氧化还原反应精讲（课件）.ppt

第五节氧化还原反应,第一章基本概念,氧化还原反应的概念和本质,【例1】Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景广阔。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO46Na2O2=2Na2FeO42Na2O2Na2SO4O2。对此反应下列说法中不正确的是()ANa2O2在反应中只作氧化剂BO2是氧化产物CNa2FeO4既是氧化产物又是还原产物D2molFeSO4发生反应时，共有10mol电子转移,解析：由2FeSO46Na2O2=2Na2FeO42Na2O2Na2SO4O2知FeSO4中的2价的Fe变为Na2FeO4中6价的Fe,2molFeSO4共失去8mol电子，Na2O2中的1价的氧变为0价的氧和2价的氧，6molNa2O2中的1价的氧有10mol变为2价的氧，有2mol1价的氧变为0价的氧，得失电子总数10mol，由此可见Na2O2在反应中既是氧化剂又是还原剂，选项A说法错误，选项B、C、D说法正确。答案：A,针对训练,1被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH42H2O=NaBO24H2，下列说法中正确的是(NaBH4中H为1价)()ANaBH4既是氧化剂又是还原剂BNaBH4是氧化剂，H2O是还原剂C硼元素被氧化，氢元素被还原D被氧化的元素与被还原的元素质量之比为11,2用高铁酸钠(Na2FeO4)对水消毒是城市饮用水处理的新技术。已知反应：Fe2O33Na2O2=2Na2FeO4Na2O，下列说法正确的是()ANa2O2既是氧化剂又是还原剂BNa2FeO4既是氧化产物又是还原产物C3molNa2O2发生反应，有12mol电子转移D在Na2FeO4中Fe为4价，具有强氧化性，能消毒杀菌,解析：观察可知，钠、硼、氧元素的化合价均没有变化，只有NaBH4中氢元素全部由1价升为0价，被氧化的H为4mol，H2O中氢元素全部由1价降为0价，被还原的H为4mol，则NaBH4是还原剂，H2O是氧化剂，故A、B、C均错，D正确。答案：D,解析：对题目中的反应方程式作分析可知：Na2O2作氧化剂，氧元素由1价降低到2价，A错；铁元素由Fe2O3中的3价升高到Na2FeO4中的6价，Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物，B正确，D错；C中3molNa2O2发生反应，有6mol电子转移。答案：B,氧化性、还原性强弱的判断,K_Ca_Na_Mg_Al_Zn_Fe_Sn_Pb_(H)_Cu_Hg_Ag_Pt_Au,单质的还原性逐渐减弱,KCa2NaMg2Al3Zn2Fe2HCu2Fe3Ag,离子的氧化性逐渐增强,2根据反应方程式进行判断。具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有弱还原性的还原产物和具有弱氧化性的氧化产物。,氧化剂(较强氧化性),还原剂(较强还原性),还原产物(弱还原性),得到ne,氧化产物(弱氧化性),失去ne,氧化性：氧化剂氧化产物，还原性：还原剂还原产物。,3根据被氧化或被还原的程度不同进行判断。如氯气、硫两种氧化剂分别与铁反应，氯气可把铁氧化为3价，即得到FeCl3，而硫只能把铁氧化为2价，即得到FeS，由此说明氯气的氧化性比硫的强。4根据反应条件判断。如F2和H2混合在暗处就能剧烈化合而爆炸，而I2与H2需在加热的情况下才能缓慢化合，因此F2的氧化性比I2的强。Na和Fe均能与水反应，Na在常温下能与水反应生成氢气，而Fe需要在高温下才能与水蒸气反应，因此Na的还原性比Fe的强。,5根据反应物的浓度进行判断。(1)氧化剂的浓度越大，其氧化性一般越强，如氧化性：浓H2SO4稀H2SO4，浓HNO3稀HNO3。(2)还原剂的浓度越大，其还原性一般越强，如还原性：浓HCl稀HCl。6根据元素周期律判断。(1)非金属单质的氧化性：同周期左右逐渐增强，同主族上下逐渐减弱。(2)金属单质的还原性：同周期左右逐渐减弱，同主族上下逐渐增强。,7根据电化学知识进行判断。(1)一般来说，原电池中还原性强的物质作负极，被氧化。(2)电解池中还原性强的离子在阳极首先失去电子被氧化，氧化性强的离子首先在阴极得到电子被还原。,【例2】根据下列方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl；HClOHCl=Cl2H2O；2Fe3Cu=2Fe2Cu2；FeCu2=Fe2Cu，判断下列各组物质氧化性强弱顺序正确的是()AFe3HClOCl2Fe2Cu2BHClOCl2Fe3Cu2Fe2CCl2HClOFe3Cu2Fe2DHClOFe3Cl2Cu2Fe2,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Cl2Fe3，由可知，HClOCl2，由可知，Fe3Cu2，由可知，Cu2Fe2。