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异谢
5 years ago
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1 第一课氧化还原反应 ( 下 ) 三陌生方程式书写 1. 认识常见的氧化剂 / 还原剂 (1) 氧化剂非金属元素 : 卤素如 F 2,Cl 2,Br 2,I 2, 反应生成 X - O 2, 反应生成 -2 价 O 例如 H 2 O,OH - O 3, 反应生成氧气与 -2 价氧, 同上 H 2 O 2, 反应生成 -2 价氧, 同上金属阳离子 :Fe 3+ Fe 2+ Ag + Ag Cu 2+ Cu 高价化合物 ( 氧化物 / 含氧酸根 ): MnO - 4 酸性 :Mn 2+ ; 中性 :MnO 2 ; 碱性 :MnO 4 Cr 2 O 7 Cr 3+ ( 酸性条件 ) 浓 H 2 SO 4 SO 2 +H 2 O( 只有在浓时有氧化性 ) 浓 HNO 3 NO 2 +H 2 O 稀 HNO 3 NO+H 2 O ClO -,ClO 3-,ClO,ClO 2 酸性条件生成 Cl -, 与 Cl - 发生归中反应生成 Cl 2 ClO - 4 没有氧化性其他的卤酸根离子如 BrO 3-,IO - 3 与上相似 MnO 2 Mn 2+ +H 2 O ( 酸性 ) FeO 4 Fe(OH) 3 +OH - ( 碱性条件下的净水剂, 利用胶体原理和氧化原理 ) (2) 还原剂金属单质 :M M n+ ( 酸性 )/M(OH) n ( 碱性 ) 非金属阴离子 :S S 或更高价态的 S Cl -,Br -,I - X 2 O /OH - /H 2 O/H 2 O 2 O 2 N 3- /NH 3 /NH 4+ /-NH 2 /N 2 H 4 N 2 低价化合物 : SO 2 /SO 3 SO 4 S 2 O 3 S 4 O 6 /SO 4 C 2 O 4 CO 2 ( 酸性 )/CO 3 ( 碱性 ) Fe 2+ Fe 3+ 热还原还原剂 : CO/H 2 /C 有机物 : 有不饱和键或者羟基, 醛基等的基团如烯, 炔, 醇, 酚, 醛, 糖类这一部分的重点是了解参与反应的物质中氧化还原的情况, 会配平方程式碘的氧化性比较弱, 对于其氧化性的体现比较经典的一个反应是工业流程中氧化二氧化硫水溶液 :SO 2 +I 2 +2H 2 O=H 2 SO 4 +2HI 多数金属阳离子的氧化性较弱, 多体现在它们被强还原剂还原为金属单质中其他的离子比如 AgI 的分解也能体现锰离子能自催化其氧化还原反应, 生成的锰离子与高锰酸根离子生成一个中间产物能够更快氧化, 使反应速率加快重铬酸根氧化性的体现 : 铬酸洗液对于 Cr 2 O 7 还会涉及到的考点是其在溶液中的平衡这里给出的还原产物只是大多数情况下的结果, 如果题中给出了特殊条件那么要按照所给条件考虑对于所举的高价化合物例子, 酸性越强, 氧化性越强 ( 与电极电势有关 ) S 2 O 3 在酸性条件下分解, 因此其溶液均为碱性关于这个物质最经典的反应是在分析化学中常用到的 :2S 2 O 3 +I 2 = S 4 O 6 +2I, 可以用于定量分析 2. 配平 (1) 化合价升降法 1

2 (2) 逆向配平 1. 歧化反应 2. 类歧化反应先标价态观察, 找出价态升降, 再将得失电子守恒, 配平系数再根据原子守恒与电荷守恒补全方程式, 检查注意, 这里的升降符号与上一部分的相反, 不要弄混了 3. 方程式书写 (1) 经典步骤 - 陌生的氧化还原反应的离子方程式 1. 从题目中读取信息, 找到氧化剂与还原剂, 或氧化产物和还原产物 2. 补充缺少的氧化产物和还原产物 3. 