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第4 讲 氧化还原反应的概念和规律
[复习目标] 1.了解氧化还原反应的概念。2.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数
目。3.掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。
考点一 氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质:电子转移(得失或偏移)。
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(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可知,Na 比Al 活泼,更易
失去电子,所以Na 的还原性比Al 强。
应用举例
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
上述反应中,氧化剂是______,还原剂是________,氧化产物是__________,还原产物是
________,KMnO4 发生__________反应,HCl 发生________反应,盐酸表现的性质是
________性和________性;生成1 mol Cl2时转移电子数目为________,被氧化的HCl 的物
质的量是________ mol。
答案 KMnO4 HCl Cl2 MnCl2 还原 氧化
还原 酸 2×6.02×1023(或1.204×1024) 2
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头(反应物指向生成物),③算数目,④说变化。
1
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用双线桥法标出MnO2与浓盐酸加热反应的电子转移的方向和数目:
+2H2O。
归纳
。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标
“得”“失”字样。
用单线桥法标出铜和浓硝酸反应的电子转移的方向和数目:
+2NO2↑+2H2O。
归纳
。
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
(2)常见的还原剂
常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离
子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
金属氢化物(如NaH 等)、NaBH4也是重要还原剂。
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。如:
2
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其中:Fe2+、SO 主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
(4)分析氧化还原反应,走好关键第一步——正确标出元素的化合价
请标出下列陌生物质中元素化合价
Li2NH:N-
3 ,LiNH2:N-
3 ,N2H4:N-
2 ,
Na2S2O3:S+
2 ,S2O:S+
6 ,C2O:C+
3 ,
HCN:C+
2 、N-
3 ,BH:B+
3 、H-
1 ,CuH:Cu+
1 、H-
1 ,MnO(OH):Mn+
3 ,
FePO4:Fe+
3 ,
CrO:Cr+
6 ,K2FeO4:Fe+
6 ,
LiFePO4:Fe+
2 ,CuFeS2:Fe+
2 。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
分析下列四个化学反应:
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B.2HClO=====2HCl+O2↑
C.4NH3+5O2=====4NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
其中属于区域“1”的是________(填字母,下同),属于区域“2”的是________,属于区域
“3”的是________,属于区域“4”的是________。
答案 D B C A
解析 区域“3”为氧化还原反应,但不属于化合、分解和置换反应。而A 是置换反应,B
是分解反应,D 是化合反应。
1.在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂( )
2.某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原( )
3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应( )
4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂( )
5.氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原( )
3
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答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×
一、氧化还原反应概念的考查
1.(2023·长沙模拟)关于反应5K2S2O8+2MnSO4+8H2O===2KMnO4+8H2SO4+4K2SO4的说
法不正确的是( )
A.K2S2O8发生还原反应
B.KMnO4是氧化产物
C.消耗3.6 g H2O 时,转移0.25 mol 电子
D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶5
答案 D
解析 K2S2O8中O 从-1 价降低到-2 价,发生还原反应,A 正确;Mn 从MnSO4中的+2 价
升高到KMnO4中的+7 价,所以KMnO4是氧化产物,B 正确;根据化学方程式,得关系式
8H2O~10e-,消耗3.6 g(0.2 mol)H2O 时,转移电子0.25 mol,C 正确;K2S2O8 为氧化剂,
MnSO4为还原剂,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是5∶2,D 错误。
二、双线桥、单线桥表示法