答案：B,针对训练,3在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是()AMgBCuCAgDH2,解析：根据氧化还原反应的优先规律，一种还原剂与多种氧化剂反应时，氧化性较强的首先被还原。根据金属活动性顺序表，氧化性强弱顺序为AgCu2(H+)Zn2Mg2，故首先被置换出来的是Ag。答案：C,氧化还原反应中的基本规律,1守恒律：对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等；还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等；反应前后电荷总数相等(离子反应)。守恒律应用于有关氧化还原反应的计算。2价态律：元素处于最高价，只有氧化性(如Fe3、KMnO4中等)；元素处于最低价，只有还原性(如S2、I等)；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性(如Fe2、S、Cl2)。价态律应用于判断元素或物质的氧化性、还原性。,Mn,+7,3强弱律：强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。,氧化剂,强氧化性,还原剂,强还原性,还原产物,弱还原性,氧化产物,弱氧化性,强弱律应用于在适宜条件下，用氧化性强的物质制备氧化性弱的物质，用还原性强的物质制备还原性弱的物质；用于判断、比较物质间氧化性或还原性的强弱。,4转化律：氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价变化只靠近而不交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。转化律应用于判断氧化还原反应能否发生，氧化产物、还原产物的判断及标明电子转移情况。,例如：,KClO36HCl(浓)=KC得6el3C失6el23H2O()KClO36HCl(浓)=KCl3C得5e失5el23H2O(),5难易律：越易失电子的物质，失去电子后的阳离子就越难得电子，越易得电子的物质，得到电子后阴离子就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，氧化性最强的优先发生反应。难易律应用于判断物质的稳定性及反应顺序。,【例3】(2013上海卷)(双选)汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN32KNO3=K2O5Na2O16N2。若氧化产物比还原产物多1.75mol，则下列判断正确的是()A生成42.0LN2(标准状况)B有0.250molKNO3被氧化C转移电子的物质的量为1.25molD被氧化的N原子的物质的量为3.75mol,解析：叠氮化钠中钠显1价，则氮元素平均化合价为1/3，硝酸钾中氮显5价，则NaN3是还原剂，硝酸钾是氧化剂，氮气既是氧化产物又是还原产物，观察可得二者的系数分别为15、1，设还原产物为xmol，则氧化产物为15xmol，则15xx1.75，x0.125，则15xx2，即生产的氮气的体积为2mol22.4L/mol44.8L，故A错；硝酸钾是氧化剂，氧化剂被还原，而非被氧化，故B错；由化合价升降总数等于转移电子数可得：10NaN32KNO3K2O5Na2O16N210e，其中转移电子与氮气的物质的量之比等于系数之比，则转移,电子为2mol1.25mol，故C正确；氧化产物为0.125mol151.875mol，根据氮元素守恒可得被氧化的N原子的物质的量为1.875mol23.75mol，故D正确。答案：CD,针对训练,解析：O2将Fe元素和S元素都氧化。根据电荷守恒可求出x4，每生成1molFe3O4，消耗氧化剂O21mol，转移电子为4mol。答案：B,A1B2C3D4,氧化还原反应方程式的配平技巧,(1)正向配平法：适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应，配平按以下5步进行。,例如：,得1e4,失4e1,(2)逆向配平法：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。,化合价降低2,化合价升高4,例如：,由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。(3)奇数配偶法：适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。,如SCKNO3CO2N2K2S，反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后用观察法配平得：S3C2KNO3=3CO2N2K2S。