高一化学人教版必修一讲义第2章化学物质及其变化第3节第2课时

第2课时氧化剂和复原剂[学习目标定位]1.能够正确表示氧化复原反响中电子转移的方向和数目。2.会推断氧化剂和复原剂，会比拟物质氧化性或复原性的强弱。一氧化复原反响的表示方法氧化复原反响中伴有电子转移(得失或偏移)，试分析下述各氧化复原反响中电子转移状况如何？(1)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(2)Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2答案(1)(2)归纳总结氧化复原反响的表示方法(1)双线桥法：表示的是反响前后同一元素由反响物转化为生成物时电子转移的结果。双线桥法分析氧化复原反响的步骤：①标出反响前后有化合价变化的元素的化合价；②在反响物到生成物之间画一个线桥，箭头动身和指向的是有化合价变化的同一种元素；③分析化合价的变化，找出反响中得失电子的总数(有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数)；④将转移的电子数标在线桥上，并注明得失。如：(2)单线桥法：表示的是反响前后不同元素原子的电子转移状况。单线桥法分析氧化复原反响的步骤：①标出反响前后有化合价变化的元素的化合价；②用线桥将反响物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾指向失电子的元素，箭头指向得电子的元素。留意：线桥只在反响物中，不跨越“=〞与生成物相连。③在线桥上注明电子转移的数目。留意：只写数目，不标得失。如：1.写出以下反响的化学方程式，并分别用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。(1)用氢气复原氧化铜。(2)加热氯酸钾分解制取氧气。答案(1)二氧化剂和复原剂1.写出铝粉与盐酸溶液反响的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。答案2.上述反响过程中，发生复原反响的是________，推断的依据是________；发生氧化反响的是________，推断的依据是______________。答案HCl由于氢元素的化合价降低，得到电子Al由于铝元素的化合价上升，失去电子3.上述反响中，氧化剂是________，表现出________性，复原剂是________，表现出________性。答案HCl氧化Al复原归纳总结氧化复原反响学问结构图示上述关系也可总结成：升(价上升)—失(失电子)—氧(被氧化)—还(复原剂，具复原性)；降(价降低)—得(得电子)—还(被复原)—氧(氧化剂，具氧化性)。2.分析以下反响并按要求填空。(1)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3氧化剂是__________，复原剂是____________；发生氧化反响的是__________，发生复原反响的是__________。(2)2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑氧化剂是____________，复原剂是____________；被氧化的元素是__________，被复原的元素是__________。(3)2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O氧化剂是____________，复原剂是____________；发生氧化反响的是__________，被复原的元素是__________。答案(1)Cl2FeFeCl2(2)KMnO4KMnO4KMnO4中的氧元素KMnO4中的锰元素(3)SO2H2SH2SSO2中的硫元素3.氧化复原反响中，水的作用可以是氧化剂、复原剂、既是氧化剂又是复原剂、既非氧化剂又非复原剂等。以下反响与Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr相比拟，水的作用不相同的是()A.Na2O＋H2O=2NaOHB.4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3C.Cl2＋H2OHCl＋HClOD.2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑答案D解析反响Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr中，水既非氧化剂又非复原剂。A、B、C中水既非氧化剂又非复原剂；D中水作氧化剂。1.以下氧化复原反响中，电子转移的方向和数目均正确的选项是()答案B2.以下物质中既有氧化性又有复原性的是()A.HClO B.Al2O3C.N2O5 D.SiO2答案A解析假设不考虑氧元素，从价态来考虑其他元素，依据“高价氧化低价复原，中间价态两边转〞，就可确定，A项HClO中Cl是＋1价，中间价，符合题意；B项中铝元素最高价，只有氧化性；C项N2O5中的N是＋5价，只有氧化性；D项SiO2中的Si是＋4价，最高价，只有氧化性。3.氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛用于电子、陶瓷等工业领域。在肯定条件下，AlN可通过反响Al2O3＋N2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))2AlN＋3CO合成。