配平 : 先配变价元素, 再配辅助元素 ( 多为 H O) 这里使用电荷守恒, 酸性用 H +, 碱性用 OH - 来调整电荷, 中性环境等号左侧只能写水, 离子放在右侧再根据原子守恒配平水的个数例一 : 写出下列离子方程式 : 1: 双氧水能使酸性 KMnO 4 溶液褪色 2: 向酸性 KMnO 4 溶液中通入 SO 2 气体,KMnO 4 溶液褪色 3: 向 Na 2 S 2 O 3 溶液中通入 Cl 2 OH 4: 高铁电池以 Zn 为负极,K 2 FeO 4 为正极,KOH 为电解质 5: 双氧水也能使中性 KMnO 4 溶液褪色 6:CO NH 2 2 水溶液中通入 Cl 2 会产生两种无色无味气体解析 : 方程式配平, 按照上面的步骤一步一步完成即可 1.5H 2 O 2 +2MnO 4- +6H + =2Mn 2+ +5O 2 +8H 2 O 2.5SO 2 +2MnO 4- +2H 2 O=2Mn 2+ +5SO 4 +4H + 3.S 2 O 3 +4Cl 2 +10OH - =2SO 4 +8Cl - +5H 2 O 2 对于例一的第一个方程式, 从里面减去一个过氧化氢自分解的反应可以得到 3H 2 O 2 +2MnO 4- +6H + =2Mn 2+ +2O 2 +6H 2 O, 而这个反应是不对的, 锰酸根里面的二价氧充当了还原剂, 这是不可能的因此, 虽然这个反应是原子守恒与电荷守恒的, 但是氧化剂与还原剂并不正确这种类型题有可能在选择题里出现

3 4.3Zn+2FeO 4 +8H 2 O=3Zn(OH) 2 +2Fe(OH) 3 +4OH H 2 O 2 +2MnO 4- =2MnO 2 +3O 2 +2OH - +2H 2 O 6.CO(NH 2 ) 2 +3Cl 2 +H 2 O=6Cl - +N 2 +CO 2 +6H + (3) 氧化还原化学方程式的书写先写出相应的离子方程式, 再根据离子方程式补充出化学方程式例如 :3H 2 O 2 +2MnO 4- =2MnO 2 +3O 2 +2OH - +2H 2 O 补充成 3H 2 O 2 +2KMnO 4 =2MnO 2 +3O 2 +2KOH - +2H 2 O 5SO 2 +2MnO 4- +2H 2 O=2Mn 2+ +5SO 4 +4H + 补充成 5SO 2 +2KMnO 4 +2H 2 O=2MnSO 4 +2H 2 SO 4 +K 2 SO 4 (4) 非氧化还原反应方程式的书写例二 : 用 Al(OH) 3,Na 2 CO 3 和 HF 制备冰晶石 (Na 3 AlF 6 ): 解析 : 2Al(OH) 3 +3Na 2 CO 3 +12HF=2Na 3 AlF 6 +3CO 2 +9H 2 O 例三 : CoSO 4 与 NH 4 HCO 3 反应, 使 Co 2+ 转化为 CoCO 3 沉淀 : 解析 : Co 2+ +2HCO 3- =CoCO 3 +H 2 O+CO 2 非氧化还原反应没有明确的规则, 只能通过物质之间的拆分组合, 组成合适的或者题目中给出的生成物来书写这种题目主要是找出其中组成物质的离子, 观察离子之间发生的变化即可 CoSO 4 +2NH 4 HCO 3 = CoCO 3 +H 2 O+CO 2 +(NH 4 ) 2 SO 4 (5) 水解反应方程式的书写 NH 4 Ac+H 2 O NH 3 H 2 O+HAc CaC 2 +2H 2 O=Ca(OH) 2 +C 2 H 2 Mg 2 C 3 +4H 2 O=2Mg(OH) 2 +C 3 H 4 NaH+H 2 O=NaOH+H 2 AlH 3 +3H 2 O=Al(OH) 3 +3H 2 Mg 3 N 2 +6H 2 O=3Mg(OH) 2 +2NH 3 BrCl+H 2 O=HBrO+HCl CHCl 3 +4H 2 O=H 4 SiO 4 +H 2 +3HCl 水解反应方程式的书写只需要把盐类拆分成阳离子与阴离子, 再分别与 H + 和 OH - 组合, 考虑其可能发生的反应, 补全后即可例四 : 某离子反应涉及 H 2 O ClO NH 4 + H + N 2 Cl 六种微粒其中 c(nh 4 + ) 随反应进行逐渐减小下列判断正确的是 ( ) A. 反应的还原产物是 N 2 B. 消耗 1 mol 氧化剂, 转移电子 3 mol C. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2: 3 D. 反应后溶液的酸性明显增强解析 : 从题中判断,NH + 4 减少的原因只可能是被氧化转变为其他物质, 因为题中的阴离子 3

