律应用
考题引领
判断正误与填空
1.(2013·
天津高考)Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应( )
2.(2013·
安徽高考)高锰酸钾溶液中可以存在:
H+、Na+、SO
、葡萄糖分子( )
3.(2013·
四川高考)焙烧明矾的化学方程式为:
4KAl(SO4)2·
12H2O+3S===2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
在焙烧明矾的反应中,还原剂是________。
4.(2013·
山东高考)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:
2Cu2S+2H2SO4+5O2===4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是________。
当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为________mol。
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是________。
【答案】 1.√
2.×
葡萄糖分子中含有醛基,有还原性,可以被银氨溶液、碱性氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化,而高锰酸钾溶液具有强氧化性,所以两者相遇会发生氧化还原反应而不能大量共存。
3.【解析】 根据焙烧反应可知,硫单质中硫的化合价升高为还原剂,而明矾中的硫的化合价降低,为氧化剂。
【答案】 S(硫)
4.【解析】 该反应中,Cu元素由+1价变为+2价,S元素由-2价变为+6价,O元素由0价变为-2价,则O2为氧化剂,Cu2S为还原剂。
1molO2发生反应时,得到4mol电子,则还原剂Cu2S失去4mol电子。
CuSO4溶液中由于Cu2+发生水解而显酸性,加入镁条时,Mg与H+反应放出H2。
【答案】 Cu2S 4 H2
一、基本概念及其联系
二、氧化性和还原性强弱比较的常用方法
1.依据反应原理
氧化性:
氧化剂>
还原性:
还原剂>
2.依据反应条件及反应的剧烈程度
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
3.依据氧化还原反应的程度
相同条件下:
(1)不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。
(2)不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。
4.其他方法:
金属活动顺序表,元素周期表和电化学原理等。
三、氧化还原反应的主要规律及应用
1.“价态归中,互不交叉”规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为:
价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢。
。
2.反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时
将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>
Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时
将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>
Cu2+>
H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。
关键提醒
(1)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易,与得失电子的数目无关。
如Al被氧化时产物为Al3+,失去3个电子,而Na被氧化时产物为Na+,只失去1个电子,但还原性Na>
Al。
(2)对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应,如Cl2+H2OHClO+HCl,不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
(3)元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、SO2-4;
同理,元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。
——————[1个示范例]——————
(2012·
上海高考)下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:
2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:
Cl2>
Br2>
I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:
Fe2+>
Cl-
【解析】 a处变蓝,b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性:
Cl2>I2、Cl2>Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;
c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则证明氯气与水生成具有漂白性的物质,B项错误;
d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;
e处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:
Fe2+>Cl-,D项正确。
【答案】 D
——————[2个预测练]——————
考向预测1 氧化还原反应基本概念
1.(2014·
郑州市高三毕业班第一次质量预测)Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:
2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2
+O2↑。
下列对此反应的说法中,不正确的是( )
A.方框中的物质为Na2SO4
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.Na2FeO4既是氧化产物,又是还原产物
D.2molFeSO4发生反应时,反应中共转移8mol电子
【解析】 根据元素守恒可知A正确。
分析化合价变化可知,2个+2价Fe原子失去8个电子,根据生成物中的“O2”可知在“6Na2O2”中,有2个-1价的氧的化合价升至0价,失去2个电子,另有10个-1价氧的化合价降至-2价,得失电子数均为10个。
据此可知B、C均正确。
2molFeSO4发生反应时,反应中共有10mol电子发生转移,故D错误。
考向预测2 反应先后规律
2.已知2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。
向10mL0.1mol·
L-1的FeBr2溶液中通入0.001molCl2,反应后的溶液中,除含有Cl-外还一定( )
A.含Fe2+,不含Fe3+ B.含Fe3+,不含Br-
C.含Fe3+,含有Br- D.含Fe2+,含有Fe3+
