第05讲-氧化还原反应(解析版)

第05讲氧化还原反应知识梳理知识梳理一、多角度认识氧化还原反应1．从得失氧的角度认识氧化还原反应对于反应2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑：（1）氧化铜失去氧，发生，被碳还原。（2）碳得到氧，发生反应，被氧化。（3）结论：一种物质得到发生氧化反应，同时另一种物质失去发生反应的反应叫反应。2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应（1）对于有氧元素参加的反应CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O：①铜元素化合价，发生还原反应。②氢元素化合价，发生氧化反应。（2）对于无氧元素参加的反应Fe＋CuSO4eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋FeSO4：①铜元素化合价，发生反应。②铁元素化合价，发生反应。（3）结论：凡是有元素化合价的反应，都是氧化还原反应。3．从电子转移的角度认识氧化还原反应（1）反应：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl①氯元素化合价，是因为氯原子得到，Cl2发生还原反应，被还原。②钠元素化合价，是因为钠原子电子，Na发生氧化反应，被氧化。（2）反应：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl①氯元素化合价降低，是因为共用电子对偏向，Cl2发生还原反应，被还原。②氢元素化合价升高，是因为共用电子对氢原子，H2发生氧化反应，被氧化。结论：有(电子得失或共用电子对偏移)的反应是氧化还原反应。氧化还原反应的本质是电子转移。二、氧化还原反应中电子转移的表示方法1．双线桥法表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时的情况。例Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3H2O（1）基本步骤（2）注意事项①箭头、箭尾必须对应化合价变化的的原子；②必须注明“”或“失去”；③电子转移数用形式表示，a表示发生氧化反应或还原反应的，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a＝1或b＝1时，要；④被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。2．单线桥法：表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。例Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑（1）基本步骤（2）注意事项①标明“得到”或“失去”，只标明电子转移；②要用箭头标明电子转移的；③箭头由反应物中电子元素原子指向电子元素原子。【参考答案】还原反应氧化氧化铜氧氧还原氧化还原降低升高降低还原升高氧化升降降低电子升高失去氯原子偏离电子转移电子转移同种元素得到a×be－原子个数省略不需要数目方向失得典例分析典例分析【典例1】钛(Ti)被称为铁、铝之后的第三金属，以下是由TiO2制Ti的主要反应：①TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO

②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti下列说法正确的是（）A．反应①是置换反应 B．反应②是复分解反应C．反应①中TiO2被氧化 D．反应②中金属镁被氧化【答案】D【解析】A．反应①中没有单质生成，不是置换反应，故A错误；B．反应②是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故B错误；

C．反应①，TiO2中Ti、O元素化合价都不变，TiO2既没有被氧化又没有被还原，故C错误；D．反应②中镁元素化合价升高，金属镁被氧化，故D正确；选D。【典例2】2022年我国空间站的建设举世瞩目，神州十四飞船整装待发。飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是：反应①：2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO反应②：在氩气环境中，2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2下列有关说法不正确的是（）A．反应①中Cl2是氧化剂，C、FeTiO3是还原剂B．反应①中每生成标准状况下6.72LCO气体，转移0.7NA个电子C．反应②中Mg被氧化，TiCl4被还原D．反应①、②中钛元素的化合价都发生了变化【答案】D【解析】A.FeTiO3中Fe显+2价，O显-2价，化合价的代数和为0，则Ti的价态为+4价，根据反应①，Cl2中Cl的化合价降低，Cl2为氧化剂，C的价态升高，C作还原剂，铁元素的价态升高，FeTiO3作还原剂，其余元素的化合价没发生变化，故A说法正确；B.根据A选项分析，生成6molCO，转移电子物质的量为14mol，即每生成标准状况下6.72LCO气体，转移电子物质的量为=0.7mol，故B说法正确；C.反应②中Mg的化合价由0价升高为+2价，Mg为还原剂，TiCl4中Ti的化合价由+4价降低为0价，TiCl4为氧化剂，故C说法正确；D.根据上述分析，反应①中Ti的价态没有发生变化，反应②中Ti的价态发生变化，故D说法错误；答案为D。同步训练同步训练一、单选题1．成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝，许多成语中蕴含着丰富的化学原理，下列成语中涉及氧化还原反应的是（）A．聚沙成塔 B．刀耕火种C．滴水成冰 D．水乳交融【答案】B【解析】A．聚沙成塔是将沙子聚集在一起，没有新物质生成，属于物理变化，A不符合题意；B．刀耕火种，包含着物质的燃烧，涉及氧还原反应，B符合题意；C．滴水成冰是物质状态的改变，没有新物质生成，属于物理变化，C不符合题意；D．水乳交融，意思是像水和乳汁那样融合在一起，没有新物质生成，属于物理变化，D不符合题意；答案选B。2．在黑火药的反应2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中，被还原的元素是（）①硫

