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文檔簡介
1、§ 氧化還原反應專題三、氧化還原反應和原電池【知識點回顧】1、 氧化還原反應氧化還原反應的本質(zhì)是 A、電子轉移(得失或偏移) B、電子得失 C、電子偏移 氧化還原反應的判斷方法是四個基本概念氧化劑:反應中電子的反應物 反應中所含元素化合價 ,被 ,本身具有性。發(fā)生 反應,得到 產(chǎn)物。還原劑:反應中電子的反應物 反應中所含元素化合價 ,被 ,本身具有性。發(fā)生 反應,得到 產(chǎn)物。氧化產(chǎn)物:反應中化合價 后得到的產(chǎn)物。還原產(chǎn)物:反應中化合價 后得到的產(chǎn)物總結:“還原劑 升 失 氧”“氧化劑 降 得 還”【即時訓練】4農(nóng)藥波爾多液不能用鐵制容器盛放,是因為鐵能與波爾多液中的硫酸銅反應,在該反
2、應中鐵是 ( )A還原劑 B氧化劑 C還原產(chǎn)物 D氧化產(chǎn)物20下列表示電子轉移的方向和數(shù)目不正確的是 ( )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、填空題(共20分)21(6分)分析下列變化過程,用“氧化”或“還原”填空:(1)FeFeSO4,需加入劑,如。 (2)CuOCu,需加入劑,如。(3)HClH2,是反應,HCl是劑。22(4分)化學反應中的能量變化,通常表現(xiàn)為的變化,在放熱反應中 所
3、具有的總能量低于所具有的總能量,是能量的過程。23(4分)向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全反應,溶液中_離子的數(shù)目減少,_離子的數(shù)目增加,_離子的數(shù)目沒有變化,反應的離子方程式為_ 。24(2分)在反應2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2中,還原產(chǎn)物是。25(4分)已知離子反應:RO3n- + 6I- + 6H+= R- + 3I2 + 3H2O,試根據(jù)離子方程式必須“質(zhì)量守恒,電荷守恒”等判斷:n=,R元素在RO3n-中的化合價是。四、簡答題(共18分)26(11分)加入適當?shù)奈镔|(zhì)實現(xiàn)下列各步轉化,寫出有關反應的離子方程式。若是氧化還原反應,標出電子轉移的方向和數(shù)目
4、。ZnCl2Zn(NO3)2CuCl2Cu(OH)2CuSO4CuCl2加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為。27(7分)有一包白色粉末,可能含有 Na2SO4、CaCO3、KCl、BaCl2、CuSO4 中的一種或幾種,按以下步驟進行實驗:將此粉末溶于水,得到無色溶液和白色沉淀;將足量稀鹽酸加入白色沉淀中,沉淀部分溶解,并有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,判斷此粉末中一定含有的物質(zhì)是,一定沒有的物質(zhì)是,可能含有的物質(zhì)是(均填寫化學式)。上述實驗中反應的離子方程式是12在一定條件下發(fā)生如下反應:2
5、KClO3+I2=2KIO3+Cl2,則下列推斷不正確的是( )A該反應屬于置換反應B該反應中氧化劑為KClO3C該反應中還原劑為I2D該反應中KClO3被氧化為Cl2,I2為被還原KIO317鹽酸能發(fā)生下列反應:Zn+2HClZnCl2+H22HCl+CuOCuCl2+H2O MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O因此鹽酸應具有的性質(zhì)是 ( )A只有酸性 B只有氧化性C只有還原性 D有酸性、有氧化性和還原性13黑火藥發(fā)生爆炸時,主要發(fā)生如下反應:2KNO33CSK2SN23CO2,則被還原的元素為 ( )A碳和氮 B氮和硫 C只有氮 D只有硫14已知3NO2+H2O=2HNO3+NO
6、,則被氧化和被還原的氮原子個數(shù)比為( )A1 :1B1 :2C 2 :1D3 :29下列反應中,僅作還原劑的化合物是 ( )A鋅和稀硫酸反應制氫氣 B氫氣還原氧化銅 C一氧化碳在氧氣中燃燒 D用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣10判斷反應是否是氧化還原反應的依據(jù)是 ( )A是否有電子轉移B同種元素的化合價在反應前后是否有變化C是否有氧元素參加D是否是化合反應或分解反應5下列反應中,一定不屬于氧化還原反應的是 ( )A分解反應 B化合反應C置換反應 D復分解反應1、下列說法正確的是A、氧化還原反應過程中一定有電子的得失B、陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性。C、失去電子數(shù)越多的原子,其還原性一定
