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高考化学58个考点精讲?第1讲：氧化还原反应及其配平
58个考点精讲:考点1．氧化还原反应及其配平
1．重点：1、氧化还原反应概念。
　　　　　2、电子守恒原理的应用。
　　　　　3、根据化合价升降总数守恒配平化学反应方程式。
2．难点聚焦
氧化还原反应中的概念与规律:
一、 五对概念
& 在氧化还原反应中，有五对既相对立又相联系的概念。它们的名称和相互关系是：
二、 五条规律
1、表现性质规律
同种元素具有多种价态时，一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。
2、性质强弱规律
3、反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中最强的还原剂作用；同理，在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。例如，向含有FeBr2溶液中通入Cl2，首先被氧化的是Fe2+
&&&&& 4、价态归中规律
含不同价态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&的规律。
　　5、电子守恒规律
在任何氧化&还原反应中，氧化剂得电子（或共用电子对偏向）总数与还原剂失电子（或共用电子对偏离）总数一定相等。
三．物质氧化性或还原性强弱的比较:
（1）由元素的金属性或非金属性比较
&1&金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱
非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱
（2）由反应条件的难易比较
不同的氧化剂与同一还原剂反应时，反应条件越易，其氧化剂的氧化性越强。如：
前者比后者容易发生反应，可判断氧化性：& 。同理，不同的还原剂与同一氧化剂反应时，反应条件越易，其还原剂的还原性越强。
（3）根据被氧化或被还原的程度不同进行比较
当不同的氧化剂与同一还原剂反应时，还原剂被氧化的程度越大，氧化剂的氧化性就越强。如& ，根据铁被氧化程度的不同& ，可判断氧化性：& 。同理，当不同的还原剂与同一氧化剂反应时，氧化剂被还原的程度越大，还原剂的还原性就越强。
（4）根据反应方程式进行比较
氧化剂+还原剂=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
（5）根据元素周期律进行比较
一般地，氧化性：上&下，右&左；还原性：下&上，左&右。
（6）某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关：
温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
酸碱性：如中性环境中& 不显氧化性，酸性环境中& 显氧化性；又如& 溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。
注意：物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易，与得失电子的多少无关。如还原性：& ，氧化性： 。
3．例题精讲：
一、氧化还原反应中的概念辨析：
例1、（2000广州测试题）制备氰化钙的化学方程式为
CaCO3& +& 2HCN& =& Ca(CN)2& +& CO&+ H2& + CO2&，在反应中（ ）
A. 氢元素被氧化，碳元素被还原
B. HCN既是氧化剂又是还原剂
C. Ca(CN)2是氧化产物，H2 是还原产物
D. CO为氧化产物，H2 为还原产物
解析：本题考查氧化还原反应的有关概念。
CaCO3& +& 2HCN& =& Ca(CN)2& +& CO&+ H2& + CO2&（注意生成物中CO2碳元素来自CaCO3，它的化合价在反应前后没有发生变化），即氢元素化合价降低，碳元素化合价升高，故HCN既是氧化剂又是还原剂，Ca(CN)2& 是氧化产物，H2是还原产物。答案：B、C。
点评：此类结合实例确定氧化还原反应的有关概念的试题，其解题是：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，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应（如本题反应物均含有碳元素），必须弄清它的变化情况。
例2. (1997年全国高考题)下列叙述正确的是（ ）
A. 含金属元素的离子不一定都是阳离子
B. 在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂
C. 某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原
D. 金属阳离子被还原不一定得到金属单质
解析：本题主要是考查氧化还原反应概念正误的判断。
答案：A、D。
点评：解此类有关概念辨析的试题应遵循&理解概念抓实质&的原则，若是再辅以具体实例，会使抽象的问题具体化，其判断结果更具有可靠性。
例3：（98高考试测题）120℃、101.3KPa条件下，有2LH2O、2LCO、1LCO2、0.5LO2和1LH2组成的混合气体。将混合气体通过分别放有足量Cu粉、C粉和CuO粉的三个灼热的反应管。假设气体通过每个反应管都能充分反应，且不论三个反应管以何种顺序排列，问：&
⑴尾气是否有可能是单一气体？&&&&&&&& （填&可能&或&不可能&）。若可能，该气体是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
⑵原气体中是否有几种（或一种），不可能再存在于尾气之中：&&&&&&& （填&有&或&没有&。若有，它们（或它）是&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