2.氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为_________________________________________。
(2)写出NaH 与H2O 反应的化学方程式,并用“双线桥”标出电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________,
氧化产物和还原产物的物质的量之比为______________________________________。
(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)-1
(2)
1∶1
(3)2NaH+TiCl4=====Ti+2NaCl+2HCl↑(或4NaH+TiCl4=====Ti+4NaCl+2H2↑)
3.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑
回答下列问题:
(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目:__________________________________,
氧化剂:____________,还原剂:____________。
(2)若生成标准状况下4.48 L H2,则转移电子的物质的量为________。
答案 (1)
+4H2↑ H2O NaBH4 (2)0.2 mol
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考点二 氧化还原反应的强弱规律及价态规律
(一)强弱规律
1.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===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。
(2)根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl2=====2FeCl3;Fe+S=====FeS,则氧化性:Cl2>S。
(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
应用举例
1.MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+
5Cl2↑+8H2O,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
2.下列各组物质:①Cu 与HNO3溶液 ②Cu 与FeCl3溶液 ③Zn 与H2SO4溶液 ④Fe 与
FeCl3溶液 ⑤Cl2与NaOH 溶液 ⑥Fe 与HNO3溶液
⑦Fe 与H2SO4溶液 ⑧Na 与O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是____________________(填序号,下同)。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是_________________________________。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________________。
答案 (1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
解析 ⑥Fe 和浓HNO3常温下钝化,加热继续反应,Fe 和稀HNO3反应,HNO3被还原成
NO。⑦Fe 和浓H2SO4常温下钝化,加热继续反应,Fe 和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。
2.氧化性、还原性强弱的比较规律
(1)氧化性
一般规律:元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;金属活动性越强,对应金属的简单阳
离子氧化性越弱。
试比较下列单质或离子的氧化性
①Cl2、Br2、I2、S
②H+、Cu2+、Zn2+、Na+
答案 ①Cl2>Br2>I2>S ②Na+<Zn2+<H+<Cu2+
(2)还原性
一般规律:元素金属性越强,其单质的还原性越强;非金属活动性越强,对应元素形成的简
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单阴离子还原性越弱;电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。
试比较下列单质或离子的还原性
①Mg、Fe、Cu、Ag
②Br-、I-、S2-
③Cl-、SO、OH-、Cu
答案 ①Mg>Fe>Cu>Ag ②Br-<I-<S2- ③Cu>Cl->OH->SO
3.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,
即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe
2 + >Br
- ,所以Fe
2 + 先
与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H +)>Cl2>Br2>Fe3 +>I2> 稀H2SO4>S ,还原性:Mn2 +<Cl -<Br -<Fe2 +<I -
<SO2(SO)<S2-。
(二)价态规律
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+
低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S 转化为SO2而H2SO4转化为S 的情况。
2.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素( 如氯、硫、氮和磷元素等) 均可发生歧化反应,如:Cl2 +
2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
3.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反
应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl
+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O 中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原
产物都为Cl2。
1.金属原子失电子数越多,金属的还原性越强( )
