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第三節(jié) 氧化還原反應

5分鐘訓練(類訓練，可用于課前)


1.將木炭與氧化銅的粉未混合加熱，可得到紅色的銅。試寫出其反應的方程式，指出其中的氧化反應與還原反應并考慮它們的關系。

思路解析：C+2CuO 2Cu+CO2↑,從反應過程來看，氧化銅失去氧原子被還原為銅，炭得到氧原子被氧化為二氧化碳，前者為還原反應，后者為氧化反應，兩者在一個反應中同時進行，氧原子在兩個反應中進行傳遞。

答案：氧化銅失去氧原子被還原為銅，炭得到氧原子被氧化為二氧化碳，前者為還原反應，后者為氧化反應，兩者在一個反應中同時進行，氧原子在兩個反應中進行傳遞

2.生活中有很多氧化反應，如金屬腐蝕、細胞老化。請你總結氧化反應的本質(zhì)，然后再在你的生活中找一找，還有哪些是氧化反應。

思路解析：金屬腐蝕是金屬的化合價升高，細胞老化可能是得到了氧原子或失去了氫原子，其實質(zhì)還是化合價升高。生活中最典型的莫過于燃燒反應，燃燒的物質(zhì)總是得到氧原子化合價被氧化。

答案：實質(zhì)是化合價升高。燃燒也是氧化反應。(其他合理答案亦可)

3.根據(jù)以下幾種常見元素原子的原子結構示意圖，指出它們在化學反應中得失電子的趨勢。

氫 氧 氖 鈉 鎂 氯

思路解析：最外層電子數(shù)越多，電子層數(shù)越少，得電子越強。

答案：氧和氯主要得電子，鈉和鎂主要失電子，氫得失電子能力都不強;氖則既不易得電子，又不易失電子。

4.比較氯化鈉和氯化氫的形成過程，總結其區(qū)別與聯(lián)系。

思路解析：分析氯化鈉和氯化氫形成過程中電子的得失或轉移、化合價的變化情況。

答案：氯元素的原子在氯化鈉和氯化氫形成的過程中化合價都降低了，被還原，發(fā)生的是還原反應;鈉元素的原子失去電子，化合價升高被氧化，發(fā)生的是氧化反應;氫元素雖然不能得到電子，但它與氯原子共用的電子對偏離氫原子，氫的化合價升高，被氧化，發(fā)生的是氧化反應

10分鐘訓練(強化類訓練，可用于課中)

1.(2004全國春季理綜)在下圖所表示的粒子中，氧化性最強的是( )

A. B. C. D.

思路解析：氧化性的本質(zhì)是物質(zhì)得電子的能力，從粒子結構示意圖可以很清楚地知道：最容易得電子的是B項中粒子。

答案：B

2.下列敘述正確的是( )

A.元素的單質(zhì)可由氧化或還原含該元素的化合物來制得

B.得電子越多的氧化劑，其氧化性就越強

C.陽離子只能得到電子被還原，只能作氧化劑

D.含有最高價元素的化合物不一定具有強的氧化性

思路解析：A項正確，一般金屬用還原其相應化合物的獲得，非金屬用氧化其相應化合物的獲得;B項將得電子能力與得電子多少混為一談，實際上氧化性只與得電子能力有對應關系;C項絕對化，也有陽離子如Fe2+可以繼續(xù)被氧化，作還原劑;D項正確，如H2O中H元素就是最高價，但它只有極弱的氧化性。

答案：AD

3.下列有關氧化還原反應的敘述正確的是( )

A.金屬單質(zhì)在反應中只作還原劑

B.非金屬單質(zhì)在反應中只作氧化劑

C.金屬失電子越多，其還原性越強有力

D.Cu2+比Fe2+氧化性強，F(xiàn)e比Cu還原性強

思路解析：A項中金屬沒有負化合價，所以單質(zhì)只作還原劑;B項中非金屬既有負價又有正價，可能用氧化劑，也可能作還原劑;C項中已在第3題中辨析過，不正確;D項實際上是一個經(jīng)驗規(guī)律：金屬的還原性越強，其相應陽離子的氧化性越弱。

答案：AD

4.下列敘述中，正確的是( )

A.含金屬元素的離子不一定都是陽離子

B.在氧化還原反應中,非金屬單質(zhì)一定是氧化劑

C.某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時,該元素一定被還原

D.金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)

