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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应当堂达标检测题
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应当堂达标检测题,共14页。试卷主要包含了了解氧化性、还原性强弱的比较;等内容,欢迎下载使用。
第三节 氧化还原反应
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
课程学习目标
1.了解氧化性、还原性强弱的比较;
2.了解氧化还原反应的规律并能利用其解决问题。
3.掌握氧化还原反应方程式的配平方法;
4.能够根据给出信息,正确书写氧化还原反应方程式。
学科核心素养
1.通过对“氧化还原反应”的学习,培养宏观辨识和微观探析的意识。
2.通过对“氧化还原反应特征”的学习,培养变化观念和平衡思想。
3.通过对“电子转移表示”的学习,培养模型认知的能力。
【新知学习】
一.对氧化性、还原性强弱的认识
1.氧化性指物质 得电子 的性质(或能力);
还原性指物质 失电子 的性质(或能力)。
2.虽然:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但是还原性:Na > Al
原因:根据金属活动性顺序,Na比Al活泼,因为Na更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
氧化性、还原性的强弱取决于 物质得、失电子的难易程度 ,与 得、失电子数目的多少 无关。
3.从元素的价态考虑:
(1)最高价态——只有 氧化性 如H2SO4中的S、KMnO4中的Mn等;
(2)最低价态——只有 还原性 ,如金属单质、Cl-、S2-等;
(3)中间价态——既有 氧化性 ,又有 还原性 ,如Fe2+、S、Cl2等。
二.氧化性、还原性强弱的比较方法
1.依据氧化还原反应原理判断
(1)氧化性强弱: 氧化剂>氧化产物
(2)还原性强弱: 还原剂>还原产物
【例题1】 反应① H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4
反应② 2FeCl3+2HI===2FeCl2+I2+2HCl
请判断:H2SO3、I-、Fe2+三者还原性的强弱;Fe3+、I2、H2SO4三者氧化性的强弱。
【答案】还原性:H2SO3>I->Fe2+;氧化性:Fe3+>I2>H2SO4。
【解析】根据氧化还原反应原理判断
则: 还原剂的还原性 氧化剂的氧化性
由反应①可知 H2SO3>I- I2>H2SO4
由反应②可知 I->Fe2+ Fe3+>I2
2.依据元素活动性顺序判断
(1)金属越活泼,其单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱。
(2)非金属越活泼,其单质氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱。
F2、 Cl2、Br2、I2、S
F-、Cl-、Br-、I-、S2-
由左至右,非金属单质的氧化性逐渐 减弱 ;
F-、Cl-、Br-、I-、S2-,由左至右,阴离子的还原性逐渐 增强 。
3.依据产物中元素价态的高低判断
(1)相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性 强 。例如:
(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性 强 。例如:
4.依据影响因素判断
(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(还原)性越强。
如氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
三.氧化还原反应的规律
1.价态规律
(1)价态归中规律
含同种元素但价态不同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”。称为价态归中反应。
例如:不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是下图中的①②③④。
【注意】 不会出现⑤中H2S转化为SO2,而H2SO4转化为S的情况,出现了交叉。
【例题2】 请标注出下列反应中元素的化合价,用双线桥分析氧化还原反应。
失去2e-,
化合价升高,被氧化
H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑+ 2H2O
【答案】H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑+ 2H2O -2 0 +4 +6
得到2e-,
化合价降低,被还原
-2 +6 0 +4 “两相靠,不相交”
(2)歧化反应规律
物质所含元素能生成多种价态的产物时,发生的氧化还原反应称为歧化反应。
“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。
【例题3】请标注出下列反应中元素的化合价,用双线桥分析氧化还原反应。
得到e-,
化合价降低,被还原
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
【答案】
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O -1 0 +1
