高考化学课时基础知识点复习教学案36 专题二十八 化学与技术 考点四 氧化还原反应的规律及应用

eq\a\vs4\al(考点二氧化还原反应的规律及应用)1氧化还原反应的规律(1)反应先后规律(也叫强弱规律，即“谁强谁优先”)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最强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。(2)价态归中规律即同种元素不同价态之间的反应，高价态的元素化合价降低，低价态的元素化合价升高，但升高与降低的化合价不能交叉。如KClO3＋6HCl=3Cl2＋KCl＋3H2O，氧化剂为KClO3，还原剂为HCl，氧化产物为Cl2，还原产物为Cl2。(3)邻位价态规律氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态，如：①Cl－被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素；②S2－一般被氧化为S，S单质一般被氧化成SO2；③Cl－作还原剂时，ClO－、ClOeq\o\al(－,3)作氧化剂，一般被还原成Cl2，而不是Cl－。(4)电子守恒规律对于氧化还原反应的计算，关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒。2氧化还原反应规律的应用1.思维辨析(1)向浓H2SO4中通入H2S气体，1mol浓硫酸转移电子数可能是6NA，也可能是2NA。()(2)1molCl2与Ca(OH)2完全反应，转移的电子数是2NA。()(3)1molKClO3与足量的浓盐酸完全反应，转移电子数为6NA。()(4)SO2的还原性较强，而浓H2SO4具有很强的氧化性，所以浓H2SO4不能干燥SO2气体。()(5)将少量的Cl2通入FeBr2溶液中，发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。()(6)实验室可用如下原理制备Cl2：MnOeq\o\al(－,4)＋2Cl－＋4H＋=Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2．今有下列三个氧化还原反应：2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I22FeCl2＋Cl2=2FeCl32KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的试剂是()A．Cl2 B．KMnO4C．FeCl3 D．HCl答案C解析要寻找一种氧化剂，其氧化性应比I2的强，比Cl2和Fe3＋的弱(也可和Fe3＋的氧化性相当)。由题给三个氧化还原反应可推知，氧化性：KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性：I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。加入氧化剂反应，反应过程分别为：Cl2→氧化I－生成I2→Cl2过量将氧化Fe2＋；KMnO4→氧化I－生成I2→KMnO4过量将氧化Fe2＋、Cl－；Fe3＋→氧化I－生成I2→Fe3＋只氧化I－不能氧化Fe2＋。[考法综述]氧化还原反应的规律及应用是氧化还原反应的重点，电子守恒是氧化还原反应的核心和命题热点，优先规律的考查往往结合元素化合物的知识，综合性较强，属于能力考查。命题法1电子守恒规律的应用典例1物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若HNO3被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是()A．1∶4B．1∶5C．2∶3D．2∶5[解析]解法一：根据得失电子守恒法求解。设锌的物质的量为2mol，HNO3的物质的量为5mol，生成N2O的物质的量为x(被还原的HNO3的物质的量为2x)。该反应中化合价变化情况：Zn→Zn2＋(价差为2)，2NOeq\o\al(－,3)→N2O(价差为8)，则由化合价升降相等，可得x×8＝2mol×2，解得x＝0.5mol，则被还原的HNO3的物质的量(2x)为1mol，未被还原的HNO3的物质的量为4mol。故反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是1∶4。解法二：根据题意写出锌与稀硝酸反应的化学方程式并配平：4Zn＋10HNO3=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O，从化学方程式可看出反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是1∶4。[答案]A【解题法】电子守恒解题的一般步骤(1)“一找物质”找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失”确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。(3)“三列关系”根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值命题法2优先规律的应用典例2在一定条件下，下列微粒的还原性顺序为Cl－<Br－<Fe2＋<I－<SO2，由此判断以下各反应在溶液中不能发生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋B．2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－C．2Br－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=SO2＋Br2＋2H2OD．