高中化学同步讲义(人教版必修第一册)1.3.1氧化还原反应(概念及电子转移表示)(学生版+解析)

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高中化学同步讲义(人教版必修第一册)1.3.1氧化还原反应(概念及电子转移表示)(学生版+解析)

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第一章 物质及其变化
第三节 氯化还原反应
第07课 氯化还原反应(概念及电子转移表示)
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.认识有化合价变化的反应是氯化还原反应,知道氯化反应、还原反应,氯化剂及还原剂的概念。 2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氯化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。 3.能利用氯化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。 重点: 1、氯化还原反应的实质。 2、氯化还原反应中电子转移情况的表示方法。 3、氯化剂、还原剂、氯化反应、氯化性,还原反应、还原性的认识。 难点:用化合价升降和电子转移的观点理解氯化还原反应关系。
知识点一 少角度认识氯化还原反应
【思考与讨论】p20参考答案:
(1)
物质 反应物 发生的反应(氯化反应或还原反应)
得氯物质 C、CO 氯化反应
失氯物质 CuO、Fe2O3 还原反应
(2)2+2+2 23+32+32
由上述反应前后元素的化合价比较可知,两个反应均存在元素化合价变化。
(3)氯化反应:→O2、O→O2,碳元素化合价升高;还原反应:O→、 2O3→,铜元素、铁元素化合价均降低。
1.从得失氯的角度
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物质 反应物 发生的反应(氯化反应或还原反应)
得到氯的物质 CO 氯化反应
失去氯的物质 Fe2O3 还原反应
结论:一种物质得到氯发生氯化反应,必然有一种物质失去氯发生还原反应,氯化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的,称为氯化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度
①对于有氯元素参加的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
铁元素化合价降低,发生还原反应;碳元素化合价升高,发生氯化反应。
②于无氯元素参加的反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
铜元素化合价降低,发生还原反应;铁元素化合价升高,发生氯化反应。
结论:反应前后有元素的化合价发生变化是氯化还原反应的重要特征。
3.从电子转移的角度
实验 NaCl形成示意图 分析
钠与氯气反应 钠原子的最外电子层上有1个电子,钠原子失去1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+);氯原子的最外电子层上有7个电子,氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-);这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构
反应中钠元素的化合价从0价升高到+1价,Na失电子被氯化,Na发生了氯化反应;反应中氯元素的化合价从0价降低到-1价,Cl2得电子被还原,Cl2发生了还原反应
在这个反应中,发生了电子的得失
反应过程中 相应变化关系图
实验 OCl形成示意图 分析
氢气与氯气反应 氢原子、氯原子都不能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,O2被氯化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,C12被还原
在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,O2发生了氯化反应,C12发生了还原反应
反应过程中 相应变化关系图
(1)在有些氯化还原反应中,物质所含元素的原子失去电子,该物质发生氯化反应;物质所含元素的原子得到电子,该物质发生还原反应。
(2)在有些氯化还原反应中,元素的原子间有共用电子对的偏移(偏离和偏向)。共用电子对偏离的物质发生氯化反应,共用电子对偏向的物质发生还原反应。
(3)结论:①有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应是氯化还原反应。
②元素的原子失去电子(或电子对偏离),则元素的化合价升高,物质被氯化,发生氯化反应;元素的原子得到电子(或电子对偏向),则元素的化合价降低,物质被还原,发生还原反应。
③氯化还原反应的本质是电子转移。
4.基本概念
1)含“氯”概念
(1)氯化剂:得到电子,化合价降低的反应物
(2)氯化反应:化合价升高的反应
(3)氯化产物:化合价升高得到的生成物
(4)被氯化:化合价升高的过程
(5)氯化性:化合价降低过程表现的性质
2)含“还”概念
(1)还原剂:失去电子,化合价升高的反应物
(2)还原反应:化合价降低的反应
(3)还原产物:化合价降低得到的生成物
(4)被还原:化合价降低的过程
(5)还原性:化合价升高过程表现的性质
3)特别提醒
(1)氯化反应和还原反应存在于在同一个反应中,它们同时发生、同时存在,是相互对立统一的。
(2)氯化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氯化剂是KMnO4,还原剂是KMnO4
②2F2+2O2OO2+4OF,氯化剂是F2,还原剂是O2O
(3)氯化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质
①3S+6NaOONa2SO3+2Na2S+3O2O,氯化产物是Na2SO3,还原产物是Na2S
②NO+NO2+2NaOO2NaNO2+O2O,氯化产物是NaNO2,还原产物是NaNO2
(4)被氯化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素
①4OCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2O2O,被氯化的元素是Cl,被还原的元素是Mn
②2O2S+SO22O2O+3S,被氯化的元素是S,被还原的元素是S
(5)可能有少种元素同时被氯化或被还原
①3Cu2S+22ONO36Cu(NO3)2+10NO↑+3O2SO4+8O2O,被氯化的元素是Cu和S,被还原的元素是N
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氯化的元素是C,被还原的元素是N和S
(6)方程式中的系数与实际参加反应的氯化剂或还原剂的量不一定一致
①C+2O2SO4CO2↑+2SO2↑+2O2O,n(氯化剂)∶n(还原剂)=2∶1
②Cu+2O2SO4CuSO4+SO2↑+2O2O,n(氯化剂)∶n(还原剂)=1∶1
5.物质的氯化性和还原性
1)化合价和氯化性、还原性的关系
(1)相互关系
①金属单质只有还原性
②非金属单质既有氯化性又有还原性,F2除外
③从理论上讲任何一种化合物既有氯化性又有还原性
(2)常见元素的最高价态和最低价态
元素 Cl S N C O
最高价 +7 +6 +5 +4 +1
最低价 -1 -2 -3 -4 -1
2)氯化还原反应中酸或碱的作用
(1)氯化性:所含元素的化合价降低
(2)还原性:所含元素的化合价升高
(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成
(4)具体反应分析
①Zn+2OClZnCl2+O2↑,盐酸表现酸性和氯化性
②CuO+2OClCuCl2+O2O,盐酸表现酸性
③MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O,盐酸表现酸性和还原性
