2012高三化学一轮复习 氧化还原反应

用心 爱心 专心1 氧化还原反应氧化还原反应 考纲要求考纲要求 了解氧化还原反应的本质是电子的转移 了解常见的氧化还原反应 教材精讲教材精讲 一一 化学反应的分类化学反应的分类 1 根据反应物和生成物类别以及反应前后物质种类的多少 可把化学反应分为 无机化学方面 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 有机化学方面 取代反应 加成反应 消去反应 聚合反应 2 根据反应中物质是否得失电子 可把化学反应分为 氧化还原反应和非氧化还原反应 3 依据是否有离子参加或生成 可把化学反应分为 离子反应和非离子反应 二二 氧化还原反应氧化还原反应 1 氧化还原反应 在反应中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应 2 特征 反应前后元素的化合价发生了变化 外在表现 3 本质 反应中有电子转移 内在实质 4 氧化还原反应的基本类型 1 自身氧化还原反应 同一种物质的分子内 同种元素 不同价态 或不同种元素的原子 离子 之间发生 电子转移的氧化还原反应 说明 自身氧化还原反应中氧化剂和还原剂必须是同一种物质 2 歧化反应 同一种物质分子内同一种元素同一价态的原子 或离子 发生电子转移的氧化还原反应 如 C12 2NaOH 2NaCl NaCl0 H20 3N02 H20 2HN03 NO 说明 歧化反应是自身氧化还原反应的特例 歧化反应的特点 某元素的中间价态在适宜条件下同 时向较高和较低价态转化 3 归中反应 同种元素由不同价态 高价态和低价态 转变为中间价态的氧化还原反应 如 6HCl KCl03 KCl 3C12 3H20 2FeCl3 Fe 3FeCl2 2H2S S02 3S 2H20 4 部分氧化还原反应 不同物质之间 部分被氧化或部分被还原的氧化还原反应 Mn02 4HCl 浓 MnCl2 2H20 C12 用心 爱心 专心2 5 电子转移的表示方法 1 单线桥法 从被氧化 失电子 化合价升高 的元素指向被还原 得电子 化合价降低 的元素 标明电子数目 不需注明得失 例 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2 双线桥法 得失电子分开注明 从反应物指向生成物 同种元素 注明得失及电子数 例 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 说明 注意两类特殊的化学反应 歧化反应 同种元素同价态在反应中部分原子化合价升高 部分原 子化合价降低 例 3Cl2 6KOHKClO3 5KCl 3H2O 归中反应 KClO3 6HCl3Cl2 6KCl 3H2O 三三 氧化还原反应的一些重要概念氧化还原反应的一些重要概念 1 氧化反应与还原反应 氧化反应 反应物所含元素化合价升高 失去电子 的反应 还原反应 反应物所含元素化合价降低 得到电子 的反应 2 氧化剂与还原剂 氧化剂 所含元素的化合价降低 得到电子 的反应物 还原剂 所含元素的化合价升高 失去电子 的反应物 小结 四四 中学阶段常见的氧化剂与还原剂小结中学阶段常见的氧化剂与还原剂小结 1 氧化剂 活泼的非金属单质 如 F2 Cl2 Br2 I2 O2 O3 元素处于高价态的化合物 KClO3 KMnO4 K2Cr2O7 HNO3 浓 H2SO4 高价态的金属阳离子 Fe3 Ag Cu2 其它 HClO 漂白粉 MnO2 Na2O2 H2O2 NO2 银氨溶液 新制的 Cu OH 2 2 还原剂 得 2e 2e 失 2e 失 5e 得 5 e 用心 爱心 专心3 金属单质 K Ca Na Mg Al Fe Zn 等 某些非金属单质 H2 C Si 等 元素处于低价态的化合物 CO SO2 HCl HBr HI H2S Na2SO3 FeSO4 Fe OH 2 例 下列叙述中正确的是 D 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 五 氧化还原反应的一般规律五 氧化还原反应的一般规律 1 性质强弱的规律 在 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 中 氧化性强弱顺序是 氧化剂 氧化产物 还原性强 弱顺序是 还原剂 还原产物 例 3 根据反应式 1 2Fe3 2I 2Fe2 I2 2 Br2 2Fe2 2Br 2Fe3 可判断出离子的还原性从强到弱的 顺序是 A Br Fe2 I B I Fe2 Br C Br I Fe2 D Fe2 I Br 解析 反应 1 中还原剂是 I 还原产物是 Fe2 故还原性 I Fe2 反应 2 中还原剂是 Fe2 还原 产物是 Br 故还原性 Fe2 Br 综合起来可知还原性 I Fe2 Br 答案 B 2 守恒规律 化合价有升必有降 电子有得必有失 对于一个完整的氧化还原反应 化合价升高总数与降低总数 相等 失电子总数 或共用电子对偏离 与得电子总数 或共用电子对偏向 相等 3 价态表现性质的规律 元素处于最高价 只有氧化性 元素处于最低价 只有还原性 元素处于中间价态 既有氧化性又 有还原性 但主要呈现一种性质 物质若含有多种元素 其性质是这些元素性质的综合体现 简单表述 为 高价氧化低价还 中间价态两头转 例 4 在下列物质中 既具有氧化性又具有还原性的是 A 铁 B 硫 C 铁和硫 D 氧和铁 答案 B 4 转化规律 氧化还原反应中 以元素相邻价态间的转化最容易 同种元素不同价态之间的氧化反应 化合价的变化 ne ne 用心 爱心 专心4 遵循 只靠拢 不交叉 即价态归中 同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应 