7、很強D、在氧化還原反應中,氧化反應與還原反應是同時發(fā)生的。E、所有的燃燒都需要有氧氣參加。2、下列粒子中只有氧化性的是S2- , Fe2+Fe3+ S H+Na+MgA、 B、 C、 D、3、下列變化中需加入氧化劑才能實現(xiàn)的是( )A、SO2S B、SO32-SO2 C、I-I2 D、KMnO4 MnO24、某元素在化學反應中,由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),則該元素( )A、被氧化 B、被還原 C、有可能被氧化也有可能被還原 D、由高價變?yōu)?價5、在泡沫橡膠制造過程中,利用反應2H2O2 = 2H2O + O2,其中H2O2的作用是( )A、僅作氧化劑 B、僅為還原劑 C、既作氧化劑,又作還原劑 D、既
8、不作氧化劑,也不作還原劑4氧化還原反應與基本反應類型的關系置換反應都是氧化還原反應;復分解反應都是非氧化還原反應;化合反應和分解反應可能為氧化還原反應;它們的關系可用下圖表示: 說明:有單質(zhì)參與的化合反應或分解反應多數(shù)為氧化還原反應,但不一定是氧化還原。如:4P(紅)P4為化合反應,但為非氧化還原反應;2O33O2有單質(zhì)生成但為非氧化還原;沒有單質(zhì)參與的化合反應或分解反應也可能是氧化還原反應。如:NH4NO3的分解,隨條件不同,產(chǎn)物也不同,可能生成NO2、H2O等為氧化還原反應,但沒有單質(zhì)參與;Na2O2與MnO2化合可以生成Na2MnO4也是氧化還原反應,但沒有單質(zhì)參與。二、氧化還原反應1、
9、特征:反應前后元素的化合價發(fā)生改變。2、實質(zhì):有電子轉移(電子的得失或共用電子對的偏移)。3、氧化還原反應概念氧化與還原(指反應過程) 氧化劑與原還劑(指反應物質(zhì)) 氧化性與還原性(指物質(zhì)能獲得電子或能失去電子的性質(zhì)) 注:物質(zhì)的氧化性(或還原性)的強弱,指的是得(或失)電子的難易,不是指得(失)電子的多少。氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物(指生成物) 4、氧化還原反應概念間的關系。5、氧化還原反應中電子轉移的表示方法雙線橋法表明了反應前后某種元素化合價的變化情況用兩條帶箭頭的線由反應物指向生成物,且對準同種元素。要標明“得”“失”電子,且得失電子總數(shù)相等。箭頭不代表電子轉移的方向,而是指某元素從反應到產(chǎn)物
10、時價態(tài)的變化。例如: 單線橋法表明了一個氧化還原反應中電子的轉移方向和數(shù)目用一條箭線在反應物間表示電子得失。箭線從失電子元素到得電子元素。在箭線上標明電子轉移總數(shù),但不寫“得”或“失”。例:6、常見的氧化劑和還原劑常見的氧化劑有:a高價或較高價的含氧化合物:MnO2 KMnO4 K2Cr2O7 HNO3 H2SO4(濃)b高價金屬陽離子:Cu2+、Fe3+、Ag+等。c非金屬單質(zhì):Cl2、Br2、I2、O2、S等。注:具有最高價元素的物質(zhì),在氧化還原反應中該元素只能得到電子。常見的還原劑有:a活潑或較活潑的金屬:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe等。b非金屬陰離子:Cl-、Br-、I-、S
11、2-等。c較低價的化合物:CO、H2S、NH3等。注:具有最低價元素的物質(zhì),在氧化還原反應中該元素只能失去電子。具有中間價態(tài)的化合物,在氧化還原反應中既能得到電子,又能失去電子,既可作氧化劑,又可作還原劑,它們既有氧化性,又有還原性,如Fe2+等。例1下列反應屬于氧化還原反應的是( )A、H2SO4+BaCl2BaSO4+2HClB、2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2C、CaO+H2OCa(OH)2D、3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2解析:本題重點考查氧化還原反應與化學反應基本類型的關系,以及氧化還原反應的實質(zhì)和特征。A是復分解反應;B是分解反應,但元素價態(tài)有變化;C是化合反應但元
12、素化合價沒有變化;D不屬于四種基本反應類型之一,存在元素化合價的改變(C由+2+4,F(xiàn)e由+30)。答案:B、D。例2在Cl2+SO2+H2O=H2SO4+2HCl的反應中,_是氧化劑,_是還原劑;_元素被氧化,_元素被還原;_有氧化性,_有還原性;_是氧化產(chǎn)物,_是還原產(chǎn)物。解析:本題重點考查學生對氧化還原基本概念的理解,應從化合價入手,找出電子轉移方向。再根據(jù)“氧化還原反應概念間的關系”作出判斷:Cl2是反應物,在反應中得電子,化合價降低,是氧化劑;其被還原后生成的物質(zhì)HCl是還原產(chǎn)物;SO2是反應物,在反應中失電子,是還原劑;其被氧化后對應的生成物H2SO4是氧化產(chǎn)物。SO2中的被氧化,
