高中化学 23 氧化剂和还原剂第2课时练习 新人教版必修1.docx
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高中化学23氧化剂和还原剂第2课时练习新人教版必修1
氧化剂和还原剂
1.氧化还原反应的有关概念
(1)反应类型
氧化反应:
物质所含元素化合价升高的反应
还原反应:
物质所含元素化合价降低的反应
(2)反应物
氧化剂:
在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质
还原剂:
在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质
(3)产物
氧化产物:
还原剂被氧化得到的产物
还原产物:
氧化剂被还原得到的产物
(4)物质性质
氧化性:
氧化剂所表现出的得到电子(或电子对偏向)的性质
还原性:
还原剂所表现出的失去电子(或电子对偏离)的性质
2.反应中概念间的关系:
(1)氧化剂在反应中化合价降低→具有氧化性→被还原→生成还原产物,发生还原反应。
(2)还原剂在反应中化合价升高→具有还原性→被氧化→生成氧化产物,发生氧化反应。
(3)
3.常见氧化剂和还原剂
4.氧化还原反应的应用
(1)有利于人类生产和生活的氧化还原反应有金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧等。
(2)对人类生产和生活不利的氧化还原反应有易燃物的自燃、食物的腐蚀、钢铁的锈蚀等。
(时间20分钟,满分30分)
知识点一 氧化剂和还原剂
1.下列关于反应Fe+CuSO4===Cu+FeSO4的说法正确的是( )
A.Fe是氧化剂 B.CuSO4是还原剂
C.Fe被氧化D.CuSO4发生氧化反应
答案:
C
解析:
Fe与CuSO4反应,Fe失电子被氧化,Fe是还原剂;CuSO4是氧化剂,发生还原反应。
2.下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.失去电子的反应是还原反应
B.失去电子的物质是还原剂
C.发生氧化反应的物质是氧化剂
D.作氧化剂的物质不能作还原剂
答案:
B
解析:
物质失去电子,则相关元素的化合价升高,该物质为还原剂,发生氧化反应,B项正确;如2H2O
2H2↑+O2↑,水既是氧化剂又是还原剂,故D项错误。
3.下列变化过程中,必须加入还原剂才能进行的是( )
A.Cl2→Cl-B.Zn→Zn2+
C.H2→H2OD.CuO→CuCl2
答案:
A
解析:
还原剂在氧化还原反应中失去电子,有元素的化合价升高;氧化剂在反应中得到电子,有元素的化合价降低。
加入还原剂才能进行,说明原物质为氧化剂,在反应过程中某些元素的化合价降低。
A项,氯元素:
0价→-1价;B项,锌元素:
0价→+2价;C项,氢元素:
0价→+1价;D项中铜元素的化合价没有发生变化。
4.Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe所属基本反应类型是________。
在该反应中________元素的化合价升高,该元素的原子________电子,被________;而________元素的化合价降低,该元素的原子________电子,被________。
该反应中,Fe2O3发生了________反应,Al发生了________反应,________是氧化剂,________是还原剂,________是氧化产物,________是还原产物。
答案:
置换反应 铝 失 氧化 铁 得 还原 还原 氧化 Fe2O3 Al Al2O3 Fe
知识点二 物质氧化性、还原性的判断
5.下列粒子只具有还原性的是( )
A.Cu2+B.Fe2+
C.FeD.H+
答案:
C
解析:
只具有还原性,故化合价只能升高不能降低。
6.下列反应中,H2SO4既表现了氧化性,又表现了酸性的是( )
A.2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O
B.2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2SO2↑+2H2O
C.H2SO4(浓)+NaCl
NaHSO4+HCl↑
D.H2SO4+Na2SO3
Na2SO4+SO2↑+H2O
答案:
A
解析:
H2SO4表现氧化性,则硫元素化合价应降低,表现酸性,则应生成硫酸盐,只有A项符合。
7.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.F2、K、HClB.Cl2、Al、H2
C.NO2、Na、Br2D.O2、SO2、H2O
答案:
A
解析:
F的最高价为0,F2只有氧化性,K只有还原性,在HCl中
处于最高价,有氧化性,
处于最低价,有还原性,故HCl既有氧化性又有还原性。
8.根据下列反应式:
①2Fe3++2I-===2Fe2++I2
②Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-
可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )
A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-
答案:
B
解析:
在氧化还原反应中,还原剂的还原性>还原产物的还原性。
由反应①知,还原性:
I->Fe2+,由反应②知,还原性:
Fe2+>Br-,故还原性:
I->Fe2+>Br-。
知识点三 氧化还原反应的基本规律
9.已知在相同条件下,下列几种微粒的还原性强弱顺序为Cl-
由此判断下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===SO
+4H++2Fe2+
B.2Br-+SO
+4H+===SO2↑+Br2+2H2O
C.2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
答案:
B
解析:
把所给的反应看成是能够发生的反应,找到每个“反应”中的还原剂和还原产物,根据还原剂比还原产物还原性强的规律,得出还原性顺序,再与所给出微粒的还原性顺序进行比较,两者顺序一致的,所给出的反应就是能发生的,两者顺序不一致的,所给出的反应就是不能发生的。
反应B中Br-失电子价态升高(由-1价变成0价),Br-是还原剂;SO
得电子价态降低(由+6价变成+4价),SO2是还原产物。
此“反应”还原性顺序是Br->SO2,与已知相矛盾,反应不能发生。
温馨提示:
判断氧化还原反应能否发生的方法:
(1)先确定氧化性、还原性强弱
由已知微粒的还原性顺序先确定这些微粒所对应的氧化性微粒的氧化性顺序,此题中还原性微粒所对应的氧化性微粒的氧化性顺序是Cl2>Br2>Fe3+>I2>SO
,其中氧化性强的微粒可与氧化性弱的微粒所对应的还原性微粒反应。
Cl2可与SO2、I-、Fe2+、Br-反应,Br2不与Cl-反应。
(2)假设法
假设所有反应都发生,得出每个“反应”中的还原性顺序。
10.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。
当生成1mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为( )
A.2molB.1mol
C.0.5molD.0.25mol
答案:
D
解析:
根据已知信息可得:
Zn+HNO3(稀)―→Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O,Zn:
0价→+2价,化合价改变值为(2-0)×1=2,N:
+5价→-3价,化合价改变值为(5+3)×1=8。
设被还原的HNO3的物质的量为x,根据氧化还原反应中得失电子守恒,可有1mol×2=x×8,解得x=0.25mol。
温馨提示:
计算方法——得失电子守恒法的应用步骤:
(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(注意化学式中微粒的个数)。
(3)根据题中物质的量和得失电子守恒列出等式。
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)。
11.在标准状况下把224mLCl2通入10mL1mol/L的FeBr2溶液中,发生反应的离子方程式为(提示:
还原性为Fe2+>Br-)( )
A.2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
B.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
D.2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
答案:
D
解析:
Cl2与FeBr2的物质的量之比为:
∶(10mL×10-3L·mL-1×1mol/L)=0.01∶0.01=1∶1。
Cl2先氧化Fe2+,后氧化Br-。
温馨提示:
像FeBr2这种阳离子和阴离子均能被氧化的物质,要计算出氧化剂与还原剂之间的物质的量之比后,才能确定其实际所发生的离子反应方程式。
12.从氧化还原反应的角度分析水在下列化学反应中的作用(从氧化剂、还原剂角度分析)。
①电解水:
___________________________________________。
②钠和水的反应(2Na+2H2O===2NaOH+H2↑):
________________________________________________________________________。
③氟气和水反应(2F2+2H2O===4HF+O2):
______________________________________。
④氯气和水反应(Cl2+H2O===HCl+HClO):
____________________。
答案:
①既作氧化剂,又作还原剂 ②氧化剂
③还原剂 ④既不作氧化剂,也不作还原剂
解析:
所以在反应①中H2O既作氧化剂又作还原剂;在反应②中水只作氧化剂;在反应③中H2O只作还原剂;在反应④中H2O既不作氧化剂也不作还原剂。
13.已知RxO
+MnO
+H+―→RO2+Mn2++H2O变化过程中,有0.2molRxO
参加反应时,共转移0.4mol电子。
(1)反应中氧化剂为________;
(2)RxO