思路解析：A項是一個相對命題，只要找到一個例子，即成立，如 ;B項是一個絕對命題，只要有一個例外，就可以將其否定，如：H2在很多反應中都是作還原劑;C項對于金屬是正確的，對于非金屬，就不適合;D項也是一個相對命題，現(xiàn)成的例子是Fe3+被還原為Fe2+。

答案：AD

5.一氧化氮是大氣污染物之一。目前,有一種治理方法是在400 ℃左右、有催化劑存在的情況下，用氨把一氧化氮還原為氮氣和水。請寫出該反應的化學方程式_____________________。

思路解析：反應物是一氧化氮和氨氣，生成物是氮氣和水，根據(jù)氧化還原反應的歸中規(guī)律，可以很方便地寫出其相應產(chǎn)物，再按照質(zhì)量守恒原理或氧化還原的守恒原理加以配平。

答案： 4NH3+6NO 5N2+ 6H2O

6.下列化學反應不屬于置換反應而屬于氧化還原反應的是( )

A.CuO+CO Cu+CO2 B.2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑

C.3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 D.4NH3+3O2 2N2+6H2O

思路解析：根據(jù)置換反應的特征，B、C、D項均符合，只有A不符。根據(jù)氧化還原反應的特征，A符合。

答案：A

7.去年5月底6月初，各地報刊紛紛轉載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報道，在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學做出如下判斷(這一判斷的正確性有待證明)：

當事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯，最可能的存在形式是___________和___________。當另一種具有________________性質(zhì)的液態(tài)潔污劑與之混合，可能發(fā)生而產(chǎn)生氯氣的反應方程式為：_______________________________________________________________________。

思路解析：潔污劑中氯元素的存在形式不可能是單質(zhì)，又具備殺菌潔污作用，應該是ClO-或 ，產(chǎn)物為氯氣，按歸中規(guī)律，則另一種氯元素的形態(tài)應為Cl-，發(fā)生的反應為ClO-+Cl-+2H+====Cl2+H2O或 +5Cl-+6H+====3Cl2+3H2O。

答案：ClO- Cl- 酸性 ClO-+Cl-+2H+====Cl2+H2O或 +5Cl-+6H+====3Cl2+3H2O

8.2010年5月31日是“世界無煙日”，煙氣中含有一種能與血液中血紅蛋白結合的有毒氣CO。市場上出現(xiàn)過一種一氧化碳檢測器，其外觀像一張塑料信用卡，正中有一個直徑不到2 cm的小窗口，露出橙紅色固態(tài)物質(zhì)。若發(fā)現(xiàn)橙紅色轉為黑色而在短時間內(nèi)不復原，表明室內(nèi)一氧化碳濃度超標，有中毒危險。一氧化碳不超標時，橙紅色雖也會變黑卻能很快復原。已知檢測器的化學成分：親水性的硅膠、氯化鈣、固體酸H8[Si(Mo2O7)6]•28H2O、CuCl2•2H2O和PdCl2•2H2O(注：橙紅色為復合色，不必細究)。

(1)CO與PdCl2•2H2O的反應方程式為：________________________________________ 高中化學。

(2)題(1)的產(chǎn)物之一與CuCl2•2H2O反應而復原，化學方程式為：________________________

______________________________________________________________________________。

(3)題(2)的產(chǎn)物之一復原的反應方程式為：_____________________________________。

思路解析：第一個問題的關鍵是：CO和PdCl2•2H2O誰是氧化劑?當然有兩種正好相反的假設，假設1，得到C和某種高價鈀化合物，假設2，得到CO2和金屬鈀。哪一個假設正確?要從第2問得到啟示。顯然，第2問需要應試者自己得出結論，首先是CuCl2•2H2O不可能是還原劑，只可能是氧化劑，因為在水體系里銅的價態(tài)不能再升高。如果應試者沒有這種基本思路，就無法對第1問的兩種假設作出抉擇。有了這種思路，必然對“(1)中的產(chǎn)物之一”對準C和Pd。問：其中哪一個可以跟CuCl2•2H2O反應?課本上討論過碳的氧化，使用的都是強氧化劑，如空氣中的氧氣、濃硫酸、濃硝酸等，而且都需加熱，可見碳不是強還原劑，把它氧化不那么容易，應當排除，于是“定音”，假設2是正確的，這是一箭雙雕，既答了第1問，又答了第2問。當然，第2問又存在兩種可能，銅被還原得銅(1)呢還是得銅(0)。怎樣判斷?需要第3問來幫助，第3問要求寫出第2問中產(chǎn)物之一被復原，自然是指銅(1)或銅(0)的復原。先不必問氧化劑是誰，應試者就清楚，銅(1)比銅(0)易復原，即容易被氧化。由此選擇了銅(1)為第2問的答案，完成第2問的解答。再接著思考第3問：使銅(1)復原為銅(2)使用了什么試劑?首先要明確，它一定是氧化劑，然后從檢測器化學組成中去找，找不到，于是被逼到“華容道”上去了，只能選擇空氣中的氧氣，別無他路，全題得解。