②碳

③氮

④氧A．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】C【解析】氧化剂具有氧化性，元素化合价降低，被还原，发生还原反应，反应2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑中，氮元素化合价由+5价降低到0价，硫元素化合价由0价降低到-2价，碳元素化合价由0价升高到+4价，氧元素化合价不变，为-2价，因此被还原的元素为氮元素和硫元素，即①③，答案选C。3．下列变化需要加入还原剂才能实现的是（）A．KClO3→O2 B．Cl2→HCl C．Fe→Fe3+ D．C→CO2【答案】B【解析】A．氧元素化合价升高，加氧化剂实现，A错误；B．氯元素化合价降低，加还原剂实现，B正确；C．铁元素化合价升高，加氧化剂实现，C错误；D．碳元素化合价升高，加氧化剂实现，D错误；故选B。4．在反应中，氧化产物是（）A． B． C．CO D．和CO【答案】C【解析】反应中，C元素化合价升高发生氧化反应，氧化产物是CO，故选C。5．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。该反应利用了铜的（）A．氧化性 B．还原性 C．稳定性 D．导电性【答案】B【解析】由反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2可知Cu的价态升高，被氧化，Cu作还原剂，故该反应利用了铜的还原性，B正确；答案选B。6．下列反应中属于氧化还原反应的是（）A．2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ B．Na2O+H2O=2NaOHC．2KI+Br2=2KBr+I2 D．MgO+2HCl=MgCl2+H2O【答案】C【解析】A、B、D中元素化合价没有变化，是非氧化还原反应，C中I化合价升高，Br化合价降低，是氧化还原反应，故C符合题意。综上所述，答案为C。7．《本草纲目》中记载“火药乃焰消()、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧镜机诸药者”，黑火药爆炸时反应的化学方程式为。有关说法正确的是（）A．黑火药属于纯净物B．该反应中是还原产物C．该反应中的氧化剂为和SD．硫磺在黑火药爆炸的反应中是还原剂【答案】C【解析】A．黑火药由硝酸钾、硫磺、木炭组成，属于混合物，故A错误；B．中，S、N元素的化合价降低，C元素化合价升高，则S和KNO3为氧化剂，C为还原剂，是氧化产物，故B错误；C．根据选项B分析可知该反应中的氧化剂为和S，故C正确；D．硫磺在黑火药爆炸的反应中是氧化剂，故D错误；故选C。8．反应4Na+TiCl4Ti+4NaCl可用于制备金属钛(Ti)。下列关于该反应的说法正确的是（）A．Na是氧化剂 B．TiCl4被氧化 C．Na失去电子 D．NaCl是还原产物【答案】C【解析】A．该反应中Na的化合价升高，为还原剂，A错误；B．TiCl4中钛元素化合价降低，被还原，B错误；C．该反应中Na的化合价升高，失去电子，C正确；D．Na的化合价升高，为还原剂，生成的氯化钠为氧化产物，D错误；故选C。9．某实验小组设计以氮气为主要原料制备硝酸的转化过程如图所示，其中氮元素既被氧化又被还原的一步是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】D【解析】A．①中N2→NH3，N元素化合价降低，发生还原反应，A项不选；B．②中NH3→NO，N元素化合价升高，发生氧化反应，B项不选；C．③中，N2→NO，N元素化合价升高，发生氧化反应，C项不选；D．④中，NO2和H2O反应生成HNO3和NO，N元素化合价既升高又降低，既被氧化又被还原，D项选；答案选D。10．一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如下：下列有关说法不正确的是（）A．“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污和锌B．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2OC．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+D．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应【答案】C【解析】A．锌和氢氧化钠反应，因此“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污和锌，故A正确；B．“氧化”时次氯酸钠和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，因此发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2O，故B正确；C．“氧化”后是次氯酸钠和亚铁离子反应，因此溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+，还有Na+，故C错误；D．加热沉铁即把氢氧化亚铁、氢氧化铁加热分解生成Fe3O4胶体，因此用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应，故D正确。综上所述，答案为C。二、综合题11．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂，它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2，ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备与性质。Ⅰ．制备亚氯酸钠关闭止水夹②，打开止水夹①，从进气口通入足量ClO2，充分反应。（1）仪器b的名称为___________，作用是___________。（2）装置A中生成NaClO2的离子方程式为：___________。（3）若从装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体，则主要操作有减压蒸发浓缩、___________、过滤、___________干燥等。Ⅱ．探究亚氯酸钠的性质停止通ClO2气体，再通入空气一段时间后，关闭止水夹①，打开止水夹②，向A中滴入稀硫酸。（4）B中现象为___________。（5）实验完成后，再次打开止水夹①，从进气口又通入一段时间的空气目的是：___________。【答案】（1）

球形干燥管

防止倒吸（2）2ClO2＋2OH-＋H2O2=2ClO＋2H2O＋O2↑（3）

降温结晶(或冷却结晶)

洗涤（4）溶液变蓝色（5）使装置中滞留的有毒气体全部被排到NaOH溶液中吸收，防止污染空气【分析】（1）仪器b的名称为球形干燥管，有缓冲作用，起到防止倒吸的作用。（2）装置A中二氧化氯、氢氧化钠、过氧化氢发生氧化还原反应生成亚氯酸钠、水和氧气，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，其反应的离子方程式为：2ClO2＋2OH-＋H2O2=2ClO＋2H2O＋O2↑。（3）从溶液中获取晶体，主要操作有蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等，所以要从反应后的溶液中获得NaClO2晶体，则主要操作有减压蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等。（4）通入的空气将二氧化氯气体吹入B装置中，该气体性质和氯气相似，所以能将碘离子氧化为碘单质，淀粉遇碘变蓝，所以B中现象为溶液变蓝色。（5）实验完成后，再次打开止水夹①，从进气口又通入一段时间的空气，可使装置中滞留的有毒气体全部被排到NaOH溶液中吸收，防止污染空气。12．高效灭菌消毒剂气态时不稳定，受热或光照易分解，浓度过高时甚至会发生爆炸。工业上通常先制成稳定性溶液贮存，再经酸活化处理后使用。以氯酸盐、过氧化氢和碳酸盐为主要原料制备稳定性溶液的流程如下：（1）反应器中发生的主要反应为。①该反应中是___________(填“氧化剂”、“还原剂”或“氧化剂和还原剂”)。②制备时向反应器中通入空气的作用是___________。（2）反应器中的反应温度控制在左右为宜。①工业上采用的加热方式为___________。②当温度超过，的收率()随温度升高而减小，其原因可能是___________。（3）吸收瓶中发生反应，获得稳定性溶液。当有参加