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第3课时　氧化还原反应的规律及应用
[核心素养发展目标]　1.能根据价态规律预测物质的性质及产物。2.能利用氧化性、还原性的强弱判断物质发生反应的先后及发生反应的可能性。3.能利用电子守恒规律进行简单的计算。
一、价态规律及应用
1.高低规律
(1)内容:元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于最高价态时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于最低价态时,只有还原性(如S2-、Br-等);元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)应用:预测物质的氧化性和还原性。
思考　预测微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和还原性,并简单说明预测依据。
(1)Mg2+、H+只有　　　　性,预测依据　　　　 　　　　。
(2)只有还原性的是　　　　,预测依据　　　　 　　　　。
(3)既有氧化性又有还原性的是　　　　　,预测依据　　　　 　　　　。
提示　(1)氧化　元素处于最高价态时只具有氧化性
(2)S2-、I-　二者分别是硫元素、碘元素的最低价态,只能失去电子表现还原性
(3)Fe2+、S　Fe2+既可以得电子降为0价,也可以失电子升高到+3价,S可以得电子降为-2价,也可失电子升高到+4价或+6价
2.归中规律
(1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如下:
(3)应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
3.歧化规律
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态高价态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
1.指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的方向和数目。
(1)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
(2)KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
答案　(1)S是氧化产物,SO2是还原产物
(2)Cl2既是氧化产物又是还原产物
解析　(1)H2S中S元素为-2价,与产物中的单质S的0价接近,浓H2SO4中的S元素为+6价,与SO2中+4价接近。(2)KClO3中的Cl元素为+5价,与0价接近,因而不会转化为KCl中的-1价。
2.已知氮元素有多种可变化合价,常见的有-3、+2、+3、+4、+5价等。某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3N2O3+H2O
②NH3+NOHNO2+H2O
③N2O4+H2OHNO3+HNO2
根据价态规律,判断上述反应是否有可能实现,并说明判断的理由。
答案　①可能,反应物中的氮元素为+2价、+5价,生成物中为+3价,符合归中反应规律。
②不可能,反应物中的氮元素为-3价、+2价,生成物中为+3价,N元素的化合价只升不降。
③可能,反应物中的氮元素为+4价,生成物中为+3价、+5价,符合歧化反应规律。
二、先后规律及应用
1.同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化I-。
2.同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,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,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是 (　　)
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
答案　C
解析　阳离子的氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把锌粉加入Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,锌先与AgNO3反应置换出Ag,然后与Cu(NO3)2反应置换出Cu,锌粉不能与溶液中的Mg(NO3)2发生反应。
2.已知还原性:>Br-,Cl2具有强氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,写出依次反应的离子方程式:　　　　、 　　　　。
答案　+Cl2S↓+2Cl-
2Br-+Cl2Br2+2Cl-
三、守恒规律及应用
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
2.氧化还原反应计算的步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
例　已知X2能将S氧化,当溶液中X2与S数目之比为1∶3时,S恰好被氧化为S,X在还原产物中的化合价为 (　　)
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
分析
应用得失电子守恒解题的一般步骤
(1)“一找物质”:X2在反应中是氧化剂,S是还原剂,S是氧化产物。
(2)“二定得失”:假设X在还原产物中的化合价为+n价,则1个X2在反应中应得到2(6-n)个电子,一个S→S过程中,每个离子失去2个电子,3个S被氧化共失去6个电子。
(3)“三列关系”:N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
根据上述分析列出得失电子守恒等式:2×(6-n)=6,解得n=3。
1.一定条件下,当溶液中X与H2O2个数比恰好为2∶5时,溶液中X被还原为较低价态,则X元素的化合价变为 (　　)
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
答案　A
解析　H2O2恰好将X还原,反应中H2O2变成O2,O元素的化合价由-1价升高为0价,则X元素的化合价降低,设X元素在还原产物中的化合价为+x,由得失电子守恒可知,2×(7-x)=5×2×(1-0),解得x=2。
2.(2024·湖南株洲二中高一段考)在一定条件下,R2和Cl-可发生如下反应:R2+6Cl-+14H+2R3++3Cl2↑+7H2O,从而可知在R2中,R的化合价是 (　　)
A.+4价 B.+5价
C.+6价 D.+7价
答案　C
解析　根据反应前后电荷守恒,可知n=2,即R2中化合价代数和为-2,则R的化合价为+6价。
1.(2023·江苏无锡一中高一期中)下列微粒:
①Al3+　②Cl-　③N2　④S2-　⑤Cu
⑥H2O2　⑦Fe2+。既具有氧化性又具有还原性的是 (　　)
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
答案　B
解析　当物质所含元素处于中间价态时,既具有氧化性又具有还原性;N2、Fe2+、H2O2中N、Fe、O元素均处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性。Al3+只有氧化性,Cl-、S2-、Cu均只具有还原性。
2.反应3NO2+H2O2HNO3+NO中,当有2个电子转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是 (　　)
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1
答案　B
解析　在反应3NO2+H2O2HNO3+NO中,NO2既做还原剂又做氧化剂,每3个NO2发生反应,有2个NO2失去电子被氧化为HNO3,有1个NO2得到电子被还原成NO,反应过程中转移2个电子,则当有2个电子转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤液中一定存在 (　　)