答案：(1)CO+PdCl2•2H2O====CO2+Pd+2HCl+H2O

(2)Pd+2CuCl2•2H2O====PdCl2•2H2O+2CuCl+2H2O

或Pd+CuCl2•2H2O====PdCl2•2H2O+Cu

(3)4CuCl+4HCl+6H2O+O2====4CuCl2•2H2O

快樂時光

我當建筑師

課上，問平時愛搞小動作的小軍：“你長大后的理想是什么?給大家說一說。”

小軍回答：“我想當個建筑師。”

老師很有地問：“為什么?”

小軍指指長方形的教室，說：“假如我當上建筑師，我要把教室變成圓形的。以后您再罰我站墻角，那就是不可能的了。”

30分鐘訓練(鞏固類訓練，可用于課后)

1.(2010全國高考理綜Ⅱ，10)已知下列分子或離子在酸性條件下都能氧化KI，自身發(fā)生如下變化：

H2O2→H2O →I2 →Mn2+ HNO2→NO

如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多的是( )

A.H2O2 B. C. D.HNO2

思路解析：根據(jù)“得失電子總數(shù)相等”原則，1 mol H2O2、 、 、HNO2分別得2 mol、5 mol、5 mol、1 mol電子，分別能氧化得到的I2為1 mol、2.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,而 本身被還原還能產(chǎn)生0.5 mol I2,即分別得到I2 1 mol、3 mol、2.5 mol、0.5 mol。

答案：B

2.下列反應一定屬于氧化還原反應的是( )

A.化合反應 B.置換反應 C.分解反應 D.復分解反應

思路解析：置換反應中有單質(zhì)參與反應，又有單質(zhì)生成，所以化合價一定會發(fā)生變化，故所有的置換反應都是氧化還原反應。

答案：B

3.黑火藥的爆炸反應為：2KNO3+S+3C====K2S+N2↑+3CO2↑，其中被還原的元素是( )

A.N B.C C.N和S D.N和C

思路解析：化合價降低的元素被還原，N從+5價還原到0價，S從0價降低到-2價，所以被還原的元素是N和S。

答案：C

4.CaH2常作為生氫劑，其中氫元素呈-1價，其化學方程式為CaH2+2H2O====Ca(OH)2+2H2↑，其中水是( )

A.還原劑 B.氧化劑 C.既是還原劑又是氧化劑 D.既不是氧化劑又不是還原劑

思路解析：在以上反應中，水中的氫元素的化合價是+1價，被還原為氫氣后降為0價，所以水是氧化劑。

答案：B

5.下列說法正確的是( )

A氧化還原反應的本質(zhì)是元素化合價的升降

B氧化反應與還原反應必然同時發(fā)生

C氧化劑在反應中失去電子，化合價升高，被氧化

D還原劑具有還原性

思路解析：氧化還原反應的本質(zhì)是電子的轉移(得失或偏移)，元素化合價的升降是由于電子的轉移而引起的，所以A不正確;不過，我們可以根據(jù)反應前后元素化合價有無變化，判斷反應是不是氧化還原反應;氧化反應是物質(zhì)失去電子的反應，還原反應是物質(zhì)得到電子的反應，在同一化學反應中，若某物質(zhì)失去電子，必定有物質(zhì)得到電子，而且得失電子的數(shù)目相等，故B是正確的;氧化劑是得到電子的物質(zhì)，化合價降低，被還原，故C不對;還原劑在反應中失去電子，體現(xiàn)還原性，D是正確的。

答案：BD

6.下列說法中不正確的是( )