失去e-,
化合价升高,被氧化
0 -1 +1 “从中间,向两端”
2.强弱规律
根据氧化还原反应反应原理:
(1)氧化性强弱: 氧化剂>氧化产物
(2)还原性强弱: 还原剂>还原产物
依据物质氧化性或还原性的强弱,也能判断一个氧化还原反应是否符合反应原理,能否自发进行。
【例题4】(2021·汕头市第一中学高一期末)在常温下,发生下列几种反应:
①16H++10Z−+2XO=2X2++5Z2↑+8H2O
②2A2++B2=2A3++2B−
③2B−+Z2=B2+2Z−
下列结论判断错误的是
A.溶液中可发生:Z2+2A2+=2A3++2Z−
B.氧化性强弱的顺序为:XO>Z2>B2>A3+
C.酸性条件下XO不能将B−氧化为B2
D.X2+是XO的还原产物
【答案】C
【分析】
①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2↑+8H2O中,Z元素的化合价升高,X元素的化合价降低;②2A2++B2=2A3++2B-中,A元素的化合价升高,B元素的化合价降低;③2B-+Z2=B2+2Z-中,Z元素的化合价降低,B元素的化合价升高,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,则氧化性关系为:XO>Z2>B2>A3+,则还原性为A2+>B->Z->X2+,据此分析。
【详解】
A.已知氧化性:Z2>A3+,则溶液中可发生:Z2+2A2+=2A3++2Z-,故A正确;
B.由分析可知,氧化性关系为:XO>Z2>B2>A3+,故B正确;
C.氧化性关系为:XO>B2,酸性条件下XO能将B-氧化为B2,故C错误;
D.16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2↑+8H2O中,X元素的化合价降低,被还原,则X2+是还原产物,故D正确;
故选C。
3.先后规律
同一体系中,当有多个氧化还原反应发生时,强者优先,总是氧化性强(还原性强)的物质优先反应。
例如:(1)向含相同物质的量浓度的S2-、I-、Br-溶液中,缓慢通入氯气,
还原性强的离子优先发生反应,先后顺序为 S2-、I-、Br- ;
(2)向含等物质的量浓度的Fe3+、Cu2+、H+、Ag+溶液中,缓慢加入足量的铁粉,
氧化性强的离子优先发生反应,先后顺序为 Ag+、Fe3+、Cu2+、H+ 。
4.守恒规律
特征:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值 相等 。
本质:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数 等于 还原剂失电子总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平;有关得失电子数目的计算。
【例题5】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.2 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【解析】本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关计算。
得关系式:1×eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(6-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,x)))))×x=16×2,解得x=5。
【总结】守恒法解题思路
(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。
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)
(4)如果反应涉及多步时,要理清反应过程,抓住整个过程中最终得失电子的物质,利用得失电子守恒解题,会更快捷。
【知识进阶】
一.氧化还原反应方程式的配平方法
1.基本原则
(1)得失电子守恒
特征:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值 相等 。
本质:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数 等于 还原剂失电子总数。
(2)质量守恒
反应前后原子的 种类 和 数目 不变。
(3)电荷守恒
对于离子反应,方程式两端阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.一般步骤
(1)标变价,标明反应前后变价元素的化合价;
(2)列得失,列出化合价的变化值;
(3)求总数,求最小公倍数使化合价升降总数相等;
(4)配系数,确定氧化剂、还原剂或氧化产物、还原产物的化学计量系数,观察法配平其它物质系数;
(5)查守恒,检查质量、电荷、得失电子是否守恒。
【例题1】配平下列化学方程式:
H2S+HNO3―→S↓+NO↑+H2O
【解析】第一步:标变价。
H2eq \(S,\s\up6(-2))+Heq \(N,\s\up6(+5))O3―→eq \(S,\s\up6(0))↓+eq \(N,\s\up6(+2))O↑+H2O
第二步:列得失。
第三步:求总数。
从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。
故H2S的化学计量数为3,HNO3的化学计量数为2。
第四步:配系数。
先配平变价元素,再利用原子守恒配平其他元素。
