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人教版新课标2012届高考化学一轮复习课件:第二章 化学物质及其变化 第5讲 氧化还原反应的规律和应用


第二章

化学物质及其变化

第5讲 氧化还原反应的规律和应用

基础盘点
一、氧化还原反应的规律 1.在氧化还原反应中,元素的化合价有升必 有 降 ,电子有得必有 失 ,有氧化必有 还原 , 它们在氧化还原反应中是对立统一的关系。

2.在氧化还原反应中,氧化剂化合价降低总数 与还原剂化

合价升高总数 相等 ,氧化剂得电子总 数与还原剂失电子总数 相等 ,即 电子得失守恒; 在有离子参加的氧化还原反应中,反应前、后离子 的净剩电荷数 相等 ,即 电荷 守恒。 3.一个实际发生的氧化还原反应,总是较强的 氧化剂与较强的还原剂反应。生成还原性相对较弱 的还原产物和氧化性相对较弱的氧化产物,即氧化 剂的氧化性 大于 氧化产物的氧化性,还原剂的还 原性 大于 还原产物的还原性。

4.若存在多种氧化剂与一种还原剂反应时,氧化 性 强 的先被还原; 若存在多种还原剂与一种氧化剂反 应时,还原性 强 的先被氧化。 5. 当 元 素 化合 价 处于 最 高价 态 时, 化 合价只 能 降低 , 元素只有 氧化 性; 当元素的化合价处于最 低价态时,化合价只能 升高 ,元素只有 还原 性;当 元素的化合价处于中间价态时,化合价既能 升高 能 降低 ,元素既有 氧化 性又有 还原 性。 只靠近不 交叉 应。 又

6.同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时, ,相邻价态(或无中间价态)时 不 反

二、氧化还原反应方程式的配平 氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子 转移,而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总 数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高 总数),根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方 程式配平。 配平的步骤: (1) 标好价:依据化学式中元素化合价的 代数

和为零 ,正确标出反应前后化合价有变化的元素的
化合价。

(2)列变化:列出元素化合价 升高和

降低的数值。

(3)求总数:求元素化合价升高数和降低数的

最小公倍数 ,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产
物的 化学计量数 。 (4)配系数:用观察法配平其它各物质的化学计量数。 (5)细检查:利用“守恒”三原则(即 原子 守恒、

电荷 守恒), 电子守恒、 逐项检查配平的方程式是否正确。

考点精讲
考点一 氧化还原反应的规律 1.氧化还原反应的类型
(1)还原剂+氧化剂―→氧化产物+还原产物 此类反应的特点是还原剂和氧化剂分别为不同的物 质, 参加反应的氧化剂(或还原剂)全部被还原(或被氧化), 有 关 元 素 的 化 合 价 全 部 发 生 变 化 。 例 如 : 4NH3 + 催化剂 5O2======4NO+6H2O。 △ (2)部分氧化还原反应 此类反应的特点是还原剂(或氧化剂)只有部分被氧 化(或还原),有关元素的化合价只有部分发生变化,除氧 化还原反应外,还伴随有非氧化还原反应。例如:MnO2 △ +4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(3)自身氧化还原反应 自身氧化还原反应可以发生在同一物质的不同 元素之间,即同一种物质中的一种元素被氧化,另 一种元素被还原,该物质既是氧化剂,又是还原剂; 也可以发生在同一物质的同种元素之间,既同一种 物质中的同一种元素既被氧化又被还原(亦即通常所 说的歧化反应)。 例如: △ 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ △ 3S+6KOH=====2K2S+K2SO3+3H2O

(4)归中反应 此类反应的特点是同一种元素在不同的反应物中有两 种不同的价态(高价、低价),反应后转化成中间价态。但应 注意的是同一种元素反应时,其化合价只靠拢,不交叉。 例如:

得到5e-

△ KClO3+6HCl(浓) =====KCl(浓)+3Cl2↑+3H2O

失去5e- 得到2e-
H2S+H2SO4(浓)===S↓+S O2↑+2H2O

失去2e-

2.氧化还原反应的基本规律及应用 (1)守恒规律 氧化剂获得电子总数必等于还原剂失去电子总数,即电 子得失守恒。化合价升降总数也等于电子转移总数,故化合 价升高总值也等于化合价降低总值。 应用:可进行氧化还原反应方程式的配平和有关计算。 (2)强弱规律 得到ne- 强氧化剂+强还原剂===还原产物(弱还原性)+氧化产物(弱 氧化性)