⑶原气体中是否有几种（或一种）肯定存在于尾气中？&&&&&&&&& （填&有&或&没有&。若有，它们（或它）是&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
解答:题时若将放有足量Cu粉、C粉和CuO粉的三个反应管排列组合，共有6种情况，逐一分析，固然可以求解，但相当费时费力。如运用发散思维从还原剂Cu粉、C粉可将O2、CO2、H2O还原成CO、H2；氧化剂CuO可将CO、H2氧化成CO2、H2O等角度来考虑，就能找到一个新角度，发现新的解法：
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于2015高考化学专题一 第六单元《氧化还原反应规律、计算及方程式的配平》一轮复习教案的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：12015《金版新学案》高中化学总复习讲义:专题一第六单元氧化还原反应规律、计算及方程式的配平考点一氧化还原反应的三条规律及其应用1.“优先反应”规律(1)在浓度相差不大的溶液中:①同时含有几种还原剂时――→加入氧化剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2 时,因为还原性 Fe2+&Br-,所以 Fe2+先与 Cl2 反应。②同时含有几种氧化剂时――→加入还原剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。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。(2)应用:判断物质的稳定性及反应顺序。2.“价态归中,互不交叉”规律(1)同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为:价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢。例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是(2)应用:判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。3.“歧化反应”规律“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如***、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2 +2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。应用:判断氧化产物、还原产物及表明电子转移情况。◎思考与探究(1)SO2 具有较强的还原性,浓 H2SO4 具有强氧化性,二者能否发生氧化还原反应?(2)下面标明的电子转移正确吗?请纠正。H2 S-2+H2 S+6O4(浓)===S0得 6e-↓+S+4失 6e-O2↑+2H2O提示: (1)不能;因+4 价硫元素和+6 价硫元素无中间价态,二者不能发生氧化还原反应。(2)不正确,违背了“价态归中,互不交叉”规律,应为H2 S-2+H2 S+6O4(浓)===S0失 2e-↓+S+4得 2e-O2↑+2H2O“优先反应”规律的应用1.现有下列三个氧化还原反应:2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I22FeCl2+Cl2===2FeCl32KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O2若某溶液中含有 Fe2+、Cl-和 I-,要除去 I-而不氧化 Fe2+和 Cl-,可以加入的试剂是( )A.Cl2 B.KMnO4C.FeCl3 D.HCl解析: 由①知氧化性 Fe3+&I2,还原性 I-&Fe2+;由②知氧化性 Cl2&Fe3+,还原性 Fe2+&Cl-;由③知氧化性 MnO-4 &Cl2 ,还原性 Cl-&Mn2 +。由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4&Cl2&FeCl3&I2,还原性强弱顺序为 I-&Fe2+&Cl-&Mn2+。所以 KMnO4 可氧化 Cl-、Fe2+及 I-,Cl2 可氧化 Fe2+及 I-,FeCl3 只氧化 I-。答案: C2.在 100 mL 含等物质的量的 HBr 和 H2SO3 的溶液中通入 0.025 mol Cl2,有一半 Br-变为 Br2(已知 Br2 能氧化 H2SO3)。则原溶液中 HBr 和 H2SO3 的浓度都等于( )A.0.16 molL-1B.0.02 molL-1C.0.20 molL-1 D.0.25 molL-1解析: 由于还原性 H2SO3&HBr,所以 H2SO3 优先被 Cl2 氧化。设二者的物质的量都为x,根据 Cl2~H2SO3,Cl2~2Br-,则 x+14x=0.025 mol,x=0.02 mol,所以 c(HBr)=c(H2SO3)=0.02 mol0.1 L=0.20 molL-1。答案: C价态转化规律的应用3.已知在热的碱性溶液中,NaClO 发生如下反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下 NaClO2 也能发生类似的反应,其最终产物是( )A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4答案: B4.