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- 2021-08-06 发布
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专题四 氧化还原反应
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.氧化还原反应中电子转移的方向和数目
b
c
2.根据氧化还原反应判断物质的氧化性、还原性强弱
c
3.氧化还原反应方程式的配平
c
考点一 基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念
1.基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念之间的关系
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
实例:在Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂,CO是还原剂;C元素被氧化,Fe元素被还原;Fe2O3具有氧化性,CO具有还原性;CO2是氧化产物,Fe是还原产物。
2.氧化还原反应中的电子转移
(1)双线桥法:
注意事项:
①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。
②箭头方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
③在“桥”上标明电子的“得”与“失”,且得失电子总数应相等。
(2)单线桥法
注意事项:
①箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。
②箭头方向表示电子转移的方向。
③在“桥”上标明转移的电子总数。
题组一 氧化还原反应概念的判断
1.(2017·杭州市萧山区命题比赛试题改编)某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图:
由图可知,在该反应中是( )
A.氧化剂
B.氧化产物
C.还原剂
D.既不是还原剂又不是氧化剂
答案 C
解析 由图可知该物质参与反应,并失去2个电子,故其是还原剂。
2.(2017·浙江省名校协作体高三上学期考试)下列反应中,硫元素只表现出氧化性的是( )
A.2Na+SNa2S
B.SO2+2H2S===3S↓+2H2O
C.SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
D.S+O2SO2
答案 A
解析 A项,该反应中S元素化合价由0价变为-2价,所以只体现氧化性,正确;B项,该反应中S元素化合价由-2价变为0价,由+4价变为0价,所以硫元素体现还原性和氧化性,错误;C项,该反应中S元素化合价由+4价变为+6价,所以S元素体现还原性,错误;D项,该反应中S元素化合价由0价变为+4价,所以S元素体现还原性,错误。
3.(2017·宁波市十校高三9月联考)下列反应中,金属元素被氧化的是( )
A.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
B.H2+CuOCu+H2O
C.Na2O+H2O===2NaOH
D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
答案 A
解析 A项,Fe元素化合价由+2价→+3价,化合价升高,铁元素被氧化,正确;B项,Cu元素由+2价→0价,化合价降低,Cu元素被还原,错误;C项,此反应没有化合价变化,不属于氧化还原反应,错误;D项,K的化合价没有发生变化,Mn的化合价由+7价→+6和+4价,化合价降低,Mn被还原,错误。
题组二 电子转移的表示方法
4.下列标明电子转移的方向和数目的方程式中,正确的是( )
A.①② B.③④ C.④⑤ D.①②③④⑤
答案 C
5.某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是反应产物之一。
(1)该反应中的还原剂是________。
(2)该反应中的还原产物是________。
(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:_________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)H2S (2)NO (3)
解析 HNO3为常见的氧化剂,H2S为常见的还原剂,则NO为还原产物,S为氧化产物。S元素由-2价升高到0价,N元素由+5价降到+2价,运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。
题组三 基于“双线桥”分析复杂氧化还原反应
6.(2017·浙江省温州中学高三模拟)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有―银针验毒的记载,“银针验毒”的原理是 4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O,下列说法不正确的是( )
A.X的化学式为Ag2S
B.银针验毒时,空气中氧气得到电子
C.反应中Ag和H2S均是还原剂
D.每生成1 mol X,反应转移2 mol e-
答案 C
解析 A项,根据元素守恒可知X的化学式为Ag2S,正确;B项,O2中O元素化合价降低,所以银针验毒时,空气中氧气得到电子,正确;C项,反应时,Ag化合价升高,所以Ag是还原剂,S元素化合价不变,H2S不是还原剂,错误;D项,根据Ag元素的化合价变化,每生成1 mol Ag2S,转移电子为2 mol,正确。
7.(2017·绍兴市诸暨中学高三期中)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2―→SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