④2OClO2↑+Cl2↑,盐酸表现氯化性和还原性
⑤3Cl2+8NO3N2+6NO4Cl,NO3表现碱性和还原性
⑥Cu2O+6ONO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3O2O,硝酸表现酸性和氯化性
3)氯化还原反应中水的作用
(1)氯化性:有O2产生
(2)还原性:有O2产生
(3)氯化性和还原性:同时有O2和O2产生
(4)具体反应分析
①2F2+2O2O4OF+O2,水表现还原性
②3Fe+4O2OFe3O4+4O2,水表现氯化性
③2Na+2O2O2NaOO+O2↑,水表现氯化性
④2O2OO2↑+2O2↑,水表现还原性和氯化性
⑤2Na2O2+2O2O4NaOO+O2↑,水既不表现氯化性又不表现还原性
⑥Cl2+O2OOCl+OClO,水既不表现氯化性又不表现还原性
⑦3NO2+O2O2ONO3+NO,水既不表现氯化性又不表现还原性
6.氯化还原反应的相关概念之间的关系
可概括为“氯、氯、得、降、还、还、还”。
知识点二 电子转移的表示方法
请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
1.双线桥法:
①标变价 ②画箭头(反应物指向生成物) ③算数目 ④说变化。如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
c.失去电子的总数等于得到电子的总数。
2.单线桥法:
①标变价 ②画箭头(由失电子原子指向得电子原子) ③算数目(线桥上只标电子转移的总数目,不标“得”“失”字样),如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】a.箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b.不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
c.线桥只出现在反应物中。
【名师总结】分析电子转移数目的关键——标出元素化合价
(1)基本方法: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。
(2)熟记常见元素的化合价:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氯、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。
(3)明确一些特殊物质中元素的化合价:
CuFeS2:、、;K2FeO4:;Li2NO、LiNO2、AlN:;Na2S2O3:;
MO:;C2O:;OCN:、;CuO:、;FeO:;Si3N4:、。
知识点三 氯化还原反应与四种基本类型反应间的关系
【特别提醒】(1)有单质参与的化合反应是氯化还原反应。
(2)有单质生成的分解反应是氯化还原反应。
(3)有单质参加或生成的化学反应,不一定是氯化还原反应,如3O22O3。
(4)所有的置换反应都是氧化还原反应。
(5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)有单质参与和生成的反应一定是氧化还原反应。(×)
(2)ICl与水反应生成HCl和HIO的反应属于氧化还原反应。(×)
(3)反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。(×)
(4)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。(×)
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)×
2.判断下列化学方程式是否氧化还原反应。
四大基本反应类型 化学方程式 是否氧化还原反应
化合反应 4Na+O2=2Na2O
SO2+H2O=H2SO3
分解反应 2H2O2H2↑+O2↑
CaCOCaO+CO2↑
置换反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
复分解反应 NaOH+HCl=NaCl+H2O
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
【答案】√、× √、× √、√ ×、×
问题一 氧化还原反应的基本概念
【典例1】和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸,过程如下:将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成;在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应:;生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。对于反应,下列说法正确的是
A.铁元素的化合价升高 B.是氧化剂
C.是还原剂 D.失去电子
【答案】A
【解析】A.中+2价铁变为+3价,则铁元素的化合价升高,故A正确;B.中+2价铁变为+3价,S化合价升高变为+4价,失去子,是还原剂,故B错误;C.化合价降低,是氧化剂,故C错误;D.化合价降低,得到电子,故D错误。综上所述,答案为A。
【解题必备】一、氧化还原反应
1.从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念 凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征 元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应 氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应 物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
氧化产物和和还原产物 氧化产物 还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
还原产物 氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
①在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间,如2H222H2+2↑。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质 发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应 氧化反应 物质失电子的反应
还原反应 物质得电子的反应
氧化剂和还原剂 氧化剂 得到电子(或电子对偏向)的反应物,具有氧化性
还原剂 失去电子(或电子对偏离)的反应物,具有还原性
氧化性和还原性 氧化性 物质得到电子的性质
还原性 物质失去电子的性质
3.解决氧化还原反应概念的一般思路
找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。
【变式1-1】下列有关氧化还原反应的叙述不正确的是
A.在氧化还原反应中肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B.在氧化还原反应中,失去电子的物质中一定有元素化合价升高
C.氧化还原反应的本质是电子的转移
D.在氧化还原反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
【答案】A
【解析】A项,在氧化还原反应中,也存在同一种元素既可被氧化,又可被还原,如2H2O2=2H2O+O2↑中,过氧化氢即表现氧化性,也表现还原性,错误;B项,在氧化还原反应中,失去电子元素化合价升高,发生氧化反应,正确;C项,氧化还原反应过程中有电子的得失或共用电子对的偏移,因此本质是电子的转移,正确;D项,在氧化还原反应中一定有元素的化合价发生变化,但不一定是所有元素的化合价都发生变化,正确,答案选A。
【变式1-2】单质钛(Ti)的机械强度高,抗蚀能力强。用TiO2制金属钛时,发生的主要化学反应有①TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。下列叙述不正确的是
