第三節(jié) 氧化還原反應(yīng)

5分鐘訓(xùn)練(類訓(xùn)練，可用于課前)


1.將木炭與氧化銅的粉未混合加熱，可得到紅色的銅。試寫(xiě)出其反應(yīng)的方程式，指出其中的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)并考慮它們的關(guān)系。

思路解析：C+2CuO 2Cu+CO2↑,從反應(yīng)過(guò)程來(lái)看，氧化銅失去氧原子被還原為銅，炭得到氧原子被氧化為二氧化碳，前者為還原反應(yīng)，后者為氧化反應(yīng)，兩者在一個(gè)反應(yīng)中同時(shí)進(jìn)行，氧原子在兩個(gè)反應(yīng)中進(jìn)行傳遞。

答案：氧化銅失去氧原子被還原為銅，炭得到氧原子被氧化為二氧化碳，前者為還原反應(yīng)，后者為氧化反應(yīng)，兩者在一個(gè)反應(yīng)中同時(shí)進(jìn)行，氧原子在兩個(gè)反應(yīng)中進(jìn)行傳遞

2.生活中有很多氧化反應(yīng)，如金屬腐蝕、細(xì)胞老化。請(qǐng)你總結(jié)氧化反應(yīng)的本質(zhì)，然后再在你的生活中找一找，還有哪些是氧化反應(yīng)。

思路解析：金屬腐蝕是金屬的化合價(jià)升高，細(xì)胞老化可能是得到了氧原子或失去了氫原子，其實(shí)質(zhì)還是化合價(jià)升高。生活中最典型的莫過(guò)于燃燒反應(yīng)，燃燒的物質(zhì)總是得到氧原子化合價(jià)被氧化。

答案：實(shí)質(zhì)是化合價(jià)升高。燃燒也是氧化反應(yīng)。(其他合理答案亦可)

3.根據(jù)以下幾種常見(jiàn)元素原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，指出它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)中得失電子的趨勢(shì)。

氫 氧 氖 鈉 鎂 氯

思路解析：最外層電子數(shù)越多，電子層數(shù)越少，得電子越強(qiáng)。

答案：氧和氯主要得電子，鈉和鎂主要失電子，氫得失電子能力都不強(qiáng);氖則既不易得電子，又不易失電子。

4.比較氯化鈉和氯化氫的形成過(guò)程，總結(jié)其區(qū)別與聯(lián)系。

思路解析：分析氯化鈉和氯化氫形成過(guò)程中電子的得失或轉(zhuǎn)移、化合價(jià)的變化情況。

答案：氯元素的原子在氯化鈉和氯化氫形成的過(guò)程中化合價(jià)都降低了，被還原，發(fā)生的是還原反應(yīng);鈉元素的原子失去電子，化合價(jià)升高被氧化，發(fā)生的是氧化反應(yīng);氫元素雖然不能得到電子，但它與氯原子共用的電子對(duì)偏離氫原子，氫的化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生的是氧化反應(yīng)

10分鐘訓(xùn)練(強(qiáng)化類訓(xùn)練，可用于課中)

1.(2004全國(guó)春季理綜)在下圖所表示的粒子中，氧化性最強(qiáng)的是( )

A. B. C. D.

思路解析：氧化性的本質(zhì)是物質(zhì)得電子的能力，從粒子結(jié)構(gòu)示意圖可以很清楚地知道：最容易得電子的是B項(xiàng)中粒子。

答案：B

2.下列敘述正確的是( )

A.元素的單質(zhì)可由氧化或還原含該元素的化合物來(lái)制得

B.得電子越多的氧化劑，其氧化性就越強(qiáng)

C.陽(yáng)離子只能得到電子被還原，只能作氧化劑

D.含有最高價(jià)元素的化合物不一定具有強(qiáng)的氧化性

思路解析：A項(xiàng)正確，一般金屬用還原其相應(yīng)化合物的獲得，非金屬用氧化其相應(yīng)化合物的獲得;B項(xiàng)將得電子能力與得電子多少混為一談，實(shí)際上氧化性只與得電子能力有對(duì)應(yīng)關(guān)系;C項(xiàng)絕對(duì)化，也有陽(yáng)離子如Fe2+可以繼續(xù)被氧化，作還原劑;D項(xiàng)正確，如H2O中H元素就是最高價(jià)，但它只有極弱的氧化性。