13、Cl2中的被還原;Cl2有氧化性,SO2有還原性。三、物質(zhì)氧化性和還原性相對強弱的判斷方法1根據(jù)金屬活動性順序進行判斷K、Ca、Na、Zn、Fe、Cu、Hg、Ag在金屬活動性順序表中,金屬的位置越靠前,其還原性就越強;金屬的位置越靠后,其陽離子的氧化性就越強。(注意:上面說的陽離子中Fe有+2、+3兩種價態(tài),其中+2價按正常位置排列,但+3鐵的氧化性在Cu2+、Hg2+之間,即:氧化性Cu2+ < Fe3+ < Hg2+)2根據(jù)非金屬活動性順序判斷氧化劑的氧化性越強,則其對應的還原產(chǎn)物的還原性就越弱;還原劑的還原性越強,則其對應的氧化產(chǎn)物的氧化性就越弱。對單質(zhì)而言,非金屬單質(zhì)的氧化
14、性越強,對應陰離子的還原性越弱,非金屬單質(zhì)的氧化性越弱,對于陰離子的還原性越強;金屬單質(zhì)的還原性越強,對于陽離子的氧化性越弱,金屬單質(zhì)的還原性越弱,對于陽離子的氧化性越強。3根據(jù)化學方程式進行判斷氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。4根據(jù)氧化還原反應進行的難易程度(反應條件或劇烈程度)的不同進行判斷。氧化還原反應越容易進行(表現(xiàn)為反應所需條件越簡單),則氧化劑的氧化性和還原劑的還原性就越強。例如:2Na+2H2O2NaOH+H2,Mg+2H2OMg(OH)2+H2前者比后者容易發(fā)生,可判斷還原性:Na>Mg。5根據(jù)使其它物質(zhì)被氧化或被還原價態(tài)的不同進行判斷例如
15、:Cu+Cl2CuCl2 , 2Cu+SCu2S,根據(jù)Cl2、S分別與Cu反應,使Cu氧化的程度不同(Cu2+, Cu+)可判斷出單質(zhì)的氧化性:Cl2>S6物質(zhì)中元素具有最高價,則該元素只有氧化性;物質(zhì)中元素具有最低價時,該元素只有還原性;物質(zhì)中元素具有中間價時,該元素既有氧化性又有還原性。一般,對于同一種元素,價態(tài)越高,其氧化性就越強;價態(tài)越低,其還原性就越強(正價的鹵素相反)。例如氧化性:Fe3+>Fe2+,H2SO4(濃)>H2SO3,HClO > HClO3 > HClO48其它條件一般溶液的酸性越強或溫度越高,則氧化劑的氧化性和還原劑的還原性就越強,反之
16、則越弱。如:溫度:如熱的濃H2SO4的氧化性比冷的濃H2SO4的氧化性強。濃度:氧化性 濃HNO3>稀HNO3;還原性 濃鹽酸>稀鹽酸。酸堿性:如KMnO4 溶液的氧化性隨溶液的酸性的增強而增強。一般來講,在酸性條件下KMnO4被還原為Mn2+,在中性條件下被還原為MnO2,堿性條件下被還原為MnO42-。注意:氧化還原性的強弱與該原子得失電子的難易程度有關,而與得失電子數(shù)目的多少無關。得電子能力越強,其氧化性就越強;而失電子能力越強,其還原性就越強。同一元素相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應。例3根據(jù)反應式:(1) ,(2) ,可判斷離子的還原性從強到弱的順序是( )解析:根據(jù)“氧化劑
17、+還原劑氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物”中“氧化劑的氧化性氧化產(chǎn)物,還原劑的還原性還原產(chǎn)物”,根據(jù)有還原性I-Fe2+,根據(jù)有還原性Fe2+Br-。答案:B例5今有三個氧化還原反應:(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-離子而又不影響Fe2+和Cl-,可加入的試劑是( )A、Cl2 B、KMnO4 C、FeCl3 D、HCl解析:本題主要考查根據(jù)化學方程式進行判斷物質(zhì)氧化性的強弱。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-,故本題應加入的試劑應為FeCl3。答案:C四、氧化還原類型與配平方法化合價升降法理論依據(jù):氧化還原反應中,氧化劑獲得電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等,表現(xiàn)為:化合價升高與化合價降低總數(shù)相等。此外,屬于離子反應的氧化還原反應,還遵循電荷守恒。1、普通氧化還原方程式的配平要標對所有變化了的化合價,單質(zhì)中元素化合價為零;化合物中,一般情況下H總是+1價,O總是-2價(在個別物質(zhì)中有例外,如過氧化物)然后推算其它元素的化合價
19、。對于有變價的金屬元素在化合物中,常先看陰離子的價態(tài),再定金屬的化合價,如: 、 ,F(xiàn)e3O4 可看成是:Fe2O3·FeO,即其中有2個 ,一個 先配平發(fā)生氧化還原的物質(zhì),倍數(shù)乘到氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物中,最后通過質(zhì)量守恒,完成配平例6、配平 H2S + HNO3H2SO4 + NO2 + H2OS:-2+6 8×1 N:+5+4 1×8配平步驟與配平結果如下(其中表示填寫化學計量數(shù)的先后順序):1H2S + 8HNO31H2SO4 +8 NO2 +4 H2O練習:完成下列化學方程式的配平Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO+ H2OC + H2SO4 S
