化学竞赛专题辅导6：化学反应基本类型和氧化还原反应知识

化学竞赛专题辅导6：化学反应基本类型和氧化还原反应知识

1 竞赛专题辅导六：化学反应基本类型和氧化还原反应知识 【内容综述】 本期主要介绍化学反应的基本类型以及氧化还原反应的有关知识。该内容的主要知识要 点包括：（1）明确并学会判断四种基本反应类型，即：化合反应、分解反应、置换反应、 复分解反应（2）从得失氧的角度理解氧化还原反应（3）判断某一反应是否发生氧化还原反 应（4）判断发生氧化还原反应中那些物质被氧化、被还原、氧化剂、还原剂（5）明确四种 基本反应类型与氧化还原反应间的关系。 由于化学反应的基本类型以及氧化还原反应知识是中学化学的重点和难点知识，也是考 试中的热点知识，为此，本期主要从近几年的考试和竞赛试题中分析该内容的精髓。 【要点讲解】 一、四大基本反应类型的正确区分和理解 【例 1】通过下列反应，一定有单质生成的是（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 【解析】依题意知化合反应、复分解反应的产物一定是化合物，置换反应一定有单质生 成，分解反应可能有单质，也可能有化合物生成。故答案为 C。 【例 2】下列有关化学反应的基本类型的说法正确的是（ ） A．反应物有多种的反应是化合反应 B．生成物有多种的反应是分解反应 C．两种化合物相互交换成分，生成另两种化合物的反应是复分解反应 D．生成物中一种是单质，另一种是化合物的反应就是置换反应 【解析】 本题主要考查四种基本反应类型及其有关知识。化合反应的特点是反应物有多种，但生 成物只有一种，即“多到一”，而 A 选项只强调反应物而未强调生成物，故不一定是化合反 应；分解反应的特点是“一到多”，B 选项只强调生成物，而未强调反应物的种类，故也不 一定属于分解反应；置换反应的特点是单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，而 D 选项只强调生成物的特点，例如实验室用氯酸钾分解制氧气的反应符合选项要求，但其属于 分解反应。故本题答案为 C。 二、氧化还原反应知识的更深层次的理解和应用 【例 3】下列有关氧化还原反应的叙述错误的是（ ） A．失氧的物质被还原，得氧的物质被氧化 B．失氧的物质是还原剂，得氧的物质是氧化剂 C．氧化剂发生氧化反应，还原剂发生还原反应 D．氧化反应和还原反应必需同时发生 【解析】本题是考查氧化还原反应的有关知识。要解决有关氧化还原反应的试题，需要 弄清下列对应关系：失氧---被还原---发生还原反应---作氧化剂；得氧---被氧化---发生 氧化反应---作还原剂。依据上述关系，本题得正确答案为：B、C。 三、信息给予题中氧化还原反应知识的综合应用 2 【例 4】氧化还原反应的一种广义的定义是：凡是有化合价升降的反应，就是氧化还原 反应，元素化合价不变的反应，称为非氧化还原反应。按照这个定义，下列物质发生的反应 中，没有发生氧化还原反应的是（ ） A．高锰酸钾受热分解 B．碱式碳酸铜受热分解 C．水在直流电下发生分解 D．碳酸钙高温分解 【解析】本题是一道与氧化还原反应知识有关的信息给予题。依据题中信息可知发生氧 化还原反应必需具备反应前后物质中有元素的化合价发生改变，按照题中此信息进行分析： A 中高锰酸钾发生分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，在此反应中，锰元素和氧元素的化 合价发生改变；B 中碱式碳酸铜发生分解生成氧化铜、二氧化碳和水，反应前后物质中元素 的化合价均未发生改变，故此反应不属于氧化还原反应；C 中水发生分解生成氢气和氧气， 氢和氧两种元素化合价都发生改变，故此反应属于氧化还原反应；D 中碳酸钙分解生成氧化 钙和二氧化碳，反应前后元素的化合价均未发生改变，属于非氧化还原反应。由以上分析得 答案为：B、D。 【例 5】科学实验证明：空气中微量臭氧（O3）可以抵抗阳光中紫外线对人体的损害， 空调和冰箱里的制冷剂“氟里昂”是一种氯氟烃（以 M 表示其化学式），它能破坏臭氧层， 其反应过程可以表示为： M + O3 ＝ MO + O2 ； MO + O ＝ M + O2 根据所学的知识，可以知道氯氟烃在前一反应中所起的作用是__________，在整个反应过 程中所起的作用是___________________。 