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
答案　A
解析　在金属活动性顺序中,活动性:Fe>H>Cu>Ag,往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则说明滤渣中含有铁,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,当有铁剩余时,说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应,滤液中无硝酸铜和硝酸银,只有生成的硝酸亚铁。
4.(2024·河北邯郸高一月考)查阅资料知:NaNO2易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。请回答下列问题:
(1)已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI2NO↑+I2+2NaI+2H2O。上述反应中氧化剂是　　　　　,氧化产物是　　　　;HI在反应中体现了什么性质:　　　　　。
(2)根据上述反应鉴别NaNO2和NaCl,可选择以下物质中的　　　　　(填字母)进行实验。
A.食用白醋 B.淀粉碘化钾试纸
C.淀粉 D.白酒
(3)某厂废液中含有3%~6%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是　　　　　(填字母)。
A.浓硫酸 B.NH4Cl
C.HNO3 D.KMnO4
答案　(1)NaNO2　I2　还原性、酸性　(2)AB
(3)B
解析　(1)题述反应中NaNO2中N元素化合价降低,NaNO2为氧化剂,HI中部分I元素化合价升高,得到氧化产物I2,部分I元素化合价不变生成NaI,故HI体现了还原性、酸性。(2)根据资料可知,酸性条件下NaNO2和I-反应生成碘单质,碘单质能使淀粉碘化钾试纸变蓝色,而氯化钠不和碘离子反应,故选AB。(3)NaNO2转化为N2,氮元素化合价降低,需要加入还原剂,铵根离子具有还原性,能与NaNO2发生归中反应生成N2,故选B。
课时对点练　
[分值:100分]
(选择题1~8题,每小题5分,9~12题,每小题6分,共64分)
题组一　价态规律及应用
1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 (　　)
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
答案　A
解析　Al3+处于最高价,只有氧化性,K的化合价只能升高,只有还原性,Fe2+化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;Cl-处于最低价,只有还原性,B错误;NO2中氮元素化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+化合价只能降低,只有氧化性,C错误;SO2既有氧化性又有还原性,Fe化合价只能升高,只有还原性,D错误。
2.(2024·武汉高一联考)大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要作用。现欲制备大苏打,从氧化还原角度分析,下列所选用的制备试剂组合合理的是 (　　)
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO3
答案　B
解析　Na2S2O3中硫元素化合价为+2价。Na2S+S若生成Na2S2O3,只有化合价上升,A错误;Na2SO3+Na2SO4若生成Na2S2O3,只有化合价下降,C错误;SO2+Na2SO3二者化合价相同,不能发生氧化还原反应,D错误。
3.(2024·扬州高一期末)淀粉 KI试纸检验KIO3的原理为KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O。下列说法正确的是 (　　)
A.KIO3中碘元素的化合价为+5
B.KI是氧化剂
C.KIO3发生氧化反应
D.每生成3个I2,转移10个电子
答案　A
解析　反应中KIO3中碘元素的化合价由+5价降低为0价,发生还原反应,做氧化剂,KI中碘元素化合价由-1价升高到0价,发生氧化反应,做还原剂,A正确,B、C错误;1个KIO3得5个电子,故每生成3个I2,转移5个电子,D错误。
题组二　先后规律及应用
4.多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是 (　　)
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能确定
答案　B
解析　氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最强的H+发生置换反应,然后再与F发生置换反应。
5.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉,下列说法不正确的是 (　　)
A.若有铁粉剩余,则不溶物中有铁和铜单质
B.若有铁粉剩余,则反应后的溶质为FeSO4
C.若铁粉无剩余,且溶液中无Cu2+,则溶液中一定没有Fe3+
D.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中一定没有Fe3+
答案　D
解析　在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉的过程中,铁先与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4,再与CuSO4反应生成FeSO4和Cu,据此分析。若有铁粉剩余,则铁过量,反应后生成FeSO4和Cu,不溶物中有过量的铁和生成的铜单质,A、B正确;因氧化性:Fe3+>Cu2+,若铁粉无剩余,必先还原Fe3+,则溶液中无Cu2+时一定也没有Fe3+,C正确;若铁粉无剩余,只是加入少量铁粉,则可能只与部分Fe3+反应,则溶液中还有Cu2+、Fe3+,D不正确。
题组三　守恒规律及应用
6.(2023·四川万源中学校考)已知方程式:M2+3S2-+14H+2M3++3S↓+7H2O,则M2中x的值 (　　)
A.2　　　　　　　　　B.3　　　　　　　C.4　　　　　　D.6
答案　A
解析　根据电荷守恒:-x+(-6)+14=2×3,解得x=2。也可以根据得失电子守恒计算,由信息可知,S元素的化合价由-2价升高为0价,M元素的化合价降低为+3价,设M2中M的化合价是a,由得失电子守恒可知,1×2×(a-3)=3×[0-(-2)],解得a=+6,则M2中x=2。
7.(2024·辽宁凤城一中月考)含有氧化剂的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知、Na2SO3的个数比为2∶1,则还原产物中X元素的价态是 (　　)
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
答案　D
解析　Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价;设X元素被还原后的价态为n,则X元素的化合价降低总数为(5-n),且与Na2SO3的个数比为2∶1,由化合价升高总数等于降低总数可得2×1=(5-n)×2,解得n=+4,故选D。
8.(2023·辽宁锦州高一统考)水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2+O2+aOH-Y+S4+2H2O。下列说法错误的是 (　　)
A.S2是还原剂
B.Y的化学式为Fe3O4
C.a=4
D.有1个O2参与反应时,转移2个电子
答案　D
解析　S2中S元素的化合价为+2价,S4中S元素的化合价为+价,S元素的化合价升高失去电子,S2是还原剂,A正确;根据质量守恒可知,Y为化合物,反应前后的原子个数相等,则Y为Fe3O4,B正确;根据电荷守恒可知,a=4,C正确;该反应中化合价降低的元素只有氧元素,每有1个O2参加反应,转移4个电子,D错误。
9.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为 (　　)
