1.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2CuFeS2+O2=== Cu2S+2FeS+SO2。下列说法正
确的是( )
A.SO2 既是氧化产物又是还原产物
B.CuFeS2 仅作还原剂,硫元素被氧化
C.每生成 1 mol Cu2S,有 4 mol 硫原子被氧化
D.每转移 1.2 mol 电子,有 0.2 mol 硫被还原
解析:焙烧黄铜矿反应中元素价态的变化为
反应中 SO2 既是氧化产物,又是还原产物,A 正确;CuFeS2 既作氧化剂,又作还原剂,硫元
素被氧化,B 错误;反应中每生成 1 mol Cu2S,只有 1 mol 硫原子被氧化,C 错误;反应中硫
元素的化合价升高,硫元素被氧化而不是被还原,D 错误。
答案:A
2.将一定量的 SO2 通入 FeCl3 溶液中,取混合溶液,分别进行下列实验,能证明 SO2 与 FeCl3
溶液发生氧化还原反应的是( )
选项 操作 现象
A 加入 NaOH 溶液 有红褐色沉淀
B 加入 Ba(NO3)2 溶液 有白色沉淀
C 加入酸性 KMnO4 溶液 紫色褪去
D 加入 K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液 有蓝色沉淀
答案:D
3.下列化学反应先后顺序判断正确的是( )
A.含有等物质的量的 H+、Al3+的溶液中,逐滴加入 NaOH 溶液:H+、A13+、Al(OH)3B.含有等物质的量的 FeBr2、FeI2 的溶液中,缓慢通入氯气:
I-、Br-、Fe2+
C.含有等物质的量的 NaCl、Na2S 的溶液中加入 AgNO3 溶液:NaCl、Na2S
D.含有等物质的量的 Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉:Cu2+、Fe3+
解析:逐滴加入 NaOH 溶液,反应先后顺序为 H+、A13+、Al(OH)3,A 正确;还原性由强到
弱的顺序为 I-、Fe2+、Br-,则缓慢通入氯气时反应的先后顺序为 I-、Fe2+、Br-,B 错误;溶
度积大小为 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S),则加入 AgNO3 溶液反应的先后顺序为 Na2S、NaCl,C 错
误;氧化性为 Fe3+>Cu2+,则加入铁粉反应的先后顺序为 Fe3+、Cu2+,故 D 错误。
答案:A
4.在汽车排气管加装催化装置,可有效减少 CO 和 NOx 的排放,催化装置内发生反应为:NOx
+CON2+CO2(未配平),下列关于此反应的说法中正确的是( )
A.该反应中化合价变化的只有 N 元素
B.当 x=2 时,每生成 1 mol N2,转移电子 4 mol
C.等物质的量 N2 和 CO2 中,共价键的个数比为 3∶2
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶1 时,NOx 中氮元素的化合价为+2 价
答案:D
5.下列关于氧化性、还原性的判断正确的是( )
A.B 的阳离子的氧化性比 A 的阳离子强,说明 A 元素的金属性一定比 B 元素强
B.发生氧化还原反应时 A 原子失去的电子比 B 原子多,证明 A 的金属性一定比 B 强
C.适量的 Cl2 通入 FeI2 溶液中可发生反应:
3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
D.一定量氯气通入 30 mL 10.00 mol/L 的氢氧化钠溶液中,加热后形成 NaCl、NaClO、NaClO3
共存的溶液,若反应中转移的电子为 n mol,则 0.15<n<0.25
解析:A.铁离子的氧化性比铜离子的氧化性强,但是铁的金属性比铜强,所以错误,不选 A;
B.金属性强弱与失去电子的多少无关,错误,不选 B;C.氯气和碘化亚铁反应时,碘离子先和
氯气反应生成碘单质,错误,不选 C;D.氯气和氢氧化钠的反应可以分两种,Cl2 +
2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O ,发生前面的反应,当有 2 mol 氢氧化钠反应就转移 1 mol 电子,所以现有 0.3 mol 氢氧化钠反应可转移 0.15 mol
电子,发生后面的反应,当有 6 mol 氢氧化钠反应转移 5 mol 电子,所以现有 0.3 mol 氢氧化
钠反应可转移电子 0.25 mol,正确,选 D。
答案:D
6.氯酸是一种强酸,浓度超过 40%时会发生分解,反应可表示为:aHClO3===bO2↑+cCl2
↑+dHClO4+eH2O。下列有关说法正确的是( )
A.由反应可确定:氧化产物只有 O2
B.若氯酸分解所得 1 mol 混合气体质量为 45 g,则反应方程式可表示为:3HClO3===2O2↑+
C12↑+HClO4+H2O
C.由非金属性 Cl>S,可推知酸性 HClO3>H2SO4
D.若化学计量数 a=8,b=3,则该反应转移电子数为 8
↑+4HClO4+2H2O,根据反应方程式,转移电子数为 20,故说法错误。
答案:B
7.己知酸性 K2Cr2O7 溶液可与 FeSO4 反应生成 Fe3+和 Cr3+。现将硫酸酸化的 K2Cr2O7 溶液与
FeSO4 溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入 KI 溶液,混合溶液中 Fe3+的物质的量随加
入的 KI 的物质的量的变化关系如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.图中 AB 段的氧化剂为 K2Cr2O7
B.图中 BC 段发生的反应为:2Fe3++2I-===2Fe2++I2
C.开始加入的 K2Cr2O7 为 0.25 mol
D.n(K2Cr2O7)∶n(FeSO4)=1∶3
解析:A.开始时 Fe3+浓度不变,则说明 Fe3+没有参加反应,则 AB 段应为 K2Cr2O7 和碘化钾的
反应,K2Cr2O7 为氧化剂,A 正确;B.BC 段 Fe3+浓度逐渐减小,为铁离子和碘化钾的反应,反应的离子方程式为 2Fe3++2I-===2Fe2++I2, B 正确;C.由氧化剂和还原剂得失电子数目相
等可知反应的关系式为 K2Cr2O7~6Fe3+~6I-,共消耗的 n(I-)=1.5 mol,则开始加入的 K2Cr2O7
的物质的量为 1.5 mol÷6=0.25 mol,C 正确;D.由方程式 2Fe3++2I-===2Fe2++I2 可知,BC
