必修一化学232 氧化剂与还原剂氧化还原反应基本规律Word格式.docx
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B.Cl2+H2O===HCl+HClO
C.2F2+2H2O===4HF+O2
D.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
【答案】 B
3.在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是________,只有还原性的是________,既有氧化性又有还原性的是________。
【答案】 Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
学生分组探究一 物质的氧化性、还原性的判断和强弱比较
第1步探究——问题引入,自主探究
1.“钠原子能失去1个电子,铝原子能失去3个电子,所以铝的还原性比钠强。
”这种说法正确吗?
【提示】 不正确。
还原性钠比铝强,还原性强弱与失电子能力强弱有关,而与失电子数多少无关。
2.根据Fe+Cu2+===Fe2++Cu,你能判断Fe和Cu的还原性谁强吗?
【提示】 Fe是还原剂,Cu是还原产物,还原性Fe强于Cu。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.物质的氧化性与还原性
(1)氧化性指氧化剂得电子的能力,还原性指还原剂失电子的能力。
(2)氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
2.比较“两性”强弱的方法
(1)方程式法
氧化性:
氧化剂>
氧化产物
还原性:
还原剂>
还原产物
特点:
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
(2)金属活动顺序表
第3步例证——典例印证,思维深化
根据下列三个反应,判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序是( )
①2Fe3++2I-===2Fe2++I2
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
③2MnO
+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
A.Fe3+>
Cl2>
MnO
B.Fe3+>
I2
C.I2>
Fe3+
D.MnO
>
Fe3+>
【解析】 根据反应方程式进行比较:
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物,氧化性:
氧化产物。
根据①反应可知氧化剂为Fe3+、氧化产物为I2,所以氧化性:
I2;
根据②可知,氧化剂为Cl2、氧化产物为Fe3+,所以氧化性:
Fe3+;
根据③,氧化剂为MnO
、氧化产物为Cl2,所以氧化性:
Cl2。
故氧化性顺序为:
I2。
【答案】 D
第4步运用——精选习题,落实强化
1.下列微粒中,只有氧化性的是( )
①S2- ②Fe2+ ③S ④H+ ⑤Na+ ⑥Mg
A.①⑥ B.②③
C.④⑤D.②③④⑤
【解析】 元素处于最高价的粒子只有氧化性。
【答案】 C
2.下列说法正确的是( )
A.氧化剂得电子越多,其氧化性越强
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.要完成SO
→SO
的转化,必须加入氧化剂
D.2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑反应中每生成1molO2转移3mol电子
【解析】 A项,物质氧化性强弱取决于得电子难易,而不是得电子数目。
B项,某些阳离子也可具有还原性(如Fe2+)。
某些阴离子也可具有氧化性(如ClO
、ClO-等)。
C项,因为SO
是发生氧化反应,则必须加入氧化剂才能完成该转化。
D项,由氧元素化合价变化可知生成1molO2转移电子4mol。
3.(2015·
保定高一检测)在常温下发生下列反应:
①16H++10Z-+2XO
===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论中错误的是( )
A.溶液中可能发生反应:
Z2+2A2+===2A3++2Z-
B.Z2在
(1)、(3)反应中作还原剂
C.氧化性强弱顺序为XO
Z2>
B2>
A3+
D.X2+是XO
的还原产物
【解析】 由题意知,氧化性:
XO
A3+,还原性:
A2+>
B->
Z->
X2+。
有关氧化性和还原性常见的易错点
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>
Fe2+>
Fe;
价态越低,氧化性越弱,如S2-<
S<
SO2。
(3)某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的大小与下列因素有关。
①温度:
如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸氧化性要强。
②浓度:
如硝酸的浓度越大其氧化性越强。
③酸碱性:
如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强;
再如NO
在中性或碱性时几乎无氧化性,在酸性条件下有较强的氧化性。
学生分组探究二 氧化还原反应的三个基本规律及应用
1.在一个反应中,氧化剂和还原剂的物质的量一定相等吗?
二者有什么数量关系?
【提示】 不一定相等,反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
2.将Zn投入含Fe2+、Cu2+的混合液中,按反应的先后写出离子方程式。
【提示】 Zn+Cu2+===Cu+Zn2+,Zn+Fe2+===Fe+Zn2+
3.Fe2+具有较强的还原性,Fe3+具有较强的氧化性,二者之间能反应吗?
为什么?