以下表达正确的选项是()A.上述反响中，N2是复原剂，Al2O3是氧化剂B.上述反响中，每生成1molAlN需转移3mol电子C.AlN中氮元素的化合价为＋3D.AlN的摩尔质量为41g答案B解析由反响的化学方程式：Al2O3＋N2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))2AlN＋3CO可得到Al、O的化合价反响前后没有变化，N的化合价由“0〞价变为“－3〞价被复原，而C的化合价由“0〞价变为“＋2〞价，因此氧化剂为N2，复原剂为C，每生成1molAlN转移电子物质的量为3mol，AlN的摩尔质量为41g·mol－1。4.常温下，在溶液中可发生如下反响：Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Sn4＋。由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的复原性由强到弱的挨次是()A.Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B.Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋C.Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋ D.Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋答案A解析依据同一氧化复原反响中复原剂的复原性大于复原产物的复原性，由两个化学方程式可以得到复原性强弱挨次为Fe2＋>Ce3＋，Sn2＋>Fe2＋。5.(1)铁钉在氯气中被锈蚀为棕黄色物质FeCl3，而在盐酸中生成浅绿色的FeCl2溶液。那么在Cl2、Cl－、H＋中，具有氧化性的是________，其中氧化性强的是________。(2)盐酸在不同的反响中，可以分别表现出酸性、氧化性和复原性。现有如下四个反响，请写出盐酸在三个反响中，分别表现什么性质：①Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑________；②NaOH＋HCl=NaCl＋H2O________；③2HCleq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑________；④KClO3＋6HCl(浓)=3Cl2↑＋KCl＋3H2O______。(3)题(2)④中氧化剂与复原剂的物质的量之比为______，假设有5mol复原剂被氧化，那么生成的Cl2为________mol。答案(1)Cl2、H＋Cl2(2)①酸性、氧化性②酸性③氧化性、复原性④复原性、酸性(3)1∶53解析(1)Cl－中氯元素处于最低价态，只表现复原性，H＋中氢元素处于最高价态，只表现氧化性，Cl2中氯元素处于中间价态，且Cl2是常见的强氧化剂，所以具有氧化性的是Cl2和H＋，又由于铁在氯气中反响得FeCl3，Fe3＋的价态为＋3价，而铁与盐酸反响生成FeCl2，Fe2＋的价态为＋2价，那么Cl2的氧化性大于H＋的氧化性。(2)①Zn与HCl反响，HCl表现为酸性，同时发生氧化复原反响，eq\o(H,\s\up6(＋1))Cl→eq\o(H,\s\up6(0))2↑，HCl又表现为氧化性。②NaOH与HCl反响生成盐和水，发生中和反响，HCl表现为酸性。③电解稀盐酸，发生氧化复原反响，eq\o(H,\s\up6(＋1))＋→eq\o(H,\s\up6(0))2↑，eq\o(C,\s\up6(－1))l－→eq\o(C,\s\up6(0))l2↑，HCl既表现为氧化性又表现为复原性。④6HCl中5eq\o(C,\s\up6(－1))l－→eq\f(5,2)Ceq\o(l,\s\up6(0))2，Cl元素被氧化，HCl表现出复原性，又6H＋→3H2O，故HCl中的H＋表现出酸性。(3)假设有1molKClO3参与反响，那么有6molHCl参与反响，KClO3中Cl元素化合价降低，故氧化剂为1molKClO3，6molHCl中有5molCl化合价上升，1molCl化合价不变，故复原剂为5molHCl，氧化剂与复原剂物质的量之比为1∶5。假设有5molHCl被氧化，那么生成Cl2为3mol。40分钟课时作业[经典根底题]题组一氧化复原反响的表示方法1.以下电子转移的表示方法中正确的选项是()答案D解析A项Fe2O3被复原；B项不用“＋〞、“－〞号表示；C项得到“2×3e－〞，“失去3×2e－〞，标注错误。题组二氧化剂、复原剂2.以下对氧化复原反响的分析中，不合理的是()A.Mg变成MgO时化合价上升，失去电子，因此Mg在该反响中作氧化剂B.KMnO4受热分解时，Mn元素被复原C.反响CuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4不属于氧化复原反响D.在反响2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑中，H2O既是复原剂，又是氧化剂答案A解析A项中Mg失电子作复原剂，不正确。3.以下反响中，CO2作氧化剂的是()A.Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2OB.CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2COC.2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑D.CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))H2＋CO2答案B解析CO2假设在反响中作氧化剂，那么其所含碳元素的化合价降低。