答案：AD

3.下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述正確的是( )

A.金屬單質(zhì)在反應(yīng)中只作還原劑

B.非金屬單質(zhì)在反應(yīng)中只作氧化劑

C.金屬失電子越多，其還原性越強(qiáng)有力

D.Cu2+比Fe2+氧化性強(qiáng)，F(xiàn)e比Cu還原性強(qiáng)

思路解析：A項(xiàng)中金屬?zèng)]有負(fù)化合價(jià)，所以單質(zhì)只作還原劑;B項(xiàng)中非金屬既有負(fù)價(jià)又有正價(jià)，可能用氧化劑，也可能作還原劑;C項(xiàng)中已在第3題中辨析過(guò)，不正確;D項(xiàng)實(shí)際上是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：金屬的還原性越強(qiáng)，其相應(yīng)陽(yáng)離子的氧化性越弱。

答案：AD

4.下列敘述中，正確的是( )

A.含金屬元素的離子不一定都是陽(yáng)離子

B.在氧化還原反應(yīng)中,非金屬單質(zhì)一定是氧化劑

C.某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時(shí),該元素一定被還原

D.金屬陽(yáng)離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)

思路解析：A項(xiàng)是一個(gè)相對(duì)命題，只要找到一個(gè)例子，即成立，如 ;B項(xiàng)是一個(gè)絕對(duì)命題，只要有一個(gè)例外，就可以將其否定，如：H2在很多反應(yīng)中都是作還原劑;C項(xiàng)對(duì)于金屬是正確的，對(duì)于非金屬，就不適合;D項(xiàng)也是一個(gè)相對(duì)命題，現(xiàn)成的例子是Fe3+被還原為Fe2+。

答案：AD

5.一氧化氮是大氣污染物之一。目前,有一種治理方法是在400 ℃左右、有催化劑存在的情況下，用氨把一氧化氮還原為氮?dú)夂退�。�?qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。

思路解析：反應(yīng)物是一氧化氮和氨氣，生成物是氮?dú)夂退�，根�?jù)氧化還原反應(yīng)的歸中規(guī)律，可以很方便地寫(xiě)出其相應(yīng)產(chǎn)物，再按照質(zhì)量守恒原理或氧化還原的守恒原理加以配平。

答案： 4NH3+6NO 5N2+ 6H2O

6.下列化學(xué)反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)而屬于氧化還原反應(yīng)的是( )

A.CuO+CO Cu+CO2 B.2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑

C.3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 D.4NH3+3O2 2N2+6H2O

思路解析：根據(jù)置換反應(yīng)的特征，B、C、D項(xiàng)均符合，只有A不符。根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征，A符合。

答案：A

7.去年5月底6月初，各地報(bào)刊紛紛轉(zhuǎn)載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報(bào)道，在全國(guó)各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學(xué)做出如下判斷(這一判斷的正確性有待證明)：

當(dāng)事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯，最可能的存在形式是___________和___________。當(dāng)另一種具有________________性質(zhì)的液態(tài)潔污劑與之混合，可能發(fā)生而產(chǎn)生氯氣的反應(yīng)方程式為：_______________________________________________________________________。

思路解析：潔污劑中氯元素的存在形式不可能是單質(zhì)，又具備殺菌潔污作用，應(yīng)該是ClO-或 ，產(chǎn)物為氯氣，按歸中規(guī)律，則另一種氯元素的形態(tài)應(yīng)為Cl-，發(fā)生的反應(yīng)為ClO-+Cl-+2H+====Cl2+H2O或 +5Cl-+6H+====3Cl2+3H2O。

