摘要:探究:氧化还原反应是中学化学的一个难点.特别是同学们在分析氧化剂.还原剂.氧化性.还原性时容易产生混淆. 从得失氧的反应观点讲: (1)氧化反应.还原反应.物质与氧发生的反应叫氧化反应.含氧化合物里的氧被夺去的反应叫还原反应. (2)氧化剂.还原剂.在反应中.供给氧的物质叫氧化剂.得氧的物质叫还原剂. (3)氧化性.还原性.在反应中.供给氧的物质所具有的性质叫氧化性.夺取氧的物质所具有的性质叫还原性. 实例: [例题2]近年我国科学家将二氧化碳和金属钠在一定条件下发生反应.制得金刚石.同时生成了碳酸钠.下列说法中错误的是( ) A.二氧化碳转化成金刚石是化学变化 B.金刚石是碳的一种同素异形体 C.金属钠在反应中由游离态转变为化合态 D.该反应不是氧化还原反应 解析:二氧化碳和金属钠在一定条件下发生反应的化学方程式为4Na+3CO2====2Na2CO3+C.在该反应中金属钠得氧发生氧化反应.二氧化碳失氧发生还原反应.故该反应为氧化还原反应. 答案:D 绿色通道:初中化学判断氧化还原反应是从得氧和失氧的角度.得氧的物质发生氧化反应.作还原剂.失氧的物质发生还原反应.作氧化剂. 针对训练:3.下图装置是初中化学学习中常用的实验装置.某同学对使用该装置的相关知识进行了整理. (1)写出仪器的名称:a .b. . (2)根据要求填表: 实验 A装置 B装置 实验一:实验室制取并测定氧气的体积 化学方程式: 反应的基本类型是 B中要盛满 .同时还应该连接一个 实验二:碳还原氧化铜 化学方程式: 还原剂是 B中盛有一定量的澄清的石灰水.其作用是 (3)上述两实验中.B装置与A装置连接方式是否相同?如有不同,请说明不同之处: . 解析:用高锰酸钾制取氧气的反应类型为分解反应.碳还原氧化铜的还原剂是碳.写化学方程式时要注明反应条件是高温.生成的CO2加“↑ .实验一B中装满水同时还要用量筒测定从瓶中流出水的体积,实验二B中的澄清石灰水用来检验产物是否是二氧化碳,实验一B中的f与c连接目的是将广口瓶中的水排出.实验二B中的e与c连接目的是使生成的气体与澄清的石灰水充分反应. 答案:(1)酒精灯 铁架台 (2)实验一:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO32KCl+3O2↑) 分解反应 水 量筒 实验二:C+2CuO2Cu+CO2↑ 碳 检验是否生成了二氧化碳 (3)不相同.实验一是f与c连接.实验二是e与c连接
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如图是一个瓶口密封而无瓶底的瓶子,一半浸没在水中.某化学兴趣小组的同学用该装置进行实验,他们在红磷燃烧前先记下水进入瓶内的刻度,再把红磷点燃后在瓶内燃烧,燃烧完毕,温度降到原温度后,再记录此时瓶内水的刻度.请问:
(1)这些同学的实验目的是
(2)红磷燃烧的化学方程式是
(3)本实验除了得出空气中氧气约占
体积外,还可以得出有关氮气的哪些性质?物理性质(一条)
(4)如何证明生成的白色固体溶于水后呈酸性?
(5)本实验中,红磷的量为什么要过量?
(6)本实验
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(1)这些同学的实验目的是
探究空气中氧气的体积含量
探究空气中氧气的体积含量
;(2)红磷燃烧的化学方程式是
4P+502
2P205
| ||
4P+502
2P205
;
| ||
(3)本实验除了得出空气中氧气约占
1 |
5 |
难溶于水
难溶于水
,化学性质(一条)不和氧气反应,不支持燃烧等
不和氧气反应,不支持燃烧等
;(4)如何证明生成的白色固体溶于水后呈酸性?
取样后滴加紫色石蕊试液
取样后滴加紫色石蕊试液
;(5)本实验中,红磷的量为什么要过量?
