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文档简介
1、§ 氧化还原反应专题三、氧化还原反应和原电池【知识点回顾】1、 氧化还原反应氧化还原反应的本质是 A、电子转移(得失或偏移) B、电子得失 C、电子偏移 氧化还原反应的判断方法是四个基本概念氧化剂:反应中电子的反应物 反应中所含元素化合价 ,被 ,本身具有性。发生 反应,得到 产物。还原剂:反应中电子的反应物 反应中所含元素化合价 ,被 ,本身具有性。发生 反应,得到 产物。氧化产物:反应中化合价 后得到的产物。还原产物:反应中化合价 后得到的产物总结:“还原剂 升 失 氧”“氧化剂 降 得 还”【即时训练】4农药波尔多液不能用铁制容器盛放,是因为铁能与波尔多液中的硫酸铜反应,在该反
2、应中铁是 ( )A还原剂 B氧化剂 C还原产物 D氧化产物20下列表示电子转移的方向和数目不正确的是 ( )得 6e-失6 e-得 2e-失2 e-失12 e-AZnH2SO4ZnSO4H2 BFe2O3+3CO22Fe+3CO2得 4e-失4 e-失12 e-得 12e-C2KClO32KCl+3O2D2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2三、填空题(共20分)21(6分)分析下列变化过程,用“氧化”或“还原”填空:(1)FeFeSO4,需加入剂,如。 (2)CuOCu,需加入剂,如。(3)HClH2,是反应,HCl是剂。22(4分)化学反应中的能量变化,通常表现为的变化,在放热反应中 所
3、具有的总能量低于所具有的总能量,是能量的过程。23(4分)向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全反应,溶液中_离子的数目减少,_离子的数目增加,_离子的数目没有变化,反应的离子方程式为_ 。24(2分)在反应2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2中,还原产物是。25(4分)已知离子反应:RO3n- + 6I- + 6H+= R- + 3I2 + 3H2O,试根据离子方程式必须“质量守恒,电荷守恒”等判断:n=,R元素在RO3n-中的化合价是。四、简答题(共18分)26(11分)加入适当的物质实现下列各步转化,写出有关反应的离子方程式。若是氧化还原反应,标出电子转移的方向和数目
4、。ZnCl2Zn(NO3)2CuCl2Cu(OH)2CuSO4CuCl2加入的物质是,离子方程式为;加入的物质是,离子方程式为;加入的物质是,离子方程式为;加入的物质是,离子方程式为;加入的物质是,离子方程式为。27(7分)有一包白色粉末,可能含有 Na2SO4、CaCO3、KCl、BaCl2、CuSO4 中的一种或几种,按以下步骤进行实验:将此粉末溶于水,得到无色溶液和白色沉淀;将足量稀盐酸加入白色沉淀中,沉淀部分溶解,并有气泡产生。根据上述实验现象,判断此粉末中一定含有的物质是,一定没有的物质是,可能含有的物质是(均填写化学式)。上述实验中反应的离子方程式是12在一定条件下发生如下反应:2
5、KClO3+I2=2KIO3+Cl2,则下列推断不正确的是( )A该反应属于置换反应B该反应中氧化剂为KClO3C该反应中还原剂为I2D该反应中KClO3被氧化为Cl2,I2为被还原KIO317盐酸能发生下列反应:Zn+2HClZnCl2+H22HCl+CuOCuCl2+H2O MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O因此盐酸应具有的性质是 ( )A只有酸性 B只有氧化性C只有还原性 D有酸性、有氧化性和还原性13黑火药发生爆炸时,主要发生如下反应:2KNO33CSK2SN23CO2,则被还原的元素为 ( )A碳和氮 B氮和硫 C只有氮 D只有硫14已知3NO2+H2O=2HNO3+NO
6、,则被氧化和被还原的氮原子个数比为( )A1 :1B1 :2C 2 :1D3 :29下列反应中,仅作还原剂的化合物是 ( )A锌和稀硫酸反应制氢气 B氢气还原氧化铜 C一氧化碳在氧气中燃烧 D用氯酸钾和二氧化锰制氧气10判断反应是否是氧化还原反应的依据是 ( )A是否有电子转移B同种元素的化合价在反应前后是否有变化C是否有氧元素参加D是否是化合反应或分解反应5下列反应中,一定不属于氧化还原反应的是 ( )A分解反应 B化合反应C置换反应 D复分解反应1、下列说法正确的是A、氧化还原反应过程中一定有电子的得失B、阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。C、失去电子数越多的原子,其还原性一定