已知 G、Q、X、Y、Z 均为含***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――→电解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( )A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、YC.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X解析: 由①得出 Q 价态高于 G,因为 G 必介于 Q 和-1 价的 Cl 之间,-1 价为***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 化合价降低,则 Q 中的***元素转变为 X 中的***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。答案: A考点二氧化还原方程式的配平1.配平原理在氧化还原反应中,从现象看元素化合价升降总数相等,从本质看是电子得失总数相等。对离子方程式进行配平时,除满足上述要求外,还要注意电荷守恒。2.一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法3◎思考与探究化合价升降法配平氧化还原反应方程式示例如配平 Cu+ HNO3(稀)— Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O。(1)先配平含变价元素物质的化学计量数:参加氧化还原反应的元素为铜和氮两种元素,则有Cu(0)→Cu(+2) 化合价升 2×3N(+5)→N(+2) 化合价降 3×23Cu+2HNO3(稀)——3Cu(NO3)2+2NO↑+ H2O。(2)根据原子守恒,观察法配平其他物质的化学计量数。化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。通过上述示例,你能抓住化合价升降法配平氧化还原方程式两大核心问题了吗?提示: (1)化合价升降总数相等,(2)反应前后各元素的原子个数相等。正向配平含缺项配平1 . (1) Al + NaNO3 + NaOH=== NaAlO2 + N2↑+H2O(2) KIO3+ KI+ H2SO4=== K2SO4+ I2+ ________答案: (1)10 6 4 10 3 2(2)1 5 3 3 3 3 H2O◎名师归纳配平技巧(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。(2)缺项氧化还原反应方程式的配平:缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。①方法先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。②补项原则条件补项原则酸性条件下缺 H(氢)或多 O(氧)补 H+,少 O(氧)补 H2O(水)碱性条件下缺 H(氢)或多 O(氧)补 H2O(水),少 O(氧)补 OH-(3)配平化学方程式时,化学计量数“1”也必须填写在空格里。逆向配平2.(1) MnO2+ HCl(浓)=====△MnCl2+ Cl2↑+ H2O(2) S+ KOH=== K2S+ K2SO3+ H2O4答案: (1)1 4 1 1 2(2)3 6 2 1 3◎名师归纳配平技巧部分变、自变均从右边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变的;自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。氧化还原方程式的书写3.(1)在 NaOH 的环境中,Cl2 与 NaI 反应,每 l mol NaI 完全反应转移 6 mol 电子,写出反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)FeCl3 溶液与草酸(H2C2O4)反应,得到澄清溶液,同时生成一种能使石灰水变浑浊的气体,此反应的离子方程式为:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案: (1)3Cl2+NaI+6NaOH===6NaCl+NaIO3+3H2O(2)2Fe3++H2C2O4===2CO2↑+2Fe2++2H+◎名师归纳三步法书写氧化还原方程式的步骤第一步:根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。第二步:根据溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加 H+或 OH-的形式使方程式两端的电荷守恒。第三步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加 H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。考点三氧化还原反应的计算方法——电子守恒法1.应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”(1)“一找各物质”找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失数”确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。(3)“三列关系式”根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。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。2.多步连续进行的氧化还原反应的有关计算:对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。◎思考与探究(1)1 mol Cl2 与足量冷的 NaOH 溶液反应,转移电子的物质的量是多少?