20、O2 + CO2 + H2OZn + HNO3Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O2、變化的元素帶下角標情況把下角標數(shù)的該元素的原子數(shù)做為一個整體看待,倍數(shù)乘到含該角標元素的物質(zhì)前(不論該物質(zhì)是反應物還是生成物)例7、配平NH3 + O2 NO + H2O此題中氧元素價態(tài)都變化,且有下角標2,把O2做為一個整體看待。2O:0-2 降4×5 N:-3+2 升5×4填寫化學計量數(shù)步驟和結論如下:4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O再如:K2MnF6+SbF5KSbF6+MnF3+F2Mn:+4+3 1×2 2F:-102×1化學計量數(shù)的填
21、寫步驟和結論如下:2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+1F2 練習:完成下列化學方程式的配平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(濃)KCl+ClO2+Cl2+H2OKMnO4 + HClKCl + MnCl2 + Cl2 +H2OFe(NO3)3+NaOH+
22、Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O3、岐化反應和歸中反應一般不必考慮單質(zhì)的角標,把倍數(shù)乘到兩端價態(tài)元素的物質(zhì)前;若結果出現(xiàn)化學計量數(shù)為分數(shù)情況,則乘最小公倍數(shù)變?yōu)檎麛?shù)(如練習);若歸中反應的元素在同一化合物中且所需兩原子個數(shù)不同時,要滿足倍數(shù)大者的需要(見練習)。例8、Cl2 + KOHKClO3 + KCl + H2O分析:此反應中氯元素由0價變?yōu)?5價和-1價,屬于岐化反應,不用考慮Cl2的角標問題。如下:Cl:0+5 5×1 Cl:0-1 1×5填寫化學計量數(shù)和結果如下:3Cl2 + 6KOH1KClO3 + 5KCl + 3H2O 練習:Na2S+N
23、a2SO3+H2SO4S+Na2SO4+H2OKCl+KClO3+H2SO4K2SO4+Cl2+H2ONH4NO3HNO3+N2+H2ONa2S2O3+H2SO4Na2SO4+S+SO2+H2OKClO3+HClCl2+KCl+H2OH2S+H2SO4(濃)S+SO2+H2ONa2O2+CO2Na2CO3+O2Na2O2+H2ONaOH+O2P + KOH + H2OKH2PO4 +PH34、氧化數(shù)(化合價)為分數(shù)的情況直接按分數(shù)進行配平,兼顧前面的3條原則(把倍數(shù)乘到有角碼的物質(zhì)前面等)例9、3Fe: 8×1 4O:0-2 8×1填寫化學計量數(shù)步驟和結論如下:3Fe+2O
24、21Fe3O45、同一化合物的所有組成元素的價態(tài)均升高(或均降低)把此化合物看成一個整體保持元素原子個數(shù)比且求出化合價升高(或降低)之代數(shù)和,并結合其他規(guī)則配平。例10、FeS2+O2Fe2O3+SO2 填寫化學計量數(shù)和配平結論如下:2FeS2+11O21Fe2O3+4SO2練習:配平下面的化學方程式Cu2S+HNO3(稀)Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2OFeS + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 +K2SO4 +S +H2OS+KNO3+CCO2+N2+K2S6、某元素發(fā)生岐化或歸中反應且還有其它元素得失電子的類型先求出化合價升高總數(shù)與化合價降低總數(shù)
25、,再求最水公倍數(shù);同時注意角碼。例11、P+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4 填寫化學計量數(shù)和配平結論如下:11P+15CuSO4+24H2O5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4練習:配平下面的化學方程式BrF3+H2OHBrO3+Br2+HF+O2KMnO4+KI+H2SO4MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O7、帶未知數(shù)的氧化還原方程式的配平把未知數(shù)看成一個常數(shù)進行配平例12、Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+NaCl+H2OxS: (6x+2)×1 Cl:+1-1 2×(3x+1)填寫化學計量數(shù)和結論如下:1Na2Sx+(3
