2021新高考化學(xué)選擇性考試B方案一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第一章第5講氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用

第5講氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用1．氧化性、還原性的判斷(1)氧化性是指eq\o(□,\s\up3(01))物質(zhì)得電子的性質(zhì)(或能力)；還原性是指eq\o(□,\s\up3(02))物質(zhì)失電子的性質(zhì)(或能力)。(2)氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于得、失電子的eq\o(□,\s\up3(03))難易程度，與得、失電子數(shù)目的多少eq\o(□,\s\up3(04))無關(guān)。如：Na－e－=Na＋，Al－3e－=Al3＋，但根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，Na比Al活潑，更易失去電子，所以Na比Al的還原性強(qiáng)。(3)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較方法氧化劑(氧化性)＋還原劑(還原性)=還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物氧化性：氧化劑eq\o(□,\s\up3(05))＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑eq\o(□,\s\up3(06))＞還原產(chǎn)物。2．價(jià)態(tài)規(guī)律(1)升降規(guī)律：氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)有升必有降，升降總值eq\o(□,\s\up3(01))相等。(2)價(jià)態(tài)歸中規(guī)律含不同價(jià)態(tài)的同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)＋低價(jià)→eq\o(□,\s\up3(02))中間價(jià)”，而不會(huì)出現(xiàn)eq\o(□,\s\up3(03))交叉現(xiàn)象。簡記為“兩相靠，不相交”。例如，不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是(3)歧化反應(yīng)規(guī)律“中間價(jià)→高價(jià)＋低價(jià)”。具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如：Cl2＋2NaOH=eq\o(□,\s\up3(04))NaCl＋eq\o(□,\s\up3(05))NaClO＋H2O。3．強(qiáng)弱規(guī)律自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，一般遵循eq\o(□,\s\up3(01))強(qiáng)氧化劑制eq\o(□,\s\up3(02))弱氧化劑，eq\o(□,\s\up3(03))強(qiáng)還原劑制eq\o(□,\s\up3(04))弱還原劑，即“由eq\o(□,\s\up3(05))強(qiáng)制eq\o(□,\s\up3(06))弱”。4．先后規(guī)律(1)同時(shí)含有幾種還原劑時(shí)eq\o(→,\s\up10(加入氧化劑))將按照還原性由eq\o(□,\s\up3(01))強(qiáng)到eq\o(□,\s\up3(02))弱的順序依次反應(yīng)。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2時(shí)，因?yàn)檫€原性Fe2＋eq\o(□,\s\up3(03))>Br－，所以eq\o(□,\s\up3(04))Fe2＋先與Cl2反應(yīng)。(2)同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí)eq\o(→,\s\up10(加入還原劑))將按照氧化性由eq\o(□,\s\up3(05))強(qiáng)到eq\o(□,\s\up3(06))弱的順序依次反應(yīng)。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入鐵粉，因?yàn)檠趸訤e3＋eq\o(□,\s\up3(07))>Cu2＋eq\o(□,\s\up3(08))>H＋，所以鐵粉先與eq\o(□,\s\up3(09))Fe3＋反應(yīng)，然后依次為eq\o(□,\s\up3(10))Cu2＋、eq\o(□,\s\up3(11))H＋。5．得失電子守恒規(guī)律(1)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑eq\o(□,\s\up3(01))得電子總數(shù)等于還原劑eq\o(□,\s\up3(02))失電子總數(shù)。(2)應(yīng)用：運(yùn)用“守恒規(guī)律”可進(jìn)行氧化還原反應(yīng)方程式的配平和相關(guān)計(jì)算。1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”，并指明錯(cuò)因。(1)金屬失去的電子數(shù)越多，金屬的還原性越強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：金屬還原性強(qiáng)弱取決于其失電子的難易程度，與失電子多少無關(guān)。