返回

高中一年级化学

首页
首页 高中一年级化学知识 氧化还原反应的配平 氧化剂、还原剂 （浓）硫酸 试题正文
  • 填空题
    近年来，我国储氢纳米碳管研究获重大进展，电弧法合成的碳纳米管，常伴有大量杂质--碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为 ___C+__K2Cr2O7+__H2SO4(稀)__CO2+___K2SO4+__ Cr2(SO4)3+____
    (1)完成并配平上述反应的化学方程式。
    (2)此反应的氧化剂是______________，氧化产物是______________。
    (3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是_______（填选项编号）。
    A．酸性 B．氧化性 C．吸水性 D．脱水性
    本题信息：2011年同步题化学填空题难度一般 来源:刘平
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “近年来，我国储氢纳米碳管研究获重大进展，电弧法合成的碳纳米管，常伴有大量杂质--碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为 __...” 主要考查您对

氧化还原反应的配平

氧化剂、还原剂

（浓）硫酸

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 氧化还原反应的配平
  • 氧化剂、还原剂
  • （浓）硫酸

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。


配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等

配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒

配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1，Cl2的系数为x，则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe3C+HNO3＝Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
Sx  0→-2  降2×2
S2  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H2O、H+或OH-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。



氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

  1. 一般方法：从左向右配。
  2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。
  • 标出元素化合价变化的始态和终态
  • 求升价元素或降价元素化合价的变化数
  • 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
  • 配平变价元素
  • 用观察法配平其他元素
  • 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
    如：

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。



氧化剂：

（1）定义：得到电子（或电子对偏向）的物质，在反应时所含元素的化合价降低。
（2）常见的氧化剂：
①活泼非金属单质：如 Cl2、Br2、O2等。
②某些高价氧化物，如SO3、MnO2等。
③氧化性含氧酸，如 浓H2SO4、HNO3、HClO等
④元素（如Mn、Cl、Fe等）处于高化合价时的盐，如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、FeCl3等。
⑤过氧化物，如Na2O2、H2O2等。
⑥某些金属阳离子：如Ag+、Fe3+等

还原剂：

（1）定义：失去电子（或电子对偏离）的物质，在反应时所含元素的化合价升高。
（2）常见的还原剂：
①活泼金属单质：如 Na、A1、Zn、Fe等。
②低价态的金属阳离子：如Fe2+等；
③某些非金属单质：如 H2、C等。
④元素（如C、S等）处于低价时的氧化物，如CO、NO、SO2等。
⑤元素（如Cl、S等）处于低化合价时的氢化物：如 H2S、HCl、HI、NH3等 。
⑥元素（如S、Fe等）处于低化合价时的盐或酸，如Na2SO3、H2SO3、H2C2O4、FeSO4等。

常见的氧化剂及对应的还原产物：

氧化剂

还原产物

Cl2、ClO- Cl-
KMnO4(H+)、MnO2 Mn2+
HNO3 NOx、N2、NH4+
浓H2SO4 SO2
Ag+、Fe3+ Ag、Fe2+
H2O2 H2O

常见的还原剂及对应的氧化产物： 

还原剂

氧化产物

Na、K等金属单质

Na+、K+

某些非金属C、S

CO2、SO2

非金属的氢化物CH4、H2S、NH3等

CO2、S/SO2、NO

某些低价态的氧化物CO、SO2

CO2、SO3

某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3等

SO42-

某些低价态的阳离子Fe2+

Fe3+

H2O2

O2


易错易混点：

（1）金属单质只具有还原性，金属最高价阳离子只具有氧化性，处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性；
（2）非金属单质常作氧化剂，某些非金属单质也是较强的还原性物质，比如H2、C等等
（3）元素化合价的变化：
①元素最低价只有还原性，最高价只有氧化性，中间价态既有氧化性又有还原性
②同一元素在反应中化合价发生变化，只能接近不能交叉。
例如：



硫酸：

硫酸的分子式：H2SO4；结构式：，H2SO4中硫元素为+6价，处于最 0 高价，具有氧化性，但只有浓H2SO4表现出强氧化性，而稀硫酸、硫酸盐巾的硫元素通常不表现氧化性。