段消耗 KI 0.9 mol,则 n(Fe3+)=n(Fe2+)=0.9 mol,n(K2Cr2O7)∶n(FeSO4)=0.25 mol∶0.9 mol
=5∶18,D 错误。
答案:D
8 . (1) ① PbO2 与 浓 盐 酸 共 热 生 成 黄 绿 色 气 体 , 反 应 的 化 学 方 程 式 为
___________________________________。
(2) KClO3 可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂 ClO2,还生成 CO2 和 KHSO4
等物质。写出该反应的化学方程式________________。
(3)请配平第①步反应的化学方程式:
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2________□NaBH4+□Na2SiO3
(4)完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程式:
□ClO
-
3 +□Fe2++□________===□Cl-+□Fe3++□________。
解析:(1)由题意可知,生成的黄绿色气体应为 Cl2,氯元素的化合价升高,则铅元素的化合价
降低,反应化学方程式为:PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
(3)根据还原剂钠化合价升高 1,而还原剂 NaBH4(其中 B 的化合价为+3 价、H 的化合价为-1
价)中 H 化合价下降 4,可以直接配平。
(4)根据题意,氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,
Cl 元素的化合价从+5 价降低到-1 价,得到 6 个电子,而 Fe 元素的化合价从+2 价升高到+
3 价,失去 1 个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的计量数为 1,Fe2+的计量数为 6,
则铁离子的计量数也是 6,氯离子的计量数是 1,根据电荷守恒,则氢离子的计量数是 6,水
的计量数是 3。
答案:(1)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
(2)2KClO3+H2C2O4+2H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O
(3)1、2、4、2 === 1、2
(4)1 6 6 H+ 1 6 3 H2O9.高铁电池能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。功率是民用电池的 10~15 倍,
放电电流是普通电池的 3~10 倍,性价比极高。已知,以 Zn 和 K2FeO4 为电极材料制作的高
铁电池放电时,电池内发生的总反应为:
□Zn+ □K2FeO4===□ZnO +□Fe2O3 +□K2ZnO2。
(1)配平上面的化学方程式______________________________。
(2)已知铁是 26 号元素,则 1 mol FeO
2-
4 中含有电子的物质的量为________mol,Na2FeO4 是
否 具 有 还 原 性 ________ , 原 因 是
_________________________________________________________。
(3)制备高铁酸钾可以将 Fe(OH)3 在碱性条件下与 KClO 溶液反应,若将该反应设计为原电池,
则 此 电 池 的 负 极 反 应 方 程 式 为
__________________________________________________________。
(4)向 1 L 1 mol/L 的 K2FeO4 中加入足量稀 H2SO4 酸化,可以产生 O2 和 Fe3+,该反应的离子方
程 式 为
____________________________________________________________________________。
向酸化后溶液中加入一定量的金属铜,使 Fe3+和 Cu2+浓度相等,若此时溶液密度为 1.25 g/mL,
体积仍为 1 L,则此时溶液中 Cu 元素的质量分数约为________。(精确到 0.01)
解析:(1)根据氧化还原反应得失电子数目相等,可判断出 Zn 和 K2FeO4 的化学计量数分别为
3 和 2,同时根据 K 和 Fe 原子个数守恒得出产物 Fe2O3 和 K2ZnO2 的化学计量数分别为 1 和 2。
(4)-2 价 O 被氧化为 O2,+6 价 Fe 元素被还原为 Fe3+,用 H+保证电荷守恒,用 H2O 保证 H
和 O 守恒。Cu 加入反应后的溶液发生反应,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,假设 n(Cu2+)=x mol,
则反应了的 n(Fe3+)=2x mol,根据题意列等式得:1 mol-2x=x,则 x=1/3 mol,故反应后溶
液中 Cu 元素的质量分数 w= m(Cu)
m(溶液)×100%= mol
1.25 g/mL×1 000 mL≈1.71%。
答案:(1)3、2、1、1、2
(2)60 有 K2FeO4 中 O 元素为-2 价,化合价可以升高,表现还原性。
(3)5OH-+Fe(OH)3-3e-===FeO
2-
4 +4H2O
(4)4FeO
2-
4 +20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O 1.71%10.Ⅰ.煤炭中以 FeS2 形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原
反应,有关反应的离子方程式依次为:
①2FeS2+7O2+2H2O4H++2Fe2++4SO
2-
4 ;
②Fe2++O2+H+Fe3++________;
③FeS2+2Fe3+3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O4H++2SO
2-
4 。
已知:FeS2 中的硫元素为-1 价。
回答下列问题:(导学号 58870119)
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整。
(2)反应③的还原剂是__________________。
(3)观察上述反应,硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来。
