第05講-氧化還原反應(解析版)

第05講氧化還原反應知識梳理知識梳理一、多角度認識氧化還原反應1．從得失氧的角度認識氧化還原反應對于反應2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑：（1）氧化銅失去氧，發(fā)生，被碳還原。（2）碳得到氧，發(fā)生反應，被氧化。（3）結論：一種物質得到發(fā)生氧化反應，同時另一種物質失去發(fā)生反應的反應叫反應。2．從元素化合價升降的角度認識氧化還原反應（1）對于有氧元素參加的反應CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O：①銅元素化合價，發(fā)生還原反應。②氫元素化合價，發(fā)生氧化反應。（2）對于無氧元素參加的反應Fe＋CuSO4eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋FeSO4：①銅元素化合價，發(fā)生反應。②鐵元素化合價，發(fā)生反應。（3）結論：凡是有元素化合價的反應，都是氧化還原反應。3．從電子轉移的角度認識氧化還原反應（1）反應：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl①氯元素化合價，是因為氯原子得到，Cl2發(fā)生還原反應，被還原。②鈉元素化合價，是因為鈉原子電子，Na發(fā)生氧化反應，被氧化。（2）反應：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl①氯元素化合價降低，是因為共用電子對偏向，Cl2發(fā)生還原反應，被還原。②氫元素化合價升高，是因為共用電子對氫原子，H2發(fā)生氧化反應，被氧化。結論：有(電子得失或共用電子對偏移)的反應是氧化還原反應。氧化還原反應的本質是電子轉移。二、氧化還原反應中電子轉移的表示方法1．雙線橋法表示反應前后同一元素由反應物轉化為生成物時的情況。例Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3H2O（1）基本步驟（2）注意事項①箭頭、箭尾必須對應化合價變化的的原子；②必須注明“”或“失去”；③電子轉移數用形式表示，a表示發(fā)生氧化反應或還原反應的，b表示每個原子得到或失去的電子數，當a＝1或b＝1時，要；④被還原的物質和被氧化的物質得失電子數守恒。2．單線橋法：表示反應過程中不同元素原子間的電子轉移情況。例Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑（1）基本步驟（2）注意事項①標明“得到”或“失去”，只標明電子轉移；②要用箭頭標明電子轉移的；③箭頭由反應物中電子元素原子指向電子元素原子?！緟⒖即鸢浮窟€原反應氧化氧化銅氧氧還原氧化還原降低升高降低還原升高氧化升降降低電子升高失去氯原子偏離電子轉移電子轉移同種元素得到a×be－原子個數省略不需要數目方向失得典例分析典例分析【典例1】鈦(Ti)被稱為鐵、鋁之后的第三金屬，以下是由TiO2制Ti的主要反應：①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO

②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti下列說法正確的是（）A．反應①是置換反應 B．反應②是復分解反應C．反應①中TiO2被氧化 D．反應②中金屬鎂被氧化【答案】D【解析】A．反應①中沒有單質生成，不是置換反應，故A錯誤；B．反應②是一種單質和一種化合物生成另一種單質和另一種化合物，屬于置換反應，故B錯誤；

C．反應①，TiO2中Ti、O元素化合價都不變，TiO2既沒有被氧化又沒有被還原，故C錯誤；D．反應②中鎂元素化合價升高，金屬鎂被氧化，故D正確；選D?！镜淅?】2022年我國空間站的建設舉世矚目，神州十四飛船整裝待發(fā)。飛船的天線用鈦鎳記憶合金制造，工業(yè)上用鈦酸亞鐵(FeTiO3)冶煉鈦(Ti)的過程是：反應①：2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO反應②：在氬氣環(huán)境中，2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2下列有關說法不正確的是（）A．反應①中Cl2是氧化劑，C、FeTiO3是還原劑B．反應①中每生成標準狀況下6.72LCO氣體，轉移0.7NA個電子C．反應②中Mg被氧化，TiCl4被還原D．反應①、②中鈦元素的化合價都發(fā)生了變化【答案】D【解析】A.FeTiO3中Fe顯+2價，O顯-2價，化合價的代數和為0，則Ti的價態(tài)為+4價，根據反應①，Cl2中Cl的化合價降低，Cl2為氧化劑，C的價態(tài)升高，C作還原劑，鐵元素的價態(tài)升高，FeTiO3作還原劑，其余元素的化合價沒發(fā)生變化，故A說法正確；B.根據A選項分析，生成6molCO，轉移電子物質的量為14mol，即每生成標準狀況下6.72LCO氣體，轉移電子物質的量為=0.7mol，故B說法正確；C.反應②中Mg的化合價由0價升高為+2價，Mg為還原劑，TiCl4中Ti的化合價由+4價降低為0價，TiCl4為氧化劑，故C說法正確；D.根據上述分析，反應①中Ti的價態(tài)沒有發(fā)生變化，反應②中Ti的價態(tài)發(fā)生變化，故D說法錯誤；答案為D。同步訓練同步訓練一、單選題1．成語是中華民族燦爛文化中的瑰寶，許多成語中蘊含著豐富的化學原理，下列成語中涉及氧化還原反應的是（）A．聚沙成塔 B．刀耕火種C．滴水成冰 D．水乳交融【答案】B【解析】A．聚沙成塔是將沙子聚集在一起，沒有新物質生成，屬于物理變化，A不符合題意；B．刀耕火種，包含著物質的燃燒，涉及氧還原反應，B符合題意；C．滴水成冰是物質狀態(tài)的改變，沒有新物質生成，屬于物理變化，C不符合題意；D．水乳交融，意思是像水和乳汁那樣融合在一起，沒有新物質生成，屬于物理變化，D不符合題意；答案選B。2．在黑火藥的反應2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中，被還原的元素是（）①硫