2.元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼( )
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3.强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应( )
4.向浓H2SO4中通入H2S 气体,1 mol 浓H2SO4转移电子数可能是6NA,也可能是2NA( )
5.1 mol KClO3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为6NA( )
6.SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,所以浓硫酸不能干燥SO2气体( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.×
一、强弱规律的应用
1.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A 级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3
++2Ag===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化
性比较顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+
B.Fe3+>Ag+>Tl3+
C.Tl+>Ag+>Fe2+
D.Tl3+>Ag+>Fe3+
答案 D
2.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl
-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
答案 C
解析 A 项,还原性:SO2>Fe2+,反应能发生;B 项,还原性:SO2>I-,反应能发生;C
项,还原性:H2O2<SO2,反应不能发生。
3.根据反应事实判断性质的强弱。
①向Co2O3固体中滴加浓盐酸,有黄绿色气体生成
②将氯气通入碘水中,溶液褪色生成两种酸(HCl 和HIO3)
则Cl2、HIO3、Co2O3的氧化性由强到弱的顺序:_____________________;HCl、CoCl2、I2
的还原性由强到弱的顺序:___________________________________________________。
答案 Co2O3>Cl2>HIO3 I2>HCl>CoCl2
4.实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
(1)制备K2FeO4的反应为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,由此得出氧化
性:Cl2________(填“>”或“<”)FeO。
(2)K2FeO4的性质探究:用KOH 溶液将紫色K2FeO4固体溶出,得到紫色K2FeO4溶液。取少
量该溶液,滴加盐酸,有Cl2产生。
该实验表明Cl2和FeO 的氧化性强弱关系与(1)相反,原因是______________________。
答案 (1)> (2)溶液的酸碱性不同
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解析 (1)同一反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物。(2)对比两个反应的异同,制备反应在碱
性条件下,性质探究实验是在酸性条件下,氧化性强弱关系不同说明酸碱性的不同影响氧化
性的强弱。
二、价态规律的应用
5.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH―→KX+KY+H2O(未配
平),KX 在一定条件下能自身反应:KX―→KY+KZ(未配平,KY 与KZ 的物质的量之比为
1∶3),以上KX、KY、KZ 均是含氯元素的一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX 中氯元素
的化合价是( )
A.+1 B.+3 C.+5 D.+7
答案 C
解析 反应:Cl2+KOH―→KX+KY+H2O 是Cl2的歧化反应,KX、KY 中的氯元素分别显
正价和-1 价;由于KX 也发生歧化反应:KX―→KY+KZ,可断定KY 为KCl,化合价高
低:KZ 中Cl>KX 中Cl(均为正价)。假设KX 中Cl 元素为+a 价,KZ 中Cl 元素的化合价为
+b 价,依据得失电子守恒原理及KX―→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a
=5 代入上式讨论,可知a=5 时,b=7 符合题意。则KX 中Cl 元素的化合价为+5。
6.K35ClO3晶体与含有H37Cl 的浓盐酸反应生成Cl2,化学方程式为KClO3+6HCl(浓)===KCl
+3Cl2↑+3H2O,该反应生成氯气的摩尔质量为________。
答案 73.3 g·mol-1
解析 1 mol Cl2中35Cl 占 mol,37Cl 占 mol,M=(×35+×37) g·mol-1≈73.3 g·mol-1。
7.已知G、Q、X、Y、Z 均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G―→Q+NaCl
②Q+H2O――→X+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl 元素化合价由低到高的顺序是________________。
答案 G、Y、Q、Z、X
解析 由①得出Q 中Cl 元素价态高于G,因为G 必介于Q 和-1 价的氯元素之间,-1 价
为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y 介于Q 与G 之间,故有Q 价态高于Y,Y 价态
高于G;分析②:H2O 中的H 元素化合价降低,则Q 中的氯元素转变为X 中的氯元素,化
合价必升高,则得出X 价态高于Q;最后分析④:Z 介于Q、X 之间,则X 价态高于Z,Z
价态高于Q。
1.(2020·山东,2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是( )
A.谷物发酵酿造食醋
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B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
