鲁科版高考化学一轮复习第2章第8讲氧化还原反应的概念和规律教学课时学案

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氧化还原反应的概念及其相互联系
1．氧化还原反应的本质和特征
2．氧化剂与还原剂

3．对立统一的氧化还原反应基本概念及关系
4．常见氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物等。如：
(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：
5．电子转移的两种表示方法
(1)双线桥法：标变价―→画箭头―→标得失―→定数目。
示例：C与浓硫酸反应：
(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得到”“失去”字样。
示例：Cu与浓硝酸反应：
①氧化还原反应中，可能一种物质或一种元素既被氧化(还原剂)又被还原(氧化剂)，也可能一种物质既是氧化产物又是还原产物。
②化合价升降数＝电子得失数＝电子转移数。
6．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定为氧化还原反应，但有单质参加或生成的化学反应不一定都是氧化还原反应，如3O2eq \(=====,\s\up14(放电))2O3不是氧化还原反应。
对于2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
请回答下列问题：
(1)此反应中，被氧化的元素为________，氧化剂是________。
(2)此反应中HCl表现的性质有________。
(3)氧化产物为________，还原产物为________。
(4)标准状况下，生成2.24 L Cl2，转移电子数为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(5)用单线桥表示该反应的电子转移方向与数目。
____________________________________________________。
[答案] (1)Cl或氯 KMnO4 (2)还原性、酸性 (3)Cl2 MnCl2 (4)0.2NA
(5) ===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
1．某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法正确的是 ( )
A．该反应属于置换反应
B．N2H4为氧化剂，发生还原反应
C．N2O4为氧化剂，发生氧化反应
D．N2既是氧化产物又是还原产物
D [该反应中无单质参加反应，N2H4为还原剂，发生氧化反应，N2O4为氧化剂，发生还原反应，N2既是氧化产物又是还原产物。]
2．饮用水中的NOeq \\al(－,3)对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NOeq \\al(－,3)的浓度，某饮用水研究人员指出，在碱性条件下用铝粉将NOeq \\al(－,3)还原为N2，其化学方程式为10Al＋6NaNO3＋4NaOH＋18H2O===10Na[Al(OH)4]＋3N2↑(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
下列有关该反应的说法中，正确的是( )
A．反应中铝元素的化合价升高，被还原
B．若有10 ml铝原子参与反应，则转移的电子总数为30
C．用双线桥表示的电子转移为
D．可以用单线桥将电子转移表示为
C [由化学方程式可知，铝元素的化合价升高，被氧化，A项错误；10 ml铝原子参加反应转移电子为10 ml×3＝30 ml，数目为30NA，B项错误；用双线桥法表示的电子转移如下：
，C项正确；单线桥上应标注电子总数，并且不注明得失，D项错误。]
3．三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应：3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．NF3既表现了氧化性又表现了还原性
B．HF是还原产物
C．还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶1
D．3 ml NF3参加反应转移2 ml电子
AD [由可知，该反应中3 ml NF3参加反应时，2 ml NF3被还原成NO，1 ml NF3被氧化成HNO3，NF3既是氧化剂又是还原剂，还原剂和氧化剂的物质的量之比为1∶2，NO为还原产物，HNO3为氧化产物，HF既不是氧化产物也不是还原产物，B、C项错误。]
4．(1)对于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应，当有1.5 ml NO2完全反应时，转移电子数为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋，每4 ml Na2O2发生反应转移________ ml e－。
[解析] (1)1.5 ml NO2中有eq \f(2,3)×1.5 ml NO2作还原剂，即N(e－)＝eq \f(2,3)×1.5×NA＝NA。
(2)4 ml Na2O2中有3 ml Na2O2作氧化剂，即n(e－)＝6 ml。
[答案] (1)NA (2)6

转移电子的计算思路
eq \x(找出所有氧化剂或还原剂的物质的量)eq \(―――――――→,\s\up14(根据变价数))eq \x(所有氧化剂或还原剂得或失的电子数)―→eq \x(确定转移电子数)
[ne－＝n(氧化剂)或n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)]。
物质的氧化性与还原性
1．氧化性、还原性的含义及判断
(1)氧化性：指得电子的性质(或能力)；还原性：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，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。
(3)从元素的价态判断