失去ne-

氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物。

上述规律可总结为:比什么性,找什么剂,产物之性 小于剂。 应用:在适宜条件下,用氧化性强的物质制备氧化性 弱的物质;用还原性强的物质制备还原性弱的物质;用于 比较物质间氧化性或还原性的强弱。 (3)价态规律 元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只 有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性, 但主要呈现一种性质。物质若含有多种元素,其性质是这 些元素性质的综合体现。 应用:判断元素或物质氧化性或还原性的有无。

(4)转化规律 氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易; 同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价只靠近而 不交叉;同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。 应用:判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情 况。 (5)难易规律 越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物 质,得后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂 相遇时,还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂 同时与多种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应。

例如,FeBr2 溶液中通入 Cl2 时,发生离子反应 的先后顺序为: 2Fe2+ +Cl2===2Fe3+ +2Cl- ,2Br- +Cl2===Br2 +2Cl- 应用:判断物质的稳定性及反应顺序。

例 1 在含有 Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 和 AgNO3 的溶液 中加入适量锌粉,首先置换出的是( ) A.Mg B.Cu C.Ag D.H2

解析

各离子氧化性由强到弱的顺序为 Ag >Cu2 >H >







Mg2+,加入同种还原剂 Zn 时,先与氧化性强的物质发生反应, 因而先置换出 Ag。

答案
例2

C
已知 G、Q、X、Y、Z 均为含氯元素的化合物,在

一定条件下有下列转化关系(未配平): 通电 ①G―→Q+NaCl ②Q+H2O——→X+H2 ③Y+ NaOH―→G+Q+H2O A.G、Y、Q、Z、X C.X、Z、Q、Y、G ④Z+NaOH―→Q+X+H2 ) B.X、Z、Q、G、Y D.G、Q、Y、Z、X 这五种化合物中 Cl 元素化合价由低到高的顺序是(

解析

由①可知,因生成 NaCl 中 Cl 元素的化

合价为-1 价(最低价), 低于 G 中 Cl 元素的化合价, 所以 Q 中 Cl 的化合价必高于 G 中 Cl 的化合价;同 理,由②可知,X 中 Cl 元素化合价高于 Q;由③可 知,Y 中 Cl 元素化合价介于 G 和 Q 之间;由④可 知,Z 中 Cl 元素化合价介于 Q 与 X 之间,且比 Q 中 Cl 元素化合价高,比 X 中 Cl 元素化合价低。

答案

A

即时巩固 1 L、M、R、P、Q 分别代表五种含不同化 合价的氮元素的物质。A、B 分别代表两种含不同化合价 的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一 种)。 又知物质 M 中的氮元素的化合价要比物质 Q 中氮元 素的化合价低。 在一定条件下, 它们会发生如下的转化(关 系式未配平): ①P+A―→Q+B M―→R+H2O ②L+O2―→M+H2O ③L+ ④B+H2O―→A+O2

(1)若五种含氮元素的物质中,有一种是硝酸,则硝酸 是__________________,理由是__________________。

(2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下, 加热到一定温度时方能发生, 此反应在化工生产上有 重要用途,据此推断在同温同压下,若物质 R 的密 度比二氧化碳的密度小,则 R 的化学式为_______ ___________________________________________。

(3)某学生写出下面三个含氮的物质相互转化的 关系式: Ⅰ.M+P―→N2O3+H2O Ⅱ.N2O4+H2O―→P+Q Ⅲ.M+L―→Q+H2O 其中一定不可能实现的是____________,理由 是_________________________________________。

解析

解答本题首先要认真分析各反应中元素的

价态变化情况。突破口是先确定 A、B 物质中氯元素 的化合价谁高。由反应④B+H2O―→A+O2 可知,反 应后氧元素化合价升高,则反应后氯元素化合价必定 降低,故化合价 B>A。再由①可知,反应后氯元素化 合价升高,则氮元素化合价反应后必降低,故氮元素 化合价 P>Q。 由反应②可知,反应后氧元素化合价降低,则氮 元素化合价反应后必升高,故氮元素化合价 M>L。

