第08課 氧化還原反應的基本規(guī)律（解析版）-2024-2025初升高銜接資料（新高一暑假學習提升）

第08課氧化還原反應的基本規(guī)律[知識精講]1.價態(tài)規(guī)律①高低規(guī)律元素最高價態(tài)：只有氧化性。元素中間價態(tài)：既有氧化性又有還原性。元素最低價態(tài)：只有還原性。應用：判斷元素或物質的氧化性、還原性。【提醒】元素處于最高價態(tài)不一定具有氧化性，更不一定具有強氧化性，如Na＋；元素處于最低價態(tài)不一定具有還原性，更不一定具有強還原性，如Au。②歸中規(guī)律同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應，元素的化合價“只向中間靠攏不出現(xiàn)交叉”。如：(√)(×)[例1]從硫元素的化合價判斷，下列物質中的硫元素不能表現(xiàn)氧化性的是()A．Na2SB．SC．SO2D．H2SO4[答案]A【解析】硫化鈉中硫元素的化合價處于最低價，該物質只有還原性，不能表現(xiàn)氧化性，A項正確；單質硫中硫元素的化合價處于中間價，既有氧化性又有還原性，B項錯誤；二氧化硫中硫元素的化合價處于中間價，既有氧化性又有還原性，C項錯誤；硫酸中硫元素的化合價處于最高價，該物質中的硫元素只能表現(xiàn)氧化性，D項錯誤。[例2]按要求填空。(1)在S2－、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、S、I－、H＋中，只有氧化性的是__Fe3＋、Mg2＋、H＋__，只有還原性的是__S2－、I－__，既有氧化性又有還原性的是__Fe2＋、S__。(2)某同學寫出以下三個化學方程式(未配平)：①H2SO4＋SO2→S＋H2O②Na2O＋O2→Na2O2③C＋HNO3(濃)→CO2＋NO2＋H2O你認為不可能實現(xiàn)的是__①__(填序號)。【解析】(1)元素處于最高價態(tài)時，該元素只能得電子因而只具有氧化性；當元素處于最低價態(tài)時，該元素只能失電子因而只具有還原性；而當元素處于中間價態(tài)時，該元素既可以得電子又可以失電子，故既具有氧化性又具有還原性。(2)三個化學方程式中都有元素化合價的變化，化學反應中若有元素化合價的升高，則一定有元素化合價的降低。①式反應中只有硫元素化合價的降低，沒有其他元素化合價的升高，該反應不可能發(fā)生；②式反應中，Na2O中氧元素的化合價由－2價升到Na2O2中的－1價，O2中氧元素的化合價由0價降到Na2O2中的－1價，有元素化合價的升高和降低，該反應能實現(xiàn)；③式反應中碳元素的化合價由0價升到＋4價，氮元素的化合價由＋5價降到＋4價，有元素化合價的升高和降低，反應能實現(xiàn)。2.強弱規(guī)律還原劑＋氧化ne－劑→氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物(強還原性)(強氧化性)(弱氧化性)(弱還原性)還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物。氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物。應用：物質間氧化性(或還原性)的強弱比較或判斷氧化劑和有還原性的物質在一定條件下是否發(fā)生反應。[例3]有A、B、C、D四種物質，已知它們能發(fā)生下列反應：①A2＋＋B=B2＋＋A②A2＋＋C=C2＋＋A③B2＋＋C=C2＋＋B④C2＋＋D=D2＋＋C由此可推知，各物質的氧化性、還原性強弱順序正確的是()A．氧化性：C2＋＞D2＋＞A2＋＞B2＋B．氧化性：D2＋＞C2＋＞B2＋＞A2＋C．還原性：A＞B＞C＞DD．還原性：D＞C＞B＞A[答案]D[解析]由①知，氧化性：A2＋＞B2＋，還原性：B＞A；由②知，氧化性：A2＋＞C2＋，還原性：C＞A；由③知，氧化性：B2＋＞C2＋，還原性：C＞B；由④知，氧化性：C2＋＞D2＋，還原性：D＞C。綜合①～④可得，氧化性：A2＋＞B2＋＞C2＋＞D2＋，還原性：D＞C＞B＞A。[例4]金屬鈦具有許多優(yōu)異的性能，是航空、軍工、電力等領域的必需材料。金紅石[主要成分為二氧化鈦(TiO2)]是地殼中鈦礦石中的一種，目前，大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法如下：第一步，讓金紅石、碳單質在高溫下與氯氣反應，制得四氯化鈦(TiCl4)。TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))TiCl4＋2CO。第二步，在氬氣氛圍中加熱，使金屬鎂與四氯化鈦反應制得金屬鈦。TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(Ar、高溫))Ti＋2MgCl2。(1)制備金屬鈦的兩步反應是否屬于氧化還原反應？__是__(填“是”或“否”)。(2)試比較Cl2、TiCl4、Ti三種物質氧化性的強弱：__Cl2＞TiCl4＞Ti__。【解析】(1)第一步C、Cl元素的化合價分別升高和降低，第二步Mg、Ti元素的化合價分別升高和降低，都為氧化還原反應。(2)第一步反應氧化性：Cl2＞TiCl4，第二步反應氧化性：TiCl4＞Ti，三種物質氧化性的強弱順序是Cl2＞TiCl4＞Ti。3.先后規(guī)律①同一氧化劑與多種還原劑混合，還原性強的先被氧化。②同一還原劑與多種氧化劑混合，氧化性強的先被還原。應用：判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。