①最高价态——只有氧化性，如：Fe3＋、H2SO4、KMnO4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。
2．氧化性与还原性强弱比较
(1)依据氧化还原反应方程式判断
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂>氧化产物(填“>”或“<”，下同)；
还原性：还原剂>还原产物。
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件(如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等)要求越低，反应越剧烈，物质的氧化性或还原性越强。
(3)依据产物中元素价态的高低来判断
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：
同一种物质氧化性或还原性强弱的一般规律：浓度越大，温度越高，性质越强。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)强氧化剂与强还原剂一定能发生氧化还原反应。( )
(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。( )
(3)SOeq \\al(2－,4)、NOeq \\al(－,3)中非氧元素的化合价均为最高价，一定能表现出强氧化性。 ( )
(4)Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的还原产物分别为NO2、NO，说明稀HNO3的氧化性比浓HNO3强。( )
(5)同一元素不同价态的化合物中，元素的化合价越高，物质的氧化性越强。 ( )
(6)物质氧化性或还原性的强弱取决于得到或失去电子的数目。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
氧化性与还原性的比较
1．已知下列实验事实：
①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液；
②向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液；
③将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝。
下列判断不正确的是( )
A．化合物KCrO2中Cr元素为＋3价
B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物
C．实验②证明H2O2既有氧化性又有还原性
D．实验③证明氧化性：Cr2Oeq \\al(2－,7)>I2
C [化合物KCrO2中K为＋1价，O为－2价，所以Cr为＋3价，选项A正确；由①可知Cr2O3与氢氧化钠和硫酸反应均得到盐和水，所以是两性氧化物，选项B正确；向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液，这个过程表现的是H2O2的氧化性，与其还原性无关，选项C错误；将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝说明K2Cr2O7将碘化钾氧化为I2，所以说明氧化性：Cr2Oeq \\al(2－,7)>I2，选项D正确。]
2．已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2＋，C2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 ( )
A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．C2O3＋6HCl(浓)===2CCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
A [根据信息，I－的还原性强于Fe2＋，因此Cl2先氧化I－，A错误；还原性I－>Fe2＋，氯气先和I－反应，过量的氯气再和Fe2＋反应，B正确；C2O3的氧化性强于Cl2，反应中有氯气生成，C正确；Fe3＋的氧化性强于I2，因此两者发生反应，D正确。]
3．在氧化还原反应中，氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知：
①半反应式：Cu2O－2e－＋2H＋===2Cu2＋＋H2O
②五种物质：FeSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、Na2CO3、KI
③Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋eq \x(X)―→Fe3＋＋Mn2＋＋H2O(未配平)
下列判断不正确的是( )
A．①中半反应式发生的是氧化反应
B．②中五种物质中能使①顺利发生的物质为Fe2(SO4)3
C．MnOeq \\al(－,4)＋5e－＋4H2O===Mn2＋＋8OH－是反应③的一个半反应
D．几种物质的氧化性强弱顺序为MnOeq \\al(－,4)>Fe3＋>Cu2＋
C [①中Cu2O→Cu2＋，铜元素化合价升高，发生的是氧化反应，A项正确；为使①顺利发生，要选择氧化性强的物质作氧化剂，而Fe2(SO4)3可作①的氧化剂，B项正确；配平反应③为5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，反应在酸性条件下进行，③的半反应中不能生成OH－，C项错误；根据上述分析可知氧化性：Fe3＋>Cu2＋，根据③可知氧化性：MnOeq \\al(－,4)>Fe3＋，即氧化性：MnOeq \\al(－,4)>Fe3＋>Cu2＋，D项正确。]
氧化性与还原性的实验探究
4．已知下列四组实验：①向KMnO4晶体上滴加浓盐酸，产生氯气；②向FeCl2溶液中通入少量氯气，溶液变黄色；③向FeCl2溶液中加入少量溴水，溶液变黄色；④分别取实验②和实验③中生成的溶液，分别滴在淀粉-KI试纸上，试纸都变蓝色。则下列判断不正确的是( )
A．实验①能够证明Cl－具有还原性
B．上述实验能够证明氧化性：Cl2>Br2
C．上述实验能够证明氧化性：MnOeq \\al(－,4)>Cl2>Fe3＋>I2