没有能与其产生沉淀或气体使其脱离体系的那么 -3 价 N 也只能被氧化, 氧化剂只能是 ClO - 因此我们据此写出本题的反应方程式: 2NH 4+ +3ClO - =N 2 +3Cl - +3H 2 O+2H + 据此, 我们来分析选项 : A. 反应的氧化产物是 N 2, 因此错误 B. 氧化剂为 ClO -,Cl 元素下降 2 价,1mol 转移 2mol 电子, 因此错误 C.

4 没有能与其产生沉淀或气体使其脱离体系的那么 -3 价 N 也只能被氧化, 氧化剂只能是 ClO - 因此我们据此写出本题的反应方程式: 2NH 4+ +3ClO - =N 2 +3Cl - +3H 2 O+2H + 据此, 我们来分析选项 : A. 反应的氧化产物是 N 2, 因此错误 B. 氧化剂为 ClO -,Cl 元素下降 2 价,1mol 转移 2mol 电子, 因此错误 C. 据方程式, 氧化剂与还原剂物质的量比为 3:2, 因此错误 D. 据方程式, 反应之后产生 H +, 酸性会增强, 因此正确例五 : 根据下表中信息, 判断下列叙述中正确的是 ( ) A. 表中 1 组反应可能有一种或两种元素被氧化 B. 氧化性强弱比较 :KClO 3 >Fe 3+ >Cl 2 >Br 2 C. 表中 2 组反应的离子方程式是 MnO 4- +3H 2 O 2 +6H + = 2Mn 2+ +4O 2 +6H 2 O D. 表中 3 组反应的还原产物是 KCl, 电子转移数目是 6e 解析 : A. Cl 2 与 FeBr 2 反应,Cl 2 少量时只氧化 Fe 2+,Cl 2 足量时氧化 Fe 2+ 和 Br -, 因此正确 B. 氧化性的强弱顺序为 :KClO 3 >Cl 2 >Br 2 >Fe 3+, 因此错误 C. 中反应不符合得失电子守恒, 因此错误 D. 3 组反应 KClO 3 +6HCl( 浓 )=KCl+3Cl 2 +3H 2 O 的还原产物是 Cl 2, 电子转移数目为 5e -, 因此错误 4

5 课后练习 : 1. 反应 NO+O 2 +NO 2 +H 2 O HNO 3 ( 未配平 ), 当氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:3 时, 此反应各物质化学计量数 ( 系数 ) 之比为 ( ) A.4:9:24:14:28 B.1:2:5:3:6 C.8:9:12:10:20 D.l:l:l:l:2 2. 一定条件下反应 :R 2 O 7 n - +3S +14H + 2R 3+ +3S+7H 2 O. 则 R 2 O 7 n -中 R 的化合价是 ( ) A.+2 B.+3 C.+4 D 将下列 5 种物质 :N 2 O FeSO 4 Fe(NO 3 ) 3 HNO 3 和 Fe 2 (SO 4 ) 3 分别填入下面对应的横线上组成一个未配平的化学方程式, 正确的顺序是 ( ) A.FeSO 4 Fe(NO 3 ) 3 ; Fe 2 (SO 4 ) 3 HNO 3 N 2 O H 2 O B.HNO 3 FeSO 4 ; Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe(NO 3 ) 3 N 2 O H 2 O C.HNO 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 ; FeSO 4 Fe(NO 3 ) 3 N 2 O H 2 O D.Fe 2 (SO 4 ) 3 N 2 O; FeSO 4 HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 H 2 O 4.Zn+NO 3 - +OH - +H 2 O NH 3 +Zn(OH) 4 配平后, 离子方程式中 H 2 O 的系数是 ( ) A.2 B.4 C.6 D.8 5. 