氧化还原反应4
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氧化还原反应的四个基本规律1 守恒规律应用:有关氧化还原反应的计算及氧化还原反应方程式的配平(1)氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,即得失电子守恒。
(2)反应前后各元素种类不变,各元素的原子数目不变,即质量守恒。
(3)在有离子参加的氧化还原反应中,反应前后离子所带电荷的总数相等,即电荷守恒。
2 价态规律(1)高低规律若某物质由多种元素组成,其性质由这些元素性质综合体现,如HCl中H处于最高价态(+1价),Cl处于最低价态(-1价),故HCl既有氧化性又有还原性。
(2)歧化反应规律中间价—→高价+低价。
具有多种价态的元素(如氯、硫和氮元素等)均可发生歧化反应,如Cl2+2NaOH===NaCl +NaClO+H2O。
(3)邻位转化规律(归中规律)同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价“只靠拢而不交叉”,即如反应:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,KClO3中+5价的氯元素不会转化为KCl中-1价的氯元素。
同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应,如浓H2SO4与SO2不反应,因为二者中的硫元素的化合价为相邻价态,不存在中间价态。
3 强弱规律两强生两弱原理氧化性较强的氧化剂与还原性较强的还原剂反应,生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。
其模型为应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质;亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
4 优先规律(反应顺序)(1)当一种氧化剂遇到多种还原剂时,还原剂按还原性先强后弱的顺序参与反应。
如把Fe -Al 合金放入稀盐酸中,由于Al 的还原性强于Fe ,所以Al 先反应,当Al 反应完全后,Fe 开始反应。
再如,将Cl 2通入FeBr 2溶液中,Cl 2能氧化Fe 2+、Br -,由于还原性Fe 2+>Br -,所以Fe 2+先被氧化,若Fe 2+全部被氧化为Fe 3+后仍有Cl 2剩余,Br -再被氧化。
贵州省贵阳一中2011届高三化学一轮复习专题题库:氧化还原反应(4)91. R 、X 、Y 和Z 是四种元素,其常见化合价均为+2价,且X 2+与单质R 不反应;X 2++Z =X +Z 2+;Y +Z 2+=Y 2++Z 。
这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合( ) A.R 2+>X 2+>Z 2+>Y 2+ B.X 2+>R 2+>Y 2+>Z 2+C.Y 2+>Z 2+>R 2+>X 2+D.Z 2+>X 2+>R 2+>Y 2+92.已知在热的碱性溶液中,NaClO 发生如下反应:33 NaClO==2NaCl+NaClO ,在相同条件下2NaClO 也能发生类似的反应,其最终产物是( )A .NaCl, NaClOB . 2 3NaClO , NaClOC .3NaCl, NaClOD .3, 4NaClO NaClO93. U(铀)是重要的核工业原料,常见化合价有+4和+6。
硝酸铀酰[UO 2(NO 3)2]加热可发生如下分解: UO 2(NO 3)2→U X O Y +NO 2↑+O 2↑。
在600K 时,收集满一试管气体产物,并将试管倒扣于水中,气体全部被吸收,水充满试管。
则生成铀的氧化物中铀元素的化合价是( )A .+4B .+6C .+4和+6D .094.已知:①向KMnO 4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;②向FeCl 2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI 试纸上,试纸变蓝色。
下列判断正确的是( )A 上述实验证明氧化性:MnO 4->Cl 2>Fe 3+>I 2 B 上述实验中,共有两个氧化还原反应C 实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI 试纸变蓝D 实验②证明Fe 2+既有氧化性又有还原性95. R 2O 8n -离子在一定条件下可以把Mn 2+离子氧化为MnO 4-,若反应后R 2O 8n -离子变为RO 42-离子。又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2,则n 的值是( )A、1B、2C、3D、496.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。
第4讲氧化还原反应的基本性质【考点1】氧化还原反应的相关概念及表示方法1.氧化还原反应本质和特征2.相关概念及其关系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,③算数目,④说变化。
实例:用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目。
(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“得到”、“失去”字样。
实例:用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目。
4.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示总结:①一定属于氧化还原反应的基本反应类型是置换反应。
②一定不属于氧化还原反应的基本反应类型是复分解反应。
【小思提示】①有单质参与(生成)的化合(分解)反应一定是氧化还原反应,无单质参与(生成)的化合(分解)反应也有可能是氧化还原反应。
②有单质参与或生成的化学反应,不一定是氧化还原反应。
如同素异形体之间的转化。
【例1】下列说法正确的是()A.金属在反应中只能作还原剂,非金属在反应中只能作氧化剂B.氧化剂在反应中失去电子,还原剂在反应中得到电子C.氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性D.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性【小思点评】非金属单质在反应中可以作氧化剂也可以作还原剂,如氢气和氧气反应,氢气作还原剂,氧气作氧化剂,A错误;氧化剂得到电子,还原剂失去电子,B错误;氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性,C正确;阳离子可能有还原性,如亚铁离子,D错误。
故答案为C。
