第三节 氧化还原反应

5分钟训练(预习类训练，可用于课前)
 

1.将木炭与氧化铜的粉未混合加热，可得到红色的铜。试写出其反应的化学方程式，指出其中的氧化反应与还原反应并考虑它们的关系。

思路解析：C+2CuO 2Cu+CO2↑,从反应过程来看，氧化铜失去氧原子被还原为铜，炭得到氧原子被氧化为二氧化碳，前者为还原反应，后者为氧化反应，两者在一个反应中同时进行，氧原子在两个反应中进行传递。

答案：氧化铜失去氧原子被还原为铜，炭得到氧原子被氧化为二氧化碳，前者为还原反应，后者为氧化反应，两者在一个反应中同时进行，氧原子在两个反应中进行传递

2.生活中有很多氧化反应，如金属腐蚀、细胞老化。请你总结氧化反应的本质，然后再在你的生活中找一找，还有哪些是氧化反应。

思路解析：金属腐蚀是金属的化合价升高，细胞老化可能是得到了氧原子或失去了氢原子，其实质还是化合价升高。生活中最典型的莫过于燃烧反应，燃烧的物质总是得到氧原子化合价被氧化。

答案：实质是化合价升高。燃烧也是氧化反应。(其他合理答案亦可)

3.根据以下几种常见元素原子的原子结构示意图，指出它们在化学反应中得失电子的趋势。

氢 氧 氖 钠 镁 氯

思路解析：最外层电子数越多，电子层数越少，得电子能力越强。

答案：氧和氯主要得电子，钠和镁主要失电子，氢得失电子能力都不强;氖则既不易得电子，又不易失电子。

4.比较氯化钠和氯化氢的形成过程，总结其区别与联系。

思路解析：分析氯化钠和氯化氢形成过程中电子的得失或转移、化合价的变化情况。

答案：氯元素的原子在氯化钠和氯化氢形成的过程中化合价都降低了，被还原，发生的是还原反应;钠元素的原子失去电子，化合价升高被氧化，发生的是氧化反应;氢元素虽然不能得到电子，但它与氯原子共用的电子对偏离氢原子，氢的化合价升高，被氧化，发生的是氧化反应

10分钟训练(强化类训练，可用于课中)

1.(2004全国春季高考理综)在下图所表示的粒子中，氧化性最强的是( )

A. B. C. D.

思路解析：氧化性的本质是物质得电子的能力，从粒子结构示意图可以很清楚地知道：最容易得电子的是B项中粒子。

答案：B

2.下列叙述正确的是( )

A.元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得

B.得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强

C.阳离子只能得到电子被还原，只能作氧化剂

D.含有最高价元素的化合物不一定具有强的氧化性

思路解析：A项正确，一般金属用还原其相应化合物的方法获得，非金属用氧化其相应化合物的方法获得;B项将得电子能力与得电子多少混为一谈，实际上氧化性只与得电子能力有对应关系;C项绝对化，也有阳离子如Fe2+可以继续被氧化，作还原剂;D项正确，如H2O中H元素就是最高价，但它只有极弱的氧化性。

答案：AD

3.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )

A.金属单质在反应中只作还原剂

B.非金属单质在反应中只作氧化剂

C.金属失电子越多，其还原性越强有力

D.Cu2+比Fe2+氧化性强，Fe比Cu还原性强

思路解析：A项中金属没有负化合价，所以单质只作还原剂;B项中非金属既有负价又有正价，可能用氧化剂，也可能作还原剂;C项中已在第3题中辨析过，不正确;D项实际上是一个经验规律：金属的还原性越强，其相应阳离子的氧化性越弱。

答案：AD

4.下列叙述中，正确的是( )

A.含金属元素的离子不一定都是阳离子

B.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂

C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原

D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质

思路解析：A项是一个相对命题，只要找到一个例子，即成立，如 ;B项是一个绝对命题，只要有一个例外，就可以将其否定，如：H2在很多反应中都是作还原剂;C项对于金属是正确的，对于非金属，就不适合;D项也是一个相对命题，现成的例子是Fe3+被还原为Fe2+。

答案：AD

5.一氧化氮是大气污染物之一。目前,有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式_____________________。

思路解析：反应物是一氧化氮和氨气，生成物是氮气和水，根据氧化还原反应的归中规律，可以很方便地写出其相应产物，再按照质量守恒原理或氧化还原的守恒原理加以配平。

答案： 4NH3+6NO 5N2+ 6H2O

6.下列化学反应不属于置换反应而属于氧化还原反应的是( )

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：根据置换反应的特征，B、C、D项均符合，只有A不符。根据氧化还原反应的特征，A符合。