答案 D
解析 A项,O元素由+1价降低到0价,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产物,错误;B项,O2F2是氧化剂,而硫化氢中的S元素的化合价是-2价,反应后升高为+6价,所以H2S是还原剂,错误;C项,外界条件不明确,不能确定HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D项,由方程式可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是1∶4,正确。
走好关键第一步——正确标出元素化合价
正确分析氧化还原反应中电子转移的数目,其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜、汞二价最常见。
近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断:
CuFeS2 Cu+2 Fe+2 S-2 K2FeO4 Fe+6
Li2NH N-3 LiNH2 N-3 AlN N-3
Na2S2O3 S+2 MO M+5 C2O C+3
HCN C+2 N-3 CuH Cu+1 H-1
FeO Fe+(8-n) Si3N4 Si+4 N-3
考点二 氧化性、还原性强弱与先后规律(加试)
1.氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如:Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2+、S、Cl2等。
2.物质氧化性、还原性强弱判断的常用方法
(1)根据元素活动性顺序(常见元素)判断
①金属活动性顺序
②非金属活动性顺序(常见元素)
(2)根据元素在周期表中的位置判断
①同主族元素(从上到下)
如:
②同周期主族元素(从左到右)
如:
(3)根据元素最高价氧化物对应的水化物的酸碱性强弱判断
例如,酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3,可判断氧化性:Cl>S>P>C。
(4)根据氧化还原反应的方向判断
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(5)根据氧化产物的价态高低判断
当含有变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可根据氧化产物价态的高低判断氧化剂氧化性的强弱。
如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,可以判断氧化性:Cl2>S。
(6)根据反应所需条件判断
当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断。例如:
16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑ ①
4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑②
4HCl(浓)+O22H2O+2Cl2③
上述三个反应中,还原剂都是浓盐酸,氧化产物都是Cl2,而氧化剂分别是KMnO4、MnO2、O2。①式中KMnO4常温时可把浓盐酸中的Cl-氧化;②式需要在加热条件下才能完成;③式不仅需要加热,而且还需要CuCl2作催化剂才能完成。由此我们可以得出氧化性:KMnO4>MnO2>O2。
(7)根据物质的浓度大小判断
具有氧化性(或还原性)的物质浓度越大,其氧化性(或还原性)越强,反之,其氧化性(或还原性)越弱。如氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀);MnO2能与浓盐酸反应,却不能被稀盐酸还原。
3.氧化还原反应的先后规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时还原性强的优先被氧化。
(2)同时含有几种氧化剂时氧化性强的优先被还原。
题组一 性质强弱规律的应用
(一)由方程式判断强弱
1.已知常温下,在溶液中可发生如下反应:Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+。由此推断Fe2+、Ce3+、Sn2+的还原性由强到弱的顺序是( )
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Fe2+、Ce3+、Sn2+
C.Fe2+、Sn2+、Ce3+ D.Ce3+、Fe2+、Sn2+
答案 A
解析 根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,由两个方程式可以得到还原性强弱顺序:Fe2+>Ce3+,Sn2+>Fe2+。故A项正确。
(二)依据强弱顺序判断反应是否发生
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( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
答案 A
解析 Fe3+能氧化I-,所以不可能生成FeI3,A错,D对;B项,当Cl2少量时,I-先被氧化;C项,由于Co2O3的氧化性强于Cl2的,所以Co2O3能氧化Cl-得到Cl2,而Co2O3被还原为Co2+。
题组二 先后规律的应用
(一)利用“先后规律”书写离子方程式
3.向一定量的FeBr2溶液中分别通入①少量Cl2、②过量Cl2、③等量Cl2、④n(FeBr2)∶n(Cl2)=4∶5。
答案 ①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
②2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
