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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第2章 第4講 氧化還原反應(yīng)的基本概念和規(guī)律(含解析)
[考綱要求] 1.理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),了解氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.了解常見的氧化還原反應(yīng)。
考點(diǎn)一 基于“雙線橋”理解氧化還原反應(yīng)的概念
1.結(jié)合實(shí)例理解氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念
實(shí)例:在Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反應(yīng)中Fe2O3是氧化劑,CO是還原劑;C元素被氧化,F(xiàn)e元素被還原;Fe2O3具有氧化性,CO具有還原性;CO2是氧化產(chǎn)物,F(xiàn)e是還原產(chǎn)物。
2.歸納總結(jié)氧化還原反應(yīng)的概念
(1)氧化還原反應(yīng)的特征及本質(zhì)
①特征:有元素的化合價(jià)變化;
②本質(zhì):有電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。
(2)氧化劑:在氧化還原反應(yīng)中得到電子(或電子對偏向)的反應(yīng)物(即所含元素的化合價(jià)降低)。
(3)還原劑:在氧化還原反應(yīng)中失去電子(或電子對偏離)的反應(yīng)物(即所含元素的化合價(jià)升高)。
(4)還原產(chǎn)物:氧化劑得到電子后生成的對應(yīng)產(chǎn)物。
(5)氧化產(chǎn)物:還原劑失去電子后生成的對應(yīng)產(chǎn)物。
3.基于雙線橋理解氧化還原反應(yīng)的概念之間的關(guān)系
概括為升失氧、降得還,劑性一致、其他相反
深度思考
1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“”
(1)有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的化學(xué)反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)( )
(2)金屬陽離子一定只具有氧化性( )
(3)氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化時(shí),一定有另一種元素被還原( )
(4)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物,不是氧化劑就是還原劑( )
(5)某元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),該元素可能被氧化也可能被還原( )
答案 (1) (2) (3) (4) (5)√
2.下列標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目的化學(xué)方程式中正確的是④⑤;其中屬于歧化反應(yīng)的是②,屬于歸中反應(yīng)的是③,屬于部分氧化還原反應(yīng)的是③④⑤。
①2KClO32KC得6e-l+3O失6e-2↑
②Cl2+2NaOH===NaC失2e-l+NaC得2e-lO+H2O
③6HCl(濃)+KClO3===KC得6e-l+3C失6e-l2↑+3H2O
④4HCl(濃)+M2e-nO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
⑤Cu+4HN2e-O3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
題組一 氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系
1.下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是____________,屬于化合反應(yīng)的是____________,屬于分解反應(yīng)的是________________________,屬于置換反應(yīng)的是______________,屬于復(fù)分解反應(yīng)的是______________。
①Cu2S+O22Cu+SO2
②3O22O3
③Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CaCO3CaO+CO2↑
⑥2H2O2===2H2O+O2↑
⑦SO3+H2O===H2SO4
⑧2Fe+3Cl22FeCl3
⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑
?IBr+H2O===HIO+HBr
答案?、佗邰堍蔻啖狻、撷唷、茛蕖、佗堋、?
四種基本反應(yīng)類型和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系可用下圖表示:
題組二 雙線橋法在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用
2.三氟化氮(NF3)是微電子工業(yè)中一種優(yōu)良的等離子刻蝕氣體,它在潮濕的環(huán)境中能發(fā)生反應(yīng):3NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是( )
A.NF3是氧化劑,H2O是還原劑
B.HF是還原產(chǎn)物
C.還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是2∶1
D.NF3在潮濕的空氣中泄漏會(huì)產(chǎn)生紅棕色氣體
答案 D
3.被稱為萬能還原劑的NaBH4溶于水并和水反應(yīng):NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑,下列說法中正確的是(NaBH4中H為-1價(jià))( )
A.NaBH4既是氧化劑又是還原劑
B.NaBH4是還原劑,H2O是氧化劑
C.硼元素被氧化,氫元素被還原
D.被氧化的元素與被還原的元素質(zhì)量之比為1∶1
答案 BD
4.ClO2是一種殺菌消毒效率高、二次污染小的水處理劑。實(shí)驗(yàn)室中可通過以下反應(yīng)制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列說法不正確的是( )
A.CO2是氧化產(chǎn)物
B.H2C2O4在反應(yīng)中被氧化
C.H2C2O4的氧化性強(qiáng)于ClO2的氧化性
D.ClO2作水處理劑時(shí),利用了其強(qiáng)氧化性
答案 C
走好關(guān)鍵第一步——正確標(biāo)出元素化合價(jià)
正確分析氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,其前提是確定物質(zhì)中各元素(特別是變價(jià)元素)的化合價(jià)?;痉椒ㄊ窍葮?biāo)出熟悉元素的化合價(jià),再根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零的原則求解其他元素的化合價(jià)。常見元素的化合價(jià)可以借助化合價(jià)口訣來記憶:一價(jià)氫、鉀、鈉、氟、氯、溴、碘、銀;二價(jià)氧、鈣、鋇、鎂、鋅;三鋁、四硅、五價(jià)磷;說變價(jià)也不難,二三鐵、二四碳、二四六硫都齊全;銅汞二價(jià)最常見。