答案 B
解析 谷物发酵的过程中包含淀粉水解、葡萄糖转化为乙醇、乙醇氧化为乙酸的过程;小苏
打分解的化学方程式为2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O,不是氧化还原反应;含氯
消毒剂有强氧化性,可用于环境消毒;NO2与水发生反应:3NO2+H2O===NO+2HNO3,是
氧化还原反应。
2.(2020·北京,3)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是( )
A.Na B.Cl2 C.NO2 D.Na2O
答案 A
解析 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,H2O 中H 元素化合价由+1 降为0,得电子被还原,
作氧化剂,在反应中表现出氧化性,故A 符合题意;Cl2+H2OHCl+HClO、3NO2+
H2O=== 2HNO3+NO,H2O 中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也
不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B 、C 不符合题意;Na2O +
H2O===2NaOH,该反应没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故D 不符合题意。
3.(2022·辽宁,6)镀锌铁钉放入棕色的碘水中,溶液褪色;取出铁钉后加入少量漂白粉,溶
液恢复棕色;加入CCl4,振荡,静置,液体分层。下列说法正确的是( )
A.褪色原因为I2被Fe 还原
B.液体分层后,上层呈紫红色
C.镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈
D.溶液恢复棕色的原因为I-被氧化
答案 D
解析 Zn 比Fe 活泼,更容易失去电子,还原性更强,先与I2发生氧化还原反应,故溶液褪
色原因为I2被Zn 还原,A 项错误;液体分层后,I2在CCl4层,CCl4的密度比水大,则下层
呈紫红色,B 项错误;若镀层金属活泼性大于Fe,则Fe 不易生锈,反之,若Fe 活泼性大于
镀层金属,则Fe 更易生锈,由于活泼性:Zn>Fe>Sn,则镀锡铁钉更易生锈,C 项错误;漂
白粉的有效成分为Ca(ClO)2,其具有强氧化性,可将I-氧化,D 项正确。
4.(2022·浙江6 月选考,10)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列
说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol 电子
答案 B
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解析 Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在
酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S 元素一种,硫酸的作
用是提供酸性环境。H2SO4中所含元素的化合价均未发生变化,A 说法不正确;Na2S2O3中
的S 的平均化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0 价)和SO2(+4 价),故其既是氧化剂又是
还原剂,B 说法正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物
质的量之比为1∶1,C 说法不正确;根据其中S 元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3
发生反应,转移2 mol 电子,D 说法不正确。
5.(2022·湖南,9)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b 和c),能将
海洋中的NO 转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中NO 发生氧化反应
B.a 和b 中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO+NH===N2↑+2H2O
答案 D
解析 过程Ⅰ中NO 转化为NO,氮元素化合价由+3 价降低到+2 价,NO 得电子,发生还
原反应,A 错误;过程Ⅰ为NO 在酶1 的作用下转化为NO 和H2O,反应的离子方程式为
NO+2H++e-=====NO↑+H2O,过程Ⅱ为NO 和NH 在酶2 的作用下发生氧化还原反应
生成H2O 和N2H4,反应的离子方程式为NO+NH+3e-+2H+=====H2O+N2H4,两过程转
移电子数目不相等,B 错误;由过程Ⅱ的反应方程式可知n(NO)∶n(NH)=1∶1,C 错误;
过程Ⅲ为N2H4转化为N2和4H+、4e-,反应的离子方程式为N2H4===N2↑+4H++4e-,所
以过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO+NH===N2↑+2H2O,D 正确。
课时精练
1.下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是( )
A.用葡萄糖制镜或保温瓶胆
B.铜铸塑像上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]
C.用Na2SiO3溶液制备木材防火剂
D.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
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答案 C
解析 葡萄糖与银氨溶液发生氧化还原反应,生成银单质,葡萄糖作还原剂被氧化,故A
不选;高锰酸钾可氧化具有催熟作用的乙烯,从而达到保鲜水果的目的,故D 不选。
2.(2022·福建省晋江市子江中学高三月考)吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活
性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒(Se)元素的化合物亚硒酸钠
(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3在人体中的作用是( )
A.作氧化剂
B.作还原剂
C.既作氧化剂又作还原剂
