氧化還原反應(yīng)專題講解及答案

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。氧化復(fù)原反響一、考點、熱點回憶本節(jié)主要考點為氧化復(fù)原反響的根本概念、根本規(guī)律及以電子轉(zhuǎn)移為中心的有關(guān)計算．主要考查氧化性、復(fù)原性強弱的比擬，電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目、簡單的計算．氧化復(fù)原反響是化學(xué)中的主干知識，是高考不可回避的熱點，今后還會推出更新的題型，要特別關(guān)注氧化復(fù)原反響規(guī)律在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，在高科技成果中的應(yīng)用．掌握氧化劑和復(fù)原劑、氧化反響和復(fù)原反響等根本概念。掌握重要的氧化劑、復(fù)原劑之間的常見反響。綜合運用化合價和電子轉(zhuǎn)移的觀點，判斷氧化復(fù)原反響中電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目，并能進行一些簡單的計算。運用化合價升降關(guān)系配平一些簡單的氧化復(fù)原反響。能夠依據(jù)一些條件，判斷物質(zhì)氧化性、復(fù)原性的強弱?！局R導(dǎo)學(xué)】一氧化復(fù)原反響中的根本規(guī)律(1)電子得失守恒規(guī)律氧化復(fù)原反響中，氧化劑得電子總數(shù)與復(fù)原劑失電子總數(shù)相等，常用于有關(guān)氧化復(fù)原反響的計算及配平氧化復(fù)原反響方程式。運用守恒規(guī)律進行氧化復(fù)原反響的計算方法：氧化劑物質(zhì)的量×變價元素的原子個數(shù)×化合價的變化值＝復(fù)原劑物質(zhì)的量×變價元素的原子個數(shù)×化合價的變化值(2)表現(xiàn)性質(zhì)規(guī)律當(dāng)元素具有可變化合價，一般化合價處于最低價態(tài)時只具有氧化性；處于最高價態(tài)時只具有復(fù)原性；處于中間價態(tài)時既具有氧化性又具有復(fù)原性。利用此規(guī)律可判斷物質(zhì)是否具有氧化性及復(fù)原性，但不能判斷物質(zhì)氧化性及復(fù)原性的強弱。(3)反響先后規(guī)律同一氧化劑與含多種復(fù)原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反響時，首先被氧化的是復(fù)原性較強的物質(zhì)；同一復(fù)原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反響時，首先被復(fù)原的是氧化性較強的物質(zhì)。如：將Cl2通入物質(zhì)的量濃度相同的NaBr和NaI的混合液中，Cl2首先與NaI反響；將過量鐵粉參加到物質(zhì)的量濃度相同的Fe3+和Cu2+的混合溶液中，F(xiàn)e首先與Fe3+反響；FeBr2中通入Cl2，Cl2首先氧化Fe2+。(4)價態(tài)變化規(guī)律高價氧化(性)低價復(fù)原(性)，中間價態(tài)兩邊轉(zhuǎn)。同一元素的不同價態(tài)之間發(fā)生氧化復(fù)原反響，價態(tài)只能歸中而不能交叉。本規(guī)律應(yīng)用于氧化復(fù)原反響的分析和判斷(如反響KClO3+6HCl＝KCl+3Cl2↑+3H2O中氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物均為Cl2，生成3molCl2電子轉(zhuǎn)移數(shù)是5mol)。①歧化反響規(guī)律同一種物質(zhì)分子內(nèi)同一種元素同一價態(tài)的原子(或離子)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的氧化復(fù)原反響叫歧化反響。歧化反響化合價的特點是：某元素的中間價態(tài)在適宜條件下同時向較高和較低的價態(tài)轉(zhuǎn)化。歧化反響是自身氧化復(fù)原反響的一種，常用于判斷某種元素的化合價上下以及有關(guān)氧化復(fù)原反響方程式的計算。②價態(tài)歸中規(guī)律同種元素由不同價態(tài)(高價態(tài)和低價態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g價態(tài)的氧化復(fù)原反響，稱之為歸中反響，也稱“反歧化反響”。常用于方程式的書寫，當(dāng)有中間價態(tài)時，才可能發(fā)生，否那么不反響，如SO2與濃硫酸不反響，可用濃H2SO4枯燥。(5)性質(zhì)強弱規(guī)律氧化復(fù)原反響假設(shè)能進行，一般為較強氧化性的氧化劑跟較強復(fù)原性的復(fù)原劑反響，生成弱復(fù)原性的復(fù)原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物。常用于在適宜條件下，用氧化性較強的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì)或用復(fù)原性較強的物質(zhì)制備復(fù)原性較弱的物質(zhì)，亦可用于比擬物質(zhì)間氧化性或復(fù)原性的強弱，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，復(fù)原性：復(fù)原劑>復(fù)原產(chǎn)物。