(2)6.4 g 铜与足量的稀***反应,将产生的 NO 与适量的 O2 混合作用于水,气体恰好完全溶解,你能确定通入 O2 的物质的量吗?提示: (1)1 mol(2)铜与稀 HNO3 反应生成 NO,NO 与 O2 混合作用于水又重新生成 HNO3,故铜与 O2存在下列关系:n(Cu)×2=n(O2)×4,即 n(O2)=6.4 g64 g/mol×24=0.05 mol5确定氧化产物、还原产物等物质的化合价1.24 mL浓度为0.05 molL-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 molL-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知 Na2SO3 可被 K2Cr2O7 氧化为 Na2SO4,则元素 Cr 在还原产物中的化合价为( )A.+2 B.+3C.+4 D.+5解析: 题目中指出被还原的元素是 Cr,则得电子的物质必是 K2Cr2O7,失电子的物质一定是 Na2SO3,其中 S 元素的化合价从+4→+6;而 Cr 元素的化合价将从+6→+n(设+n为生成物中 Cr 元素的化合价),根据得失电子数目相等,有 0.024 L×0.05 molL- 1×(6-4)=0.02 L×0.02 molL-1×2×(6-n)解得 n=3。答案: B2.Na2Sx 在碱性溶液中可被 NaClO 氧化为 Na2SO4,而 NaClO 被还原为 NaCl,若反应中 Na2Sx 与 NaClO 的物质的量之比为 1∶16,则 x 的值为( )A.2 B.3C.4 D.5解析: 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。Na2 Sx-2/x―→xNa2 S+6O4 NaCl+1O―→NaCl-1得关系式:1× 6--2x xe-=16×2e-,解得 x=5。答案: D多步连续氧化还原反应的计算3.14 g 铜银合金与足量的某浓度的***反应,将放出的气体与 1.12 L(标准状况下)氧气混合,通入水中恰好全部被吸收,则合金中铜的质量为( )A.9.6 g B.6.4 gC.3.2 g D.1.6 g解析: 根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2)与未知量(Cu、Ag)之间的物质的量关系。HNO3 中的N+5元素相当于电子的“二传手”,先得到 Cu、Ag 失去的电子,再传给O2,最后恢复原貌,Cu、Ag 失去的电子最终传给了 O2,所以根据得失电子守恒规律,得mCu64 gmol-1×2+14 g-mCu108 gmol-1=1.12 L22.4 Lmol-1×4,解得:m(Cu)=3.2 g。答案: C4.U 常见化合价有+4 和+6,***铀酰[UO2(NO3)2]加热可发生如下分解:[UO2(NO3)2]——UxOy+NO2↑+O2↑(未配平),将气体产物收集于试管中并倒扣于盛水的水槽中,气体全部被吸收,水充满试管。则生成的铀的氧化物化学式是( )A.UO2 B.2UO2UO3C.UO3 D.UO22UO3解析: 气体被吸收, 说明二氧化氮、氧气和水发生的反应为 4NO2 + O2 +2H2O===4HNO3,所以二氧化氮和氧气的计量数之比是 4∶1,根据氧化还原反应中得失电子数相等知,U 元素的化合价不变,所以生成物是 UO3,故选 C。答案: C5.现有铁粉和氧化铁的混合物共 27.2 g,加入足量的稀硫酸使之充分反应。当固体粉末完全溶解时,收集到 2.24 L(标准状况下)气体,当向溶液中滴加 溶液时,溶液不显血红色。试求原样品中氧化铁的质量分数。答案: 58.8%6氧化还原反应规律1.(2013上海化学16)已知氧化性 Br2&Fe3+。FeBr2 溶液中通入一定量的 Cl2,发生反应的离子方程式为:aFe2++bBr-+cCl2―→dFe3++eBr2+fCl-下列选项中的数字与离子方程式中的 a、b、c、d、e、f 一一对应,其中不符合反应实际的是( )A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4解析: 排除法,由氧化性强弱可知,Fe2+先于 Cl2 反应,所以 Fe2+的计量数一定不能为 0,B 选项错误。答案: B2.(2013浙江理综26)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生 H2 的化合物甲和乙。将 6.00 g 甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和 6.72 L 的 H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出 H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH 溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到 H2 和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为 1.25 gL-1。请回答下列问题:(1)甲的化学式是________;乙的电子式是________。(2)甲与水反应的化学方程式是________________________。(3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。(4)乙在加热条件下与 CuO 反应可生成 Cu 和气体丙,写出该反应的化学方程式________________。有人提出产物 Cu 中可能还混有 Cu2O,请设计实验方案验证之______________________________________。