近幾年高考中一些特殊物質(zhì)中元素化合價(jià)判斷
CuFeS2 Cu+2 Fe+2 S-2 K2FeO4 Fe+6
Li2NH N-3 LiNH2 N-3 AlN N-3
Na2S2O3 S+2 MO M+5 C2O C+3
HCN C+2 N-3 CuH Cu+1 H-1
FeO Fe+(8-n) Si3N4 Si+4 N-3
考點(diǎn)二 氧化性、還原性強(qiáng)弱規(guī)律
1.氧化性、還原性的判斷
(1)氧化性是指得電子的性質(zhì)(或能力);還原性是指失電子的性質(zhì)(或能力)。
(2)氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于得、失電子的難易程度,與得、失電子數(shù)目的多少無關(guān)。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表,Na比Al活潑,更易失去電子,所以Na比Al的還原性強(qiáng)。
從元素的價(jià)態(tài)考慮:最高價(jià)態(tài)——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低價(jià)態(tài)——只有還原性,如金屬單質(zhì)、Cl-、S2-等;中間價(jià)態(tài)——既有氧化性又有還原性,如Fe2+、S、Cl2等。
2.氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較方法
(1)根據(jù)化學(xué)方程式判斷
氧化劑(氧化性)+還原劑(還原性)===還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物;
氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;
還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。
(2)根據(jù)反應(yīng)條件和產(chǎn)物價(jià)態(tài)高低進(jìn)行判斷
①與同一物質(zhì)反應(yīng),一般越易進(jìn)行,則其氧化性或還原性就越強(qiáng)。如Na與冷水劇烈反應(yīng),Mg與熱水反應(yīng),Al與水加熱反應(yīng)也不明顯,所以還原性:Na>Mg>Al;非金屬單質(zhì)F2、Cl2、Br2、I2與H2反應(yīng),F(xiàn)2與H2暗處劇烈反應(yīng)并爆炸,Cl2與H2光照劇烈反應(yīng)并爆炸,Br2與H2加熱到500℃才能發(fā)生反應(yīng),I2與H2在不斷加熱的條件下才緩慢發(fā)生反應(yīng),且為可逆反應(yīng),故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。
②當(dāng)不同的氧化劑作用于同一還原劑時(shí),如果氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)相同,可根據(jù)反應(yīng)條件的高低進(jìn)行判斷:一般條件越低,氧化劑的氧化性越強(qiáng),如:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反應(yīng)條件的不同,可判斷氧化性:KMnO4>MnO2。
當(dāng)不同氧化劑作用于同一還原劑時(shí),如果氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)不相同,可根據(jù)氧化產(chǎn)物的價(jià)態(tài)高低進(jìn)行判斷:氧化產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越高,則氧化劑的氧化性越強(qiáng),如2Fe+3Cl22FeCl3,F(xiàn)e+SFeS,則氧化性Cl2>S。
深度思考
1.含有最高價(jià)元素的化合物是否一定具有強(qiáng)氧化性?試舉例說明。
答案 不一定,如在HClO中氯元素的化合價(jià)為+1價(jià),在HClO4中氯元素的化合價(jià)為+7價(jià),事實(shí)上HClO的氧化性比HClO4強(qiáng),HClO有強(qiáng)氧化性;再如濃硫酸和Na2SO4溶液中,硫元素均為+6價(jià),但濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,而Na2SO4溶液無氧化性;再如HNO3、KNO3溶液中,氮元素均為+5價(jià),但HNO3溶液有強(qiáng)氧化性,而KNO3溶液無氧化性。
2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“”
(1)強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑混合不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)( )
(2)陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性( )
(3)元素的非金屬性越強(qiáng),其氧化性越強(qiáng),相應(yīng)單質(zhì)越活潑( )
答案 (1)√ (2) (3)
解析 (1)強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑發(fā)生反應(yīng)需要一定的條件,如H2和O2發(fā)生反應(yīng)需要點(diǎn)燃或光照。
題組一 依據(jù)方程式判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱
1.已知常溫下在溶液中可發(fā)生如下兩個(gè)離子反應(yīng):
Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+
Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+
由此可以確定Fe2+、Ce3+、Sn2+三種離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是( )
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+
C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+
答案 A
解析 在氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性比還原產(chǎn)物的還原性強(qiáng)。由方程式可知,還原性:Fe2+>Ce3+;Sn2+>Fe2+。
2.鉈(Tl)鹽與氰化鉀(KCN)被列為A級(jí)危險(xiǎn)品。已知下列反應(yīng)在一定條件下能夠發(fā)生:①Tl3++2Ag===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列離子氧化性比較順序正確的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+B.Fe3+>Ag+>Tl3+
