第7讲氧化还原反应的概念与规律

第7讲氧化还原反应的概念与规律课时要求1.能基于化合价升降趋势分析氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子的转移;2.熟知氧化还原反应的“氧化剂”“还原剂”“氧化产物”“还原产物”等基本概念;3.能从氧化还原角度描述物质性质和转化关系。考点一氧化还原反应的相关概念1.氧化还原反应(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。(2)本质:电子转移(得失或偏移)。2.相关概念及关系概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。小题对点过(1)判断正误①某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。()②有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。()③氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。()(2)分析:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。上述反应中,氧化剂是,还原剂是,氧化产物是,还原产物是,KMnO4发生反应,HCl发生反应,盐酸表现的性质是性和性;生成1molCl2时转移电子数目为,被氧化的HCl的物质的量是mol。

答案(1)①×②√③×(2)KMnO4HClCl2MnCl2还原氧化还原酸2NA23.氧化还原反应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反应产物时电子转移的情况。(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。小题对点过(1)分别用双线桥法、单线桥法标出Cu与稀HNO3反应中的电子转移的方向和数目。

(2)下列化学反应中电子转移的表示方法不正确的是。

A.B.C.+8H2OD.答案(1)(2)ABD4.熟记常见的氧化剂与还原剂(1)常见的氧化剂及还原产物预测氧化剂还原产物KMnO4Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO42-(K2Cr2O7(酸性)Cr3+浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)X-H2O2OH-(碱性);H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO(或ClO-)Cl-、Cl2NaClO3Cl-、Cl2、ClO2PbO2Pb2+(2)常见的还原剂及氧化产物预测还原剂氧化产物S2-(或H2S)S、SO2(或SO32-)、H2C2O4CO2H2O2O2I-(或HI)I2、IOCOCO2金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+Fe2+Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)SO2(或H2SO3、SO3SO(3)如H2O2既可作氧化剂,又可作还原剂。H2O-12小题对点过(1)下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是,常作氧化剂的一组是。

①HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4②Al、CO、O2、H2③Zn、C、H2、CO④KClO3、MnO2、C、Fe(2)下列物质不能作还原剂的是。

①H2S②Fe2+③F2④H2O2答案(1)③①(2)③5.氧化还原反应与基本反应类型之间的关系如下:小题对点过分析下列四个化学反应:A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑B.2HClO2HCl+O2↑C.4NH3+5O24NO+6H2OD.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3其中属于区域“1”的是(填字母,下同),属于区域“2”的是,属于区域“3”的是,属于区域“4”的是。

答案DBCA1.(2024·山东青岛三模)H、C、N、O是自然界和化学研究中最重要的四种元素。下列有关说法错误的是()A.H2、BH4B.C有多种同位素和同素异形体C.浓硝酸可用于苯的硝化反应D.O3参与的反应一定为氧化还原反应答案D解析A.氢气中H元素的化合价为0价,易失电子表现出还原性,BH4-中H元素的化合价为-1价,同样易失电子表现出还原性,故A正确;B.C有多种同位素,如:12C、14C、16C等,C有多种同素异形体,如金刚石、石墨等,故B正确;C.在浓硫酸的作用下,浓硝酸可以与苯发生硝化反应,故C正确;D.臭氧转化为氧气的反应不是氧化还原反应,故2.O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是()A.氧气是氧化产物B.O2F2既是氧化剂又是还原剂C.若生成4.48LHF,则转移0.8mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4答案D解析A项,O元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价,化合价降低,获得电子,氧气是还原产物,错误;B项,在反应中O2F2中的O元素的化合价降低,获得电子,O2F2是氧化剂,而H2S中的S元素的化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,H2S是还原剂,错误;C项,没有说明是标准状况,不能确定HF的物质的量,也不能确定转移电子的物质的量,错误;D项,根据化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4,正确。3.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑。(1)氧化剂为,还原剂为。

(2)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目:,

其中氧化产物与还原产物的质量比为。

(3)若生成标准状况下4.48LH2,则转移电子的物质的量为。

答案(1)H2ONaBH4(2)1∶1(3)0.2mol考点二氧化还原反应规律及应用(一)强弱规律1.氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+、Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。(3)从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。2.物质氧化性、还原性强弱的比较(1)根据化学方程式判断氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。(2)根据相同条件下产物的价态高低判断如:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。小题对点过(1)实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质①制备K2FeO4的反应为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,由此得出氧化性:Cl2(填“>”或“<”)FeO42-②K2FeO4的性质探究:用KOH溶液将紫色K2FeO4固体溶出,得到紫色K2FeO4溶液。取少量该溶液,滴加盐酸,有Cl2产生。该实验表明Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系与(1)相反,原因是(2)Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和Ni均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为。