D．由上述实验也可推测氯气能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
B [高锰酸钾能将浓盐酸氧化为氯气，高锰酸钾作氧化剂，HCl作还原剂，证明Cl－具有还原性，A项正确；氯气能将亚铁离子氧化为三价铁离子，氯气作氧化剂，溴水将亚铁离子氧化为三价铁离子，溴单质作氧化剂，说明氧化性：Cl2>Fe3＋，Br2>Fe3＋，但是不能证明氧化性：Cl2>Br2，B项错误；每个反应的氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，故由A、B项分析可知，氧化性：MnOeq \\al(－,4)>Cl2、Cl2>Fe3＋，三价铁离子将碘离子氧化为单质碘，Fe2＋是还原产物，单质碘是氧化产物，所以氧化性：Fe3＋>I2，则能够证明氧化性：MnOeq \\al(－,4)>Cl2>Fe3＋>I2，C项正确；由实验可推知氧化性：Cl2>Fe3＋>I2，实验④试纸变蓝是因为Fe3＋将I－氧化成I2从而可推测Cl2也能氧化I－为I2，能使湿润淀粉-KI试纸变蓝，D项正确。]
5．某校同学为探究Br2、I2和Fe3＋的氧化性强弱，进行了如下实验：
实验①：取少量KI溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入CCl4，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色；
实验②：取少量FeSO4溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加两滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液呈红色。
(1)写出实验②中发生氧化还原反应的离子方程式：
______________________________________________________。
(2)由上述两个实验，对物质的氧化性可以得出的正确结论是________(填字母)。
A．Br2>I2 B．Fe3＋>Br2
C．Br2>Fe3＋ D．I－>Br－
(3)已知Fe3＋的氧化性强于I2，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验方案加以证明。
①FeCl3溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀硫酸
⑤淀粉液
(提示：实验方案包括实验步骤、现象及结论)____________________________。
[解析] 实验①：取少量KI溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入CCl4，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色，说明有碘单质生成，说明Br2的氧化性强于I2；实验②：取少量FeSO4溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加两滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液呈红色，说明有Fe3＋生成，说明Br2的氧化性强于Fe3＋。欲证明氧化性：Fe3＋>I2，只需证明Fe3＋与I－反应有I2生成即可。
[答案] (1)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ (2)AC (3)取少量FeCl3溶液于试管中，依次加入KI溶液和淀粉液，振荡，淀粉变蓝，证明Fe3＋的氧化性强于I2
价态转化规律与反应先后规律
1．价态转化规律
(1)价态归中规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时，该元素的价态变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，即“价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢”。如：
(2)歧化反应规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态―→高价态＋低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高，或都比反应物中该元素价态低。
(3)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应。如浓硫酸可以干燥SO2。
2．反应先后规律
(1)同时含有几种还原剂时eq \(――――――→,\s\up14(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以Cl2先与Fe2＋反应。
(2)同时含有几种氧化剂时eq \(―――――――→,\s\up14(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有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Fe3＋反应，然后依次与Cu2＋、H＋反应。
(3)熟记常见的强弱顺序
氧化性：MnOeq \\al(－,4)(H＋)>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S，
还原性：Cl－ 价态转化规律
1．氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ化学计量数之比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是( )
A．＋1 B．＋3
C．＋5 D．＋7
C [根据题意，可知KY为KCl，根据KX―→KY＋KZ中KY与KZ的化学计量数之比为1∶3，可知KX为KClO3。]
2．(1)根据反应KClO3＋6HCl(浓)===3Cl2↑＋KCl＋3H2O可知，每生成3 ml Cl2转移________ ml e－，氧化产物与还原产物的质量比为________。
