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文檔簡介
專題四氧化還原反應(yīng)考點(diǎn)1氧化還原反應(yīng)的概念和規(guī)律一、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)、特征和相關(guān)概念1.本質(zhì)和特征(1)本質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(電子得失或共用電子對偏移)。(2)特征:反應(yīng)過程中有元素化合價(jià)發(fā)生變化(氧化還原反應(yīng)的判斷依據(jù))。2.相關(guān)概念及其關(guān)系3.氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系注意
①置換反應(yīng)中都有元素化合價(jià)發(fā)生變化,一定是氧化還原反應(yīng)。②復(fù)分解反應(yīng)
中沒有元素化合價(jià)發(fā)生變化,一定不是氧化還原反應(yīng)。③不是所有的化合反應(yīng)和分解
反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)才是氧化
還原反應(yīng)。如2Na+Cl2
2NaCl、2H2O2
2H2O+O2↑是氧化還原反應(yīng)。但CaCO3
CaO+CO2↑、CaO+H2O
Ca(OH)2不是氧化還原反應(yīng)。4.常見的氧化劑和還原劑(1)常見的氧化劑物質(zhì)類型舉例對應(yīng)還原產(chǎn)物某些非金屬單質(zhì)X2(鹵素)X-O2、O3H2O或OH-或O2-或
含較高價(jià)態(tài)元素的化合物氧化物MnO2Mn2+含氧酸濃硫酸SO2HNO3NO或NO2HClOCl-鹽KMnO4(H+)Mn2+Fe3+Fe2+或FeNaClOCl-過氧化物Na2O2、H2O2H2O或OH-等(2)常見的還原劑物質(zhì)類型舉例對應(yīng)氧化產(chǎn)物活潑金屬單質(zhì)Na、Fe、AlNa+、Fe2+或Fe3+、Al3+某些非金屬單質(zhì)H2、C、SH2O或H+、CO或CO2、SO2含較低價(jià)態(tài)元素的化合物氧化物COCO2SO2SO3或S
氫化物NH3N2或NOH2SS或SO2離子S
S
Fe2+Fe3+I-I2二、物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱比較方法1.依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式比較還原劑+氧化劑
氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物。還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。2.依據(jù)金屬、非金屬的活動(dòng)性順序比較一般來說,元素金屬性越強(qiáng),對應(yīng)金屬單質(zhì)的還原性越強(qiáng);元素非金屬性越強(qiáng),對應(yīng)非金
屬單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。3.依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度比較反應(yīng)條件要求越低,反應(yīng)越劇烈,對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng)。如可從是否需要
加熱、反應(yīng)溫度高低、有無催化劑和反應(yīng)物濃度大小等方面比較。例如:MnO2+4HCl(濃)
MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(濃)
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可得氧化性:KMnO4>MnO2。2Na+2H2O
2NaOH+H2↑Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑可得還原性:Na>Mg。3.依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度比較4.依據(jù)氧化還原反應(yīng)的程度判斷(1)相同條件下,不同氧化劑作用于同一種還原劑,氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)高的,氧化劑的氧化性
強(qiáng)。如S、Cl2與Fe反應(yīng)分別生成FeS、FeCl3,則氧化性:Cl2>S。(2)相同條件下,不同還原劑作用于同一種氧化劑,還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)低的,還原劑的還原性強(qiáng)。5.依據(jù)元素周期表比較(1)同周期元素(稀有氣體元素除外)從左到右,單質(zhì)還原性減弱,氧化性增強(qiáng)。(2)同主族元素從上到下,單質(zhì)還原性增強(qiáng),氧化性減弱。6.依據(jù)濃度、酸堿度判斷(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:濃硫酸>稀硫酸、濃硝酸>稀硝酸。還原性:濃鹽酸>稀鹽酸。(2)酸堿度:同一種氧化劑所處環(huán)境酸性越強(qiáng),其氧化性一般越強(qiáng)。如KMnO4溶液的氧
化性隨溶液酸性的增強(qiáng)而增強(qiáng)。三、氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律1.電子轉(zhuǎn)移守恒定律氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)2.強(qiáng)弱規(guī)律氧化性較強(qiáng)的氧化劑跟還原性較強(qiáng)的還原劑反應(yīng),生成還原性較弱的還原產(chǎn)物和氧化