3H2S+2HNO3===3S↓+2NO↑+4H2O
第五步:查守恒。
检查质量、得失电子是否守恒,若为离子反应,还应检查电荷是否守恒。
二.常见氧化还原反应方程式配平的类型
1.正向配平类
氧化剂和还原剂是不同的物质,从方程式左端,确定氧化剂、还原剂的系数。
【例题2】____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O
【答案】5 1 3 3 3 3
2.逆向配平类
氧化产物和还原产物是不同的物质,可从方程式右端,确定氧化产物、还原产物的系数。
【例题3】____S+____NaOH===____Na2S+____Na2SO3+____H2O
【答案】3 6 2 1 3
【解析】S既是氧化剂又是还原剂,化合价有升高到+4,也有降低到-2,因此从方程式左端产物开始分析,为了保证得失电子守恒,Na2S和Na2SO3化学计量系数之比是2:1,确定S的系数是3,再根据观察法配平其它物质的系数。
3.缺项配平类
给出的方程式,缺少一种或几种反应物(生成物),一般是H+或OH-或H2O,需要溶液环境判断。
【例题4】将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入到MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:
eq \x( )NaBiO3+eq \x( )Mn2++eq \x( )____―→eq \x( )Na++eq \x( )Bi3++eq \x( )MnOeq \\al(-,4)+eq \x( )____。
【答案】 5 2 14H+ 5 5 2 7H2O
【解析】
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①先根据得失电子守恒,确定NaBiO3和Mn2+的系数为5、2;Bi3+和MnOeq \\al(-,4)的系数为5、2;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②原子守恒,确定Na+的系数为5、5、2;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③补项,根据酸性环境,以及方程式右端少氧,确定方程式左端是H+,右端是H2O,原子守恒配平系数。
4.整体配平类
一种物质中有两种或以上元素化合价发生变化。
【例题5】____FeS2+____O2eq \(=====,\s\up7(高温))____Fe2O3+____SO2
【答案】4 11 2 8
+2-1 0 +3-2 +4-2
【解析】
↑1↑5×2 ↓2×2
____FeS2+____O2eq \(=====,\s\up7(高温))____Fe2O3+____SO2
总共升高11
【总结】
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化),一般从右边生成物着手配平。
(3)缺项配平:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若左边反应物缺正电荷,一般加H+,右边生成物加水;若左边反应物缺负电荷,一般加OH-,右边生成物加水。然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(5)整体配平:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
三.信息型氧化还原反应方程式的书写
1.根据信息,判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;
2.写方程,按照氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物的形式写出方程式,
利用电子得失守恒配平它们的系数;
3.补缺项,根据原子守恒、电荷守恒和溶液酸碱性,补充H+或OH-或H2O;
4.配平并检查,根据原子守恒、电荷守恒原则检查方程式。
【例题6】KMnO4与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应,生成Mn2+和CO2,写出并配平该反应的离子方程式。
第一步:根据化合价变化判断, KMnO4是氧化剂,Mn2+是还原产物;
Na2C2O4(碳元素化合价为+3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
第二步:按“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”把离子方程式初步写成
MnOeq \\al(-,4)+C2Oeq \\al(2-,4)―→Mn2++CO2↑ 根据化合价升降守恒确定:
2MnOeq \\al(-,4)+5C2Oeq \\al(2-,4)―→2Mn2++10CO2↑。
第三步:反应在硫酸中进行,故在左边补充H+,右边补充H2O,即
2MnOeq \\al(-,4)+5C2Oeq \\al(2-,4)+eq \x( )H+―→2Mn2++10CO2↑+eq \x( )H2O。
第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平并检查,即
2MnOeq \\al(-,4)+5C2Oeq \\al(2-,4)+16H+eq \(=====,\s\up7(△))2Mn2++10CO2↑+8H2O。
【效果检测】
1.(2021·上海市市北中学高一期中)下列微粒中,既有氧化性又有还原性的是