答案：A

7.去年5月底6月初，各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告。据报道，在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。根据你的化学知识做出如下判断(这一判断的正确性有待证明)：

当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯，最可能的存在形式是___________和___________。当另一种具有________________性质的液态洁污剂与之混合，可能发生而产生氯气的反应方程式为：_______________________________________________________________________。

思路解析：洁污剂中氯元素的存在形式不可能是单质，又具备杀菌洁污作用，应该是ClO-或 ，产物为氯气，按归中规律，则另一种氯元素的形态应为Cl-，发生的反应为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“世界无烟日”，烟气中含有一种能与血液中血红蛋白结合的有毒气CO。市场上出现过一种一氧化碳检测器，其外观像一张塑料信用卡，正中有一个直径不到2 cm的小窗口，露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复原，表明室内一氧化碳浓度超标，有中毒危险。一氧化碳不超标时，橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分：亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸H8[Si(Mo2O7)6]•28H2O、CuCl2•2H2O和PdCl2•2H2O(注：橙红色为复合色，不必细究)。

(1)CO与PdCl2•2H2O的反应方程式为：________________________________________。

(2)题(1)的产物之一与CuCl2•2H2O反应而复原，化学方程式为：________________________

______________________________________________________________________________。

(3)题(2)的产物之一复原的反应方程式为：_____________________________________。

思路解析：第一个问题的关键是：CO和PdCl2•2H2O谁是氧化剂?当然有两种正好相反的假设，假设1，得到C和某种高价钯化合物，假设2，得到CO2和金属钯。哪一个假设正确?要从第2问得到启示。显然，第2问需要应试者自己得出结论，首先是CuCl2•2H2O不可能是还原剂，只可能是氧化剂，因为在水体系里铜的价态不能再升高。如果应试者没有这种基本思路，就无法对第1问的两种假设作出抉择。有了这种思路，必然对“(1)中的产物之一”对准C和Pd。问：其中哪一个可以跟CuCl2•2H2O反应?中学课本上讨论过碳的氧化，使用的都是强氧化剂，如空气中的氧气、浓硫酸、浓硝酸等，而且都需加热，可见碳不是强还原剂，把它氧化不那么容易，应当排除，于是“定音”，假设2是正确的，这是一箭双雕，既答了第1问，又答了第2问。当然，第2问又存在两种可能，铜被还原得铜(1)呢还是得铜(0)。怎样判断?需要第3问来帮助，第3问要求写出第2问中产物之一被复原，自然是指铜(1)或铜(0)的复原。先不必问氧化剂是谁，应试者就清楚，铜(1)比铜(0)易复原，即容易被氧化。由此选择了铜(1)为第2问的答案，完成第2问的解答。再接着思考第3问：使铜(1)复原为铜(2)使用了什么试剂?首先要明确，它一定是氧化剂，然后从检测器化学组成中去找，找不到，于是被逼到“华容道”上去了，只能选择空气中的氧气，别无他路，全题得解。

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

快乐时光

我当建筑师

作文课上，老师问平时爱搞小动作的小军：“你长大后的理想是什么?给大家说一说。”

小军回答：“我想当个建筑师。”

老师很有兴趣地问：“为什么?”

小军指指长方形的教室，说：“假如我当上建筑师，我要把教室变成圆形的。以后您再罚我站墙角，那就是不可能的了。”

30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)

1.(2010全国高考理综Ⅱ，10)已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：

H2O2→H2O →I2 →Mn2+ HNO2→NO

如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是( )

A.H2O2 B. C. D.HNO2

思路解析：根据“得失电子总数相等”原则，1 mol H2O2、 、 、HNO2分别得2 mol、5 mol、5 mol、1 mol电子，分别能氧化得到的I2为1 mol、2.5 mol、2.5 mol、0.5 mol,而 本身被还原还能产生0.5 mol I2,即分别得到I2 1 mol、3 mol、2.5 mol、0.5 mol。

答案：B

2.下列反应一定属于氧化还原反应的是( )

A.化合反应 B.置换反应 C.分解反应 D.复分解反应

思路解析：置换反应中有单质参与反应，又有单质生成，所以化合价一定会发生变化，故所有的置换反应都是氧化还原反应。

答案：B

3.黑火药的爆炸反应为：2KNO3+S+3C====K2S+N2↑+3CO2↑，其中被还原的元素是( )

A.N B.C C.N和S D.N和C

思路解析：化合价降低的元素被还原，N从+5价还原到0价，S从0价降低到-2价，所以被还原的元素是N和S。

答案：C

4.CaH2常作为生氢剂，其中氢元素呈-1价，其化学方程式为CaH2+2H2O====Ca(OH)2+2H2↑，其中水是( )