答案(1)①>②溶液的酸碱性不同(2)CoCl3>Cl2>FeCl3解析(2)由Fe与Cl2反应生成FeCl3可知,氧化性:Cl2>Fe3+;由Co和Cl2反应只生成CoCl2可知,氧化性:Co3+>Cl2。综上分析,FeCl3、CoCl3和Cl2三者氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3。(二)先后规律及应用1.同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。2.常见的强弱顺序还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO32-)<S2-;氧化性:MnO4-(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2小题对点过(1)在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与反应,然后依次与反应。

(2)向含Fe2+、Br-、I-的溶液中通入Cl2,按先后顺序依次写出发生反应的离子方程式:、

、

。

答案(1)Fe3+Cu2+、H+(2)Cl2+2I-===I2+2Cl-Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-Cl2+2Br-===Br2+2Cl-(三)价态规律及应用1.价态归中规律思维模型含不同价态的同种元素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”。例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是注:不会出现⑤中H2S转化为SO2,而H2SO4转化为S的情况。2.歧化反应规律思维模型“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,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。小题对点过(1)浓H2SO4具有强氧化性,能否干燥SO2气体?

(2)对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(3)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生反应:Cl2+KOH――→KX+KY+H2O(未配平),KX在一定条件下能自身发生反应:KX――→KY+KZ(未配平,KY与KZ的物质的量之比为1∶3)。以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件分析在KX中氯元素的化合价。

答案(1)能。(2)1∶5(3)+5解析(3)Cl2+KOH――→KX+KY+H2O是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也能发生歧化反应:KX――→KY+KZ,可断定KY为KCl,化合价高低:Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl的化合价为+a价,KZ中Cl的化合价为+b价,依据化合价升降相等及KX――→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5代入上式讨论,可知a=5时,b=7符合题意,则KX中Cl的化合价为+5。1.将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:SO2+2Fe3++2H2O===SO42-+2Fe2++4H+;Cr2O72-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe下列有关说法不正确的是()A.还原性:SO2>Fe2+>Cr3+B.氧化性:Cr2O72-C.Cr2O72-能将Na2SO3氧化成Na2D.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂答案D解析由第一个反应知,氧化性:Fe3+>SO42-,还原性:SO2>Fe2+;由第二个反应知,氧化性:Cr2O72->Fe3+,还原性:Fe2+>Cr3+;综合两个反应可得氧化性强弱顺序为Cr2O72->Fe3+>SO42-,还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Cr3+。A.由分析知,A不符合题意;B.由分析知,B不符合题意;C.由于氧化性强弱顺序中Cr2O72->SO42-,Cr2O72-能将Na2SO3氧化成Na2SO4,C不符合题意;D.在第一个反应中,Fe2(SO4)3是反应物,其中铁元素化合价降低,Fe2(SO4)3为氧化剂2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述中,正确的是()A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3B.每1molCo2O3在酸性溶液中被还原生成Co2+时转移1mole-C.FeCl3溶液能使淀粉KI试纸变蓝D.I2具有较强的氧化性,可以将Co2+氧化成Co2O3答案C解析A.Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,所以氯气通入FeI2溶液中,先氧化碘离子后氧化亚铁离子,且铁离子可氧化碘离子,所以不可能存在反应3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3,A错误;B.Co2O3在酸性溶液中易得电子而被还原成Co2+,所以每1molCo2O3在酸性溶液中被还原生成Co2+时转移2mole-,B错误;C.氯化铁的氧化性大于碘,所以氯化铁和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,所以氯化铁溶液能使淀粉-KI试纸变蓝,C正确;D.Co2O3的氧化性大于I2,所以Co2O3能氧化碘离子生成碘单质,而碘不能将Co2+氧化成Co2O3,D错误。3.已知有如下三个氧化还原反应:2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I22FeCl2+Cl2===2FeCl32KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O若某溶液中Fe2+和I-共存,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是()A.Cl2 B.KMnO4C.FeCl3 D.HCl答案C解析由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为MnO4->Cl2>Fe3+>I2,因Cl2、KMnO4均能氧化Fe2+,故选项A、B不合题意,HCl不能氧化I-,4.(2024·山东滨州一模)在45~50℃时,臭氧(O3)可以将碘氧化为碘酸碘[I(IO3)3]。反应的化学方程式如下:9O3+2I2===I(IO3)3+9O2。下列说法正确的是()A.O3既不是氧化剂也不是还原剂B.I(IO3)3中碘元素的化合价均为+5C.氧化性:I(IO3)3>I2D.氧化性:I2>I(IO3)3答案C解析从反应的化学方程式知,在反应中氧元素化合价降低,O3为氧化剂,A错误;在I+3(I+5O3)3中碘元素化合价有+3、+5两种价态,B错误;按照价态规律,通常价态高,氧化性强,则氧化性:I(IO3)3>I2,C正确、本讲感悟疑点:

盲点:

1.(2024·山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是()A.竹管、动物尾毫→湖笔B.松木→油烟→徽墨C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸D.端石→端砚答案B解析A.湖笔,以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;B.松木中的C元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为C单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,B符合题意;C.宣纸,以楮树皮为原料,得到纸浆纤维,从而制作宣纸,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;D.端砚以端石为原料经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。2.(2024·浙江卷)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO2CO2+N2,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)()A.生成1molCO2转移电子的数目为2NAB.催化剂降低NO与CO反应的活化能C.NO是氧化剂,CO是还原剂D.N2既是氧化产物又是还原产物答案D解析NO中N的化合价为+2价,降低为0价的N2,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO中C为+2价,化合价升高为+4价的CO2,失去2个电子,作还原剂发生氧化反应;A.根据分析,生成1molCO2转移2NA的电子,A正确;B.催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B正确;C.根据分析,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;D.根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误。3.下列说法错误的是()A.(山东卷改编)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,所以Br-还原性强于Cl-B.(广东卷改编)向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,则氧化性:Cl2>I2C.(2021·上海卷改编)已知反应:I2+2KClO3===2KIO3+Cl2,则氧化性:KIO3>KClO3D.(江苏卷改编)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性答案C解析向NaBr溶液中加入少量氯水和苯,振荡、静置后溶液分层,且上层呈橙红色,说明Cl2置换出了Br2,能说明Br-的还原性强于Cl-,A项正确。Cl2能将I-氧化为I2,淀粉溶液遇I2呈蓝色,B项正确。根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,知氧化性:KClO3>KIO3,C项错误。反应方程式为2Mg+CO22MgO+C,还原剂为Mg,还原产物为C,根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知,Mg的还原性强于C的还原性,D项正确。4.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:下列说法正确的是()A.S2O3B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的n(O2)D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1molAs2S3转移的电子数之比为3∶7答案D解析A.S2O32-的中心S原子形成的4个σ键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A错误;B.As2S3中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物As2O3中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误;C.根据题给信息可知,反应Ⅰ的方程式为2As2S3+6O2+3H2O2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ的方程式为As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的n(O2)n(H2O):Ⅰ>Ⅱ,C错误;D.As2S3中As为+3价,S为-2价,在经过反应Ⅰ后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1molAs2S3失电子3×4mol=12mol;在经过反应Ⅱ后,As变为+5价,S变为+6价,则1molAs2S3失电子2×2mol+3×8mol=28mol,故反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1molAs高考热点总结