7、很强D、在氧化还原反应中,氧化反应与还原反应是同时发生的。E、所有的燃烧都需要有氧气参加。2、下列粒子中只有氧化性的是S2- , Fe2+Fe3+ S H+Na+MgA、 B、 C、 D、3、下列变化中需加入氧化剂才能实现的是( )A、SO2S B、SO32-SO2 C、I-I2 D、KMnO4 MnO24、某元素在化学反应中,由化合态变为游离态,则该元素( )A、被氧化 B、被还原 C、有可能被氧化也有可能被还原 D、由高价变为0价5、在泡沫橡胶制造过程中,利用反应2H2O2 = 2H2O + O2,其中H2O2的作用是( )A、仅作氧化剂 B、仅为还原剂 C、既作氧化剂,又作还原剂 D、既
8、不作氧化剂,也不作还原剂4氧化还原反应与基本反应类型的关系置换反应都是氧化还原反应;复分解反应都是非氧化还原反应;化合反应和分解反应可能为氧化还原反应;它们的关系可用下图表示: 说明:有单质参与的化合反应或分解反应多数为氧化还原反应,但不一定是氧化还原。如:4P(红)P4为化合反应,但为非氧化还原反应;2O33O2有单质生成但为非氧化还原;没有单质参与的化合反应或分解反应也可能是氧化还原反应。如:NH4NO3的分解,随条件不同,产物也不同,可能生成NO2、H2O等为氧化还原反应,但没有单质参与;Na2O2与MnO2化合可以生成Na2MnO4也是氧化还原反应,但没有单质参与。二、氧化还原反应1、
9、特征:反应前后元素的化合价发生改变。2、实质:有电子转移(电子的得失或共用电子对的偏移)。3、氧化还原反应概念氧化与还原(指反应过程) 氧化剂与原还剂(指反应物质) 氧化性与还原性(指物质能获得电子或能失去电子的性质) 注:物质的氧化性(或还原性)的强弱,指的是得(或失)电子的难易,不是指得(失)电子的多少。氧化产物与还原产物(指生成物) 4、氧化还原反应概念间的关系。5、氧化还原反应中电子转移的表示方法双线桥法表明了反应前后某种元素化合价的变化情况用两条带箭头的线由反应物指向生成物,且对准同种元素。要标明“得”“失”电子,且得失电子总数相等。箭头不代表电子转移的方向,而是指某元素从反应到产物
10、时价态的变化。例如: 单线桥法表明了一个氧化还原反应中电子的转移方向和数目用一条箭线在反应物间表示电子得失。箭线从失电子元素到得电子元素。在箭线上标明电子转移总数,但不写“得”或“失”。例:6、常见的氧化剂和还原剂常见的氧化剂有:a高价或较高价的含氧化合物:MnO2 KMnO4 K2Cr2O7 HNO3 H2SO4(浓)b高价金属阳离子:Cu2+、Fe3+、Ag+等。c非金属单质:Cl2、Br2、I2、O2、S等。注:具有最高价元素的物质,在氧化还原反应中该元素只能得到电子。常见的还原剂有:a活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe等。b非金属阴离子:Cl-、Br-、I-、S
11、2-等。c较低价的化合物:CO、H2S、NH3等。注:具有最低价元素的物质,在氧化还原反应中该元素只能失去电子。具有中间价态的化合物,在氧化还原反应中既能得到电子,又能失去电子,既可作氧化剂,又可作还原剂,它们既有氧化性,又有还原性,如Fe2+等。例1下列反应属于氧化还原反应的是( )A、H2SO4+BaCl2BaSO4+2HClB、2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2C、CaO+H2OCa(OH)2D、3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2解析:本题重点考查氧化还原反应与化学反应基本类型的关系,以及氧化还原反应的实质和特征。A是复分解反应;B是分解反应,但元素价态有变化;C是化合反应但元
12、素化合价没有变化;D不属于四种基本反应类型之一,存在元素化合价的改变(C由+2+4,Fe由+30)。答案:B、D。例2在Cl2+SO2+H2O=H2SO4+2HCl的反应中,_是氧化剂,_是还原剂;_元素被氧化,_元素被还原;_有氧化性,_有还原性;_是氧化产物,_是还原产物。解析:本题重点考查学生对氧化还原基本概念的理解,应从化合价入手,找出电子转移方向。再根据“氧化还原反应概念间的关系”作出判断:Cl2是反应物,在反应中得电子,化合价降低,是氧化剂;其被还原后生成的物质HCl是还原产物;SO2是反应物,在反应中失电子,是还原剂;其被氧化后对应的生成物H2SO4是氧化产物。SO2中的被氧化,
13、Cl2中的被还原;Cl2有氧化性,SO2有还原性。三、物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法1根据金属活动性顺序进行判断K、Ca、Na、Zn、Fe、Cu、Hg、Ag在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠前,其还原性就越强;金属的位置越靠后,其阳离子的氧化性就越强。(注意:上面说的阳离子中Fe有+2、+3两种价态,其中+2价按正常位置排列,但+3铁的氧化性在Cu2+、Hg2+之间,即:氧化性Cu2+ < Fe3+ < Hg2+)2根据非金属活动性顺序判断氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性就越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。对单质而言,非金属单质的氧化