Ⅱ.在淀粉 KI 溶液中,滴入少量 NaClO 溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式是
____________________________。在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的 NaClO 溶液,蓝色逐
渐消失,有关反应的离子方程式是________________________。(提示:碘元素被氧化成 IO
-
3 )
从以上实验可知,ClO-、I2、IO
-
3 的氧化性由强到弱的顺序是________________。
Ⅲ.工业上用黄铜矿( CuFeS2)冶炼铜,副产品中有 SO2 ,冶炼铜的反应为 8CuFeS2+21O28Cu
+4FeO+2Fe2O3 +16SO2 。若 CuFeS2 中 Fe 的化合价为+2 ,反应中被还原的元素是
________(填元素符号)。当生成 0.8 mol 铜时,此反应转移的电子数目是________。
解析:(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,上述②离子方程式是:4Fe2++O2+4H+4Fe3++
2H2O ;
据氧化性:氧化剂>氧化产物,所以氧化性:ClO-> I2; ClO-> IO
-
3 ,对于同一元素来说,一般
是元素的化合价越高,化合物的氧化性就越强,所以氧化性:IO
-
3 > I2;故 ClO-、I2、IO
-
3 的
氧化性由强到弱的顺序是 ClO-> IO
-
3 > I2;Ⅲ.在反应中 8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。CuFeS2 中 Fe 的化合价为+2,反应后被氧化为 Fe2O3;S 在反应前化合价是-2 价,
反应后被氧化为+4 价。Cu 是+2 价,反应后被还原为 0 价,O2 中 O 元素的化合价是 0 价,
反应后被还原变为-2 价,所以反应中被还原的元素是 Cu、O;根据反应方程式可知:每产生
8 mol 的 Cu,转移电子 100 mol,所以当生成 0.8 mol 铜时,此反应转移的电子数目是 10NA。
答案:Ⅰ.(1)4、1、4、4 、2H2O (2)FeS2 (3)硫酸盐
Ⅱ.2I- +ClO - +H2O===I2+Cl - +2OH- I2+5ClO -+2OH -===2IO
-
3 +5Cl -+H2O ClO - >
IO
-
3 > I2
Ⅲ.Cu、O 10NA
易错起源 1、 氧化还原反应的概念
例 1.下列说法正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是元素的化合价发生变化
B.还原剂是一种能够得到电子的物质
C.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应
D.氧化反应和还原反应是同时发生的
答案 D
【变式探究】下列反应中,水作氧化剂的是( )
A.C+H2OCO+H2
B.H2+CuOCu+H2O
C.Cl2+H2O===HCl+HClO
D.SO3+H2O===H2SO4
答案 A
解析 B 项,H2 还原 CuO,H2 作还原剂,H2O 是氧化产物;C 项,Cl2 和 H2O 反应,Cl2 既是
氧化剂又是还原剂;D 项,SO3 和 H2O 反应不是氧化还原反应。
【名师点睛】
正确分析氧化还原反应中电子转移的数目,其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的
原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、钾、
钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,
二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜、汞二价最常见。
【锦囊妙计,战胜自我】
近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2 Cu+2 Fe+2 S-2 K2FeO4 Fe+6
Li2NH N-3 LiNH2 N-3 AlN N-3
Na2S2O3 S+2 MO
+
2 M+5 C2O
2-
4 C+3
HCN C+2 N-3 CuH Cu+1 H-1
FeO
n-
4 Fe+(8-n) Si3N4 Si+4 N-3
易错起源 2、氧化性、还原性强弱规律
例 2.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:
Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+
Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+
由此可以确定 Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Sn2+、Ce3+、Fe2+
C.Ce3+、Fe2+、Sn2+ D.Fe2+、Sn2+、Ce3+
答案 A
【变式探究】已知 Co2O3 在酸性溶液中易被还原成 Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2 的氧化性依
次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
答案 A
解析 根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,可判断 B 中氧化性:Cl2>I2;C 中氧化性:Co2O3>Cl2;D 中氧化性:Fe3+>I2,这些结论与题给信息一致。对于 A,由于 I-的还原
性强于 Fe2+,所以 Cl2 应先氧化 I-,而不应先氧化 Fe2+
【名师点睛】
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:
Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na 比 Al 活泼,更易失去电子,
所以 Na 比 Al 的还原性强。
从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如:Fe3+、H2SO4、KMnO4 等;最低价态——
只有还原性,如:金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2+、
S、Cl2 等。
【锦囊妙计,战胜自我】