即是 歧化律 处 于中间价态的元素同时升降 归中律 同种元素不同价态反应时 化合价向中间靠拢 且一般符合邻位 转化和互不换位规律 例如 5 反应先后的一般规律 在浓度相差不大的溶液中 同时含有几种还原剂时 若加入氧剂 则它首先与溶液中还原性最强的还原 剂作用 同理 同时含有几种氧化剂时 若加入还原剂 则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用 说明 越易失电子的物质 失后就越难得电子 越易得电子的物质 得后就越难失电子 六 六 氧化还原反应的应用氧化还原反应的应用 一 氧化性 还原性比较 一 氧化性 还原性比较 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 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 用心 爱心 专心5 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 KMn04 Mn02 5 根据反应速率的大小来判断 如 2Na2SO3 O2 2Na2SO4 快 2H2SO3 O2 2H2SO4 慢 322 SO2OSO2 催化剂 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 22 CuClClCu 点燃 SCuSCu2 2 SCl2 又如 OH2SOBrSOHHBr2 222 42 浓 OH4SHI4SOHHI8 222 42 浓 即有还原性 HBrHI 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 OHCl 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 HClO34 HClO24 HClO 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 用心 爱心 专心6 原子的氧化性一般都强于分子的氧化性 如 氧化性等 222 OOClClFF 例 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 Cl2 Cu2 Fe2 解析解析 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 由 可知 Fe3 Cu2 由 可知 Cu2 Fe2 由此可进一步推知 正确答案为 B 二 氧化还原反应的相关计算 二 氧化还原反应的相关计算 原理是 氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数 例 1 硫酸铵在强热条件下分解 生成氨 二氧化硫 氮气和水 反应中生成的氧化产物和还原产物的物质 的量之比是 A A 1 3 B 2 3 C 1 1 D 4 3 例 2 将一定量的 Fe 和 Fe2O3的混合物投入 250mL 1 8mol 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 1 12LNO HNO3的还原产物仅此一种 再向反应后的溶液中加入 1 0mol 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B A 300mL B 400mL C 450mL D 500mL 三 氧化还原反应方程式的配平 三 氧化还原反应方程式的配平 1 配平的原则 1 电子守恒 氧化还原反应过程中 氧化剂得电子总数目等于还原剂失电子总数目 即 电子得失数 相等 化合价升降数相等 2 质量守恒 反应前后各元素的原子个数相等 3 电荷守恒 对于离子方程式 等式两边 电荷总数相等 2 配平的思路 一般分两部分 第一部分是氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物之间的配平 化合价升降相等或电子得 失数相等 第二部分是用观察法配平其他物质的化学计量数 3 常见配平方法 1 化合价升降法 即电子得失法或氧化数法 这类方法既可以配平分子反应式 也可以配平离子反应式 它是氧化还原反应的一般配平方法 化合价升 降法的配平步骤是 写出反应物和生成物的化学式 分别标出变价元素的化合价 得出升降数目 用心 爱心 专心7 使化合价升高与化合价降低的总数相等 求最小公倍数法 用观察的方法配平其它物质的化学计算数 包括部分未被氧化或还原的原子 原子团 数通过观察法 增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上 配平后把单线改成等号 该基本步骤可简记作 划好价 列变化 求总数 配化学计量数 例 08 全国 卷 NH4 2SO4在高温下分解 产物是 SO2 H2O N2和 NH3 在该反应的化学方程式中 化学计量数由小到大的产物分子依次是 A SO2 H2O N2 NH3B N2 SO2 H2O NH3 C N2 SO2 NH3 H2OD H2O NH3 SO2 N2 解析解析 此题实际上是考查化学方程式的配平 NH4 2SO4NH3 N2 SO2 H2O 反应中 N 3 0 化合价变化总数为 6 S 6 4 化合价变化数为 2 根据化合价升高和降低的总数相 等 所以应在 SO2前配 3 NH4 2SO4前面配 3 NH3前面配 4 H2O 前面配 6 最后计算反应前后的 O 原 子个数相等 配平后的化学方程式为 3 NH4 2SO4 高温 4NH3 N2 3SO2 6H2O 答案答案 C 例 硫代硫酸钠可作为脱氯剂 巳知 25 0mL0 100mol 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 S