红磷过量才能将空气中的氧气消耗完全,测出的氧气体积才更接近空气中氧气的实际体积
红磷过量才能将空气中的氧气消耗完全,测出的氧气体积才更接近空气中氧气的实际体积
;(6)本实验
不能
不能
(能、不能)用硫来替代红磷来测定空气中氧气的体积含量?
如图所示的甲、乙两装置都可以用来进行木炭还原氧化铜的实验,小刚同学选用甲装置来进行实验:
(1)在实验过程中,W形管的左边能观察到的现象是 .
(2)小刚观察到W形管右边的澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是 .
(3)实验过程中,小刚发现W管右端的气球鼓起来了,实验结束冷却到室温后,气球依然鼓着,他经过探究发现气球中的气体是二氧化碳和一氧化碳的混合物.小刚查阅资料得知:木炭和氧化铜高温时也可以反应产生铜和一氧化碳,这个反应的化学方程式为 ;该实验事实说明,相同的反应物发生化学变化时,因为 不同,可能得到不同的生成物.
(4)甲乙两种装置相比,甲装置的优点之一是 .
(5)小刚进行木炭还原氧化铜的实验(该条件下氧化铜被完全还原为金属铜),实验完成后得到了8g金属铜.试计算实验中参加反应的氧化铜的质量.(请写出简单计算过程)
(6)小刚继续用生成的铜来探究铜与稀硫酸在加热的条件下能否发生反应的实验时,发现加热沸腾一段时间后,溶液开始变成淡蓝色,同时产生较多的气泡.生成的是什么气体呢?
[提出猜想]①可能是H2;②可能是O2;③可能是SO2
任何的猜想都要有依据,则小刚提出猜想的依据是: .
[查阅资料]①铜与热的浓硫酸反应产生SO2;②SO2与Ca(OH)2反应生成难溶的CaSO3.
[实验验证]请你根据以下实验条件,设计实验验证小刚的猜想,并将相关内容填在下表.
仅限选择的用品和试剂:试管;木条、澄清石灰水.
[交流与讨论]经验证,猜想③正确,为此,小刚作了如下解释:加热使溶液中的水不断蒸发,硫酸浓度逐渐增大,当达到一定浓度时,硫酸跟铜反应产生SO2气体.你觉得小刚的解释 (填“合理”或“不合理”).
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(1)在实验过程中,W形管的左边能观察到的现象是
(2)小刚观察到W形管右边的澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是
(3)实验过程中,小刚发现W管右端的气球鼓起来了,实验结束冷却到室温后,气球依然鼓着,他经过探究发现气球中的气体是二氧化碳和一氧化碳的混合物.小刚查阅资料得知:木炭和氧化铜高温时也可以反应产生铜和一氧化碳,这个反应的化学方程式为
(4)甲乙两种装置相比,甲装置的优点之一是
(5)小刚进行木炭还原氧化铜的实验(该条件下氧化铜被完全还原为金属铜),实验完成后得到了8g金属铜.试计算实验中参加反应的氧化铜的质量.(请写出简单计算过程)
(6)小刚继续用生成的铜来探究铜与稀硫酸在加热的条件下能否发生反应的实验时,发现加热沸腾一段时间后,溶液开始变成淡蓝色,同时产生较多的气泡.生成的是什么气体呢?
[提出猜想]①可能是H2;②可能是O2;③可能是SO2
任何的猜想都要有依据,则小刚提出猜想的依据是:
[查阅资料]①铜与热的浓硫酸反应产生SO2;②SO2与Ca(OH)2反应生成难溶的CaSO3.
[实验验证]请你根据以下实验条件,设计实验验证小刚的猜想,并将相关内容填在下表.
仅限选择的用品和试剂:试管;木条、澄清石灰水.
实验步骤 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
第一步 | ||
第二步 |
如图所示的甲、乙两装置都可以用来进行木炭还原氧化铜的实验,小刚同学选用甲装置来进行实验:
(1)在实验过程中,W形管的左边能观察到的现象是______.
(2)小刚观察到W形管右边的澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是______.