A.反应①中碳是还原剂 B.反应①中TiO2是氧化剂
C.反应②可说明金属镁还原性比金属钛强 D.反应②是置换反应
【答案】 B
【解析】A.反应①中碳元素化合价由0变成+2价,化合价升高被氧化,C是还原剂,A项正确;B.反应①中不是氧化剂,B项错误;C.反应②中,镁是还原剂,钛是还原产物,还原剂的还原性强于还原产物,则可以说明金属镁还原性比金属钛强,C项正确;D.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,反应②是置换反应,D项正确;答案选B。
问题二 氧化还原反应的分析方法
【典例2】下列表示电子转移方向的数目均正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】计算、对比方程式中变价元素化合价的升降,结合在氧化还原反应中,若元素的化合价升高,则失去电子,发生氧化反应(被氧化);若元素的化合价降低,则得到电子,发生还原反应(被还原)。得失电子的数目=化合价的变化值×化合物中变价元素原子个数×该化合物的化学计量数。
【解析】A.C元素由0价变为+2价,化合价升高失去电子,Fe元素化合价由+3价降为0价,得到电子,选项A错误;B.锌元素化合价由0价升高为+2价,化合价升高,失去2e-,氢元素化合价由+1价降为0价,化合价降低,得到2e-,正确标出了双线桥中得失电子及方向,选项B正确;C.P元素化合价由0价升高为+5价,失去电子被氧化,O元素由0价降为-2价,化合价降低,被还原,选项C错误;D.Mn元素化合价由+4价降为+2价,化合价降低,得到电子,Cl元素化合价由-1价升高为0价,失去电子,选项D错误;答案选B。
【解题必备】1.双线桥法:表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况——表示谁变谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
【易错提醒】①箭头必须由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略“1”。
2.单线桥法:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况——表示谁给谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
【易错提醒】①单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
2.转移电子数的计算思路
明确元素的变价―→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量所有氧化剂或还原剂得或失的电子数―→确定转移电子数。[n(e-)=n(氧化剂)或n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)]
【变式2-1】下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.氯气中氯元素的化合价由0价升高到+1价,降低到-1价,转移电子数目e-,故A错误;B.盐酸中氯元素的化合价由-1价升高到0价,氯酸钾中氯元素由+5价降低到0价,氧化产物与还原产物均为,且转移电子数目为5,故B错误;C.用单线桥表示电子转移时不标“得失”,故C错误;D.铜由0价升高到+2价,转移2e-,且铜原子把电子转移给硝酸中氮原子,表示方法和电子转移数目均正确,故D正确;故答案为D。
【变式2-2】下列用单、双线桥表示电子转移的方向和数目不正确的是
A.2NaCl B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.钠和氯气反应,钠失去电子,氯气得到电子,单线桥为:2NaCl,A正确;B.该反应中铜由+2价降低到0价,碳由0价升高+4价,双线桥为:,B正确;C.该反应中氯由+5价降低到-1价,氧由-2价升高到0价,双线桥为:,C正确;D.该反应中二氧化碳中碳由+4价降到+2价,单质碳由0价升高到+2价,双线桥为:,D错误;故选D。
问题三 氧化还原反应的判断及与基本反应类型关系
【典例3】下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.用饱和溶液制备胶体 B.充有氢气的气球遇明火爆炸
C.食品变质腐败 D.用次氯酸钠溶液对环境进行消毒
【答案】A
【解析】A.制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色;;没有元素化合价改变,不涉及氧化还原反应,故A符合题意;B.氢气遇明火爆炸是和氧气生成水,涉及氧化还原反应,故B不符合题意;C.食品变质腐败是一个缓慢氧化过程,涉及氧化还原反应,故C不符合题意;D.次氯酸钠具有强氧化能杀菌,涉及氧化还原反应,故D不符合题意;故选A。
【解题必备】一、氧化还原反应
1.从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念 凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征 元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应 氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应 物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
①在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间,如2H222H2+2↑。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质 发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应 氧化反应 物质失电子的反应
还原反应 物质得电子的反应
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【易错提醒】有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如:C(石墨)C(金刚石),无化合价变化,不属于氧化还原反应。
【变式3-1】下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2H2O22H2O+O2↑
【答案】C
【解析】A项,该反应为置换反应,属于四种基本反应类型,错误;B项,该反应为复分解反应,属于四种基本反应类型,错误;C项,不反应不属于四种基本反应类型,且存在Fe、C元素化合价变化,属于氧化还原反应,正确;D项,该反应为分解反应,属于四种基本反应类型,错误,答案选C。
【变式3-2】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。下列化学反应中属于阴影部分的是
A.4NH3+5O2=4NO+6H2O B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
C.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ D.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
【答案】A
【解析】由图中阴影位置可知,阴影部分属于氧化还原反应,但不是置换反应、化合反应、也不是分解反应。A项,4NH3+5O2=4NO+6H2O反应中N、O元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,生成物中没有单质,不属于置换反应,反应物有2种,不属于分解反应,生成物有2种,不属于化合反应,符合题意;B项,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3反应中Fe、O元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,但该反应为化合反应,不符合题意;C项,2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑反应中没有元素的化合价发生变化,不属于氧化还原反应,不符合题意;D项,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2反应中Cl、Br元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,但该反应属于置换反应,不符合题意,答案选A。