26、x+1)NaClO+(2x-2)NaOH=xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O8、有機方程式的配平計算有機物中C元素的平均氧化數(shù)或根據(jù)有機物的結構確定價態(tài)變化的元素例13、H2C2O4+KMnO4+H2SO4CO2+K2SO4+MnSO4+H2O把H顯+1價、O顯+2價代入H2C2O4中求得C顯+3價2C:+3+4 2×5 Mn:+7+2 5×2化學計量數(shù)的填寫步驟和結論如下:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+1K2SO4+2MnSO4+8H2O練習:配平下面的化學方程式CrO3(紅色)+C2H5OH+H2SO4Cr2(SO4)3(綠
27、色)+CH3CHO+H2OK2Cr2O7 + H2C2O4 + H2SO4K2SO4 + Cr2(SO4)3 +CO2 +H2O9、離子反應方程式的配平除化合升降外,還要充分運用電荷平衡例14、Fe2+Cl2=2Cl-+Fe3+是錯誤的。正確的如下:2Fe2+Cl2=2Cl-+2Fe3+練習:配平下列離子方程式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、缺項配平缺項配平的一般規(guī)律:a、缺項一般不可能是氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。b、缺項一般是介質(zhì),如H2O、KOH、H2SO4,對于離子方程式的缺項通常是H+、OH-、H2O配平的步驟是:(1)先確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物各項化學計量數(shù);(2)根據(jù)兩邊氫、氧原子數(shù)或某一原子團確定缺項物質(zhì);(3)用觀察法確定其它各項化學計量數(shù)。例15、2KMnO4+5KNO2+囗_2MnSO4+K2SO4+5KNO3+3H2O 缺項為H2SO4 化學計量數(shù)為3練:3Pt+4HN
29、O3+18HCl3H2PtCl6+4NO+囗_ 缺項為H2O 化學計量數(shù)為8練:3ClO-+2Fe(OH)3+囗_3Cl-+2FeO42-+5H2O 缺項為OH- 化學計量數(shù)為4注意:如果是化學反應方程式,其缺項一般為:水、酸、堿。如果是離子反應方程式其缺項一般為:水、H+、OH-。在離子反應方程式配平其缺項時如有兩種可能如(H2O、H+)或(H2O、OH-),還應考慮離子共存的問題如:Cu2+FeS2+囗_Cu2S+SO42-+Fe2+囗_可有兩種選擇:(14、5、12H2O、7、3、5、24H+)或(14、5、24OH-、7、3、5、12H2O)后一種配平由于OH-與Cu2+不能共存所以不
30、正確。11、整體把握變化的原子數(shù)練習:配平下面的化學方程式K4Fe(CN)6KCN+Fe+C+N2提示:此題中由于C、N原子均部分參加反應,且原子個數(shù)比為11,配平時要注意保持二者的比例關系。如下: 結論與步驟如下:K4Fe(CN)6=4KCN+1Fe+2C+1N2 PbO2+MnSO4+H2SO4Pb(MnO4)2+PbSO4+H2O分析:此反應的特點是+4價Pb的還原產(chǎn)物+2價Pb分別在兩種生成物中,配平時要從變化的Pb原子總數(shù)把握配平。如下:Pb:+4+22×52Mn:+2+7 10×1此題把倍數(shù)1乘到帶角碼的物質(zhì)Pb(MnO4)2前,但倍數(shù)5不直接乘到Pb(MnO4
31、)2或PbSO4前,因為5是變化的Pb原子總數(shù),結合反應中+4價Pb變化數(shù)也為4,而+4價Pb只有一種存在形式PbO2,所以,應把倍數(shù)5乘到只有一種存在形式的PbO2前。如下:5PbO2+2MnSO4+2H2SO4=1Pb(MnO4)2+4PbSO4+2H2O五、氧化還原反應的基本規(guī)律及應用1氧化還原反應中的守恒(1)原子守恒:從宏觀上闡述即指質(zhì)量守恒,從微觀上講就是指原子守恒。(2)電荷守恒:方程式左邊的凈電荷數(shù)等于方程式右邊的凈電荷數(shù)。(3)電子守恒:氧化還原反應中得失電子總數(shù)相等。例16、按反應式N2H5+4Fe3+ 4Fe2+Y+,在水溶液中,N2H5+將Fe3+還原為Fe2+,作為N
32、2H5+ 的氧化產(chǎn)物Y可能是( )ANH3 BN2 CNO DNO2分析: 先分析N2H5+ 中N的化合價。根據(jù)H為+1價,設N的化合價為x,則有:2x+5×(+1)+1 解得: x-2。設N2H5+的氧化產(chǎn)物Y中N的化合價為a價。則2N:-2a 2(a+2) 4Fe:+3+2 4根據(jù)電子得失守恒有:2(a+2)4解得:a=0,答案為B。例17、SO和MO在酸性溶液中發(fā)生如下反應:5SO+2MO+6H5SO+2M+ 3H2O,則MO中x的數(shù)值為_。分析:根據(jù)電荷守恒有6-2×5-2x2×2-2×5所以,x=12強弱規(guī)律:較強氧化性的氧化劑和較強還原性的還