(4)缺项配平。对于化学反应方程式，所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式，所缺物质往往是H、OH或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质，再用其他守恒法配平。如果无法确定所缺物质，可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平，然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。,【例4】(2012上海卷)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。完成下列填空：(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为11，写出Se和浓HNO3反应的化学方程式_。(2)回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2OI22Na2S2O3=Na2S4O62NaI配平方程式，标出电子转移的方向和数目。,(3)实验中，准确称量SeO2样品0.1500g，消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL，所测定的样品中SeO2的质量分数为_。,解析：(1)硒被浓硝酸氧化后的产物是SeO2，根据硝酸的还原产物是NO和NO2且物质的量之比为11可以写出反应的化学方程式。(2)反应中SeO2被还原成Se，Se元素的化合价由4价变成0价，KI被氧化成I2，I元素的化合价由1价变成0价，最小公倍数是4，因此SeO2与Se的化学计量数均为1，KI的化学计量数为4，I2的化学计量数为2，根据元素守恒配平其他的物质。,(3)根据(2)题配平后的反应方程式，找出SeO2与Na2S2O3的关系为：SeO24Na2S2O3，根据消耗Na2S2O3的量可以确定参加反应的SeO2的量。答案：(1)Se2HNO3(浓)=H2OSeO2NONO2(2)SeO24KI4e4HNO3=Se2I24KNO32H2O(3)92.5%,针对训练,6(2013合肥质检)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2的反应方程式是：MnONOMn2NOH2O。下列叙述中正确的是()A该反应中NO被还原B反应过程中溶液的pH减小C生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4D中的粒子是OH,解析：反应中NO中氮元素化合价升高，被氧化，MnO被还原，A项错误；根据电子守恒配平方程式：2MnO5NO6H=2Mn25NO3H2O，可知B、D项错误。答案：C,实验课题：比较卤素单质的氧化性强弱,1实验目的。探究卤素单质的置换反应。2实验原理。氧化性强的卤素单质可以把氧化性较弱的单质置换出来。3探究活动。(1)锥形瓶中加入少量新制饱和氯水，在锥形瓶口盖上一张滤纸；然后在滤纸中央滴加一滴NaBr溶液(现象：立即出现橙红色的溴单质，说明：Cl2能置换出Br2)。,(2)换一张滤纸盖在锥形瓶口上，在滤纸中央滴加一滴KI溶液(现象：立即出现紫黑色的固体碘单质，说明：Cl2能置换出I2)。(3)换一个锥形瓶，在锥形瓶中加入少量新制饱和溴水，在滤纸中央滴加一滴NaCl溶液(无明显现象，说明：Br2不能置换出Cl2)。(4)换一张滤纸，在滤纸中央滴加一滴KI溶液(现象：过一会有紫黑色的固体碘单质，说明：Br2能置换出I2)。,4操作提示。实验过程中振荡锥形瓶方便氯气和溴蒸气逸出，滤纸尽量靠近锥形瓶口，使实验现象更明显。【例5】为验证氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的规律，某兴趣实验小组用下图所示装置进行试验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。,实验过程：.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。.当B中溶液由黄色变为棕色时，关闭活塞a。.(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_。(2)B中溶液发生反应的离子方程式是_。(3)为验证溴的氧化性强于碘，过程的操作和现象是_。,(4)过程的实验目的是_。,解析：(1)2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，Cl2是黄绿色气体，则A是Cl2；Cl22KI=2KClI2，淀粉遇碘单质变蓝，Cl2作氧化剂、I2作氧化产物，则A装置中湿润的淀粉KI试纸变蓝，证明氯气的氧