高一化学必修一氧化还原反应学习精要

1 高一化学必修高一化学必修 1 1 氧化还原反应的基本规律及其应用氧化还原反应的基本规律及其应用 1 概念 定义 有电子转移 得失或偏移 的反应就叫做氧化还原反应 判断的依据 化合价是否有变化 本质 有电子转移 得失或偏移 例 1 下面有关氧化还原反应的叙述正确的是 A A 在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 B 肯定有一种元素被氧化 另一种元素被还原 C 物质所含元素化合价升高的反应是还原反应 D 某元素从化合态变为游离态时 该元素一定被还原 巩固 判断下列化学反应哪些是属于氧化还原反应 2Mg O22MgOCaO H2O Ca OH 2 2KMnO4K2MnO4 MnO2 O2 Cu OH 2CuO H2O C 2CuO2Cu CO2Zn H2SO4 ZnSO4 H2 2HCl CaCO3 CaCl2 CO2 H2OKCl AgNO3 AgCl KNO3 3NO2 H2O 2HNO3 NO2H2S SO2 3S 2H2O 氧化剂 得到电子的反应物氧化性 物质得电子的性质 还原剂 失去电子的反应物还原性 物质失电子的性质 被氧化 失去电子被氧化氧化反应 失去电子的反应叫氧化反应 被还原 得到电子被还原还原反应 得到电子的反应叫还原反应 氧化产物 氧化反应生成的产物 还原产物 还原反应生成的产物 2 氧化还原反应中五对既对立又联系的概念 物质性质过程反应产物 氧化剂 得电子 失电子 还原剂 还原性 氧化性 化合价降低 化合价升高 被还原 被氧化 还原反应 氧化反应 还原产物 氧化产物 具有 具有发生 发生 表象实质 本身 本身 生成 生成 2 练习 1 指出下列氧化还原反应中的氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 4P 5O22P2O5 2KClO32KCl 3O2 2KMnO4K2MnO4 MnO2 O2 S 2KNO3 3CK2S 3CO2 N2 2H2S SO2 3S 2H2O 3NO2 H2O 2HNO3 NO 4FeS2 11O22Fe2O3 8SO2 Zn 2HCl ZnCl2 H2 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 2 已知下列反应 2Na 2H2O 2NaOH H2 2F2 2H2O 4HF O2 Cl2 H2O HCl HclO 2NaCl 2H2O 电解 2NaOH H2 Cl2 CaO H2O Ca OH 2 CaCO3 H2O Ca HCO3 2 1 其中水在反应中作氧化剂的反应是 填代号下同 2 其中水在反应中作还原剂的反应是 3 其中水在反应中既不作氧化剂也不作还原剂的反应是 2 1 2 3 3 在 K2Cr2O7 14HCl 2KCl 2CrCl3 3Cl2 7H2O 反应中 是氧化剂 是还原剂 元素被氧化 元素被还原 是氧化产物 是还原产物 电子转移的总数 是 3 K2Cr2O7 HCl氯 铬 Cl2 CrCl3 6 3 3 氧化还原反应实质的表示方法 氧化还原反应实质的表示方法 1 电子得失法即双线桥法 a 两条线桥从反应物指向生成物 且对准同种元素 b 要标明 得 失 电子 且数目要相等 c 箭头不代表电子转移的方向 2 电子转移法即单线桥法 a 一条线桥表示不同元素原子得失电子的情况 b 不需标明 得 失 电子 只标明电子转移的数目 c 箭头表示电子转移的方向 d 单线桥箭头从还原剂指向氧化剂 巩固 分别用双线桥和单线桥表示下列氧化还原反应电子的转移 2Mg O22MgO 2KClO32KCl 3O2 C 2CuO2Cu CO2 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 4 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 1 置换反应都是氧化还原反应 2 化合反应不都是氧化还原反应 有单质参加的化合反应是氧化还原反应 3 分解反应不都是氧化还原反就 有单质生成的分解反应才是氧化还原反应 4 复分解反应都不是氧化还原反应 练习 1 下列说法中错误的是 CD 3 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 5 5 氧化还原反应的类型 氧化还原反应的类型 不同物质不同元素间 相同物质不同元素间 