基础落实选择题只有1个选项符合题意1.(2024·湖南模拟预测)化学与生产生活密切相关,下列物质应用中涉及氧化还原反应的是()A.利用葡萄糖酸-δ-内酯使豆浆凝固B.使用含氟牙膏预防龋齿C.将植物油氢化以便于运输和储存D.利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈答案C解析A.豆浆的凝固过程属于胶体的聚沉,没有发生氧化还原反应,A项不选;B.含氟牙膏预防龋齿涉及难溶电解质间的转化,不属于氧化还原反应,B项不选;C.植物油氢化即植物油与氢气发生加成反应,属于氧化还原反应,C项选;D.明矾中Al3+水解使溶液呈酸性,可用于清除铜镜表面的铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3],不属于氧化还原反应,D项不选。2.(2022·山东卷)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为()A.金(Au):“虽被火亦未熟”B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”答案C解析A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,说明金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不合题意;B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O===Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水蒸气,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不合题意;C.石硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不合题意。3.(2024·安徽阜阳模拟预测)下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是()A.新制氯水久置后,颜色变浅B.切开的苹果断面变黄C.染色衣服浸泡到含有双氧水的水中,一段时间再清洗褪色D.向黄色的铬酸钾(K2CrO4)溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色答案D解析A.新制氯水中,次氯酸见光易分解2HClO2HCl+O2↑,导致溶液中的可逆反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO正向移动,溶液中Cl2被消耗,颜色变浅,涉及两个氧化还原反应,A不符合题意;B.切开的苹果断面变黄是因为苹果中的二价Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+,B不符合题意;C.双氧水有弱氧化性,可以与有色物质发生氧化还原反应,C不符合题意;D.铬酸钾溶液中存在可逆反应2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,加入硫酸,H+浓度增大,平衡正移4.陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是()选项陈述Ⅰ陈述ⅡA用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板氧化性:Fe3+>Cu2+B用Na2O2作呼吸面具的氧气来源Na2O2能氧化CO2C用Na2S除去废水中的Cu2+和Hg2+Na2S具有还原性D用石灰乳脱除烟气中的SO2SO2具有氧化性答案A解析用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板过程中发生反应:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,氧化剂的氧化性强于氧化产物,即氧化性:Fe3+>Cu2+,A项正确;用Na2O2作呼吸面具的氧气来源时,Na2O2自身发生歧化反应,未氧化CO2,B项错误;用Na2S除去废水中的Cu2+和Hg2+是发生复分解反应的过程,与Na2S的还原性无关,C项错误;用石灰乳脱除烟气中的SO2过程中,先生成CaSO3,后被O2氧化为CaSO4,与SO2的氧化性无关,D项错误。5.为了防止钢铁零件生锈,常采用化学处理使钢铁零件表面生成一层致密保护层。化学处理过程中其中一步的反应为3Fe+NaNO2+5NaOH===3Na2FeO2+H2O+NH3↑。下列叙述不正确的是()A.上述反应涉及的物质中,Fe的还原性最强B.上述反应中,每生成1molNa2FeO2,转移的电子数为2NAC.上述反应中,铁是还原剂,NaNO2和NaOH是氧化剂D.NO2答案C解析A.该步反应中,氮元素化合价由+3价降至-3价,NaNO2是氧化剂;铁元素化合价由0价升至+2价,Fe作还原剂,Fe的还原性最强,A不符合题意;B.铁元素的化合价由0价升高到+2价,故每生成1molNa2FeO2,转移的电子数为2NA,B不符合题意;C.该反应中,Fe作还原剂,NaNO2是氧化剂,NaOH中元素化合价不变,既不是氧化剂也不是还原剂,C符合题意;D.该反应中,NaNO2是氧化剂,Na2FeO2是氧化产物,所以NO2-的氧化性强于Fe6.关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是()A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成12.7gI2时,转移0.1mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1答案D解析反应中K2H3IO6中I元素的化合价降低,发生得电子的还原反应,A错误;KI中的I-由HI变化而来,化合价没有发生变化,KI既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;12.7gI2的物质的量为0.05mol,根据反应方程式,每生成4molI2转移7mol电子,则生成0.05molI2时转移电子的物质的量为0.0875mol,C错误;反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1molK2H3IO6就有7molHI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1,D正确。7.高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:下列叙述不正确的是()A.用K2FeO4作水处理剂时,既能杀菌消毒又能净化水B.反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2D.该条件下,物质的溶解性:Na2FeO4<K2FeO4答案D解析K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可用于净水,故A正确;尾气含有氯气,可与氯化亚铁反应生成氯化铁,可再利用,故B正确;反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1价降低为-1价,Fe元素化合价由+3价升高到+6价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,故C正确;结晶过程中加入饱和KOH溶液,增大了K+浓度,该温度下,高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,有利于K2FeO4晶体的析出,故D错误。8.在氯氧化法处理含CN-的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。(1)某厂废水中含KCN,其浓度为650mg·L-1。现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N均为-3价、O均为-2价)KCN+2KOH+Cl2===KOCN+2KCl+H2O。该反应中,被氧化的元素是,氧化产物是。处理上述废水20.0L,使KCN完全转化为KOCN,至少需氯气g。