选项A中CO2中碳元素化合价无变化，B选项CO2中碳元素化合价由＋4价降低为＋2价，C、D选项中CO2均为氧化产物。4.对于反响3Br2＋6NaOH=5NaBr＋NaBrO3＋3H2O，以下表达正确的选项是()A.Br2是氧化剂，NaOH是复原剂B.氧化产物与复原产物的物质的量之比为5∶1C.Br2既是氧化剂又是复原剂D.每生成1mol的NaBrO3转移6mol的电子答案C解析反响中元素化合价变化为其他元素化合价不变，所以Br2既是氧化剂又是复原剂，NaOH既不作复原剂也不作氧化剂，A不正确，C正确；氧化产物NaBrO3与复原产物NaBr的物质的量之比为1∶5，B不正确；每生成1molNaBrO3转移5mol电子，D不正确。5.工业上制取ClO2的化学反响：2NaClO3＋SO2＋H2SO4=2ClO2＋2NaHSO4，以下说法正确的选项是()A.SO2在反响中被氧化B.NaClO3在反响中失去电子C.H2SO4在反响中作氧化剂D.1mol氧化剂在反响中得到2mol电子答案A解析反响中元素化合价变化状况：2Naeq\o(Cl,\s\up6(＋5))O3＋eq\o(S,\s\up6(＋4))O2＋H2SO4=2eq\o(C,\s\up6(＋4))lO2＋2NaHeq\o(S,\s\up6(＋6))O4SO2作复原剂，在反响中被氧化，A正确；NaClO3作氧化剂，在反响中得到电子，B错误；H2SO4中元素化合价未发生变化，C错误；1molNaClO3在反响中得到1mol电子，D正确。题组三氧化性、复原性强弱的比拟及应用6.从海水中可以提取溴单质，其主要反响为2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，以下说法正确的选项是()A.溴离子具有氧化性B.氯气是复原剂C.该反响属于复分解反响D.氯气的氧化性比溴单质强答案D解析该反响中Br－为复原剂，具有复原性，A错误；Cl2是氧化剂，具有氧化性，B错误；该反响为置换反响，C错误；氧化性挨次：Cl2(氧化剂)>Br2(氧化产物)，D正确。7.现有以下几个离子反响：①Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6Cl－=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O②2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－③2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋以下有关性质的比拟中正确的选项是()A.氧化性：Cr2Oeq\o\al(2－,7)>Cl2>Fe3＋B.氧化性：Cl2>Br2>Cr2Oeq\o\al(2－,7)C.复原性：SO2<Fe2＋<Br－D.复原性：Cl－>Cr3＋>Fe2＋答案A解析依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，复原剂的复原性大于复原产物的复原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知：氧化性强弱挨次为Cr2Oeq\o\al(2－,7)>Cl2>Br2>Fe3＋>SOeq\o\al(2－,4)；复原性强弱挨次为SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋。8.常温下，在溶液中发生如下反响：①16H＋＋10Z－＋2XOeq\o\al(－,4)=2X2＋＋5Z2＋8H2O②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B－③2B－＋Z2=B2＋2Z－由此推断以下说法错误的选项是()A.反响Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－可以进行B.Z元素在反响③中被复原，在反响①中被氧化C.氧化性由强到弱的挨次是XOeq\o\al(－,4)、Z2、B2、A3＋D.复原性由强到弱的挨次是Z－、B－、A2＋、X2＋答案D解析由题中信息知氧化性的强弱挨次为XOeq\o\al(－,4)＞Z2＞B2＞A3＋，所以A、C正确；在反响①中Z元素被氧化，在反响③中Z元素被复原，所以B项正确；复原性为A2＋＞B－＞Z－＞X2＋，D项错。9.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu的氧化性依次减弱。以下反响在水溶液中不行能发生的是()A.Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋B.10Cl－＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2OC.2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D.5Pb2＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋答案D解析氧化性：PbO2＞KMnO4＞Cl2＞FeCl3＞Cu，所以D项反响不行能发生，由于该反响不符合反响规律：题组四有关氧化复原反响的计算10.