由反应③可知,该反应为氮元素化合价的“归 中”反应,由于化合价 M>L,R 处于 M、L 之间, 则 M>R>L。 又因为已知氮的化合价 M<Q, 所以, L、M、R、P、Q 五种含氮物质的化合价为 P>Q> M>R>L。由于其中一种物质是硝酸,硝酸中氮的 化合价是最高价态,则在上述物质中 P 是硝酸。 根据题给的信息及有关元素化合物知识,且 L 中氮元素是其中氮元素最低价态,由反应②可知,L 分子中含有氢元素,因此②反应是氨气的催化氧化 反应。L 是 NH3,M 是 NO。又因为 R 的氮元素价 态在 L、M 之间,R 的密度又比 CO2 小,故 R 为 N2。

对于题(3)判断三个反应是否能够进行的问题, 也得 从氮元素化合价相对高低去分析。 由于氮元素的化合价 P>Q>M>R>L,反应(Ⅱ)是歧化反应,一种反应产 物中氮的化合价大于+4,另一种反应物中氮的化合价 小于+4,故 Q 中氮的化合价小于+4,但应比 M 的化 合价高。由于氮化合价 Q>M>L,因此反应(Ⅲ)不可 能实现。

答案 (1)P

其中 P 中氮元素的化合价最高 (2)N2

(3)Ⅲ 根据氧化还原反应规律,M、L 这两种物质反应, 不可能生成氮元素价态比 M、L 都高的物质

考点二

守恒思想——氧化还原反应计算题中

重要的解题思想 对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反 应的实质——反应中氧化剂得到电子总数与还原剂 失去电子总数相等,即电子得失守恒。利用守恒思 想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式, 特别是一些无法书写化学方程式的计算,能更快、 更便捷的解决有关问题。比较常见的题型有:计算 氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比;计算 参加反应的氧化剂或还原剂的量;确定反应前后某 一元素的价态变化等。

其步骤为: (1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧 化产物。 (2)找准 1 个原子或离子得失电子数(注意:化学 式中粒子的个数)。 (3)由题中物质的物质的量,根据电子得失守恒 列等式: n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高 价—低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变 化值(高价—低价)

例3

14 g 铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应, ) D.1.6 g

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 g C.3.2 g

解析

根据得失电子守恒规律可直接找出已知
+5

量(O2)与未知量 (Cu、Ag)之间的物质的量关系。 HNO3 中的N 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 14 g-m(Cu) m(Cu) 1.12 L ×2+ = ×4,解 64 g/mol 108 g/mol 22.4 L/mol 得:m(Cu)=3.2 g。 答案 C

即时巩固 2

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 C.4 ) B.3 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。

得关系式

? ? 2 ?? 1×?6-?-x??· -=16×2e-,x=5。 xe ? ? ??

答案

D

即时巩固 3

24 mL 浓度为 0.05 mol/L 的 Na2SO3

溶液恰好与 20 mL 浓度为 0.02 mol/L 的 K2Cr2O7 溶液完 全反应。已知 Na2SO3 被 K2Cr2O7 氧化为 Na2SO4,则元 素 Cr 在还原产物中的化合价为( ) A.+2 B.+3 C.+4 D.+5

解析

氧化剂与还原剂恰好反应完全,其得失电子

数相等,若还原产物中 Cr 的化合价为 x, -2e- 则 Na2SO3——→Na2SO4,失电子的物质的量为: 0.024 L×0.05 mol/L×2=0.002 4 mol; +[(6-x)×2e-] x K2Cr2O7————————→2Cr,得电子的物质的量 为: 0.02 L×0.02 mol/L×(6-x)×2,所以有 0.02 L×0.02 mol/L× (6-x)× 2=0.024 L× 0.05 mol/L ×2,解得 x=3。

答案

B

考点三

氧化还原反应规律的综合应用

例 4 氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两 个过程。下面是一个还原过程的反应式: NO-+4H++3e-===NO↑+2H2O; 3 KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3 四种物质 中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。 (1)写出并配平该氧化还原反应的方程式: _______________________________________。