33、原劑反應,生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物。應用:在適宜的條件下,用氧化性較強的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),或用還原性較強的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì),亦可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強弱。3歸中規(guī)律:同一元素不同價態(tài)原子間發(fā)生氧化還原反應時:高價態(tài) 中間價態(tài) 低價態(tài),也可歸納為:兩相靠,不相交。若中間有多種價態(tài),則原高價物質(zhì)對應的還原產(chǎn)物價態(tài)仍高,原低價態(tài)的物質(zhì)對應的氧化產(chǎn)物的價態(tài)仍低,或說成:同種元素不同價態(tài)間反應向中間靠近時,價態(tài):還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物,也可說成:高對高,低對低。例如:此反應中H2S不可能變?yōu)镾O2,同樣,H2SO4也不可能變?yōu)樯晌镏蠸。4歧化反應:反應物自身氧化還
34、原反應,同種元素一部分化合價升高,一部分化合價降低的反應。高價態(tài) 中間價態(tài) 低價態(tài)例如: +2NaOHNa +NaO+H2O5先后規(guī)律:一種氧化劑(或還原劑)與多種還原劑(或氧化劑)相遇時,總是依還原性(或氧化性)強弱順序先后去氧化還原劑(或去還原氧化劑 )應用:判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應順序。例如:把Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2的強氧化性可將Fe2+、Br-氧化。由于還原性Fe2+>Br-,所以,當通入少量的Cl2時,根據(jù)先后規(guī)律,Cl2首先將Fe2+氧化。當Cl2足量時,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性質(zhì)規(guī)律某元素處于最高價態(tài)時,則含有該元素的物質(zhì)就具有氧化性。(在化學反應中,該元素化合價只能降低,不可升高)例:KnO4、H2O4、HO3、Cl3、2等。某元素處于最低價態(tài)時,則含有該元素的物質(zhì)具有還原性。(在化學反應中,該元素的化合價只能升高,不能降低)例:H、Na2等。某元素處于中間價態(tài)時,則含有該元素的物質(zhì)既有氧化性,又有還原性。(該元素的化合價可能升高或者降低)例: 、 、 、 等。金屬單質(zhì)只有還原性,非金屬單質(zhì)多數(shù)既具有氧化性,又具有還原性,少數(shù)只具有氧化性(如O2、F2)。含同種元素相鄰價態(tài)的兩種物質(zhì)之間不發(fā)生氧化還原反應。例:C與CO
36、,CO與CO2,Cl2和HCl,濃H2SO4與SO2等各組的兩種物質(zhì)均不能發(fā)生氧化還原反應。例18一定量的氯酸鉀加到濃鹽酸中發(fā)生如下反應:KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2+3H2O,其中被還原的元素和被氧化的元素間的質(zhì)量比是( )A、16 B、61C、11 D、15解析:首先分析價態(tài)KO3+6H(濃)K+32+3H2O,反應前后,化合價變化的全是Cl元素,且反應前后均有-1價的Cl,我們可以將化合價分析所得信息歸納:表示成 +6 +6 ,根據(jù)氧化還原反應規(guī)律,可以將前后相同價態(tài)的原子約去,即可分析出該反應的本質(zhì): +5 6 ,故被還原的元素原子個數(shù)和被氧化的元素原子個數(shù)比為15,即它
37、的質(zhì)量比為15,故選D。六、分類例題判斷概念例19、已知化學方程式CaCO3+2HCN=CaCN2+CO+H2+CO2,在反應中( )A氫元素被氧化,碳元素被還原BHCN既是氧化劑又是還原劑CCaCN2是氧化產(chǎn)物H2為還原產(chǎn)物DCO為氧化產(chǎn)物,H為還原產(chǎn)物解析:本題考查氧化還原反應的有關概念。解題時要仔細分析反應物和生成物的分子式。正確標出化合價,然后根據(jù)“價升高失電子還原劑氧化反應氧化產(chǎn)物;價降低得電子氧化劑還原反應還原產(chǎn)物”確定有關概念。 (注意生成物CO2中碳元素來自CaCO3,它的化合價在反應前后沒有發(fā)生變化),即氫元素化合價降低,碳元素化合價升高。故HCN既是氧化劑又是還原劑,CaC
