氧化还原反应_16

1 / 23 氧化还原反应 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 k 第 2 讲氧化还原反应 1掌握氧化剂和还原剂、氧化反应和还原反应等基本概念。 2掌握重要的氧化剂、还原剂之间的常见反应。 3综合运用化合价和电子转移的观点，判断氧化还原反应中电子转移的方向与数目，并能进行一些简单的计算。 4运用化合价升降关系配平一些简单的氧化还原反应。 5能够依据一些条件，判断物质氧化性、还原性的强弱。 第 1 课时氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物 概念定义注意点 氧化反应物质失去电子的反应物质失去电子的外部表现为化合价的升高 还原反应物质得到电子的反应物质得到电子的外部表现为化合价的降低 2 / 23 被氧化元素失去电子的过程元素失去电子的外部表现为化合价的升高 被还原元素得到电子的过程元素得到电子的外部表现为化合价的降低 氧化产物通过发生氧化反应所得的生成物氧化还原反应中，氧化产物、还原产物可以是同一种产物，也可以是不同产物，还可以是两种或两种以上的产物。如反应4FeS2+11o2=2Fe2o3+8So2 中， Fe2o3和 So2均既为氧化产物，又为还原产物。 还原产物通过发生还原反应所得的生成物 氧化剂 得到电子的反应物常见氧化剂： (1)活泼的非金属单质；如卤素单质 (X2)、 o2、 S 等 (2)高价金属阳离子；如 Fe3+、 cu2+等 (3)高价或较高价含氧化合物；如 mno2、浓 H2So4、 HNo3、kmno4等 (4)过氧化物；如 Na2o2、 H2o2等 还原剂 失去电子的反应物常见还原剂： 活泼或较活泼的金属；如k、 Na、 Zn、 Fe 等 一些非金属单质；如 H2、 c、 Si 等 较低态的化合物； co、 So2、 H2S、 Na2So3、 FeSo4 氧化性得到电子的能力物质的氧化性、还原性的强弱与其得失电子能力有关，与得失电子的数目无关。 还原性失去电子的能力 3 / 23 【例】（ XX安徽卷， 7）亚氨基羟（ Li2NH）是一种储氢容量器，安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为 Li2NH H2 LiNH2 LiH。下列有关说法正确的是 中 N 的化合价是 1B.该反应中 H2既是氧化剂又是还原剂 和 H的离子半径相等 D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同 答案： B 解析： A 选项中 Li2NH中氮的化合价为 -3;c选项中 Li+半径小于 H ； D 选项钢瓶储氢 是物理过程，而该方法为化学方法。 【例】下列叙述中正确的是（） A、含最高价元素的化合物，一定具有强氧化性 B、阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性 c、失电子越多，还原性越强 D、强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应 【解析】本题涉及了氧化还原反应常见的基本概念方面的最易出错的问题。解题时，可以通过举例的方式判断其正误。对于 A，例如： Nacl 中钠元素处于最高价，但并没有强氧化性，再如 H3Po4中，磷元素处于最高价，而磷酸是非氧化性的酸，没有强氧化性。对于 B，例如： Fe2+为阳离式，就具有还 原性， mno4为阴离子，就具有氧化性。对于 c，氧化4 / 23 性还原性的强弱与物质得失电子的难易程度有关，而与得失电子的多少无关。如金属 Na 比 Al 活泼，但 Na e =Na+，Al 3e =Al3+。对于 D，一般情况下，强氧化剂与强还原剂之间相遇即可发生氧化还原反应，但有时还要满足一定的条件，否则就不能发生反应，如浓硫酸具有强氧化性，二氧化硫具有强还原性，但两者之间就不能发生反应，原因是两者之间无中间价态。 答案： D 第 2 课时物质的氧化性强弱、还原性强弱的比较 氧化性 得电子性，得到电子越容易 氧化性越强 还原性 失电子性，失去电子越容易 还原性越强 由此，金属原子因其最外层电子数较少，通常都容易失去电子，表现出还原性，所以，一般来说，金属性也就是还原性；非金属原子因其最外层电子数较多，通常都容易得到电子，表现出氧化性，所以，一般来说，非金属性也就是氧化性。 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。 5 / 23 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：反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性，反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。 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kmn04mn02 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 :Na2So4H2So3So2 6.根据被氧化或被还原的程度来判断 : 如：，即氧化性 :。 又如 :， 6 / 23 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 :H2SSSo2，但是，氧化性： Hclo4Hclo34Hclo24Hclo。 7 / 23 注意： 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。 