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】处于最高价态的微粒只有氧化性,处于最低价态的微粒只有还原性,处于中间价态的微粒既有氧化性又有还原性。
A.处于中间价态,既能被氧化成,又能被还原成Fe,既有氧化性又有还原性,故A符合题意;
B.处于最高价态,只有氧化性,故B不符合题意;
C.处于最低价态,只有还原性,故C不符合题意;
D. 处于最低价态,只有还原性,故D不符合题意;
答案选A。
2.(2022·上海·闵行中学高一期中)下列物质在氧化还原反应中,氮元素只表现还原性的是
A.N2B.NH3C.NOD.NO2
【答案】B
【解析】A.N2处于中间价态,可以降低变为−3价,可以升高变为+2价,既可表现氧化性,也可表现还原性,故A不符合题意;
B.NH3中N处于最低价,只能升高,只能表现还原性,故B符合题意;
C.NO中N处于中间价态,可以升高为+4价,可以降低变为0价,既可表现氧化性,也可表现还原性,故C不符合题意;
D.NO2中N处于中间价态,可以升高为+5价,可以降低变为+2价,既可表现氧化性,也可表现还原性,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
3.(2022·山西吕梁·高一阶段练习)硝酸铵在不同条件下分解可以得到不同的产物,下列各组物质中肯定不可能是硝酸铵分解产物的是
A.、B.、、
C.、、D.、
【答案】D
【解析】硝酸铵(NH4NO3)中的两个氮原子的化合价分别为-3和+5。
A.硝酸铵分解为N2O和H2O,-3价氮化合价升高到+1价,+5价氮化合价也降低到+1价,发生了归中反应,合理,故A不选;
B.硝酸铵分解为N2、O2、H2O,硝酸铵中-3价氮化合价升高到0价,+5价氮的化合价降低到0价,发生了氧化还原反应,故B不选;
C.硝酸铵分解为N2、HNO3、H2O,硝酸铵中的-3价氮和+5价氮发生了归中反应,生成了氮气,合理,故C不选;
D.硝酸铵分解为、,只有化合价的升高,没有化合价的降低,不合理,故D选;
答案选D。
4.(2022·上海·华东师范大学张江实验中学高一期中)下列气体中既有氧化性又有还原性的是
A.O2B.SO2C.CO2D.SO3
【答案】B
【解析】A.O元素化合价通常由0、-1、-2价,因此处于0价的单质O2只有氧化性,没有还原性,A不符合题意;
B.S元素化合价通常为-2、0、+4、+6价,因此在SO2中表现+4价是S既有氧化性又有还原性,B符合题意;
C.C元素化合价通常为0、+2、+4价,因此中CO2中表现+4价是C只有有氧化性没有还原性,C不符合题意;
D.S元素化合价通常为-2、0、+4、+6价,因此在SO3中表现+6价是S只有氧化性,没有还原性,D不符合题意;
故合理选项是B。
5.(2022·全国·高一)已知还原性Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,判断下列反应不能发生的是
A.2Fe3++SO2+2H2O=SO+4H++2Fe2+B.H2O2+2H++SO=SO2+O2+2H2O
C.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HID.2Fe3++2I-=2Fe2++I2
【答案】B
【解析】A.由2Fe3++SO2+2H2O=+4H++2Fe2+可判断还原性Fe2+<SO2,与题给还原性Fe2+<SO2一致,遵循“强制弱”的规律,该反应能发生,A不合题意;
B.由H2O2+2H++=SO2+O2+2H2O可判断还原性H2O2>SO2,与题给还原性H2O2<SO2矛盾,该反应不能发生,B符合题意;
C.由I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI可判断还原性I-<SO2,与题给还原性I-<SO2一致,遵循“强制弱”的规律,该反应能发生,C不合题意;
D.由2Fe3++2I-=2Fe2++I2可判断还原性Fe2+<I-,与题给还原性Fe2+<I-一致,遵循“强制弱”的规律,该反应能发生,D不合题意;
故答案为:B。
6.(2022·上海市敬业中学高一期末)根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是
H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.HI>FeCl2>H2SO3>NOB.FeCl2>HI>H2SO3>NO
C.NO>FeCl2>H2SO3>HID.H2SO3>HI>FeCl2>NO
【答案】D
【解析】氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物。
在反应H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4中,I元素的化合价降低,S元素的化合价升高,则H2SO3是还原剂,HI是还原产物,还原性:H2SO3>HI;
在反应2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2中,Fe元素的化合价降低,I元素的化合价升高,HI是还原剂,FeCl2是还原产物,则还原性:HI>FeCl2;
在反应3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3中,N元素的化合价降低,Fe元素的化合价升高,则FeCl2是还原剂,NO是还原产物,还原性:FeCl2>NO。
所以物质的还原性由强到弱的顺序是:H2SO3>HI>FeCl2>NO,故选D;
答案选D。
