- 氧化性、还原性强弱的比较
- 共1284题
已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：
(1)该反应中，化合价升高的反应物是________，化合价没有发生变化的反应物是 ________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(不需配平)___________________________。
(3)上述反应中，氧化剂是________，1 mol氧化剂在反应中________ (填“得到”或“失去”)________
mol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色。说出NaBiO3的一个性质：
______________________。
正确答案
(1)KCl；H2SO4 (2)KMnO4＋KCl＋H2SO4→K2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋H2O
(3)KMnO4；得到；5
(4)NaBiO3具有强氧化性(比KMnO4氧化性强)
某化学小组在学习元素周期律后，对教材中Fe2＋氧化为Fe3＋的实验进一步思考，并提出问题：Cl2能将Fe2＋氧化为Fe3＋，那么Br2和I2能否将Fe2＋氧化为Fe3＋？
环节一：理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2＋氧化为Fe3＋，他们思考的依据是________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2＋氧化为Fe3＋，还有同学认为Br2能将Fe2＋氧化为
Fe3＋而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二：设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验：。
实验1：
环节三：实验现象的分析与解释
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2＋氧化，离子方程式为________。
同学乙认为应该补充实验，才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验：
实验2：
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：碘水与FeCl2溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：______________。
实验3：进行实验以确定可能的原因。
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：
实验4：
你认为实验4设计的主要目的是________________。
同学丁根据实验4现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2＋的能力逐渐减弱，用原子结构解释原因：__________。
正确答案
环节一：均为第ⅦA族单质，氧化性均较强(合理即可)
环节三：(1)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－
(2)碘水与FeCl2溶液发生反应，但FeCl3溶液也是黄色的，所以没有明显现象
亚铁离子与空气接触会被氧化，加入乙酸乙酯既可作为萃取剂又能起到液封的作用，减少空气对实验的影响
(3)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱(合理即可)
第ⅦA族元素的单质均具有氧化性，但氧化性从上到下逐渐减弱。实验1中①黄色为Fe3＋的颜色，说明Br2能将Fe2＋氧化成Fe3＋，实验1中②黄色可能是Fe3＋的颜色，也可能是原碘水的颜色，应用KSCN溶液检验是否有Fe3＋生成。实验3中，由于Fe2＋易被空气中的O2氧化，所以上层清液出现浅红色，不能说明Fe2＋能被I2氧化，应采取措施防止空气的干扰。卤族元素单质氧化性逐渐减弱的原因是从上到下原子电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱。
对实验过程中出现的异常现象进行探究，是实施素质教育、培养创新精神的有效途经。
【实验1】用下图实验装置进行铜与浓硫酸的反应，实验中发现试管内除了产生白色硫酸铜固体外，在铜丝表面还有黑色固体甲生成，甲中可能含有黑色的CuO、CuS、Cu2S。查阅资料：CuS和Cu2S均为黑色固体，常温下都不溶于稀盐酸，在空气中煅烧，均转化为CuO和SO2。为了探究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如下实验：
（1）上述实验装置除了有尾气吸收装置外，还有一个显著的优点是 。
（2）固体乙在空气中煅烧时，使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外，还必须有 。
（3）确定乙是否煅烧完全的操作是 。
（4）煅烧过程中一定发生的化学反应方程式为 。
【实验2】某化学兴趣小组设计了如下实验装置（尾气吸收装置未画出），探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱。
（5）根据下列实验操作和现象，填写实验结论。
（6）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了异常的变化：D装置中，红色慢慢褪去；E装置中，CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
①请用平衡移动原理（结合化学用语）解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____ ；
请设计简单实验证明上述解释 。
②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因 。
正确答案
（本题共12分）（1）在熄灭酒精灯后，B中的液体不会倒吸（1分）
（2）泥三角、坩埚（坩埚钳）（2分，坩埚钳不写不扣分）
（3）重复操作（再煅烧、冷却、称量），直至恒重（前后两次称量差不超过0.001g）。（2分）
（4）2CuS+3O22CuO+2SO2 （2分） （5）Cl2 ＞Br2 ＞Fe3+（1分）
（6）①过量氯气和SCN –反应：2SCN-+Cl2→2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3+ +3SCN-