(2)SO2具有还原性，但浓H2SO4可以干燥SO2的理由是_________________。
(3)反应：H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2＋2H2O，其中氧化产物是________。
[答案] (1)5 5∶1
(2)SO2与浓H2SO4中硫元素之间没有其他化合价，无法发生氧化还原反应
(3)S
反应先后规律
3．已知：还原性：HSOeq \\al(－,3)>I－，氧化性：IOeq \\al(－,3)>I2，在含3 ml NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．0～a间发生反应：3HSOeq \\al(－,3)＋IOeq \\al(－,3)===3SOeq \\al(2－,4)＋I－＋3H＋
B．a～b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.8 ml
C．b～c间发生的反应中I2仅是氧化产物
D．当溶液中I－与I2的物质的量之比为5∶2时，加入的KIO3为1.08 ml
C [还原性：HSOeq \\al(－,3)>I－，所以首先发生的反应为：IOeq \\al(－,3)＋3HSOeq \\al(－,3)===I－＋3SOeq \\al(2－,4)＋3H＋，继续加入KIO3，氧化性：IOeq \\al(－,3)>I2，所以IOeq \\al(－,3)可以结合H＋氧化I－生成I2，反应为：IOeq \\al(－,3)＋6H＋＋5I－===3H2O＋3I2，根据发生的反应来判断各个点的产物。]
4．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 ml的酸性混合溶液中加入0.01 ml铁粉，经搅拌后发生的变化应是( )
A．铁溶解，析出0.01 ml Ag和0.005 ml Cu
B．铁溶解，析出0.01 ml Ag并放出H2
C．铁溶解，析出0.01 ml Ag，溶液中不再有Fe3＋
D．铁溶解，析出0.01 ml Ag，溶液中不再有Cu2＋
C [因为氧化性：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以先发生反应：2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，其中0.005 ml的铁粉与0.01 ml的AgNO3反应，析出0.01 ml Ag，再发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，其中剩余的0.005 ml铁粉与0.01 ml的Fe(NO3)3反应，溶液中不再有Fe3＋。]
5．(1)向含1 ml 的FeBr2溶液中通入1 ml Cl2，反应的离子方程式为_______________________________________________________________。
(2)向含1 ml 的FeI2溶液中通入1 ml Cl2，反应的离子方程式为___________ _____________________________________________________________。
[答案] (1)2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－
(2)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
1．(2022·湖南选择性考试，T9)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移(如a、b和c)，能将海洋中的NOeq \\al(－,2)转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A．过程Ⅰ中NOeq \\al(－,2)发生氧化反应
B．a和b中转移的e－数目相等
C．过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NHeq \\al(＋,4))＝1∶4
D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NOeq \\al(－,2)＋NHeq \\al(＋,4)===N2↑＋2H2O
D [A.由图示可知，过程Ⅰ中NOeq \\al(－,2)转化为NO，氮元素化合价由＋3价降低到＋2价，NOeq \\al(－,2)作氧化剂，被还原，发生还原反应，错误；B.由图示可知，过程Ⅰ为NOeq \\al(－,2)在酶1的作用下转化为NO和H2O，生成1 ml NO转移1 ml e－，过程Ⅱ NO与NHeq \\al(＋,4)转化为N2H4，消耗1 ml NO转移4 ml e－，错误；C.过程Ⅱ参加反应的n(NO)与n(NHeq \\al(＋,4))之比为1∶1，错误。]
2．(2022·浙江1月选考，T10)关于反应4CO2＋SiH4eq \(=====,\s\up14(高温))4CO＋2H2O＋SiO2，下列说法正确的是 ( )
A．CO是氧化产物
B．SiH4发生还原反应
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D．生成1 ml SiO2时，转移8 ml电子
D [由方程式可知，CO是还原产物；SiH4发生氧化反应；氧化剂与还原剂分别为CO2和SiH4，反应中物质的量之比为4∶1；每生成1 ml SiO2，转移8 ml 电子。]
3．(2022·浙江6月选考，T10)关于反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，下列说法正确的是( )
A．H2SO4发生还原反应
B．Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D．1 ml Na2S2O3发生反应，转移4 ml电子