③2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
④4Fe2++6Br-+5Cl2===4Fe3++3Br2+10Cl-
4.向含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉:①只有红色物质析出、②有气泡冒出。
答案 ①2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Cu+Fe2+
②2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Fe2++Cu,2H++Fe===Fe2++H2↑
判断离子反应顺序的方法
氧化还原型离子反应。同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,解此类题应抓住三点:
(1)确定氧化剂或还原剂强弱顺序。如还原性:I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性:Ag+>Fe3+
>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+等。
(2)根据强弱规律判断反应顺序。同一氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的还原剂优先发生反应;同一还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的氧化剂优先发生反应。
(二)“先后规律”的综合应用
5.(2017·温州市高三模拟)在含a mol FeCl3溶液中加入含b mol Fe和b mol Cu的混合粉末充分反应(忽略离子的水解),下列说法中,不正确的是( )
A.当a≤2b时,发生的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+
B.当2b≤a≤4b时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为2b mol≤n(e-)≤4b mol
C.当2a=5b时,发生的总离子反应为10Fe3++4Fe+Cu===14Fe2++Cu2+
D.当2bCu,所以当a≤2b时(即Fe过量),发生离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+;B项,根据2Fe3++Fe===3Fe2+,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,反应转移电子的物质的量为2b mol≤n(e-)≤4b mol;C项,=时,发生的离子反应为5Fe3++2Fe+Cu===7Fe2++Cu2+,即10Fe3++4Fe+Cu===14Fe2++Cu2+;
D项,2Fe3++Fe===3Fe2+
2b b 3b
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
a-2b a-2b
所以n(Fe2+)∶n(Cu2+)=(3b+a-2b)∶=(a+b)∶。
6.已知还原性:SO>I-,向含a mol KI和a mol K2SO3混合溶液中通入b mol Cl2,按要求书写离子方程式:
(1)≥1时,______________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)=时,______________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)≤<1时,___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)Cl2+SO+H2O===SO+2H++2Cl-
(2)5Cl2+4SO+2I-+4H2O===4SO+I2+8H++10Cl-
(3)bCl2+aSO+aH2O+2(b-a)I-===(b-a)I2+aSO+2aH++2bCl-
考点三 氧化还原反应的守恒规律及应用(加试)
守恒规律的思维模型
氧化还原反应的实质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),即得失电子守恒。基于这种思想,可以对氧化还原反应进行配平和计算。
题组一 根据“守恒规律”计算
1.在100 mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.025 mol Cl2,有一半Br-变为Br2。则原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于( )
A.0.16 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.0.20 mol·L-1 D.0.25 mol·L-1
答案 C
解析 还原性H2SO3>HBr,氯气先氧化H2SO3,H2SO3完全反应后,氯气有剩余,剩余氯气再氧化HBr。设H2SO3、HBr的浓度为c mol·L-1,由电子转移守恒可知,0.1c×2+0.1c×0.5=0.025×2,解得c=0.2,故C正确。
2.已知在碱性溶液中可发生如下反应:
2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5H2O,则RO中R的化合价是( )
A.+3 B.+4
C.+5 D.+6
答案 D
解析 根据反应前后电荷守恒,可得n=2,则RO中R的化合价为+6价,即选D。
步骤1 找物质
找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物;
步骤2 定得失
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);