A.还原剂 B.氧化剂 C.既是还原剂又是氧化剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂

思路解析：在以上反应中，水中的氢元素的化合价是+1价，被还原为氢气后降为0价，所以水是氧化剂。

答案：B

5.下列说法正确的是( )

A氧化还原反应的本质是元素化合价的升降

B氧化反应与还原反应必然同时发生

C氧化剂在反应中失去电子，化合价升高，被氧化

D还原剂具有还原性

思路解析：氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移)，元素化合价的升降是由于电子的转移而引起的，所以A不正确;不过，我们可以根据反应前后元素化合价有无变化，判断反应是不是氧化还原反应;氧化反应是物质失去电子的反应，还原反应是物质得到电子的反应，在同一化学反应中，若某物质失去电子，必定有物质得到电子，而且得失电子的数目相等，故B是正确的;氧化剂是得到电子的物质，化合价降低，被还原，故C不对;还原剂在反应中失去电子，体现还原性，D是正确的。

答案：BD

6.下列说法中不正确的是( )

A有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应

B金属单质在化学反应中一定作为还原剂

C化合反应一定是氧化还原反应

D复分解反应一定不是氧化还原反应

思路解析：在同素异形体的相互转化中，有单质参加和单质生成，但无化合价变化，

故不是氧化还原反应，如2O3====3O2;金属单质在化学反应中只能失去电子，一定作为还原剂;在许多化合反应中元素的化合价不变化，如CaO+H2O====Ca(OH)2,不是氧化还原反应;复分解反应是两种化合物相互交换成分，无化合价变化，故一定不是氧化还原反应。

答案：AC

7.世界卫生组织(WHO)将二氧化氯(ClO2)列为A级高效安全灭菌消毒剂，它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛应用。下列说法正确的是( )

A.二氧化氯是强氧化剂 B.二氧化氯是强还原剂

C.二氧化氯是离子化合物 D.二氧化氯中氯元素为-1价

思路解析：氯元素常见化合价是0价和-1价，二氧化氯(ClO2)中氯元素的化合价为+4，在化学反应中很容易发生化合价降低得到电子的还原反应，是一种强氧化剂。

答案：A

8.下列离子在溶液中因发生氧化还原反应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+具有还原性，H+和 具有氧化性，三者发生氧化还原反应，不能大量共存;B中Ag+和Cl-不能共存，也不发生氧化还原反应;C中Ba2+与 反应生成BaSO4不能大量共存，也不发生氧化还原反应;D中Cu2+与OH-、 与OH-均不能共存，也不能发生氧化还原反应。 在酸性条件下表现出强氧化性，可以氧化还原某些物质，这一点往往容易疏忽。

答案：A

9.波尔多液农药不能用铁制容器盛放，是因为铁能与其所含的硫酸铜起反应。该反应中，铁是( )

A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.被还原

思路解析：上述反应的化学方程式为：Fe+CuSO4====FeSO4+Cu，铁的化合价升高被氧化，故Fe是还原剂。

答案：B

10.氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不属于氧化还原反应的是( )

A.金属冶炼 B.燃放鞭炮 C.食物腐败 D.点制豆腐

思路解析：金属冶炼、燃放鞭炮和食物腐败都是氧化还原反应，只有点制豆腐属于胶体的聚沉，不是氧化还原反应。

答案：D

11.下列实验现象与氧化还原反应有关的是( )

A.碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液产生沉淀

B.铜粉在空气中加热变成黑色粉末

C.石灰石溶于盐酸并产生无色、无味的气泡

D.氢气在空气中完全燃烧产生淡蓝色火焰

思路解析：A.Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl(复分解反应)。

B.2Cu+O2====2CuO(氧化还原反应)。

C.CaCO3+2HCl====H2O+CO2↑+CaCl2(复分解反应)。

D.2H2+O2====2H2O(氧化还原反应)。

答案：BD

12.下列反应属于氧化还原反应的是( )

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：氧化还原反应的特征是反应前后元素化合价有升降，据此判断：A、B、C、D四个反应中，只有B选项中有化合价的变化，即Cu元素的化合价由+2降到0，C元素的化合价由+2升到+4，因此该反应属于氧化还原反应。

答案：B

13.能正确表示四种基本类型反应与氧化还原反应关系的示意图是( )

思路解析：置换反应中化合价一定有变化，全部都是氧化还原反应;复分解反应是溶液中的离子互换反应，它的化合价不发生变化，全部是非氧化还原反应;化合反应与分解反应中如果有单质参与反应或生成了单质，则是氧化还原反应，反之不是氧化还原反应。

答案：D