1.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断
①与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。如 Na 与冷水剧烈反应,
Mg 与热水反应,Al 与水加热反应也不明显,所以还原性:Na>Mg>Al;非金属单质 F2、Cl2、
Br2、I2 与 H2 反应,F2 与 H2 暗处剧烈反应并爆炸,Cl2 与 H2 光照剧烈反应并爆炸,Br2 与 H2
加热到 500℃才能发生反应,I2 与 H2 在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,
故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进
行判断:一般条件越低,氧化剂的氧化性越强,如:MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 +Cl2↑+
2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反应条件的不同,可判
断氧化性:KMnO4>MnO2。
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态不相同,可根据氧化产物的价态高低
进行判断:氧化产物的价态越高,则氧化剂的氧化性越强,如:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,
则氧化性:Cl2>S。
2.根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓 H2SO4>稀 H2SO4,浓
HNO3>稀 HNO3,还原性:浓 HCl>稀 HCl。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧
化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。
如:酸性条件:2MnO
-
4 +6H++5SO
2-
3 ===2Mn2++5SO
2-
4 +3H2O
中性条件:2MnO
-
4 +H2O+3SO
2-
3 ===2MnO2↓+3SO
2-
4 +2OH-
碱性条件:2MnO
-
4 +2OH-+SO
2-
3 ===2MnO
2-
4 +SO
2-
4 +H2O
其氧化性为 KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)> KMnO4(碱性)。
易错起源 3、氧化还原反应的“四条”规律
例 3.已知氧化性 Br2>Fe3+。向含溶液 amol 的 FeBr2 溶液中通入 bmolCl2,充分反应。下列
说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:Fe2+>Br->Cl-
B.当 a≥2b 时,发生的离子反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.当 a=b 时,反应后的离子浓度:c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶2∶2
D.当 3a≤2b 时,发生的离子反应:
2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
答案 C
【变式探究】氢化钙可以作为生氢剂(其中 CaH2 中氢元素为-1 价),化学方程式为 CaH2+
2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中水的作用( )
A.既不是氧化剂也不是还原剂
B.是氧化剂C.是还原剂
D.既是氧化剂又是还原剂
答案 B
解析 CaH2→H2 的过程中,H 元素的化合价由-1→0,化合价升高,故 CaH2 为还原剂,而
H2O→H2 的过程中,H 元素的化合价由+1→0,化合价降低,故 H2O 为氧化剂。
【名师点睛】
1.反应先后规律的思维模型
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的
物质;
同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的
物质。
2.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低
价―→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应:
注意 ⑤中不会出现 H2S 转化为 SO2 而 H2SO4 转化为 S 的情况。
【锦囊妙计,战胜自我】
1.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl
+NaClO+H2O。
2.守恒规律的思维模型
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),即得失电子守恒。基于这种思想,
可以对氧化还原反应进行配平和计算。
易错起源 4、 氧化还原反应配平与守恒法应用例 4.(1)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O
(2)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
答案 (1)3 6 2 1 3 (2)2 9 3 3 5
【变式探究】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.2B.3C.4D.5
答案 D
得关系式2
x·x=16×2,x=5。
【名师点睛】配平步骤
(1)标好价: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:求元素化合价升高和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的
化学计量数。
(4)配化学计量数:用观察法配平其他各物质的化学计量数。
(5)细检查:利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程
式是否正确。
【锦囊妙计,战胜自我】守恒法解题的思维流程
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式:
a×be-=a′×b′e-
a、a′指变价原子个数(物质的量)。
b、b′指元素的化合价变化数。