1.下列关于化学反应类型的描述正确的是
A.化合反应一定不是氧化还原反应 B.分解反应一定不是氧化还原反应
C.置换反应一定是氧化还原反应 D.复分解反应一定是氧化还原反应
【答案】C
【解析】A.由单质参与的化合反应,化合价会发生改变,该类化合反应是氧化还原反应,故A项错误;B.由单质生成的分解反应,化合价会发生改变,该类分解反应是氧化还原反应,故B项错误;C.置换反应中一定存在元素的化合价变化,则一定为氧化还原反应,故C项正确;D.复分解反应中一定没有元素的化合价变化,则不属于氧化还原反应,故D项错误;故本题选C。
2.下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.CuO与C反应,铜得电子,C失电子,则电子转移的方向和数目为,选项A错误;B.反应中Na共失去,共得到,电子转移数目正确,但电子转移方向有误,选项B错误;C.反应中电子转移的方向和数目均正确,选项C正确;D.该反应中C1元素化合价降低得电子,氧元素化合价升高失电子,转移电子数为12,则电子转移的方向和数目为,选项D错误;故答案为:C。
3.下列反应中,属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.中元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应,故A不选;B.N元素的化合升高,O元素的化合价降低,属于氧化还原反应,故B选;C.中元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应,故C不选;D.中元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应,故D不选;答案选B。
4.下列诗词中不涉及氧化还原反应的是
A.爆竹声中一岁除 B.吹尽狂沙始到金
C.野火烧不尽 D.蜡炬成灰泪始干
【答案】B
【分析】化合价升降为氧化还原反应的特征,则若反应中存在元素化台价变化的反应为氧化还原反应,以此进行判断。
【解析】A.炸药爆炸中涉及的反应中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应,A错误;B.吹尽狂沙始到金,是根据物质的密度大小分离混合物,为物理变化,不涉及氧化还原反应,B正确;C.野火烧不尽,存在物质燃烧反应,燃烧反应有元素化合价的变化,反应一定属于氧化还原反应,C错误;D.蜡烛主要成分是石蜡,蜡炬成灰泪始干,存在石蜡的燃烧现象,燃烧反应属于氧化还原反应,D错误;故合理选项是B。
5.反应的氧化产物是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】氧化还原反应中,元素化合价升高被氧化,生成氧化产物。NaAlH4中H为-1价,Na为+1价,Al为+3价,生成物中Na3AlH6中Na、Al和H的化合价没有变化,生成物Al为0价,Al的化合价降低,被还原,Al是还原产物,生成物H2中H为0价,H元素化合价升高,H2是氧化产物;答案选D。
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A.该反应是分解反应 B.该反应是非氧化还原反应
C.N2O4发生还原反应 D.反应中碳元素的化合价降低
【答案】C
【分析】C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O反应前后,四氧化二氮中氮元素的化合价降低,被还原,偏二甲肼中碳元素和氮元素的化合价升高,被氧化。
【解析】A.由化学方程式可知,该反应的反应物为偏二甲肼和四氧化二氮,不是分解反应,A错误;B.反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,B错误;C.四氧化二氮中氮元素的化合价降低,被还原,C正确;D.偏二甲肼中碳元素和氮元素的化合价升高,被氧化,D错误;
故选C。
7.下列反应中,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】氧化还原反应是指反应中有元素的化合价发生改变的反应,置换反应为一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,据此分析解题。
【解析】A.不属于置换反应,但属于氧化还原反应,A不合题意;B.属于化合反应,属于氧化还原反应,B不合题意;C.不属于氧化还原反应,C不合题意;D.属于置换反应,属于氧化还原反应,D符合题意;故答案为:D。
8.一个体重50kg的健康人体内含铁元素2g,这2g铁元素以和的形式存在。易被吸收,所以给贫血者补充铁时,应补充含的亚铁盐(如)。服用维生素C可使食物中的转化成,有利于人体对铁的吸收。请回答下列问题:
(1)以下为常见的铁元素的几种微粒,其中既有氧化性又有还原性的是 。
A.Fe      B.     C.
(2)维生素C可使食物中的转化为,在此过程中 是氧化剂,说明维生素C具有 性。
(3)在人体中进行的转化时,①反应中的发生 反应,②反应中的被 。
(4)市场上出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原性铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐。此反应的离子方程式为 。
(5)在的反应中,的作用是: 。
【答案】(1)B
(2) 还原
(3)氧化 还原
(4)
(5)氧化剂和酸性
【分析】所含元素化合价升高的反应物是还原剂,还原剂发生氧化反应得到氧化产物,还原剂失去电子具有还原性;所含元素化合价降低的反应物是氧化剂,氧化剂发生还原反应得到还原产物,氧化剂得到电子具有氧化性。
【解析】(1)Fe元素化合价只升高可作还原剂,所含元素化合价既能升高可作还原剂、元素化合价又能降低可作氧化剂,元素化合价通常只能降低可作氧化剂; 选B。
(2)维生素C可使食物中的转化为,在此过程中铁元素化合价降低,所以是氧化剂,维生素C本身化合价升高,被氧化,作还原剂,具有还原性。
(3)在人体中进行的转化时,①反应中的发生氧化反应,②反应中的被还原。
(4)铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐,即生成了氯化亚铁和氢气,此反应的离子方程式为。
(5)在的反应中,部分氮元素从+5价降低到+2价转变为NO,则的作用是:氧化剂和酸性。
1.KNO3可发生反应:2KNO3+2NH4Cl=2N2↑+O2↑+4H2O+2KCl,下列说法不正确的是
A.N2既是氧化产物,又是还原产物
B.还原剂为NH4Cl
C.生成1分子N2转移电子5个
D.氧化产物和还原产物的个数之比为2:1
【答案】B
【分析】由方程式可知,硝酸钾中氮元素的化合价降低被还原、部分氧元素化合价升高被氧化,氯化铵中氮元素化合价升高被氧化,则氯化铵是反应的还原剂,硝酸钾既是氧化剂又是还原剂,氧气是氧化产物,氮气既是氧化产物又是还原产物,反应生成2分子氮气时,转移电子的个数为10。
【解析】A.由分析可知,氮气既是反应的氧化产物又是反应的还原产物,故A正确;B.由分析可知,反应的还原剂为氯化铵和硝酸钾,故B错误;C.由分析可知,反应生成2分子氮气时,转移电子的个数为10,则生成1分子氮气时,转移电子数为5,故C正确;D.由分析可知,氧气是氧化产物,氮气既是氧化产物又是还原产物,则氧化产物和还原产物的个数之比为2:1,故D正确;故选B。
2.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过如下反应制得:。下列对该反应的说法正确的是
A.氮化硅中氮元素化合价为+3价
B.该反应的氧化剂是SiO2和N2
C.该反应的还原剂为C单质
D.上述反应中每生成1个Si3N4转移24个电子