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
答案　A
解析　设被氧化的氮原子数为x,被还原的氮原子数为y,根据得失电子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得=。
10.已知反应6HCl(浓)+KClO33Cl2↑+KCl+3H2O,下列说法不正确的是 (　　)
A.KClO3是氧化剂
B.被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1
C.盐酸表现还原性和酸性
D.用双线桥表示该反应的电子转移为
答案　D
解析　A对,由反应可知,KClO3中Cl元素由+5价降低到0价,则KClO3是氧化剂;B对,由反应可知,被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1;C对,该反应中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成盐KCl,则盐酸表现还原性和酸性;D错,由于该反应为同一元素不同价态的归中反应,据归中反应规律,价态只靠近不交叉,所以双线桥应为
11.(2024·山东临淄中学高一月考)N2O既是医学上的一种麻醉剂,又是一种常见的温室气体。制取N2O的方法有很多,例如:
①NH4NO3N2O↑+2H2O
②K2SO3+2NOK2SO4+N2O
③2NH3+2O2N2O+3H2O
④2NaNO3+(NH4)2SO42N2O↑+Na2SO4+4H2O
下列说法不正确的是 (　　)
A.反应①中NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
B.反应②中K2SO3是还原剂,N2O是还原产物
C.反应③中每生成1个N2O,转移8个电子
D.反应④中NaNO3是还原剂,N2O既是氧化产物又是还原产物
答案　D
解析　反应①中,NH4NO3中N元素的化合价既升高又降低,则硝酸铵既是氧化剂又是还原剂,A正确;反应②中,N元素的化合价降低,S元素的化合价升高,所以K2SO3是还原剂,NO是氧化剂,N2O是还原产物,B正确;反应③中,N元素的化合价由-3价升高到+1价,则每生成1个N2O,转移1×2×(3+1)=8个电子,C正确;反应④中,NaNO3中N元素的化合价降低,NaNO3是氧化剂,(NH4)2SO4中N元素的化合价升高,生成的N2O既是氧化产物又是还原产物,D错误。
12.在室温下,发生下列几种反应:
①16H++10Z-+2X2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B22A3++2B-
③2B-+Z2B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论错误的是 (　　)
A.还原性强弱顺序为A2+>B->Z->X2+
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2
C.X2+是X的还原产物,B2是B-的氧化产物
D.在溶液中不可能发生反应:8H++5A2++XX2++5A3++4H2O
答案　D
解析　在反应①中,X为氧化剂,X2+是还原产物,Z-是还原剂,Z2是氧化产物,还原性:Z->X2+;在反应②中,B2是氧化剂,B-是还原产物,A2+是还原剂,A3+是氧化产物,还原性:A2+>B-;在反应③中,Z2是氧化剂,Z-是还原产物,B-是还原剂,B2是氧化产物,还原性:B->Z-,则物质的还原性:A2+>B->Z->X2+,A正确;氧化性:X>Z2>B2>A3+,要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,B正确;X2+是X得到电子发生还原反应产生的还原产物,B2是B-失去电子被氧化产生的氧化产物,C正确;由于氧化性:X>Z2>B2>A3+,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知在溶液中可能会发生反应:8H++5A2++XX2++5A3++4H2O,D错误。
13.(10分)(2024·郑州高一期末)亚硝酸钠(NaNO2)为白色粉末,易溶于水,味微咸,有毒,广泛应用于工业建筑领域,允许限量做食品添加剂,用于防腐和肉制品增色。某化学小组对亚硝酸钠的性质和用途进行了如下探究。
(1)NaNO2中N元素的化合价为　　　　,据此推断NaNO2　　　　(填字母)。
a.只有氧化性 b.只有还原性
c.既有氧化性又有还原性
(2)资料表明:误食NaNO2后,血红蛋白中的二价铁转变成三价铁,失去携氧功能,因此造成人体缺氧中毒;三价铁遇到KSCN溶液使溶液显红色,而二价铁不显红色。
①预测性质:上述过程中NaNO2做　　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
②实验和结论:取NaNO2固体配成溶液,取少量溶液于试管中,滴入　　　　　(填“FeSO4溶液和KSCN溶液”或“酸性KMnO4溶液”),观察到的实验现象为　　　　　,据此得出预测结论。
答案　(1)+3　c　(2)①氧化剂　②FeSO4溶液和KSCN溶液　溶液变红色
解析　(2)①误食NaNO2后,血红蛋白中的Fe2+转变成Fe3+,化合价升高,说明上述过程中NaNO2做氧化剂。②取少量NaNO2溶液于试管中,滴入FeSO4溶液和KSCN溶液,振荡,溶液变红色,证明NaNO2做氧化剂。
14.(10分)根据下表信息,解答有关问题。
氯气(Cl2) KMnO4 PbO2
有刺激性气味,呈黄绿色,有毒气体 易溶于水,溶液呈紫红色,可用于杀菌消毒 Pb的最高化合价为+4,其稳定化合价为+2,难溶于水,灰色固体
(1)上表所列物质通常做氧化剂的是　　　　。
(2)取一定量的酸性KMnO4溶液进行下列实验,有关现象记录如下:
a.取适量浓盐酸于一支试管中,向其中加入少量KMnO4溶液,剧烈反应,产生黄绿色有刺激性气味的气体,溶液紫红色褪去。
b.取适量KMnO4溶液于另一支试管中,向其中滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生;
再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色。
①在配制酸性KMnO4溶液时,能否用盐酸 　　　　,原因是　　　　
　　　　。
②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由强到弱的顺序为　　　　。
(3)根据上述反应能否比较Cl2与H2O2的氧化性强弱 　　　　(填“能”或“不能”)。
答案　(1)KMnO4、PbO2、氯气(Cl2)
(2)①不能　KMnO4的氧化性比氯气的强,可将盐酸氧化为氯气　②PbO2>KMnO4>H2O2　(3)不能
解析　(2)②滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生,说明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色,说明Mn2+能与PbO2反应生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,综上得出氧化性由强到弱的顺序是PbO2>KMnO4>H2O2。
15.(16分)某小组同学学习了氧化还原反应的知识后,欲探究H2O2的性质。
[预测]
(1)聚焦H2O2中的核心元素O,O元素的化合价为　　　　,预测H2O2既具有氧化性,也具有还原性,理由是　　　　。
[实验和观察]
(2)实验①中,观察到KMnO4溶液与H2O2发生了反应,紫红色褪去同时有无色气体产生,经分析知紫红色转变为无色Mn2+,该实验证明H2O2具有　　　(填“氧化”或“还原”)性。高锰酸钾发生了　　　　　　　(填“氧化反应”或“还原反应”),氧化产物为　　　　(填化学式)。
(3)实验②,在反应后的溶液中加入淀粉溶液,可观察到溶液变蓝,是为了验证H2O2的　　　　(填“氧化”或“还原”)性(已知:淀粉溶液遇I2会变蓝)。
(4)实验室常用MnO2催化H2O2分解制备氧气,写出其化学方程式,并用双线桥标明电子转移:
　　　　。
[结论]　以上实验可得出的结论是:H2O2既具有氧化性,也具有还原性。