步骤3 列等式
根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式;
步骤4 找关系
对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。
题组二 根据“守恒规律”配平方程式
3.完成下列氧化还原反应方程式的配平:
(1)MnO+C2O+________===Mn2++CO2↑+________
答案 2 5 16 H+ 2 10 8 H2O
(2)ClO+Fe2++________===Cl-+Fe3++________
答案 1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
解析 根据化合价升降法配平ClO、Fe2+、Cl-、Fe3+的化学计量数分别为1、6、1、6,再利用电荷守恒及元素守恒得出反应物中有6H+,产物中有3H2O。
(3)NaBO2+SiO2+Na+H2===NaBH4+Na2SiO3
答案 1 2 4 2 1 2
(4)MnO(OH)2+I-+H+===Mn2++I2+H2O
答案 1 2 4 1 1 3
4.三氟化氮(NF3)是一种新型的电子材料,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其生成物有:HF、NO、HNO3。请根据要求回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式:_______________________________________________。
反应过程中,被氧化与被还原原子的物质的量之比为_________________________。
(2)若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数目为________个。
答案 (1)3NF3+5H2O===9HF+2NO+HNO3 1∶2
(2)2.408×1023
氧化还原反应方程式的配平可依据“得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒”顺利解答,有关氧化还原反应化学方程式的配平应掌握:
(1)配平步骤
标变价→列变化→求总数→配系数→细检查。
(2)配平方法
①正向配平法:如果被氧化、被还原的元素分别是两种不同的反应物,通常从方程式左边进行配平;
②逆向配平法:对于自身氧化还原反应或反应物只有一种的氧化还原反应,一般从方程式右边配平较简便;
③缺项配平法:这类方程式通常少写一种反应物或生成物(通常这种物质既不是氧化剂或还原剂,也不是氧化产物或还原产物)的化学式,要求确定其化学式。此类反应可先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,最后由质量守恒、电荷守恒确定所缺物质(分子或离子)的化学式和化学计量数。
考点四 信息型氧化还原反应方程式的书写(加试)
信息型氧化还原反应方程式的书写涉及元素化合价的变化。虽参加反应的物质比较陌生,但可依据氧化还原的得失电子守恒思想,写出主要反应物和产物,再根据溶液的性质,补上适当的反应物或生成物。具体步骤如下:
1.根据题中信息,确定氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
2.运用电子守恒和元素守恒快速配平。
例 铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐为重要化合物。
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___________________________
________________________________________________________________________。
第一步:根据题给信息和所学知识列出反应式:氧化剂+还原剂——还原产物+氧化产物;
Fe(OH)3+ClO-——FeO+Cl-
第二步:根据电子守恒确定上述式子“氧化剂+还原剂——还原产物+氧化产物”中各物质的化学计量数;
2Fe(OH)3+3ClO-——2FeO+3Cl-
第三步:根据电荷守恒,结合介质的酸碱性,在反应方程式两端添加H+、OH-,使之满足电荷守恒的要求;
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-——2FeO+3Cl-
第四步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒;配平后的反应:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO+3Cl-+5H2O
第五步:检查并确定离子方程式。
1.如下图,写出反应Ⅰ的化学方程式:_____________________________________。
答案 SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
2.机动车的尾气是雾霾形成的原因之一,近几年有人提出利用选择性催化剂汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体,请写出该过程的化学方程式:______________________
________________________________________________________________________。
答案 2C3H6+18NO===6CO2+6H2O+9N2
3.某学生对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:
顺序
步骤
实验现象
①
取少量纯净的NaCl,加蒸馏水溶解
溶液无变化
②
滴加淀粉KI溶液,振荡
溶液无变化
③
然后再滴加稀硫酸,振荡
溶液变蓝色