(2)SO2具有較強(qiáng)的還原性，濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，故二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(×)錯(cuò)因：硫元素沒有介于＋4價(jià)和＋6價(jià)之間的價(jià)態(tài)，不能發(fā)生反應(yīng)。(3)同一元素不同價(jià)態(tài)的化合物中，元素的化合價(jià)越高，物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：由反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知氧化性：NO2>HNO3。(4)含有最高價(jià)元素的化合物一定具有強(qiáng)氧化性。(×)錯(cuò)因：Na＋、CO2中的碳元素均處于最高價(jià)，但不具有強(qiáng)氧化性。(5)反應(yīng)：KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6e－。(×)錯(cuò)因：轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5e－。(6)強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑混合一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(×)錯(cuò)因：SO2是強(qiáng)還原劑，濃H2SO4是強(qiáng)氧化劑，但二者不反應(yīng)。2．已知常溫下在溶液中可發(fā)生如下兩個(gè)離子反應(yīng)：①Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋②Sn2＋＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Sn4＋由此可以確定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三種離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋ D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋答案A考點(diǎn)eq\a\vs4\al(一)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較及應(yīng)用[解析]反應(yīng)Ⅰ中Cl元素的化合價(jià)升高，則HCl為還原劑，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅱ中Cl元素的化合價(jià)降低，則Cl2發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；由氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性可知，反應(yīng)Ⅰ中氧化性：Co2O3>Cl2，反應(yīng)Ⅱ中氧化性：Cl2>HIO3，則氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3，故C正確；由還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，反應(yīng)Ⅰ中還原性：HCl>CoCl2，反應(yīng)Ⅱ中還原性：I2>HCl，故還原性：I2>HCl>CoCl2，D錯(cuò)誤。[答案]C物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷的常用方法1．根據(jù)化學(xué)方程式氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物。2．依據(jù)反應(yīng)條件來判斷當(dāng)不同的氧化劑作用于同一還原劑時(shí)，若氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)相同，可依據(jù)反應(yīng)條件的難易程度來判斷氧化劑氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，一般來說反應(yīng)條件越苛刻，說明反應(yīng)越難發(fā)生(即氧化劑得電子越困難)，則對(duì)應(yīng)氧化劑的氧化性越弱，例如：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OCu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O氧化性：濃硝酸＞濃硫酸。3．根據(jù)元素周期表判斷4．根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表判斷eq\o(→,\s\up10(KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAg),\s\do10(失電子的能力逐漸減弱，還原性逐漸減弱))eq\o(→,\s\up10(K＋Ca2＋Na＋Mg2＋Al3＋Zn2＋Fe2＋H＋Cu2＋Hg2＋Ag＋),\s\do10(得電子能力逐漸增強(qiáng)，氧化性逐漸增強(qiáng)))5．根據(jù)非金屬活動(dòng)性判斷eq\o(→,\s\up10(F2Cl2Br2I2S),\s\do10(得電子的能力逐漸減弱，氧化性逐漸減弱))eq\o(→,\s\up10(F－Cl－Br－I－S2－),\s\do10(失電子能力逐漸增強(qiáng)，還原性逐漸增強(qiáng)))1．(2019·安徽亳州質(zhì)量檢測)Cl2是紡織工業(yè)常用的漂白劑，Na2S2O3可作為漂白布匹后的“脫氯劑”。S2Oeq\o\al(2－,3)和Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物之一為SOeq\o\al(2－,4)。