化学：《氧化还原反应的基本规律及其应用》课件(新课标版).ppt

氧化还原反应的基本规律及其 应用 关于氧化还原反应概念 还原反应还原反应 价降低，得电子价降低，得电子 ( (氧化性氧化性) ) ( (还原性还原性) ) 氧化反应氧化反应 价升高，失电子价升高，失电子 还原剂 还原产物还原产物氧化剂 氧化产物氧化产物 相等相等 四组概念，一个守恒 1、 四组概念 复 习 氧化还原反应和基本反应的关系 氧化还原反应特征： 元素化合价的升降 氧化还原反应实质： 电子的得失与偏移 氧化剂与还原剂 1.氧化性、还原性强弱的判断方法 在氧化还原反应中 氧化性: 氧化剂氧化产物 还原性: 还原剂还原产物 根据元素周期表判断 根据物质活动性顺序比较判断 金属单质的还原性看金属活动性顺序表： K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb （H) Cu Hg Ag Pt Au 失电子能力逐渐减弱，还原性逐渐减弱。相对应的 离子的氧化性逐渐增强。 非金属单质的氧化性看非金属活动性顺序 F2 Cl2 O2 Br2 I2 S 根据反应条件:是否加热，温度高低，有无催 化剂等 例如 由H2SO3+O2=2H2SO4(快）， 2NaSO3+O2=2Na2SO4(慢），2SO2+O2 2SO3 可知还原性：H2SO3Na2SO3SO2 催化剂 （5）根据反应的剧烈程度：如Cu与浓HNO3反应剧烈， 与稀HNO3反应微弱，则氧化性浓HNO3 稀HNO3 （6）根据氧化产物的价态高低判断 （7）根据电化学原理 原电池: 负极正极 电解池: 阴、阳离子的放电顺序 （8）溶液的酸碱性影响 如KMnO4在酸性、中性、碱性溶液中的氧化性逐渐减弱; 在酸性溶液中Mg的还原性强于Al,而在碱性溶液中Al的还 原性强于Mg. 在酸性溶液中NO3表现出强氧化性,在中性溶液中则不 表现强氧化性。 氧化剂 还原剂 活泼的非金属质: O2、Cl2、Br2、I2、O3 高价金属阳离子: Fe3+、Cu2+、Ag+、Sn4+ 高价或较高价氧化物，含 氧酸及盐:MnO2、 HNO3、浓 H2SO4、HClO、 KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、 Ca(ClO)2 过氧化物：Na2O2、H2O2、 K2O2、BaO2 活泼或较活泼金属： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe 不十分活泼的非金属单质： C 、P 、 S 、 Si 、 H2 低价金属阳离子： Cu+、Fe2+、Sn2+ 非金属阴离子： S2、I、Cl 较低价化合物： CO、SO2、H2S、NH3、H2C2O4（ 草酸）、NO、N2H4 2.常见的氧化剂和还原剂 3.氧化还原反应的重要规律 （一）基本规律： 元素化合价升高，失去电子，本身作还 原剂，反应中被氧化剂氧化，发生氧化反 应生成氧化产物 元素化合价降低，得到电子，本身作氧 化剂，反应中被还原剂还原，发生还原反 应生成还原产物 氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性 例1、把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由 棕色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色， 这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀 。在上述一系列变化过程中，最终被还原 的是 ASO2 BCl - CFe3+ DNO3 - D 例 2、相等物质的量的KClO3分别发生下述反 应：有MnO2催化剂存在时，受热分解得到 氧气；若不使用催化剂，加热至470左右 ，得到KClO4和KCl。下列关于和的说法 不正确的是 A. 都属于氧化还原反应 B. 发生还原反应的元素相同 C. 发生氧化反应的元素相同 D. 生成KCl的物质的量不同 C 对于自发的氧化还原反应（除高温、电解 条件等），总是强氧化性物质和强还原性 物质反应生成弱氧化性物质和弱还原性物 质。 氧化性：氧化剂氧化产物， 还原性：还原剂还原产物。 (二)、强弱规律 1、前强后弱规律 I- Fe2+ Br- 例3：根据反应式： （1）2Fe3+2I-=2Fe2+I2 （2）Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+, 可判断离子的还原性从强到弱的顺序是 例4：已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均具有 还原性，它们在酸性溶液中还原性强弱的顺 序为Cl-Fe2+H2O2I-SO2，则下列反应不 能发生的是 A、2Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+SO42-+4H+ B、I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI C、H2O2+H2SO4=SO2+O2+2H2O D、2Fe2+I2=2Fe3+2I- CD 同一氧化剂（或还原剂）同时与不同还 原剂（或氧化剂）反应，当还原剂（或氧化 剂）的浓度差别不大时，总是先与还原性（ 或氧化性）强的反应，然后再与还原性（或 氧化性）弱的反应。即按照强弱顺序依次进 行。 2、先强后弱规律 “五大”还原性离子及还原性的强弱 S2-SO32-I-Fe2+Br- 例5.写出溴化亚铁和碘化亚铁混合溶 液中逐滴加入Cl2水时的离子方程式 （1）2I-+Cl2=2Cl-+I2 （2）2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- （3）2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 （4）I2+5Cl2+6H2O=12H+2IO3-+10Cl- 由此可知：溴化亚铁或碘化亚铁溶液中通入 Cl2的量不同，化学方程式不同。 