(5)该实验也能说明H2O2、KMnO4和I2三者的氧化性由强到弱的顺序为　　　　。
答案　(1)-1　H2O2中的O元素为-1价,为氧元素中间价态,既可降价也可升价,所以H2O2既具有氧化性,也具有还原性　(2)还原　还原反应　O2　(3)氧化
(4)
(5)KMnO4>H2O2>I2
解析　(2)酸性高锰酸钾具有强氧化性,实验①利用了酸性高锰酸钾的氧化性,验证H2O2的还原性,-1价的O被氧化生成氧气,化合价升高,高锰酸钾化合价下降,发生还原反应。(3)KI具有还原性,实验②是为了验证H2O2的氧化性,将碘离子氧化为碘单质,故在反应后的溶液中加入淀粉溶液,可观察到溶液变蓝。(5)氧化剂的氧化性大于氧化产物,由以上分析可知,氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>H2O2>I2。第3课时　氧化还原反应的规律及应用
[核心素养发展目标]　1.能根据价态规律预测物质的性质及产物。2.能利用氧化性、还原性的强弱判断物质发生反应的先后及发生反应的可能性。3.能利用电子守恒规律进行简单的计算。
一、价态规律及应用
1.高低规律
(1)内容:元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于__________时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于最低价态时,只有__________(如S2-、Br-等);元素处于__________时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)应用:预测物质的__________和__________。
思考　预测微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和还原性,并简单说明预测依据。
(1)Mg2+、H+只有__________性,预测依据__________。
(2)只有还原性的是__________,预测依据__________。
(3)既有氧化性又有还原性的是__________,预测依据__________。
2.归中规律
(1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态__________,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如下:
(3)应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
3.歧化规律
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价__________。歧化反应时,某元素的中间价态__________态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
1.指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的方向和数目。
(1)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
(2)KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
2.已知氮元素有多种可变化合价,常见的有-3、+2、+3、+4、+5价等。某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3N2O3+H2O
②NH3+NOHNO2+H2O
③N2O4+H2OHNO3+HNO2
根据价态规律,判断上述反应是否有可能实现,并说明判断的理由。
二、先后规律及应用
1.同一氧化剂与多种还原剂混合时,__________的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,氯气的量不足时首先氧化__________;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化__________。
2.同一还原剂与多种氧化剂混合时,__________的先被还原。例如,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__________反应,然后再依次与__________反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是 (　　)
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
2.已知还原性:>Br-,Cl2具有强氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,写出依次反应的离子方程式:__________、 __________。
三、守恒规律及应用
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
2.氧化还原反应计算的步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
例　已知X2能将S氧化,当溶液中X2与S数目之比为1∶3时,S恰好被氧化为S,X在还原产物中的化合价为 (　　)
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
分析
应用得失电子守恒解题的一般步骤
(1)“一找物质”:X2在反应中是__________,S是__________,S是__________。
(2)“二定得失”:假设X在还原产物中的化合价为+n价,则1个X2在反应中应得到__________个电子,一个S→S过程中,每个离子失去__________个电子,3个S被氧化共失去__________个电子。
(3)“三列关系”:N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
根据上述分析列出得失电子守恒等式:__________,解得n=__________。
1.一定条件下,当溶液中X与H2O2个数比恰好为2∶5时,溶液中X被还原为较低价态,则X元素的化合价变为 (　　)
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
2.(2024·湖南株洲二中高一段考)在一定条件下,R2和Cl-可发生如下反应:R2+6Cl-+14H+2R3++3Cl2↑+7H2O,从而可知在R2中,R的化合价是 (　　)
A.+4价 B.+5价
C.+6价 D.+7价
1.(2023·江苏无锡一中高一期中)下列微粒:
①Al3+　②Cl-　③N2　④S2-　⑤Cu
⑥H2O2　⑦Fe2+。既具有氧化性又具有还原性的是 (　　)
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
2.反应3NO2+H2O2HNO3+NO中,当有2个电子转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是 (　　)
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤液中一定存在 (　　)
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
4.(2024·河北邯郸高一月考)查阅资料知:NaNO2易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。请回答下列问题:
(1)已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI2NO↑+I2+2NaI+2H2O。上述反应中氧化剂是__________,氧化产物是__________;HI在反应中体现了什么性质:__________。
(2)根据上述反应鉴别NaNO2和NaCl,可选择以下物质中的__________(填字母)进行实验。
A.食用白醋 B.淀粉碘化钾试纸
C.淀粉 D.白酒
(3)某厂废液中含有3%~6%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是__________(填字母)。