答案：ClO- Cl- 酸性 ClO-+Cl-+2H+====Cl2+H2O或 +5Cl-+6H+====3Cl2+3H2O

8.2010年5月31日是“世界無(wú)煙日”，煙氣中含有一種能與血液中血紅蛋白結(jié)合的有毒氣CO。市場(chǎng)上出現(xiàn)過(guò)一種一氧化碳檢測(cè)器，其外觀像一張塑料信用卡，正中有一個(gè)直徑不到2 cm的小窗口，露出橙紅色固態(tài)物質(zhì)。若發(fā)現(xiàn)橙紅色轉(zhuǎn)為黑色而在短時(shí)間內(nèi)不復(fù)原，表明室內(nèi)一氧化碳濃度超標(biāo)，有中毒危險(xiǎn)。一氧化碳不超標(biāo)時(shí)，橙紅色雖也會(huì)變黑卻能很快復(fù)原。已知檢測(cè)器的化學(xué)成分：親水性的硅膠、氯化鈣、固體酸H8[Si(Mo2O7)6]•28H2O、CuCl2•2H2O和PdCl2•2H2O(注：橙紅色為復(fù)合色，不必細(xì)究)。

(1)CO與PdCl2•2H2O的反應(yīng)方程式為：________________________________________ 高中化學(xué)。

(2)題(1)的產(chǎn)物之一與CuCl2•2H2O反應(yīng)而復(fù)原，化學(xué)方程式為：________________________

______________________________________________________________________________。

(3)題(2)的產(chǎn)物之一復(fù)原的反應(yīng)方程式為：_____________________________________。

思路解析：第一個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是：CO和PdCl2•2H2O誰(shuí)是氧化劑?當(dāng)然有兩種正好相反的假設(shè)，假設(shè)1，得到C和某種高價(jià)鈀化合物，假設(shè)2，得到CO2和金屬鈀。哪一個(gè)假設(shè)正確?要從第2問(wèn)得到啟示。顯然，第2問(wèn)需要應(yīng)試者自己得出結(jié)論，首先是CuCl2•2H2O不可能是還原劑，只可能是氧化劑，因?yàn)樵谒�體系里銅的價(jià)態(tài)不能再升高。如果應(yīng)試者沒(méi)有這種基本思路，就無(wú)法對(duì)第1問(wèn)的兩種假設(shè)作出抉擇。有了這種思路，必然對(duì)“(1)中的產(chǎn)物之一”對(duì)準(zhǔn)C和Pd。問(wèn)：其中哪一個(gè)可以跟CuCl2•2H2O反應(yīng)?課本上討論過(guò)碳的氧化，使用的都是強(qiáng)氧化劑，如空氣中的氧氣、濃硫酸、濃硝酸等，而且都需加熱，可見(jiàn)碳不是強(qiáng)還原劑，把它氧化不那么容易，應(yīng)當(dāng)排除，于是“定音”，假設(shè)2是正確的，這是一箭雙雕，既答了第1問(wèn)，又答了第2問(wèn)。當(dāng)然，第2問(wèn)又存在兩種可能，銅被還原得銅(1)呢還是得銅(0)。怎樣判斷?需要第3問(wèn)來(lái)幫助，第3問(wèn)要求寫(xiě)出第2問(wèn)中產(chǎn)物之一被復(fù)原，自然是指銅(1)或銅(0)的復(fù)原。先不必問(wèn)氧化劑是誰(shuí)，應(yīng)試者就清楚，銅(1)比銅(0)易復(fù)原，即容易被氧化。由此選擇了銅(1)為第2問(wèn)的答案，完成第2問(wèn)的解答。再接著思考第3問(wèn)：使銅(1)復(fù)原為銅(2)使用了什么試劑?首先要明確，它一定是氧化劑，然后從檢測(cè)器化學(xué)組成中去找，找不到，于是被逼到“華容道”上去了，只能選擇空氣中的氧氣，別無(wú)他路，全題得解。

答案：(1)CO+PdCl2•2H2O====CO2+Pd+2HCl+H2O

(2)Pd+2CuCl2•2H2O====PdCl2•2H2O+2CuCl+2H2O

或Pd+CuCl2•2H2O====PdCl2•2H2O+Cu

(3)4CuCl+4HCl+6H2O+O2====4CuCl2•2H2O

快樂(lè)時(shí)光

我當(dāng)建筑師

課上，問(wèn)平時(shí)愛(ài)搞小動(dòng)作的小軍：“你長(zhǎng)大后的理想是什么?給大家說(shuō)一說(shuō)。”

小軍回答：“我想當(dāng)個(gè)建筑師。”

老師很有地問(wèn)：“為什么?”