【提示】 Fe2+与Fe3+为相邻价态,无中间价态,二者不能反应。
1.电子守恒规律
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数或氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。
应用:
氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
2.价态规律
(1)高低规律。
元素最高价态:
只有氧化性。
元素中间价态:
既有氧化性又有还原性。
元素最低价态:
只有还原性。
判断元素或物质的氧化性、还原性。
(2)归中规律。
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”,如:
3.先后规律
多种氧化剂与一种还原剂相遇,氧化性强的首先得电子被还原;
多种还原剂与一种氧化剂相遇,还原性强的首先失电子被氧化。
例如:
把氯气通入FeBr2溶液时,还原性Fe2+>
Br-,若氯气量不足时首先氧化Fe2+;
把氯气通入FeI2溶液时,还原性I->
Fe2+,若氯气量不足时首先氧化I-。
(2015·
玉溪高一检测)在实验室中严禁打闹。
某几个同学在做实验中因打闹而把盛有浓盐酸和盛固体KClO3的试剂瓶打破,使其在地面上混合后立即产生大量黄绿色气体,发生反应的化学方程式为:
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O。
(1)该反应中的氧化剂是_____________________________。
(2)在化学方程式上标出电子转移的方向和数目__________。
(3)如反应中转移了0.50mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为________L。
【解析】
(1)KClO3中的氯元素是+5价,HCl中的氯元素是-1价,反应后均是0价,所以KClO3是氧化剂,HCl(浓)是还原剂。
(3)上述化学反应方程式中当转移的电子数为5mol,同时生成3mol氯气,当反应中转移了0.50mol电子,则产生的气体的物质的量为0.3mol,在标准状况下体积为0.3mol×
22.4L·
mol-1=6.72L。
【答案】
(1)KClO3
(3)6.72
1.24mL浓度为0.05mol·
L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·
L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。
已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则铬元素在还原产物中的化合价为
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
【解析】 根据氧化剂与还原剂发生氧化还原反应,其得失电子总数相等,设产物中Cr的化合价为x价,则Na2SO3
Na2SO4,失去电子的物质的量为:
0.024L×
0.05mol·
L-1×
2;
K2Cr2O7
2Cr(6-x)+,得到电子的物质的量为:
0.02L×
0.02mol·
(6-x)×
2。
所以有0.02L×
2=0.024L×
2。
解得x=3。
2.(2015·
威海高一检测)今有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3,
③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。
若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是( )
A.Cl2B.KMnO4
C.FeCl3D.I2
【解析】 由题意知,还原性I->
Cl-,氧化性KMnO4>
I2,加入的试剂只氧化I-,则只能加Fe3+。
3.把少量铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,结果只有银白色物质析出,则氧化性Cu2+________Ag+(填“>
”或“<
”)。
【答案】 <
应用电子守恒解题的一般步骤
(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目(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-低价的绝对值)=n(还原剂)×
化合价变化值(高价-低价的绝对值)。
1.常见氧化剂:
Cl2、KMnO4、FeCl3、O2、浓硫酸、硝酸等。
2.常见还原剂:
H2、C、Fe、Al、Zn、CO等。
3.氧化性、还原性的比较依据。
①氧化还原反应:
氧化产物;
还原产物。
②金属或非金属活动性顺序。
4.氧化还原反应的基本规律
①守恒规律 ②价态规律 ③先后规律
技巧方法——氧化还原反应方程式的配平方法
1.氧化还原反应方程式配平的基本步骤
(1)标变价
+H2
O4——
O2+
O2+H2O
(2)求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
(3)求升降数的最小公倍数,确定氧化剂和还原剂化学计量数
(4)观察配平其他计量数
C+2H2SO4===2SO2+CO2+2H2O
(5)检查反应前后的原子是否守恒,电子是否守恒,电荷是否守恒。
2.特殊配平法
(1)补加法——部分被氧化或还原的物质
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)倒配法——氧化剂和还原剂是同一物质
配平:
+H++Cl-——Mn2++Cl2+H2O
【答案】 2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2+8H2O
——[体验训练]—————————————————
配平下列方程式
(1)____MnO2+______HCl(浓)
________MnCl2+______Cl2+______H2O
(2)______NO2+______H2O===______HNO3+______NO
(3)______Cu+______H++______NO
===______Cu2++______NO+______H2O
【答案】
(1)1 4 1 1 2
(2)3 1 2 1
(3)3 8 2 3 2 4
课时作业(十一)
[学业水平层次(A)]
1.从氮元素的化合价判断,下列物质只能具有还原性的是( )
A.NH3 B.NO
C.NO2D.HNO3
【解析】 从N的化合价判断,最低价(-3)只具有还原性。
【答案】 A
2.下列生产、生活中的事例不属于氧化还原反应的是( )
A.钢铁的腐蚀