典型例題【1】在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O反響中，當(dāng)生成0.5molCl2時，氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為()A.6：1B.5：1C.1：3D.1：5【答案】此題的正確選項為B【解題指導(dǎo)】明確反響的實質(zhì)，解題過程中同種元素發(fā)生氧化復(fù)原反響時化合價變化要遵循“只靠近不交叉”的原那么即“價態(tài)歸中”。由于該反響屬于歸中反響，反響機理為：KClO3中Cl得到5個電子轉(zhuǎn)化為Cl2〔被復(fù)原〕同樣的HCl中的Cl失去一個電子轉(zhuǎn)化為Cl2〔被氧化〕，反響中氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物均為Cl2，且氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比等于氧化劑得電子數(shù)和復(fù)原劑失去電子數(shù)之比，即5：1.【延伸題】在反響11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中，每摩爾CuSO4能氧化P的物質(zhì)的量為〔〕A.1/5molB.2/5molC.3/5molD.11/5mol【答案】此題的正確選項為A【解題指導(dǎo)】本專題復(fù)習(xí)一定要緊扣概念，理順關(guān)系，正確分析元素化合價及其變化情況。重點解決〔1〕電子轉(zhuǎn)移〔2〕氧化性、復(fù)原性及其強弱判斷〔3〕相關(guān)計算的方法、技巧等方面的問題。此題中的復(fù)原劑是P，而氧化劑是P和CuSO4。由于反響過程中Cu從+2降為+1，因此反響中共得到15mol的電子；而做復(fù)原劑的P在反響中從0升至+5價，因此1molP得到5mol電子。因此15molCuSO4在反響中氧化3mol的P，即每摩爾硫酸銅能夠氧化0.2mol的【2】向NaBr、NaI和Na2SO3混合溶液中，通入一定量氯氣后，將溶液蒸干并充分灼燒〔Br2易揮發(fā)，I2易升華〕，得到固體剩余物質(zhì)的組成可能是〔〕A.NaCl、Na2SO4 B.NaCl、NaBr、Na2SO4C.NaCl、Na2SO4、I2 D.NaCl、NaI、Na2SO4【答案】AB【解析】解答此題要考慮兩個問題，一是三種陰離子的復(fù)原性強弱順序為；二是Br2受熱易揮發(fā)、I2具有升華特性。這樣再考慮氯氣的用量不同時的各種情況，可知答案為A、B項?！疽族e點點睛】選A項或A、D項。一是未注意三種陰離子與Cl2反響的先后順序；二是未考慮Br2、I2的特殊性質(zhì)?！狙由祛}】在以下反響中，水既不作氧化劑又不作復(fù)原劑的氧化復(fù)原反響是〔〕A.B.C.D.【答案】D【解析】此題有兩個限制性條件：一是“水既不作氧化劑又不作復(fù)原劑”，排除A、B項；二是“氧化復(fù)原反響”，排除C項。故答案為D項。【3】在一定條件下，PbO2與Cr3+反響，產(chǎn)物是和，那么參加反響的與的個數(shù)之比為〔〕A.1：3 B.2：3 【答案】B【解析】此題的解題關(guān)鍵是認識到PbO2與之間發(fā)生了氧化復(fù)原反響，利用電子得失守恒來進行計算，設(shè)參加反響的的數(shù)目為x，PbO2的數(shù)目為y，那么，解得x：y＝2：3。故答案為B項?！狙由祛}】假設(shè)鋅與稀硝酸反響時，其化學(xué)反響方程式為，那么a、b、c、M可能分別為〔〕A.4、1、5、N2O B.4、2、4、NO2C.4、1、3、NH4NO3 D.4、3、5、NO【答案】AC【解析】此題直接根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以求解，但繁瑣易錯，可將質(zhì)量守恒與電子得失守恒結(jié)合求解。此題分兩種情況討論：〔1〕M中N全部被復(fù)原。根據(jù)質(zhì)量守恒定律得〔Zn守恒〕，故被復(fù)原的氮的原子數(shù)為〔個〕。設(shè)M中N的化合價為+n，由電子得失守恒有：，解得n＝1，即M為N2O?！?〕M中N局部被復(fù)原〔如NH4NO3〕。a＝4〔Zn守恒〕，此時被復(fù)原的氮原子只有1個，且復(fù)原后其化合價為-3。反響中Zn失電子情況為，N得電子情況為，二者相等，故NH4NO3符合題意。過關(guān)訓(xùn)練一、選擇題〔每題只有一個選項正確〕1.以下氧化復(fù)原反響中，水作為氧化劑的是〔〕A.CO+H2OCO2+H2B.3NO2+H2O====2HNO3+NOC.2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑D.2F2+2H2O====4HF+O2解析：根據(jù)對四個反響中H2O的化合價變化情況看，只有A中H2O中的H元素由+1價變到0價，得電子，作氧化劑，應(yīng)選A。答案：A2.以下表達中，正確的選項是〔〕A.由X變成X2+的反響是氧化反響B(tài).含氧酸有氧化性，無氧酸那么無氧化性C.失電子難的原子獲得電子的能力一定強D.