A.浓硫酸 B.NH4Cl
C.HNO3 D.KMnO4
答案精析
一、
1.(1)最高价态　还原性　中间价态　(2)氧化性　还原性
思考　(1)氧化　元素处于最高价态时只具有氧化性
(2)S2-、I-　二者分别是硫元素、碘元素的最低价态，只能失去电子表现还原性
(3)Fe2+、S　Fe2+既可以得电子降为0价，也可以失电子升高到+3价，S可以得电子降为-2价，也可失电子升高到+4价或+6价
2.(1)中间价态
3.(1)降低　高价
应用体验
1.(1)S是氧化产物，SO2是还原产物
(2)Cl2既是氧化产物又是还原产物
2.①可能，反应物中的氮元素为+2价、+5价，生成物中为+3价，符合归中反应规律。
②不可能，反应物中的氮元素为-3价、+2价，生成物中为+3价，N元素的化合价只升不降。
③可能，反应物中的氮元素为+4价，生成物中为+3价、+5价，符合歧化反应规律。
二、
1.还原性强　Fe2+　I-
2.氧化性强　Fe3+　Cu2+、H+
应用体验
1.C
2.+Cl2S↓+2Cl-　2Br-+Cl2Br2+2Cl-
三、
2.例　(1)氧化剂　还原剂　氧化产物　(2)2(6-n)　2　6　(3)2×(6-n)=6　3
应用体验
1.A
2.C　[根据反应前后电荷守恒，可知n=2，即R2中化合价代数和为-2，则R的化合价为+6价。]
随堂演练　知识落实
1.B
2.B　[在反应3NO2+H2O2HNO3+NO中，NO2既做还原剂又做氧化剂，每3个NO2发生反应，有2个NO2失去电子被氧化为HNO3，有1个NO2得到电子被还原成NO，反应过程中转移2个电子，则当有2个电子转移时，被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。]
3.A
4.(1)NaNO2　I2　还原性、酸性　(2)AB　(3)B(共68张PPT)
氧化还原反应的规律及应用
第3课时
第一章　第三节
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核心素养
发展目标
1.能根据价态规律预测物质的性质及产物。
2.能利用氧化性、还原性的强弱判断物质发生反应的先后及发生反应的可能性。
3.能利用电子守恒规律进行简单的计算。
内容索引
一、价态规律及应用
二、先后规律及应用
课时对点练
随堂演练　知识落实
三、守恒规律及应用
价态规律及应用
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一
1.高低规律
(1)内容:元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于 时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于最低价态时,只有 (如S2-、Br-等);元素处于 时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)应用:预测物质的 和 。
最高价态
一、价态规律及应用
还原性
中间价态
氧化性
还原性
思考　预测微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和还原性,并简单说明预测依据。
(1)Mg2+、H+只有　　　性,预测依据　　　　 　 　　 　。
(2)只有还原性的是　　　　,预测依据______________________________
______________________________。
(3)既有氧化性又有还原性的是　　 　,预测依据___________________
____________________________________________________________________________。
氧化
元素处于最高价态时只具有氧化性
S2-、I-
二者分别是硫元素、碘元素的最
低价态,只能失去电子表现还原性
Fe2+、S
Fe2+既可以得电子降为0价,也可以失电子升高到+3价,S可以得电子降为-2价,也可失电子升高到+4价或+6价
2.归中规律
(1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态―→
,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如下:
中间价态
(3)应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
3.歧化规律
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价 。歧化反应时,某元素的中间价态―→ 态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
降低
高价
1.指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的方向和数目。
(1)H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
答案　S是氧化产物,SO2是还原产物
H2S中S元素为-2价,与产物中的单质S的0价接近,浓H2SO4中的S元素为+6价,与SO2中+4价接近。
(2)KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
答案　Cl2既是氧化产物又是还原产物
KClO3中的Cl元素为+5价,与0价接近,因而不会转化为KCl中的-1价。
2.已知氮元素有多种可变化合价,常见的有-3、+2、+3、+4、+5价等。某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
根据价态规律,判断上述反应是否有可能实现,并说明判断的理由。
答案　①可能,反应物中的氮元素为+2价、+5价,生成物中为+3价,符合归中反应规律。
②不可能,反应物中的氮元素为-3价、+2价,生成物中为+3价,N元素的化合价只升不降。
③可能,反应物中的氮元素为+4价,生成物中为+3价、+5价,符合歧化反应规律。
返回
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二
先后规律及应用
1.同一氧化剂与多种还原剂混合时, 的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,氯气的量不足时首先氧化
;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化 。
2.同一还原剂与多种氧化剂混合时, 的先被还原。例如,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 反应,然后再依次与 反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
还原性强
二、先后规律及应用
Fe2+
氧化性强
Fe3+
Cu2+、H+
I-
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2
√
阳离子的氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把锌粉加入Cu(NO3)2、
Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,锌先与AgNO3反应置换出Ag,然后与Cu(NO3)2反应置换出Cu,锌粉不能与溶液中的Mg(NO3)2发生反应。
2.已知还原性:S2->Br-,Cl2具有强氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,写出依次反应的离子方程式:　 　　　、____________
_________。
返回
S2- +Cl2===S↓+2Cl-
2Br-+Cl2===
Br2+2Cl-
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三
守恒规律及应用
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
三、守恒规律及应用