14、性越强,对应阴离子的还原性越弱,非金属单质的氧化性越弱,对于阴离子的还原性越强;金属单质的还原性越强,对于阳离子的氧化性越弱,金属单质的还原性越弱,对于阳离子的氧化性越强。3根据化学方程式进行判断氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。4根据氧化还原反应进行的难易程度(反应条件或剧烈程度)的不同进行判断。氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越简单),则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。例如:2Na+2H2O2NaOH+H2,Mg+2H2OMg(OH)2+H2前者比后者容易发生,可判断还原性:Na>Mg。5根据使其它物质被氧化或被还原价态的不同进行判断例如
15、:Cu+Cl2CuCl2 , 2Cu+SCu2S,根据Cl2、S分别与Cu反应,使Cu氧化的程度不同(Cu2+, Cu+)可判断出单质的氧化性:Cl2>S6物质中元素具有最高价,则该元素只有氧化性;物质中元素具有最低价时,该元素只有还原性;物质中元素具有中间价时,该元素既有氧化性又有还原性。一般,对于同一种元素,价态越高,其氧化性就越强;价态越低,其还原性就越强(正价的卤素相反)。例如氧化性:Fe3+>Fe2+,H2SO4(浓)>H2SO3,HClO > HClO3 > HClO48其它条件一般溶液的酸性越强或温度越高,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强,反之
16、则越弱。如:温度:如热的浓H2SO4的氧化性比冷的浓H2SO4的氧化性强。浓度:氧化性 浓HNO3>稀HNO3;还原性 浓盐酸>稀盐酸。酸碱性:如KMnO4 溶液的氧化性随溶液的酸性的增强而增强。一般来讲,在酸性条件下KMnO4被还原为Mn2+,在中性条件下被还原为MnO2,碱性条件下被还原为MnO42-。注意:氧化还原性的强弱与该原子得失电子的难易程度有关,而与得失电子数目的多少无关。得电子能力越强,其氧化性就越强;而失电子能力越强,其还原性就越强。同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。例3根据反应式:(1) ,(2) ,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )解析:根据“氧化剂
17、+还原剂氧化产物+还原产物”中“氧化剂的氧化性氧化产物,还原剂的还原性还原产物”,根据有还原性I-Fe2+,根据有还原性Fe2+Br-。答案:B例5今有三个氧化还原反应:(1)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2(2)2FeCl2+Cl22FeCl3 (3)KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O若某溶液中有Fe2+和I-共存,要氧化除去I-离子而又不影响Fe2+和Cl-,可加入的试剂是( )A、Cl2 B、KMnO4 C、FeCl3 D、HCl解析:本题主要考查根据化学方程式进行判断物质氧化性的强弱。由(1)知:FeCl3具有氧化性,它可以氧化I-;由(2
18、)知:Cl2具有氧化性,且氧化性Cl2>FeCl3,Cl2可以氧化FeCl2;由(3)知,KMnO4具有氧化性,且氧化性KMnO4>Cl2, KMnO4可以氧化Cl-,故本题应加入的试剂应为FeCl3。答案:C四、氧化还原类型与配平方法化合价升降法理论依据:氧化还原反应中,氧化剂获得电子总数与还原剂失去电子总数相等,表现为:化合价升高与化合价降低总数相等。此外,属于离子反应的氧化还原反应,还遵循电荷守恒。1、普通氧化还原方程式的配平要标对所有变化了的化合价,单质中元素化合价为零;化合物中,一般情况下H总是+1价,O总是-2价(在个别物质中有例外,如过氧化物)然后推算其它元素的化合价