(2)反应中硝酸体现了________、________的性 质。 (3)反应中若产生 0.2 mol 气体, 则转移电子的物 质的量是________mol。 (4)若 1 mol 甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝 酸的物质的量增加,原因是___________________。

解析 由题给 NO3 +4H +3e ===NO↑+2H2O 可 知,要使该还原过程发生,需要还原剂,根据 KMnO4、 Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3 中各元素的化合价可知只有 +1 +2 +1 Cu2O 可作为还原剂, 在反应中 C u 失电子变为 C u, 在生 成物中以 Cu(NO3)2 形式存在,故该反应的反应物为 HNO3、Cu2O,生成物为 Cu(NO3)2、NO、H2O,根据得 失电子守恒即可配平该反应的化学方程式:14HNO3 + 3Cu2O===6Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 7H2O 。 在 该 反 应 中 HNO3 一部分被还原生成了 NO,还有一部分起了酸的作 用生成了 Cu(NO3)2,故反应中硝酸既表现了氧化性,同 +5 +2 时亦表现了酸性。在该反应中 HNO3 N O,N 元素 化合价降低了三价,因此每生成 1 mol NO,转移电子为 3 mol,生成 0.2 mol 气体,转移电子 0.6 mol。







答案

(1)14HNO3 + 3Cu2O===6Cu(NO3)2 + (2)酸性 氧化性 (3)0.6 (4)使用

2NO↑+7H2O

了较浓的硝酸,产物中有部分二氧化氮生成

?

反思提炼

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤 1.一般方法:从左向右配。 2.步骤:标变价、找变化、求总数、配系数。 (1)标出元素化合价变化的始态和终态; (2)求升价元素或降价元素化合价的变化数;

(3)求化合价变化的最小公倍数,分别作为氧化 剂或还原剂的系数; (4)配平变价元素; (5)用观察法配平其他元素; (6)检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律 (离子方程式还要看是否符合电荷守恒)。 3.氧化还原反应配平的特殊技巧 配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又 有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可 以采用从右向左配平,称为逆向配平法。

即时巩固 4 含氮废水进入水体中对环境造成的污染 越来越严重。 某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水 中的 NO3 还原成 N2,从而消除污染。 (1)配平以下有关的离子反应方程式: - NO 3 + Al+ H2O―→ N2↑+ + OH- (2)以上反应中失电子的物质是____________,还原 产物是____________,每生成 1 mol 这种还原产物,将有 ____________电子发生转移。 (3)现需除去 1 m3 含氮 0.3 mol 的废水中的 NO-(设氮 3 元素都以 NO 3 的形式存在),则至少需要消耗金属铝 ____________g。
- -

Al(OH)3

(2N O 3 ―→N 2) , 化 合 价 降 低 的 总 数 为 10 ; 还 原 剂
3 (A l―→A l ),化合价升高的总数为 3。由此先确定氧化剂

+5

解析


(1)用化合价升降法配平。 在该反应中, 氧化剂
0


0

+3

与还原产物、还原剂与氧化产物的化学计量数。由电荷守 恒确定 OH 的化学计量数,最后用观察法配平其他物质。 (2)在该反应中,失电子的物质是 Al,还原产物是 N2。生 成 1 mol N2 时,转移电子的物质的量是 1 mol×2×(5-0) =10 mol。 (3)设需要铝的质量为 x, 由得失电子守恒可知: x 0.3 mol×(5-0)= ×3,解得 x=13.5 g。 27 g/mol


答案 (1)6 10 mol (3)13.5

10

18

3

10

6

(2)Al

N2

实验探究
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 MnO4 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。



实验探究

在氮的化合物中,有一类盐叫亚硝酸盐,

如亚硝酸钠(NaNO2)等。它们被广泛地应用于印染、漂白 等行业,在建筑行业用作防冻剂,在食品工业用作防腐剂 和增色剂。它们是一种潜在的致癌物质,过量或长期食用 将对人体造成危害。由于亚硝酸钠有咸味,外观与食盐相 似,曾多次发生被误当食盐食用的事件。经过查阅有关资 料,了解到以下相关信息:HNO2 是一种弱酸,且不稳定, 易分解生成 NO 和 NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在 酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把 Fe2 氧化成 Fe3 。 AgNO2 是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。
+ +