[例5]在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是(C)A．MgB．CuC．AgD．H2【解析】由金屬活動性順序可知，Cu2＋、Mg2＋、Ag＋、H＋的氧化性由強到弱的順序為Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Mg2＋，故混合液與鋅粉反應時，首先置換出Ag。4.守恒規(guī)律氧化還原反應中，得失電子總數(shù)相等，元素化合價升降總數(shù)相等，反應前后電荷總數(shù)相等(離子反應)。即有關系式：還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)?；蟽r降低的總數(shù)＝化合價升高的總數(shù)。應用：氧化還原反應方程式的配平和相關計算。(1)應用電子守恒規(guī)律進行計算的一般步驟①找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。②找準一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學式中該種粒子的個數(shù))。③根據(jù)題中粒子的個數(shù)和得失電子守恒列出等式：N(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)＝N(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)。[例6]已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2ROeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O，則每生成1個ROeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，轉移電子的個數(shù)是(A)A．3B．4C．5D．6【解析】2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2ROeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋3Cl－＋5H2O，反應中R的化合價升高3價，Cl的化合價降低2價，轉移電子數(shù)是6，即每生成2個ROeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉移電子的個數(shù)是6，所以每生成1個ROeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉移電子的個數(shù)是3。[例7]已知M2Oeq\o\al(\s\up1(x－),\s\do1(7))＋3S2－＋14H＋=2M3＋＋3S↓＋7H2O，則M2Oeq\o\al(\s\up1(x－),\s\do1(7))中M元素的化合價為(D)A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋6【解析】該反應是離子反應型的氧化還原反應，由電荷守恒可以得到式子：－x＋3×(－2)＋14＝2×3，x＝2，設M2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))中M元素的化合價為y，則有－2×7＋2y＝－2，y＝＋6；故D正確。[例8]新型納米材料氧缺位鐵酸鹽MFe2Ox(3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni，在該鹽中均顯＋2價)由鐵酸鹽(MFe2O4)經(jīng)高溫與氫氣反應制得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物(SO2、NO2等)轉化為相應單質而除去，轉化流程如圖所示。關于此轉化過程的敘述不正確的是(C)MFe2O4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(300～500℃))MFe2Ox常溫分解SO2、NO2等A．MFe2O4在與H2的反應中表現(xiàn)了氧化性B．MFe2O4與MFe2Ox的相互轉化反應均屬于氧化還原反應C．MFe2Ox與SO2的反應中MFe2Ox被還原D．若4個MFe2Ox與1個SO2恰好完全反應，則MFe2Ox中x的值為3.5【解析】MFe2O4在與H2的反應中，F(xiàn)e元素的化合價降低，則MFe2O4在反應中表現(xiàn)了氧化性，A正確；MFe2O4與MFe2Ox的相互轉化反應中均有元素化合價的升降，均屬于氧化還原反應，B正確；MFe2Ox與SO2的反應中，F(xiàn)e元素的化合價升高，MFe2Ox被氧化，C錯誤；設MFe2Ox中Fe元素的化合價為n，若4個MFe2Ox與1個SO2恰好完全反應，由電子守恒可知，4×2×(3－n)＝1×(4－0)，解得n＝2.5，由化合物中各元素正、負化合價的代數(shù)和為0可知，＋2＋(＋2.5)×2－2x＝0，所以x＝3.5，D正確。(2)氧化還原反應方程式的配平①配平原則②配平步驟(建構模型)③配平示例配平反應：Zn＋HNO3(稀)→Zn(NO3)2＋NO↑＋H2O標變價列變化求總數(shù)配系數(shù)(1)先配變價元素：(2)再用觀察法配平其他的物質：3Zn＋8HNO3(稀)=3Zn(NO3)2＋2NO↑＋4H2O查守恒檢查質量、電荷、得失電子是否守恒[例9]配平下列氧化還原反應方程式：(1)Mn2＋＋O2＋OH－→MnO(OH)2↓(2)MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O解析：(1)(2)答案：(1)2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓(2)MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋3H2O[效果檢測]1.