19、。对于有变价的金属元素在化合物中,常先看阴离子的价态,再定金属的化合价,如: 、 ,Fe3O4 可看成是:Fe2O3·FeO,即其中有2个 ,一个 先配平发生氧化还原的物质,倍数乘到氧化产物与还原产物中,最后通过质量守恒,完成配平例6、配平 H2S + HNO3H2SO4 + NO2 + H2OS:-2+6 8×1 N:+5+4 1×8配平步骤与配平结果如下(其中表示填写化学计量数的先后顺序):1H2S + 8HNO31H2SO4 +8 NO2 +4 H2O练习:完成下列化学方程式的配平Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO+ H2OC + H2SO4 S
20、O2 + CO2 + H2OZn + HNO3Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O2、变化的元素带下角标情况把下角标数的该元素的原子数做为一个整体看待,倍数乘到含该角标元素的物质前(不论该物质是反应物还是生成物)例7、配平NH3 + O2 NO + H2O此题中氧元素价态都变化,且有下角标2,把O2做为一个整体看待。2O:0-2 降4×5 N:-3+2 升5×4填写化学计量数步骤和结论如下:4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O再如:K2MnF6+SbF5KSbF6+MnF3+F2Mn:+4+3 1×2 2F:-102×1化学计量数的填
21、写步骤和结论如下:2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+1F2 练习:完成下列化学方程式的配平FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 +MnSO4 + K2SO4 +H2O(NH4)2PtCl6Pt + NH4Cl + N2 + HClSO2 + Cl2 + H2OHCl +H2SO4NaClO3 +FeSO4 +H2SO4 NaCl +Fe2(SO4)3 + H2OFe(OH)2+O2+H2OFe(OH)3KClO3+HCl(浓)KCl+ClO2+Cl2+H2OKMnO4 + HClKCl + MnCl2 + Cl2 +H2OFe(NO3)3+NaOH+
22、Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O3、岐化反应和归中反应一般不必考虑单质的角标,把倍数乘到两端价态元素的物质前;若结果出现化学计量数为分数情况,则乘最小公倍数变为整数(如练习);若归中反应的元素在同一化合物中且所需两原子个数不同时,要满足倍数大者的需要(见练习)。例8、Cl2 + KOHKClO3 + KCl + H2O分析:此反应中氯元素由0价变为+5价和-1价,属于岐化反应,不用考虑Cl2的角标问题。如下:Cl:0+5 5×1 Cl:0-1 1×5填写化学计量数和结果如下:3Cl2 + 6KOH1KClO3 + 5KCl + 3H2O 练习:Na2S+N
23、a2SO3+H2SO4S+Na2SO4+H2OKCl+KClO3+H2SO4K2SO4+Cl2+H2ONH4NO3HNO3+N2+H2ONa2S2O3+H2SO4Na2SO4+S+SO2+H2OKClO3+HClCl2+KCl+H2OH2S+H2SO4(浓)S+SO2+H2ONa2O2+CO2Na2CO3+O2Na2O2+H2ONaOH+O2P + KOH + H2OKH2PO4 +PH34、氧化数(化合价)为分数的情况直接按分数进行配平,兼顾前面的3条原则(把倍数乘到有角码的物质前面等)例9、3Fe: 8×1 4O:0-2 8×1填写化学计量数步骤和结论如下:3Fe+2O
24、21Fe3O45、同一化合物的所有组成元素的价态均升高(或均降低)把此化合物看成一个整体保持元素原子个数比且求出化合价升高(或降低)之代数和,并结合其他规则配平。例10、FeS2+O2Fe2O3+SO2 填写化学计量数和配平结论如下:2FeS2+11O21Fe2O3+4SO2练习:配平下面的化学方程式Cu2S+HNO3(稀)Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2OFeS + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 +K2SO4 +S +H2OS+KNO3+CCO2+N2+K2S6、某元素发生岐化或归中反应且还有其它元素得失电子的类型先求出化合价升高总数与化合价降低总数
25、,再求最水公倍数;同时注意角码。例11、P+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4 填写化学计量数和配平结论如下:11P+15CuSO4+24H2O5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4练习:配平下面的化学方程式BrF3+H2OHBrO3+Br2+HF+O2KMnO4+KI+H2SO4MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O7、带未知数的氧化还原方程式的配平把未知数看成一个常数进行配平例12、Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+NaCl+H2OxS: (6x+2)×1 Cl:+1-1 2×(3x+1)填写化学计量数和结论如下:1Na2Sx+(3