【解析】依题意由氧化还原反应的有关知识，作为氧化剂的物质在反应中是失去氧，作 为还原剂的物质在反应中是得到氧，由前一个反应可知，M 得到臭氧中的一个氧原子变为 MO， 故 M 充当了还原剂；对比前后反应由于反应前有 M 参加，反应后又在生成物中出现 M，故 M 在整个反应中其种类未发生改变，充当催化剂的作用。 【能力训练】 ★1．下列变化，必需要加入氧化剂才能发生的是（ ） A．CuO →CuSO4 B．NaOH→Na2SO4 C．CO2→CO D．Fe →Fe3O4 ★2．下列变化一定属于氧化还原反应的是（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 ★3．从得失氧的角度或化合价升降的角度判断下列反应不属于氧化还原反应的是（ ） A．实验室制氧气 B．实验室制氢气 C．硫在氧气中燃烧 D．实验室制取二氧化碳 ★★4．衣物上沾了 KMnO4 溶液的污迹不易洗去，若用维生素 C 制成的溶液擦洗，就 能很快洗掉污迹。测知溶液中，有 Mn2+、则可以推知在擦洗的过程中发生了__________反 应，反应中维生素起了______________作用。 ★5.火柴头上主要含有氯酸钾、二氧化锰、硫磺和玻璃粉等。火柴杆上涂有少量的石蜡 （化学式为 C25H32）。火柴盒两边的摩擦层是由红磷和玻璃粉调和而成的。火柴头在火柴盒 上划动时产生的热量使磷燃烧，放出的热量使氯酸钾分解，产生的氧气与硫反应，放出的热 量使石蜡引燃，最终使火柴杆着火，请按先后顺序依次写出有关的反应方程式： 3 （1）_________________________ ； （2）_______________________ （3）_________________________ ； （4）________________________ 在上述的反应中，不属于化学反应的基本反应类型的是（填序号，下同）___________； 属于化合反应的是___________________；属于分解反应的是_____________________。 ★★6.我国古代的“药金”外观和金相似，常误认为是金子，冶炼方法如下：将炉甘石 （含 ZnCO3）、赤铜（含 Cu2O）和木炭混合加热至 800 度左右即得到金光闪闪的“药金”。 已知碳酸锌在高温下分解为氧化锌和二氧化碳，据此回答：（1）写出上述过程中的有关化 学方程式_____________________________________________________________________ （2）用现代的观点看，“药金”的成分是________________________________。 ★★7.氮气的化学性质很稳定，但在一定的条件下会生成污染空气的一氧化氮，一氧化 氮又会被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，二氧化氮遇水可以生成硝酸和一氧化氮。科学研 究表明空气中的另一种污染物一氧化碳可以用来还原一氧化氮而得到氮气和二氧化碳，并消 除污染。 写出一氧化氮转变为硝酸的化学方程式 _____________________________； _____________________ 写出一氧化碳还原一氧化氮的化学方程式 ______________________________________________________。 【能力训练答案及提示】 1．D． 提示：要加入氧化剂必需是反应物得到氧被氧化，对比选项，只有 D 选项符合 题意，故本题的答案为 D。 2．C． 分析：属于氧化还原反应必需是反应前后物质中的元素的化合价发生改变。化 合反应不一定是氧化还原反应，例如生石灰与水的化合；分解反应也不一定是氧化还原反应， 例如碳酸钙的高温分解；置换反应一定是氧化还原反应，因为反应前的一种单质在反应后变 为化合物，该元素的化合价一定发生改变；复分解反应一定不是氧化还原反应，因为反应只 是互相交换成分，而元素的化合价没有发生改变。 3．D． 4．氧化还原；还原。 提示：因为依题意可知：在反应前 KMnO4 中 Mn 元素的化合价为 +7 价，而反应后变为+2 价，元素的化合价降低，被还原。故该反应发生了氧化还原反应， 维生素起了还原剂的作用。 5．（1）4P+5O2 2P2O5 （2）2KClO3 2KCl+3O2 （3）S+O2 SO2 （4）C25H32+33O2 25CO2+16H2O 6． ZnCO3 ZnO+CO2↑ 2ZnO+ C 2Zn+CO2↑ 2Cu2O + C 4Cu + CO2↑ 为铜和锌的合金 4 7.1 2NO+O2 ===== 2NO2 3NO2+H2O ===== 2HNO3+NO