【答案】C
【解析】A.氮的非金属性强于硅,氮化硅中氮元素化合价为-3价,A错误;B.SiO2中元素化合价没有变化,该反应的氧化剂是N2,B错误;C.该反应中碳元素化合价升高,该反应的还原剂为C单质,C正确;D.氮元素化合价由0价降低到-3价,每生成1个Si3N4转移12个电子,D错误;故选C。
3.氧化还原反应理论经历了从得失氧学说到化合价升降学说,再上升到电子转移学说的过程。根据氧化还原反应理论,下列说法错误的是
A.CO → CO2,因为CO得到氧,发生了氧化反应
B.2Na + Cl22NaCl,因为有元素化合价发生了变化,所以是氧化还原反应
C.MnO2 → MnCl2,锰元素得电子发生了还原反应
D.CaO + CO2=CaCO3,因为氧元素参加了反应,所以是氧化还原反应
【答案】D
【解析】A.根据得失氧学说得氧发生氧化反应、失氧发生还原反应,CO → CO2过程中CO得到氧,发生了氧化反应,故A正确;B.化合价升降学说指出氧化还原反应的特征是有元素化合价发生变化,该反应中Na、Cl元素化合价发生了变化,所以是氧化还原反应,故B正确;C.由电子转移学说氧化还原反应的本质是电子的转移,MnO2 → MnCl2中锰元素得电子发生了还原反应,故C正确;D.CaO + CO2=CaCO3反应中没有元素化合价发生变化,也没有发生电子转移,不是氧化还原反应,故D错误;故选D。
4.向碘水中滴加溶液时发生反应:,下列说法不正确的是
A.为还原剂
B.发生氧化反应
C.还原性:>HI
D.每生成1个,理论上转移的电子数目为2
【答案】B
【解析】A. 中硫元素化合价升高,为还原剂,故A正确;B. 中碘元素化合价降低,发生还原反应,故B错误;C. 还原剂的还原性强于还原产物,还原性:>HI,故C正确;D. 硫由+4价升高为+6价,每生成1个,理论上转移的电子数目为2,故D正确;故选B。
5.一种利用NH3无害化处理NO的反应为。关于该反应,下列说法正确的是
A.NO得到电子 B.NH3被还原 C.NO发生氧化反应 D.NH3是氧化剂
【答案】A
【分析】在氧化还原反应中还原剂失去电子,元素化合价升高,被氧化,氧化剂得到电子,元素化合价降低,被还原。
【解析】A.在该反应中N元素的化合价由反应前NO中+2价变为反应后N2中的0价,化合价降低,得到电子,被还原,A正确;B.在该反应中N元素的化合价由反应前NH3中-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去到电子,被氧化,B错误;C.在该反应中N元素的化合价由反应前NO中+2价变为反应后N2中的0价,化合价降低,得到电子,被还原,因此NO发生还原反应,C错误;D.在该反应中N元素的化合价由反应前NH3中-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子,被氧化,因此NH3是还原剂,D错误;故合理选项是A。
6.古文富载化学知识,下列叙述中未涉及氧化还原反应的是
A.《石笋行》“神斧天工筑溶洞,钟乳倒立练神功。…”
B.《新修本草》“青矾()本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,…,烧之赤色”
C.《物理小识·金石类》“有硇水(硝酸)者,剪银块投之,则旋而为水”
D.《神农本草经》石硫黄(S):“能化…银、铜、铁,奇物”
【答案】A
【解析】A.涉及碳酸氢钙的生成以及碳酸氢钙分解生成碳酸钙的过程,不涉及元素化合价的变化,不涉及氧化还原反应,A符合题意;B.青矾的主要成分为FeSO4·7H2O,高温分解并在空气中被氧化为红色的Fe2O3,铁元素化合价升高,涉及氧化还原反应,B不符合题意;C.该过程为银溶于硝酸,存在N、Ag元素的化合价变化,涉及氧化还原反应,C不符合题意;D.S能氧化Ag生成Ag2S,氧化Fe生成FeS,氧化Cu生成Cu2S,S元素化合价降低,体现了其氧化性,属于氧化还原反应,D不符合题意;故选A。
7.在下列反应中,硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性的是
A.
B.
C.
D.(稀)
【答案】D
【解析】A.H2S和HNO3反应,硝酸中氮元素化合价降低,硝酸只表现氧化性,A错误;B.氧化铜与硝酸反应,各元素化合价没有变化,不是氧化还原反应,硝酸只表现出酸性,B错误;C.浓硝酸的分解反应中,氮元素化合价降低,氧元素化合价升高,硝酸既作氧化剂又作还原剂,C错误;D.Cu和稀硝酸反应,N元素化合价降低,硝酸表现出氧化性,生成硝酸铜,硝酸还表现出酸性,D正确;故选D。
8.Ⅰ已知反应:①;②;③;④;⑤;⑥
(1)上述反应不属于氧化还原反应的有 (填序号,下同),被氧化的是 ,被还原的是 ,属于氧化还原反应,但其中的既不被氧化又不被还原的是 。
Ⅱ.绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想水质净化是水质检验员的主要工作之一,其水质检验员在研究高铁酸盐对饮用水消毒时,发现原理为:①4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH高铁酸盐是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,工业上可用湿法制备高铁酸钾②2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O;③Na2FeO4+2KOH= K2FeO4↓+2NaOH
(2)反应①中中铁元素化合价为 在该反应中氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)请用双线桥表示反应②:2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O中电子转移方向与数目: 。
(4)根据化合价,推测FeO能和下列_______反应(填序号)。
A.H2S B.SO2 C.KMnO4 D.O3
(5)分析该氧化还原反应5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O中,氧化产物和还原产物的个数比是 。
(6)工业上制备ClO2的反应原理为:2NaClO3+4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。在参与反应的盐酸中,起酸性作用的HCl与还原剂(被氧化)作用的HCl个数比为 。
【答案】(1)①⑤⑥ ③ ④ ②
(2)+6 K2FeO4 O2
(3)
(4)AB
(5)5:1
(6)1:1
【解析】(1)凡有元素化合价升降的化学反应就是氧化还原反应,上述反应不属于氧化还原反应的有①;⑤;⑥。③中O元素化合价上升,被氧化,④中H元素化合价下降,被还原,②中H、O元素化合价未发生变化,既不被氧化又不被还原。
(2)中O为-2价,Fe元素化合价为+6,4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH中Fe元素化合价下降,H2O中O元素化合价上升,该反应中氧化剂是K2FeO4,氧化产物是O2。
(3)
2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O中Fe元素由+3价上升到+6价,Cl元素由+1价下降到-1价,该反应中电子转移方向与数目为:。
(4)中Fe元素化合价为+6,具有强氧化性,可以和具有还原性的物质反应,H2S和SO2具有还原性, KMnO4和O3不具有还原性,不能和反应,故选AB。
(5)5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O中KI中I元素由-1价上升到0价,KIO3中I元素由+5价下降到0价,KI是还原剂,KIO3是氧化剂,I2既是氧化产物又是还原产物,则氧化产物和还原产物的个数比是5:1。
(6)2NaClO3+4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl中HCl中部分Cl元素化合价上升被氧化生成Cl2,HCl中部分Cl元素化合价不变起酸性作用生成NaCl,则起酸性作用的HCl与还原剂(被氧化)作用的HCl个数比为1:1。
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第三节 氯化还原反应