26、x+1)NaClO+(2x-2)NaOH=xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O8、有机方程式的配平计算有机物中C元素的平均氧化数或根据有机物的结构确定价态变化的元素例13、H2C2O4+KMnO4+H2SO4CO2+K2SO4+MnSO4+H2O把H显+1价、O显+2价代入H2C2O4中求得C显+3价2C:+3+4 2×5 Mn:+7+2 5×2化学计量数的填写步骤和结论如下:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+1K2SO4+2MnSO4+8H2O练习:配平下面的化学方程式CrO3(红色)+C2H5OH+H2SO4Cr2(SO4)3(绿
27、色)+CH3CHO+H2OK2Cr2O7 + H2C2O4 + H2SO4K2SO4 + Cr2(SO4)3 +CO2 +H2O9、离子反应方程式的配平除化合升降外,还要充分运用电荷平衡例14、Fe2+Cl2=2Cl-+Fe3+是错误的。正确的如下:2Fe2+Cl2=2Cl-+2Fe3+练习:配平下列离子方程式S2-+SO32-+H+S+H2OS2O32-+H+S+SO2+H2OClO3-+Cl-+H+Cl2+H2OMnO2+H+Cl-Mn2+Cl2+H2OCu2+I-CuI+I3-Cu+H+NO3-Cu2+NO+H2OCu+Fe3+Fe2+Cu2+Na+H2ONa+H2+OH-Al+OH-+
28、H2OAlO2-+H2Si+OH-+H2OSiO32-+H2 NO3+Zn+OH+H2ONH3+Zn(OH)4210、缺项配平缺项配平的一般规律:a、缺项一般不可能是氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。b、缺项一般是介质,如H2O、KOH、H2SO4,对于离子方程式的缺项通常是H+、OH-、H2O配平的步骤是:(1)先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物各项化学计量数;(2)根据两边氢、氧原子数或某一原子团确定缺项物质;(3)用观察法确定其它各项化学计量数。例15、2KMnO4+5KNO2+囗_2MnSO4+K2SO4+5KNO3+3H2O 缺项为H2SO4 化学计量数为3练:3Pt+4HN
29、O3+18HCl3H2PtCl6+4NO+囗_ 缺项为H2O 化学计量数为8练:3ClO-+2Fe(OH)3+囗_3Cl-+2FeO42-+5H2O 缺项为OH- 化学计量数为4注意:如果是化学反应方程式,其缺项一般为:水、酸、碱。如果是离子反应方程式其缺项一般为:水、H+、OH-。在离子反应方程式配平其缺项时如有两种可能如(H2O、H+)或(H2O、OH-),还应考虑离子共存的问题如:Cu2+FeS2+囗_Cu2S+SO42-+Fe2+囗_可有两种选择:(14、5、12H2O、7、3、5、24H+)或(14、5、24OH-、7、3、5、12H2O)后一种配平由于OH-与Cu2+不能共存所以不
30、正确。11、整体把握变化的原子数练习:配平下面的化学方程式K4Fe(CN)6KCN+Fe+C+N2提示:此题中由于C、N原子均部分参加反应,且原子个数比为11,配平时要注意保持二者的比例关系。如下: 结论与步骤如下:K4Fe(CN)6=4KCN+1Fe+2C+1N2 PbO2+MnSO4+H2SO4Pb(MnO4)2+PbSO4+H2O分析:此反应的特点是+4价Pb的还原产物+2价Pb分别在两种生成物中,配平时要从变化的Pb原子总数把握配平。如下:Pb:+4+22×52Mn:+2+7 10×1此题把倍数1乘到带角码的物质Pb(MnO4)2前,但倍数5不直接乘到Pb(MnO4
31、)2或PbSO4前,因为5是变化的Pb原子总数,结合反应中+4价Pb变化数也为4,而+4价Pb只有一种存在形式PbO2,所以,应把倍数5乘到只有一种存在形式的PbO2前。如下:5PbO2+2MnSO4+2H2SO4=1Pb(MnO4)2+4PbSO4+2H2O五、氧化还原反应的基本规律及应用1氧化还原反应中的守恒(1)原子守恒:从宏观上阐述即指质量守恒,从微观上讲就是指原子守恒。(2)电荷守恒:方程式左边的净电荷数等于方程式右边的净电荷数。(3)电子守恒:氧化还原反应中得失电子总数相等。例16、按反应式N2H5+4Fe3+ 4Fe2+Y+,在水溶液中,N2H5+将Fe3+还原为Fe2+,作为N