中的x=________;
(3)参加反应的氢离子的物质的量为________。
答案:
(1)MnO
(2)2 (3)0.64mol
解析:
参加反应的H+的物质的量的计算是本题的难点。
要根据已知条件将离子方程式配平,找出R2O
和H+的关系才能计算。
由题意可知0.2molRxO
参加反应时,共转移0.4mol电子,即1molRxO
参加反应转移2mol电子。
因为Mn元素化合价降低,所以R元素化合价升高。
RxO
→x
O2→2e-,有4x-6=2,解得x=2。
根据得失电子守恒,n(RxO
)×2=n(MnO
)×5
n(RxO
)∶n(MnO
)=52
又根据元素守恒(或电荷守恒)推出反应中各物质的化学计量数:
5R2O
+2MnO
+16H+===10RO2+2Mn2++8H2O
n(H+)=
n(R2O
)=
×0.2mol=0.64mol
14.按要求回答下列问题。
(1)在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只具有氧化性的是________,只具有还原性的是________,既具有氧化性又具有还原性的是________。
(2)某同学写出下列三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3―→N2O3+H2O
②NH3+NO―→HNO2+H2O
③N2O4+H2O―→HNO3+HNO2
其中一定不可能实现的是________。
(3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是________。
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
答案:
(1)Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
(2)② (3)KMnO4
解析:
(1)根据元素的化合价分析判断。
(2)含有不同价态的同种元素的两种物质发生氧化还原反应,生成物中该元素的化合价应介于两种反应物中该元素的化合价之间,所以反应②不可能实现。
(3)由①知氧化性:
Fe3+>I2,还原性:
I->Fe2+;由②知氧化性:
Cl2>Fe3+,还原性:
Fe2+>Cl-;由③知氧化性:
MnO
>Cl2,还原性:
Cl->Mn2+,由此推知氧化性强弱顺序为MnO
>Cl2>Fe3+>I2,还原性强弱顺序为I->Fe2+>Cl->Mn2+。
15.填空:
(1)______NH3+______O2
______NO+________H2O,该反应中氧化剂是______,被氧化的元素是______,氧化产物是________。
(2)若有1molO2参加反应,则反应中转移电子________mol。
(3)用单线桥法标出电子转移的方向和数目:
________________。
答案:
(1)4 5 4 6 O2 N NO
(2)4
(3)4NH3+5O220e-
4NO+6H2O
解析:
该反应中,氮元素由-3价(NH3)―→+2价(NO),氧元素由0价(O2)→-2价(NO和H2O),故氧化剂是O2,还原剂是NH3,氧化产物是NO;每1molO2参加反应,转移电子4mol;每1molNH3参加反应,转移电子5mol,根据得失电子守恒规律可知,n(NH3)∶n(O2)=4∶5,再结合原子守恒即可将反应方程式配平:
4NH3+5O2
4NO+6H2O。
课后作业·速达标
时间:
30分钟 满分100分
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.下列各组物质属于常见氧化剂的一组是( )
A.Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B.O2、KMnO4、C、H2
C.Na、K、FeCl2、H2、CO
D.CuO、CO、Fe2O3、H2
答案:
A
解析:
常作氧化剂的有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。
2.下列反应中,CO2作氧化剂的是( )
A.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
B.CO2+C
2CO
C.2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑
D.CO+H2O
H2+CO2
答案:
B
解析:
CO2若在反应中作氧化剂,则碳元素的化合价降低。
A项,CO2中碳元素化合价没有变化;B项,CO2中碳元素的化合价由+4降低为+2;C、D项,CO2均为氧化产物。
3.已知反应2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2,则下列判断正确的是( )
A.该反应是置换反应
B.该反应中FeCl3作还原剂
C.还原性:
Cu>Fe2+
D.氧化性:
CuCl2>FeCl3
答案:
C
解析:
该反应是氧化还原反应,因只有单质参加反应,没有单质生成,所以该反应不是置换反应,A项错误;该反应中FeCl3是氧化剂,Cu是还原剂,B项错误;由反应可知还原性:
Cu>Fe2+,氧化性:
FeCl3>CuCl2,C项正确,D项错误。
4.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2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.Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
B.10Cl-+2MnO
+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
D.5Pb2++2MnO
+2H2O===5PbO2↓+2Mn2++4H+
答案:
D
解析:
氧化性:
PbO2>KMnO4>Cl2>FeCl3>CuCl2,一个氧化还原反应中,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。
A项,氧化性:
Fe3+>Cu2+,与条件相符;B项,氧化性:
MnO
>Cl2,与条件相符;C项,氧化性:
Cl2>Fe3+,与条件相符;D项,氧化性:
MnO
>PbO2,与条件不相符,所以D项反应在水溶液中不可能发生。
5.下列反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1的是( )
A.O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2
B.2CH3COOH+Ca(ClO)2===2HClO+(CH3COO)2Ca
C.I2+2NaClO3===2NaIO3+Cl2↑
D.4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O
答案:
C
解析:
A项,O3分子中有2个氧原子化合价不变,1个氧原子化合价降低,由得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比不为2∶1;B项中无元素价态的变化,不是氧化还原反应;C项,I2为还原剂,NaClO3为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比是2∶1;D项,还原剂为HCl,参加反应的HCl中有一半起还原剂作用,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
综上所述,本题选C。
6.根据下列反应进行判断,下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是( )
①ClO
+5Cl-+6H+===3Cl2+3H2O
②2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
③2FeCl2+Cl2===2FeCl3
A.ClO
>Cl2>I2>Fe3+
B.Cl2>ClO
>I2>Fe3+
C.ClO
>Cl2>Fe3+>I2
D.ClO
>Fe3+>Cl2>I2
答案:
C
解析:
由反应①知,氧化性ClO
>Cl2,由反应②知,氧化性Fe3+>I2,由反应③知,氧化性Cl2>Fe3+。
综上可知,氧化性ClO
>Cl2>Fe3+>I2。
7.工业上制取ClO2的化学反应为2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4,下列说法正确的是( )
A.SO2在反应中被氧化
B.NaClO3在反应中失去电子
C.H2SO4在反应中作氧化剂
D.1mol还原剂在反应中失去1mol电子
答案:
A
解析:
在反应中,NaClO3中Cl元素化合价降低,NaClO3作氧化剂,得到电子,被还原;SO2中S元素化合价升高,SO2作还原剂,被氧化;1molSO2参与反应转移2mol电子。
综上所述,本题选A。
8.用0.1mol·L-1的Na2SO3溶液30mL恰好将2×10-3mol的XO
还原,则元素X在还原产物中的化合价是( )
A.+1B.+2
C.+3D.+4
答案:
D
解析:
氧化还原反应中得失电子总数相等,设元素X在还原产物中的化合价为x,则有0.1mol·L-1×0.03L×(6-4)=2×10-3mol×(7-x),解得x=+4。
9.在汽车尾气处理装置中发生如下反应:
4CO+2NO2催化剂,4CO2+N2。
下列有关该反应的说法中正确的是( )
A.NO2被还原B.CO是氧化剂
C.CO发生还原反应D.NO2失去电子
答案:
A
解析:
A.NO2中N元素的化合价降低,被还原,故A正确;B.C元素的化合价升高,CO为还原剂,故B错误;C.C元素的化合价升高,CO为还原剂,发生氧化反应,故C错误;D.NO2中N元素的化合价降低,得电子,故D错误;故选A。
10.用下列方法均可制得氧气:
①2KClO3
2KCl+3O2↑
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
③2HgO
2Hg+O2↑
④2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
若要制得相同物质的量的氧气,反应中电子转移数目之比为( )
A.3∶2∶1∶4B.1∶1∶1∶1
