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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 氧化还原反应的配平 氧化剂、还原剂 氮气 物质的鉴别 氧化还原反应的计算 试题正文
  • 填空题
    NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：
    2NaNO2 + 4HI =2NO + I2 +2NaI +2H2O
    （1）上述反应中氧化剂是____________。
    （2）根据上述反应，鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有：①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，你认为必须选用的物质有___________（填序号）。
    （3）某厂废切削液中，含有2%-5%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2是___________。
    A．NaCl B． NH4Cl C．HNO3D．浓H2SO4
    （4）饮用水中NO对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO的浓度，某饮用水研究人员指出，在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，
    ①请配平化学方程式为：___Al＋___NaNO3＋___NaOH == ___NaAlO2＋___N2↑＋___H2O
    ②若反应过程中转移5 mo1e-，则生成标准状况下N2的体积为_______L。
    本题信息：2011年湖南省期末题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：2NaNO2+ 4HI =2NO + I2+2NaI +2H2O（1）上述反应中氧化剂是____________。（...” 主要考查您对

氧化还原反应的配平

氧化剂、还原剂

氮气

物质的鉴别

氧化还原反应的计算

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  • 氧化还原反应的配平
  • 氧化剂、还原剂
  • 氮气
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  • 氧化还原反应的计算

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：



氮元素在自然界中的存在形式：

既有游离态又有化合态。空气中含N278％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素


氮气的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小，氮气在水中的溶解度很小，在常压下101kPa，-195.8℃氮气变成无色液体，-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N，由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼。
(2)化学性质：氮分子化合价为0价，既可以升高也可以降低，说明氮气既有氧化性又有还原性。
①N2与H2化合生成NH3：
说明：该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。
②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应：
③N2与O2化合生成NO：
说明：在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。


氮气的用途：
①合成氨，制硝酸；
②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；
④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；
⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；
⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。

鉴别原则：

根据几种不同物质的性质不同及实验现象不同，将其一一区别开。
鉴别是根据化合物的不同性质来确定其含有什么官能团，是哪种化合物。如鉴别一组化合物，就是分别确定各是哪种化合物即可。在做鉴别题时要注意，并不是化合物的所有化学性质都可以用于鉴别，必须具备一定的条件：
(1)化学反应中有颜色变化
(2)化学反应过程中伴随着明显的温度变化（放热或吸热）
(3)反应产物有气体产生
(4)反应产物有沉淀生成或反应过程中沉淀溶解、产物分层等。

互滴现象不同的化学反应：

 1．Na2CO3与稀盐酸的反应
(1)向稀盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即有气泡产生。
(2)向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸，边滴加边振荡，开始不产生气泡，后来产生气泡。
2．Ca(OH)2溶液与H3PO4溶液的反应
(1)向H3PO4溶液中滴加Ca(OH)2溶液，开始不产生白色沉淀，后来产生白色沉淀。
(2)向Ca(OH)2溶液中滴加H3PO4溶液，肝始有白色沉淀，后来白色沉淀逐渐消失。
3．NaOH溶液与AlCl3溶液的反应
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，开始产生白色沉淀，后来白色沉淀逐渐消失j
(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始不产生白色沉淀，后来产生白色沉淀。
4．NaAlO2溶液与稀盐酸反应
(1)向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸，开始有白色沉淀产生，后来白色沉淀逐渐消失。
(2)向稀盐酸中滴加NaAlO2溶液，开始不产生白色沉淀，后来产生白色沉淀。
5．AgNO3溶液与NH3·H2O反应
(1)向NH3·H2O中滴加AgNO3溶液，开始不产生沉淀 