38、N2是氧化產(chǎn)物,H2是還原產(chǎn)物。答案:BC氧化性、還原性強弱判斷例20、常溫下,在下列溶液中發(fā)生如下反應:16H+10Z-+2XO4=2x2+5Z2+8H2O2A2+B2=2A3+2B2B+Z2=B2+2Z由此判斷下列說法錯誤的是( )A反應Z2+2A2+=2A3+2Z可以進行BZ元素在反應中均被還原C氧化性由強到弱的順序是XO4、Z2、B2、A3+D還原性由強到弱的順序是A2+、B、Z、X2+解析:根據(jù)規(guī)律,在同一反應中,氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,可得出:氧化性XO4Z2B2A3+,還原性A2+BZX2+。答案:B說明:判斷一個氧化還原反應能否發(fā)
39、生,通常用到下列規(guī)律相應氧化性離子可以把下面對應還原性離子氧化簡單計算例21、在一定條件下,PbO2與Cr3+反應,產(chǎn)物是Cr2O72和 Pb2+,則與1molCr3+反應所需PbO2的物質(zhì)的量為( )A3.0 mol B1.5mol C1.0mol D0.75mol解析:Cr3+ ,失3e;PbO2Pb2+,得2e,據(jù)得失電子守恒有:1×3n(PbO2)×2 n(PbO2)1.5mol答案:B例22、一定條件下硝酸銨受熱分解的未配平化學方程式為 ,在反應中被氧化與被還原的氮原子之比為A11 B54 C53 D35解析本題使用電子守恒法解答比較簡單,本反應的實質(zhì)是中-3價氮
40、和中+5價氮歸中變?yōu)镹2中的0價氮。N:-30 3×5N:+50 5×3由上可知,被氧化與被還原的氮原子個數(shù)比為5:3,本題正確答案為C。周課題:氧化還原反應本節(jié)學習目標1在初中所學的氧化還原反應基礎上,進一步加深對氧化還原反應概念的理解。2理解掌握氧化還原反應的特征。3理解掌握氧化還原反應的本質(zhì)重點:氧化還原反應的本質(zhì)。難點:氧化還原反應的本質(zhì)。知識要點梳理知識點一:氧化還原反應要點詮釋:我們在初中化學中學過的木炭還原氧化銅,在這個反應中,銅失去氧變成了單質(zhì),發(fā)生了還原反應,碳得到氧變成CO2,發(fā)生了氧化反應。我們也可以從反應中,元素的化合價發(fā)生變化的角度來分析這個反應:
41、還有一些反應,雖然沒有得氧、失氧的變化過程,但也伴隨著化合價的變化,這樣的反應也是氧化還原反應。如:由此我們知道,一個化學反應是否氧化還原反應,不在于有沒有得氧失氧,而在于反應過程中有沒有某些元素的化合價發(fā)生了變化。從反應物變?yōu)楫a(chǎn)物時,是否有元素的化合價發(fā)生變化的角度,可以把化學反應分為:氧化還原反應和非氧化還原反應。有化合價變化的化學反應就是氧化還原反應,沒有化合價變化的化學反應就是非氧化還原反應,如CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl就是非氧化還原反應。也就是說,氧化還原反應的特征是反應中元素的化合價發(fā)生變化。知識點二:氧化還原反應的本質(zhì)要點詮釋:元素化合價的升降與
42、電子轉移密切相關。例如鈉與氯氣的反應:鈉原子失去一個電子成為Na+,氯原子得到一個電子成為Cl-,這樣雙方的最外電子層都達到8電子穩(wěn)定結構。在這個反應中,發(fā)生了電子的得失,金屬鈉失去電子發(fā)生了氧化反應,氯氣得到電子發(fā)生了還原反應。氫氣與氯氣的反應屬于非金屬和非金屬的反應。由于氫元素和氯元素的原子都傾向于獲得電子而形成穩(wěn)定結構,而且這兩種元素的原子獲取電子的能力相差不大,在反應時,雙方各以最外層的一個電子組成共用電子對,使雙方最外電子層都達到穩(wěn)定結構。由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子稍強,所以共用電子對偏向于氯原子而偏離氫原子。這樣,氯元素的化合價降低被還原,氫元素的化合價升高被氧化。在這
43、個氧化還原反應中,發(fā)生了共用電子對的偏移。可見,有電子轉移(得失或偏移)的反應,是氧化還原反應。氧化反應表現(xiàn)為被氧化的元素化合價升高,其實質(zhì)是該元素的原子失去電子(或共用電子對偏離)的過程;還原反應表現(xiàn)為被還原的元素化合價降低,其實質(zhì)是該元素的原子獲得電子(或共用電子對偏向)的過程。氧化還原反應中,電子轉移的情況也可以表示為:知識點三:氧化劑和還原劑氧化劑和還原劑作為反應物共同參加氧化還原反應。在反應中,氧化劑是得到(或偏向)電子的物質(zhì),所含元素的化合價降低;還原劑是失去(或偏離)電子的物質(zhì),所含元素的化合價升高。即“升被氧化,降被還原”。例如:碳還原氧化銅的反應中,氧化銅是氧化劑,碳是還原劑
44、。鐵和硫酸銅的反應中,硫酸銅是氧化劑,鐵是還原劑。氫氣和氯氣的反應中,氯氣是氧化劑,氫氣是還原劑。氧化劑具有氧化性,在反應中本身被還原生成還原產(chǎn)物;還原劑具有還原性,在反應中本身被氧化生成氧化產(chǎn)物。常見的氧化劑有O2、Cl2、濃硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等;常見的還原劑有活潑的金屬單質(zhì)、H2、C、CO等。氧化劑和還原劑不是絕對不變的,要根據(jù)物質(zhì)所含元素的化合價在氧化還原反應中的變化情況來確定,同一種物質(zhì)可能在一個氧化還原反應中作氧化劑,在另一個氧化還原反應中作還原劑。例如在鹽酸和鐵的反應Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,鹽酸中氫元素的化合價由+1降低為0,鹽酸是氧化劑