(3)实验过程中,小刚发现W管右端的气球鼓起来了,实验结束冷却到室温后,气球依然鼓着,他经过探究发现气球中的气体是二氧化碳和一氧化碳的混合物.小刚查阅资料得知:木炭和氧化铜高温时也可以反应产生铜和一氧化碳,这个反应的化学方程式为______;该实验事实说明,相同的反应物发生化学变化时,因为______不同,可能得到不同的生成物.
(4)甲乙两种装置相比,甲装置的优点之一是______.
(5)小刚进行木炭还原氧化铜的实验(该条件下氧化铜被完全还原为金属铜),实验完成后得到了8g金属铜.试计算实验中参加反应的氧化铜的质量.(请写出简单计算过程)
(6)小刚继续用生成的铜来探究铜与稀硫酸在加热的条件下能否发生反应的实验时,发现加热沸腾一段时间后,溶液开始变成淡蓝色,同时产生较多的气泡.生成的是什么气体呢?
[提出猜想]①可能是H2;②可能是O2;③可能是SO2
任何的猜想都要有依据,则小刚提出猜想的依据是:______.
[查阅资料]①铜与热的浓硫酸反应产生SO2;②SO2与Ca(OH)2反应生成难溶的CaSO3.
[实验验证]请你根据以下实验条件,设计实验验证小刚的猜想,并将相关内容填在下表.
仅限选择的用品和试剂:试管;木条、澄清石灰水.
实验步骤 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
第一步 | ||
第二步 |
实验室提供了以下仪器,请你随某兴趣小组的同学一起来参加实验探究活动:
(1)若用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气,你认为除需要用到上面的⑥⑦⑩仪器外,还需上面的仪器有
(填序号)。选择这些仪器的依据是 (填字母)。
A、属于固体与固体加热的反应 B、属于固体与液体不加热的反应 C、制取的气体难溶于水 D、制取的气体密度比空气大
(2)实验室制取CO2的发生装置可选用③④和⑧组装,仪器④的名称为 。若要得到干燥的CO2,制出的气体还需要经过一个干燥装置。下列装置(含试剂)中适合干燥CO2的装置为 (填装置下字母),气体流向为从 (填接口字母)流入。
(填序号)。选择这些仪器的依据是 (填字母)。
A、属于固体与固体加热的反应 B、属于固体与液体不加热的反应 C、制取的气体难溶于水 D、制取的气体密度比空气大
(2)实验室制取CO2的发生装置可选用③④和⑧组装,仪器④的名称为 。若要得到干燥的CO2,制出的气体还需要经过一个干燥装置。下列装置(含试剂)中适合干燥CO2的装置为 (填装置下字母),气体流向为从 (填接口字母)流入。
(3)晴晴同学用A、B两只塑料瓶集满CO2,分别倒入一定量的水和氢氧化钠溶液,盖严瓶盖,充分振荡,塑料瓶都变瘪,如下图所示。兴趣小组的同学对此现象进行了讨论。
有一部分同学(下称①组同学)认为,两个瓶中都有水,是因为发生了水与CO2的反应,才导致塑料瓶变瘪。若在试管中加入少许A瓶中的液体,滴入数滴紫色石蕊溶液,产生的现象为 ,其原因是水与CO2反应生成了 (填化学式)。
另一部分同学(下称②组同学)分析认为,加氢氧化钠溶液的塑料瓶中发生了另一个反应,该反应的化学方程式为 。为证明本组观点正确,②组同学设计了以下实验方案:取B中溶液少量,滴入无色酚酞溶液,若溶液变为无色,说明CO2与氢氧化钠发生了反应,若仍为红色,说明CO2未与氢氧化钠反应。你认为②组同学的实验方案正确吗? (填“正确”或“不正确”),原因
。
另一部分同学(下称②组同学)分析认为,加氢氧化钠溶液的塑料瓶中发生了另一个反应,该反应的化学方程式为 。为证明本组观点正确,②组同学设计了以下实验方案:取B中溶液少量,滴入无色酚酞溶液,若溶液变为无色,说明CO2与氢氧化钠发生了反应,若仍为红色,说明CO2未与氢氧化钠反应。你认为②组同学的实验方案正确吗? (填“正确”或“不正确”),原因
。
(4)参考20℃时,部分物质的溶解性表(下表),晴晴同学认为选用某些酸或盐溶液与B瓶中的溶液反应,根据现象能判断出②组同学观点是否正确,晴晴同学的说法得到了老师的肯定。下表为该同学的实验操作、现象和结论。
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体.在一次科技活动中,同学们将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1所示的装置中,发现高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来.