小軍指指長(zhǎng)方形的教室，說(shuō)：“假如我當(dāng)上建筑師，我要把教室變成圓形的。以后您再罰我站墻角，那就是不可能的了。”

30分鐘訓(xùn)練(鞏固類訓(xùn)練，可用于課后)

1.(2010全國(guó)高考理綜Ⅱ，10)已知下列分子或離子在酸性條件下都能氧化KI，自身發(fā)生如下變化：

H2O2→H2O →I2 →Mn2+ HNO2→NO

如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多的是( )

A.H2O2 B. C. D.HNO2

思路解析：根據(jù)“得失電子總數(shù)相等”原則，1 mol H2O2、 、 、HNO2分別得2 mol、5 mol、5 mol、1 mol電子，分別能氧化得到的I2為1 mol、2.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,而 本身被還原還能產(chǎn)生0.5 mol I2,即分別得到I2 1 mol、3 mol、2.5 mol、0.5 mol。

答案：B

2.下列反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)的是( )

A.化合反應(yīng) B.置換反應(yīng) C.分解反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)

思路解析：置換反應(yīng)中有單質(zhì)參與反應(yīng)，又有單質(zhì)生成，所以化合價(jià)一定會(huì)發(fā)生變化，故所有的置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。

答案：B

3.黑火藥的爆炸反應(yīng)為：2KNO3+S+3C====K2S+N2↑+3CO2↑，其中被還原的元素是( )

A.N B.C C.N和S D.N和C

思路解析：化合價(jià)降低的元素被還原，N從+5價(jià)還原到0價(jià)，S從0價(jià)降低到-2價(jià)，所以被還原的元素是N和S。

答案：C

4.CaH2常作為生氫劑，其中氫元素呈-1價(jià)，其化學(xué)方程式為CaH2+2H2O====Ca(OH)2+2H2↑，其中水是( )

A.還原劑 B.氧化劑 C.既是還原劑又是氧化劑 D.既不是氧化劑又不是還原劑

思路解析：在以上反應(yīng)中，水中的氫元素的化合價(jià)是+1價(jià)，被還原為氫氣后降為0價(jià)，所以水是氧化劑。

答案：B

5.下列說(shuō)法正確的是( )

A氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是元素化合價(jià)的升降

B氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)必然同時(shí)發(fā)生

C氧化劑在反應(yīng)中失去電子，化合價(jià)升高，被氧化

D還原劑具有還原性

思路解析：氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移)，元素化合價(jià)的升降是由于電子的轉(zhuǎn)移而引起的，所以A不正確;不過(guò)，我們可以根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無(wú)變化，判斷反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng);氧化反應(yīng)是物質(zhì)失去電子的反應(yīng)，還原反應(yīng)是物質(zhì)得到電子的反應(yīng)，在同一化學(xué)反應(yīng)中，若某物質(zhì)失去電子，必定有物質(zhì)得到電子，而且得失電子的數(shù)目相等，故B是正確的;氧化劑是得到電子的物質(zhì)，化合價(jià)降低，被還原，故C不對(duì);還原劑在反應(yīng)中失去電子，體現(xiàn)還原性，D是正確的。

答案：BD

6.下列說(shuō)法中不正確的是( )

A有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)

B金屬單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中一定作為還原劑

C化合反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)

D復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)

思路解析：在同素異形體的相互轉(zhuǎn)化中，有單質(zhì)參加和單質(zhì)生成，但無(wú)化合價(jià)變化，

故不是氧化還原反應(yīng)，如2O3====3O2;金屬單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中只能失去電子，一定作為還原劑;在許多化合反應(yīng)中元素的化合價(jià)不變化，如CaO+H2O====Ca(OH)2,不是氧化還原反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng)是兩種化合物相互交換成分，無(wú)化合價(jià)變化，故一定不是氧化還原反應(yīng)。