45、;而在鹽酸和高錳酸鉀的反應2KMnO4 +16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O中,鹽酸中氯元素有部分化合價由-1升高到0價,鹽酸是還原劑。鹽酸還可能發(fā)生非氧化還原反應,如HCl + NaOH = NaCl + H2O??偨Y起來,氧化還原反應可以用下面的式子表示:規(guī)律方法指導比較物質(zhì)的氧化性、還原性強弱的方法根據(jù)氧化還原反應的化學方程式進行判斷在一個氧化還原反應中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。例如反應Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,鐵是還原劑,H2是還原產(chǎn)物,故還原性:Fe>H2;HCl是氧化劑,F(xiàn)eCl
46、2是氧化產(chǎn)物,氧化性:HCl>FeCl2。這個反應還可以用離子方程式表示:Fe+2H+ = Fe2+ +H2,根據(jù)上述氧化性、還原性強弱的判斷方法,故還原性:Fe>H2;氧化性:H+ > Fe2+ 。根據(jù)金屬活動性順序判斷金屬活動性越強,其還原性越強,即:還原性:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag金屬的還原性越強,其失去電子后形成的金屬離子的氧化性越弱,即氧化性:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+&l
47、t;Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+Fe3+可以和銅反應:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,因此氧化性:Fe3+> Cu2+。比較物質(zhì)的氧化性和還原性還有其他方法,隨著學習的深入,我們會逐漸掌握它們,從而加深對氧化還原反應的了解。經(jīng)典例題透析類型一:與氧化還原反應有關的概念辨析題1 下列說法正確的是( )A含有金屬元素的離一定都是陽離子B在氧化還原反應中,非金屬單質(zhì)一定是氧化劑C某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時,該元素一定被還原D金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)思路點撥:根據(jù)氧化還原反應、氧化劑、還原劑等相關概念進行判斷
48、解析:含金屬元素的離子也可能是陰離子,如MnO4-,A錯;非金屬在某些氧化還原反應中,也可能作還原劑,如S + 2H2SO4(濃) 3SO2 +2 H2O,B錯;元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)是,如果化合價降低,則該元素被還原,如果化合價升高,則該元素被氧化,C錯;金屬陽離子被還原時,除了生成金屬單質(zhì),也有可能生成化合價較低的陽離子,如Fe3+被還原生成Fe2+,D正確。答案:D總結升華:對于氧化還原反應中的各種變化,要根據(jù)反應的具體情況進行分析,不能一概而論,以偏概全。舉一反三:【變式1】以下說法正確的是( )A物質(zhì)所含有的元素化合價升高的反應叫還原反應B在氧化還原反應中,失去電子的元素化合價降低C
49、物質(zhì)中某元素失去電子,則物質(zhì)是氧化劑D還原劑中至少有一種元素被氧化【答案】D【變式2】關于氧化劑的敘述正確的是( )A分子中不一定含有氧元素 B分子中一定含有氧元素C在反應中失去電子的物質(zhì)D在反應中結合電子的物質(zhì)【答案】AD類型二:判斷氧化劑、還原劑題2 CaH2常作生氫劑,其中氫元素呈1價, 其化學方程式為CaH2+2H2O=Ca(OH)2+ 2H2,其中水是( )A還原劑 B氧化劑C既是還原劑又是氧化劑 D既不是氧化劑又不是還原劑思路點撥:判斷一種反應物在氧化還原反應中是作氧化劑還是還原劑,要根據(jù)該反應物中元素在反應前后化合價的變化來進行判斷。解析:H2O中氫元素呈+1價,有一部分經(jīng)過反應變成氫氣(氫元素化合價為0),化合價降低,作氧化劑。答案:B總結升華:在氧化還原反應中,氧化劑是得到(或偏向)電子的物質(zhì),所含元素的化合價降低;還原劑是失去(或偏離)電子的物質(zhì),所含元素的化合價升高。舉一反三:【變式3】 下列反應中硫化氫不做還原劑的是( )A2H2S3O22H2O2SO2 BH
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