性較弱的氧化產(chǎn)物。3.價(jià)態(tài)規(guī)律(1)由化合價(jià)判斷氧化性、還原性①元素處于最高價(jià)態(tài),只有氧化性,如KMnO4中Mn、HNO3中N、Fe3+、Cu2+等。②元素處于最低價(jià)態(tài),只有還原性,如S2-、I-、NH3中N。③元素處于中間價(jià)態(tài),既有氧化性,又有還原性,如S、SO2中S、Fe2+等。(2)化合價(jià)不交叉規(guī)律①“歸中反應(yīng)”中元素的化合價(jià)遵循“只靠攏、可相見、不交叉”原則。如:
②同種元素相鄰價(jià)態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如濃H2SO4與Na2SO3不發(fā)生氧化還原反
應(yīng),發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成SO2(常用此原理制取SO2)。4.先后規(guī)律在溶液中同時(shí)含有幾種濃度相差不大的還原劑,加入同種氧化劑,則還原性強(qiáng)的還原
劑首先被氧化;同理向濃度相差不大的氧化劑中,加入同種還原劑,則氧化性強(qiáng)的氧化
劑首先被還原。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因?yàn)檫€原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先被Cl2氧化;
在濃度相差不大的含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入鐵粉,因?yàn)檠趸訤e3+>Cu2+,所以鐵粉
先與Fe3+反應(yīng)??键c(diǎn)2
氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與計(jì)算一、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫1.配平原則2.配平步驟
3.常用配平方法(1)正向配平法:氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全部變化時(shí),一般從反應(yīng)物著手配平。(2)逆向配平法:部分氧化還原反應(yīng)、自身氧化還原反應(yīng)一般從生成物著手配平。例如
反應(yīng)Cl2+NaOH
NaCl+NaClO+H2O的配平。二、有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算方法1.基礎(chǔ)方法:先寫出完整的氧化還原反應(yīng)方程式,再根據(jù)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)列出比例
關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。
2.得失電子守恒法1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)某元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),該元素一定被還原。
(
)(2)氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化時(shí),一定有另一種元素被還原。
(
)(3)有單質(zhì)參加或生成的化學(xué)反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。
(
)(4)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物一定是氧化劑或還原劑。
(
)(5)金屬原子失電子數(shù)越多,金屬的還原性越強(qiáng)。(
)(6)強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑混合一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(
)(7)硝酸銅的分解產(chǎn)物可能是CuO、NO2、NO。
(
)××√××××(8)Cl2與SO2反應(yīng)時(shí)Cl2
Cl-、SO2
S
,則反應(yīng)中Cl2與SO2的物質(zhì)的量之比為2∶1。
(
)(9)在一定條件下,PbO2與Cr3+反應(yīng),產(chǎn)物是Pb2+和Cr2
,則與1molCr3+反應(yīng)所需PbO2的物質(zhì)的量為1.5mol。
(
)(10)某強(qiáng)氧化劑XO(OH
被Na2SO3還原。如果還原2.4×10-3molXO(OH
,需用30mL0.2mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被還原后的化合價(jià)是+1。
(
)×√×2.(2023天津河西三模,1)下列敘述不涉及氧化還原反應(yīng)的是
(
)A.海水提溴
B.蘇打用作食用堿C.谷物發(fā)酵釀酒
D.漂白粉久置空氣中失效B3.已知常溫下,在溶液中發(fā)生如下反應(yīng):①16H++10Z-+2X
2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2
2A3++2B-③2B-+Z2
B2+2Z-由此推斷下列說法錯(cuò)誤的是
(
)A.反應(yīng)Z2+2A2+
2A3++2Z-可以進(jìn)行B.Z元素在反應(yīng)③中被還原,在反應(yīng)①中被氧化C.氧化性由強(qiáng)到弱的順序是X