I2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－[解析]C项反应中Br－的还原性弱于SO2，故Br－不能与H2SO4反应生成SO2。[答案]C【解题法】熟记常见的强弱顺序氧化性：KMnO4>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>稀H2SO4>S还原性：Mn2＋<Cl－<Br－<Fe2＋<I－<eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(SO2＋H2O,或SO\o\al(2－,3))))<eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(H2S,或S2－))氧化性：eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(HNO3,浓H2SO4))>Fe3＋命题法3价态转化规律的应用典例3已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO=2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是()A．NaCl、NaClOB．NaCl、NaClO3C．NaClO、NaClO3D．NaClO3、NaClO4[解析]已知反应中氯元素的化合价：＋1变为＋5和－1，符合邻位转化规律。既然NaClO2也能发生类似的反应，则氯元素的化合价应既有升高，也有降低，选项A中均降低，选项D化合价均升高；选项B、C与题意相符，但选项C中NaClO不是最终产物。[答案]B【解题法】常见元素化合价归纳总结(1)常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：一价氢、氯、钾、钠、银；二价氧、钙、镁、钡、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。(2)含变价元素的常见化合价总结：Fe：0、＋2、＋3Cu：0、＋1、＋2Mn：0、＋2、＋4、＋6、＋7C：－4、0、＋2、＋4N：－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5O：－2、－1、0S：－2、0、＋4、＋6Cl：－1、0、＋1、＋3、＋4、＋5、＋71．在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是()A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2=2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化答案C解析稀硝酸与铁反应生成NO，NO在空气中被氧化为NO2，故A项正确；浓硝酸能使铁钝化，B项正确；Ⅱ中铁钝化，反应停止，不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱，C项错误；构成原电池后可以根据电流的方向判断正、负极，从而判断Fe是否被氧化，D项正确。2．已知：将Cl2通入适量KOH溶液，产物中可能有KCl、KClO、KClO3，且eq\f(cCl－,cClO－)的值与温度高低有关。当n(KOH)＝amol时，下列有关说法错误的是()A．若某温度下，反应后eq\f(cCl－,cClO－)＝11，则溶液中eq\f(cClO－,cClO\o\al(－,3))＝eq\f(1,2)B．参加反应的氯气的物质的量等于eq\f(1,2)amolC．改变温度，反应中转移电子的物质的量ne的范围：eq\f(1,2)amol≤ne≤eq\f(5,6)amolD．改变温度，产物中KClO3的最大理论产量为eq\f(1,7)amol答案D解析本题主要考查了Cl2与碱的反应、氧化还原反应。设反应后溶液中n(Cl－)＝11nmol,则n(ClO－)＝nmol，根据氧化还原反应中电子守恒可知，生成11nmolCl－得11nmol电子，而生成nmolClO－失去电子nmol，而生成1molClOeq\o\al(－,3)失去电子5mol，因此反应生成ClOeq\o\al(－,3)为2nmol，A项正确；由产物为KCl、KClO、KClO3可知Cl原子与K原子始终相等，故参加反应的Cl2的物质的量等于KOH的一半，B项正确；当只有KCl、KClO产生时，1molCl2参加反应转移1mol电子，故整个反应中转移电子的物质的量为eq\f(1,2)amol，当只有KCl、KClO3生成时，根据电子守恒可知，有eq\f(1,6)的Cl2生成了KClO3，有eq\f(5,6)的Cl2生成了KCl，故转移电子eq\f(5,6)amol，C项正确；当只有KCl、KClO3生成时，产物中KClO3的量达到了最大值，根据电子守恒可知，有eq\f(1,6)的Cl2生成了KClO3，即eq\f(1,6)amol，D项错误。3．向100mLFeI2溶液中逐渐通入Cl2，会依次生成I2、Fe3＋、IOeq\o\al(－,3)，其中Fe3＋、I2的物质的量随通入Cl2的物质的量n(Cl2)的变化如图所示，下列说法不正确的是()A．氧化性强弱：I2<Fe3＋<IOeq\o\al(－,3)B．n(Cl2)＝0.12mol时，溶液中的离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Cl－C．若n(Cl2)∶n(FeI2)＝6∶5，反应的离子方程式为2Fe2＋＋10I－＋6Cl2=5I2＋2Fe3＋＋12Cl－D．若n(Cl2)∶n(FeI2)＝2∶1，反应的离子方程式为2Fe2＋＋4I－＋3Cl2=2I2＋2Fe3＋＋6Cl－答案D解析还原性的强弱顺序为I－>Fe2＋>I2，它们对应的氧化产物分别为I2、Fe3＋、IOeq\o\al(－,3)，还原性越强，对应氧化产物的氧化性越弱，故A正确；选项B由图直接观察可得，但不要遗漏Cl－；若n(Cl2)∶n(FeI2)＝6∶5，设n(Cl2)＝6mol