7.(2022·全国·高一)已知Na2SO3溶液能够将XO还原,本身被氧化成Na2SO4。又知反应消耗的SO与XO个数之比为3∶2,则元素X在还原产物中的化合价是
A.+1B.+2C.+3D.+4
【答案】D
【解析】假设元素X在还原产物中的化合价是为n,则根据关系式:~~(7-n)e-,~~2e-,得到的电子数为:N(e-)得=2×(7-n),失去的电子数为:N(e-)失=3×2,根据氧化还原反应得失电子数相等可得:2×(7-n)=3×2,解得:n=4,故答案选D。
8.(2022·广东实验中学高一期中)下列各实验的现象及结论都正确的是
【答案】B
【解析】A.二氧化硫与BaCl2溶液不反应,故A错误;
B.铜与稀硫酸不反应,加入硝酸钾后,铜与硝酸反应转化为铜离子,溶液变蓝,故B正确;
C.氯化铁溶液中通入硫化氢,反应生成氯化亚铁、硫和水,只有一种沉淀,铁离子氧化性大于硫,故C错误;
D.I-还原性强于Fe2+,I-优先与Cl2反应生成I2,少量l2可能会使溶液显黄色,故D错误;
故选B。
9.(2022·北京市第一六六中学高一期中)阅读下列材料后,回答相应问题:铁在人体中不是以单质金属的形式存在的,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含二价铁离子的二价铁盐,如硫酸亚铁()。
(1)人体中经常进行转化,A反应中Fe2+发生_______反应。
(2)服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收。这说明维生素C具有_______性。
(3)很多物质都能氧化二价铁离子,试写出与反应的离子方程式_______。
(4)双氧水是一种绿色氧化剂,请完成下面的化学方程式:_______。
【答案】(1)氧化
(2)还原
(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(4)2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
【解析】(1)人体中经常进行转化,A反应中Fe2+转化为Fe3+,化合价升高,发生氧化反应,故答案为:氧化;(2)
服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收,说明Fe3+被还原,维生素C被氧化,即维生素C为还原剂,故这说明维生素C具有还原性,故答案为:还原;
(3)很多物质都能氧化二价铁离子, Cl2与FeCl2反应的化学方程式为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3,则其离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(4)双氧水是一种绿色氧化剂,即H2O2中的O的化合价降低到-2价,根据氧化还原反应中化合价有升必有降的原理可知,Fe2+的化合价必然升高到+3价,根据氧化还原反应配平可得:2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O,故答案为:2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O。
10.(2021·重庆市杨家坪中学高一阶段练习)回答下列问题:
(1)实验室制备氧气可以用加热高锰酸钾的方法实现,其发生的反应为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,其中被氧化的元素是___________(填元素符号),还原产物是___________(填化学式)。
(2)反应方程式:K2Cr2O7+14HCl2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O中还原剂是___________,氧化产物是___________。
(3)下面三个方法都可以用来制氯气:
①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
②KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O
③KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
1、反应②的离子方程式为___________。
II、反应①中,氧化产物与还原产物的质量比为___________。
III、已知反应④:4HCl+O22Cl2+2H2O(g),该反应也能制得氯气。提示:反应条件越简单反应越容易发生,说明性质越强烈。则MnO2、O2、KMnO4三种物质氧化性由强到弱的顺序为___________。
IV、配平③______KMnO4+_____HCl(浓)=_____KCl+____MnCl2+_____Cl2↑+____H2O,___________
【答案】(1) O K2MnO4、MnO2
(2) HCl Cl2
(3) ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O 71:126 KMnO4>MnO2>O2 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
【解析】(1)反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,KMnO4中氧元素的化合价升高,生成O2,KMnO4中锰元素的化合价降低,生成K2MnO4和MnO2,故被氧化的元素是O,还原产物是K2MnO4、MnO2,故答案为:O;K2MnO4、MnO2;