2.氧化还原反应计算的步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
例　已知X2能将S氧化,当溶液中X2与S数目之比为1∶3时,S恰好被氧化为S,X在还原产物中的化合价为
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
分析
应用得失电子守恒解题的一般步骤
(1)“一找物质”:X2在反应中是 ,S是 ,S是
。
(2)“二定得失”:假设X在还原产物中的化合价为+n价,则1个X2在反应中应得到 个电子,一个S→S过程中,每个离子失去
个电子,3个S被氧化共失去 个电子。
氧化剂
还原剂
氧化产物
2(6-n)
2
6
(3)“三列关系”:N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
根据上述分析列出得失电子守恒等式: ,解得n= 。
2×(6-n)=6
3
1.一定条件下,当溶液中X与H2O2个数比恰好为2∶5时,溶液中X被还原为较低价态,则X元素的化合价变为
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
√
H2O2恰好将X还原,反应中H2O2变成O2,O元素的化合价由-1价升高为0价,则X元素的化合价降低,设X元素在还原产物中的化合价为+x,由得失电子守恒可知,2×(7-x)=5×2×(1-0),解得x=2。
2.(2024·湖南株洲二中高一段考)在一定条件下,R2和Cl-可发生如下反应:R2+6Cl-+14H+===2R3++3Cl2↑+7H2O,从而可知在R2中,R的化合价是
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
根据反应前后电荷守恒,可知n=2,即R2中化合价代数和为-2,则R的化合价为+6价。
返回
√
随堂演练　知识落实
1.(2023·江苏无锡一中高一期中)下列微粒:
①Al3+　②Cl-　③N2　④S2-　⑤Cu　⑥H2O2　⑦Fe2+。既具有氧化性又具有还原性的是
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
√
1
2
3
4
当物质所含元素处于中间价态时,既具有氧化性又具有还原性;N2、Fe2+、H2O2中N、Fe、O元素均处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性。Al3+只有氧化性,Cl-、S2-、Cu均只具有还原性。
1
2
3
4
2.反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,当有2个电子转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.3∶1
√
在反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,NO2既做还原剂又做氧化剂,每3个NO2发生反应,有2个NO2失去电子被氧化为HNO3,有1个NO2得到电子被还原成NO,反应过程中转移2个电子,则当有2个电子转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。
3.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤液中一定存在
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
1
2
3
4
√
在金属活动性顺序中,活动性:Fe>H>Cu>Ag,往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则说明滤渣中含有铁,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,当有铁剩余时,说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应,滤液中无硝酸铜和硝酸银,只有生成的硝酸亚铁。
4.(2024·河北邯郸高一月考)查阅资料知:NaNO2易溶于水且溶解时吸热,有咸味,遇酸易放出气体,人误食会中毒。请回答下列问题:
(1)已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O。上述反应中氧化剂是　　　　　,氧化产物是　　　;HI在反应中体现了什么性质:　　 　　　。
1
2
3
4
NaNO2
题述反应中NaNO2中N元素化合价降低,NaNO2为氧化剂,HI中部分I元素化合价升高,得到氧化产物I2,部分I元素化合价不变生成NaI,故HI体现了还原性、酸性。
I2
还原性、酸性
1
2
3
4
(2)根据上述反应鉴别NaNO2和NaCl,可选择以下物质中的　　　(填字母)进行实验。
A.食用白醋 B.淀粉碘化钾试纸
C.淀粉 D.白酒
AB
根据资料可知,酸性条件下NaNO2和I-反应生成碘单质,碘单质能使淀粉碘化钾试纸变蓝色,而氯化钠不和碘离子反应,故选AB。
1
2
3
4
(3)某厂废液中含有3%~6%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是　　　(填字母)。
A.浓硫酸 B.NH4Cl
C.HNO3 D.KMnO4
B
NaNO2转化为N2,氮元素化合价降低,需要加入还原剂,铵根离子具有还原性,能与NaNO2发生归中反应生成N2,故选B。
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课时对点练
题组一　价态规律及应用
1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是
A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Al3+处于最高价,只有氧化性,K的化合价只能升高,只有还原性,Fe2+化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;
Cl-处于最低价,只有还原性,B错误;
NO2中氮元素化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+化合价只能降低,只有氧化性,C错误;
SO2既有氧化性又有还原性,Fe化合价只能升高,只有还原性,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
13
15
14
2.(2024·武汉高一联考)大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要作用。现欲制备大苏打,从氧化还原角度分析,下列所选用的制备试剂组合合理的是
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO3
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
Na2S2O3中硫元素化合价为+2价。Na2S+S若生成Na2S2O3,只有化合价上升,A错误;
Na2SO3+Na2SO4若生成Na2S2O3,只有化合价下降,C错误;
SO2+Na2SO3二者化合价相同,不能发生氧化还原反应,D错误。
1
2
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5
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14
3.(2024·扬州高一期末)淀粉 KI试纸检验KIO3的原理为KIO3+5KI+3H2SO4
===3K2SO4+3I2+3H2O。下列说法正确的是
A.KIO3中碘元素的化合价为+5
B.KI是氧化剂
C.KIO3发生氧化反应
D.每生成3个I2,转移10个电子
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
13
15
14
反应中KIO3中碘元素的化合价由+5价降低为0价,发生还原反应,做氧化剂,KI中碘元素化合价由-1价升高到0价,发生氧化反应,做还原剂,A正确,B、C错误;
1个KIO3得5个电子,故每生成3个I2,转移5个电子,D错误。
1
2
3
4