(1)实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭,说明二氧化碳具有
(2)棉花为什么会燃烧呢?同学们认为棉花要燃烧,除了满足棉花是可燃物之外,还需满足
【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的?
【查阅资料】
1.在常温下Na2O2与CO2、H2O均能发生化学反应.
2.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色.
【实验设计】经过讨论,同学们设计用如图2所示装置进行实验探究.
【实验步骤】
①检查整套装置的气密性;
②把相关的试剂放入对应的仪器内;
③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;
④一段时间后,在P处放置一根带火星的木条,观察现象.
注意:大理石与稀盐酸制取的CO2还会含有一定量的水蒸气,但整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响.
【实验现象】
①带火星的木条复燃; ②无水硫酸铜没有变蓝色; ③饱和的澄清石灰水变浑浊.
【实验分析】①B装置内盛放的试剂是
【实验结论】①Na2O2和CO2反应产生的一种气体,使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件.
②Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化,使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件.
【拓展提高】①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外,还生成了一种固体,学生甲认为生成的固体是NaOH,学生乙认为是Na2CO3,同学们经思考后认为甲同学的猜想是错误的,理由是
②写出Na2O2和CO2反应的化学方程式
【定量探究】有一包久置的过氧化钠粉末,现已证明因其保存不当导致完全变质成为NaOH和Na2CO3的混合物,同学们称取了13.25g样品,加入足量稀盐酸,并将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀,经过滤、洗涤、烘干后称得其质量为10g,试计算:样品中Na2CO3的质量分数.
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(1)实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭,说明二氧化碳具有
CO2密度比空气大,CO2不能燃烧也不支持燃烧
CO2密度比空气大,CO2不能燃烧也不支持燃烧
的性质.(2)棉花为什么会燃烧呢?同学们认为棉花要燃烧,除了满足棉花是可燃物之外,还需满足
与氧气接触
与氧气接触
、温度达到着火点
温度达到着火点
.【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的?
【查阅资料】
1.在常温下Na2O2与CO2、H2O均能发生化学反应.
2.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色.
【实验设计】经过讨论,同学们设计用如图2所示装置进行实验探究.
【实验步骤】
①检查整套装置的气密性;
②把相关的试剂放入对应的仪器内;
③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;
④一段时间后,在P处放置一根带火星的木条,观察现象.
注意:大理石与稀盐酸制取的CO2还会含有一定量的水蒸气,但整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响.
【实验现象】
①带火星的木条复燃; ②无水硫酸铜没有变蓝色; ③饱和的澄清石灰水变浑浊.
【实验分析】①B装置内盛放的试剂是
浓硫酸
浓硫酸
;②D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因可能是Na2O2和CO2反应放出热量,使石灰水温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,析出氢氧化钙固体
Na2O2和CO2反应放出热量,使石灰水温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,析出氢氧化钙固体
,也可能是空气中的CO2与澄清石灰水反应生成了难溶物使澄清石灰水变混浊.【实验结论】①Na2O2和CO2反应产生的一种气体,使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件.
②Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化,使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件.
【拓展提高】①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外,还生成了一种固体,学生甲认为生成的固体是NaOH,学生乙认为是Na2CO3,同学们经思考后认为甲同学的猜想是错误的,理由是
反应前后元素种类不变,反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH
反应前后元素种类不变,反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH
.②写出Na2O2和CO2反应的化学方程式
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
.【定量探究】有一包久置的过氧化钠粉末,现已证明因其保存不当导致完全变质成为NaOH和Na2CO3的混合物,同学们称取了13.25g样品,加入足量稀盐酸,并将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀,经过滤、洗涤、烘干后称得其质量为10g,试计算:样品中Na2CO3的质量分数.