C.Tl+>Ag+>Fe2+D.Tl3+>Ag+>Fe2+
答案 D
解析 在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性。
題組二 依據(jù)氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生
3.已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I(xiàn)2
C.Co2O3+6HCl(濃)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2
答案 A
解析 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,可判斷B中Cl2>I2;C中Co2O3>Cl2;D中Fe3+>I2,這些結(jié)論與題給信息一致。對于A,由于I-的還原性強(qiáng)于Fe2+,所以Cl2應(yīng)先氧化I-,而不應(yīng)先氧化Fe2+。
4.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有還原性,它們在酸性溶液中還原性的強(qiáng)弱順序?yàn)镕e2+<H2O2<I-<SO2,則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
答案 C
解析 A項(xiàng),還原性SO2>Fe2+,符合題意;B項(xiàng),還原性SO2>I-,符合題意;C項(xiàng),還原性H2O2>SO2,與題意矛盾;D項(xiàng),還原性H2O2>Fe2+,符合題意。
熟記三條強(qiáng)弱順序
1.常見的氧化性、還原性順序
氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S
還原性:Mn2+
Fe3+
2.金屬原子與相應(yīng)陽離子
3.非金屬原子與相應(yīng)陰離子
題組三 外界條件影響物質(zhì)的氧化性、還原性
5.物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱,不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān),還與物質(zhì)的濃度和反應(yīng)溫度等有關(guān)。下列各組物質(zhì):①Cu與HNO3溶液?、贑u與FeCl3溶液?、踆n與H2SO4溶液?、蹻e與FeCl3溶液 ⑤Cl2和NaOH溶液?、轋e和HNO3溶液?、逨e和H2SO4溶液 ⑧Na和O2
(1)由于濃度不同而發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是________________________________________________________________________。
(2)由于溫度不同而發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是________________________________________________________________________。
(3)氧化還原反應(yīng)不受濃度、溫度影響的是__________。
答案 (1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
解析?、轋e和濃HNO3常溫下鈍化,加熱繼續(xù)反應(yīng),F(xiàn)e和稀HNO3反應(yīng),HNO3被還原成NO。⑦Fe和濃H2SO4常溫下鈍化,加熱繼續(xù)反應(yīng),F(xiàn)e和稀H2SO4反應(yīng)生成FeSO4和H2。
6.(1)100mL12molL-1的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng),生成的氯氣的物質(zhì)的量小于0.3mol,為什么?
(2)將一Cu片投入稀H2SO4溶液中,沒觀察到反應(yīng)現(xiàn)象,然后向其中加入少量的KNO3晶體,看到溶液由無色逐漸變藍(lán)并有少量氣泡產(chǎn)生,為什么?
答案 (1)濃鹽酸完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的Cl2是0.3mol,但MnO2只能氧化濃鹽酸,Cl-濃度小時(shí)還原性弱,不再被MnO2氧化。
(2)NO在酸性條件下可氧化銅,生成Cu2+使溶液呈藍(lán)色,而自身被還原為NO。
根據(jù)影響因素判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱的方法
1.濃度:同一種物質(zhì)濃度越大,氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如氧化性:濃H2SO4>稀H2SO4,濃HNO3>稀HNO3,還原性:濃HCl>稀HCl。
2.溫度:同一種物質(zhì),溫度越高其氧化性越強(qiáng)。如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。
3.酸堿性:同一種物質(zhì),所處環(huán)境酸(堿)性越強(qiáng)其氧化性(還原性)越強(qiáng)。
如:酸性條件:2MnO+6H++5SO===2Mn2++5SO+3H2O
中性條件:2MnO+H2O+3SO===2MnO2+3SO+2OH-
堿性條件:2MnO+2OH-+SO===2MnO+SO+H2O
其氧化性為KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(堿性)
考點(diǎn)三 氧化還原反應(yīng)三條規(guī)律的應(yīng)用
1.反應(yīng)先后規(guī)律的思維模型
同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí),首先被氧化的是還原性最強(qiáng)的物質(zhì);
同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí),首先被還原的是氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)。
2.價(jià)態(tài)歸中規(guī)律思維模型
含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)+低價(jià)―→中間價(jià)”,而不會(huì)出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。簡記為“兩相靠,不相交”。
例如,不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是
注:⑤中不會(huì)出現(xiàn)H2S轉(zhuǎn)化為SO2而H2SO4轉(zhuǎn)化為S的情況。
3.歧化反應(yīng)規(guī)律思維模型
“中間價(jià)―→高價(jià)+低價(jià)”。
具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng),如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
深度思考
1.往FeBr2溶液中通入少量Cl2,哪種離子先被氧化?若改為FeI2呢?