已知錳元素的最高化合價為+7價，下列對KMnO4推測或判斷錯誤的是A．物質分類屬于鹽 B．在反應中易表現(xiàn)氧化性C．在反應中易表現(xiàn)還原性 D．可用于實驗室制O22.下列粒子不具有還原性和只具有還原性的依次是()A．Fe2+、Fe B．CO2、CO C．S、S2- D．Na+、Na3.)根據(jù)下列反應的化學方程式，判斷有關物質的還原性強弱順序是I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI；2FeCl2+Cl2=2FeCl3；2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2A．I->Fe2+>Cl->SO2 B．Cl->Fe2+>SO2>I-C．Fe2+>I->Cl->SO2 D．SO2>I->Fe2+>Cl-4.已知有如下反應∶①ClO+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，②2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2③2FeCl2+Cl2=2FeCl3。下列各微粒氧化能力由強到弱的順序正確的是A．ClO>Cl2>Fe3+>I2 B．Cl2>ClO>I2>Fe3+C．ClO>Cl2>I2>Fe3+ D．ClO>Fe3+>Cl2>I25.在AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2的混合溶液中加入一些鐵粉，待反應完成后再過濾，下列情況中不可能存在的是A．濾紙上有Ag，濾液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+B．濾紙上有Ag、Cu、Fe，濾液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+C．濾紙上有Ag、Cu、Fe，濾液中有Zn2+、Fe2+D．濾紙上有Ag、Cu，濾液中有Zn2+、Fe2+6.在KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O的反應中，被氧化的氯與被還原的氯的原子個數(shù)比為()A．1∶6 B．6∶1 C．1∶5 D．5∶17.N2O既是醫(yī)學上的一種麻醉劑，又是一種常見的溫室氣體。制取N2O的方法有很多，例如：①NH4NO3=N2O↑+2H2O②K2SO3+2NO=K2SO4+N2O③2NH3+2O2=N2O+3H2O④2NaNO3+(NH4)2SO4=2N2O↑+Na2SO4+4H2O下列說法中正確的是A．反應①中NH4NO3既是氧化劑又是還原劑，H2O是氧化產(chǎn)物B．反應②中K2SO3是還原劑，N2O是氧化產(chǎn)物C．反應③中每生成1個N2O，轉移8個電子D．反應④中NaNO3是還原劑，N2O既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物8．在下列反應中：①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②2F2＋2H2O=4HF＋O2③Cl2＋H2OHCl＋HClO④C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2⑤CaO＋H2O=Ca(OH)2⑥2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑試從氧化還原的角度，回答下列問題：(1)水只作氧化劑的是________。(2)水只作還原劑的是________。(3)水既不作氧化劑又不作還原劑的是________。9．針對以下A～D四個涉及H2O2的反應填空：A．Na2O2＋2HCl=H2O2＋2NaClB．Ag2O＋H2O2=2Ag＋O2↑＋H2OC．2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑D．3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH=2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2O(1)H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應是________(填字母，下同)，H2O2僅體現(xiàn)還原性的反應是________，H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應是________，H2O2既不作氧化劑又不作還原劑的反應是________。(2)請用單線橋標出D反應中電子轉移的方向和數(shù)目：__________________________。反應中氧化劑是__________，被氧化的元素是________。10.有下列三個在溶液中發(fā)生的氧化還原反應：①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I2②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3③K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑請根據(jù)上述反應分析推斷后回答下列問題：(1)FeCl3、I2、Cl2、K2Cr2O7的氧化性由強到弱依次是___________。