A有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的反應一定是氧化還原反應

B金屬單質(zhì)在化學反應中一定作為還原劑

C化合反應一定是氧化還原反應

D復分解反應一定不是氧化還原反應

思路解析：在同素異形體的相互轉化中，有單質(zhì)參加和單質(zhì)生成，但無化合價變化，

故不是氧化還原反應，如2O3====3O2;金屬單質(zhì)在化學反應中只能失去電子，一定作為還原劑;在許多化合反應中元素的化合價不變化，如CaO+H2O====Ca(OH)2,不是氧化還原反應;復分解反應是兩種化合物相互交換成分，無化合價變化，故一定不是氧化還原反應。

答案：AC

7.世界衛(wèi)生組織(WHO)將二氧化氯(ClO2)列為A級高效安全滅菌消毒劑，它在食品保鮮、飲用水消毒等方面有著廣泛應用。下列說法正確的是( )

A.二氧化氯是強氧化劑 B.二氧化氯是強還原劑

C.二氧化氯是離子化合物 D.二氧化氯中氯元素為-1價

思路解析：氯元素常見化合價是0價和-1價，二氧化氯(ClO2)中氯元素的化合價為+4，在化學反應中很容易發(fā)生化合價降低得到電子的還原反應，是一種強氧化劑。

答案：A

8.下列離子在溶液中因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是( )

A.H+ Fe2+ Na+ B.Ag+ Cl- K+

C.K+ Ba2+ OH- D.Cu2+ Br- OH-

思路解析：A中Fe2+具有還原性，H+和 具有氧化性，三者發(fā)生氧化還原反應，不能大量共存;B中Ag+和Cl-不能共存，也不發(fā)生氧化還原反應;C中Ba2+與 反應生成BaSO4不能大量共存，也不發(fā)生氧化還原反應;D中Cu2+與OH-、 與OH-均不能共存，也不能發(fā)生氧化還原反應。 在酸性條件下表現(xiàn)出強氧化性，可以氧化還原某些物質(zhì)，這一點往往容易疏忽。

答案：A

9.波爾多液農(nóng)藥不能用鐵制容器盛放，是因為鐵能與其所含的硫酸銅起反應。該反應中，鐵是( )

A.氧化劑 B.還原劑 C.催化劑 D.被還原

思路解析：上述反應的化學方程式為：Fe+CuSO4====FeSO4+Cu，鐵的化合價升高被氧化，故Fe是還原劑。

答案：B

10.氧化還原反應在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列生產(chǎn)、生活中的事例不屬于氧化還原反應的是( )

A.金屬冶煉 B.燃放鞭炮 C.食物腐敗 D.點制豆腐

思路解析：金屬冶煉、燃放鞭炮和食物腐敗都是氧化還原反應，只有點制豆腐屬于膠體的聚沉，不是氧化還原反應。

答案：D

11.下列實驗現(xiàn)象與氧化還原反應有關的是( )

A.碳酸鈉溶液中加入氯化鈣溶液產(chǎn)生沉淀

B.銅粉在空氣中加熱變成黑色粉末

C.石灰石溶于鹽酸并產(chǎn)生無色、無味的氣泡

D.氫氣在空氣中完全燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰

思路解析：A.Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl(復分解反應)。

B.2Cu+O2====2CuO(氧化還原反應)。

C.CaCO3+2HCl====H2O+CO2↑+CaCl2(復分解反應)。

D.2H2+O2====2H2O(氧化還原反應)。

答案：BD

12.下列反應屬于氧化還原反應的是( )

A.CaCO3====CaO+CO2↑ B.CuO+CO====Cu+CO2

C.NaOH+HCl====H2O+NaCl D.CuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4

思路解析：氧化還原反應的特征是反應前后元素化合價有升降，據(jù)此判斷：A、B、C、D四個反應中，只有B選項中有化合價的變化，即Cu元素的化合價由+2降到0，C元素的化合價由+2升到+4，因此該反應屬于氧化還原反應。

答案：B

13.能正確表示四種基本類型反應與氧化還原反應關系的示意圖是( )

思路解析：置換反應中化合價一定有變化，全部都是氧化還原反應;復分解反應是溶液中的離子互換反應，它的化合價不發(fā)生變化，全部是非氧化還原反應;化合反應與分解反應中如果有單質(zhì)參與反應或生成了單質(zhì)，則是氧化還原反應，反之不是氧化還原反應。

答案：D

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