答案 由于還原性I->Fe2+>Br-,所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是Fe2+;向FeI2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是I-。
2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“”
(1)向濃H2SO4中通入H2S氣體,1mol濃硫酸轉(zhuǎn)移電子數(shù)可能是6NA,也可能是2NA(√)
解析 H2SO4(濃)+3H2S===4S↓+4H2O
H2SO4(濃)+H2S===SO2↑+S↓+2H2O
前一反應(yīng)中1mol濃H2SO4轉(zhuǎn)移6NA電子,后一反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2NA電子。
(2)1molCl2與Ca(OH)2完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是2NA()
解析 Cl2既是氧化劑又是還原劑,1 mol Cl2和Ca(OH)2反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為NA。
(3)1molKClO3與足量的濃鹽酸完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA()
解析
KClO3+6HCl(濃)===KCl得6e-+3Cl失6e-2↑+3H2O(錯(cuò)誤)
KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl得5e-失5e-2↑+3H2O(正確)
所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為5NA。
題組一 先后規(guī)律的應(yīng)用
1.現(xiàn)有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng):
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I(xiàn)2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的試劑是( )
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.HCl
答案 C
解析 本題是尋找一種氧化劑,其氧化性應(yīng)大于I2的氧化性,而小于Cl2和Fe3+的氧化性(也可等于Fe3+的氧化性)。由①知氧化性Fe3+>I2,還原性I->Fe2+;由②知氧化性Cl2>Fe3+,還原性Fe2+>Cl-;由③知氧化性MnO>Cl2,還原性Cl->Mn2+;由此推知氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镵MnO4>Cl2>FeCl3>I2,還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮->Fe2+>Cl->Mn2+。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+及I-,Cl2可氧化Fe2+及I-,F(xiàn)eCl3只能氧化I-。
2.向含有amolFeBr2的溶液中通入xmolCl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過程中溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式,其中不正確的是( )
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-
答案 B
解析 根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序知,Cl2先氧化Fe2+,然后再氧化Br-。x=0.4a時(shí),Cl2不能完全氧化Fe2+,只能發(fā)生反應(yīng)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,A項(xiàng)正確;當(dāng)x=0.6a時(shí),Cl2將Fe2+完全氧化后,又能氧化0.2amol的Br-,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;x=a時(shí),Cl2氧化Fe2+后又能氧化amol的Br-,C項(xiàng)正確;x=1.5a時(shí),Cl2能將Fe2+、Br-完全氧化,D項(xiàng)正確。
題組二 價(jià)態(tài)歸中規(guī)律、歧化反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用
3.已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物,在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平):
①G―→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
這五種化合物中Cl元素化合價(jià)由低到高的順序是( )
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
答案 A
解析 由①得出Q中價(jià)態(tài)高于G,因?yàn)镚必介于Q和-1價(jià)的Cl之間,-1價(jià)為氯元素的最低價(jià);將該結(jié)論引用到③,Y介于Q與G之間,故有Q價(jià)態(tài)高于Y,Y價(jià)態(tài)高于G;分析②:H2O中的H化合價(jià)降低,則Q中的氯元素轉(zhuǎn)變?yōu)閄中的氯元素,化合價(jià)必升高,則得出X價(jià)態(tài)高于Q;最后分析④:Z介于Q、X之間,則X價(jià)態(tài)高于Z,Z價(jià)態(tài)高于Q。
4.氯氣跟氫氧化鉀溶液在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):Cl2+KOH―→KX+KY(未配平),KX在一定條件下能自身反應(yīng):KX―→KY+KZ(未配平,KY與KZ關(guān)系比為1∶3),以上KX、KY、KZ均是一元酸的鉀鹽,由以上條件推知在KX中氯的化合價(jià)是( )
A.+1B.+3C.+5D.+7
答案 C
解析 反應(yīng)Cl2+KOH―→KX+KY是Cl2的歧化反應(yīng),KX、KY中的氯分別顯正價(jià)和-1價(jià);由于KX也發(fā)生歧化反應(yīng)KX―→KY+KZ,可斷定KY為KCl,化合價(jià)高低是:Z中Cl>X中Cl(均為正價(jià))。假設(shè)KX中Cl為+a價(jià),KZ中Cl的化合價(jià)為+b價(jià),依據(jù)化合價(jià)守恒原理及KX―→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a(bǔ)=1、a=3、a=5代入上式討論,可知a=5時(shí),b=7符合題意。則KX中Cl的化合價(jià)為+5。
探究高考 明確考向
1.(山東高考組合題)下列組合判斷正確的是( )
①Cl2具有很強(qiáng)的氧化性,在化學(xué)反應(yīng)中只能作氧化劑(xx山東理綜,10A)
②濃H2SO4有強(qiáng)氧化性,常溫下能與Cu發(fā)生劇烈反應(yīng)(xx山東理綜,13C)
③化合反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)(xx山東理綜,7A)
④Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色,說明二者均有氧化性(xx山東理綜,12A)