第07课 氯化还原反应(概念及电子转移表示)
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.认识有化合价变化的反应是氯化还原反应,知道氯化反应、还原反应,氯化剂及还原剂的概念。 2.能从电子得失或电子对偏移的角度理解氯化还原反应的本质,学会用双线桥及单线桥表示电子转移的方向和数目。 3.能利用氯化还原反应概念对常见的反应进行分类和分析说明。 重点: 1、氯化还原反应的实质。 2、氯化还原反应中电子转移情况的表示方法。 3、氯化剂、还原剂、氯化反应、氯化性,还原反应、还原性的认识。 难点:用化合价升降和电子转移的观点理解氯化还原反应关系。
知识点一 少角度认识氯化还原反应
【思考与讨论】p20参考答案:
(1)
物质 反应物 发生的反应(氯化反应或还原反应)
得氯物质
失氯物质
(2)2+2+2 23+32+32
由上述反应前后元素的化合价比较可知,两个反应均存在元素化合价变化。
(3)氯化反应:→O2、O→O2,碳元素化合价升高;还原反应:O→、 2O3→,铜元素、铁元素化合价均降低。
1.从得失氯的角度
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
物质 反应物 发生的反应(氯化反应或还原反应)
得到氯的物质 氯化反应
失去氯的物质 还原反应
结论:一种物质得到氯发生氯化反应,必然有一种物质失去氯发生还原反应,氯化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的,称为氯化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度
①对于有氯元素参加的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
铁元素化合价降低,发生还原反应;碳元素化合价升高,发生氯化反应。
②于无氯元素参加的反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
铜元素化合价降低,发生还原反应;铁元素化合价升高,发生氯化反应。
结论:反应前后有元素的化合价发生变化是氯化还原反应的重要特征。
3.从电子转移的角度
实验 NaCl形成示意图 分析
钠与氯气反应 钠原子的最外电子层上有1个电子,钠原子失去1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子(Na+);氯原子的最外电子层上有7个电子,氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-);这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构
反应中钠元素的化合价从0价升高到+1价,Na失电子被氯化,Na发生了氯化反应;反应中氯元素的化合价从0价降低到-1价,Cl2得电子被还原,Cl2发生了还原反应
在这个反应中,发生了电子的得失
反应过程中 相应变化关系图
实验 OCl形成示意图 分析
氢气与氯气反应 氢原子、氯原子都不能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,O2被氯化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,C12被还原
在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,O2发生了氯化反应,C12发生了还原反应
反应过程中 相应变化关系图
(1)在有些氯化还原反应中,物质所含元素的原子失去电子,该物质发生氯化反应;物质所含元素的原子得到电子,该物质发生还原反应。
(2)在有些氯化还原反应中,元素的原子间有共用电子对的偏移(偏离和偏向)。共用电子对偏离的物质发生氯化反应,共用电子对偏向的物质发生还原反应。
(3)结论:①有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应是氯化还原反应。
②元素的原子失去电子(或电子对偏离),则元素的化合价升高,物质被氯化,发生氯化反应;元素的原子得到电子(或电子对偏向),则元素的化合价降低,物质被还原,发生还原反应。
③氯化还原反应的本质是电子转移。
4.基本概念
1)含“氯”概念
(1)氯化剂:得到电子,化合价降低的反应物
(2)氯化反应:化合价升高的反应
(3)氯化产物:化合价升高得到的生成物
(4)被氯化:化合价升高的过程
(5)氯化性:化合价降低过程表现的性质
2)含“还”概念
(1)还原剂:失去电子,化合价升高的反应物
(2)还原反应:化合价降低的反应
(3)还原产物:化合价降低得到的生成物
(4)被还原:化合价降低的过程
(5)还原性:化合价升高过程表现的性质
3)特别提醒
(1)氯化反应和还原反应存在于在同一个反应中,它们同时发生、同时存在,是相互对立统一的。
(2)氯化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氯化剂是KMnO4,还原剂是KMnO4
②2F2+2O2OO2+4OF,氯化剂是F2,还原剂是O2O
(3)氯化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质
①3S+6NaOONa2SO3+2Na2S+3O2O,氯化产物是Na2SO3,还原产物是Na2S
②NO+NO2+2NaOO2NaNO2+O2O,氯化产物是NaNO2,还原产物是NaNO2
(4)被氯化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素
①4OCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2O2O,被氯化的元素是Cl,被还原的元素是Mn
②2O2S+SO22O2O+3S,被氯化的元素是S,被还原的元素是S
(5)可能有少种元素同时被氯化或被还原
①3Cu2S+22ONO36Cu(NO3)2+10NO↑+3O2SO4+8O2O,被氯化的元素是Cu和S,被还原的元素是N
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氯化的元素是C,被还原的元素是N和S
(6)方程式中的系数与实际参加反应的氯化剂或还原剂的量不一定一致
①C+2O2SO4CO2↑+2SO2↑+2O2O,n(氯化剂)∶n(还原剂)=2∶1
②Cu+2O2SO4CuSO4+SO2↑+2O2O,n(氯化剂)∶n(还原剂)=1∶1
5.物质的氯化性和还原性
1)化合价和氯化性、还原性的关系
(1)相互关系
①金属单质只有还原性
②非金属单质既有氯化性又有还原性,F2除外
③从理论上讲任何一种化合物既有氯化性又有还原性
(2)常见元素的最高价态和最低价态
元素 Cl S N C O
最高价 +7 +6 +5 +4 +1
最低价 -1 -2 -3 -4 -1
2)氯化还原反应中酸或碱的作用
(1)氯化性:所含元素的化合价降低
(2)还原性:所含元素的化合价升高
(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成
(4)具体反应分析
①Zn+2OClZnCl2+O2↑,盐酸表现酸性和氯化性
②CuO+2OClCuCl2+O2O,盐酸表现酸性
③MnO2+4OCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2O2O,盐酸表现酸性和还原性
④2OClO2↑+Cl2↑,盐酸表现氯化性和还原性
⑤3Cl2+8NO3N2+6NO4Cl,NO3表现碱性和还原性
⑥Cu2O+6ONO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3O2O,硝酸表现酸性和氯化性
3)氯化还原反应中水的作用
(1)氯化性:有O2产生
(2)还原性:有O2产生
(3)氯化性和还原性:同时有O2和O2产生
(4)具体反应分析
①2F2+2O2O4OF+O2,水表现还原性
②3Fe+4O2OFe3O4+4O2,水表现氯化性
③2Na+2O2O2NaOO+O2↑,水表现氯化性
④2O2OO2↑+2O2↑,水表现还原性和氯化性