(2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请用单线桥法标出电子转移方向和数目:2KOCN+4KOH+3Cl2===2CO2↑+6KCl+2H2O+N2↑。答案(1)CKOCN14.2(2)===2CO2↑+N2↑+6KCl+2H2O解析(1)该反应中,Cl元素化合价由0价变为-1价,C元素化合价由+2价变为+4价,被氧化的元素为C,氧化产物为KOCN;废水中KCN的质量为650mg·L-1×20L=13000mg=13g,根据方程式可知,每有65gKCN反应消耗71g氯气,所以13gKCN完全反应,消耗14.2g氯气;(2)Cl元素化合价由0降低为-1价,N元素的化合价由-3价升高为0,该反应转移6e-,用单线桥法标出电子转移方向和数目为===2CO2↑+N2↑+6KCl+2H2O。能力提升9.(2024·湖南模拟预测)某课外小组为探究金属铜的还原性,进行如下实验:①将金属铜投入用HNO3酸化的pH=1的1.8mol·L-1NaNO3溶液中,现象不明显;②将金属铜投入用盐酸酸化的pH=1的0.6mol·L-1FeCl3溶液中,铜粉溶解,溶液变为蓝绿色;③将金属铜投入用HNO3酸化的pH=1的0.6mol·L-1Fe(NO3)3溶液中,铜粉溶解,溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+],无气泡生成。下列分析正确的是()A.①说明pH=1的HNO3溶液不与铜粉反应B.②证明氧化性Fe3+>Cu2+还原性Cu>FeC.③中Fe(NO)2+的生成速率一定小于NO3D.在①中加入少量绿矾,铜粉可溶解,溶液变为深棕色答案D解析铜与浓硝酸、稀硝酸均可以发生反应,生成硝酸铜,而在酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,据此作答。A.实验①可能因为pH=1的HNO3溶液与铜粉反应慢,现象不明显,A错误;B.②中发生反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,氧化性Fe3+>Cu2+,还原性Cu>Fe2+,B错误;C.③中发生反应a.2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,反应b.3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++NO↑+2H2O、反应c.Fe2++NO===Fe(NO)2+,由题干知③中无气泡产生,则说明反应b的反应速率小于或等于反应c,即Fe(NO)2+的生成速率大于或等于NO3-被还原的速率,C错误;D.在①中加入少量绿矾,根据C项,先发生反应b产生Fe3+,Fe3+再与铜反应,故铜粉可溶解,10.(2024·贵州黔西一模)实验室利用固体PbO2进行如图实验,已知Pb3O4中Pb为+2、+4价。下列说法不正确的是()A.Pb3O4可表示为PbO2·2PbOB.氧化性强弱:PbO2>PbO>Cl2C.受热分解过程中,超过23的PbO2D.此过程中O2物质的量大于Cl2答案B解析A.Pb3O4中Pb为+2、+4价,Pb3O4可表示为PbO2·2PbO,A说法正确;B.“加热”过程中PbO2被还原为Pb3O4和PbO,因此氧化性:PbO2>PbO,步骤Ⅱ中部分HCl被Pb3O4氧化为Cl2,根据化合价变化可知该反应中氧化剂为+4价Pb,即氧化性PbO2>Cl2,无法比较PbO与Cl2的氧化性,B说法错误;C.受热分解过程中,若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,23的PbO2表现氧化性,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO混合物,所以超过23的PbO2表现氧化性,C说法正确;D.若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,根据得失电子守恒,生成1molPb3O4的同时生成1molO2,1molPb3O4与浓盐酸反应生成1molCl2,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO混合物,所以生成O2的物质的量大于Cl2,11.(2023·福建卷)稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下:与水反应与NaOH溶液反应i.2XeF2+2H2O===2Xe↑+O2↑+4HFii.2XeF2+4OH-===2Xe↑+O2↑+4F-+2H2Oiii.XeF6+3H2O===XeO3+6HFiv.2XeF6+4Na++16OH-===Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O下列说法错误的是()A.XeO3具有平面三角形结构B.OH-的还原性比H2O强C.反应i~iv中有3个氧化还原反应D.反应iv每生成1molO2,转移6mol电子答案A解析A.Xe原子以sp3杂化轨道成键,XeO3分子为三角锥形分子,A错误;B.由iii、iv两组实验对比可知,在氢氧化钠溶液中,XeF6可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故可知:OH-的还原性比H2O强,B正确;C.i、ii、iv三组化学反应均为氧化还原反应,C正确;D.分析iv可知,每生成一个O2,整个反应转移6个电子,故每生成1molO2,转移6mol电子,D正确。12.(2024·上海二模)实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应,生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl;用水溶解,滤去残渣;酸化滤液,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀MnO2,浓缩结晶得到KMnO4晶体。请回答:(1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是