⑤Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)(xx山東理綜,12C)
A.①②不正確,③④⑤正確
B.①②③④正確,⑤不正確
C.①②正確,③④⑤不正確
D.①②③④⑤均不正確
答案 D
解析?、貱l2既可作氧化劑,又可作還原劑,如Cl2和NaOH的反應(yīng);②濃硫酸和Cu反應(yīng)需加熱;③有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)是氧化還原反應(yīng);④SO2使品紅溶液褪色是因?yàn)镾O2有漂白性;⑤Fe與稀HNO3的反應(yīng)不是置換反應(yīng)。
2.(高考組合題)下列判斷正確的是( )
①維生素C具有還原性,在人體內(nèi)起抗氧化作用(xx天津理綜,1A)
②NO2溶于水時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)(xx天津理綜,2C)
③1molCl2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為2NA(xx福建理綜,7C)
④陰離子都只有還原性(xx北京理綜,8B)
⑤BaSO3和H2O2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
A.①②⑤B.②③⑤C.③④⑤D.①④⑤
答案 A
解析 ③Cl2和NaOH的反應(yīng),1molCl2轉(zhuǎn)移1mol電子;④有的陰離子還有氧化性,如SO,有的陰離子在一定條件下還有強(qiáng)氧化性,如NO在酸性條件下,氧化性很強(qiáng)。
3.(廣東高考組合題)下列判斷正確的是( )
A.因?yàn)镕e3+具有氧化性,所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3+(xx廣東理綜,10B)
B.工業(yè)上利用合成氨實(shí)現(xiàn)人工固氮不涉及氧化還原反應(yīng)(xx廣東理綜,10C)
C.Na2O2用作呼吸面具的供氧劑不涉及氧化還原反應(yīng)(xx廣東理綜,10A)
D.實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3不涉及氧化還原反應(yīng)
(xx廣東理綜,10D)
答案 D
解析 A項(xiàng),F(xiàn)e3+與SCN-反應(yīng)生成Fe(SCN)3顯血紅色,與Fe3+的氧化性無關(guān);B項(xiàng),工業(yè)上合成氨化合價(jià)發(fā)生變化,涉及氧化還原反應(yīng);C項(xiàng),Na2O2與CO2或H2O均發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
4.[xx天津理綜,7(5)]P2O5是非氧化性干燥劑,下列氣體不能用濃硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。
a.NH3b.HIc.SO2d.CO2
答案 b
解析 P2O5屬于酸性氧化物,不能用來干燥堿性氣體,濃硫酸不能干燥堿性氣體和還原性氣體,所以NH3既不能用P2O5干燥,也不能用濃硫酸干燥。HI屬于還原性氣體,不能用濃硫酸干燥,但可以用P2O5干燥。SO2、CO2既能用P2O5干燥,也能用濃硫酸干燥。
5.[xx安徽理綜,25(4)]ClO2常用于水的凈化,工業(yè)上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。寫出該反應(yīng)的離子方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目________________________________________________________________________。
答案 ===2ClO2+2Cl-(合理即可)
解析 Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,ClO被氧化為ClO2,而Cl2被還原為Cl-,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)升降相等可得離子方程式為2ClO2+Cl2===2ClO2+2Cl-。
6.(xx上海,18)汽車劇烈碰撞時(shí),安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3―→K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75mol,則下列判斷正確的是 ( )
A.生成40.0LN2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
B.有0.250molKNO3被氧化
C.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25mol
D.被氧化的N原子的物質(zhì)的量為3.75mol
答案 CD
解析 根據(jù)反應(yīng)方程式可知,每當(dāng)生成16 mol N2,則氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多14 mol。轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10 mol,被氧化的N原子的物質(zhì)的量為30 mol,有2 mol KNO3被還原,現(xiàn)氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75 mol,則生成2 mol N2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25 mol,被氧化的N原子的物質(zhì)的量為3.75 mol,因此,C、D正確,A、B錯(cuò)誤。
7.(xx上海,16)已知氧化性Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
aFe2++bBr-+cCl2―→dFe3++eBr2+fCl-
下列選項(xiàng)中的數(shù)字與離子方程式的a、b、c、d、e、f一一對應(yīng),其中不符合反應(yīng)實(shí)際的是( )
A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2
C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4
答案 B
解析 Cl2先氧化Fe2+。A項(xiàng),Cl2過量;C項(xiàng),Cl2少量;D項(xiàng),F(xiàn)eBr2和Cl2等量。
8.(xx安徽理綜,7)科學(xué)家最近研究出一種環(huán)保、安全的儲(chǔ)氫方法,其原理可表示為NaHCO3+H2HCOONa+H2O。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.儲(chǔ)氫、釋氫過程均無能量變化
B.NaHCO3、HCOONa均含有離子鍵和共價(jià)鍵
C.儲(chǔ)氫過程中,NaHCO3被氧化
D.釋氫過程中,每消耗0.1molH2O放出2.24L的H2
答案 B
