專題2  氧化還原反應

 

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【專題目標】

1、 理解氧化和還原、氧化性和還原性、氧化劑和還原劑等概念。

2、 能判斷氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

3、 配平氧化還原反應方程式。

4、 掌握氧化還原反應有關(guān)計算。

【經(jīng)典題型】

題型一：基本概念的考查

【例1】下列化工生產(chǎn)過程所發(fā)生的反應不屬于氧化還原反應的是（    ）

    A．用油脂制肥皂                 B．用鋁土礦制金屬鋁

C．用氯氣和消石灰制漂白粉       D．用氫氣和氮氣合成氨

【點撥】判斷氧化還原反應的最基本的方法是看反應前后有無化合價的變化。

 

題型二：氧化性、還原性強弱的判斷

【例2】氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化學性質(zhì)和鹵素(X2)很相似,化學上稱為擬鹵素

[如：（SCN）2＋H2O HSCN＋HSCNO]。它們陰離子所謂還原性強弱為:Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-.試寫出:

①(CN)2與KOH溶液反應的化學方程式

  

②NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2,反應的離子方程式

 

【點撥】①(CN)2 與KOH溶液反應，相當于Cl2與KOH溶液反應。

②由于陰離子還原性順序為Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-，所以單質(zhì)氧化性順序Br2>(CN)2>(SCN)2。

 

【規(guī)律總結(jié)】氧化還原反應的方向：由強到弱

強氧化劑+強還原劑――→氧化產(chǎn)物（弱氧化性）+還原產(chǎn)物（弱還原性）

            氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物

還原性：還原劑>還原產(chǎn)物

由此可判斷反應能否進行；比較氧化性或還原性的強弱

 

【強調(diào)1】已知反應：①Cl2+2KBr=2KCl+Br2， ②KClO3 +6HCl=3Cl2+KCl +3H2O，③2KBrO3 +Cl2=Br2 + 2KClO3，下列說法正確的是（   ）

A．上述三個反應都有單質(zhì)生成，所以都是置換反應

B．氧化性由強到弱順序為 KBrO3＞KClO3＞Cl2＞Br2

C．反應②中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為6：1

D．③中l(wèi)mol還原劑反應則氧化劑得到電子的物質(zhì)的量為2mol

【點撥】該題主要考查氧化還原反應的規(guī)律、氧化劑和還原劑的判斷、對化學計量數(shù)的理解以及得失電子守恒的簡單應用）

 

 

題型三：氧化還原反應方程式配平的常見題型

【例3】配平以下氧化還原反應方程式：

  KMnO4+  H2C2O4+  H2SO4――  CO2+  K2SO4+  MnSO4+  H2O

    當KMnO4消耗0.05mol時，產(chǎn)生的CO2的體積為________L(標準狀況)。

 

【點撥】這是一題有機氧化還原反應方程式的配平，有機氧化還原反應方程式的配平與無機氧化還原反應方程式相似，關(guān)鍵是正確標定有機物中碳的化合價。為了方便地標出碳的化合價，在遇到有機物用結(jié)構(gòu)簡式表示時，一定要把它寫成分子式。

KMnO4  +  H2C2O4­  +  H2SO4 ―― CO2  +  K2SO4  +  MnSO4  +  H2O

          ↓       ↑

         5×2      2×5

【規(guī)律總結(jié)】配平氧化還原反應方程式，判斷氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

依據(jù)原則：氧化劑化合價降低總數(shù)=還原劑化合價升高總數(shù)

方法步驟：劃好價、列變化、求總數(shù)、配系數(shù)。

 

 

題型四：有關(guān)氧化還原反應的計算

【例4】在100mL溴化亞鐵溶液中通入2.24L氯氣（標況下），則有1/3的溴離子被氧化，求原溴化亞鐵溶液的物質(zhì)的量濃度？

 

 

【點撥】本題重點考查氧化還原反應的先后順序規(guī)律及計算

【規(guī)律總結(jié)】氧化還原反應的典型計算：依據(jù)氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等，列出守恒關(guān)系式求解。

 

題型五：對一類特殊氧化還原反應的考查。變價元素只有一種的

【例5】在一定條件下，NO跟NH3可以發(fā)生反應生成N2和H2O�，F(xiàn)有NO和NH3的混合物1 mol，充分反應后所得產(chǎn)物中，若經(jīng)還原得到的N2比經(jīng)氧化得到的N2多1.4g。

（1）寫出反應的化學方程式并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

（2）若以上反應進行完全，試計算原反應混合物中NO與NH3的物質(zhì)的量可能各是多少。

 

 

【點撥】6molNO還原得到3molN2，4molNH3氧化得到2molN2，兩者相差1mol N2，現(xiàn)相差1.4g，

1.4g÷28g/mol＝0.05mol，相當于0.3molNO和NH3反應。

【規(guī)律總結(jié)】變價元素只有一種的氧化還原反應，在教材中和高考試題中經(jīng)常出現(xiàn)，可分為三種情況：

歧化反應：Cl2＋H2O＝HCl＋HClO      反歧化反應：2H2S＋SO2＝3S＋2H2O

不交叉規(guī)律：

H2S＋H2SO4（濃）＝S＋SO2↑＋2H2O

 

題型六:氧化還原反應考查的新動向

【例6】三聚氰酸可用于消除汽車尾氣中的氮氧化物（如）。當加熱至一定溫度時，它發(fā)生如下分解：   （異氰酸，其結(jié)構(gòu)是H?N=C=O）能和反應生成、和。

（1）寫出和反應的化學方程式。分別指明化合物中哪種元素被氧化？哪種元素被還原？標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目?