(2)Cr2O、I-在強酸性溶液中能否大量共存？___________(填“能”或“不能”)，理由是___________。(3)在酸性溶液中存在大量的I-，則Cr2O、Fe3+、Fe2+、Cl-中能與I-大量共存的離子是___________。(4)＋6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將酸性廢液中的Cr2O還原成Cr3＋，反應的離子方程式為___________。11.現(xiàn)有①KMnO4、②H2、③O2、④Cl2、⑤CO、⑥A16種物質，從氧化性、還原性的角度分類，若將常用的氧化劑放入甲藥品柜中，常用的還原劑放入乙藥品柜中。(1)甲藥品柜中有_______。(均填序號)(2)由FeFe3O4，F(xiàn)e2O3Fe可知，欲實現(xiàn)I反應過程應從_______(填“甲”或“乙”)藥品柜中找物質。(3)請將Fe、Fe2O3、CO、CO24種物質填入下面的橫線上，組成一個配平了的化學方程式。并用雙線橋法標出電子轉移的方向和數(shù)目_______。1.【答案】C【解析】A．KMnO4屬于鹽，A正確，不符合題意；B．KMnO4中錳元素是最高價,具有氧化性，B正確，不符合題意；C．KMnO4一般易表現(xiàn)氧化性，通常只是在分解反應中表現(xiàn)還原性，C錯誤，符合題意；D．KMnO4分解得到氧氣，可以用于實驗室制取氧氣，D正確，不符合題意；故選C。2.【答案】D3.【答案】D【解析】根據(jù)還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性判斷：①SO2為還原劑，HI為還原產(chǎn)物，故SO2的還原性強于I-；②FeCl2為還原劑，F(xiàn)eCl3為還原產(chǎn)物，故Fe2+的還原性強于Cl-；③HI為還原劑，F(xiàn)eCl2為還原產(chǎn)物，故I-的還原性強于Fe2+；綜上所述I-、Fe2+、Cl-、SO2四種粒子的還原性強弱大小為SO2>I->Fe2+>Cl-，故答案選D。4.【答案】A【解析】由①式可知，ClO3-的氧化性強于Cl2，ClO>Cl2，由②式可知，鐵離子的氧化性強于碘單質，F(xiàn)e3+>I2，由③式可知，氯氣的氧化性強于鐵離子，Cl2>Fe3+，綜上所述，氧化能力的強弱順序為ClO>Cl2>Fe3+>I2，故選A。5.【答案】B【解析】由于還原性：Zn＞Fe＞Cu＞Ag，則氧化性：Ag+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+，故加入鐵粉后，首先發(fā)生反應：Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，若AgNO3反應完后，鐵粉還有剩余，則接著發(fā)生反應：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。A．若濾紙上有Ag，說明此時發(fā)生反應Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，Ag+有可能完全反應也可能部分反應，故反應后溶液中可能有離子：Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+，A不符合題意；B．若濾紙上有Ag、Cu、Fe，說明鐵粉過量，故此時溶液中Ag+、Cu2+被全部置換出來，反應后溶液中不可能還有Ag+、Cu2+，B符合題意；C．由B選項分析知，反應后溶液中一定有Fe2+，以及Fe不能置換的Zn2+，C不符合題意；D．若濾紙上有Ag、Cu，則Ag+完全反應，Cu2+可能完全反應或部分反應，若Cu2+也完全反應，則反應后溶液中含有Zn2+、Fe2+，D不符合題意；故答案選B。6.【答案】D7.【答案】C【解析】A．反應①NH4NO3=N2O↑+2H2O中，NH4NO3中N元素的化合價既升高又降低，則硝酸銨既是氧化劑又是還原劑，N2O既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，而H2O既不是氧化產(chǎn)物也不是還原產(chǎn)物，A錯誤；B．反應②K2SO3+2NO=K2SO4+N2O中，N元素的化合價降低，S元素的化合價升高，所以K2SO3是還原劑，NO是氧化劑，N2O是還原產(chǎn)物，B錯誤；C．反應③2NH3+2O2=N2O+3H2O中，N元素的化合價由-3升高到+1，則每生成1molN2O，轉移1mol×2×(3+1)=8mol電子，C正確；D．反應④2NaNO3+(NH4)2SO4=2N2O↑+Na2SO4+4H2O中，NaNO3中N元素的化合價降低，則NaNO3是氧化劑，(NH4)2SO4中N元素的化合價升高，生成N2O既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，D錯誤；故合理選項是C。8．答案：(1)①④(2)②(3)③⑤9．解析：Na2O2和H2O2中氧元素的化合價是－1。A中H2O2既不是氧化劑，也不是還原劑；B中H2O2中氧元素的化合價升高，H2O2僅表現(xiàn)還原性；C中H2O2中氧元素的化合價既有升高也有降低，H2O2既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)還原性；D中H2O2中氧元素的化合價降低，H2O2只表現(xiàn)氧化性。答案：(1)DBCA10.【答案】(1)K2Cr2O7＞Cl2＞FeCl3＞I2(2)不