、Z2、B2、A3+D.還原性由強(qiáng)到弱的順序是Z-、B-、A2+、X2+D4.(2023上海長寧二模,18)關(guān)于反應(yīng)K2H3IO6+9HI
2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是(
)A.生成12.7gI2時(shí),轉(zhuǎn)移0.1mol電子B.KI是還原產(chǎn)物C.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為7∶1D.K2H3IO6發(fā)生氧化反應(yīng)C5.配平下列化學(xué)方程式:(1)
VO2++
Cl
+
H2O
V
+
Cl-+
H+(2)
KI+
CuSO4
I2+
CuI↓+
K2SO4(3)
P4+
KOH+
H2O
K3PO4+
PH3↑(4)
ClO-+
Fe(OH)3+
Cl-+
Fe
+
H2O(5)
Cu2S+
HNO3
Cu(NO3)2+
NO↑+
H2SO4+
H2O答案
(1)613616(2)42122(3)29335(4)324OH-325(5)32261038考法陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫,涉及的內(nèi)容通常不是教材中的化學(xué)方程式。突
破這類方程式的書寫,只要抓住“得失電子守恒”的反應(yīng)本質(zhì),書寫就會(huì)得心應(yīng)手。書寫步驟如下:
例如,書寫酸性KMnO4溶液與SO2反應(yīng)的離子方程式,KMnO4為氧化劑,對應(yīng)的還原產(chǎn)物
為Mn2+;SO2為還原劑,對應(yīng)的氧化產(chǎn)物為S
。根據(jù)得失電子守恒配平變價(jià)物質(zhì):2Mn
+5SO2
2Mn2++5S
,該反應(yīng)在酸性環(huán)境中進(jìn)行,根據(jù)電荷守恒,在右邊補(bǔ)上4H+;根據(jù)原子守恒,在左邊補(bǔ)上2H2O,可得離子方程式:2Mn
+5SO2+2H2O
2Mn2++5S
+4H+。在離子方程式左右兩邊補(bǔ)上2K+,將相應(yīng)離子“配對”成相應(yīng)化合物,即可得化學(xué)方程式:2KMnO4+5SO2+2H2O
2MnSO4+K2SO4+2H2SO4。例1(2023黑龍江哈爾濱三中二模,10)利用霧霾中的污染物NO、SO2獲得產(chǎn)品NH4NO3
的流程圖如下所示。下列有關(guān)方程式錯(cuò)誤的是
(
)
A.“吸收池1”中反應(yīng)的離子方程式:SO2+OH-
HS
B.“吸收池2”中生成等物質(zhì)的量的HNO2和HNO3的離子方程式:2NO+4Ce4++3H2O
HNO2+N
+4Ce3++5H+C.“電解池”中陰極的電極反應(yīng)式:2HS
+4e-+4H+
S2
+3H2OD.“氧化池”中反應(yīng)的離子方程式:2NH3+O2+2N
2N
+2N
解題導(dǎo)引
(1)觀察流程圖,看每個(gè)“程序中”進(jìn)去和出來的物質(zhì),進(jìn)去的為反應(yīng)物,出來的為生成物,同時(shí)注意未反應(yīng)的物質(zhì)。(2)當(dāng)反應(yīng)中某兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比固
定,配平時(shí)要根據(jù)比例關(guān)系將其作為一個(gè)整體來配平,如“吸收池2”中生成等物質(zhì)的
量HNO2和HNO3,將HNO2和HNO3都看成1mol,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移4mol電子;1molCe4+被還
原為Ce3+,轉(zhuǎn)移1mol電子,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,生成1molHNO2和1molHNO3需要4mol
Ce4+,然后再根據(jù)電荷守恒、原子守恒進(jìn)行配平。
解析
由流程圖知,吸收池1中NaOH與SO2反應(yīng)生成NaHSO3,離子方程式為OH-+SO2
HS
,A項(xiàng)正確;吸收池2中反應(yīng)的離子方程式為2NO+4Ce4++3H2O
HNO2+N
+4Ce3++5H+,B項(xiàng)正確;“電解池”中HS
被還原為S2
,則反應(yīng)在陰極上發(fā)生,電極反應(yīng)式為2HS
+4e-+4H+
S2
+3H2O,C項(xiàng)正確;HNO2為弱酸,書寫離子方程式時(shí)不能拆寫成離子形式,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案
D例2(2023江蘇南京三模,16,節(jié)選)高純ZnO可用作電子元件材料。以次氧化鋅酸浸液
(主要含有Zn2+、S
,還含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)為原料制備高純ZnO的工藝流程如下:已知:在常溫下,Ksp[Zn(OH)2]=2.1×10-16,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。(1)“除鐵”時(shí),須將Fe2+氧化為Fe3+的原因是
。(2)“除錳”反應(yīng)的離子方程式為
。
解題導(dǎo)引
化工流程題中陌生反應(yīng)方程式的書寫步驟:先寫出“反應(yīng)物(原料+加入的物質(zhì))→生成物(產(chǎn)物)”,再靈活運(yùn)用“三大守恒”(原子守恒、得失電子守恒、電
荷守恒)進(jìn)行配平。
解析
綜觀流程圖可得在“除鐵”環(huán)節(jié),除去Fe2+、Fe3+,生成Fe(OH)3,則向酸浸液中加入H2O2溶液,目的
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