试回答下列问题: (1)人体正常的血红蛋白中含有 Fe2 。若误食亚 硝酸盐(如 NaNO2),则导致血红蛋白中的 Fe2 转化 为 Fe3 而中毒,服用维生素 C 可解毒。下列叙述不 正确的是__________(填序号)。 A.亚硝酸盐是还原剂 B.维生素 C 是还原剂 C.维生素 C 将 Fe3+还原为 Fe2+ D.亚硝酸盐被还原
+ + +

(2)下列方法中,不能用来区别 NaNO2 和 NaCl 的是______(填序号)。 A.测定这两种溶液的 pH B.用 AgNO3 和 HNO3 两种试剂来区别 C.在酸性条件下加入 KI淀粉溶液来区别 D.分别在两种溶液中滴加甲基橙 (3)某同学把新制氯水加到 NaNO2 溶液中,观察 到氯水褪色,同时生成 NaNO3 和 HCl,请写出此反 应的离子方程式:___________________________。

(4)为了测定某样品中 NaNO2 的含量,可以使用 标准 KMnO4 溶液进行滴定,试回答: ①KMnO4 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。 ②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”)。 ③若在达到滴定终点读数时俯视,则所得结果 ________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(5)已知 HNO2 的酸性比醋酸略弱,某同学在家 中欲进行鉴别 NaCl 与 NaNO2 的实验,但他家中只 有浓醋酸,请问该实验能否成功?说明理由______ __________________________________________。

解析

(1)维生素 C 可解毒,即把 Fe3 还原成 Fe2 。





(2)NaNO2 溶液显碱性,NaCl 溶液显中性,故 A 可 区分;B 中 AgNO2 易溶于酸,而 AgCl 不溶于酸,故可 区分;C 中 NaNO2 在酸性环境下可将 I- 氧化成 I2,而 NaCl 不能,故 C 可区分;而 D 中两溶液均能使甲基橙 显黄色,故不能区分。 (3)NO2 +Cl2+H2O===NO3 +2H +2Cl 。 (4) 由方程式 2MnO 4 + 5NO 2 + 6H ===2Mn2 + 5NO-+3H2O 可知,KMnO4 在滴定过程中作氧化剂, 3 可利用它本身颜色的出现作为判断滴定终点的标志,不 需另加指示剂。
(紫色) (无色)
- - + + - - + -

(5)能成功,因为 NaNO2+CH3COOH===CH3COONa + HNO2,2HNO2===H2O + NO↑ + NO2↑ , 浓 醋 酸 加 到 NaNO2 中出现红棕色气体,而加到 NaCl 中无明显现象。
答案 2H +2Cl
+ -

(1)A

(2)D

(3)NO 2 +Cl2 +H2O===NO 3 + 不需要 ②无影响 ③偏小





(4)①氧化剂

(5) 能 成 功 , NaNO2 + CH3COOH===CH3COONa + HNO2,2HNO2===H2O + NO↑ + NO2↑ , 浓 醋 酸 加 到 NaNO2 中出现红棕色气体,而加到 NaCl 中无现象

高考集训
题组一 氧化还原反应的规律 1.(2009· 全国理综Ⅱ,13)含有 a mol FeBr2 的溶 液中,通入 x mol Cl2。下列各项为通 Cl2 过程中,溶 液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是( A.x=0.4a,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- B.x=0.6a,2Br-+Cl2===Br2+2Cl- C.x=a,2Fe2 +2Br +2Cl2===Br2 +2Fe3 + 4Cl- D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2===2Br2+2Fe3+ +6Cl-
+ - +

)