下列說法中不正確的是()A．該反應(yīng)中還原劑是S2Oeq\o\al(2－,3)B．H2O參與該反應(yīng)，且作氧化劑C．根據(jù)該反應(yīng)可判斷氧化性：Cl2>SOeq\o\al(2－,4)D．該反應(yīng)中，每生成1molSOeq\o\al(2－,4)，可脫去2molCl2答案B解析反應(yīng)的離子方程式為：S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋10OH－=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋5H2O。反應(yīng)中S元素的化合價(jià)升高被氧化，則S2Oeq\o\al(2－,3)為還原劑，A正確；反應(yīng)中H2O為產(chǎn)物，B錯(cuò)誤；根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知，氧化性：Cl2>SOeq\o\al(2－,4)，C正確；由離子方程式可知，每生成1molSOeq\o\al(2－,4)，可脫去2molCl2，D正確。2．某校同學(xué)為探究Br2、I2和Fe3＋的氧化性強(qiáng)弱，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)①：取少量KI溶液于試管中，先加入溴水，振蕩，再加入CCl4，振蕩后靜置，觀察到下層液體呈紫紅色；實(shí)驗(yàn)②：取少量FeSO4溶液于試管中，先加入溴水，振蕩，再繼續(xù)滴加兩滴KSCN溶液，振蕩，觀察到溶液呈紅色。(1)寫出實(shí)驗(yàn)②中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式：________________。(2)由上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)物質(zhì)的氧化性可以得出的正確結(jié)論是________。A．Br2＞I2 B．Fe3＋＞Br2C．Br2＞Fe3＋ D．I－＞Br－(3)已知Fe3＋的氧化性強(qiáng)于I2，請(qǐng)你從所給試劑中選擇所需試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)加以證明。(提示：請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論)___________________。①FeCl3溶液②碘水③KI溶液④稀硫酸⑤淀粉溶液答案(1)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－(2)AC(3)取少量FeCl3溶液于試管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，充分振蕩，若溶液變藍(lán)，說明有I2生成，進(jìn)而證明Fe3＋的氧化性強(qiáng)于I2解析實(shí)驗(yàn)①下層溶液呈紫色，說明有I2生成，說明Br2的氧化性強(qiáng)于I2；實(shí)驗(yàn)②滴加KSCN溶液，溶液呈紅色，說明有Fe3＋生成，也說明Br2的氧化性強(qiáng)于Fe3＋。根據(jù)影響因素判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱的方法1．濃度：同一種物質(zhì)濃度越大，氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如氧化性：濃H2SO4＞稀H2SO4，濃HNO3＞稀HNO3，還原性：濃HCl＞稀HCl。2．溫度：同一種物質(zhì)，溫度越高其氧化性越強(qiáng)，如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。3．酸堿性：同一種物質(zhì)，所處環(huán)境酸(堿)性越強(qiáng)其氧化性(還原性)越強(qiáng)。如KMnO4在酸性條件下具有較強(qiáng)的氧化性，常溫下即可和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2。拓展為了提高KMnO4的氧化性，需酸化處理，所加入的酸為稀H2SO4?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(二)守恒規(guī)律及其應(yīng)用[解析](1)(2)[答案](1)124113(2)2516H＋2108H2O1．氧化還原反應(yīng)方程式的一般配平(1)(2)氧化還原反應(yīng)方程式配平流程2．缺項(xiàng)型氧化還原方程式的配平(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方程式，所缺物質(zhì)往往是酸、堿或水，補(bǔ)項(xiàng)的兩原則條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H＋，少O(氧)補(bǔ)H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水)，少O(氧)補(bǔ)OH－(2)缺項(xiàng)型氧化還原反應(yīng)方程式的配平步驟3．高錳酸鉀溶液在酸性條件下可以與硫酸亞鐵反應(yīng)，化學(xué)方程式如下(未配平)：________KMnO4＋________FeSO4＋________H2SO4=________K2SO4＋________MnSO4＋________Fe2(SO4)3＋________H2O下列說法正確的是()A．MnOeq\o\al(－,4)是氧化劑，F(xiàn)e3＋是還原產(chǎn)物B．Fe2＋的還原性強(qiáng)于Mn2＋C．取反應(yīng)后的溶液加KSCN溶液，可觀察到有血紅色沉淀生成D．