在热的稀 H 2 SO 4 溶液中溶解了 45.6g FeSO 4, 当加入 100mL 1mol/L KNO 3 溶液后, 使其中的 Fe 2+ 全部转化成 Fe 3+,KNO 3 也反应完全, 并有 N x O y 气体逸出 : FeSO 4 + KNO 3 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3+ N x O y + H 2 O 据此推算出 x y 的值分别为 ( ) A.1 2 B.1 1 C.2 1 D 已知 :MnO 2 +4HCl( 浓 ) MnCl 2 +Cl 2 +2H 2 O. 实验室用足量 NaOH 溶液吸收从浓盐酸和 MnO 2 反应体系中导出的气体. 当吸收温度不同时, 生成的产物可能是 NaClO NaClO 3 NaCl 中的两种或三种. 下列说法正确的是 ( ) A. 若产物为 NaClO NaCl, 则吸收后的溶液中 n(clo - ) n(cl - ) B. 若产物为 NaClO 3 NaCl, 则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 1:5 C. 若产物为 NaClO NaClO 3 NaCl, 则由吸收后溶液中 n(cl - ) 和 n(clo - 3 ) 可计算吸收的 n(cl 2 ) D. 若产物为 NaClO NaClO 3 NaCl, 则 NaOH 与 Cl 2 相互反应的物质的量之比一定为 2:1 5

6 7.6.4g 铜与过量的硝酸 (8mol/L 60mL) 充分反应后, 硝酸的还原产物有 NO NO 2, 反应后溶液中所含 H + 为 n mol,no NO 2 混合气体的物质的量为 ( ) A.0.28mol B.(0.28-n)mol C.(n+0.2)mol D.(0.48-n) mol 8. 铁及其化合物与生产生活联系紧密, 请回答下列问题 : (1) 若 FeO 和 Fe 2 O 3 固体混合物的质量为 11.6g, 用氢气完全还原后生成水的质量为 3.6g, 则混合物中 Fe 2 O 3 的质量为 g. (2) 高铁酸盐的一种制备方法是用 Fe 2 (SO 4 ) 3 和 NaClO 在强碱性溶液中反应, 写出反应的离子方程式 :. 9. 配平下列反应的化学方程式 : H 2 O. Zn+ HNO 3 Zn(NO 3 ) 2 + N 2 O 单质铁溶于一定浓度的硝酸中反应的化学方程式如下 : afe+bno - 3 +ch + =dfe 2+ +ffe 3+ +gno +hn 2 O +kh 2 O( 化学计量数均为正整数 ) (1)c g h 的关系式是. (2)b c d f 的关系式是. (3)d f g h 的关系式是. (4) 若 a=12, 铁和硝酸恰好完全反应, 则 b 的取值范围是,c 的取值范围是. 6