D.既不作氧化剂又不作还原剂
答案 B
解析 “活性氧”氧化性极强,服用含硒(Se)元素的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体
内的活性氧,表明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂。
3.(2022·吉林市第二中学高三月考)下列反应中,不属于四种基本反应类型,但属于氧化还
原反应的是( )
A.NH4Cl+NaOH=====NaCl+H2O+NH3↑
B.CH4+2O2――→CO2+2H2O
C.2Al+Fe2O3=====Al2O3+2Fe
D.3Cl2+2Fe=====2FeCl3
答案 B
解析 该反应属于复分解反应,没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,故A 不符合题
意;该反应不属于四种基本反应类型,且有元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B
符合题意;该反应属于置换反应,是氧化还原反应,故C 不符合题意;该反应属于化合反
应,是氧化还原反应,故D 不符合题意。
4.单晶硅是制作电子集成电路的基础材料,对硅的纯度要求很高。制得高纯度硅的化学方
程式为①SiO2+2C=====Si(粗)+2CO↑;②Si(粗)+3HCl=====SiHCl3+H2;③SiHCl3+
H2=====Si(纯)+3HCl,则有关反应分类说法正确的是( )
A.①②③均属于氧化还原反应
B.只有①属于置换反应
C.只有①属于氧化还原反应
D.③属于复分解反应
答案 A
解析 ①②③均属于氧化还原反应、置换反应。
5.(2022·陕西省安康中学高三检测)关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法
正确的是( )
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A. K2H3IO6发生氧化反应
B.KI 是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol 电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
答案 D
解析 反应中K2H3IO6中I 元素的化合价降低,发生得电子的还原反应,A 错误;KI 中的I-
由HI 变化而来,化合价没有发生变化,KI 既不是氧化产物也不是还原产物,B 错误;12.7
g I2的物质的量为0.05 mol,根据反应方程式,每生成4 mol I2转移7 mol 电子,则生成0.05
mol I2时转移电子的物质的量为0.087 5 mol,C 错误;反应中HI 为还原剂,K2H3IO6为氧化
剂,在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7 mol HI 失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量之
比为7∶1,D 正确。
6.2022 年我国空间站的建设举世瞩目,神州十四号载人飞船发射取得圆满成功。飞船的天
线用钛镍记忆合金制造,工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是
反应①:2FeTiO3+6C+7Cl2=====2TiCl4+2FeCl3+6CO
反应②:在氩气环境中,2Mg+TiCl4=====Ti+2MgCl2
下列有关说法不正确的是( )
A.反应①中Cl2是氧化剂,C、FeTiO3是还原剂
B.反应①中每生成标准状况下6.72 L CO 气体,转移0.7NA个电子
C.反应②中Mg 被氧化,TiCl4被还原
D.反应①、②中钛元素的化合价都发生了变化
答案 D
解析 FeTiO3中Fe 显+2 价,O 显-2 价,元素化合价的代数和为0,则Ti 的价态为+4 价,
根据反应①,Cl2中Cl 的化合价降低,Cl2为氧化剂,C 的价态升高,C 作还原剂,铁元素的
价态升高,FeTiO3作还原剂,其余元素的化合价没发生变化,故A 正确,D 错误;生成6
mol CO,转移电子的物质的量为14 mol,即每生成标准状况下6.72 L CO 气体,转移电子的
物质的量为=0.7 mol,故B 正确;反应②中Mg 的化合价由0 价升高为+2 价,Mg 为还原
剂,TiCl4中Ti 的化合价由+4 价降低为0 价,TiCl4为氧化剂,故C 正确。
7.(2022·广东实验中学高三月考)盖-吕萨克及其密友泰纳,把铁屑和苛性钠(NaOH)混合起
来,放在一个密封的弯曲玻璃管内加热生产金属钠。反应原理为3Fe+4NaOHFe3O4
+2H2↑+4Na↑。下列有关说法正确的是( )
A.用磁铁可以将Fe 与Fe3O4分离
B.将生成的气体在空气中冷却可获得钠
C.该反应条件下铁的氧化性比钠强
D.每生成1 mol H2,转移的电子数约为4×6.02×1023
答案 D
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解析 Fe 与Fe3O4都可被磁铁吸引,所以不能用磁铁将Fe 与Fe3O4分离,A 错误;钠极易被
空气中的氧气氧化,B 错误;该反应条件下铁的还原性比钠强,C 错误;每生成1 mol H2,
同时生成2 mol Na,转移的电子为4 mol,故转移的电子数约为4×6.02×1023,D 正确。
8.(2022·广东实验中学高三月考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理
剂,制备流程如图所示:
下列叙述不正确的是( )
A.用K2FeO4作水处理剂时,既能杀菌消毒又能净化水
B.反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D.该条件下,物质的溶解性:Na2FeO4<K2FeO4
答案 D
解析 K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢
氧化铁胶体,可用于净水,故A 正确;尾气含有氯气,可与氯化亚铁反应生成氯化铁,可
再利用,故B 正确;反应Ⅱ中Cl 元素化合价由+1 价降低为-1 价,Fe 元素化合价由+3 价
升高到+6 价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,故C 正确;结晶过程中加入饱和
KOH 溶液,增大了K+浓度,该温度下,高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,有利于