【例2】下列物质直接参与的过程与氧化还原反应有关的是()A.用乙醚从黄花蒿中萃取青蒿素B.用浸有酸性高锰酸钾的硅藻土作水果保鲜剂C.生石灰用作煤炭燃烧的固硫剂D.服用小苏打治疗胃酸过多【小思点评】用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素,利用了物质的溶解性,属于物理过程,A错误;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化乙烯,作水果保鲜剂,与氧化还原反应有关,B正确;生石灰是氧化钙,与二氧化硫反应生成亚硫酸钙,是非氧化还原反应,C错误;发生复分解反应生成二氧化碳,是非氧化还原反应,D错误。
第6讲 氧化还原反应的基本概念和规律[高考评价要求]1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.知道常见的氧化还原反应,并能利用氧化还原反应等概念对常见的反应进行分类和分析说明。
3.能从元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。
考点一 氧化还原反应的基本概念1.氧化还原反应及其概念间的关系(1)本质和特征(2)概念之间的关系(3)氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O 2=====放电2O 3;无单质参加的化合反应不一定是非氧化还原反应,如Na 2O 2与SO 2的反应是氧化还原反应。
2.电子转移的表示方法请分别用双线桥法和单线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:(1)双线桥法。
(2)单线桥法。
3.常见的氧化剂和还原剂(1)常见氧化剂常见氧化剂包括某些非金属单质、含高价态元素的化合物、过氧化物等。
例如:(2)常见还原剂常见还原剂包括活泼金属单质、非金属阴离子、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。
例如:题组一氧化还原反应中相关概念的理解1.菜谱中记载:河虾不宜与西红柿同食。
主要原因是河虾中含有+5价砷,西红柿中含有比较多的维生素C,两者同食会生成有毒的+3价砷。
下列说法正确的是()A.在该反应中维生素C为氧化剂B.由上述信息可推知砒霜(As2O3)有毒C.因为河虾中含有砷元素,所以不能食用D.上述反应中河虾中的+5价砷被氧化解析:选B。
A.该反应中+5价As被还原为+3价,说明维生素C具有还原性,为还原剂,A错误;B.砒霜(As2O3)中As元素为+3价,所以有毒,B正确;C.+5价砷无毒,所以河虾可以食用,C错误;D.As元素化合价由+5价变为+3价,化合价降低被还原,D错误。
2.某种飞船以N2H4和N2O4为动力源,发生反应:2N2H4+N2O4===3N2+4H2O,反应温度高达2 700 ℃,对于该反应,下列说法正确的是() A.该反应属于置换反应B.N2H4是氧化剂C.N2O4是还原剂D.N2既是氧化产物又是还原产物解析:选D。
4.氧化还原反应(2015·四川)1.下列物质在生活中应用时,起还原作用的是A.明矾作净水剂B.甘油作护肤保湿剂C.漂粉精作消毒剂D.铁粉作食品袋内的脱氧剂【答案】D【解析】A选项明矾净水原理是Al3++H2O=Al(OH)3+3H+,不是氧化还原反应;B选项甘油为丙三醇,三个羟基有很强的吸水性,故护肤品常常用它吸附水分,来为皮肤补水,并非为氧化还原反应;C选项漂粉精主要成份是Ca(ClO)2,空气中发生反应Ca(ClO)2 +CO2 + H2O ===CaCO3 + 2HClO,HClO有强氧化性能杀灭细菌;D选项原理是:Fe与水蒸气、氧气反应生成铁的水合物:4Fe+3O2=2Fe2O3,铁作还原剂起还原作用。
点评:考查生活中常见物质的作用及其原理(2015·上海)8.下列反应中的氨与反应4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O中的氨作用相同的是( )[多选] A.2Na + 2NH3 → 2NaNH2 + H2↑ B.2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 +3H2OC.4NH3 + 6NO → 5N2 + 6H2O D.3SiH4 + 4NH3 → Si3N4 + 12H2【答案】BC【解析】由4NH3+5O2=4NO+6H2O可知,氨的作用是还原剂,故选BC。
(2015·上海)21.工业上将Na2CO3和Na2S以1:2的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。
在该反应中()[多选]A.硫元素既被氧化又被还原B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2C.每生成1molNa2S2O3,转移4mol电子D.相同条件下,每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2【答案】AD【解析】由题意可得该反应的化学反应方程式为:Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2,反应中,硫元素既被氧化又被还原,A正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,B错误;每生成3molNa2S2O3,转移8mol电子,C错误;相同条件下,SO2和CO2的物质的量之比为4:1,D正确。
故选AD(2015·江苏)3.下列说法正确的是()A.分子式为的有机化合物性质相同B.相同条件下,等质量的碳按a、b两种途径完全转化,途径a比途径b放出更多热能途径a:途径a:C.在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数D.通过化学变化可以直接将水转变为汽油【答案】C【解析】A项,分析式为C2H6O的可能是乙醇也可能是乙醚,两种不同的官能团,性质不同。
B项,根据盖斯定律,碳转化为二氧化碳,无论途径如何,释放的能量都相同。
C项氧还原反应中得失电子式守恒的,所以C项正确。
D项水中没有碳元素,所以是变不成汽油的,D项错误。
(2015·海南)6.己知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3 + 3C1O- + 4OH-= 2RO4n-+3Cl-+5H2O。
则RO4n-中R的化合价是A.+3 B. +4 C. +5 D.+6【答案】D【解析】:根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得3+4=2n+3,解得n=2。
由于在任何化合物中正负化合价的代数和为0,所以R的化合价为+(2×4-2)=+6,选项是D。
(2015·新课标I)28.(15分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛图。
回答下列问题:(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为____________。