5
6
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15
14
题组二　先后规律及应用
4.多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能确定
√
氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最强的H+发生置换反应,然后再与Fe2+>发生置换反应。
1
2
3
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5
6
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15
14
5.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉,下列说法不正确的是
A.若有铁粉剩余,则不溶物中有铁和铜单质
B.若有铁粉剩余,则反应后的溶质为FeSO4
C.若铁粉无剩余,且溶液中无Cu2+,则溶液中一定没有Fe3+
D.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中一定没有Fe3+
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉的过程中,铁先与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4,再与CuSO4反应生成FeSO4和Cu,据此分析。若有铁粉剩余,则铁过量,反应后生成FeSO4和Cu,不溶物中有过量的铁和生成的铜单质,A、B正确;
因氧化性:Fe3+>Cu2+,若铁粉无剩余,必先还原Fe3+,则溶液中无Cu2+时一定也没有Fe3+,C正确;
若铁粉无剩余,只是加入少量铁粉,则可能只与部分Fe3+反应,则溶液中还有Cu2+、Fe3+,D不正确。
1
2
3
4
5
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14
题组三　守恒规律及应用
6.(2023·四川万源中学校考)已知方程式:M2+3S2-+14H+===2M3++3S↓
+7H2O,则M2中x的值
A.2　　　　B.3　　　　　C.4　　　　　D.6
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
15
14
根据电荷守恒:-x+(-6)+14=2×3,解得x=2。也可以根据得失电子守恒计算,由信息可知,S元素的化合价由-2价升高为0价,M元素的化合价降低为+3价,设M2中M的化合价是a,由得失电子守恒可知,1×2×(a-3)=
3×[0-(-2)],解得a=+6,则M2中x=2。
1
2
3
4
5
6
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7.(2024·辽宁凤城一中月考)含有氧化剂的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知、Na2SO3的个数比为2∶1,则还原产物中X元素的价态是
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
√
Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价;设X元素被还原后的价态为n,则X元素的化合价降低总数为(5-n),且与Na2SO3的个数比为2∶1,由化合价升高总数等于降低总数可得2×1=(5-n)×2,解得n=+4,故选D。
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8.(2023·辽宁锦州高一统考)水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2++2S2+O2+aOH-===Y+S4+2H2O。下列说法错误的是
A.S2是还原剂
B.Y的化学式为Fe3O4
C.a=4
D.有1个O2参与反应时,转移2个电子
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S2中S元素的化合价为+2价,S4中S元素的化合价为+价,S元素的化合价升高失去电子,S2是还原剂,A正确;
根据质量守恒可知,Y为化合物,反应前后的原子个数相等,则Y为Fe3O4,B正确;
根据电荷守恒可知,a=4,C正确;
该反应中化合价降低的元素只有氧元素,每有1个O2参加反应,转移4个电子,D错误。
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9.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO3 2HNO3+
4N2↑+9H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
√
设被氧化的氮原子数为x,被还原的氮原子数为y,根据得失电子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得=。
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10.已知反应6HCl(浓)+KClO3===3Cl2↑+KCl+3H2O,下列说法不正确的是
A.KClO3是氧化剂
B.被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1
C.盐酸表现还原性和酸性
D.用双线桥表示该反应的电子转移为
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A对,由反应可知,KClO3中Cl元素由+5价降低到0价,则KClO3是氧化剂;
B对,由反应可知,被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1;
C对,该反应中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成盐KCl,则盐酸表现还原性和酸性;
D错,由于该反应为同一元素不同价态的归中反应,据归中反应规律,价
态只靠近不交叉,所以双线桥应为
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11.(2024·山东临淄中学高一月考)N2O既是医学上的一种麻醉剂,又是一种常见的温室气体。制取N2O的方法有很多,例如:
①NH4NO3===N2O↑+2H2O　②K2SO3+2NO===K2SO4+N2O　③2NH3+2O2===
N2O+3H2O　④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O
下列说法不正确的是
A.反应①中NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
B.反应②中K2SO3是还原剂,N2O是还原产物
C.反应③中每生成1个N2O,转移8个电子
D.反应④中NaNO3是还原剂,N2O既是氧化产物又是还原产物
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反应①中,NH4NO3中N元素的化合价既升高又降低,则硝酸铵既是氧化剂又是还原剂,A正确;
反应②中,N元素的化合价降低,S元素的化合价升高,所以K2SO3是还原剂,NO是氧化剂,N2O是还原产物,B正确;
反应③中,N元素的化合价由-3价升高到+1价,则每生成1个N2O,转移1×2×(3+1)=8个电子,C正确;
反应④中,NaNO3中N元素的化合价降低,NaNO3是氧化剂,(NH4)2SO4中N元素的化合价升高,生成的N2O既是氧化产物又是还原产物,D错误。
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12.在室温下,发生下列几种反应:
①16H++10Z-+2X===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.还原性强弱顺序为A2+>B->Z->X2+