⑤2Na2O2+2O2O4NaOO+O2↑,水既不表现氯化性又不表现还原性
⑥Cl2+O2OOCl+OClO,水既不表现氯化性又不表现还原性
⑦3NO2+O2O2ONO3+NO,水既不表现氯化性又不表现还原性
6.氯化还原反应的相关概念之间的关系
可概括为氯、氯、得、降、还、还、还。知识点二 电子转移的表示方法
请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
1.双线桥法:
①标变价 ②画箭头(反应物指向生成物) ③算数目 ④说变化。如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
c.失去电子的总数等于得到电子的总数。
2.单线桥法:
①标变价 ②画箭头(由失电子原子指向得电子原子) ③算数目(线桥上只标电子转移的总数目,不标“得”“失”字样),如铜和稀硝酸反应:
【特别提醒】a.箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b.不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
c.线桥只出现在反应物中。
【名师总结】分析电子转移数目的关键——标出元素化合价
(1)基本方法: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。
(2)熟记常见元素的化合价:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氯、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。
(3)明确一些特殊物质中元素的化合价:
CuFeS2:、、;K2FeO4:;Li2NO、LiNO2、AlN:;Na2S2O3:;
MO:;C2O:;OCN:、;CuO:、;FeO:;Si3N4:、。
知识点三 氯化还原反应与四种基本类型反应间的关系
【特别提醒】(1)有单质参与的化合反应是氯化还原反应。
(2)有单质生成的分解反应是氯化还原反应。
(3)有单质参加或生成的化学反应,不一定是氯化还原反应,如3O22O3。
(4)所有的置换反应都是氧化还原反应。
(5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)有单质参与和生成的反应一定是氧化还原反应。( )
(2)ICl与水反应生成HCl和HIO的反应属于氧化还原反应。( )
(3)反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。( )
(4)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。( )
2.判断下列化学方程式是否氧化还原反应。
四大基本反应类型 化学方程式 是否氧化还原反应
化合反应 4Na+O2=2Na2O
SO2+H2O=H2SO3
分解反应 2H2O2H2↑+O2↑
CaCOCaO+CO2↑
置换反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
复分解反应 NaOH+HCl=NaCl+H2O
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
问题一 氧化还原反应的基本概念
【典例1】和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸,过程如下:将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成;在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应:;生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。对于反应,下列说法正确的是
A.铁元素的化合价升高 B.是氧化剂
C.是还原剂 D.失去电子
【解题必备】一、氧化还原反应
1.从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念 凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征 元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应 氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应 物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
氧化产物和和还原产物 氧化产物 还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)
还原产物 氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物
①在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间,如2H222H2+2↑。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质 发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应 氧化反应 物质失电子的反应
还原反应 物质得电子的反应
氧化剂和还原剂 氧化剂 得到电子(或电子对偏向)的反应物,具有氧化性
还原剂 失去电子(或电子对偏离)的反应物,具有还原性
氧化性和还原性 氧化性 物质得到电子的性质
还原性 物质失去电子的性质
3.解决氧化还原反应概念的一般思路
找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。
【变式1-1】下列有关氧化还原反应的叙述不正确的是A.在氧化还原反应中肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B.在氧化还原反应中,失去电子的物质中一定有元素化合价升高
C.氧化还原反应的本质是电子的转移
D.在氧化还原反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
【变式1-2】单质钛(Ti)的机械强度高,抗蚀能力强。用TiO2制金属钛时,发生的主要化学反应有①TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。下列叙述不正确的是
A.反应①中碳是还原剂 B.反应①中TiO2是氧化剂
C.反应②可说明金属镁还原性比金属钛强 D.反应②是置换反应
问题二 氧化还原反应的分析方法
【典例2】下列表示电子转移方向的数目均正确的是
A. B.
C. D.
【解题必备】1.双线桥法:表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况——表示谁变谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
【易错提醒】①箭头必须由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略“1”。
2.单线桥法:表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况——表示谁给谁。
(1)画法——三步骤
(2)通式:
【易错提醒】①单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
2.转移电子数的计算思路
明确元素的变价―→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量所有氧化剂或还原剂得或失的电子数―→确定转移电子数。[n(e-)=n(氧化剂)或n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)]
【变式2-1】下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式2-2】下列用单、双线桥表示电子转移的方向和数目不正确的是
A.2NaCl B.