（2）如按上述反應式進行反應，試計算吸收氣體所消耗的三聚氰酸的質(zhì)量?

 

 

 

【點撥】首先應根據(jù)HNCO的結(jié)構(gòu)，判斷HNCO中N的化合價。這個問題明確后，其他問題就簡單了。

【總結(jié)】該題主要考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的化學鍵理論、化合價的涵義、氧化還原反應難得基本概念、判斷氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目、配平反應方程式和化學計算等多個知識點，體現(xiàn)出高考向?qū)W科內(nèi)綜合過渡的命題思想。

 

【鞏固2】將agFe、Mg合金溶解在一定量的稀硝酸中，當合金完全溶解后，收集到標準狀況下的NO氣體bL（設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有NO）再向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，得到沉淀。試計算該沉淀的質(zhì)量（以a、b字母表示）

 

【隨堂練習】

一、選擇題

1．下列說法正確的是（   ）

A．陽離子只有氧化性，陰離子只有還原性

B．金屬單質(zhì)在化學反應中只作還原劑，非金屬單質(zhì)只作氧化劑

C．氧化還原反應中肯定有一種元素被氧化，另一種元素被還原

D．有單質(zhì)參加的反應不一定是氧化還原反應

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3．在2HCHO + NaOH（濃）= HCOONa + CH3OH反應中，HCHO        （   ）

A．僅被氧化了            B．僅被還原了

C．既被氧化，又被還原    D．既未被氧化，又未被還原

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3．下列離子中最易給出電子的是（   ）

A．Cl―     B．Cu2+       C．Fe2+     D．F―

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4．已知在酸性溶液中，下列物質(zhì)氧化KI時，自身發(fā)生如下變化 Fe3+→Fe2+；MnO4－→Mn2+；

Cl2→2Cl－；  HNO3→NO。     如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多的是       （   ）

A．Fe3+      B．MnO4－    C．Cl2      D．HNO3

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5．將1.92g銅粉與一定量濃硝酸反應，當銅粉完全作用時收集到氣體（無N2O4氣體）1.12L(標準狀況)。則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是                    （   ）                           

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A．0.12mol          B．0.11 mol         C．0.09 mol          D．0.08 mol

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    6．氫化鈉（NaH）是一種生氫劑，可發(fā)生如下反應：NaH  +  H2O  ==  NaOH  +  H2↑對這一反應的描述正確的是（  ）

A．NaH是氧化劑        B． NaH是氧化產(chǎn)物

    C．NaOH是還原產(chǎn)物     D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是1：1

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7．在BrF3＋H2O―Br2＋HBrO3＋O2↑＋HF（未配平）化學反應中，若有10.8g水被氧化，則被水還原的BrF3的物質(zhì)的量是(　  )：

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A、0.4mol　 　 B、0.6mol　   C、0.8mol　　　 D、0.9mol

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8．由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10g，與足量的鹽酸反應產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下為11.2L，則混合物中一定含有的金屬是：(   )

 A.鋅     B.鐵      C鋁      D.鎂

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9．電視劇《西游記》中仙境美侖美奐。這些神話仙境中所需的煙幕是用NH4NO3和Zn粉按質(zhì)量比8:6.5混合放于溫熱的石棉網(wǎng)上，使用時滴水數(shù)滴即產(chǎn)生大量的白煙，又知發(fā)生反應后有N2和水生成。有關(guān)的說法中正確的是     （      ）                     

A.水起著溶解NH4NO3，發(fā)生吸熱現(xiàn)象以啟動反應的作用

B.每還原1molNO3-需氧化1molZn和1molNH4+

C. 成煙物質(zhì)是兩性氧化物小顆粒

D. 成煙物質(zhì)是小鋅粒，它由NH4NO3反應加熱而蒸出

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10．從含硒（Se）的廢料中提取硒的方法之一是：用硫酸和硝酸處理廢料，獲得亞硒酸和少量硒酸，再與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸：2HCl+H2SeO4=H2SeO3+Cl2+H2O然后向亞硒酸中通入SO2，生成粗硒。進一步提純時，可往熔融的粗硒中通入氧氣，使生成的氧化硒揮發(fā)，再轉(zhuǎn)變成亞硒酸，還原為單質(zhì)硒。