7 答案 : 1. 答案 B 解答 A.4NO+9O 2 +24NO 2 +14H 2 O 28HNO 3, 氧化剂物质的量为 9, 还原剂物质的量为 :4+24=28, 二者物质的量之比为 9:28, 故 A 错误 ; B.1NO+2O 2 +5NO 2 +3H 2 O 6HNO 3, 氧化剂物质的量为 2, 还原剂物质的量为 :1+5=6, 二者物质的量之比为 2:6=1:3, 故 B 正确 ; C.8NO+9O 2 +12NO 2 +10H 2 O 20HNO 3, 氧化剂物质的量为 9, 还原剂物质的量为 :8+12=20, 二者物质的量之比为 9:20=9:20, 故 C 错误 ; D.1NO+1O 2 +1NO 2 +1H 2 O 2HNO 3, 氧化剂物质的量为 1, 还原剂物质的量为 :1+1=2, 二者物质的量之比为 1:2, 故 D 错误 2. 答案 D 解答在反应:R 2 O n S +14H + 2R 3+ +3S+7H 2 O, 设 R 2 O n 7 -中 R 的化合价为 +x, 则 R 变价数目为 :(x-3) 2; 反应中-2 价硫升高为 0 价, 化合价升高数目为 :3 [0-(-2)], 依据氧化还原反应得失电子守恒,: (x-3) 2=3 [0-(-2)], 解得 x=6 3. 答案 B 解答所给的物质中,HNO 3 中氮元素化合价位于最高价, 具有氧化性, 对应还原产物为 N 2 O, 能将还原性的亚铁离子氧化为铁离子,Fe(NO 3 ) 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 为氧化产物, 根据氢原子守恒, 还有水生成, 根据化合价升降相等和原子守恒配平后发生的反应为 :30HNO 3 +24FeSO 4 =8Fe(NO 3 ) 3 +8Fe 2 (SO 4 ) 3 +3N 2 O+15H 2 O 4. 答案 C 解答在 NO - 3 +Zn+OH - +H 2 O NH 3 +Zn(OH) 4 中, Zn 元素的化合价由 0 升高到 +2 价, N 元素的化合价由 +5 降低到-3 价, 由电子守恒可知,Zn 的化学计量数为 4,NO 3 -的化学计量数为 1, 则 NO Zn+OH - +H 2 O NH 3 +4Zn(OH) 4, 由电荷守恒, 则 NO Zn+7OH - +H 2 O NH 3 +4Zn(OH) 4, 再由 H 原子守恒可知, NO Zn+7OH - +6H 2 O NH 3 +4Zn(OH) 4, 即离子方程式中 H 2 O 的系数为 6 5. 答案 B 解答 45.6g FeSO 4, 物质的量为 =0.3mol,n(KNO 3 )=0.1L 1mol/L=0.1mol, 反应中 Fe 2+ 全部转化成 Fe 3+, 失去电子总数为 :0.3mol (3-2)=0.3mol; 7

8 设 N x O y 中 N 元素化合价为 a, 则硝酸钾得到电子总数为 :0.1mol (5 - a), 依据氧化还原反应得失电子守恒, 可知 0.3mol=0.1mol (5 - a), 解得 a=2, 氮的氧化物中氮元素为 +2 价的物质为 NO, 所以 x:y =1:1 6. 答案 D 解答 A 浓盐酸挥发性, 所以则吸收后的溶液中 n(clo - )<n(cl - ), 而不是 n(clo - ) n(cl - ), 故 A 错误 ; B 如果 NaCl 全是氯气与氢氧化钠发生氧化还原反应得到, 则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 1:5, 而挥发的氯化氢也被吸收, 生成氯化钠, 所以参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比不等于 1:5, 故 B 错误 ; C 溶液中的氯离子有一部分是氯化氢挥发得到, 所以无法根据吸收后溶液中 n (Cl - ) 和 n(clo - 3 ) 来计算吸收的 n(cl 2 ), 故 C 错误 ; D NaOH 与 Cl 2 相互反应生成氯化钠次氯酸钠氯酸钠, 由组成可知钠与氯的物质的量之比为 1:1, 所以 NaOH 与 Cl 2 相互反应的物质的量之比一定为 2:1 7. 答案 B 解答 6.4g 铜的物质的量为 0.1mol. 铜与过量的硝酸, 反应后溶液中所含 H + 离子为 n mol, 说明溶液为 Cu (N0 3 ) 2 与 HN0 3 的混合溶液. 