氯气不足时： 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 氯气过量时： 2Fe2+4Br-+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl- 时 2Fe2+2Br-+2Cl2=2Fe3+Br2+4Cl- 2 只有 只有 都 有 恰好 （三）价态归中规律 “价态归中”是指同种元素不同价态原子间 发生氧化还原反应，总是从高价态与低价态 反应后生成中间价态的物质。 例：2H2S+SO2=3S+2H2O 例：NaH+H2O=NaOH+H2 例：4XNH3+6NOX=（3+2X）N2+6XH2O 催化剂 高价低价相同中间价 “只靠拢，不交 叉，可重叠” 思考： SO2气体具有比较强的还原性，浓硫 酸具有很强的氧化性，为什么制取SO2要用 Na2SO3和浓硫酸反应？为什么SO2可以用浓硫酸 干燥？ 硫元素的+4价和+6价之间没有中间价，所以不 具备归中反应发生的条件 例6：C+CO2= 2 CO 例7：Fe+2Fe3+=3Fe2+ 例8：KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2+3H2O 上述反应中氧化产物与还原产物的物质的量 之比分别是多少？ （四）歧化规律 同种物质中同种价态的同种元素一部分被氧 化、一部分被还原的反应称为歧化反应（这里 的“三同”缺一不可） 例9、 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 例10、3Cl2+6NaOH（浓）=5NaCl+NaClO3+3H2O 例11、 3NO2+H2O=2HNO3+NO C 例12. 在11P+15CuSO4+24H2O= 5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 的反应中，P元素发生的变化是 A、被氧化. B、被还原 C、既被氧化又被还原 D、既未被氧化又未被还原 例13、w、x、y、z、G均为含氯的化合物，尽管 不了解它们的分子式（化学式）但知道它们在一 定条件下具有如下关系： Gw+NaCl w+H2OX+H2 y+NaOHG+w+H2O z+NaOHw+x+H2O 则这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为 。 GYWZX （五）“价态相邻和互不交叉”规律 若反应后生成多种中间价态的产物，则遵 从邻近变价，互不交叉的原则。 H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O S S S S -2 0 +4 +6 （六）价态与性质规律 高价氧化低价还，中间价态两边转 最高价只有氧化性. 最低价只有还原性: 中间价态既具有氧化性，又具有还原性。 浓度、酸度、温度对氧化性和还原性的影响 增大浓度，氧化性、还原性增强 增强酸度，氧化性、还原性增强 升高温度，氧化性、还原性增强 Cu和浓H2SO4MnO2和浓HCl S2SO32H+NO3H+ 浓硫酸加热有明显的氧化性 例如 ：KMnO4在酸性介质中，还原成Mn2+ KMnO4在中性介质中，还原成MnO2 （无色） （棕黑色） KMnO4在碱性介质中，还原MnO42- （绿色） 例14、已知下列分子或离子在酸性条件下都能 氧化KI，自身发生如下变化： H2O2H2O IO3-I2 MnO4-Mn2+ HNO2NO 如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的 KI，得到I2最多的是 A H2O2 B IO3- C MnO4- D HNO2 B （七）守恒规律 得失电子守恒化合价升降守恒 得失电子守恒的表示方法为： 氧化剂的物质的量有元素化合价降低元素 的原子个数化合价差值 NA 还原剂的物质的量有元素化合价升高元素 的原子个数化合价差值 NA 等于 失电子 总数 得电子 总数 例15.ClO2是一种广谱性的消毒剂，根据世界环保 连 们的要求， ClO2将逐渐取代Cl2成为自来水的消 毒 剂。工业上ClO2常用NaClO3 和NaSO3溶液混合并 加H2SO4酸化后反应制的，在以上反应中NaClO3 和 NaSO3的物质的量之比 为（ ） A.1:1 B 2:1 C 1:2 D 2:3 B 例16、硝酸铵在一定条件下分解，其产物为 HNO3、N2和H2O，则反应中被氧化的氮原子 和被还原的氮原子的物质的量之比为 解1、配平方程式法： 5NH4NO3=2HNO3+4N2+9H2O n（被氧化N）：n（被还原N）=5：3 解2、得失电子守恒法： n（被氧化N）10-（-3） NA= n（被还原N）1（5-0）NA n（被氧化N）：n（被还原N）=5：3 例17：24mL浓度为0.05mol/L的Na2SO3溶液 ,恰好与20mL浓度为0.02mol/L的K2Cr2O7溶 液完全反应,则元素Cr在还原产物中的化合 价是： A、+6 B、+3 C、+2 D、0 B 例 18、某单质能与足量的浓硝酸反应放出NO2 气体，若参加反应的单质与HNO3的物质的量 之比为1：a，则该元素在反应中所显示的化合 价是 A：+a/4 B：+a/2 C：+a D：+2a BC C+4HNO3（浓）=CO2+4NO2+2H2O Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 例19、锌和某浓度的硝酸反应时，参加反应的 锌和HNO3的物质的量之比为2：5，则硝酸的 还原产物是 A：N2O B：N2 C：NO D：NH4NO3 AD 例20、往VmLFeBr2溶液中缓缓通入amolCl2 ，使之充分反应后发现溶液中有1/3的溴离子 被氧化为溴单质，则原FeBr2溶液的物质的量 浓度为 mol/L 解1、设溶液中FeBr2物质的量为X 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- X 0.5X 2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 2X/3 X/3 0.5X+X/3=a X=6a/5（mol） 解2、得