解析 解答本題時(shí)應(yīng)特別注意:未說明狀況無法由物質(zhì)的量計(jì)算氣體的體積,這是選擇題常出現(xiàn)的陷阱之一?;瘜W(xué)反應(yīng)的過程中既有物質(zhì)變化又有能量變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;NaHCO3、HCOONa屬于離子化合物,含有離子鍵,另外酸根中含有共價(jià)鍵,B項(xiàng)正確;儲(chǔ)氫過程中,H2中的H元素由0價(jià)升到+1價(jià),化合價(jià)升高,被氧化,NaHCO3中的碳元素由+4價(jià)降到+2價(jià),化合價(jià)降低,被還原,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由化學(xué)方程式可知,釋氫過程中,每消耗0.1molH2O會(huì)生成0.1molH2,若為標(biāo)準(zhǔn)狀況,則H2的體積為2.24L,題中未說明狀況,則體積數(shù)值不能確定,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.(xx安徽理綜,7)亞氨基鋰(Li2NH)是一種儲(chǔ)氫容量高、安全性好的固體儲(chǔ)氫材料,其儲(chǔ)氫原理可表示為Li2NH+H2LiNH2+LiH,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.Li2NH中N的化合價(jià)是-1
B.該反應(yīng)中H2既是氧化劑又是還原劑
C.Li+和H-的離子半徑相等
D.此法儲(chǔ)氫和鋼瓶儲(chǔ)氫的原理相同
答案 B
解析 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式:Li2NH+H2LiNH2+LiH可知,在Li2NH中N的化合價(jià)為-3價(jià),Li為+1價(jià),H為+1價(jià),而在LiH中Li的化合價(jià)為+1價(jià),H的化合價(jià)為-1價(jià),在LiNH2中H的化合價(jià)為+1價(jià),故H2中H的化合價(jià)一部分由0價(jià)升高到+1價(jià),一部分由0價(jià)降低到-1價(jià),即H2既作氧化劑又作還原劑,故A錯(cuò),B正確;Li+半徑應(yīng)小于H-的半徑,C錯(cuò);鋼瓶儲(chǔ)氫的原理是利用加壓,把氫液化而儲(chǔ)存在鋼瓶中,故D也不正確。
10.[xx山東理綜,28(1)(3)]黃銅礦(CuFeS2)是制取銅及其化合物的主要原料之一,還可制備硫及鐵的化合物。
(1)冶煉銅的反應(yīng)為
8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合價(jià)為+2,反應(yīng)中被還原的元素是________(填元素符號(hào))。
(3)過二硫酸鉀(K2S2O8)具有強(qiáng)氧化性,可將I-氧化為I2:
S2O+2I-===2SO+I(xiàn)2
通過改變反應(yīng)途徑,F(xiàn)e3+、Fe2+均可催化上述反應(yīng)。試用離子方程式表示Fe3+對上述反應(yīng)催化的過程:
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________(不必配平)。
答案 (1)Cu、O (3)2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2
S2O+2Fe2+===2SO+2Fe3+
解析 (1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化情況判斷出被氧化和被還原的元素:
8+2128+4+2+16O2
Cu和O的化合價(jià)都降低了,被還原。
(3)因?yàn)镕e3+有氧化性,與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng)2Fe3++2I-===I2+2Fe2+,生成的Fe2+具有一
定的還原性,又可與S2O發(fā)生反應(yīng)S2O+2Fe2+===2SO+2Fe3+。
練出高分
一、單項(xiàng)選擇題
1.下列敘述正確的是( )
A.在氧化還原反應(yīng)中,肯定有一種元素被氧化,另一種元素被還原
B.元素由化合態(tài)變成游離態(tài)時(shí),它可能被氧化,也可能被還原
C.失電子難的原子,獲得電子的能力一定強(qiáng)
D.有單質(zhì)參加或生成的反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)
答案 B
解析 在反應(yīng)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,氯元素既被氧化,又被還原,A項(xiàng)錯(cuò);稀有氣體元素穩(wěn)定性強(qiáng),既不易得電子也不易失電子,C項(xiàng)錯(cuò);同素異形體間的反應(yīng),如2O3===3O2屬于非氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)。
2.下列實(shí)驗(yàn)中,顏色的變化與氧化還原反應(yīng)有關(guān)的是( )
A.往紫色石蕊溶液中加入鹽酸,溶液變紅
B.飽和FeCl3溶液在沸水中變成紅褐色膠體
C.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,生成的沉淀由白色變成灰綠色,最后變成紅褐色
D.SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色
答案 C
解析 向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,首先得到白色沉淀Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2迅速與空氣中的O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到紅褐色的Fe(OH)3。
3.在淀粉碘化鉀溶液中加入少量次氯酸鈉溶液,振蕩后溶液變藍(lán),再加入足量的亞硫酸鈉溶液,藍(lán)色逐漸消失。下列判斷錯(cuò)誤的是( )
A.氧化性:ClO->SO>I2
B.漂粉精溶液可使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)
C.ClO-與I-在堿性條件下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D.向新制氯水中加入足量亞硫酸鈉溶液,氯水褪色
答案 A
解析 反應(yīng)原理為
2I-+ClO-+H2O===I2+Cl-+2OH-
I2+SO+H2O===2I-+SO+2H+
所以氧化性ClO->I2>SO,A項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.常溫下,在下列溶液中發(fā)生如下反應(yīng):
①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
由此判斷下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)Z2+2A2+===2A3++2Z-不能進(jìn)行
B.Z元素在①③反應(yīng)中均被氧化
C.氧化性由弱到強(qiáng)的順序是XO、Z2、B2、A3+
D.還原性由強(qiáng)到弱的順序是A2+、B-、Z-、X2+
答案 D
解析 A項(xiàng),由②、③可知氧化性Z2>A3+,所以反應(yīng)Z2+2A2+===2A3++2Z-能進(jìn)行,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Z元素在①反應(yīng)中被氧化,在③反應(yīng)中被還原,錯(cuò)誤;C項(xiàng),氧化性由強(qiáng)到弱的順序是XO、Z2、B2、A3+,錯(cuò)誤;D項(xiàng),還原性由強(qiáng)到弱的順序是A2+、B-、Z-、X2+,正確。
5.水熱法制備Fe3O4納米顆粒的總反應(yīng):3Fe2++2S2O+O2+xOH-===Fe3O4+S4O+2H2O,有關(guān)說法正確的是( )