根據(jù)上述信息，回答下列兩題：

（1）       對鹽酸與硒酸反應的下述判斷中，正確的是                           

A.該反應是強酸制取弱酸的復分解反應       B.硒酸發(fā)生氧化反應

C.硒酸有強氧化性                         D.鹽酸在反應中是氧化劑

（2）       對SeO2和SO2及它們的水溶液，下列敘述不正確的是                 

A.SeO2和SO2均是酸性氧化物           B.SeO2和SO2均屬于分子晶體類型

C.亞硫酸氧化性弱于亞硒酸             D.SO2與亞硒酸反應的物質(zhì)的量比為1:1

（3）下列敘述正確的是              

A.H2SeO3氧化性強于HNO3    　　 B.亞硒酸氧化性強于H2SO3

C.二氧化硒的還原性強于二氧化硫   D.析出1mol硒，需H2SeO3、SO2各1mol

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二、填空題

11.一個完整的氧化-還原反應式可以折寫成兩個“半反應”，一個是氧化反應，另一個是還原反應;如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+拆寫的結(jié)果是：氧化反應：Cu-2e=Cu2+;還原反應：Fe3++e=Fe2+，據(jù)此，請將反應3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO拆寫成兩個“半反應”式：

                                                 

                                                 

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12. 有一種稀有氣體化合物六鉑氟酸氙XePtF6，研究報告指出：“關(guān)于XePtF6的電價有Xe2+[PtF6]2-、Xe+[PtF6]-兩種可能，巴特列用不可能參加氧化還原反應的五氟化碘作溶劑，將XePtF6溶解，然后在此溶液中加入RbF可得到RbPtF6；加入CsF可得到CsPtF6，這些化合物都不溶于CCl4等非極性溶劑。”試回答：
   （1）XePtF6中各元素的化合價分別是     、     、     。
   （2）XePtF6是        （離子、共價）化合物。
   （3）寫出Xe與PtF6反應生成XePtF6的反應式                      。而且O2與PtF6可發(fā)生類似反應，其反應式是                         ，上述兩反應屬（   ）
      A、均為氧化還原反應       B、均為非氧化還原反應
      C、前者是氧化還原反應，后者是非氧化還原反應
    13．在氯氧化法處理含CN－的廢水過程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽（其毒性僅為氰化物的千分之一），氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質(zhì)。

（1）某廠廢水中含KCN，其濃度為650mg / L�，F(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應（其中N均為－3價）：

KCN＋2KOH＋Cl2 → KOCN＋2KCl＋H2O

被氧化的元素是  __________     。

（2）投入過量液氯，可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣。請配平下列化學方程式，并標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：

   KOCN＋   KOH＋   Cl2 →    CO2 ＋    N2 ＋    KCl ＋    H2O

（3）若處理上述廢水20L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，至少需液氯        g。

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14．實驗室為監(jiān)測空氣中汞蒸氣的含量；往往懸掛涂有CuI的濾紙，根據(jù)濾紙是否變色或顏色發(fā)生變化所用去的時間來判斷空氣中的含汞量，其反應為：4CuI＋Hg→Cu2HgI4＋2Cu

（1）上述反應產(chǎn)物Cu2HgI4中，Cu元素顯       價。

（2）以上反應中的氧化劑為      ，當有1molCuI參與反應時，轉(zhuǎn)移電子     mol。

（3）CuI可由Cu2＋與I－直接反應制得，請配平下列反應的離子方程式。

  Cu2＋＋  I－→  CuI＋  I3－

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15.某元素的氧化物很多，其中常見的有A、B兩種。

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（1）A為黃綠色氣體，氧含量為47.44%,可用于漂泊木漿和水處理，A在液態(tài)和濃縮的氣態(tài)時具有爆炸性，該氣體為                   

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（2）B為黃棕色氣體，氧含量為18.41%，當加熱或遇電火花時會發(fā)生爆炸，該氣體為      

（3）你認為這兩種氣體是否可以在防SARS中作為消毒劑？              （A、都可以

B、都不可以   C、只有氣體A可以  D、只有氣體B可以）

（4）寫出氣體A與NaOH反應的化學方程式                                           

由于工業(yè)上大量使用的A具有爆炸性，A適宜存放在      （填“酸”或“堿”）性溶液中。

（5）用SO2還原X的＋5價的鹽，可制得A，寫出該反應的離子方程式                     

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三、計算題

16．將10g鐵粉置于40mL HNO3溶液中，微熱，反應過程中隨著硝酸濃度的降低，生成氣體的顏色由紅棕色逐漸變?yōu)闊o色，充分反應后共收集到1.792L標準狀況下的混合氣體(NO2、NO)，溶液里還殘留4.4g固體。

（1）求該反應中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的質(zhì)量比。

（2）求理論上原硝酸的物質(zhì)的量濃度。

（3）求混合氣體中NO2、NO的體積比。

（4）寫出上述反應的總的化學方程式。

 

 

 

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17.Fe、Fe2O3和CuO組成的混合物投入110mL 4mol/L的鹽酸中，充分反應后，生成H2896mL（標準狀況），溶液中除尚留有1.28g固體外全部是FeCl2，過濾后將濾液稀釋至200mL，從中取出50ml，逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，當加到20mL時，開始出現(xiàn)沉淀，求混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)？

 

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