根据电荷守恒溶液中 n(n0-3 )=n(h + ) +2n(Cu 2+ )=nmol+0.1mol 2=(n+0.2)mol, 其余反应的硝酸转化为 NO NO 2 混合气体,NO NO 2 混合气体的物质的量为 8mol/L 0.06L- (n+0.2)=(0.28-n)mol. 8. 解答 (1) 水的物质的量是 0.2 mol. 设 FeO Fe 2 O 3 物质的量分别为 x y, 则 : x+3y=0.2,72x+160y=11.6, 解得 y=0.05 mol,x=0.05 mol,fe 2 O 3 的质量 :160 g mol mol=8 g, 故答案为 :8; (2)Fe 2 (SO 4 ) 3 和 NaClO 在强碱性溶液中反应生成高铁酸钠氯化钠和水, 离子方程式为 :3Fe 3+ +3ClO - +10OH - =2FeO 4 +3Cl - +5H 2 O, 故答案为 :3Fe 3+ +3ClO - +10OH - =2FeO 4 +3Cl - +5H 2 O. 9. 解答该反应中,Zn 反应后生成 +2 价的 Zn(NO 3 ) 2, 化合价升高 2 价,HNO 3 中 +5 价 N 元素反应后转化为 +1 价的 N 2 O, 化合价至少降低 8 价, 化合价变化的最小公倍数为 8, 则 N 2 O 的系数为 1,Zn 的系数为 4, 然后利用观察法配平可得 :4Zn+10 HNO 3 4Zn(NO 3 ) 2+N 2 O +5H 2 O, 8

9 10. 解答 (1) 根据 N 原子守恒推出 b=g+2h, 由电荷守恒得 c-b=2d+3f, 由得失电子相等得 2d+3f=3g+8h 可知,c-b=3g+8h, 将 b=g+2h 带入, 可得 c=4g+10h, 故答案为 :c=4g+10h; (2) 根据电荷守恒, 反应前后离子所带电荷相等, 所以 c-b=2d+3f, 故答案为 :c-b=2d+3f; (3) 铁做还原剂被氧化为 Fe 2+ Fe 3+, 硝酸根做氧化剂被还原为 NO N 2 O, 根据得失电子相等, 所以 2d+3f=(5-2)g+2h(5-1), 即 2d+3f=3g+8h, 故答案为 :2d+3f=3g+8h; (4)b 表示起氧化剂作用的硝酸系数, b 的最小值应是每个铁原子失电子数最少, 而每个硝酸根离子得电子数最多, 即 Fe Fe 2+,NO - 3 N 2 O, 根据得失电子相等, 所以 12 2=b 4, 即 b=6, 故最小值 b=6. b 的最大值应是每个铁原子失电子数最多, 但每个硝酸根离子得电子数最少, 即 Fe Fe 3+,NO - 3 NO, 根据得失电子相等, 所以,12 3=b 3, 即 b=12, 故最大值 b=12, 因此 6<b<12, c 表示 H + 的系数, 即表示起酸性的硝酸的系数与做氧化剂的系数之和, 起酸性的硝酸的系数等于 Fe 2+ 或 Fe 3+ 带的正电荷数. 起氧化剂的硝酸系数, 前面已算出. c 的最小值应是每个铁原子失电子数最少, 而每个硝酸根离子得电子数最多, 即 Fe Fe 2+,NO - 3 N 2 O,c 的最小值为 :6+12 2=30, c 的最大值应是每个铁原子失电子数最多, 但每个硝酸根离子得电子数最少, 即 Fe Fe 3+,NO - 3 NO,c 的最大值为 : =48, 所以 30<c<48. 故答案为 :6<b<12;30<c<48; 9

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á à á à + 2- NH 4 SO4 1 1 2 1 3 1 14 12 6 13 6 6 12 6 2 1 3 1 235 92 18 8 131 53 12 6 1 16 8 12 1 12 6 1 1 2 1 1 1 2 1 6 1 1 6 10 14 p d f 3 5 7 p d f 0 0 0 p d f NH + 4 A werner 1866 1919