B [已知反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫，化合价发生变化的只有S元素，硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4转化为硫酸钠和水，其中所含元素的化合价均未发生变化，故其没有发生还原反应，A不正确；Na2S2O3中S的化合价为＋2，其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(＋4价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B正确；该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C不正确；根据其中S元素的化合价变化情况可知，1 ml Na2S2O3发生反应，转移2 ml电子，D不正确。]
4．(2021·浙江1月选考，T10)关于反应8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O，下列说法正确的是( )
A．NH3中H元素被氧化
B．NO2在反应过程中失去电子
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4
D．氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3
D [该反应为归中反应，NH3中氮化合价元素从－3价升高至0价，氮元素被氧化，NO2中氮元素化合价从＋4价降低至0价，得到电子，依据反应关系，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3，氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶3，故A、B、C不正确，D正确。]
利用绿矾(FeSO4·5H2O)可制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)。
已知：高铁酸钾氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强；主要反应：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑
(1)该反应中的氧化剂是________，还原剂是________________。
(2)简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用为_______________________。
(3)当生成1 ml O2时，该反应转移的电子数为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)该反应中，被氧化的Na2O2与被还原的Na2O2的质量比为________。
[解析] (1)该反应中Fe元素化合价由＋2价变为＋6价、O元素化合价由－1价变为0价、－2价。得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2、FeSO4。(2)K2FeO4中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附除去水中的悬浮杂质。
(3)
[答案] (1)Na2O2 Na2O2、FeSO4
(2)高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
(3)10NA (4)1∶5
课时分层作业(八) 氧化还原反应的概念和规律
一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1．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12.7 g I2时，转移0.1 ml电子
D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
D [反应物K2H3IO6中的I元素的化合价降低，得电子发生还原反应，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；12.7 g I2的物质的量为0.05 ml，根据反应方程式，每生成4 ml I2转移7 ml电子，则生成0.05 ml I2时转移电子的物质的量为0.087 5 ml，C错误；反应中HI为还原剂，K2H3IO6为氧化剂，在反应中每消耗1 ml K2H3IO6就有7 ml HI失电子，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1，D正确。]
2．已知反应：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，下列关于该反应说法错误的是( )
A．氧化性：NaClO3>Cl2
B．当反应中有2 ml e－转移时，被氧化的HCl为4 ml
C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
D．产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌
B [当反应中有2 ml e－转移时，氯化氢中氯元素的化合价由－1价升高到0价，则被氧化的HCl为2 ml，故B错误。]
3．As元素有＋2、＋3两种常见价态。在一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．反应Ⅰ中若0.5 ml As4S4参加反应，转移14 ml电子，则物质a为SO2
B．从反应Ⅱ可以推出亚砷酸(H3AsO3)的酸酐为As2O3
C．反应Ⅲ属于非氧化还原反应
D．反应Ⅳ中，As2S3和Sn2＋恰好完全反应时，二者的物质的量之比为2∶1
D [As4S4中As为＋2价，S为－2价，反应Ⅰ中0.5 ml As4S4参与反应时，As由＋2价升高为＋3价，2 ml As失2 ml电子，则2 ml S失12 ml 电子，S的化合价升高6，故物质a为SO2，A项正确；反应Ⅱ中As2O3与H2O反应生成H3AsO3，As的化合价不变，故As2O3为亚砷酸(H3AsO3)的酸酐，B项正确；反应Ⅲ中各元素化合价不变，属于非氧化还原反应，C项正确；反应Ⅳ为2As2S3＋4H＋＋2Sn2＋===2H2S↑＋As4S4＋2Sn4＋，故As2S3、Sn2＋的物质的量之比为1∶1，D项错误。]
