山东省高密市第三中学2015年高考化学一轮复习学案:第二章 第三节 氧化剂和还原剂

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山东省高密市第三中学2015年高考化学一轮复习学案:第二章 第三节 氧化剂和还原剂

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班级: 姓名: 编审:林小丽
【考纲要求】1、了解铁元素在自然界中的存在形式;
2、掌握铁及其化合物的氧化性和还原性。
1、(2011上海)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )
A.铁 B.氮 C.氧 D.碳
2、制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“ ( http: / / www.21cnjy.com )腐蚀液”,发生的反应为 2FeCl3 + Cu=2FeCl2 +CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是()
A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
3、钢铁生锈过程发生如下反应:下列说法正确的是 ( )
①2Fe+O2+2H2O=2Fe ( http: / / www.21cnjy.com )(OH)2; ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
A.反应①、②中电子转移数目相等 B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
4、将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,不会有三价铁生成的是 ( )
A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.溴水
5、某500mL溶液中含0. ( http: / / www.21cnjy.com )1 mol Fe2+、0.2mol Fe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)(  )
A. 0.4mol/L B.0.6mol/L C.0.8mol/L D.1.0mol/L
6、(2011上海)高铁酸钾( K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( )
A.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质
B.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质
C.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌
D.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
7、(2011山东)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al
8、向一定量的FeO、Fe ( http: / / www.21cnjy.com )、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是( )
A.11.2 g B.5.6 g C.2.8 g D.无法计算
9、在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得 ( http: / / www.21cnjy.com )到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如下图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
10、电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,采用下列步骤:
( http: / / www.21cnjy.com )
A、请写出上述试验中加入或生成的有关物质的化学式:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
B、请写出相关反应的离子方程式。
11、(12·海南)在FeC ( http: / / www.21cnjy.com )l3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下: I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液:
II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38 回答下列问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 :
(2)过程I 加入铁屑的主要作 ( http: / / www.21cnjy.com )用是 ,分离得到固体的主要成分是 ,从固体中分离出铜需采用的方法是 ;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为 ;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为 。
12、(12·新课程理综) 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均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式 ( http: / / www.21cnjy.com ),可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3 ( http: / / www.21cnjy.com )的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中,FeCl2可用铁粉和 反应制备,FeCl3可用铁粉和 反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 。
(4)FeCl3与H2S反应的离子方程式为                    。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一 ( http: / / www.21cnjy.com )种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 ;与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,
该电池总反应的离子方程式为 。
【答案】:(1) ∵ n(Cl) = 0.0250L×0.40mol·L-1 = 0.01 mol
∴ m(Fe) = 0.54g – 0.10 mol×35.5g·mol-1 = 0.19g
故 n(Fe) = 0.19g/56g·mol-1 = 0.0034 mol
∴ n(Fe)∶n(Cl) = 0.0034∶0.010 ≈ 1∶3, 即x = 3
(2) 0.10; 盐酸, 氯气;
(3) 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 (或2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I3-);
(4) 2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+
(5)2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 5H2O + 3Cl-;
FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-;
