体的摩尔体积未知,无法计算N2的物质的量,所以无法计算转移电子的物质的量,B项错误;
++2O===NO-+2H++HO,反应Ⅱ为5NH++3NO-配平反应方程式得反应Ⅰ为NH423243-===4N2↑+2H++9H2O。好氧菌池产生NO-3,厌氧菌池消耗NO3,则好氧菌池和厌氧菌池
投入的废液体积之比为3∶5时,NH+4能完全转化为N2,C项正确;反应Ⅱ中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶5,D项正确。
走好关键第一步——正确标出元素化合价
正确分析氧化还原反应中电子转移的数目,其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。 近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断 CuFeS2 Cu+2 Fe+2 S-2 K2FeO4 Fe+6 Li2NH N-3 LiNH2 N-3 AlN N-3
+ M+5 CO2- C+3 Na2S2O3 S+2 MO224
HCN C+2 N-3 CuH Cu+1 H-1
-FeOn4 Fe+(8-n) Si3N4 Si+4 N-3
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表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。 从元素的价态考虑:
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+
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+
最高价态——只有氧化性,如:Fe3、浓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.氧化性、还原性强弱的比较方法 (1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===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)根据反应条件和产物价态高低进行判断
①与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应,Mg与热水反应,Al与水加热反应也不明显,所以还原性:Na>Mg>Al;非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应,F2与H2暗处剧烈反应并爆炸,Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸,Br2与H2加热到500 ℃才能发生反应,I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:一般条件越低,氧化剂的氧化性越强,如:MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态不相同,可根据氧化产物的价态高低进行判断:氧化产物的价态越高,则氧化剂的氧化性越强,如:2Fe+3Cl2=====2FeCl3,Fe+S=====FeS,则氧化性:Cl2>S。 拓展延伸
物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2与NaOH溶液 ⑥Fe与HNO3溶液 ⑦Fe与H2SO4溶液 ⑧Na与O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________(填序号,下同)。 (2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是_________________。 (3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。 答案 (1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
解析 ⑥Fe和浓HNO3常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀HNO3反应,HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。
根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
△
点燃△
+-
-
+
(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)性越强其氧化性(还原性)越强。
(1)强氧化剂与强还原剂混合不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)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼(×) (4)难失电子的物质一定易得电子(×)
(5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性(×) (6)MnO2不与稀盐酸反应是因为H浓度小(×)
+
题组一 氧化性或还原性强弱的比较
1.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3
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+2Ag===Tl+2Ag,②Ag+Fe2===Ag+Fe3,③Fe+2Fe3===3Fe2,下列离子氧化性比较顺序正确的是( ) A.Tl3>Fe3>Ag C.Tl>Ag>Fe2 答案 D
解析 在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
2.(2024·威海期中)碘元素在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。已知淀粉遇碘单质变蓝,下列说法中正确的是( )
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B.Fe3>Ag>Tl3 D.Tl3>Ag>Fe3
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A.向含I的溶液中通入Cl2,所得溶液加入淀粉溶液一定变蓝 B.途径Ⅱ中若生成1 mol I2,消耗5 mol NaHSO3 C.氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO3
-
-
D.一定条件下,I与IO3可能生成I2 答案 BD
解析 向含I-的溶液中通入少量Cl2,可产生碘单质,所得溶液能使淀粉溶液变蓝,若向含I
-的溶液中通入过量
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Cl2,生成IO-3,所得溶液不能使淀粉溶液变蓝,A项错误;根据转化关
-~I~10e-,-~SO2-~2e-,系2IO3HSO3可知途径Ⅱ中若生成1 mol I2,消耗5 mol NaHSO3,24-,由途径ⅢB项正确;由途径Ⅰ可以知道氧化性:Cl2>I2,由途径Ⅱ可以知道氧化性:I2 -可以知道氧化性:Cl2>IO-3,故氧化性的强弱顺序为Cl2>IO3>I2,C项错误;一定条件下,I-与 IO-3可发生归中反应生成I2,D项正确。 题组二 氧化还原反应的竞争(先后规律的应用) 3.现有下列三个氧化还原反应: ①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若某溶液中含有Fe2、Cl和I,要除去I而不氧化Fe2和Cl,可以加入的试剂是( ) A.Cl2 C.FeCl3 答案 C 解析 本题是寻找一种氧化剂,其氧化性应大于I2的氧化性,而小于Cl2和Fe3+的氧化性(也可等于Fe3+的氧化性)。由①知氧化性:Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+;由②知氧化性:Cl2>Fe3 +,还原性:Fe2+>Cl-;由③知氧化性:MnO->Cl,还原性:Cl->Mn2+;由此推知氧化性42 + - - - + - B.KMnO4 D.HCl 强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,还原性强弱顺序为I->Fe2+>Cl->Mn2+。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+及I-,Cl2可氧化Fe2+及I-,FeCl3只能氧化I-。 4.往含Fe3、H、NO3的混合液中加入少量SO23,充分反应后,下列表示该反应的离子方程式正确的是( ) 22 A.2Fe3+SO23+H2O===2Fe+SO4+2H + - + - + + + - - B.2H+SO23===H2O+SO2↑ 2C.2H+2NO3+3SO23===3SO4+2NO↑+H2O + - - - +- D.2Fe3+3SO23+3H2O===2Fe(OH)3↓+3SO2↑ 答案 C 解析 三价铁离子、硝酸根离子都具有氧化性,都能氧化亚硫酸根离子,硝酸根离子在酸性 +- 环境下氧化性强于三价铁离子,所以通入亚硫酸根离子,先与硝酸根离子反应,若亚硫酸根剩余再与三价铁离子反应,题干中亚硫酸根离子少量,所以只有硝酸根离子反应,所以离子 -+3SO2-===3SO2-+2NO↑+HO,C项正确。 方程式为:2H++2NO3342 5.(2024·辽宁省实验中学东戴河分校高三开学考试)已知:还原性HSO3>I,氧化性IO3>I2,在含3 mol 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:3HSO3+IO3===3SO24+I+3H B.a~b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.8 mol 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 mol 答案 C 2-----+解析 还原性HSO-3>I,所以首先发生的反应为:IO3+3HSO3===I+3SO4+3H,继->I,所以IO-可以结合H+氧化I-生成I,反应为IO-+6H++5I续加入KIO3,氧化性IO32323-===3H 2O+3I2,根据发生的反应来判断各个点的产物。 - - - - - + 熟记常见物质氧化性、还原性顺序 (1)氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S ?HNO3?3+ (2)氧化性:??>Fe ?浓H2SO4? H2S??SO2+H2O???? (3)还原性:Cl- 2- ???或SO3??或S?