32、2H5+ 的氧化产物Y可能是( )ANH3 BN2 CNO DNO2分析: 先分析N2H5+ 中N的化合价。根据H为+1价,设N的化合价为x,则有:2x+5×(+1)+1 解得: x-2。设N2H5+的氧化产物Y中N的化合价为a价。则2N:-2a 2(a+2) 4Fe:+3+2 4根据电子得失守恒有:2(a+2)4解得:a=0,答案为B。例17、SO和MO在酸性溶液中发生如下反应:5SO+2MO+6H5SO+2M+ 3H2O,则MO中x的数值为_。分析:根据电荷守恒有6-2×5-2x2×2-2×5所以,x=12强弱规律:较强氧化性的氧化剂和较强还原性的还
33、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。应用:在适宜的条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质,亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。3归中规律:同一元素不同价态原子间发生氧化还原反应时:高价态 中间价态 低价态,也可归纳为:两相靠,不相交。若中间有多种价态,则原高价物质对应的还原产物价态仍高,原低价态的物质对应的氧化产物的价态仍低,或说成:同种元素不同价态间反应向中间靠近时,价态:还原产物氧化产物,也可说成:高对高,低对低。例如:此反应中H2S不可能变为SO2,同样,H2SO4也不可能变为生成物中S。4歧化反应:反应物自身氧化还
34、原反应,同种元素一部分化合价升高,一部分化合价降低的反应。高价态 中间价态 低价态例如: +2NaOHNa +NaO+H2O5先后规律:一种氧化剂(或还原剂)与多种还原剂(或氧化剂)相遇时,总是依还原性(或氧化性)强弱顺序先后去氧化还原剂(或去还原氧化剂 )应用:判断物质的稳定性及反应顺序。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,当通入少量的Cl2时,根据先后规律,Cl2首先将Fe2+氧化。当Cl2足量时,方可把Fe2+、Br-一并氧化。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(Cl2不足量),2Fe2+4Br-+3Cl2
35、2Fe3+2Br2+6Cl-(Cl2足量)6性质规律某元素处于最高价态时,则含有该元素的物质就具有氧化性。(在化学反应中,该元素化合价只能降低,不可升高)例:KnO4、H2O4、HO3、Cl3、2等。某元素处于最低价态时,则含有该元素的物质具有还原性。(在化学反应中,该元素的化合价只能升高,不能降低)例:H、Na2等。某元素处于中间价态时,则含有该元素的物质既有氧化性,又有还原性。(该元素的化合价可能升高或者降低)例: 、 、 、 等。金属单质只有还原性,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(如O2、F2)。含同种元素相邻价态的两种物质之间不发生氧化还原反应。例:C与CO
36、,CO与CO2,Cl2和HCl,浓H2SO4与SO2等各组的两种物质均不能发生氧化还原反应。例18一定量的氯酸钾加到浓盐酸中发生如下反应:KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O,其中被还原的元素和被氧化的元素间的质量比是( )A、16 B、61C、11 D、15解析:首先分析价态KO3+6H(浓)K+32+3H2O,反应前后,化合价变化的全是Cl元素,且反应前后均有-1价的Cl,我们可以将化合价分析所得信息归纳:表示成 +6 +6 ,根据氧化还原反应规律,可以将前后相同价态的原子约去,即可分析出该反应的本质: +5 6 ,故被还原的元素原子个数和被氧化的元素原子个数比为15,即它
37、的质量比为15,故选D。六、分类例题判断概念例19、已知化学方程式CaCO3+2HCN=CaCN2+CO+H2+CO2,在反应中( )A氢元素被氧化,碳元素被还原BHCN既是氧化剂又是还原剂CCaCN2是氧化产物H2为还原产物DCO为氧化产物,H为还原产物解析:本题考查氧化还原反应的有关概念。解题时要仔细分析反应物和生成物的分子式。正确标出化合价,然后根据“价升高失电子还原剂氧化反应氧化产物;价降低得电子氧化剂还原反应还原产物”确定有关概念。 (注意生成物CO2中碳元素来自CaCO3,它的化合价在反应前后没有发生变化),即氢元素化合价降低,碳元素化合价升高。故HCN既是氧化剂又是还原剂,CaC