请推测实验中产生蓝色现象的可能原因(用离子方程式说明):_____________________。
答案 4H++4I-+O2===2H2O+2I2
4.写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:_____________________________
________________________________________________________________________。
答案 2NaClO3+H2SO4+SO2===2NaHSO4+2ClO2
5.+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3+,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 Cr2O+3HSO+5H+===2Cr3++3SO+4H2O(或Cr2O+8HSO===2Cr3++3SO+5SO+4H2O)
1.(2016·浙江10月选考,4)下列反应中,水作氧化剂的是( )
A.C+H2OCO+H2
B.H2+CuOCu+H2O
C.Cl2+H2OHCl+HClO
D.SO3+H2O===H2SO4
答案 A
解析 B项,H2还原CuO,H2作还原剂,H2O是氧化产物;C项,Cl2和H2
O反应,水既不是氧化剂也不是还原剂;D项,SO3和H2O反应不是氧化还原反应。
2.(2016·浙江10月选考,24)已知还原性:SO >I-。向含a mol KI和a mol K2SO3的混合液中通入b mol Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是 ( )
A.当a≥b时,发生的离子反应为SO+Cl2+H2O===SO+2H++2Cl-
B.当5a=4b时,发生的离子反应为4SO+2I-+5Cl2+4H2O===4SO+I2+8H++10Cl-
C.当a≤b≤a时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为a mol≤n(e-)≤3a mol
D.当a<b<a时,溶液中SO、I-与Cl-的物质的量之比为a∶(3a-2b)∶2b
答案 C
解析 由于还原性SO>I-,所以通入Cl2发生的反应依次为
SO+Cl2+H2O===SO+2H++2Cl-①
2I-+Cl2===I2+2Cl-②
A项,当a≥b时,Cl2不足,只发生反应①,正确;B项,当5a=4b时,即=时,既发生反应①,又发生反应②,正确;C项,当b=a时,只发生反应①,转移电子数为2a mol,当b=a时,转移电子数为2a+a=3a mol,所以当a≤b≤a时,转移电子数为2a mol≤n(e-)≤3a mol,错误;D项,当a<b<a时,n(SO)=a mol,I-为[a-2(b-a)]=(3a-2b) mol,Cl-为2b mol,正确。
3.(2015·浙江10月选考,25)已知氧化性Br2>Fe3+。向含溶质a mol的FeBr2溶液中通入b mol Cl2,充分反应。下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:Fe2+>Br->Cl-
B.当a≥2b时,发生的离子反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.当a=b时,反应后的离子浓度之比:c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶2∶2
D.当3a≤2b时,发生的离子反应:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
答案 C
4.(2017·浙江11月选考,29)取7.90 g KMnO4,加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应,生成单质气体A,产物中锰元素以Mn2+存在。
请计算:
(1)KMnO4的分解率________。
(2)气体A的物质的量________。
答案 (1)60%(或0.60) (2)0.095 mol
解析 (1)KMnO4的分解率=。题目已知KMnO4共7.90 g
,物质的量为0.05 mol。加热分解后剩余固体为7.42 g,损失的质量为O2的质量0.48 g,说明O2的物质的量为0.015 mol。由2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,可知消耗KMnO4 0.03 mol。所以KMnO4的分解率为×100%=60.0%。
(2)在整个反应过程前后,锰元素从+7价全部转化为+2价,说明整个反应过程中转移了0.05 mol×5=0.25 mol电子。剩余固体与浓盐酸反应生成气体A,则A应为氯气。所以整个反应过程中只有氧元素和氯元素失电子。氧元素失电子产生氧气,转移了0.015 mol×4=0.06 mol电子。根据电子守恒得知,氯元素必然转移0.19 mol电子。每产生1 mol氯气就转移2 mol电子,所以一定会产生0.19 mol÷2=0.095 mol氯气。
专题强化练
[必考题组]
1.(2017·浙江省名校新高考研究联盟第一次联考)下列反应中,H2O2只作氧化剂的是( )
A.H2O2+SO2===H2SO4
B.CaO+H2O2===CaO2+H2O
C.H2O2+Cl2===2HCl+O2
D.2H2O22H2O+O2↑
答案 A
2.(2017·浙江10月选考仿真模拟试题)下列反应中,HCl作还原剂的是( )
A.Cu2O+2HCl ===CuCl2+Cu+H2O
B.2Al+6HCl ===2AlCl3+3H2↑
C.4HCl+O22Cl2+2H2O
D.BaSO3+2HCl===BaCl2+SO2↑+H2O
答案 C
3.NaH与水反应的化学方程式为NaH+H2O===NaOH+H2↑。在该反应中H2O( )
A.是氧化剂