原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如：氧化性等。 【例 1】根据下列方程式： 2Fe2+cl2=2Fe3+2cl -；Hclo+Hcl=cl2+H2o ； 2Fe3 cu=2Fe2+cu2+ ；Fe+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+ cl2cu2+ 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 可知， cl2氧化性强于 Fe3+，即 cl2 Fe3+，由 可知， Hclo cl2，8 / 23 由 可知， Fe3+ cu2+，由 可知， cu2+ Fe2+。由此可进一 步推知，正确答案为 B。 【例 2】（ XX天津卷， 5）下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是 A用 Fecl3溶液腐蚀铜线路板： cu+2Fe3+ cu2+2Fe2+ B Na2o2与 H2o反应制备 o2： Na2o2+H2o 2Na+2oH +o2 c将氯气溶于水制备次氯酸： cl2+H2o 2H+cl +clo D用浓盐酸酸化的 kmno4 溶液与 H2o2 反应，证明 H2o2 具有还原性： 2mno+6H+5H2o2 2mn2+5o2+8H2o 解析： B 中元素不守恒，正确的离子方程式为 ：2Na2o2+2H2o=4Na+4oH-+o2； c 中的 Hclo 是弱酸，不能拆成离子形式； D 的离子方程式本身没有问题，但 kmno4 的强氧化性能将浓盐酸氧化，不能实现证明 H2o2 具有还原性的目的 (还原性： Hcl H2o2， Hcl 先反应 )， D 错。 答案： A 命题立意：考查离子方程式的正误判断。 【例 3】（ XX广东理综卷， 33） 某科研小组用 mno2 和浓盐酸制备 cl2 时，利用刚吸收过少量 So2的 NaoH溶液对其尾气进行吸收处理。 （ 1）请完成 So2 与过量 NaoH 溶液反应的化学方程式：So2+2NaoH=_ 9 / 23 （ 2）反应 cl2+Na2So3+2NaoH=2Nacl+Na2So4+H2o 中的还原剂为 _ （ 3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在cl、 oH 和 So请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的 co2的影响） 提出合理假设 假设 1：只存在 So32-；假设 2：既不存在 So32-也不存在clo；假设 3： _ 设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象 和结论。限选实验试剂： 3moLL-1H2So4、1moLL-1NaoH、淀粉 -kI溶液、紫色石蕊试液 实验步骤预期现象和结论 步骤 1：取少量吸收液于试管中，滴加 3moLL-1H2So4 至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于 A、 B 试管中 步骤 2： 步骤 3： 解析： (1)NaoH 过 量 ， 故 生 成 的 是 正 盐 ：So2+2NaoH=Na2So3+H2o。 (2)S 元素的价态从 +4+6 ，失去电子做表现还原性，故还原剂为 Na2So3。 (3) 很明显，假设 3 两种离子都存在。 加入硫酸的试管，若存在 So32-、 clo-，分别生成了 H2So310 / 23 和 Hclo；在 A 试管中滴加紫色石蕊试液，若先变红后退色，证明有 clo-，否则无；在 B 试管中滴加溶液，若紫红色退去，证明有 So32-，否则无。 答案： (1)Na2So3+H2o (2)Na2So3 (3)So32 -、 clo-都存在 实验步骤预期现象和结论 步骤 1：取少量吸收液于试管中，滴加 3moLL-1H2So4 至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于 A、 B 试管中 步骤 2：在 A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色，证明有 clo-，否则无 步 骤 3：在 B 试管中滴加溶液 若紫红色退去，证明有 So32-，否则无 第 3 课时氧化还原反应方程式的配平 1.配平原则：电子守恒、原子守恒、电荷守恒 2.配平步骤（以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例）： 标出化合价变化了的元素的化合价。如： +7-1+40 kmno4+Hcl=kcl+mncl2+cl2+H2o 11 / 23 根据元素存在的实际形式调整发生了氧化还原反应的物质的系数，使之成 1 1 的关系。如： +7-1+40 kmno4+2Hcl=kcl+mncl2+cl2+H2o 调整 系数，使化合价升降总数相等。 化合价 5 kmno4+2Hcl=kcl+mncl2+cl2+H2o 化合价 2 根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。如： 2kmno4+10Hcl=kcl+2mncl2+5cl2+H2o 利用元素守恒，用观察方法配平没有参加氧化还原反应的其他物质的系数。如： 2kmno4+16Hcl=2kcl+2mncl2+5cl2+8H2o 检查方程式两边各原子的个数是否相等，离子方程式还要检查方程式两边的离子所带的电荷数是否 相等。 【例 1】硫代硫酸钠可作为脱氯剂，巳知 L-1Na2S2o3溶液恰好把 224mL(标准状况下 )cl2完全转化为 cl-离子，则S2o32-将转化为（）。 