38、N2是氧化产物,H2是还原产物。答案:BC氧化性、还原性强弱判断例20、常温下,在下列溶液中发生如下反应:16H+10Z-+2XO4=2x2+5Z2+8H2O2A2+B2=2A3+2B2B+Z2=B2+2Z由此判断下列说法错误的是( )A反应Z2+2A2+=2A3+2Z可以进行BZ元素在反应中均被还原C氧化性由强到弱的顺序是XO4、Z2、B2、A3+D还原性由强到弱的顺序是A2+、B、Z、X2+解析:根据规律,在同一反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,可得出:氧化性XO4Z2B2A3+,还原性A2+BZX2+。答案:B说明:判断一个氧化还原反应能否发
39、生,通常用到下列规律相应氧化性离子可以把下面对应还原性离子氧化简单计算例21、在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72和 Pb2+,则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为( )A3.0 mol B1.5mol C1.0mol D0.75mol解析:Cr3+ ,失3e;PbO2Pb2+,得2e,据得失电子守恒有:1×3n(PbO2)×2 n(PbO2)1.5mol答案:B例22、一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为 ,在反应中被氧化与被还原的氮原子之比为A11 B54 C53 D35解析本题使用电子守恒法解答比较简单,本反应的实质是中-3价氮
40、和中+5价氮归中变为N2中的0价氮。N:-30 3×5N:+50 5×3由上可知,被氧化与被还原的氮原子个数比为5:3,本题正确答案为C。周课题:氧化还原反应本节学习目标1在初中所学的氧化还原反应基础上,进一步加深对氧化还原反应概念的理解。2理解掌握氧化还原反应的特征。3理解掌握氧化还原反应的本质重点:氧化还原反应的本质。难点:氧化还原反应的本质。知识要点梳理知识点一:氧化还原反应要点诠释:我们在初中化学中学过的木炭还原氧化铜,在这个反应中,铜失去氧变成了单质,发生了还原反应,碳得到氧变成CO2,发生了氧化反应。我们也可以从反应中,元素的化合价发生变化的角度来分析这个反应:
41、还有一些反应,虽然没有得氧、失氧的变化过程,但也伴随着化合价的变化,这样的反应也是氧化还原反应。如:由此我们知道,一个化学反应是否氧化还原反应,不在于有没有得氧失氧,而在于反应过程中有没有某些元素的化合价发生了变化。从反应物变为产物时,是否有元素的化合价发生变化的角度,可以把化学反应分为:氧化还原反应和非氧化还原反应。有化合价变化的化学反应就是氧化还原反应,没有化合价变化的化学反应就是非氧化还原反应,如CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl就是非氧化还原反应。也就是说,氧化还原反应的特征是反应中元素的化合价发生变化。知识点二:氧化还原反应的本质要点诠释:元素化合价的升降与
42、电子转移密切相关。例如钠与氯气的反应:钠原子失去一个电子成为Na+,氯原子得到一个电子成为Cl-,这样双方的最外电子层都达到8电子稳定结构。在这个反应中,发生了电子的得失,金属钠失去电子发生了氧化反应,氯气得到电子发生了还原反应。氢气与氯气的反应属于非金属和非金属的反应。由于氢元素和氯元素的原子都倾向于获得电子而形成稳定结构,而且这两种元素的原子获取电子的能力相差不大,在反应时,双方各以最外层的一个电子组成共用电子对,使双方最外电子层都达到稳定结构。由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强,所以共用电子对偏向于氯原子而偏离氢原子。这样,氯元素的化合价降低被还原,氢元素的化合价升高被氧化。在这
43、个氧化还原反应中,发生了共用电子对的偏移。可见,有电子转移(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应。氧化反应表现为被氧化的元素化合价升高,其实质是该元素的原子失去电子(或共用电子对偏离)的过程;还原反应表现为被还原的元素化合价降低,其实质是该元素的原子获得电子(或共用电子对偏向)的过程。氧化还原反应中,电子转移的情况也可以表示为:知识点三:氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂作为反应物共同参加氧化还原反应。在反应中,氧化剂是得到(或偏向)电子的物质,所含元素的化合价降低;还原剂是失去(或偏离)电子的物质,所含元素的化合价升高。即“升被氧化,降被还原”。例如:碳还原氧化铜的反应中,氧化铜是氧化剂,碳是还原剂