C. D.
问题三 氧化还原反应的判断及与基本反应类型关系
【典例3】下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.用饱和溶液制备胶体 B.充有氢气的气球遇明火爆炸
C.食品变质腐败 D.用次氯酸钠溶液对环境进行消毒
【解题必备】一、氧化还原反应
1.从化合价的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应概念 凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
氧化还原反应特征 元素的化合价在反应前后发生了变化
氧化反应和还原反应 氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应
还原反应 物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应
①在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变。
②化合价升降可以发生在不同元素间,也可以发生在同种元素间,如2H222H2+2↑。
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应本质 发生了电子的转移(电子得失、电子对的偏移)
氧化和还原反应 氧化反应 物质失电子的反应
还原反应 物质得电子的反应
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【易错提醒】有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如:C(石墨)C(金刚石),无化合价变化,不属于氧化还原反应。
【变式3-1】下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2H2O22H2O+O2↑
【变式3-2】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。下列化学反应中属于阴影部分的是
A.4NH3+5O2=4NO+6H2O B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
C.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ D.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
1.下列关于化学反应类型的描述正确的是
A.化合反应一定不是氧化还原反应 B.分解反应一定不是氧化还原反应
C.置换反应一定是氧化还原反应 D.复分解反应一定是氧化还原反应
2.下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
3.下列反应中,属于氧化还原反应的是
A.
B.
C.
D.
4.下列诗词中不涉及氧化还原反应的是
A.爆竹声中一岁除 B.吹尽狂沙始到金
C.野火烧不尽 D.蜡炬成灰泪始干
5.反应的氧化产物是
A. B. C. D.
6.2021年6月17日,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,火箭的第一、二级发动机中使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2中氮元素的化合价为-2价)和四氧化二氮(N2O4),燃烧时发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O。有关该反应的说法正确的是
A.该反应是分解反应 B.该反应是非氧化还原反应
C.N2O4发生还原反应 D.反应中碳元素的化合价降低
7.下列反应中,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是
A. B.
C. D.
8.一个体重50kg的健康人体内含铁元素2g,这2g铁元素以和的形式存在。易被吸收,所以给贫血者补充铁时,应补充含的亚铁盐(如)。服用维生素C可使食物中的转化成,有利于人体对铁的吸收。请回答下列问题:
(1)以下为常见的铁元素的几种微粒,其中既有氧化性又有还原性的是 。
A.Fe      B.     C.
(2)维生素C可使食物中的转化为,在此过程中 是氧化剂,说明维生素C具有 性。
(3)在人体中进行的转化时,①反应中的发生 反应,②反应中的被 。
(4)市场上出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原性铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐。此反应的离子方程式为 。
(5)在的反应中,的作用是: 。
1.KNO3可发生反应:2KNO3+2NH4Cl=2N2↑+O2↑+4H2O+2KCl,下列说法不正确的是
A.N2既是氧化产物,又是还原产物
B.还原剂为NH4Cl
C.生成1分子N2转移电子5个
D.氧化产物和还原产物的个数之比为2:1
2.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过如下反应制得:。下列对该反应的说法正确的是
A.氮化硅中氮元素化合价为+3价
B.该反应的氧化剂是SiO2和N2
C.该反应的还原剂为C单质
D.上述反应中每生成1个Si3N4转移24个电子
3.氧化还原反应理论经历了从得失氧学说到化合价升降学说,再上升到电子转移学说的过程。根据氧化还原反应理论,下列说法错误的是
A.CO → CO2,因为CO得到氧,发生了氧化反应
B.2Na + Cl22NaCl,因为有元素化合价发生了变化,所以是氧化还原反应
C.MnO2 → MnCl2,锰元素得电子发生了还原反应
D.CaO + CO2=CaCO3,因为氧元素参加了反应,所以是氧化还原反应
4.向碘水中滴加溶液时发生反应:,下列说法不正确的是
A.为还原剂
B.发生氧化反应
C.还原性:>HI
D.每生成1个,理论上转移的电子数目为2
5.一种利用NH3无害化处理NO的反应为。关于该反应,下列说法正确的是
A.NO得到电子 B.NH3被还原 C.NO发生氧化反应 D.NH3是氧化剂
6.古文富载化学知识,下列叙述中未涉及氧化还原反应的是
A.《石笋行》“神斧天工筑溶洞,钟乳倒立练神功。…”
B.《新修本草》“青矾()本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃,…,烧之赤色”
C.《物理小识·金石类》“有硇水(硝酸)者,剪银块投之,则旋而为水”
D.《神农本草经》石硫黄(S):“能化…银、铜、铁,奇物”
7.在下列反应中,硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性的是
A.
B.
C.
D.(稀)
8.Ⅰ已知反应:①;②;③;④;⑤;⑥
(1)上述反应不属于氧化还原反应的有 (填序号,下同),被氧化的是 ,被还原的是 ,属于氧化还原反应,但其中的既不被氧化又不被还原的是 。
Ⅱ.绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想水质净化是水质检验员的主要工作之一,其水质检验员在研究高铁酸盐对饮用水消毒时,发现原理为:①4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH高铁酸盐是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,工业上可用湿法制备高铁酸钾②2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O;③Na2FeO4+2KOH= K2FeO4↓+2NaOH
(2)反应①中中铁元素化合价为 在该反应中氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)请用双线桥表示反应②:2FeCl3+3NaClO+10NaOH-=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O中电子转移方向与数目: 。
(4)根据化合价,推测FeO能和下列_______反应(填序号)。
A.H2S B.SO2 C.KMnO4 D.O3
(5)分析该氧化还原反应5KI+KIO3+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O中,氧化产物和还原产物的个数比是 。
(6)工业上制备ClO2的反应原理为:2NaClO3+4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。在参与反应的盐酸中,起酸性作用的HCl与还原剂(被氧化)作用的HCl个数比为 。
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