A 解析：根据氧化剂得到电子的物质的量与还原剂失去电子的物 质 的 量 相 等 ：mol -121=L -12m 12 / 23 m 为氧化产物与硫代硫酸钠中硫元素的化合价差，所以 m=4,硫代硫酸钠中 S 的化合价为 +2价，被氯气氧化后，上升 4 价，即 +6价。答案为（ D） So42-。 得到电子的物质的量的计算方法是：氧化剂（或还原产物）物质的量 化学式中参加还原反应的原子个数 化合价的差值；失去电子的物质的量的计算方法是：还原剂（或氧化产物）物质的量 化学式中参加氧化反应的原子个数 化合价的差值。答案 :D。 【例 2】（ XX福建卷， 24题前 2 小题）硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是 Znco3，并含少量的 Fe2o3、 Feco3mgo、 cao等，生产工艺流程示意如下： （ 1）将菱锌矿研磨成粉的目的是 _。 （ 2）完成 “ 氧化除铁 ” 步骤中 反应的离子方程式： Fe(oH)2+_+_=Fe(oH)3+cI - 【解析】（ 1）将棱铁矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积，使得反应更加充分 （ 2）漂白粉的成分中含有次氯酸根，调节酸碱度后，具有较强的氧化性，能使 +2 价的铁离子氧化成 +3 价，氧化亚铁变成氧化铁必须增加氢氧元素的量，可以推测出另一种反应物为水，清楚了反应物，一般可以顺利的配平。 13 / 23 答案： (1)增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积，使反应更加充分。 (2) 氧化还原反应单元测试题 一 .选择题（下列各题 均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第 卷题首的答案栏内，填在其它地方无效） 1.人体血红蛋白中含有 Fe2+，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使 Fe2+转变为 Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与 o2 结合的能力。服用维生素 c 可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素 c 具有 A、酸性 B、碱性 c、氧化性 D、还原性 2.下列说法中错误的是 A、凡是氧化还原反应，都不可能是复分解反应 B、化合反应不可能是氧化还原反应 c、置换反应一定是氧化还原反应 D、分解反应可能是氧化还原反应 3.过氧化氢俗名双氧 水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。对于下列涉及 H2o2的反应（未配平）， H2o2 仅体现氧化性的反应是 A、 Na2o2+HclNacl+H2o2B 、 Ag2o+H2o2Ag+o2+H2o c 、 H2o2H2o+o2D 、14 / 23 H2o2+cr2(So4)3+koHk2cro4+k2So4+H2o 4.某种飞船是以 N2H4 和 N2o4 为动力源，反应式为：2N2H4+N2o4=3N2+4H2o，反应温度可高达 2700 ，对于该反应，下列正确的说法是 A、该反应属于置换反应 B、 N2H4是氧化剂 c、 N2o4 是还原剂 D、 N2既是氧化产物又是还原产物 5.有 m、 N、 P、 E 四种元素，有下列实验事实： （ 1） m+N2+=m2+N(在溶液中反应 ) （ 2） P+2H2o（冷） =P(oH)2+H2 （ 3） N 和 E 相连放入 E 的硫酸盐溶液中，电极反应式为： E2+2e E 、 N 2e N2+ 根据以上事实，试判断它们还原性由强到弱的顺序正确的是 A、 mNPEB、 mNEPc、 EPmND、 PmNE 二 .选择题（下列各题可能有 1 2 个合理答案） 6.已知 co2o3在酸性溶液中易被还原成 co2+， co2o3、 cl2、Fecl3、 I2 的氧化性依次减弱，下列反应在水溶液中不可能的是 A、 3cl2+6FeI2=2Fecl3+4FeI3 B、 cl2+FeI2=Fecl2+I2 c、 co2o3+6Hcl=2cocl2+cl2+3H2o D、 2Fe3+2I =2Fe2+I2 7.氮化铝（ AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性15 / 23 质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成： Al2o3+N2+3c2AlN+3co 下列叙述正确的是 A、在氮化铝的合成反应中， N2 是还 原剂， Al2o3 是氧化剂 B、上述反应中每生成 1 摩氮化铝， N2得到 3mol电子 c、氮化铝中氮元素的化合价为 3 价 D、氮化铝晶体属于分子晶体 是一种消毒杀菌剂，实验室可通过下列反应制得 clo2： 2kclo3+H2c2o4+H2So4=2clo2+k2So4+2co2+2H2o 下列说法正确的是 A、 kclo3在反应中得到电子 B、 clo2 是氧化产物 c、 H2c2o4 在反应中被氧化 D、 1molkclo3 参加反应，有 2mol电子转移 、 cac2、 caH2、 mg3N2都能与水反应，且反应中 都有气体放出。下列说法正确的是 A、都属于氧化还原反应 B、 cac2、 mg3N2与水的反应属于复分解反应 c、 Na2o2、 caH2与水反应时水作氧化剂 D、 caH2 与水发生氧化还原反应产生 H2， H2 既是氧化产物又是还原产物 10.