B.是还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂也不是还原剂
答案 A
4.下列反应中,H2O2既作氧化剂又作还原剂的反应是( )
A.H2O2+2KI+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O
B.H2O2+Cl2 ===O2+2HCl
C.2H2O2 2H2O+O2↑
D.SO2+H2O2 ===H2SO4
答案 C
5.(2017·浙江省高考模拟)下列反应为氧化还原反应,且氧化剂和还原剂为同种物质的是( )
A.2H2S+SO2===3S↓+2H2O
B.3CO2+4NaOH===2NaHCO3+Na2CO3+H2O
C.SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
D.2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
答案 D
6.(2017·浙江省高考模拟)下列有水参加的反应中,属于氧化还原反应但水既不是氧化剂也不是还原剂的是( )
A.CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑
B.2F2 +2H2O===4HF+O2
C.Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
D.SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
答案 D
解析 A项,CaH2中氢的化合价升高,H2O中氢的化合价降低,因此H2O作氧化剂;B项,H2O中氧的化合价升高,所以H2O作还原剂;C项,该反应中元素化合价不变,属于非氧化还原反应;D项,Cl2作氧化剂,SO2作还原剂,H2O中元素化合价不变,因此H2O既不是氧化剂也不是还原剂。
7.(2017·浙江省名校新高考研究联盟高三第三次联考)下列反应中,属于氧化还原反应但水既不作氧化剂又不作还原剂的是( )
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B.Cl2+H2OHCl+HClO
C.SO2+H2O===H2SO3
D.C+H2OCO+H2
答案 B
8.(2017·浙江省高考模拟)Cl2是纺织工业中常用的漂白剂,Na2S2O3可作漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O和Cl2反应的产物之一为SO。下列说法中不正确的是( )
A.该反应中Cl2发生还原反应
B.该反应中S2O为还原剂,Cl-为还原产物
C.脱氯反应后,溶液的酸性增强
D.SO2与氯气的漂白原理相同,所以也可以用SO2作纺织工业的漂白剂
答案 D
解析 A项,已知S2O和Cl2反应的产物之一为SO,硫元素的化合价升高,则氯元素化合价降低,所以Cl2必然发生还原反应,正确;B项,S2O作还原剂,Cl2作氧化剂,还原产物为Cl-,正确;C项,该反应的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物都已确定,则配平后的离子方程式为S2O+4Cl2+5H2O===8Cl-+2SO+10H+,很明显c(H+)增大,溶液酸性增强,正确;D项,SO2与氯气的漂白原理不相同,氯气其实不具漂白性,氯水的漂白实质上是Cl2与H2O反应生成的HClO具有强氧化性,能把某些有色物质氧化褪色,SO2的漂白原理是由于SO2能与某些有色物质反应生成不稳定的无色物质,这种无色物质受热又会恢复原来的颜色,因此SO2的漂白具有暂时性和不稳定性,SO2常用于漂白纸浆、草帽辫等,不正确。
9.(2017·浙江省绍兴一中高三10月月考)有Fe2+、NO、Fe3+、NH、H2O和H+六种粒子,分别属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物,下列叙述错误的是( )
A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
B.还原产物为NH
C.若有1 mol NO参加还原反应,转移8 mol e-
D.在该反应中,HNO3只表现氧化性
答案 D
解析 Fe2+具有还原性,NO在酸性条件下具有强氧化性,由题意可以确定,铁元素的化合价升高,N元素的化合价降低,则发生反应8Fe2++NO+10H+===8Fe3++NH+3H2O。A项,由方程式可知该反应中氧化剂(NO)与还原剂(Fe2+)物质的量之比为1∶8,正确;B项,反应中N元素的化合价由NO中+5价降低为NH中-3价,NH是还原产物,正确;C项,反应中N元素的化合价由NO中+5价降低为NH中-3价,所以有1 mol NO 发生还原反应,转移电子数为1 mol×[5-(-3)]=8 mol,正确;D项,在该反应中,HNO3既表现氧化性又表现酸性,错误。
[加试题组]
10.向含有SO、Fe2+、Br-、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
答案 C
解析 第一步:审题干信息
题目描述溶液中四种离子的还原性顺序:SO>I->Fe2+>Br-,四种离子的物质的量均为0.1 mol,故通入Cl2后,反应按先强后弱的顺序依次反应,即先与SO反应,待SO消耗完后,再与I-发生反应,并依次类推。
第二步:审图示信息
选项
图示
解题指导
A
SO+ Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+
0.1 mol 0.1 mol
溶液中0.1 mol SO完全反应消耗标准状况下2.24 L Cl2
B
2I-+ Cl2===I2+2Cl-
0.1 mol 0.05 mol
当溶液中0.1 mol I-完全反应后共消耗标准状况下3.36 L Cl2
C
2Fe2++ Cl2===2Fe3++2Cl-