4．(2022·济宁二模)已知Pb2O3与HNO3溶液发生反应Ⅰ：Pb2O3＋2HNO3===Pb(NO3)2＋PbO2↓＋H2O，PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ：5PbO2＋2MnSO4＋3H2SO4===2HMnO4＋5PbSO4＋2H2O，下列说法正确的是( )
A．在反应Ⅰ中，Pb2O3既是氧化剂，又是还原剂
B．Pb2O3与盐酸反应：Pb2O3＋2HCl===PbCl2＋PbO2↓＋H2O
C．PbO与HNO3溶液反应：PbO＋2HNO3===Pb(NO3)2＋H2O
D．由反应Ⅰ、Ⅱ可知氧化性：HNO3>PbO2>HMnO4
C [铅元素没有＋3价，Pb2O3中一个Pb显＋2价，另一个显＋4价，反应Pb2O3＋2HNO3===Pb(NO3)2＋PbO2↓＋H2O，不是氧化还原反应，A错误；据反应Ⅱ可知氧化性：PbO2>MnOeq \\al(－,4)，而酸性条件下MnOeq \\al(－,4)能将HCl氧化成Cl2，则＋4价Pb也能将HCl氧化成Cl2, B错误；根据反应Ⅰ可得硝酸不能将Pb氧化成＋4价，故反应后Pb还是＋2价，C正确；反应Ⅰ不是氧化还原反应，无法由反应Ⅰ得出氧化性：HNO3>PbO2，D错误。]
5．(2022·海口模拟)磷化氢(PH3)气体有剧毒，是常用的高效熏蒸杀虫剂。已知：
①实验室制备PH3：P4＋3KOH(过量)＋3H2Oeq \(=====,\s\up14(△))3KH2PO2＋PH3↑
②PH3有强还原性，可发生：11PH3＋24CuSO4＋12H2O===3H3PO4＋24H2SO4＋8Cu3P↓
下列说法错误的是( )
A．反应①中P4既是氧化剂又是还原剂，二者质量比为1∶3
B．反应①中KH2PO2为还原产物
C．反应②中1 ml CuSO4能氧化0.125 ml PH3
D．反应②中生成3 ml H3PO4，转移48 ml e－
BD []
二、非选择题
6.某探究学习小组用如图所示装置进行SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较实验，实验过程如下：
Ⅰ.先向B中的FeCl2溶液(约10 mL)中通入Cl2，当B中溶液变黄时，停止通气。
Ⅱ.打开活塞b，使约2 mL的溶液流入D试管中，检验取出溶液中的离子。
Ⅲ.接着再向B中通入一定量的SO2气体。
Ⅳ.更新试管D，重复过程Ⅱ，检验取出溶液中的离子。
(1)棉花中浸润的溶液为________，目的是______________________________。
(2)实验室制备氯气的化学方程式为_____________________________________。
(3)过程Ⅲ中一定发生反应的离子方程式为_______________；过程Ⅳ中检验取出溶液中是否含有硫酸根离子的操作是_____________________。
(4)该小组对SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱比较期望达到的结论是_____________________________________________________________。
(5)甲、乙、丙三同学分别完成了上述实验，下表是他们的检测结果，他们的检测结果一定能够证明SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱关系的是________。
[解析] (1)向B中的Fe2＋溶液中通入氯气，氯气不可能完全和亚铁离子反应，多余的氯气污染空气，需要除去，所以棉花中浸润的溶液为NaOH溶液。 (2)实验室制备氯气用的是二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应，化学反应方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up14(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)B中的亚铁离子被氧化为铁离子，在铁离子中通入二氧化硫，发生氧化还原反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋；检验硫酸根离子，先要用盐酸酸化排除碳酸根离子和亚硫酸根离子的干扰，再加入BaCl2溶液，如果出现白色沉淀，说明有SOeq \\al(2－,4)，反之无SOeq \\al(2－,4)。(4)SO2、Fe2＋和Cl－还原性强弱的顺序为SO2>Fe2＋>Cl－。(5)过程Ⅱ是为了检验氯气氧化后的产物，过程Ⅳ是为了检验二氧化硫被氧化后的产物。 甲：过程Ⅱ检出离子有Fe3＋无Fe2＋，说明氯气过量，过程Ⅳ中检出有SOeq \\al(2－,4)不能说明二氧化硫就是被铁离子氧化的，也可能是被氯气氧化的，甲错误；乙：过程Ⅱ检出离子既有Fe3＋又有Fe2＋，亚铁离子未被氧化完全，说明氯气量不足，过程Ⅳ中检出有SOeq \\al(2－,4)，一定是二氧化硫被铁离子氧化得到的，乙正确；丙：过程Ⅱ检出离子有Fe3＋无Fe2＋，而过程Ⅳ中检出有Fe2＋，说明二氧化硫把铁离子还原为亚铁离子，丙正确。
[答案] (1)NaOH溶液 防止尾气污染环境
(2)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up14(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋ 取溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸酸化，再滴加少量BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明有SOeq \\al(2－,4)，反之无SOeq \\al(2－,4)
(4)SO2>Fe2＋>Cl－ (5)乙、丙过程Ⅱ中检出离子
过程Ⅳ中检出离子
甲
有Fe3＋无Fe2＋
有SOeq \\al(2－,4)
乙
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SOeq \\al(2－,4)
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