在一定条件下， Ro3n-与氟气可发生如下反应： 16 / 23 Ro3n-+F2+2oH =Ro4-+2F +H2o 从而可知在 Ro3n-中，元素 R 的化合价是 A、 +4B、 +5c、 +6D、 +7 11.将一定量的 Fe和 Fe2o3的混合物投入 250mL、 /L的 HNo3溶液中，当固体混 合物完全溶解后，在标准状况下生成（ HNo3的还原产物仅此一种），再向反应后的溶液中加入 /LNaoH 溶液，若要使铁元素完全沉淀下来，所加入的 NaoH 溶液体积最少应为 A 300mLB 400mLc 450mLD 500mL 12.下列离子方程式正确的是 A cl2与 NaoH溶液反应： cl2+2oH-=cl-+clo-+H2o B F2与 NaoH溶液反应： F2+4oH-=2F-+o2+2H2o c AgNo3 溶 液 中 加 入 过 量 氨 水 ：Ag+2NH3H2o=Ag(NH3)2+2H2o D Fe3o4与稀 HNo3 反应： Fe3o4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2o 13.下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量的关系为 12 的是 A o3+2kI+H2o=2koH+I2+o2 B 2cH3cooH+ca(clo)2=2Hclo+ca(cH3coo)2 c I2+2Naclo3=2NaIo3+cl2 D 4Hcl+mno2=mncl2+cl2+2H2o 14.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应 ,下列叙17 / 23 述正确的是 A反应速率：两者相同 B消耗硝酸的物质的量： 前者多，后者少 c反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D反应中转移的电子总数：前者多，后者少 15.已知某溶液中存在较多的 H、 So42、 No3，则溶液中还可能大量存在的离子组是 A A13、 cH3coo 、 c1 +、 NH4+、 c1 c mg2+、 c1 、 Fe2+、 Ba2+、 Br 三 .填空题 16.将几滴 kScN溶液（ ScN是 “ 类卤离子 ” ）加入酸性 Fe3+溶液中，溶液立即变成红色 ，将此红色溶液分为两份，一份中加入 kmno4溶液，红色褪去 ；向另一份红色溶液中通入 So2时 红色也消失 ，再滴加 kmno4溶液，其紫色也褪去 ，试解释以上画线四部分颜色变化的原因，并写出有关反应的离子方程式： 17.氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜18 / 23 (含硫酸亚铁等杂质 )进行如下实验： 制备氧化铜： 工业 cuSo4cuSo4 溶液 cuSo45H2ocuo 步骤 I 的目的是除不溶性杂质。操作是。 步骤 的目的是除铁。操作是：滴加 H2o2溶液，稍加热；当 Fe2+转化完全后，慢慢加入 cu2(oH)2co3 粉末，搅拌，以控制溶液 pH=；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至 pH=1。控制溶液 pH=的原因是。 步骤 的目的是得到 cuSo45H2o 晶体。操作是，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是。 探究氧化铜的性质 取 A、 B 两支试管，往 A 中先加入适量 cuo 粉末，再分别向 A 和 B 中加入等体积的 3%H2o2 溶液，只观察到 A 中有大量气泡。结论是。 为探究试管 A 中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有： 。 18.（ 1）请将 5 种物质： N2o、 FeSo4、 Fe(No3)3、 HNo3 和Fe2(So4)3 分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式。 _+_+_+_+H2o 19 / 23 (2)反应物中发生氧化反应的物质 _，被还原的元素是 _。 (3)反应中 1mol 氧化剂 _(填 “ 得到 ” 或 “ 失去 ”)_mol 电子。 (4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中： _+_ 19.某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为、锥 形瓶和水的质量为），利用左图装置测定混合物中 Na2o2 的质量分数，每隔相同 时间读得电子天平的数据如表： （ 1）写出 Na2o2和 H2o反应的化学方程式 （ 2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是 不必作第 6 次读数的原因是 （ 3）测定上述样品（）中 Na2o2 质量分数的另一种方案，其操作流程如下： 操作 的名称是 需直接测定的物理量是 20 / 23 测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发 皿、酒精灯，还需要、（固定、夹持仪器除外） 在转移溶液时，如溶液转移不完全，则 Na2o2质量分数的测定结果（填偏大、偏小或不变）。 20、（ 1）有下列操作供选择： A加 NaoH溶液 B加盐酸 c加硝酸 D加热 E加 AgNo3溶液 F加水过滤 G加 mno2H置于空气中（填序号，可以重复选择） 证明一种金属粉末是铁粉的操作顺序是。 证明 kclo3中含有氯元素的操作顺序是。 （ 2）亚硝酸钠 NaN