C.2∶1∶2∶2D.1∶2∶1∶1
答案:
C
解析:
假设均制得3mol氧气。
对于反应①,KClO3中氧元素由-2价升高至0价,共转移12个电子,若制得3mol氧气,则转移12mol电子;对于反应②,Na2O2中部分氧元素由-1价升高至0价,共转移2个电子,若制得3mol氧气,则转移6mol电子;对于反应③,HgO中氧元素由-2价升高至0价,共转移4个电子,若制得3mol氧气,则转移12mol电子;对于反应④,KMnO4中部分氧元素由-2价升高至0价,共转移4个电子,若制得3mol氧气,则转移12mol电子。
综上所述,本题选C。
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
11.(8分)氧化还原反应知识的学习,为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。
(1)在氧化还原反应中,氧化剂________电子,发生________反应。
(2)理论上,处于最低价态的元素通常具有________性,在氧化还原反应中常作________剂。
(3)下列物质在氧化还原反应中,常作还原剂的有________;常作氧化剂的有________(均填序号)。
①KMnO4 ②铝 ③氯水 ④FeCl3 ⑤一氧化碳
(4)已知钠与冷水剧烈反应,反应方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,铁与水蒸气发生反应:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,钠与水反应中,若消耗0.2mol钠,则转移的电子为________mol。
事实证明,钠的还原性比铁的还原性________(填“强”或“弱”)。
答案:
(1)得 还原
(2)还原 还原 (3)②⑤ ①③④ (4)0.2 强
12.(8分)在下列反应中:
A.2F2+2H2O===4HF+O2
B.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
C.CaO+H2O===Ca(OH)2
D.2H2O
2H2↑+O2↑
(1)水只作氧化剂的是________(填字母序号,下同),水只作还原剂的是________,水既作氧化剂又作还原剂的是________,水既不作氧化剂又不作还原剂的是________。
(2)用“双线桥法”表示D反应中电子转移情况:
________________________________________________________________________。
答案:
(1)B A D C
(2)2H2O
2H2得4×e-↑+O2失2×2e-↑
解析:
H2O中氢元素为+1价,氧元素为-2价,故当生成H2时,H2O作氧化剂,当生成O2时,H2O作还原剂,H2和O2都生成时,水既作氧化剂又作还原剂,当两种气体都不生成时,水既不作氧化剂又不作还原剂。
13.(8分)
(1)铁钉在氯气中被锈蚀成棕黄色物质FeCl3,而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2);向浓盐酸中滴加KMnO4溶液产生黄绿色气体(Cl2)。
则在Cl2、H+、Cl-、MnO
中,具有氧化性的是________,________氧化性最强。
(2)在反应3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,还原剂是________。
若消耗19.2g还原剂,则被还原的氧化剂是________mol。
答案:
(1)Cl2、H+、MnO
MnO
(2)Cu 0.2
解析:
(1)根据题意可知,在已知的三个反应中,氧化剂分别是Cl2、H+、MnO
,故具有氧化性的是Cl2、H+、MnO
,而Cl-是氯元素的是低价,无氧化性;因为Cl2、H+在氧化时,H+把铁氧化为+2价,Cl2把铁氧化为+3价,故氧化性:
Cl2>H+,据第三个反应知氧化性:
MnO
>Cl2,故氧化性最强的是MnO
。
(2)该反应中铜元素由0价→+2价,氮元素由+5价→+2价,故还原剂是铜,反应中消耗0.3molCu(即19.2g),有0.8molHNO3参加反应,其中被还原的是0.2mol。
14.(10分)ClO2是一种消毒、杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。
实验室可通过以下反应制得ClO2:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4===2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O
试回答下列问题。
(1)该反应中还原剂的化学式是________;被还原元素的元素符号是________;
(2)试比较KClO3和CO2的氧化性强弱________;
(3)当转移0.5mol电子时,消耗氧化剂的物质的量为________。
(4)消毒时,ClO2还可以将水中的Fe2+、M
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