不同物质相同元素间 归中反应 规律 高价态被还原 化合价降低 低价态被氧化 化合价升高 两方面化合价都向中间价 态变化 但彼此不能越位 相同物质相同元素间 歧化反应 与归中反应正好相反 是同一价态元素的原子向一高一低两方向转化 练习 同种元素的同一价态 部分被氧化 部分被还原的反应是 AC A 3Br2 6KOH 5KBr KBrO3 3H2OB NH4NO3 N2O 2H2O C 3NO2 H2O 2HNO3 NOD 2KNO3 2KNO2 O2 多种物质多种元素间 6 6 常见的氧化剂和还原剂 常见的氧化剂和还原剂 常见还原剂常见氧化剂 1 活泼金属单质 如 K Na Mg Al 等 1 活泼非金属单质 如 F2 Cl2 Br2 I2 O2 O3等 2 非金属离子 含低价态元素的化合 物和某些非金属单质 如 S 2 H 2S SO 2 3 I HI HCl NH 3 CO H2 Si C 等 2 含较高价态元素的化合物如 HNO3 H2SO4 KClO3 KMnO4 MnO2 HClO NO2等 3 低价阳离子 如 Fe 2 Cu Sn2 等 金属性较弱的正高价阳离子 如 Fe 3 Cu2 Ag Sn4 某些物质既可作氧化剂又可作还原剂 如 Na2O2 H2O2 注意 对于变价元素当处于最高价时只具有氧化性 处于最低价时则只具有还原性 而外于 中间价态则既有氧化性又有还原性 7 7 氧化性 还原性强弱比较 氧化性 还原性强弱比较 1 根据原子结构 原子半径大 最外层电子少 其单质易失电子 还原性强 原子半径 小 最外层电子多 其单质易得电子 氧化性强 氧化性还原性的强弱并不决定于得失电子 的数目而决定于得失电子的难易程度 金属单质的还原性看金属活动顺序表 KBaCaMgAlMnZnFeSnPb H CuHgAgPtAu 失电子能力逐渐减弱 还原性逐渐减弱 非金属离子的还原性强弱看非金属活动顺序表倒过来的顺序 S 2 I Br O2 Cl F 非金属单质的氧化性看非金属活动顺序 F2 Cl2 O2 Br2 I2 S 金属离子的氧化性看金属活动顺序表倒过来的顺序 例如下列几种阳离子氧化性由强到 弱的顺序是 Ag Cu2 Fe2 Al3 K 注 Fe3 Cu2 2 根据反应条件 是否加热 温度高低 有无催化剂等 3 根据反应剧烈程度 如 Cu 与浓 HNO3反应剧烈 Cu 与稀 HNO3反应微弱 故氧化性浓 HNO3 稀 HNO3 4 根据不同氧化剂在同一物质反应后 还原剂中相关元素价态高低 如 Fe S FeS 2Fe 3Cl2 2FeCl3 故氧化性 Cl2 S 2 3 点燃 4 5 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 氧化剂的氧化性 氧化产物的氧化性 还原剂的还原性 还原产物的还原性 练习 1 根据下列反应判断有关的物质还原性由强到弱的顺序是 A H2SO3 I2 H2O 2HI H2SO4 2FeCl3 2HI 2FeCl2 2HCl I2 3FeCl2 4HNO3 2FeCl3 NO 2H2O Fe NO3 3 A H2SO3 I Fe2 NO B I Fe2 H 2SO3 NO C Fe 2 I H 2SO3 NO D NO Fe 2 H 2SO3 I 解析解析 1 先确定好每个反应中的还原剂与还原产物 2 利用规律 还原性为还原剂强 于还原产物 有 H2SO3 HI HI FeCl2 FeCl2 NO得答案为 A 选项 2 已知有如下反应 2Fe 3 2I 2Fe2 I 2 2Fe 2 Br 2 2Fe 3 2Br 2Fe CN 6 4 I 2 2Fe CN 6 3 2I 试判断氧化性强弱顺序正确的是 C A Fe 3 Br 2 I2 Fe CN 6 3 B Br2 I2 Fe 3 Fe CN 6 3 C Br2 Fe 3 I 2 Fe CN 6 3 D Fe CN 6 3 Fe 3 Br 2 I2 3 已知在某温度时发生如下三个反应 1 C CO2 2CO 2 C H2O CO H2 3 CO H2O CO2 H2 由此可以判断 在该温度下 C CO H2的还原性强弱顺序是 D A CO C H2B C CO H2C C H2 COD CO H2 C 4 根 据 反 应 1 Fe Cu 2 Fe2 Cu 2 2Fe 3 Cu Cu2 2Fe2 3 2Fe 2 Cl 2 2Fe 3 2Cl 4 HClO H Cl H 2O Cl2 可以判断出各粒子的氧化性由强到弱的顺序正确的是 