答案：AC

7.世界衛(wèi)生組織(WHO)將二氧化氯(ClO2)列為A級(jí)高效安全滅菌消毒劑，它在食品保鮮、飲用水消毒等方面有著廣泛應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是( )

A.二氧化氯是強(qiáng)氧化劑 B.二氧化氯是強(qiáng)還原劑

C.二氧化氯是離子化合物 D.二氧化氯中氯元素為-1價(jià)

思路解析：氯元素常見(jiàn)化合價(jià)是0價(jià)和-1價(jià)，二氧化氯(ClO2)中氯元素的化合價(jià)為+4，在化學(xué)反應(yīng)中很容易發(fā)生化合價(jià)降低得到電子的還原反應(yīng)，是一種強(qiáng)氧化劑。

答案：A

8.下列離子在溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是( )

A.H+ Fe2+ Na+ B.Ag+ Cl- K+

C.K+ Ba2+ OH- D.Cu2+ Br- OH-

思路解析：A中Fe2+具有還原性，H+和 具有氧化性，三者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存;B中Ag+和Cl-不能共存，也不發(fā)生氧化還原反應(yīng);C中Ba2+與 反應(yīng)生成BaSO4不能大量共存，也不發(fā)生氧化還原反應(yīng);D中Cu2+與OH-、 與OH-均不能共存，也不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 在酸性條件下表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，可以氧化還原某些物質(zhì)，這一點(diǎn)往往容易疏忽。

答案：A

9.波爾多液農(nóng)藥不能用鐵制容器盛放，是因?yàn)殍F能與其所含的硫酸銅起反應(yīng)。該反應(yīng)中，鐵是( )

A.氧化劑 B.還原劑 C.催化劑 D.被還原

思路解析：上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO4====FeSO4+Cu，鐵的化合價(jià)升高被氧化，故Fe是還原劑。

答案：B

10.氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列生產(chǎn)、生活中的事例不屬于氧化還原反應(yīng)的是( )

A.金屬冶煉 B.燃放鞭炮 C.食物腐敗 D.點(diǎn)制豆腐

思路解析：金屬冶煉、燃放鞭炮和食物腐敗都是氧化還原反應(yīng)，只有點(diǎn)制豆腐屬于膠體的聚沉，不是氧化還原反應(yīng)。

答案：D

11.下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與氧化還原反應(yīng)有關(guān)的是( )

A.碳酸鈉溶液中加入氯化鈣溶液產(chǎn)生沉淀

B.銅粉在空氣中加熱變成黑色粉末

C.石灰石溶于鹽酸并產(chǎn)生無(wú)色、無(wú)味的氣泡

D.氫氣在空氣中完全燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰

思路解析：A.Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl(復(fù)分解反應(yīng))。

B.2Cu+O2====2CuO(氧化還原反應(yīng))。

C.CaCO3+2HCl====H2O+CO2↑+CaCl2(復(fù)分解反應(yīng))。

D.2H2+O2====2H2O(氧化還原反應(yīng))。

答案：BD

12.下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是( )

A.CaCO3====CaO+CO2↑ B.CuO+CO====Cu+CO2

C.NaOH+HCl====H2O+NaCl D.CuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4

思路解析：氧化還原反應(yīng)的特征是反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降，據(jù)此判斷：A、B、C、D四個(gè)反應(yīng)中，只有B選項(xiàng)中有化合價(jià)的變化，即Cu元素的化合價(jià)由+2降到0，C元素的化合價(jià)由+2升到+4，因此該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。

答案：B

13.能正確表示四種基本類型反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)關(guān)系的示意圖是( )

思路解析：置換反應(yīng)中化合價(jià)一定有變化，全部都是氧化還原反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng)是溶液中的離子互換反應(yīng)，它的化合價(jià)不發(fā)生變化，全部是非氧化還原反應(yīng);化合反應(yīng)與分解反應(yīng)中如果有單質(zhì)參與反應(yīng)或生成了單質(zhì)，則是氧化還原反應(yīng)，反之不是氧化還原反應(yīng)。

答案：D

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