A.每轉(zhuǎn)移1.5mol電子,有1.125molFe2+被氧化
B.x=2
C.Fe2+、S2O都是還原劑
D.每生成1molFe3O4,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子2mol
答案 C
解析 該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為4 mol,此時(shí)有2 mol Fe2+被氧化,所以每轉(zhuǎn)移1.5 mol電子,有1.5=0.75 mol Fe2+被氧化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)H元素守恒,x應(yīng)等于4,錯(cuò)誤;C項(xiàng),F(xiàn)e2+、S2O中化合價(jià)均升高,都是還原劑,正確。
6.在銅的冶煉過程中有如下反應(yīng)發(fā)生
5FeS2+14CuSO4+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4
關(guān)于此反應(yīng),下列說法正確的是( )
A.Cu2S既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物
B.5molFeS2發(fā)生反應(yīng),有10mol電子轉(zhuǎn)移
C.FeS2只作還原劑
D.產(chǎn)物中的SO有一部分是氧化產(chǎn)物
答案 D
解析
根據(jù)以上分析,A項(xiàng),Cu2S僅是還原產(chǎn)物;B項(xiàng),應(yīng)有21mol電子轉(zhuǎn)移;C項(xiàng),F(xiàn)eS2既是氧化劑,又是還原劑。
7.實(shí)驗(yàn)室里也可利用以下反應(yīng)制取少量氯氣:KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O。關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是( )
A.KClO3中的氯元素被氧化
B.每生成1molCl2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol
C.還原劑是HCl
D.Cl2既是氧化劑,又是還原劑
答案 C
二、不定項(xiàng)選擇題
8.向FeI2和FeBr2物質(zhì)的量之比為1∶1的混合溶液中逐滴滴入氯水,下列離子反應(yīng)不可能發(fā)生的是( )
A.2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-
B.2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I(xiàn)2+4Cl-
C.2Fe2++2I-+2Br-+3Cl2===2Fe3++I(xiàn)2+Br2+6Cl-
D.2Fe2++4I-+4Br-+5Cl2===2Fe3++2I2+2Br2+10Cl-
答案 D
解析 Fe2+、I-、Br-還原性順序?yàn)镮->Fe2+>Br-。A項(xiàng),屬于只氧化FeI2的情況;B項(xiàng),屬于I-、Fe2+全部被氧化的情況;C項(xiàng),屬于FeI2、FeBr2(1∶1)全部被氧化的情況;D項(xiàng),不符合n(FeI2)∶n(FeBr2)=1∶1的情況。
9.實(shí)驗(yàn)室可用NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O制備N2,下列說法正確的是( )
A.NaNO2發(fā)生氧化反應(yīng)
B.NH4Cl中的氮元素被還原
C.N2既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物
D.每生成1molN2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol
答案 CD
10.高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型、高效、多功能的水處理劑。濕法制備的離子反應(yīng)方程式:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO+3Cl-+5H2O;干法制備化學(xué)反應(yīng)方程式:2FeSO4+4Na2O2===2Na2FeO4+2Na2SO4。有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )
A.等物質(zhì)的量Na2FeO4氧化能力優(yōu)于次氯酸鈉
B.濕法中氫氧化鐵被氧化
C.干法中每生成1molNa2FeO4轉(zhuǎn)移3mol電子
D.次氯酸鈉的氧化性小于高鐵酸鈉
答案 CD
解析 A項(xiàng),1 mol Na2FeO4作氧化劑得3 mol電子,而1 mol NaClO作氧化劑得2 mol電子,所以等物質(zhì)的量時(shí),氧化能力Na2FeO4>NaClO;C項(xiàng),干法中每生成1 mol Na2FeO4,應(yīng)轉(zhuǎn)移4 mol電子;D項(xiàng),濕法制備中可以看出氧化性NaClO>Na2FeO4。
三、非選擇題
11.(1)鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請回答下列問題:
①黃鐵礦(FeS2)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個(gè)反應(yīng)為3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,氧化產(chǎn)物為________,若有3molFeS2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移________mol電子。
②與明礬相似,硫酸鐵也可用作凈水劑,其原理為________________________________________________________________________
____________(用離子方程式表示)。
③FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。
(2)已知:S2O有較強(qiáng)的還原性,實(shí)驗(yàn)室可用I-測定K2S2O8樣品的純度,反應(yīng)方程式為
S2O+2I-===2SO+I(xiàn)2①
I2+2S2O2-3===2I-+S4O②
S2O、S4O、I2氧化性強(qiáng)弱順序:________________________________________________________________________。
(3)已知溶液中,還原性為HSO>I-,氧化性為IO>I2>SO。在含3molNaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入的KIO3和析出的I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示。
①a點(diǎn)處的還原產(chǎn)物是__________(填離子符號(hào));
b點(diǎn)→c點(diǎn)反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________。
②當(dāng)溶液中的I-為0.5mol時(shí),加入的KIO3可能是________mol。
答案 (1)①SO2、Fe3O4 32
②Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+
③2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2