A A HClO Cl2 Fe 3 Cu2 B Cl2 HClO Fe 3 Cu2 C Cl2 Fe 3 HClO Cu2 D HClO Cl2 Cu 2 Fe3 5 已知 X2 Y2 Z2 W2四种物质的氧化能力为 W2 Z2 X2 Y2 下列氧化还原反应能发生的 是 BC A 2NaW Z2 2NaZ W2B 2NaX Z2 2NaZ X2 C 2NaY W2 2NaZ Y2D 2NaZ X2 2NaX Z2 6 下列叙述正确的是 AD A 元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得 B 得电子越多的氧化剂 其氧化性就越强 C 阳离子只能得电子被还原 只能作氧化剂 D 含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性 7 下列变化中 一定需加还原剂才能实现的是 B A Cl2 Cl B FeCl3 FeCl2C C CO2D KMnO4 MnO2 8 下列物质属于常见氧化剂一组的是 A A Cl2 O2 FeCl3 KMnO4B O2 KMnO4 C H2 C Na K FeCl2 H2 COD CuO CO Fe2O3 H2 8 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平 一般用 化合价升降法 或 电子得失法 配平 配平原则是 化合价升降总数相等 或 得失电子总数相等 下面以硫与浓硝酸反应为例 说明配平的一般步骤 1 标变价 标出氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物中价变元素的化合价 2 求总数 求得失电子数的最小公倍数 以确定氧化剂 还原剂 氧化产物和 还原产物四大物质前的系数 5 3 配系数 观察配平两边其他物质的系数 并进行检查 最后改 为 号 练习 1 NH3 O2NO H2O 2 Cu HNO3 Cu NO3 2 NO H2O 3 KMnO4 HCl KCl MnCl2 Cl2 H2O 4 FeS2 O2Fe2O3 SO2 9 9 氧化还原反应的一般规律氧化还原反应的一般规律 1 相等规律 在一个氧化还原反应中 氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目 或者说氧 化剂化合价降低总数等于还原剂化合价升高总数 根据这个规律 我们可以进行氧化还原反应方程式的配平以及有关氧化还原反应的计算 2 表现性质规律 某种元素处于最高价态时 则含有该元素的物质就具有氧化性 因为在氧化还原反应 中 该元素的化合价只能降低 不可再升高 例如 KMnO4 H2SO4 HNO3 FeCl3 F2 无 正价 等 某种元素处于最低价态时 则含有该元素的物质就具有还原性 因为在氧化还原反应 中 该元素的化合价只能升高而不可再降低 例如 HCl Na 无负价 Na2S 等 某元素处于中间价态时 则含有该元素的物质 即具有氧化性又具有还原性 因为在 一定条件下 该元素的化合价可能升高或者降低 例如 C S Fe SO2等 金属单质只具有还原性 非金属单质多数既具有氧化性又具有还原性 少数只具有氧 化性 含同种元素相邻价态的两物质之间不发生氧化还原反应 例如 C 与 CO CO 与 CO2 Cl2与 HCl 浓 H2SO4与 SO2等均不能发生氧化还原反应 3 性质强弱规律 氧化性 氧化剂强于氧化产物 还原性 还原剂强于还原产物 例如 2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 氧化性 Fe 3 Cu2 还原性 Cu Fe2 4 反应先后规律 在浓度相差不大的溶液中 同时含有几种还原剂时 若加入氧化剂 则它首先与溶液中 最强的还原剂作用 同理 在浓度相差不大的溶液中 同时含有几种氧化剂时 若加入还原 剂 则它首先与溶液中最强的氧化剂作用 根据这个规律 可判断氧化还原反应发生的先后次序 写出相应的化学方程式 例如 把 Cl2通入 FeBr2溶液中 Cl2的强氧化性可将 Fe2 Br 氧化 由于还原性 Fe2 Br 所以 当通入有限量 Cl2时 根据先后规律 Cl2首先将 Fe2 氧化 但 Cl2足量时 方可把 Fe2 Br 一并氧化 离子方程式可分别表示为 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Fe2 