0.1 mol 0.05 mol
溶液中0.1 mol Fe2+完全反应后共消耗标准状况下Cl2的体积为4.48 L
D
2Br-+ Cl2===Br2+2Cl-
0.1 mol 0.05 mol
溶液中0.1 mol Br-完全反应后共消耗标准状况下Cl2的体积为5.60 L,且SO、I-、Fe2+完全反应消耗的Cl2不是2.24 L而是4.48 L
11.(2017·浙江省名校协作体高三下学期考试)已知还原性:B->C->D-,下列方程式不正确的是( )
A.2C-+D2===2D-+C2
B.2C-+B2===2B-+C2
C.2B-+D2===2D-+B2
D.2B-+C2===2C-+B2
答案 B
解析 A项,还原性C->D-,则反应2C-+D2===2D-+C2 可以发生,正确;B项,还原性B->C-,所以反应2C-+B2===2B-+C2不能发生,错误;C项,还原性B->D-,则反应2B-+D2===2D-+B2能发生,正确;D项,根据B中分析可知D正确,答案选B。
12.已知氧化性:Br2>Fe3+>I2,向含a mol FeI2的溶液中加入含b mol Br2的溴水,充分反应。下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:I->Fe2+>Br-
B.当a≥b时,发生的离子反应:2I-+Br2 ===I2 + 2Br-
C.当7a=5b时,反应后的离子浓度之比:c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶2∶5
D.当4a=3b时,发生的离子反应:2Fe2++6I-+4Br2===2Fe3++3I2+8Br-
答案 C
解析 依次发生的离子方程式:Br2+2I-===I2+2Br-,Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-。C项,当=时,离子方程式:10I-+4Fe2++7Br2===5I2+4Fe3++14Br-,所以c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶4∶14。
13.(2017·杭州萧山区命题比赛)已知氧化性:Fe3+>H+。向含a mol HCl和a mol FeCl3的混合液中加入b mol Fe单质,充分反应。下列说法不正确的是( )
A.当b≥a时,发生的离子反应为2H++2Fe3++2Fe===4Fe2++H2↑
B.当2a=3b时,发生的离子反应为2H++6Fe3++4Fe===10Fe2++H2↑
C.当0.5aFe3+>I2,向a mol FeI2和a mol BaCl2的混合溶液中缓慢通入b mol Br2,并不断搅拌,溶液中离子的物质的量随Br2加入的变化如图所示(不考虑盐类水解、水的电离及溶液体积变化等因素)。则下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性:I->Fe2+>Br-
B.四条线与溶液中离子的对应关系:X-Fe2+、Y-I-、Z-Br-、W-Cl-
C.当4a=3b时,反应后的离子浓度比:c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶2∶8
D.当3a≤ 2b时,发生的离子方程式:2Fe2++4I-+3Br2 ===2Fe3++2I2 +6Br-
答案 B
解析 依次发生的离子方程式:Br2+2I-===I2+2Br-,Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-。Z代表Br-,X代表I-,Y代表Fe2+,W代表Cl-,B项错误;C项,=时,离子反应:6I-+2Fe2++4Br2===3I2+2Fe3++8Br-,所以c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶2∶8。
15.(2017·杭州萧山区命题比赛)在一定条件下,按下列物质的量关系进行反应,其对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是( )
A.n(Cl2)∶n(Fe)=5∶4 5Cl2+4Fe2FeCl2+2FeCl3
B.n(Cl2)∶n(FeBr2)=1∶1 Fe2++2Br-+Cl2===Fe3++Br2+2Cl-
C.n(MnO)∶n(H2O2)=2∶3 2MnO+3H2O2+6H+===2Mn2++4O2↑+6H2O
D.n(Br2)∶n(FeI2)=3∶2 2Fe2++4I-+3Br2===2Fe3++6Br-+2I2
答案 D
解析 A项,Fe在Cl2中燃烧,无论谁过量均生成FeCl3;B项,应为2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-;C项,电子不守恒。
16.已知在酸性条件下有以下反应关系:
①KBrO3能将KI氧化成I2或KIO3,其本身被还原为Br2;
②Br2能将I-氧化为I2;
③KIO3能将I-氧化为I2,也能将Br-氧化成Br2,其本身被还原为I2。
现向含有1 mol KI的硫酸溶液中加入含a mol KBrO3的溶液,a的取值不同,所得产物也不同。
(1)试将讨论的结果填入表中:
编号
a的取值范围
产物的化学式(或离子符号)
①
I2 、Br-
②
<a<
③
I2、、IO、Br2
④
a≥
(2)对于表中③组:当n(I2)=n(IO)时,求a的值_____________________________。
答案 (1)
编号
a的取值范围
产物的化学式(或离子符号)
①
0<a≤
I2 、Br-
②
<a<
I2 、Br2、Br-
③
≤a<
I2、IO、Br2
④
a≥
IO 、Br2
(2)a=
解析 (1)BrO+6I-+6H+===Br-+3I2+3H2O①
2BrO+10I-+12H+===5I2+Br2+6H2O②
6BrO+5I-+6H+===5IO+3Br2+3H2O③
当0