第二章2-3氧化还原反应(张）

1、第二章化学物质及其变化第三节氧化还原反应第三节氧化还原反应一、氧化还原反应的概念及判断1氧化还原反应的本质及特征(1)本质：反应过程中 。(2)特征：反应前后元素的 。有电子得失或偏移化合价发生变化基础知识复习2有关概念及相互关系 基础知识复习3与四种基本反应类型间的关系 (1)所有的 反应都是氧化还原反应。(2)所有的 反应都不是氧化还原反应。(3) 的化合反应都是氧化还原反应， 的分解反应都是氧化还原反应。置换复分解有单质参加有单质生成基础知识复习4电子转移的表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目可表示为：(1)单线桥法： 基础知识复习有单质参加同时有单质生成的反应一定是氧化还原反应吗

2、？提示：不一定。同素异形体是同种元素形成的不同单质，其转化是化学变化，但不是氧化还原反应。如由O2O3知，反应前后化合价不变，故有单质参加的反应不一定是氧化还原反应。基础知识复习二、常见的氧化剂和还原剂1常见氧化剂(1)某些活泼的非金属单质：如Cl2，一般被还原为 。(2)元素处于高价态的物质：如浓硫酸，一般被还原生成 ；稀硝酸，一般被还原生成 ；酸性高锰酸钾，一般被还原生成 。2常见还原剂(1)活泼的金属单质：如Zn，一般被氧化为 。(2)某些活泼的非金属单质：如H2，一般被氧化为 。(3)元素处于低价态的物质：如CO，一般被氧化为 。ClSO2NOMn2Zn2H2OCO2基础知识复习点拨具

3、有中间价态的物质在反应中的作用，取决于与之反应的物质的氧化性或还原性的相对强弱。H2O2作氧化剂时还原产物是H2O，对环境无污染，被称为“绿色”氧化剂。基础知识复习1金属阳离子只有还原性。 ( )2难失电子的物质一定易得电子。 ( )3元素由化合态变成游离态时，可能被氧化，也可能被还原。 4金属单质只有还原性。 ( )5失去电子越多的原子，还原性越强。 ( )6金属阳离子被还原不一定得到金属单质。 ( ) 基础知识复习热点一物质氧化性、还原性的判断及强弱比较1依据反应原理 2依据金属、非金属的活动性顺序3依据元素周期表4依据反应条件及反应的剧烈程度 反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化

4、性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如： 5依据氧化还原反应的程度相同条件下：不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态越高氧化剂氧化性越强。 6依据电化学原理(1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极正极。(2)电解池：用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。特别提醒(1)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。如Al被氧化时产物为Al3，失去3个电子，而Na被氧化时产物为Na，只失去1个电子，但还原性NaAl。(2)对于一种物质既作氧化剂、又

5、作还原剂的反应，如Cl2H2O=HClOHCl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。(3)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时，要注意Fe对应的阳离子是Fe2，而不是Fe3。 例1已知：AB2=A2BD2H2O=D(OH)2H2以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E22e=E，B2e=B2下列说法中正确的是()A氧化性E2B2A2D2B氧化性D2E2A2B2C反应EA2=AE2能够进行D提取某废水中含有的少量A2时可以选用D 精讲精析分析三个反应事实可得如下结论： 综合三个结论可知氧化性强弱顺序为E2B2A2D2。C项，若发生反应EA2=AE2，则氧化性：A2E

6、2，与题干事实不符，所以该反应不能进行；D项，虽然D比A活泼，但D能与H2O反应，所以不能用D来置换溶液中的A2。答案A 1有下列三个反应：Cl2FeI2=FeCl2I22Fe2Br2=2Fe32BrCo2O36HCl=2CoCl2Cl23H2O下列说法正确的是()A反应中的氧化产物分别是I2、Fe3、CoCl2B根据以上方程式可以得到氧化性Cl2Fe3Co2O3C在反应中当1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被氧化D可以推理得到Cl2FeBr2=FeCl2Br2解析：反应中氧化产物是Cl2，A项错误；氧化性Co2O3Cl2Fe3，B项错误；判断D项时可先假设其正确，然后看氧化