生成1mol水時(shí)，轉(zhuǎn)移2.5mol電子答案B解析Fe3＋是氧化產(chǎn)物，A錯(cuò)誤；還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，B正確；硫氰化鐵可溶于水，C錯(cuò)誤；根據(jù)原子守恒和得失電子守恒配平方程式為2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，生成8mol水時(shí)，轉(zhuǎn)移10mol電子，故生成1mol水時(shí)，轉(zhuǎn)移1.25mol電子，D錯(cuò)誤。4．配平下列方程式(1)________ClO－＋________Fe(OH)3＋________=________Cl－＋________FeOeq\o\al(2－,4)＋________H2O(2)________MnOeq\o\al(－,4)＋________H2O2＋________=________Mn2＋＋________O2↑＋________H2O(3)________FeS2＋________O2eq\o(=,\s\up10(高溫))________Fe2O3＋________SO2(4)________NH4NO3eq\o(=,\s\up10(△))________HNO3＋________N2↑＋________H2O答案(1)324OH－325(2)256H＋258(3)41128(4)5249解析(1)依據(jù)電荷守恒，故缺項(xiàng)應(yīng)為陰離子(因一個(gè)ClO－生成一個(gè)Cl－)，所以再依據(jù)原子守恒，缺項(xiàng)應(yīng)為OH－。(2)同(1)的分析方法，缺項(xiàng)應(yīng)為H＋?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(三)價(jià)態(tài)規(guī)律及其應(yīng)用[解析]由①得出Q中價(jià)態(tài)高于G，因?yàn)镚必介于Q和－1價(jià)的Cl之間，－1價(jià)為氯元素的最低價(jià)；將該結(jié)論引用到③，Y介于Q與G之間，故有Q價(jià)態(tài)高于Y，Y價(jià)態(tài)高于G；分析②：H2O中的H化合價(jià)降低，則Q中的氯元素轉(zhuǎn)變?yōu)閄中的氯元素，化合價(jià)必升高，則得出X價(jià)態(tài)高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之間，則X價(jià)態(tài)高于Z，Z價(jià)態(tài)高于Q。[答案]A5．氯氣跟氫氧化鉀溶液在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：Cl2＋KOH→KX＋KY(未配平)，KX在一定條件下能自身反應(yīng)：KX→KY＋KZ(未配平，KY與KZ關(guān)系比為1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的鉀鹽，由以上條件推知在KX中氯的化合價(jià)是()A．＋1 B．＋3C．＋5 D．＋7答案C解析反應(yīng)Cl2＋KOH→KX＋KY是Cl2的歧化反應(yīng)，由于KX也發(fā)生歧化反應(yīng)：KX→KY＋KZ，可斷定KY為KCl，化合價(jià)高低是Z中Cl＞X中Cl(均為正價(jià))。假設(shè)KX中Cl為＋a價(jià)，KZ中Cl的化合價(jià)為＋b價(jià)，依據(jù)化合價(jià)守恒原理及KX→KY＋3KZ，有a＋1＝3(b－a)，把a(bǔ)＝1、a＝3、a＝5代入上式討論，可知a＝5時(shí)，b＝7符合題意。則KX中Cl的化合價(jià)為＋5。6．現(xiàn)有24mL濃度為0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5答案B解析題目中指出被還原的元素是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是Na2SO3，其中S元素的化合價(jià)從＋4→＋6；而Cr元素的化合價(jià)將從＋6→＋n(設(shè)化合價(jià)為＋n)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(四)守恒法在多步反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用[解析]反應(yīng)流程為eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))eq\o(→,\s\up10(濃HNO3))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg2＋、Cu2＋\o(→,\s\up10(NaOH))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2,CuOH2)),NO2、N2O4))xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNO3得電子的物質(zhì)的量，即：n(OH－)＝eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)×1＋eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)×2×1＝0.46mol，所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。[答案]B守恒法解題的“3步流程”說明多步連續(xù)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，只要中間各反應(yīng)過程中電子沒有損耗，可直接找出起始物和最終產(chǎn)物，刪去中間產(chǎn)物，建立二者之間的得失