解析


由于 Fe2+的还原性强于 Br-, 故根据氧化
+ + - -

还原反应的先后顺序知,Cl2 先氧化 Fe2+,然后再氧 化 Br 。 2Fe2 + Cl2===2Fe3 + 2Cl , 2Br + Cl2===Br2+2Cl-,2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2。 当 x/a≤0.5 时,Cl2 仅氧化 Fe2+,故 A 项正确;当 x/a≥1.5 时,Fe2+和 Br-全部被氧化,D 项正确;当 介于两者之间时,则要分步书写方程式,然后进行 叠加得总反应,如 B 项,当 x=0.5a 时,Cl2 刚好把 Fe2 全部氧化,而当 x=0.6a 时,显然 Cl2 还要氧化 Br-,而选项中没有表示出来,故错。 答案 B


2.(2007· 江苏,3)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于 消除汽车尾气中的 NO2。其反应原理为:C3N3(OH)3 3HNCO;8HNCO+6NO2 +4H2O 下列说法正确的是( ) 7N2 +8CO2

A.C3N3(OH)3 与 HNCO 为同一物质 B.HNCO 是一种很强的氧化剂 C.1 mol NO2 在反应中转移的电子为 4 mol D.反应中 NO2 是还原剂

二者是不同的物质,A 错;从方程式 △ 8HNCO+6NO2=====7N2+8CO2+4H2O 知, HNCO 中 N 的化合价升高,是还原剂,NO2 中 N 的化合价 降低,是氧化剂,B、D 都错。

解析

答案

C

3.(2008· 海南,4)锌与很稀的硝酸反应生成硝 酸锌、硝酸铵和水。当生成 1 mol 硝酸锌时,被还 原的硝酸的物质的量为( A.2 mol B.1 mol ) C.0.5 mol D.0.25 mol

解析

氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去

的电子总数。锌和很稀的硝酸反应,锌被氧化成硝 酸锌,而硝酸被还原为硝酸铵,硝酸中氮元素的化 合价由+5 降到了-3。每生成 1 mol 硝酸锌时,锌 失去 2 mol 电子。而每还原 1 mol HNO3 生成硝酸铵 需要得到 8 mol 电子。当生成 1 mol 硝酸锌时,被还 原的硝酸的物质的量应为 0.25 mol。 答案 D

题组二

氧化还原反应的有关计算及配平

4.判断正误 (1)在反应 KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O 中, 每生成 3 mol I2,转移的电子数为 6NA( × ) (2010· 江苏-5C)

解析 方程式中电子转移关系为3I2~5e-,故 不正确。 (2) 若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、

N2、NH3和H2O,则该反应中化合价发生变化和未
发生变化的N原子数之比为1∶2( √ ) (2010· 全国理综Ⅱ-10B)

解析

(NH4)2SO4 中,n(N)∶n(S)=2∶1,在强

热下分解,根据氧化还原反应得失电子数相等,发 生氧化还原反应化合价变化的 n(N)∶n(S)=2∶3, 故化合价发生变化和未发生变化的 N 原子数之比为 2∶(3×2-2)=1∶2。 (3)反应 2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4===2CuI↓ +13I2+12K2SO4+12H2O,其中 1 mol 氧化剂在反 应中得到的电子为 11 mol( √ ) (2007· 全国理综Ⅰ-10B)

解析

5.(2008·天津理综,29) (1)配平氧化还原反应方程式:
2 C2O4-+
- MnO4 +

H+===

CO2↑+

Mn2++

H2O

(2)称取 6.0 g 含 H2C2O4· 2O、KHC2O4 和 K2SO4 的试样, 2H 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 2 滴酚酞试液,滴加 0.25 mol/L 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 的物质的量为________mol。



②第二份溶液中滴加 0.10 mol/L 酸性 KMnO4 溶液至 16 mL 时反应完全,此时溶液颜色由________变为________。该溶液中 还原剂的物质的量为________mol。 ③原试样中 H2C2O4· 2O 的质量分数为________,KHC2O4 2H 的质量分数为________。

解析 C
+3 +7

+4 2- 2O4 ―→C O2

(1)根据化合价升降法配平方程式: (1×2)×5 5×2

- M nO4 ―→Mn2+

配平后化学计量数为:5、2、16、10、2、8。 (2)①当溶液由无色变为浅红色时,达到滴定终 点,此时溶液被中和的 H + 的物质的量即为消耗的 OH-的物质的量或 NaOH 的物质的量,故为:0.25 mol/L×0.02 L=0.005 mol。