(已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O)(5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生 H2,判断理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析: 根据题意可知,甲为 AlH3,乙为 NH3,丙为 N2。(4)根据题给信息,要证明产物 Cu 中是否会混有 Cu2O,可取少许固体产物于试管中,加适量稀 H2SO4 溶解,若溶液呈蓝色,则可证明产物中有 Cu2O,反之则无。(5)AlH3 具有还原性,NH3 具有氧化性,两者可能发生氧化还原反应。答案: (1)AlH3 H NHH(2)AlH3+3H2O===Al(OH)3↓+3H2↑(3)Mg3N2(4)2NH3+3CuO=====△3Cu+N2+3H2O 取样后加稀 H2SO4,如果溶液变蓝,说明产物中含有 Cu2O。反之则无 Cu2O(5)可能 AlH3 中的氢化合价为-1 价,NH3 中的氢为+1 价,因而有可能发生氧化还原反应生成氢气氧化还原方程式的配平及方程式的书写3.配平下列化学方程式(1)[2013广东理综32(3)]完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:__________CuO+__________Al2O3=====高温________CuAlO2+__________↑。(2)[2011福建理综23(6)]在某强酸性混合稀土溶液中加入 H2O2,调节 pH≈3,Ce3+通过下列反应形成 Ce(OH)4 沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:Ce3++ H2O2+ H2O=== Ce(OH)4↓+ ________(3)[2010福建理综24(2)改编]完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:Fe(OH)2+ ClO-+ ________=== Fe(OH)3+ Cl-(4)[2011安徽理综27(2)改编]配平反应的离子方程式是Mn2++ ClO-3 + H2O=== MnO2↓+ Cl2↑+ ________。7(5)[2010重庆理综26(3)]配平用钙线脱氧脱磷的化学方程式:P+ FeO+ CaO=====高温Ca3(PO4)2+ Fe答案: (1)4 2 4 O2(2)2 1 6 2 6 H+(3)2 1 1 H2O 2 1(4)5 2 4 5 1 8 H+(5)2 5 3 1 54.[2012新课标全国卷26(2)(3)(4)](1)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。(2)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____________________;(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3 与KClO 在强碱性条件下反应可制取 K2FeO4 , 其反应的离子方程式为________________________________________________________________________。解析: (1)注意制备 FeCl2 选用弱氧化剂,制备 FeCl3 选用强氧化剂。(2)根据氧化还原反应原理可以写出离子方程式。(3)Fe(OH)3 可被氧化为 K2FeO4,HClO 具有强氧化性,可被还原为 Cl-,根据氧化还原反应原理进行配平。答案: (1)盐酸(或 FeCl3 溶液) ***气(2)2Fe3++2I-===2Fe2++I2(或 2Fe3++3I-===2Fe2++I-3 )(3)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO2-4 +5H2O+3Cl-5.(2013福建理综24)二氧化***(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。(1)***化钠电解法是一种可靠的工业生产 ClO2 方法。该法工艺原理示意图如下图。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的***酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成 ClO2。工艺中可以利用的单质有________________(填化学式),发生器中生成 ClO2 的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)纤维素还原法制 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 -氧化为无毒的物质,自身被还原为 Cl-。-相同量的电镀废水,所需 Cl2 的物质的量是 ClO2 的________倍。解析: (1)根据工艺图,HCl 合成塔中发生的是 H2 与 Cl2 的反应,所以该工艺可以利用的单质应是 H2 和 Cl2。NaClO3 为氧化剂,HCl 为还原剂,ClO-3 的还原产物为 ClO2,Cl-的氧化产物为 Cl2,则有:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。(2)纤维素的最终水解产物为葡萄糖(C6H12O6),葡萄糖具有还原性,在 H2SO4 环境中与 NaClO3 反应生成ClO2、CO2、H2O,根据原子守恒可推出另一产物为 Na2SO4,根据得失电子守恒和原子守恒配平反应为:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4===24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4。