陽離子只有氧化性，陰離子只有復(fù)原性答案：A3.以下既能發(fā)生氧化復(fù)原反響，又能發(fā)生復(fù)分解反響的離子組是〔〕A．Na+、H+、、HS-B．、Na+、、I-C．K+、Ba2+、Br-、D．Mg2+、Ag+、OH-、解析：此題考查離子間的有關(guān)反響，注意兩個限制條件的運用。選項A中H+、HS-之間可發(fā)生復(fù)分解反響，H+、、HS-之間可發(fā)生氧化復(fù)原反響，因此選項A對；選項B中只發(fā)生氧化復(fù)原反響，選項C中無明顯反響，選項D中只發(fā)生復(fù)分解反響。答案：A4.足量銅與一定量濃硝酸反響，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68LO2〔標準狀況〕混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。假設(shè)向所得硝酸銅溶液中參加5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，那么消耗NaOH溶液的體積是〔〕A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL解析：從題干表達可以看出，銅復(fù)原硝酸得到的氣體，恰好又與1.68LO2完全反響，所以可以使用電子得失守恒先求n〔Cu〕：即n〔Cu〕×2=n〔O2〕×4，得，所以這些銅對應(yīng)的銅離子恰好沉淀所需n〔NaOH〕應(yīng)為0.3mol，所需V〔NaOH〕應(yīng)為60mL，應(yīng)選A。答案：A5.氯氣是一種重要的工業(yè)原料。工業(yè)上利用反響3Cl2+2NH3N2+6HCl檢查氯氣管道是否漏氣。以下說法錯誤的選項是〔〕A.假設(shè)管道漏氣遇氨就會產(chǎn)生白煙B.該反響利用了Cl2的強氧化性C.該反響屬于復(fù)分解反響D.生成1molN2有6mole-轉(zhuǎn)移解析：在反響中3Cl2+2NH3====N2+6HCl中，Cl2為氧化劑，NH3為復(fù)原劑，N2為氧化產(chǎn)物，HCl為復(fù)原產(chǎn)物，此反響中利用了Cl2的強氧化性，每生成1molN2有6mole-轉(zhuǎn)移，由于有NH3存在，生成的HCl與NH3會化合成NH4Cl，產(chǎn)生白煙，故C錯誤。答案：C6.以下表達中，正確的選項是〔〕A.含最高價元素的化合物，一定具有強氧化性B.陽離子只有氧化性，陰離子只有復(fù)原性C.失電子越多，復(fù)原能力越強D.強氧化劑與強復(fù)原劑不一定能發(fā)生氧化復(fù)原反響解析：A中含最高價元素的化合物不一定具有強氧化性，如H3PO4中磷元素為最高價+5價，而H3PO4為非氧化性酸；B中陽離子不一定只有氧化性，如Fe2+既有氧化性，又有復(fù)原性；C中失電子越多，復(fù)原能力不一定越強，復(fù)原性強弱由失電子難易決定，與失去多少無關(guān)，如Na比Al的復(fù)原性強。故正確的為D。答案：D二、非選擇題7.氧化復(fù)原反響中實際上包含氧化和復(fù)原兩個過程。下面是一個復(fù)原過程的反響式：+4H++3e-====NO+2H2OKMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2〔SO4〕3四種物質(zhì)中的一種物質(zhì)〔甲〕能使上述復(fù)原過程發(fā)生。〔1〕寫出并配平該氧化復(fù)原反響的方程式：______________?！?〕反響中硝酸表達了________、_________的性質(zhì)。〔3〕反響中假設(shè)產(chǎn)生0.2mol氣體，那么轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是___________mol?！?〕假設(shè)1mol甲與某濃度硝酸反響時，被復(fù)原硝酸的物質(zhì)的量增加，原因是___________。解析：〔1〕從所給復(fù)原過程的反響式看得電子，即HNO3作氧化劑，要能使該反響發(fā)生必須參加復(fù)原劑，因此〔甲〕只能是Cu2O，反響方程式如下：14HNO3+3Cu2O====6Cu〔NO3〕2+2NO↑+7H2O?！?〕在該反響中HNO3表達了氧化性和酸性〔生成了Cu(NO3)2〕?！?〕假設(shè)產(chǎn)生0.2mol的氣體〔NO〕，那么轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為〔5-2〕×0.2mol=0.6mol電子?！?〕假設(shè)1mol甲與某濃度硝酸反響時，被復(fù)原的硝酸的物質(zhì)的量增加，根據(jù)電子得失守恒推知，可能是使用了較濃的硝酸，使產(chǎn)物中生成了局部NO2。答案：〔1〕14HNO3+3Cu2O====6Cu〔NO3〕2+2NO↑+7H2O〔2〕酸性氧化性〔3〕0.6〔4〕使用了較濃的硝酸，產(chǎn)物中有局部二氧化氮生成14.近年來，我國儲氧納米碳管研究獲重大進展，電弧法合成的碳納米管，常伴有大量物質(zhì)——碳納米顆粒。這種碳納米顆?？捎醚趸瘹饣ㄌ峒?。其反響的化學(xué)方程式為：C+K2Cr2O7+H2SO4〔稀〕CO2+K2SO4+Cr2(SO4)3+(1)完成并配平上述反響的化學(xué)方程式?！?〕此反響的氧化劑是___________，氧化產(chǎn)