(2)上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为:_____________,已知K sp(AgCl)=1.8×10-10,K sp(AgI)=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI(g)=H2(g) + I2(g)的 H=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。
(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min 0 20 40 60 80 120X(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784X(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:___________。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。
若k正=0.0027min-1,在t=40,min时,v正=__________min-1③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。
当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_________________(填字母)【答案】15分⑴MnSO4;⑵4.72×10-7;⑶299⑷①K=0.1082/0.7842;②K·k正;1.95×10-3③A点、E点【解析】MnO2中+4价Mn还原为+2价,结合溶液环境,可知还原产物为MnSO4;==4.72×10-7;化学键断裂吸收能量,形成化学键放出能量,(-436KJ)+(-151KJ)+2(+X)=11kJ;解得X=299kJ;假设容器体积为1L,投入物质的量为1mol,根据题意可知2HI(g)H2(g)+I2(g)初始1mol·L-10 0平衡0.784mol·L-10.108mol·L-10.108mol·L-1所以K=0.1082/0.7842;平衡时v正=v逆,所以k正x2(HI) =k逆x(H2)x(I2),结合平衡常数表达式可知k逆=K·k 2(HI)=0.0027min-1ⅹ(0.85)2=1.95×10-3。
正,v正=k正x(2015·新课标II)28.(15分)二氧化氯(,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。
回答下列问题:(1)工业上可用与在存在下制得,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_____。
(2)实验室用、盐酸、(亚氯酸铜)为原料,通过以下过程制备:1.电解时发生反应的化学方程式为_____。
2.溶液X中大量存在的阴离子有_____。
3.除去中的可选用的试剂是_____(填标号)。
a.水b.碱石灰c.浓硫酸d.饱和食盐水(3)用下图装置可以测定混合气中CIO的含量:I.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50ml水溶解后,再加入3ml稀硫酸;II.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;III.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;IV.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;V.用0.1000硫代酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(),指示剂显示终点时共用去20.00ml硫代酸钠溶液。
在此过程中:①锥形瓶内与碘化钾反应的离子方程式为__________。
②玻璃液封装置的作用是_________。
③V中加入的指示剂通常为______,滴定至终点的现象是______。
④测定混合器中的质量为______g(4)用处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。
若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是________(填标号)a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁【答案:】(1)2:1(2)①②Cl-、OH-。
③c(3)①②吸收残余的气体。
③淀粉溶液,溶液由蓝色变无色,且半分钟内颜色不发生变化④0.02700(4)d.【解析:】(1)工业上可用与在存在下制得,根据得失电子守恒,变成得到一个电子,变成SO42-失去两个电子,根据电荷守恒该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1,(2)依据题意,电解时产生的氢气,说明有H+得电子,因此需要分析是负三价的N失去电子还是负一价的Cl失去电子,根据后续题意可以得出,NCl3水解得氨气和次氯酸,所以被次氯酸氧化,所以电解方程式是,与NCl3反应的方程是6 + NCl3+3H2O=6+NH3+3NaCl+3NaOH,所以最后X溶液大量存在的是Cl-、OH-。
要与水剧烈反应,除去中的可选浓硫酸。
(3)根据物质所处的环境。
方程式为玻璃液封装置的作用是吸收残余的气体,V中加入的指示剂通常为淀粉溶液,滴定至终点的现象是溶液由蓝色变无色,且半分钟内颜色不发生变化。
根据2-5I2-10S2032-的守恒关系,用去0.002mol的硫代酸钠,所以的物质的量为0.0004mol,质量为0.027g。
(4)用处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。
若要除去超标的亚氯酸盐最好用具有强氧化性物质所以选择硫酸亚铁。
(2015·天津)28.(14分)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
请回答下列问题:(1)FeCl3净水的原理是。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1, c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的PH约为。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:ClO3-+ Fe2++ = Cl-+Fe3++.(3)FeCl3在溶液中分三步水解:O Fe(OH)2++H+K1Fe3++HO Fe(OH)2++H+K2Fe(OH)2++HO Fe(OH)3+H+K3Fe(OH)++H以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:O Fe x(OH)y(3x-y)++yH+xFe3++yH欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)。
a.降温b.加水稀释c.加入NH4Cld.加入NHCO3室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为mg·L-1。