(3)-转化为无毒的 N2、CO2,ClO2 或 Cl2 转化为 Cl-,反应中 1 mol ClO2 得到 5 mol电子,1 mol Cl2 得到 2 mol 电子,-时,所需 Cl2 的物质的量是 ClO2的 2.5 倍。答案: (1)H2、Cl2 2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O(2) 1 C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=== 24 ClO2↑+ 6 CO2↑+18H2O+ 12 Na2SO48(3)2.5氧化还原反应的计算6.(2011新课标全国卷13)某含铬(Cr2O2-7 )废水用硫酸亚铁铵[FeSO4(NH4)2SO46H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到 n mol FeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是( )A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(2-x)molB.处理废水中 Cr2O 2-7 的物质的量为nx2molC.反应中发生转移的电子数为 3nx molD.在 FeOFeyCrxO3 中,3x=y解析: n mol FeOFeyCrxO3 中铬原子的物质的量为 nx mol,由铬原子守恒得 Cr2O 2-7 的物质的量为nx2mol,B 项正确;n mol FeOFeyCrxO3 中铁原子的物质的量为(n+ny) mol,由铁原子守恒得消耗硫酸亚铁铵的物质的量为(n+ny)mol,A 项错误;反应中铬元素的化合价由+6 价降低为+3 价,铁元素的化合价由+2 价升高为+3 价,所以反应中发生转移的电子数为 3nx mol,由电子得失守恒得 ny=3nx,则 y=3x,故 C、D 两项均正确。答案: A7.(2013四川理综7)1.52 g 铜镁合金完全溶解于 50 mL 密度为 1.40 g/mL、质量分数为63%的浓***中,得到 NO2 和 N2O4 的混合气体 1 120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入 1.0 mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到 2.54 g 沉淀。下列说法不正确的是( )A.该合金中铜与镁的物质的量之比是 2∶1B.该浓***中 HNO3 的物质的量浓度是 14.0 mol/LC.NO2 和 N2O4 的混合气体中,NO2 的体积分数是 80%D.得到 2.54 g 沉淀时,加入 NaOH 溶液的体积是 600 mL解析: 设 1.52 g 铜镁合金中含铜 x mol,镁 y mol,则根据题给数据,可列方程式:64x+24y=1.52,98x+58y=2.54,解得:x=0.02,y=0.01,铜与镁的物质的量之比为 2∶1,A项正确;根据浓度、质量分数、密度三者的换算公式可求浓度 c=(1 000×63%×1.40)÷63=14.0 mol/L,B 项正确;NO2 和 N2O4 的总物质的量为 0.05 mol,根据得失电子守恒,设 NO2为 m mol,N2O4 为 n mol,则 m+n=0.05 ,m+2n=0.02×2+0.01×2,解得:m=0.04,n=0.01,则 NO2 的体积分数为0.040.05×100%=80%,C 项正确;D 项错误。答案: D学科素养培优(二)__从定性和定量角度探究有关氧化还原反应的实验一、关于物质氧化性、还原性强弱的实验某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3 溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原理进行了如下探究:【实验】制备银镜,并与 Fe(NO3)3 溶液反应,发现银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是________(填序号)。a.边振荡盛有 2%的 AgNO3 溶液的试管,边滴入 2%的氨水,至最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入 2 mL 乙醛中c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性e.在银氨溶液配制过程中,溶液的 pH 增大【提出假设】假设 1:Fe3+具有氧化性,能氧化 Ag。假设 2:Fe(NO3)3 溶液显酸性,在此酸性条件下 NO-3 能氧化 Ag。9【设计实验方案,验证假设】(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出了 Fe2+,验证了假设 1 成立。请写出 Fe3+氧化Ag 的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙同学设计实验验证假设 2,请帮他完成下表中内容(提示:NO-3 在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。实验步骤(不要求写具体操作过程) 预期现象和结论①②……若银镜消失,假设 2 成立;若银镜不消失,假设 2 不成立【思考与交流】(4)甲同学验证了假设 1 成立,若乙同学验证了假设 2 也成立,则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3 溶液中的 Fe3+和 NO-3 都氧化了 Ag。