2FeO42- + 8H2O + 3Zn = 2Fe(OH)3 + 3Zn(OH)2 + 4OH-
【答案】(1)2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+;
(2)回收铜 Cu和Fe 加入过量的盐酸后过滤。
(3)FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
(4)4.0×10-11 mol·L-1
(1)AB段铁元素以 形式存在。
(2)BC段铁元素以 形式存在。
(3)CD段铁元素以 形式存在。班级: 姓名: 编审:林小丽
【学习目标】
1.了解氧化还原反应的本质,掌握氧化性、还原性的强弱比较
2.了解常见的氧化还原反应,并能判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
【课前预习案】
1.氧化还原反应
(1)定义:___________________________________________的化学反应叫氧化还原反应。
(2)特征:___________________ _______________。
(3)实质:______ ____________。
判断一个反应是否是氧化还原反应,关键要看_____________________________________。
2.基本概念及之间的转化关系
( http: / / www.21cnjy.com )
3.四种基本类型的化学反应与氧化还原反应的关系如下图所示。
四种基本反应类型:化合反应、分解反应、置换反应、
复分解反应中, 反应一定为氧化还原反
应, 反应一定为非氧化还原反应,
反应和 反应可能为氧化还原反应,也可能为非氧化还原反应。
思考:有单质生成的反应一定是氧化还原反应吗?举例说明。
______ __________ ____________ 。
4. 常见的氧化剂和还原剂:
氧化剂 还原剂
①非金属单质:O2、O3、Cl2、Br2、I2、S②高价金属阳离子:Cu2+ 、 Fe3+ 、 Ag+ 等③过氧化物:H2O2、Na2O2④具有较高价态的含氧酸:浓硝酸、浓硫酸、稀硝酸、HClO。⑤含有较高价态的盐KMnO4、KClO3 等 ①金属单质:K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等②某些非金属:H2、C③低价金属阳离子:Fe2+④最低价阴离子:S2 -、I-⑤含较低价元素的微粒:SO32 -、CO、H2等
5、元素的氧化性或还原性与价态之间的关系
某元素的氧化性、还原性与其所处的价态密切相 ( http: / / www.21cnjy.com )关。元素处于最高价,只有 性;元素处于最低价,只有 性;元素处于中间价态,既有 性又有 性,但主要呈现一种性质。如:浓H2SO4的S只具有 性,H2S中的S只具有 性,单质S和SO2中的S既有 性又有 性。
6、电子转移的表示方法
双线桥法:得失电子分开注明,从反应物指向生成物(同种元素)注明得失及电子数。
 
注意:(1)某元素得到(或失去)一个电子,化合价就降低(或升高)一个单位。
(2)失电子数=得电子数=转移的电子数
7、氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)氧化性、还原性的强弱主要取决于物质本 ( http: / / www.21cnjy.com )身得失电子的 程度,而不取决于得失电子的 的多少。另外,还跟反应的条件,如溶液的酸碱性,反应物的浓度、温度、催化剂等因素有关。
(2)氧化性、还原性强弱的几种比较方法
①同种元素的不同价态,一般价态越高,氧化性越强。
②根据氧化还原反应方程式判断,
氧化剂比氧化产物的氧化性强,还原剂比还原产物的还原性强。
③根据被氧化或被还原的程度 ( http: / / www.21cnjy.com )判断,如Fe与Cl2反应生成 ,Fe的化合价为 ,Fe与S反应生成 ,Fe的化合价为 ,则Cl2比S的氧化性 。
【预习检测】
1.氧化还原反应的实质是 ( )
A.得氧和失氧 B.化合价的升降   C.有无新物质生成  D.电子的转移
2.下列变化不属于氧化还原反应的是( )
A.Na2O+H2O=2NaOH B.Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
C.2AgNO3 2Ag+2NO2↑+O2↑ D.3NO2+H2O=2HNO3+NO
3.实现下列变化,一定要加入其它物质作氧化剂的是: ( )
A.CaCO3 → CO2 B.NaCl → NaNO3 C.Zn → ZnCl2 D.CuO → CuSO4
4.下列说法中错误的是 ( )
A.置换反应一定是氧化还原反应 B.化合反应不可能是氧化还原反应
C.分解反应可能是氧化还原反应 D.凡是氧化还原反应,都不可能是复分解反应
【课堂探究案】
【探究一】氧化还原反应的概念和氧化还原反应的判断
1.注明划线元素的化合价
Na2O2 NH4NO3 Na ( http: / / www.21cnjy.com )NO2 NO2 CO CaC2O4 CaCO3 MnCl2 MnO2 KMnO4
Fe(NO3)3 Na2FeO ( http: / / www.21cnjy.com )4 H2S SO2 SO42- HCl HClO KClO3 HClO4 CuI Cu(IO3)2
【例1】下列反应中,不属于氧化还原反应的是 ( )。
A.2CO + O2 点燃 2CO2 B.CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
C.2KClO3 2KCl + 3O2↑ D.2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O
2. [2012·广东理综]下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A. Na2O2用作呼吸面具的供氧剂 B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C.工业上利用合成氨实现人工固氮 D.实验室用NH4Cl 和Ca(OH)2制备NH3
【跟踪练习】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如右图所示,则下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.Cl2+2NaI=I2+2NaCl
B.NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
D.Cl2+H2O==HCIO+HCI
2.常见的氧化剂和还原剂对应还原产物、氧化产物的分析
氧化剂 一般情况下对应的还原产物(指出具体物质或离子) 还原剂 一般情况下对应的氧化产物(指出具体物质或离子)
KMnO4 Fe2+
浓硝酸 S2 -
稀硝酸 I-
浓硫酸 SO32 -
HClO CO
Cu2+ H2
Fe3+ H2O2
H2O2
3、某物质氧化性、还原性的分析
物质若含有多种元素,其性质是这些元 ( http: / / www.21cnjy.com )素性质的综合体现,如:浓盐酸中+1价氢处于最高正价,有氧化性,-1价氯处于最低负价,有还原性,所以浓盐酸既有氧化性又有还原性。
【例2】(1)下列氧化还原反应中,水作为氧化剂的是( )
A.CO + H2O(g)CO2 + H2 B.3NO2 + H2O ====2HNO3 + NO
C.2Na2O2 + 2H2O===4NaOH + O2 D.2F2 + 2H2O ==== 4HF + O2
(2)在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+等离子中,只有氧化性的是 ,
只有还原性的是 ,既有氧化性又有还原性的是 。
【思考】1、某元素处于最高正价,它一定具有强氧化性吗?试举例说明。
2、阳离子只具有氧化性,阴离子只具有还原性,这句话对吗?试举例说明。
3、在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂一定为两种不同的物质吗?有否可能氧化剂和还原剂为同一种物质?有否可能氧化剂和或还原剂为两种或多种物质?