②碳

③氮

④氧A．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】C【解析】氧化劑具有氧化性，元素化合價降低，被還原，發(fā)生還原反應，反應2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中，氮元素化合價由+5價降低到0價，硫元素化合價由0價降低到-2價，碳元素化合價由0價升高到+4價，氧元素化合價不變，為-2價，因此被還原的元素為氮元素和硫元素，即①③，答案選C。3．下列變化需要加入還原劑才能實現的是（）A．KClO3→O2 B．Cl2→HCl C．Fe→Fe3+ D．C→CO2【答案】B【解析】A．氧元素化合價升高，加氧化劑實現，A錯誤；B．氯元素化合價降低，加還原劑實現，B正確；C．鐵元素化合價升高，加氧化劑實現，C錯誤；D．碳元素化合價升高，加氧化劑實現，D錯誤；故選B。4．在反應中，氧化產物是（）A． B． C．CO D．和CO【答案】C【解析】反應中，C元素化合價升高發(fā)生氧化反應，氧化產物是CO，故選C。5．制印刷電路時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應為：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。該反應利用了銅的（）A．氧化性 B．還原性 C．穩(wěn)定性 D．導電性【答案】B【解析】由反應2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2可知Cu的價態(tài)升高，被氧化，Cu作還原劑，故該反應利用了銅的還原性，B正確；答案選B。6．下列反應中屬于氧化還原反應的是（）A．2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ B．Na2O+H2O=2NaOHC．2KI+Br2=2KBr+I2 D．MgO+2HCl=MgCl2+H2O【答案】C【解析】A、B、D中元素化合價沒有變化，是非氧化還原反應，C中I化合價升高，Br化合價降低，是氧化還原反應，故C符合題意。綜上所述，答案為C。7．《本草綱目》中記載“火藥乃焰消()、硫磺、杉木炭所合，以為烽燧鏡機諸藥者”，黑火藥爆炸時反應的化學方程式為。有關說法正確的是（）A．黑火藥屬于純凈物B．該反應中是還原產物C．該反應中的氧化劑為和SD．硫磺在黑火藥爆炸的反應中是還原劑【答案】C【解析】A．黑火藥由硝酸鉀、硫磺、木炭組成，屬于混合物，故A錯誤；B．中，S、N元素的化合價降低，C元素化合價升高，則S和KNO3為氧化劑，C為還原劑，是氧化產物，故B錯誤；C．根據選項B分析可知該反應中的氧化劑為和S，故C正確；D．硫磺在黑火藥爆炸的反應中是氧化劑，故D錯誤；故選C。8．反應4Na+TiCl4Ti+4NaCl可用于制備金屬鈦(Ti)。下列關于該反應的說法正確的是（）A．Na是氧化劑 B．TiCl4被氧化 C．Na失去電子 D．NaCl是還原產物【答案】C【解析】A．該反應中Na的化合價升高，為還原劑，A錯誤；B．TiCl4中鈦元素化合價降低，被還原，B錯誤；C．該反應中Na的化合價升高，失去電子，C正確；D．Na的化合價升高，為還原劑，生成的氯化鈉為氧化產物，D錯誤；故選C。9．某實驗小組設計以氮氣為主要原料制備硝酸的轉化過程如圖所示，其中氮元素既被氧化又被還原的一步是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】D【解析】A．①中N2→NH3，N元素化合價降低，發(fā)生還原反應，A項不選；B．②中NH3→NO，N元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，B項不選；C．③中，N2→NO，N元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，C項不選；D．④中，NO2和H2O反應生成HNO3和NO，N元素化合價既升高又降低，既被氧化又被還原，D項選；答案選D。10．一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備磁性Fe3O4納米粒子的工藝流程如下：下列有關說法不正確的是（）A．“堿洗”是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污和鋅B．“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2OC．“氧化”后的溶液中金屬陽離子主要有Fe2+、Fe3+D．用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系，產生丁達爾效應【答案】C【解析】A．鋅和氫氧化鈉反應，因此“堿洗”是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污和鋅，故A正確；B．“氧化”時次氯酸鈉和亞鐵離子反應生成鐵離子和氯離子，因此發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2O，故B正確；C．“氧化”后是次氯酸鈉和亞鐵離子反應，因此溶液中金屬陽離子主要有Fe2+、Fe3+，還有Na+，故C錯誤；D．加熱沉鐵即把氫氧化亞鐵、氫氧化鐵加熱分解生成Fe3O4膠體，因此用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系，產生丁達爾效應，故D正確。綜上所述，答案為C。二、綜合題11．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效的漂白劑和消毒劑，它在酸性條件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有類似Cl2的性質。某興趣小組探究亞氯酸鈉的制備與性質。Ⅰ．制備亞氯酸鈉關閉止水夾②，打開止水夾①，從進氣口通入足量ClO2，充分反應。（1）儀器b的名稱為___________，作用是___________。（2）裝置A中生成NaClO2的離子方程式為：___________。（3）若從裝置A反應后的溶液中獲得NaClO2晶體，則主要操作有減壓蒸發(fā)濃縮、___________、過濾、___________干燥等。Ⅱ．探究亞氯酸鈉的性質停止通ClO2氣體，再通入空氣一段時間后，關閉止水夾①，打開止水夾②，向A中滴入稀硫酸。（4）B中現象為___________。（5）實驗完成后，再次打開止水夾①，從進氣口又通入一段時間的空氣目的是：___________?！敬鸢浮浚?）