K2FeO4晶体的析出,故D 错误。
9.(2022·重庆市缙云教育联盟高三检测)科学家正在研究一种用乙烯(C2H4,沸点为-104
℃)脱硫(SO2)的方法,其机理如图所示。下列关于该脱硫方法的说法正确的是( )
A.氧化性:O2>SO3>CO2
B.乙烯在该过程中作氧化剂
C.该脱硫过程需要及时补充Cu+
D.步骤ⅰ中,每消耗44.8 L C2H4,有2NA个S 生成
答案 A
解析 步骤ⅲ是氧气和二氧化硫反应生成三氧化硫,则氧化性:O2>SO3,步骤ⅰ是三氧化
硫和乙烯反应生成硫、二氧化碳和水,则氧化性:SO3>CO2,因此氧化性:O2>SO3>
CO2,故A 正确;乙烯和三氧化硫反应生成硫、二氧化碳和水,碳元素的化合价升高,说明
乙烯在该过程中作还原剂,故B 错误;Cu+在反应中作催化剂,Cu+质量不变,因此该脱硫
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过程不需要及时补充Cu+,故C 错误;缺少标准状况下,无法计算物质的量,故D 错误。
10.(2022·天津南开模拟)在酸性溶液中,FeS2催化氧化的物质转化关系如图所示。
下列有关叙述正确的是( )
A.Fe2+是该反应的催化剂
B.反应中,FeS2作氧化剂
C.反应过程中须不断加入NO 和O2
D.每消耗7 mol O2,溶液中最多增加4 mol SO
答案 D
解析 由题图知,反应物为FeS2和氧气,Fe3+、NO 是催化剂,产物为亚铁离子和硫酸根离
子,发生的总反应为2FeS2+7O2+2H2O=====2Fe2++4SO+4H+,FeS2中S 元素被氧化,
FeS2作还原剂,A、B 错误;从总反应中可以看出,反应消耗氧气需要不断加入氧气,而
NO 在总反应中并未消耗,故NO 不需要不断加入,C 错误;根据总反应方程式可知,消耗
7 mol O2,溶液中最多增加4 mol 硫酸根离子,D 正确。
11.HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO 和NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;
在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水、易溶
于酸的化合物,试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2
+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C 可解毒。下列叙述不正确的是________(填字母)。
A.亚硝酸盐被还原
B.维生素C 是还原剂
C.维生素C 将Fe3+还原为Fe2+
D.亚硝酸盐是还原剂
(2)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请
写出反应的离子方程式:____________________________________________________。
(3)Fe 与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4,若用反应所得的酸性溶液将Fe2+转化为Fe3+,要
求产物纯净,可选用的最佳试剂是________(填字母)。
a.Cl2
b.Fe
c.H2O2
d.HNO3
(4)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4),氧化性比
Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强,主要反应:2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4
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+O2↑。
①该反应中的氧化剂是______,还原剂是______。
②简要说明Na2FeO4作为水处理剂时所起的作用:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)D (2)NO+Cl2+H2O===NO+2H++2Cl- (3)c (4)①Na2O2 Na2O2、FeSO4 ②
高铁酸钠具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成
Fe(OH)3胶体,能吸附水中悬浮杂质而沉降
解析 (1)服用维生素C 可以解毒,说明在维生素C 的作用下Fe3+又转化为Fe2+,铁元素化
合价降低,被还原,则维生素C 具有还原性,而亚硝酸盐会导致Fe2+转化为Fe3+,说明亚
硝酸盐具有氧化性,在反应中亚硝酸盐为氧化剂,所以维生素C 是还原剂。(3)由于Cl2、
HNO3都能氧化亚铁离子,但会引入新的杂质,铁不能氧化亚铁离子,双氧水作为氧化剂的
还原产物是水,不引入杂质,所以最佳试剂是双氧水。(4)该反应中铁元素化合价由+2 变为
+6,氧元素化合价由-1 变为0、-2,所以Na2O2是氧化剂,Na2O2、FeSO4是还原剂。
12.氧化还原反应是一类重要的化学反应。
(1)已知反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,反应中还原剂是__________,氧化性:Fe3+
__________(填“<”或“>”)Cu2+。
(2)在2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2反应中,若转移3 mol 电子,则所产生的氧气在标准状
况下的体积为________ L。
(3)在xR2++yH++O2===mR3++nH2O 的离子方程式中,对系数m 和R2+、R3+判断正确的是
_______________(填字母)。
A.m=y,R3+是还原剂
B.m=2y,R2+被氧化
C.m=2,R3+是氧化剂
D.m=4,R2+是还原剂
(4)用双线桥标出反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 中电子转移的
方向和数目。
答案 (1)Cu > (2)33.6 (3)D
(4)
+8H2O
解析 (3)根据氧原子守恒,所以n=2,根据氢原子守恒,所以y=4,根据R 原子守恒则x
=m,根据电荷守恒则2x+y=3m,所以x=y=m=4,在反应中,R 的化合价升高,R2+是
还原剂,所以R3+是氧化产物,氧元素化合价降低,所以H2O 是还原产物。
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