【解析】 Fe2+的还原性强于Br-的还原性,通入Cl2,Fe2+优先被氧化,0.001molCl2转移电子0.002mol,Fe2+全部被氧化时转移电子0.001mol,根据电子守恒,还有0.001molBr-被氧化,还剩余0.001molBr-。
【答案】 C
考点二[013] 氧化还原方程式的配平和计算
填空
北京高考)将MnO
氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
MnO
+
Fe2++
____===
Mn2++
Fe3++
____
福建高考)①纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式:
__(D)__+24NaClO3+12H2SO4===ClO2↑+CO2↑+18H2O+________
②ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。
处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的________倍。
【答案】 1.5 8H+ 5 4H2O
2.【解析】 ①纤维素水解得到的最终产物D应为葡萄糖(C6H12O6),生成物可利用元素守恒推知,然后配平即可。
②处理相同量的CN-,Cl2和ClO2转移的电子数应相同。
1molCl2―→2Cl-转移2mole-,1molClO2―→Cl-转移5mole-,则转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为5∶2。
【答案】 ①
C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4===
ClO2↑+
CO2↑+18H2O+
Na2SO4
②2.5
一、氧化还原方程式的配平
1.配平三原则
2.配平步骤
(以浓HCl与KClO3反应为例)
二、计算方法——得失电子守恒法
1.找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
2.找准一个原子或离子得失电子数。
(注意化学式中粒子的个数)
3.根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×
变价原子个数×
化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×
化合价变化值(高价-低价)。
(1)(2012·
新课标全国卷节选)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为
__________________________________________________。
(2)(2012·
海南高考)将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100mol·
L-1MO
溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是( )
A.M B.M2+
C.M3+ D.MO2+
【解析】
(1)此题主要考查氧化还原反应配平,因为在强碱性条件下反应,OH-应参与反应:
3 2
↑ ↓
Fe3++ClO-+OH-―→
O
+H2O+Cl-
根据化合价升降总数相等,可确定Fe3+和ClO-的计量数分别为2、3,根据观察元素守恒和电荷守恒可确定其他计量数。
(2)根据电子得失相等。
锌0.003mol,可失电子0.006mol,若M化合价由+5变为x,则(5-x)×
0.02×
0.1=0.006,可得x=+2。
【答案】
(1)2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO
+5H2O+3Cl-(或
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO
+5H2O+3Cl-)
(2)B
考向预测1 氧化还原反应配平
3.(2014·
龙岩质检)双氧水和漂白粉具有广泛用途。
H2O2既有氧化性又有还原性,稳定性较差,能微弱电离,可以看成是二元弱酸。
根据要求回答下列问题。
(1)过氧化氢电离方程式为__________________________________________________。
(2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式为__________________________________________________。
(3)通常情况下,铜粉不溶于稀硫酸,但添加某种物质后则可反应生成硫酸铜(必要时可以加热)。
加入或通入下列物质时,肯定不能促使铜粉溶解的是________(填字母代号)。
A.O2 B.H2O2
C.FeCl2 D.NaNO3
E.FeCl3
(4)配平下列反应方程式:
KMnO4+____H2O2+____H2SO4===____K2SO4+____MnSO4+____O2↑+____H2O
(5)在酸化的硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化,再滴入双氧水溶液变红。
过氧化氢参与反应的离子方程式为__________________________________________________
【解析】
(1)书写电离方程式可按照H2CO3电离的形式书写:
H2O2HO
+H+,HO
O
+H+。
(3)酸性条件下,O2、H2O2、NO
将铜氧化为Cu2+。
Fe3+具有强氧化性,能够将铜氧化。
(4)反应中KMnO4→Mn2+,得5e-,H2O2→O2,失2e-,利用得失电子守恒可知:
KMnO4与H2O2的化学计量数之比为2∶5;
然后根据元素守恒即可配平反应方程式。
(5)双氧水具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,Fe3+与SCN-络合溶液变红色。
【答案】
(1)H2O2HO
+H+
(2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(3)C (4)2 5 3 1 2 5 8
(5)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
考向预测2 氧化还原反应计算
4.一定条件下,向含硝酸的废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。
若该反应消耗32gCH3OH,转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。
【解析】 32gCH3OH为1mol,1mol的CH3OH转移6mol的电子,升高6价,1mol的HNO3化合价降低5价,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。
【答案】 5∶6
守恒规律在解题中的运用
许多有关化学反应的计算,如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的,常见的守恒关系有:
①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒;
②电解质溶液中的电荷守恒;
③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等;
④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式,运用关系式法等计算技巧巧妙解题。