②BrCl + H2O →HBrO + HCl反应只产生Cl-，不产生Br-（1分）
试题分析：（1）SO2极易溶于水，所以容易引起倒吸。由于B装置和A装置之间连接有橡皮管，所以该装置的另外一个特点是在熄灭酒精灯后，B中的液体不会倒吸。
（2）固体灼烧应该在坩埚中进行，所以还需要的仪器有泥三角、坩埚（坩埚钳）。
（3）要检验固体灼烧是否完全的正确操作应该是重复操作（再煅烧、冷却、称量），直至恒重（前后两次称量差不超过0.001g）。
（4）由于固体乙灼烧后固体质量减少，所以固体乙中一定含有CuS，因为Cu2S灼烧后固体质量不变，所以灼烧时反应的化学方程式是2CuS+3O22CuO+2SO2。
（5）A装置中产生氯气，D装置中溶液变红，这说明反应中有Fe3＋生成，即氯气将亚铁离子转化为铁离子。E装置中水层溶液变黄，振荡后，CCl4层无明显变化，这说明反应中氯气首先氧化亚铁离子，所以根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性强弱顺序是Cl2 ＞Br2 ＞Fe3+。
（6）①因为氧化性是Cl2＞(SCN)2，所以过量氯气和SCN－反应：2SCN-+Cl2→2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则可逆反应Fe3++3SCN-
②由于过量的Cl2和Br2反应生成的BrCl，BrCl与水发生水解反应生成盐酸和次溴酸，反应的方程式是BrCl + H2O →HBrO + HCl。反应只产生Cl-，不产生Br-，所以只能得到白色沉淀氯化银，得不到溴化银浅黄色沉淀。
某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，装置的气密性已检验）。
实验记录如下：
请回答下列问题：
（1）A中反应的离子方程式是 。
（2）实验操作II吹入热空气的目的是 。
（3）装置C的作用是 ，C中盛放的药品是 。
（4）实验操作III，混合液逐渐变成红棕色，其对应的离子方程式 。
（5）由上述实验得出的结论是 。
（6）实验反思：
①有同学认为实验操作II吹入的热空气，会干扰（5）中结论的得出，你认为是否干扰，理由是 。
②实验操作III，开始时颜色无明显变化的原因是（写出一条即可）：
。
正确答案
（16分，每空2分）
（1）2Br-＋Cl2＝Br2＋2Cl-
（2）吹出单质Br2
（3）吸收尾气 NaOH溶液
（4）H2O2＋2Br-＋2H+＝Br2＋2H2O
（5）氧化性：H2O2＞Br2＞H2SO3
（6）
① 不干扰，无论热空气是否参加氧化H2SO3，只要观察到产生白色沉淀的同时无明显颜色变化，即能证明Br2氧化了H2SO3
② H2SO3有剩余（H2O2浓度小或Br-与H2O2反应慢等因素都可）
试题分析：（1）氯水中的Cl2置换Br‾。
（2）利用Br2的挥发性，吹入热空气使Br2挥发。
（3）因为Cl2、Br2有毒，所以C中盛放NaOH溶液，除去尾气中的有毒气体，防止污染环境。
（4）混合液逐渐变成红棕色，说明H2O2把Br‾氧化为Br2，配平可得离子方程式。
（5）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，可知：H2O2＞Br2＞H2SO3。
（6）①溶液无明显颜色变化，说明Br2参加了反应，即氧化了H2SO3。
②实验操作III发生的反应为H2O2氧化Br‾，开始时颜色无明显变化，说明反应收到了影响，H2SO3有剩余、H2O2浓度小、Br-与H2O2反应慢等都是可能因素。
为验证氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和甲中加热装置已略，气密性已检验）。
实验步骤：
1.在甲装置中，打开活塞a，加热，待装置中充满黄绿色气体时，与丙装置连接。
2.当丙装置中FeC12溶液变黄时，停止加热。
3.打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
4.在乙装置中，打开活塞b，待空气排尽后，将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中，一段时间后，停止。
5.更新丙中试管，打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。
回答下列问题：
（1）甲中发生反应的化学方程式为______________________。
（2）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是____________。
（3）实验中，证明氧化性Fe3+＞SO2的离子方程式为_____________。
（4）有I、II、III三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：
上述实验结果一定能够证明Cl2＞Fe3＋＞SO2的是______（填“I”、“II”或“III”）。
正确答案
（1）MnO2＋4HCl(浓) 
（3）2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋（4）I、Ⅲ（有错不得分，选不全得1分）（每空2分）
试题分析：（1）在加热的条件下二氧化锰钠氧化浓盐酸生成氯气，所以甲中发生反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)
（2）应用70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸中c(H＋)大，氢离子浓度大反应速率快。
（3）铁离子具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋。
（4）步骤3溶液中含有铁离子生成，说明氯气把亚铁离子氧化生成铁离子。根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性是氯气强于铁离子；I组实验中既有Fe3＋又有Fe2＋，这说明氯气不足。因此能与SO2反应的只有铁离子。由于步骤5溶液中含有SO42－，这说明铁离子把SO2氧化生成了硫酸，因此氧化性是铁离子强于SO2，I正确；Ⅱ组实验中有Fe3＋无Fe2＋，因此不能排除氯气是否过量。实验即使步骤5溶液中含有SO42－，也不能说明是被铁离子氧化的，所以无法证明氧化性是铁离子强于SO2。Ⅲ组实验中有Fe3＋无Fe2＋，虽然不能说明氯气是否过量。但由于在步骤5溶液中含有亚铁离子，这说明在反应中铁离子被SO2还原，所以可以证明氧化性是铁离子强于SO2，答案选I、Ⅲ。
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