7、性强弱关系是否符合事实。答案：C 热点二氧化还原反应的基本规律1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，化合价升降总数相等，得失电子总数相等。2先后规律在浓度相差不大的溶液中：3价态性质规律同种元素不同价态的物质比较，一般而言：最高价态只有氧化性(作氧化剂)，最低价态只有还原性(作还原剂)；中间价态既有氧化性，又有还原性(既可作氧化剂，又可作还原剂)。如：(只有还原性)既有氧化性又有还原性(只有氧化性)(只作还原剂) (只作氧化剂)特例：在氯元素的含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4中HClO的氧化性最强。 4价态归中规律同种元素不同价态之间发生氧化

8、还原反应时只靠近，不交叉，相邻价态不反应。如氯酸钾和浓盐酸反应生成氯气，下列分析中出现了价态的交叉，是错误的： 5难易规律越易失电子的物质，失电子后就越难得电子；越易得电子的物质，得电子后就越难失去电子。例2根据表中信息，判断下列叙述中正确的是() 精讲精析 答案A2向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。已知：2Fe2Br2=2Fe32Br、2Fe32I=2Fe2I2，则下列有关说法中，不正确的是() A还原性：IFe2BrB线段AB表示Fe2被氯气氧化C线段BC表示生成4 mol Fe3D原溶液中n(Br)6 mol解析：由化学方程式可知A正确

9、；通入Cl2后，被氧化的先后顺序为I、Fe2、Br，由图象可知线段AB、BC、DE分别表示消耗I、生成Fe3(消耗Fe2)、消耗Br，只有B错误。答案：B热点三氧化还原反应方程式的配平及计算1配平方法化合价升降法(1)基本步骤 2电子守恒在计算中的应用应用电子守恒解题的一般步骤为：(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。 特别提醒(1)配平化学方程式时，化学计量数“1”也

10、必须填写在空格里。(2)依据电子得失守恒列等式时千万不要忽略变价原子的个数。(3)注意特殊物质中元素的化合价，如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为1。例3某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：PbO2、PbSO4(难溶盐)、Pb(MnO4)2(强电解质)、H2O、X(水溶液呈无色)、H2SO4，已知X是一种盐，且0.1 mol X在该反应中失去3.011023个电子。( 1 ) 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_；(2)若有9.8 g H2SO4参加反应，则转移电子的物质的量为_；(3)本反应体系中，若用浓盐酸代替硫酸，用离子方程式表示后果：_。 答案(1)

11、5PbO22MnSO42H2SO4=Pb(MnO4)24PbSO42H2O(2)10 mol(3)PbO24H2Cl=Pb2Cl22H2O 3向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)： (2)整个过程中的还原剂是_。(3)把KI换成KBr，则CCl4层变为_色；继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是_。(4)加碘盐中含碘量为2050 mg/kg。制取加

12、碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2_ L(标准状况，保留2位小数)。 解析：开始滴加少许氯水时，将KI中的碘元素氧化成碘单质；等CCl4层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸。(1)根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，碘元素的化合价从05，升高5价，Cl元素的化合价从01，降低1价，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平：I25Cl26H2O=2HIO310HCl；(2)分析整个过程中化合价升高的都是碘元素，还原剂为KI和I2；(3)KI换成KBr时，得到的是溴单质，则其在CCl4中呈红棕色；继续滴加氯水

13、时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3，故其氧化性强弱顺序为：HBrO3Cl2HIO3；(4)综合写出反应方程式：KI3Cl23H2O=KIO36HCl，则3Cl2I，按最小值计算，1 000 kg加碘食盐中含碘20 g，需要消耗Cl2的体积为：(20 g/127 gmol1)322.4 L/mol10.58 L。答案：(1)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)红棕HBrO3Cl2HIO3(4)10.58物质的氧化性、还原性的实验探究氧化还原反应的知识在实验中的应用主要有如下三个方面：1利用某些实验手段证明物质具有氧化性或还原性。2利用某些实验手段比较物

14、质氧化性或还原性的强弱。3物质的氧化性和还原性对化学实验的影响。 【典例】.卫生部2010年8月公布的食品安全预警中，各地报告因加工酱肉、卤菜过量使用或者误用过量亚硝酸盐引发的食物中毒事故有10起，中毒169人，死亡7人。亚硝酸钠(NaNO2)外观近似食盐，有像食盐一样的咸味，它的毒性较大，长期食用可能致癌。NaNO2在酸性条件下既具有氧化性(可将I氧化为I2)，也具有还原性(与酸性高锰酸钾溶液反应)。为了区别食盐与亚硝酸钠，老师提供了下表中的试剂、操作供学生选择。 (1)请设计两套方案判断被检验的样品是亚硝酸钠。方 案 一 ： 试 剂 及 操 作 ： _ _ _ _ _ _ _ _ ， 现