江苏高考)硫酸钠过氧化氢加合物(xNa2SO4·
yH2O2·
zH2O)的组成可通过下列实验测定:
①准确称取1.7700g样品,配制成100.00mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g。
③准确量取25.00mL溶液A,加适量稀硫酸酸化后,用0.02000mol·
L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00mL。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:
2MnO
+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑
(1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×
10-10,欲使溶液中c(SO
)≤1.0×
10-6mol·
L-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥________mol·
L-1。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化,MnO
被还原为MnO2,其离子方程式为____________________________。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
【解析】
(2)条件运用:
→MnO2
H2O2→O2
守恒运用:
①得失电子守恒 氧化剂(MnO
)和还原剂(H2O2)的化学计量数
②原子守恒 氧化产物(O2)和还原产物(MnO2)的化学计量数
③电荷守恒 OH-的化学计量数
由此配平得到:
+3H2O2===2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O
n(H2O),由此可确定样品的组成。
【答案】
(1)1.1×
10-4
(2)2MnO
(3)n(Na2SO4)=n(BaSO4)=
=2.50×
10-3mol
n(H2O2)=
×
=1.25×
m(Na2SO4)=142g·
mol-1×
2.50×
10-3mol=0.355g
m(H2O2)=34g·
1.25×
10-3mol=0.0425g
n(H2O)=
x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2
故样品的组成的化学式为2Na2SO4·
H2O2·
2H2O。
1.(必修1P38T7)在下列反应中,HCl作还原剂的是( )
A.NaOH+HCl===NaCl+H2O
B.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
C.MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
D.CuO+2HCl===CuCl2+H2O
【解析】 作还原剂,化合价升高。
2.(必修1P39T8、9,P42T2、3、10改编)下列说法正确的是______(填字母)。
A.Fe与CuSO4的反应中Fe作还原剂被还原
B.2KClO3
2KCl+3O2↑反应中KClO3中的氯元素被还原,氧元素被氧化
C.维生素C能使不易被人体吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,此过程体现了维生素C的还原性
D.S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑反应中氧化剂只有S
E.氢氧化钠表面潮解后吸收CO2的过程发生了氧化还原反应
F.铝的表面生成致密的氧化膜和铁生锈均发生了氧化还原反应
【解析】 A项,Fe被Cu2+氧化;
D项,氧化剂有S和KNO3;
E项,反应过程中没有发生化合价变化,未发生氧化还原反应。
【答案】 BCF
3.下列说法正确的是( )
A.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
B.失电子难的原子获得电子的能力一定强
C.得到电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
D.要实现Fe2+到Fe3+的转化,必须加入氧化剂
【解析】 Fe2+具有还原性,ClO-、MnO
具有氧化性,A项错误;
稀有气体原子既难得电子,又难失电子,B项错误;
氧化性强弱是依据得电子的能力强弱,而不是得电子数的多少,C项不正确。
4.(2014·
河北冀州模拟)卫生部发出公告,自2012年5月1日起,禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO2)等食品添加剂。
下列对于过氧化钙(CaO2)的叙述错误的是( )
A.CaO2具有氧化性,对面粉可能具有增白作用
B.CaO2中阴阳离子的个数比为1∶1
C.CaO2与水反应时,每产生1molO2转移电子4mol
D.CaO2与CO2反应的化学方程式为2CaO2+2CO2===2CaCO3+O2
【解析】 2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑反应中CaO2既是氧化剂又是还原剂,氧元素从-1价变为0价,产生1molO2转移电子2mol。
故C不正确。
5.(2012·
高考组合题)下列叙述正确的是( )
A.(安徽高考)反应NaHCO3+H2
HCOONa+H2O中,储氢过程NaHCO3被氧化
B.(四川高考)某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为0.6NA
C.(山东高考)电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况),理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)
D.(江苏高考)Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料
【解析】 A项,NaHCO3被H2还原;
B项,该反应为可逆反应,转移电子数小于0.6NA;
C项,转移的电子为2NA。
6.(2012·
上海高考)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的反应方程式__________________________________________________。
(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。
【解析】
(1)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应,Se被氧化为+4价的H2SeO3,HNO3被还原为NO与NO2,利用电子守恒和限定条件(生成NO与NO2的物质的量之比为1∶1,即二者计量系数比为1∶1)可得方程式。
(2)利用氧化性:
氧化剂>氧化产物,结合题中方程式可知氧化性:
H2SO4(浓)>SeO2>SO2。
(3)在反应①I-失电子,转移给SeO2,+4价Se得到电子还原为单质Se。
【答案】
(1)Se+2HNO3(浓)===H2SeO3+NO↑+NO2↑
(2)H2SO4(浓)>SeO2>SO2
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- 高考 化学 复习 讲义 23 氧化 还原 反应