B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2
C.X2+是X的还原产物,B2是B-的氧化产物
D.在溶液中不可能发生反应:8H++5A2++X===X2++5A3++4H2O
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在反应①中,X为氧化剂,X2+是还原产物,Z-是还原剂,Z2是氧化产物,还原性:Z->X2+;在反应②中,B2是氧化剂,B-是还原产物,A2+是还原剂,A3+是氧化产物,还原性:A2+>B-;在反应③中,Z2是氧化剂,Z-是还原产物,B-是还原剂,B2是氧化产物,还原性:B->Z-,则物质的还原性:A2+>B->Z->X2+,A正确;
氧化性:X>Z2>B2>A3+,要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,B正确;
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X2+是X得到电子发生还原反应产生的还原产物,B2是B-失去电子被氧化产生的氧化产物,C正确;
由于氧化性:X>Z2>B2>A3+,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知在溶液中可能会发生反应:8H++5A2++X===X2++5A3++4H2O,D错误。
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13.(2024·郑州高一期末)亚硝酸钠(NaNO2)为白色粉末,易溶于水,味微咸,有毒,广泛应用于工业建筑领域,允许限量做食品添加剂,用于防腐和肉制品增色。某化学小组对亚硝酸钠的性质和用途进行了如下探究。
(1)NaNO2中N元素的化合价为　　　,据此推断NaNO2　　　(填字母)。
a.只有氧化性 b.只有还原性
c.既有氧化性又有还原性
+3
c
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(2)资料表明:误食NaNO2后,血红蛋白中的二价铁转变成三价铁,失去携氧功能,因此造成人体缺氧中毒;三价铁遇到KSCN溶液使溶液显红色,而二价铁不显红色。
①预测性质:上述过程中NaNO2做　　 　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
氧化剂
误食NaNO2后,血红蛋白中的Fe2+转变成Fe3+,化合价升高,说明上述过程中NaNO2做氧化剂。
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②实验和结论:取NaNO2固体配成溶液,取少量溶液于试管中,滴入_______
________________(填“FeSO4溶液和KSCN溶液”或“酸性KMnO4溶液”),观察到的实验现象为　 　　　　,据此得出预测结论。
FeSO4
溶液和KSCN溶液
溶液变红色
取少量NaNO2溶液于试管中,滴入FeSO4溶液和KSCN溶液,振荡,溶液变红色,证明NaNO2做氧化剂。
14.根据下表信息,解答有关问题。
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氯气(Cl2) KMnO4 PbO2
有刺激性气味,呈黄绿色,有毒气体 易溶于水,溶液呈紫红色,可用于杀菌消毒 Pb的最高化合价为+4,其稳定化合价为+2,难溶于水,灰色固体
(1)上表所列物质通常做氧化剂的是　 　　　。
KMnO4、PbO2、氯气(Cl2)
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(2)取一定量的酸性KMnO4溶液进行下列实验,有关现象记录如下:
a.取适量浓盐酸于一支试管中,向其中加入少量KMnO4溶液,剧烈反应,产生黄绿色有刺激性气味的气体,溶液紫红色褪去。
b.取适量KMnO4溶液于另一支试管中,向其中滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生;
再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色。
①在配制酸性KMnO4溶液时,能否用盐酸 _____,原因是_______________
　　　 　。
不能
KMnO4的氧化性
比氯气的强,可将盐酸氧化为氯气
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②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由强到弱的顺序为__________________。
PbO2>KMnO4>H2O2
滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生,说明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色,说明Mn2+能与PbO2反应生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>
KMnO4,综上得出氧化性由强到弱的顺序是PbO2>KMnO4>H2O2。
(3)根据上述反应能否比较Cl2与H2O2的氧化性强弱 　　　　(填“能”或“不能”)。
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不能
15.某小组同学学习了氧化还原反应的知识后,欲探究H2O2的性质。
[预测]
(1)聚焦H2O2中的核心元素O,O元素的化合价为　　　,预测H2O2既具有氧化性,也具有还原性,理由是_______________________________________
__________________________________________________。
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-1
H2O2中的O元素为-1价,为氧元素中间价态,既可降价也可升价,所以H2O2既具有氧化性,也具有还原性
[实验和观察]
(2)实验①中,观察到KMnO4溶液与H2O2发生了反应,紫红色褪去同时有无色气体产生,经分析知紫红色转变为无色Mn2+,该实验证明H2O2具有______(填“氧化”或“还原”)性。高锰酸钾发生了　 　　(填“氧化反应”或“还原反应”),氧化产物为 　　(填化学式)。
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还原
还原反应
O2
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酸性高锰酸钾具有强氧化性,实验①利用了酸性高锰酸钾的氧化性,验证H2O2的还原性,-1价的O被氧化生成氧气,化合价升高,高锰酸钾化合价下降,发生还原反应。
(3)实验②,在反应后的溶液中加入淀粉溶液,可观察到溶液变蓝,是为了验证H2O2的　 　(填“氧化”或“还原”)性(已知:淀粉溶液遇I2会变蓝)。
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KI具有还原性,实验②是为了验证H2O2的氧化性,将碘离子氧化为碘单质,故在反应后的溶液中加入淀粉溶液,可观察到溶液变蓝。
氧化
(4)实验室常用MnO2催化H2O2分解制备氧气,写出其化学方程式,并用双线
桥标明电子转移:_____________________。
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[结论]　以上实验可得出的结论是:H2O2既具有氧化性,也具有还原性。
(5)该实验也能说明H2O2、KMnO4和I2三者的氧化性由强到弱的顺序为　 　　　。
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氧化剂的氧化性大于氧化产物,由以上分析可知,氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>H2O2>I2。
KMnO4>H2O2>I2
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