【跟踪练习】
1.分析以下氧化还原反应,并填空。(1)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
氧化剂是 ; 元素失电子,化合价 ; 物质被氧化。
(2)2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
还原剂是 ; 元素得电子,化合价 ; 物质被还原。
2.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、F2、K、HCl B、Cl2、Al、H2 C、NO2、Na、Br2 D、O2、SO2、H2O
【探究二】氧化还原反应的电子转移
【例3】用下列方法,各在一定条件下制取氧气,
①2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑ ②2H2O2==2H2O+O2↑
③2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ④2KClO3==2KCl+3O2↑
若制得等质量的氧气,反应中上述物质转移电子数目之比为(   )
A.2∶1∶1∶2 B.1∶1∶1∶1 C.1∶2∶2 ∶1 D.1∶2∶1∶2
【跟踪练习】写出下列反应的化学方程式,并按要求填空。
(1)钠与水反应 ,
氧化剂: ,还原剂: ,电子转移数为 。
(2)Cl2与水反应 ,
氧化剂: ,还原剂: ,每有1mol Cl2反应,转移电子的物质的量为 。
(3)Na2O2与水反应 ,
氧化剂: 还原剂: ,每有1molO2生成,转移电子的数目为 。
【当堂检测】
1.富脂食品长期放置会发生变质现象,在食品包装袋内,除了放置干燥剂外,为了防止食品氧化,还要放置( )
A.无水硫酸铜 B.铁粉 C.食盐 D.生石灰
2. 需加入适当的还原剂才能实现的反应是  (   )
A.PCl3 →PCl5 B.Mn ( http: / / www.21cnjy.com )O2 → Mn2+ C.SO2 → SO32- D.Fe → Fe2O3
3.氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应在3Cl2+2NH3=N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )
A.若管道漏气遇氨就会产生白烟 B.该反应利用了Cl2的强氧化性
C.该反应属于复分解反应 D.生成1molN2有6mol电子转移
4.在下列变化:①大气固氮(氮气转化为NO),②硝酸银分解(2AgNO3 ===2Ag+2NO2↑+O2↑), ③实验室制氨气(Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH 3↑+2H2O )中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是 ( )
A.③②① B.②①③ C.①②③ D.③①②
5. 已知反应:①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 ;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3
③I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,下列粒子的还原能力由强到弱顺序正确的是( )
 A. I- > Fe2+ > Cl- > SO2 B. Cl- > Fe2+ > SO2 > I-
 C. Fe2+ > I- > Cl- > SO2 D. SO2 > I- > Fe2+ > Cl-
【课后拓展案】
1.根据下列反应,推断盐酸应当具有的性质是 ( )
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ ②2HCl+CuO=CuCl2+H2O
③ MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+H2O
A.只有酸性 B.只有氧化性 C.只有还原性 D.有酸性、有氧化性和还原性
2.(2007·全国Ⅰ理综)等物质的量的下列化合物在相应条件下完全分解后得到氧气最多的是( )
A.KClO3 (加MnO2催化剂,加热) B.KMnO4 (加热)
C.H2O2 (水溶液,加MnO2催化剂) D.HgO(加热)
3.(08年广东理基·33 ( http: / / www.21cnjy.com ))氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过反应:Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO合成。下列叙述正确的是( )
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C.AlN中氮的化合价为+3 D.AlN的摩尔质量为41 g
4. 已知在酸性溶液中, ( http: / / www.21cnjy.com )下列物质氧化KI时,自身发生如下变化:Fe3+→Fe2+;MnO4–→Mn2+;Cl2→Cl–;HNO2→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.Fe3+ B.MnO4– C.Cl2 D.HNO2
5. 在6HCl+KClO3KCl+3Cl2+3H2O的反应中,得到和失去电子的原子个数之比为
A.5∶1     B.1∶5      C.6∶1     D.1∶6
6.(双选氯化碘(ICl)的性质类似卤素,有很强的化学活动性。ICl跟Zn、H2O的反应如下:
①2ICl+2Zn=ZnCl2+ZnI2 ②ICl+H2O=HCl+HIO下列叙述中正确的是( )
A.反应①不是氧化还原反应 B.反应②不是氧化还原反应   
C.二者都是氧化还原反应    D.在反应①中,Zn发生的是氧化反应
7. ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得:
2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法不正确的是( )
A.CO2是氧化产物 B.H2C2O4在反应中被氧化
C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性 D.ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性
8.(2010天津卷·5)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B.Na2O2与H2O反应制备O2 :Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH- + O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2 + H2O = 2H+ + Cl- + ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO + 6H+ + 5H2O2 = 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O
9. 某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2
已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→ O2
(1)该反应中的还原剂是 。
(2)该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
(3)如反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为 。
10.(09上海)某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3 在反应中得到电子,则该反应的还原剂是 。
(2)已知0.2 mol KBrO3 在反应中得到1 mol电子生成X,则X的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 。 a.氧化性:KBrO3>H3AsO4
b.氧化性:H3AsO4>KBrO3 c.还原性:AsH3>X d.还原性:X>AsH3
11. (2013福建理综)(2)纤维 ( http: / / www.21cnjy.com )素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:
    +24NaClO3+12H2SO4 ClO2↑+ CO2↑+18H2O+    
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中 ( http: / / www.21cnjy.com )的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的    倍。

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