 (2)向AgNO3溶液中滴加NH3·H2O，开始出现沉淀，最终沉淀消失。

有机化合物的鉴别方法：

(1)烯烃、二烯、炔烃：
①溴的四氯化碳溶液，红色腿去
②高锰酸钾溶液，紫色腿去。
(2)含有炔氢的炔烃：
①硝酸银，生成炔化银白色沉淀
②氯化亚铜的氨溶液，生成炔化亚铜红色沉淀。
(3)小环烃：三、四元脂环烃可使溴的四氯化碳溶液腿色
(4)卤代烃：硝酸银的醇溶液，生成卤化银沉淀；不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同，叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快，仲卤代烃次之，伯卤代烃需加热才出现沉淀。
(5)醇：
①与金属钠反应放出氢气（鉴别6个碳原子以下的醇）；
②用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇，叔醇立刻变浑浊，仲醇放置后变浑浊，伯醇放置后也无变化。
(6)酚或烯醇类化合物：
①用三氯化铁溶液产生颜色（苯酚产生兰紫色）。
②苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。
(7)羰基化合物：
①鉴别所有的醛酮：2，4-二硝基苯肼，产生黄色或橙红色沉淀；
②区别醛与酮用托伦试剂，醛能生成银镜，而酮不能；
③区别芳香醛与脂肪醛或酮与脂肪醛，用斐林试剂，脂肪醛生成砖红色沉淀，而酮和芳香醛不能；
④鉴别甲基酮和具有结构的醇，用碘的氢氧化钠溶液，生成黄色的碘仿沉淀。
(8)甲酸：用托伦试剂，甲酸能生成银镜，而其他酸不能。
(9)胺：区别伯、仲、叔胺有两种方法
①用苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯，在NaOH溶液中反应，伯胺生成的产物溶于NaOH；仲胺生成的产物不溶于NaOH溶液；叔胺不发生反应。
②用NaNO2+HCl：脂肪胺：伯胺放出氮气，仲胺生成黄色油状物，叔胺不反应。芳香胺：伯胺生成重氮盐，仲胺生成黄色油状物，叔胺生成绿色固体。
(10)糖：
①单糖都能与托伦试剂和斐林试剂作用，产生银镜或砖红色沉淀；
②葡萄糖与果糖：用溴水可区别葡萄糖与果糖，葡萄糖能使溴水褪色，而果糖不能。
③麦芽糖与蔗糖：用托伦试剂或斐林试剂，麦芽糖可生成银镜或砖红色沉淀，而蔗糖不能。 
(11)使溴水褪色的有机物有：
①不饱和烃（烯、炔、二烯、苯乙烯等）；
②不饱和烃的衍生物（烯醇、烯醛等）；
③石油产品（裂化气、裂解气、裂化石油等）；
④天然橡胶；
⑤苯酚（生成白色沉淀）。
(12)因萃取使溴水褪色的物质有：
①密度大于1的溶剂（四氯化碳、氯仿、溴苯、二硫化碳等）；
②密度小于1的溶剂（液态的饱和烃、直馏汽油、苯及其同系物、液态环烷烃、液态饱和酯）。
(13)使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物有：
①不饱和烃；②苯的同系物；③不饱和烃的衍生物；④部分醇类有机物；⑤含醛基的有机物：醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐；⑥石油产品（裂解气、裂化气、裂化石油）；⑦天然橡胶。


氧化还原反应的计算:

(1)比较典型的计算有：求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂货还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。
(2)计算的依据是：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数，列出守恒关系式求解。

氧化还原反应的基本规律：

1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且失电子总数等于得电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价升高总数必等于降低总数。有关得失电子守恒(化合价守恒)的规律有如下应用：
(1)求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比，或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比。
(2)配平氧化还原反应方程式。
(3)进行有关氧化还原反应的计算：
2．强弱规律
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．价态规律
元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
4．转化规律
氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；不同价态的同种元素之间发生反应，元素的化合价只靠近，不交叉；相邻价态的同种元素之间不发生氧化还原反应。如
 
5．难易规律
越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应，如向FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：。


发现相似题
与“NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知Na...”考查相似的试题有：