4Br 3Cl2 2Fe3 还原产物 得电子还原反应 氧化产物 失电子氧化反应 强氧化剂 强还原剂 弱还原剂 弱氧化剂 10 2 000 4 30 7 6 5 6 2Br2 6Cl 5 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 低价中间价 的规律 也可归纳为 两相靠 不相交 根据这个规律 便于我们判断氧化产物和还原产物 标明电子转移关系 例如 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O而不是 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O 综合素质训练 1 下列金属中 还原性最强的是 C A AuB FeC NaD Mg 2 2 G Q X Y Z 均为氯的含氧化合物 我们不了解它们的化学式 但知道它们在一定条件下 具有如下的转换关系 未配平 G Q NaCl Q H2O 电解X H2 Y NaOH G Q H2O Z NaOH Q X H2O 这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为 B A QGZYXB GYQZXC GYZQXD ZXGYQ 分析分析根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等这一规律 对于反应 G NaCl 变化中 Cl 的化合价降低 则 G Q 变化中 Cl 的化合价必然升高 亦即氯的化合价 GQ 同理 由 可判断氯的化合价 X Q 由 并结合 Q G 可判断氯的化合价 Q Y G 由 并结合 X Q 可判断氯的化合价 X Z Q 综合之 答案为 B 3 在 2H2S SO2 3S 2H2O 的反应中 还原产物和氧化产物的质量比是 C A 1 1B 2 1C 1 2D 2 3 3 3 某强氧化剂 XO OH 2 被亚硫酸钠还原到较低价态 对于 24 个 XO OH 2 离子需用含 60 个 SO3 2 离子的溶液 那么 X 元素的最终价态为 西安市检测题 解析解析由题意分析知 Na2SO3作还原剂时 只能由 SO3 2 转化为 SO 4 2 每个 SO 3 2 应失去 2 个电子 60 个 SO3 2 就会失去 120 个电子 而对于 24 个 XO OH 2 离子来说 正好应对 120 个电 子 若设每个 XO OH 2 离子在反应中应得 n 个电子 则有 24n 60 2 解之得 n 5 由于 X 元素在 XO OH 2 中显示 5 价 所以当其每个离子得 5 个电子而降低 5 价时 应使 X 元素的最终价态为 0 价 即答案 0 价 类似确定元素的化合价 确定物质的化学式等问题 应抓住得失电子相等的守恒规律 4 4 高锰酸钾和氢溴酸溶液 可以发生下列反应 KMnO4 HBr Br2 MnBr2 KBr H2O 其中 还原剂是 若消耗 158g 氧化剂 则被氧化的还原剂的质量是g 解析解析本题考查配平及有关计算 根据化合价变化可知 KMnO4为氧化剂 HBr 为还原剂 根据化合价升降总数相等 KMnO4与被还原 HBr 的关系为 2KMnO4 10HBr 经计算 40 5gHBr 被 还原 故答案为 HBr 40 5g 5 5 氢化钙 CaH2 可作为生氢剂 反应的化学方程式为 CaH2 2H2O Ca OH 2 2H2 下列说 法不正确的是 A CaH2既是还原剂 又是氧化剂 B H2既是氧化产物 又是还原产物 C CaH2是还原剂 H2O 是氧化剂 D 氧化产物与还原产物质量比为 1 1 解析解析此题的关键是分析判断出CaH2中氢元素的化合价为 1价 因金属元素钙不可能有负价 态 在化合物中钙元素只有 2 价 答案为 A 6 R2O8 n 离子在一定条件下可以把 Mn2 离子氧化为 MnO 4 若反应后 R 2O n 离子变为 RO 4 2 离子 又知反应中氧化剂与还原剂的离子数之比为 5 2 则 n 的值是 B A 1B 2C 3D 4 7 高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应 2KMnO4 16HBr 5Br2 2MnBr2 2KBr 8 H2O 其中氧化剂是 若消耗15 8g氧化剂 则被氧化的还原剂的质量是g HBr 40 5 7 本节知识点补充 有关概念之间的关系有关概念之间的关系 常见氧化剂 还原剂常见氧化剂 还原剂 一