硫酸的物理性质和化学性质：

1.硫酸的物理性质
纯硫酸是无色、黏稠的油状液体，密度大，沸点高，是一种难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水互溶.浓硫酸溶于水时放出大量的热。常见浓硫酸的质量分数为98．3％，其密度为 1.84g·cm-3，沸点为338℃，物质的量浓度为18．4mol·L-1.H2SO4的浓度越大，密度越大，若将30％的H2SO4溶液与10％的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的质量分数大于20％。
2.稀硫酸的化学性质
稀硫酸具有酸的通性。
(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红。
(2)与碱发生中和反应

(3)与碱性氧化物或碱性气体反应

(4)与活泼金属发生置换反应

(5)与某些盐溶液反应

4．浓硫酸的特性
(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大。这是因为浓硫酸具有吸水性，实验室里常利用浓硫酸作干燥剂。
浓硫酸不仅可以吸收空气中的水，还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。。
浓H2SO4中的H2SO4分子可强烈地吸收游离的水分子形成一系列的硫酸水合物：。这些水合物很稳定，所以浓H2SO4可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂，同时不能暴露在空气中。能够用浓H2SO4干燥的气体有、等酸性或中性气体，而具有还原性的气体和碱性气体NH3则不能用浓H2SO4干燥。另外在酯化反应中，如中，浓H2SO4作催化剂和吸水剂。
(2)脱水性指浓H2SO4将有机物里的氧、氧元素按原子个数比2：1脱去生成水的性质。浓H2SO4从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子，不是水，脱下来的氢、氧元素的原子按2：1的比例结合成H2O；对于分子中所含氢、氧原子个数比为2：l的有机物(如蔗糖、纤维素等)，浓H2SO4可使其炭化变黑，如：

(3)强氧化性常温下，Fe、Al遇浓H2SO4会发生钝化。但热的浓 H2SO4能氧化大多数金属(除金、铂外)、某些非金属单质及一些还原性化合物。如：

在这些氧化还原反应中，浓硫酸的还原产物一般为SO2。


浓、稀硫酸的比较与鉴别：

1．比较

稀硫酸—弱氧化性—可与活泼金属反应，生成H2—氧化性由H+体现。
浓硫酸——强氧化性——加热时可与绝大多数金属和某些非金属反应，通常生成SO2——氧化性由体现。
2．鉴别
从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异人手，可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种。
方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓H2SO4，反之则为稀H2SO4。
方法二：观察状态，浓H2SO4呈黏稠状，而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液。
方法三：用手掂掂分量，因为浓H2SO4的密度较大 (1．84g·cm-3，相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4，浓H2SO4的质量比稀H2SO4大很多。
方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生气体，则为稀H2SO4，；若无明显现象(钝化)，则为浓H2SO4。
方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑 (浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4，另一种为稀H2SO4。
方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4。(浓H2SO4的强氧化性)，无现象的是稀H2SO4.


硫酸的用途及使用：

 (1)用途硫酸是化学工业最黄要的产品之一，它的用途极广(如下图)。
 
①利用其酸性可制磷肥、氮肥，可除锈，可制实用价值较高的硫酸盐等。
②利用其吸水性，在实验室浓H2SO4常用作干燥剂。
③利用其脱水性，浓H2SO4常作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。
④利用浓H2SO4的高沸点和难挥发性，常用于制取各种挥发性酸。
⑤浓H2SO4常作有机反应的催化剂。
(2)浓硫酸的安全使用
①浓H2SO4的稀释稀释浓硫酸时应特别注意：将浓硫酸沿器壁慢慢地注入水中，并不断搅拌，使产生的热量迅速地扩散出去。切不可把水倒人浓硫酸里。两种液体混合时，要把密度大的加到密度小的液体中，如浓H2SO4、浓HNO3-混合酸的配制方法是把浓H2SO4沿器壁慢慢地注入浓HNO3中。
②万一不小心将浓硫酸溅到皮肤上、衣服上或桌面上，应分别怎样处理?
皮肤上：用干布迅速拭去，再用大量水冲洗，最后涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液。
衣服上：用大量水冲洗。
桌面上：大量时，用适量。NaHCO3，溶液冲洗，后用水冲洗，再用抹布擦干；少量时用抹布擦即可。


发现相似题
与“近年来，我国储氢纳米碳管研究获重大进展，电弧法合成的碳纳...”考查相似的试题有：