②滴加酸性 KMnO4 溶液 16 mL 至完全反应时, 溶液 颜色由无色变为紫红色。根据上述反应关系: 2KMnO4 ~ 5C2O2- 4 5 ×0.10×0.016 mol 2

0.10 mol/L×0.016 L

即还原剂的物质的量为 0.004 mol。 ③设原试样中 H2C2O4· 2O、 2H KHC2O4 物质的量分别 为 x、y,则: 由①知 2x+y=0.005 mol,由②知 x+y=0.004 mol 解方程得 x=0.001 mol,y=0.003 mol 故 H2C2O4· 2O 质量分数为 2H 0.001 mol×126 g/mol×10 ×100%=21%, 6.0 g

KHC2O4 质量分数为 0.003 mol×128 g/mol×10 ×100%=64%。 6.0 g

答案 (1)5 2 16 10 2 8 (2)①0.005 ②无色 紫红色 0.004

③21% 64%

6.(2008· 上海,24)某反应体系中的物质有: NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。 (1)请将反应体系中的反应物与生成物分别填入 以下空格内: Au2O3 + 是________。 (3)将氧化剂与还原剂填入下列空格中,并标出 电子转移的方向和数目。 + +?? + + +

(2)反应中,被还原的元素是________,还原剂

(4)纺织工业中常用氯气作漂白剂, 2S2O3 可作 Na 为漂白后布匹的“脱氯剂”,Na2S2O3 和 Cl2 反应的 产物是 H2SO4、NaCl 和 HCl,则还原剂与氧化剂的 物质的量之比为________________。

解析

Au2O3 转化为 Au2O 时,Au 元素的化合

价降低, 说明在反应中, 2O3 是氧化剂, Na2S4O6 Au 在 中硫元素的平均化合价为+2.5 价,Na2S2O3 中硫元 素的平均化合价为+2 价,所以 Na2S2O3 转化为 H2SO4 时失去 8 mol e-, 1 mol Cl2 转化为 Cl-时得 而 到 2 mol e-, 所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1∶4。
答案 NaOH (1)Na2S2O3 H2O Na2S4O6 Au2O

+3 (2)Au Na2S2O3 (3)

(4)1∶4

题组三


化工工艺流程题

7. (2009· 安徽理综, 27)某厂废水中含 5.00×10-3 mol/L
2 的 Cr2O7 , 其毒性较大。 某研究性学习小组为了变废为宝,

将废水处理得到磁性材料 Cr0.5 Fe1.5FeO4(Fe 的化合价依次 为+3、+2),设计了如下实验流程:

(1)第①步反应的离子方程式是_____________。 (2)第②步中用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作是 ____________________________________________。 (3) 第 ② 步 过 滤 得 到 的 滤 渣 中 主 要 成 分 除 Cr(OH)3 外,还有___________________________。 (4)欲使 1 L 该废水中的 Cr2O7 完全转化为 Cr0.5Fe1.5FeO4 , 理 论 上 需 要 加 入 ________g FeSO4· 2O。 7H
2?

解析

2 (1)Cr2O7 在酸性条件下有很强的氧化性,结



合产物中存在 Cr3+与 Fe3+两种离子,可得第①步中反应 的离子方程式为 Cr2O2-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3+ 7 +7H2O。 (3)结合磁性材料 Cr0.5Fe1.5FeO4 中含有 Fe2 , 因此加 氢 氧 化 钠 溶 液 后 得 到 的 滤 渣 中 除 Cr(OH)3 外 , 还 有 Fe(OH)3 和 Fe(OH)2。 对于(4)应用守恒法求解,结合磁性材料 Cr0.5Fe1.5FeO4 的
2 化 学 式 可 得 关 系 式 : Cr2O 7- ~ 10FeSO4· 2O , 可 得 7H


n(FeSO4· 2O)=0.05 mol,其质量为 13.9 g。 7H

答案

2 (1)Cr2O 7- + 6Fe2 + + 14H + ===2Cr3 + +

6Fe3++7H2O (2)将一小块 pH 试纸放在表面皿上,用玻璃棒 蘸取少量待测液,点在 pH 试纸上,再与标准比色卡 对照

(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2 (4)13.9

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