你是否同意丙同学的结论,并简述理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案: (1)ade (2)Ag+Fe3+===Ag++Fe2+(3)实验步骤(不要求写具体操作过程) 预期现象和结论①测定上述实验用的 Fe(NO3)3 溶液的 pH;②配制相同 pH 的稀***溶液,将此溶液加入有银镜的试管内(4)不同意。甲同学检验出了 Fe2+,可确定 Fe3+一定氧化了 Ag;乙同学虽然验证了此条件下 NO-3 能氧化 Ag,但在***铁溶液氧化 Ag 时,由于没有检验 NO-3 的还原产物,因此不能确定 NO-3 是否氧化了 Ag[(3)、(4)其他合理答案均可]二、氧化还原反应滴定时指示剂的选择方法中学中氧化还原反应滴定时指示剂的选择常见的有两类:(1)自身指示剂:有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色,而滴定产物为无色,则滴定时就无需另加指示剂,自身颜色变化可以起指示剂的作用,此类指示剂称为自身指示剂。如 MnO-4 本身在溶液中显紫红色,还原后的产物 Mn2+为无色,所以用高锰酸钾溶液滴定时,不需要另加指示剂。(2)显色指示剂:有些物质本身并没有颜色,但它能与滴定剂或被测物质反应产生特殊的颜色,或开始有特殊颜色,滴定后变为无色,因而可指示滴定终点。如滴定前溶液中无单质碘,滴定后有单质碘生成等,可用淀粉等作为指示剂。(1)配平氧化还原反应方程式:C2O2-4 +____MnO-4 +____H+===____CO2↑+____Mn2++____H2O(2)称取 6.0 g 含 H2C2O42H2O、KHC2O4 和 K2SO4 的试样,加水溶解,配成 250 mL 溶液。量取两份此溶液各 25 mL,分别置于两个锥形瓶中。①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加 0.25 molL-1 NaOH 溶液至 20 mL 时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的 H+的总物质的量为________mol。②第二份溶液中滴加 0.10 molL-1 的酸性高锰酸钾溶液。A.KMnO4 溶液在滴定过程中作________(填“氧化剂”或“还原剂”),该滴定过程________(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。滴至 16 mL 时反应完全,此时溶液颜色由________变为______。B.若在接近终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。C.若在达到滴定终点时俯视读数,则所得结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。10③原试样中 H2C2O42H2O 的质量分数为________,KHC2O4 的质量分数为________。答案: (1)5C2O2-4 +2MnO-4 +16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O(2)①0.005 ②A.氧化剂不需要无色浅紫红色B.无影响 C.偏小③21% 64%专题讲座(二) 学科思想——优先反应在“竞争类”反应体系中的应用反应物间一对多的化学反应常有“平行反应”和“竞争反应”两类,平行反应主要指多个反应相互间没有影响可同时进行;而竞争反应是指由于反应能力不同,多个反应按一定的先后顺序逐次进行。竞争反应主要包括两种基本题型:一是一种氧化剂(还原剂)与多种还原剂(氧化剂)反应,如把 Cl2 通入含 I-、Br-、Fe2+的溶液中,按照还原能力由强到弱的顺序,I-优先反应,其次是 Fe2+,最后是 Br-;二是一种酸(碱)与多种碱性(酸性)物质反应,如把HCl 逐滴加入到含有 NaOH、Na2CO3、NaHCO3 的混合溶液中,按照碱性由强到弱的顺序,NaOH 优先反应,其次是 Na2CO3,最后是 NaHCO3,此类竞争反应的先后顺序即是其有效顺序。在实际问题中有部分看似平行的反应,由于物质的性质而出现了“有效”和“无效”两种可能性,准确地确定有效反应就成了解题的关键。(一)复分解反应型优先反应将足量 CO2 通入 KOH 和 Ca(OH)2 的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入 CO2 体积(y)的关系正确的是( )解析: CO2 与 KOH 和 Ca(OH)2 都会反应,但先与哪种物质反应即存在着竞争,如果先与 KOH 反应,则反应后生成的 K2CO3 立即会与 Ca(OH)2 反应生成 CaCO3,因此,可以看成 CO2 先与 Ca(OH)2 反应,所以通 CO2 后立即有 CaCO3 生成。第二步还要判断 CO2 是先跟KOH 反应还是先与生成的 CaCO3 反应,同样可以采用假设法判断,即如果先与 CaCO3 反应,则生成的 Ca(HCO3)2 又会与 KOH 反应,因此,是先与 KOH 反应,此过程生成沉淀的物质的量不变,当 KOH 消耗完全,再与 CaCO3 反应,直至沉淀完全溶解,故选 D。答案: D◎名师归纳若某一溶液中同时存在几个可能的复分解反应,则生成更难溶解或更难电离物质的反应将优先进行。(二)氧化还原反应型优先反应在含有 Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3 各 0.01 mol 的酸性混合溶液中加入 0.01 mol 铁粉,经搅拌后发生的变化应是( )A.铁溶解,析出 0.01 mol Ag 和 0.005 mol CuB.铁溶解,析出 0.01 mol Ag 并放出 H2播放器加载中，请稍候...
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