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- 2021-05-13 发布
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黑龙江省哈尔滨市第一零九中学2013高考化学一轮复习 氧化还原反应基本规律教案
复习目标:
1、了解氧化还原反应的基本规律并运用其解题。
2、掌握几种氧化性、还原性判断的方法。
基础知识:
一、基本规律
1、价态律
当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有还原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如:浓H2SO4的S只具有氧化性,H2S 中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。
2、强弱律
在氧化还原反应中,强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物),即氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知,FeCl3的氧化性比I2强,KI的还原性比FeCl2强。
一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价态越低还原性越强。如氧化性:浓H2S04 >SO2(H2SO3)> S;还原性:H2S>S>SO2。
在金属活动性顺序表中,从左到右单质的还原性逐渐减弱,阳离子(铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。
3、优先律
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。如:将Cl2通入物质的量浓度相同的NaBr和NaI 的混合液中,Cl2首先与NaI 反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中,Fe首先与Fe3+反应。
4、价态归中规律
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价十低价→中间价”而不会出现交错现象。
5、歧化反应规律
发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“中间价→高价十低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。
二、氧化性、还原性强弱的判断方法
1.根据金属活动性顺序来判断:
一般来说,越活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越容易,其阳离子得电子还原成金属单质越难,氧化性越弱;反之,越不活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越难,其阳离子得电子还原成金属单质越容易,氧化性越强。
2.根据非金属活动性顺序来判断:
一般来说,越活泼的非金属,得到电子还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
3.根据氧化还原反应发生的规律来判断: 氧化还原反应可用如下式子表示:
规律:氧化性:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性:还原剂的还原性>还原产物的还原性
4.根据氧化还原反应发生的条件来判断:
如:Mn02+4HCl(浓) MnCl2+C12↑+2H20
2KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O
后者比前者容易(不需要加热),可判断氧化性 KMn04>Mn02
5.根据反应速率的大小来判断:
如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4(快), 2H2SO3+O2=2H2SO4(慢), ,
其还原性: Na2SO4>H2SO3>SO2
6.根据被氧化或被还原的程度来判断:
如:,, 即氧化性:。
又如:,,
即有还原性:。
7.根据原电池的正负极来判断:
在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
8.根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
如:Cl-失去电子的能力强于OH-,还原性:。
9.根据元素在周期表中位置判断:
(1)对同一周期金属而言,从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、A1金属性依次减弱,其还原性也依次减弱。
(2)对同主族的金属而言,从上到下其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强,其还原性也依次增强。
(3)对同主族的非金属而言,从上到下其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱,其氧化性也依次减弱。
10.根据(氧化剂、还原剂)元素的价态进行判断:
元素处于最高价只有氧化性,最低价只有还原性,处于中间价态既有氧化又有还原性。
一般来说,同种元素价越高,氧化性越强;价越低还原性越强。如氧化性:Fe3+>Fe2+>Fe,
S(+6价)>S(+4价)等,还原性:H2S>S>SO2,但是,氧化性:HClO4< HClO3< HClO2< HClO。
【注意】①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下,其氧化能力或还原能力会有所不同。如:氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀);Cu与浓H2SO4常温下不反应,加热条件下反应;KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。
②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如:氧化性F>F2、Cl>Cl2、O>O2等。
典型例题:
【例1】(2009全国Ⅱ,13)含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是
A.x=0.4a,2Fe2-+Cl2=2Fe3++2Cl-
B.x=0.6a,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-
C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
〖答案〗B
【例2】根据下列方程式:⑴2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ;⑵HClO+HCl=Cl2+H2O ;⑶2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;⑷Fe+Cu2+=Fe2++Cu,判断下列各组物质氧化性强弱顺序正确的是
A.Fe3+>HClO>Cl2>Fe2+>Cu2+ B.HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
C.Cl2>HClO>Fe3+>Cu2+>Fe2+ D.HClO>Fe3+>Cl2>Cu2+>Fe2+
〖解析〗此题看起来很复杂,但问题解决起来却非常简单,所依据的规律就是常说的“强制弱”规律。所谓的“强制弱”规律,指的是氧化性(还原性)强的物质可以把还原性(氧化性)弱的物质制出来,具体到某一个特定反应中的意思是说,具有氧化性的氧化剂(还原性的还原剂)可以把具有氧化性的生成物(还原性的生成物)制出来。由⑴可知,Cl2氧化性强于Fe3+,即Cl2>Fe3+,由⑵可知,HClO>Cl2,由⑶可知,Fe3+>Cu2+,由⑷可知,Cu2+>Fe2+。由此可进一步推知,正确答案为B。
课后练习:
1.根据反应:2H2S+O2===2S↓+2H2O,4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O,Na2
S+I2===2NaI+S↓.下列物质的氧化性强弱判断正确的是( )
A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2O C.S>I2>O2 D.H2O>NaI>H2S
〖解析〗根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由三个反应可知氧化性:O2>S、O2>I2、I2>S,故氧化性:O2>I2>S.