球形干燥管

防止倒吸（2）2ClO2＋2OH-＋H2O2=2ClO＋2H2O＋O2↑（3）

降溫結晶(或冷卻結晶)

洗滌（4）溶液變藍色（5）使裝置中滯留的有毒氣體全部被排到NaOH溶液中吸收，防止污染空氣【分析】（1）儀器b的名稱為球形干燥管，有緩沖作用，起到防止倒吸的作用。（2）裝置A中二氧化氯、氫氧化鈉、過氧化氫發(fā)生氧化還原反應生成亞氯酸鈉、水和氧氣，依據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知，其反應的離子方程式為：2ClO2＋2OH-＋H2O2=2ClO＋2H2O＋O2↑。（3）從溶液中獲取晶體，主要操作有蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥等，所以要從反應后的溶液中獲得NaClO2晶體，則主要操作有減壓蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥等。（4）通入的空氣將二氧化氯氣體吹入B裝置中，該氣體性質和氯氣相似，所以能將碘離子氧化為碘單質，淀粉遇碘變藍，所以B中現象為溶液變藍色。（5）實驗完成后，再次打開止水夾①，從進氣口又通入一段時間的空氣，可使裝置中滯留的有毒氣體全部被排到NaOH溶液中吸收，防止污染空氣。12．高效滅菌消毒劑氣態(tài)時不穩(wěn)定，受熱或光照易分解，濃度過高時甚至會發(fā)生爆炸。工業(yè)上通常先制成穩(wěn)定性溶液貯存，再經酸活化處理后使用。以氯酸鹽、過氧化氫和碳酸鹽為主要原料制備穩(wěn)定性溶液的流程如下：（1）反應器中發(fā)生的主要反應為。①該反應中是___________(填“氧化劑”、“還原劑”或“氧化劑和還原劑”)。②制備時向反應器中通入空氣的作用是___________。（2）反應器中的反應溫度控制在左右為宜。①工業(yè)上采用的加熱方式為___________。②當溫度超過，的收率()隨溫度升高而減小，其原因可能是___________。（3）吸收瓶中發(fā)生反應，獲得穩(wěn)定性溶液。當有參加