(2)K2Cr2O7+14HCl2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,HCl中氯元素化合价从-1价升高到0价,故还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,故答案为:HCl;Cl2;
(3)I:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O反应中,KClO3、HCl和KCl均是易溶性的强电解质,拆分为离子,其它写成分子,改写为离子方程式为ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O,故答案为:ClO+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O;
Ⅱ:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O反应中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,氧化产物与还原产物的物质的量比为1:1,所以氧化产物与还原产物的质量比为71:126,故答案为:71:126;
Ⅲ:根据反应①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O、③KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)、④4HCl+O22Cl2+2H2O(g)可知,③不需要条件,①的反应条件是加热,④的反应条件是加热和催化剂,反应条件越少的氧化还原反应越容易发生,越容易发生的氧化还原反应氧化剂的氧化性越强,所以氧化性强弱为KMnO4>MnO2>O2,故答案为:氧化剂;KMnO4>MnO2>O2。
Ⅳ:反应中Mn元素化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子,氯元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,依据电子得失守恒和原子守恒可知配平后的方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
11.(2022·上海市川沙中学高一期中)填空。
(1)向盛有KI溶液的试管中加入少量氯水后再滴加CCl4,振荡,CCl4层呈_______色;CCl4层在试管中位于_______(填“上”、“下”)层,分离CCl4层和水层的操作名称是_______,需要使用玻璃仪器是_______。
(2)向上述试管中继续滴加氯水,振荡,CCl4层逐渐变浅,最后变成无色。这是因为Cl2将I2继续氧化为HIO3,完成该反应的化学方程式,并标出电子的转移方向和数目:_______。
5Cl2+I2+6H2O→2HIO3+_______
(3)将(1)中的KI换成KBr,则CCl4层呈_______色,此过程中被氧化的元素是_______,该反应的离子方程式为_______。继续滴加氯水,CCl4层颜色没有变化。这是因为Cl2不能将Br2继续氧化为HBrO3,由此推断Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是_______。
【答案】(1) 紫(红)色 下 分液 分液漏斗
(2)
(3) 橙红 Br Cl2+2Br−=Br2+2Cl− HBrO3>Cl2>HIO3
【解析】(1)氯气具有强氧化性,向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,Cl2将I-氧化为I2,I2为紫黑色固体,振荡后I2进入CCl4层,CCl4层变成紫(红)色;CCl4的密度大于水,因此CCl4层在下层;CCl4层和水层为不相溶的液体,可用分液的方法分离;分液时需使用分液漏斗;
(2)继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色,说明I2被进一步氧化,生成HIO3,同时氯气被还原为HCl,反应物为氯气和碘、水,生成物是碘酸和氯化氢,一个氯气分子参加反应得2个电子,一个碘分子参加反应失去10个电子,该反应中得失电子的最小公倍数是10,所以方程式为;
(3)氯气的氧化性大于溴,所以氯气能氧化溴离子生成溴单质,发生的离子反应方程式为Cl2+2Br−=Br2+2Cl−,溴水呈橙色、溴的四氯化碳呈橙红色,Br元素被氧化,继续向溴水中滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化,说明氯气的氧化性小于溴酸,氯气能和碘反应生成碘酸,所以氯气的氧化性大于碘酸,所以Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序HBrO3>Cl2>HIO3。
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
序号
实验操作
实验现象
实验结论
A
把通入溶液中,然后滴加氯水
先有白色沉淀产生,滴加氯水后沉淀不溶解
先生成沉淀后被氧化为
B
铜粉加入稀硫酸中,加热;再加入少量硝酸钾固体
加热时无明显现象,加入硝酸钾后溶液变蓝
酸性溶液中硝酸根离子可氧化Cu
C
向溶液中通入足量的
生成两种沉淀
的氧化性强于S
D
向溶液中通入少量
溶液变黄
则的氧化性强于
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