氧化还原反应
认识氧化还原反应的本质是电子转移,掌握化合价升降与电子得失的判断方法,理解氧化剂、还原剂、氧化产物与还原产物的关系,能配平简单的氧化还原反应。
这一页讲的是必修第一册 第2章 元素与物质世界 · 氧化还原反应里的「氧化还原反应」,教材要求做到:能用双线桥标出电子转移并判断氧化剂还原剂。它不是凭空出现的——要先会「电解质的电离 离子反应」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「铁的多样性」。下面配了 8 道诊断题,其中基础 2 道、进阶 6 道,答案与解析全部公开;先自己做一遍,再对照解析找断点。
掌握标准
- 能用双线桥标出电子转移并判断氧化剂还原剂
- 能配平常见氧化还原反应方程式
先修关系
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诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)
第 1 题 基础
下列反应中属于氧化还原反应的是( )
- NaOH + HCl = NaCl + H2O
- CaCO3 高温分解为 CaO 和 CO2
- Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
- CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 沉淀 + H2O
看答案与解析
答案:C
解析:判断依据是反应前后是否有元素化合价发生变化。A 是酸碱中和,B 是分解反应但各元素化合价不变,D 是复分解反应,三者均无化合价变化。C 中铁由 0 价升高到 +2 价,铜由 +2 价降低到 0 价,存在化合价升降,属于氧化还原反应。故选 C。
第 2 题 进阶
在反应 MnO2 + 4HCl(浓)= MnCl2 + Cl2 气体 + 2H2O 中,氧化剂是( )
- MnO2
- HCl
- MnCl2
- Cl2
看答案与解析
答案:A
解析:氧化剂是所含元素化合价降低、本身被还原的物质。该反应中锰元素由 +4 价降为 +2 价,对应物质 MnO2 被还原,故作氧化剂;HCl 中氯元素由 -1 价升为 0 价,被氧化,作还原剂,其中只有 2 mol HCl 被氧化。故选 A。
第 3 题 挑战
对于反应 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 气体,下列判断正确的是( )
- Na2O2 只作氧化剂
- Na2O2 既作氧化剂又作还原剂
- 每生成 1 mol O2 转移 4 mol 电子
- 该反应中水作还原剂
看答案与解析
答案:B
解析:Na2O2 中氧元素为 -1 价,处于中间价态,反应中一部分氧升到 0 价生成 O2,另一部分降到 -2 价进入 NaOH,故 Na2O2 既是氧化剂又是还原剂;生成 1 mol O2 时有 2 mol 氧原子各失去 1 个电子,只转移 2 mol 电子,并非 4 mol;水中氧、氢化合价均未改变,水既不是氧化剂也不是还原剂。故选 B。
第 4 题 基础
从电子转移的角度看,氧化还原反应的本质是____,其外在特征是反应前后元素化合价发生升降。
看答案与解析
答案:电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移)
解析:氧化还原反应的本质是电子转移,包括离子化合物形成时的电子得失和共价化合物形成时的共用电子对偏移;化合价升降只是电子转移的外在表现,是判断反应是否为氧化还原反应的依据。因此本质应填电子转移,不能只答化合价变化。
第 5 题 进阶
配平反应 __Al + __Fe3O4 高温 __Al2O3 + __Fe 后,Al 前的化学计量数为____。
看答案与解析
答案:8
解析:该反应中铝由 0 价升到 +3 价,每个铝原子失去 3 个电子;Fe3O4 中 3 个铁共为 +8 价,单质铁为 0 价,3 个铁原子共得到 8 个电子。为使得失电子总数相等,取最小公倍数 24,铝需 8 个、Fe3O4 需 3 个,配平后为 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe。故 Al 前系数为 8。
第 6 题 挑战
在反应 3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O 中,作氧化剂的氯气与作还原剂的氯气的物质的量之比为____。
看答案与解析
答案:5:1
解析:此反应是氯气的自身氧化还原反应。6 个氯原子中,5 个由 0 价降到 -1 价生成 KCl,共得 5 个电子,这部分氯气作氧化剂;1 个氯原子由 0 价升到 +5 价生成 KClO3,失去 5 个电子,这部分氯气作还原剂。得失电子守恒,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为 5 比 1,不能误答为 1 比 5。
第 7 题 进阶
以反应 Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2 为例,指出其中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,并说明判断依据。
看答案与解析
答案:氧化剂是 Fe2O3,其中铁元素由 +3 价降为 0 价,得电子被还原;还原剂是 CO,其中碳元素由 +2 价升为 +4 价,失电子被氧化;氧化产物是 CO2,还原产物是 Fe
解析:判断的关键是抓住化合价升降与电子得失的对应关系:所含元素化合价降低、得电子的反应物是氧化剂,它被还原后得到还原产物;化合价升高、失电子的反应物是还原剂,它被氧化后得到氧化产物。本题中铁由 +3 价降到 0 价,故 Fe2O3 为氧化剂、Fe 为还原产物;碳由 +2 价升到 +4 价,故 CO 为还原剂、CO2 为氧化产物。
第 8 题 挑战
在反应 2KMnO4 + 16HCl(浓)= 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 气体 + 8H2O 中,若生成 5 mol Cl2,则反应中转移电子的物质的量为多少 mol?(只填数值)
看答案与解析
答案:10
解析:可从锰或氯两个角度核算。锰元素由 +7 价降为 +2 价,每个锰原子得 5 个电子,2 mol KMnO4 共得 10 mol 电子;氯元素由 -1 价升为 0 价,生成 5 mol Cl2 需 10 mol 氯原子各失 1 个电子,共失 10 mol 电子。两者相等,说明转移电子为 10 mol,注意 16 mol HCl 中只有 10 mol 被氧化。
课标对应
…了解氧化还原反应的本质是电子的转移,知道常见的氧化剂和还原剂…
《课程标准》原文节选(che-2017:G.NR.02)
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