(2)S2O>I2>S4O
(3)①I- IO+6H++5I-===3H2O+3I2
②0.5或1.1
解析 (1)①根據(jù)O2計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù),若有3 mol FeS2參加反應(yīng),則有8 mol O2得電子,應(yīng)轉(zhuǎn)移32 mol電子。
③氧化性Fe3+>I2,所以FeCl3與HI反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2。
(2)根據(jù)氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性可以判斷氧化性S2O>I2>S4O。
(3)反應(yīng)原理為IO+3HSO===I-+3SO+3H+,IO+5I-+6H+===3I2+3H3O。
①a點(diǎn)IO被還原成I-。
②a.當(dāng)有1.5 mol HSO反應(yīng)時(shí),
IO ?。 ?HSO===I-+3SO+3H+
0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol
此時(shí)加入KIO3為0.5 mol;
b.IO ?。 ?HSO===I-+3SO+3H+
1 mol 3 mol 1 mol
5I- ?。 O+6H+===3I2+3H2O
1 mol-0.5 mol 0.1 mol
=0.5 mol
加入的KIO3為1.1 mol。
12.實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備KMnO4,方法如下:高溫下使軟錳礦與過量KOH(s)和KClO3(s)反應(yīng),生成K2MnO4(錳酸鉀)和KCl;用水溶解,濾去殘?jiān)?;酸化濾液,K2MnO4轉(zhuǎn)化為MnO2和KMnO4;再濾去沉淀MnO2,濃縮結(jié)晶得到KMnO4晶體。
請回答下列問題:
(1)用軟錳礦制備K2MnO4的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。
(2)K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為__________________。生成0.1mol還原產(chǎn)物時(shí)轉(zhuǎn)移電子__________個(gè)。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是__________________________________。
(3)KMnO4能與熱的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反應(yīng)生成Mn2+和CO2。若取用軟錳礦制得的KMnO4產(chǎn)品0.165g,能與0.335gNa2C2O4恰好完全反應(yīng)(假設(shè)雜質(zhì)均不能參與反應(yīng)),該產(chǎn)品中KMnO4的純度為____________。
答案 (1)6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4+KCl+3H2O
(2)1∶2 0.2NA(或1.2041022) KMnO4>K2MnO4>MnO2
(3)95.8%
解析 (1)利用電子守恒配平6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4+KCl+3H2O。(2)3MnO+4H+===MnO2+2MnO+2H2O,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,由上述方程式可知氧化性KMnO4>K2MnO4>MnO2。(3)設(shè)KMnO4的純度為x,根據(jù)得失電子守恒得5=21
解得:x≈0.958。
13.高錳酸鉀是一種典型的強(qiáng)氧化劑。
完成下列填空:
Ⅰ.在用KMnO4酸性溶液處理Cu2S和CuS的混合物時(shí),發(fā)生的反應(yīng)如下:
①M(fèi)nO+Cu2S+H+―→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
②MnO+CuS+H+―→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
(1)下列關(guān)于反應(yīng)①的說法中錯(cuò)誤的是________(填字母序號(hào))。
a.被氧化的元素是Cu和S
b.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8∶5
c.生成2.24L(標(biāo)況下)SO2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.8mol
d.還原性的強(qiáng)弱關(guān)系是:Mn2+>Cu2S
(2)標(biāo)出反應(yīng)②中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:MnO+CuS
Ⅱ.在稀硫酸中,MnO和H2O2也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)
氧化反應(yīng):H2O2-2e-===2H++O2↑
還原反應(yīng):MnO+5e-+8H+===Mn2++4H2O
(3)反應(yīng)中若有0.5molH2O2參加此反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為________。由上述反應(yīng)得出的物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的結(jié)論是________>________(填寫化學(xué)式)。
(4)已知:2KMnO4+7H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+6O2↑+10H2O,則被1molKMnO4氧化的H2O2是________mol。
答案 (1)d (2)
(3)NA(或6.021023) KMnO4>O2(或H2O2) (4)2.5
解析 (1)①中,a項(xiàng)銅元素的化合價(jià)由+1價(jià)升到+2價(jià),硫元素的化合價(jià)由-2價(jià)升到+4價(jià),均被氧化,正確;b項(xiàng),設(shè)氧化劑的物質(zhì)的量為x,還原劑的物質(zhì)的量為y,則5x=(2+6)y,=,正確;c項(xiàng),根據(jù)b項(xiàng),當(dāng)生成5molSO2時(shí),轉(zhuǎn)移電子40mol,所以當(dāng)有0.1molSO2生成時(shí),轉(zhuǎn)移電子0.8mol,正確;d項(xiàng),根據(jù)方程式可知還原性Cu2S>Mn2+,錯(cuò)誤。(2)由②可得,錳元素化合價(jià)由+7價(jià)降到+2價(jià),硫元素化合價(jià)由-2價(jià)升到+4價(jià),根據(jù)得失電子守恒得。(3)由H2O2-2e-===2H++O2↑得,當(dāng)有0.5molH2O2參加此反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為NA,在該反應(yīng)中,MnO是氧化劑,H2O2是還原劑,所以,氧化性KMnO4>O2(或H2O2)。(4)方程式可改寫成2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O,2H2O2===2H2O+O2↑,所以被1molKMnO4氧化的H2O2是2.5mol。
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