44、。铁和硫酸铜的反应中,硫酸铜是氧化剂,铁是还原剂。氢气和氯气的反应中,氯气是氧化剂,氢气是还原剂。氧化剂具有氧化性,在反应中本身被还原生成还原产物;还原剂具有还原性,在反应中本身被氧化生成氧化产物。常见的氧化剂有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等;常见的还原剂有活泼的金属单质、H2、C、CO等。氧化剂和还原剂不是绝对不变的,要根据物质所含元素的化合价在氧化还原反应中的变化情况来确定,同一种物质可能在一个氧化还原反应中作氧化剂,在另一个氧化还原反应中作还原剂。例如在盐酸和铁的反应Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,盐酸中氢元素的化合价由+1降低为0,盐酸是氧化剂
45、;而在盐酸和高锰酸钾的反应2KMnO4 +16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O中,盐酸中氯元素有部分化合价由-1升高到0价,盐酸是还原剂。盐酸还可能发生非氧化还原反应,如HCl + NaOH = NaCl + H2O。总结起来,氧化还原反应可以用下面的式子表示:规律方法指导比较物质的氧化性、还原性强弱的方法根据氧化还原反应的化学方程式进行判断在一个氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。例如反应Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,铁是还原剂,H2是还原产物,故还原性:Fe>H2;HCl是氧化剂,FeCl
46、2是氧化产物,氧化性:HCl>FeCl2。这个反应还可以用离子方程式表示:Fe+2H+ = Fe2+ +H2,根据上述氧化性、还原性强弱的判断方法,故还原性:Fe>H2;氧化性:H+ > Fe2+ 。根据金属活动性顺序判断金属活动性越强,其还原性越强,即:还原性:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag金属的还原性越强,其失去电子后形成的金属离子的氧化性越弱,即氧化性:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+&l
47、t;Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+Fe3+可以和铜反应:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,因此氧化性:Fe3+> Cu2+。比较物质的氧化性和还原性还有其他方法,随着学习的深入,我们会逐渐掌握它们,从而加深对氧化还原反应的了解。经典例题透析类型一:与氧化还原反应有关的概念辨析题1 下列说法正确的是( )A含有金属元素的离一定都是阳离子B在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂C某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原D金属阳离子被还原不一定得到金属单质思路点拨:根据氧化还原反应、氧化剂、还原剂等相关概念进行判断
48、解析:含金属元素的离子也可能是阴离子,如MnO4-,A错;非金属在某些氧化还原反应中,也可能作还原剂,如S + 2H2SO4(浓) 3SO2 +2 H2O,B错;元素从化合态变为游离态是,如果化合价降低,则该元素被还原,如果化合价升高,则该元素被氧化,C错;金属阳离子被还原时,除了生成金属单质,也有可能生成化合价较低的阳离子,如Fe3+被还原生成Fe2+,D正确。答案:D总结升华:对于氧化还原反应中的各种变化,要根据反应的具体情况进行分析,不能一概而论,以偏概全。举一反三:【变式1】以下说法正确的是( )A物质所含有的元素化合价升高的反应叫还原反应B在氧化还原反应中,失去电子的元素化合价降低C
49、物质中某元素失去电子,则物质是氧化剂D还原剂中至少有一种元素被氧化【答案】D【变式2】关于氧化剂的叙述正确的是( )A分子中不一定含有氧元素 B分子中一定含有氧元素C在反应中失去电子的物质D在反应中结合电子的物质【答案】AD类型二:判断氧化剂、还原剂题2 CaH2常作生氢剂,其中氢元素呈1价, 其化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+ 2H2,其中水是( )A还原剂 B氧化剂C既是还原剂又是氧化剂 D既不是氧化剂又不是还原剂思路点拨:判断一种反应物在氧化还原反应中是作氧化剂还是还原剂,要根据该反应物中元素在反应前后化合价的变化来进行判断。解析:H2O中氢元素呈+1价,有一部分经过反应变成氢气(氢元素化合价为0),化合价降低,作氧化剂。答案:B总结升华:在氧化还原反应中,氧化剂是得到(或偏向)电子的物质,所含元素的化合价降低;还原剂是失去(或偏离)电子的物质,所含元素的化合价升高。举一反三:【变式3】 下列反应中硫化氢不做还原剂的是( )A2H2S3O22H2O2SO2 BH
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