以下反响是试验室制取Cl2的反响：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O氧化剂和复原剂物质的量之比是()A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4答案B解析MnO2是氧化剂，HCl是复原剂，4molHCl参与反响一半作复原剂，一半起酸的作用。11.火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反响为2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2以下说法正确的选项是()A.SO2既是氧化产物又是复原产物B.CuFeS2仅作复原剂，硫元素被氧化C.每生成1molCu2S，有2mol硫被氧化D.每转移mol电子，有mol硫被氧化答案A解析用双线桥法表示出该反响的电子转移状况：由化学方程式知在反响中CuFeS2中Cu化合价降低，被复原为Cu2S，CuFeS2中eq\f(1,4)的S化合价上升，被氧化为SO2；O2在反响后化合价降低，被复原为SO2，因此可知SO2既是氧化产物又是复原产物，A项正确；CuFeS2既是氧化剂又是复原剂，B项错误；每生成1molCu2S，有1mol硫被氧化，C项错误；利用反响知，每转移6mole－，有1mol硫被氧化，即每转移mol电子，有mol硫被氧化，D项错误。[力量提升题]12.有反响①2H2O＋Cl2＋SO2=H2SO4＋2HCl，②2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，针对上述两个反响答复：(1)两反响中的氧化剂的氧化性强弱挨次为________，复原剂的复原性强弱挨次为________。(2)反响①中氧化产物和复原产物质量比为________。(3)反响②中氯化氢表现出的性质是________。a.复原性b.酸性c.氧化性答案(1)KMnO4＞Cl2SO2＞HCl(2)98∶73(3)ab解析(1)由同一氧化复原反响中氧化剂的氧化性强于氧化产物，复原剂的复原性强于复原产物，由反响①氧化性：Cl2＞H2SO4，复原性：SO2＞HCl。由反响②氧化性KMnO4＞Cl2，复原性：HCl＞MnCl2。综合比拟可知两反响的氧化剂分别为Cl2、KMnO4，氧化性KMnO4＞Cl2；复原剂分别为SO2、HCl，复原性SO2＞HCl。(2)反响①中氧化产物为H2SO4，复原产物为HCl，由反响方程式中各物质的化学计量数可知其质量比为98∶(×2)＝98∶73。(3)反响②中有一局部HCl被氧化，一局部未参与氧化复原这一过程，即该反响中HCl既表现出复原性，又表现出酸性。13.一反响体系有反响物和生成物共7种物质：O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、H2O、H2O2、K2SO4。该反响中H2O2只发生如下过程：H2O2→O2，试答复以下问题：(1)该反响中的氧化剂是__________________________________________。(2)该反响中，发生复原反响的过程是___________________________________________。(3)该反响中，氧化产物与复原产物的物质的量之比是________。(4)如反响转移了mol电子，那么产生的气体在标准状况下体积为________。答案(1)KMnO4(2)KMnO4→MnSO4(3)5∶2(4)L解析此题考查氧化复原反响中氧化剂的推断、复原反响过程的分析及有关计算。由于H2O2发生的变化为H2O2eq\o(,\s\up6(－1))→eq\o(O2,\s\up6(0))，H2O2为复原剂，氧化产物为O2，那么KMnO4为氧化剂，Keq\o(Mn,\s\up6(＋7))O4→eq\o(Mn,\s\up6(＋2))SO4，发生复原反响，复原产物为MnSO4。每生成1molO2失去2mol电子，每生成1molMnSO4，得到5mol电子，故n(O2)∶n(MnSO4)＝5∶2。假设反响转移mol电子那么生成O2的体积为mol÷2×L·mol－1＝L。14.依据氧化复原反响的规律，答复以下问题：(1)氮元素的最低化合价是－3价，最高化合价是＋5价。①以下物质中的氮元素只具有氧化性的是________。A.NH3B.N2C.NO2D.HNO3②NO2被水汲取发生反响：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反响中氧化剂与复原剂的物质的量之比为______。(2)今有以下三个氧化复原反响：a.2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I2，b.2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，c.2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑①Fe3＋、I2、Cl2、MnOeq\o\al(－,4)的氧化性由强到弱的挨次为______________。②假设某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要将I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，那么可参加的试剂是________。A.Cl2B.KMnO4C.FeCl3D.I2(3)Co2O3在酸性溶液中易被复原成