〖答案〗A
2.(2009·潮州月考)R2O在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO,若反应后R2O转变为RO.又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2,则n值为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
〖解析〗Mn元素失去的电子数等于R元素得到的电子数(也可以通过化合价计算,Mn升高的化合价的数目等于R元素降低的化合价数目).
〖答案〗B
3.在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为:3SnCl2+12Cl-+2H3AsO3+6H+===2As+3SnCl+6M,关于该反应的说法中正确的组合是 ( )
①氧化剂是H3AsO3 ②还原性:Cl->As ③每生成7.5 g As,还原剂失去的电子为0.3 mol ④M为OH- ⑤SnCl是氧化产物
A.①③⑤ B.①②④⑤ C.①②③④ D.①③
〖解析〗方程式中Sn元素从+2价上升至+4价,SnCl2是还原剂,SnCl是氧化产物;As元素从+3价下降到0价,H3AsO3是氧化剂,As是还原产物.Cl元素化合价没有发生变化,不能推出还原性:Cl->As,每生成7.5 g As,还原剂失去电子的物质的量为×3=0.3 mol.根据质量和电荷守恒推知M应为H2O。
〖答案〗A
4.(2009·汕头二模)做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO+C2O+H+―→CO2↑+Mn2++,关于此反应的叙述正确的是 ( )
A.该反应的氧化剂是C2O B.该反应右边方框内的产物是OH-
C.该反应电子转移总数是5e- D.配平该反应式后,H+的系数是16
〖解析〗该反应的氧化剂是MnO,选项A错误.该反应右边方框内的产物是H2O,选项B错误.配平该反应可得:2MnO+5C2O+16H+===10CO2↑+2Mn2++ 8H2O,转移电子总数是10e-,选项C错误.
〖答案〗D
5.(2011上海24)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空:
(1) As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。若As2S3和SnCl2正好完全反应,As2S3和SnCl2的物质的量之比为 。
(2)上述反应中的氧化剂是 ,反应产生的气体可用 吸收。
(3) As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+ 10H++ 10NO3—=2H3AsO4+ 3S+10NO2↑+ 2H2O
若生成2mol H3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为 。若将该反应设计成一原电池,则NO2应该在 (填“正极”或“负极”)附近逸出。
(4)若反应产物NO2与11.2L O2(标准状况)混合后用水吸收全部转化成浓HNO3,然后与过量的碳反应,所产生的CO2的量 (选填编号)。
a.小于0.5 mol b.等于0.5 mol c.大于0.5mol d.无法确定
〖解析〗(1)根据电子得失守恒知1molAs2S3作氧化剂得到2mol电子,而1molSnCl2作还原剂失去2mol电子,所以二者的物质的量之比是1:1;(2)H2S是还原性气体可用碱液吸收或硫酸铜溶液吸收;(3)As2S3作还原剂,转移电子的个数是2×(5-3)+3×(0+2)=10。NO2属于还原产物,在正极生成;(4)根据电子守恒可知生成CO2的量是0.5mol×4/4=0.5mol,但考虑到随着反应到进行,硝酸的浓度会降低而稀硝酸不与碳反应。
〖答案〗(1)1:1
(2)As2S3 氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液
(3)10mol 正极
(4)a
6.化学实验的微型化可有效地减少污染,实现化学实验绿色化的要求.某学生按下列操作做一个实验:在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1 mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴,每种液滴彼此分开,围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示),在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体,向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸,再立即将表面皿盖好.(已知:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)
(1)e处反应的离子方程式为________________________________________,
该反应中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)b处的实验现象为______________________________,d处的实验现象为_________________________.
(3)c处反应的化学方程式为__________________________________________,
标准状况下,当有0.224 L Cl2被NaOH溶液吸收后,转移电子的物质的量为 mol.
(4)通过该实验能否比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱? (填“能”或“不能”),若能,其氧化性由强到弱的顺序是 。
〖解析〗 (1)根据e处发生反应的化学方程式判断反应中的氧化剂为KMnO4,还原剂为HCl,其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶10=1∶5,而不是1∶8.
(2)b处发生的反应为2KI+Cl2===2KCl+I2,I2遇淀粉变蓝色;d处发生的反应为2FeCl2+Cl2===2FeCl3,Fe3+和SCN-反应使溶液变红色.
(3)Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式:
当有0.01 mol Cl2被吸收时,转移0.01 mol电子.
(4)e处实验说明氧化性KMnO4>Cl2,d处实验说明氧化性Cl2>FeCl3
,因此,三种物质氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3.
〖答案〗 (1)2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O 1∶5
(2)溶液由无色变为蓝色 溶液变为红色
(3)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 0.01
(4)能 KMnO4>Cl2>FeCl3
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