15、象 ：_。方 案 二 ： 试 剂 及 操 作 ： _ _ _ _ _ _ _ _ ， 现 象 ：_。(2)某同学检验样品是亚硝酸钠时采用了试剂和C 操 作 的 组 合 ， 是 否 可 行 ？ 并 说 明 理 由 ：_。.如图所示装置，根据实验现象：左边棉花变为橙色 ， 右 边 棉 花 变 为 蓝 色 ， 所 得 结 论 氧 化 性 ：C l2 B r2 I2是 否 正 确 ？ 并 说 明 理 由 ：_。【解析】.(1)我们在设计实验时，一定要使现象明显，依据信息KMnO4溶液与亚硝酸钠反应褪色，淀粉碘化钾在酸性条件下遇亚硝酸钠变蓝；(2)依据氧化性强弱，高锰酸钾的氧化性强于氯气，所以高锰酸钾能

16、与盐酸反应。.溴具有挥发性，也能使浸有淀粉KI溶液的棉花变蓝。【答案】.(1)B溶液紫色褪去B溶液显蓝色(其他答案也可)(2)不可行，盐酸也能与高锰酸钾反应对实验造成干扰.不正确，无法证明与KI反应的是氯气还是溴蒸气 专题离子反应中的“变量分析”有些离子反应，当某一反应物的量不同时，发生的反应也不相同，有的随反应物量的增加发生连续反应，有的随反应物量的增加会发生先后反应。此类问题是离子方程式书写和正误判断的难点，解决该类问题的方法是：明确反应实质，抓住关键字词或隐含条件。1量不同，离子反应不同书写离子方程式时，还要注意“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”等对反应方程式或产物的影响。

17、一般书写时，量不足的物质完全参加反应，因此该物质参加反应的阴、阳离子的个数比等于其组成比。 而对于足量的物质，参加反应的阴、阳离子的个数比不一定等于其组成比。如果没有明确的用量，用任一反应物作为足量写出的离子方程式均属正确。书写方法步骤：(1)定义完全反应物质的物质的量为1 mol；(2)找出完全反应物质各组成粒子的物质的量；(3)计算参加反应的过量物质的物质的量；(4)运用离子反应的条件完成离子反应方程式的书写。解析A项中应生成CaCO3沉淀，故不正确；B项中Cl2物质的量为0.005 mol，FeBr2物质的量为0.01 mol，Cl2与FeBr2物质的量之比为1 2，因Fe2还原性大于B

18、r，故只有Fe2被氧化，故不正确；C项中过量CO2能与CaCO3反应生成Ca(HCO3)2，故不正确。答案D 典例2写出下列反应的离子方程式含a mol FeBr2的溶液，缓慢通入x mol Cl2。(1)当x0.4a时：_(2)当x0.6a时：_(3)当xa时：_(4)当x1.5a时：_解析离子的还原性Fe2Br通入Cl2先氧化Fe2，再氧化 Br，结合有关量分析写出。答案(1)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)10Fe22Br6Cl2=10Fe3Br212Cl(3)2Fe22Br2Cl2=2Fe3Br24Cl(4)2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl 守恒法在化学计算中的应用守

19、恒法是中学化学计算中一种很重要的方法，也是高考试题中应用最多的方法之一，其特点是抓住有关变化的始态和终态，忽略中间过程，利用其中某种不变量建立关系式，从而简化思路，快速解题。1原子守恒法从本质上讲，原子守恒和质量守恒是一致的，原子守恒的结果即质量守恒。典例1(2013年济南模拟)38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况下)气体，反应消耗的HNO3的物质的量可能是()A1.0103 molB1.6103 molC2.2103 mol D2.4103 mol解析据题意浓硝酸是适量的，而不是过量的，尽管开始产生的是NO2气体，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐降低，气体将由NO2变为NO，收集到的22.4 mL(标准状况)气体应是NO2与NO的混合物。答案C 2电子守恒法化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。 解析由电子守恒可知，还原剂失去的电子数与氧化剂得到电子数相同，分析氮元素化合价变化可知生成2.8 g N2(0.1 mol)，HNO2得电子0.6 mol。答案0.6 3电荷守恒法电荷守恒即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。常见的电荷守恒有以下几种情况：化合物电中性原则(正负化合价