B.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏
C.食物腐败
D.燃放烟花
【解析】 钢铁的腐蚀、食物腐败、燃放烟花均是氧化还原反应,而大理石雕像被酸雨腐蚀是碳酸钙与酸发生复分解反应,不是氧化还原反应。
3.下列反应属于氧化还原反应,但水既不作氧化剂又不作还原剂的是
A.H2O+CaO===Ca(OH)2
B.2H2O+2Na===2NaOH+H2↑
C.3NO2+H2O===2HNO3+NO
D.2H2O
O2↑+2H2↑
【解析】 A项不是氧化还原反应;
B项H2O中氢元素化合价降低,水是氧化剂;
C项中只有NO2中氮元素化合价发生变化,水既不作氧化剂,又不作还原剂;
D项中水既作氧化剂,又作还原剂。
4.人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+转变成Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。
服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有( )
A.酸性 B.碱性
C.氧化性 D.还原性
【解析】
,因为亚硝酸盐的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,即作氧化剂,则维生素C缓解亚硝酸盐中毒的机理是与之作用,故维生素C具有还原性。
5.银在空气中容易发黄变黑的原理是:
4Ag+2H2S+O2===2Ag2S+2H2O,其中H2S是( )
A.氧化剂
B.还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
【解析】 该反应中H2S中的H、S均未变价,故H2S既不是氧化剂又不是还原剂。
6.金属加工后的废切削液中含有2%~5%的NaNO2,它是一种环境污染物。
人们用NH4Cl溶液来处理此废切削液,使亚硝酸钠转化为无毒物质。
该反应分两步进行:
第一步:
NaNO2+NH4Cl===NaCl+NH4NO2
第二步:
NH4NO2
N2↑+2H2O
下列对第二步反应的叙述中正确的是( )
①NH4NO2仅是氧化剂 ②NH4NO2仅是还原剂 ③NH4NO2发生了分解反应 ④只有氮元素的化合价发生了变化 ⑤NH4NO2既是氧化剂又是还原剂
A.①③B.①④
C.②③④D.③④⑤
【解析】 第二步反应中NH4NO2发生了自身的氧化还原反应,其中氮元素发生了归中反应,NH4NO2既是氧化剂又是还原剂,从四大基本反应类型看,NH4NO2发生的是分解反应,所以③④⑤是正确的。
故D选项符合题意。
7.根据反应:
O2+2H2S===2S↓+2H2O,Na2S+I2===2NaI+S↓,4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O,判断下列物质的氧化性强弱,正确的是
A.O2>
I2>
SB.H2S>
NaI>
H2O
C.S>
O2D.H2O>
H2S
【解析】 该题是通过氧化还原反应方程式来判断物质氧化性强弱的,其判断依据是:
氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性;
在第一个反应中O2是氧化剂,S是氧化产物,所以氧化性O2>
S;
在第二个反应中氧化性I2>
在第三个反应中氧化性O2>
I2,所以A项正确。
8.对于反应O3+I-+H+―→I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是
A.O2和H2O是还原产物
B.该反应能说明O2的氧化性大于I2
C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1
D.配平后的化学方程式为:
2O3+2I-+4H+===I2+2O2+H2O
【解析】 此反应中氧化剂是O3,还原剂是I-,氧化产物是I2,还原产物是H2O,故A错;
由题意可知氧化性O3>
I2,不能说明氧化性O2>
I2,故B错;
D中电荷不守恒,应为O3+2I-+2H+===I2+O2+H2O。
9.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为:
H2O2<
Fe2+<
I-<
则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO
+4H+
B.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
C.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
【解析】 由A项方程式可得还原性SO2>
Fe2+,与已知相符,A项反应能发生;
由B项可得还原性:
H2O2>
SO2,与已知不符,该反应不能发生;
由C项可得还原性:
SO2>
I-,与已知条件相符,该反应能发生;
由D项可得还原性:
I->
Fe2+,与已知相符,该反应能发生。
10.根据反应①~④四个反应,回答下列问题:
①Cl2+2KI===2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
③2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
④H2S+I2===S+2HI
(1)反应①的反应类型为(填序号)________。
A.置换反应B.复分解反应
C.化合反应D.氧化还原反应
(2)对于反应②,还原剂与氧化剂的物质的量之比为________。
(3)对于反应③,当有0.1mol的Fe2+生成时,转移电子数目为________。
(4)根据上述四个反应可判断出Cl2、I2、Fe3+、H2S四种物质的氧化性强弱顺序为________。
【解析】 对于反应③2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2,其反应的离子方程式为:
2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
由电子转移情况看每生成0.1molFe2+转移0.1mol电子,其个数为6.02×
1022。
【答案】
(1)AD
(2)2∶1 (3)6.02×
1022
(4)Cl2>
11.氧化还原反应知识的学习,为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。
(1)在氧化还原反应中,氧化剂________电子,发生________反应。
(2)理论上,处于最低价态的元素通常具有________性,在氧化还原反应中常作________剂。
(3)下列物质在氧化还原反应中,常作还原剂的有________;
常作氧化剂的有________(均填序号)。
①KMnO4 ②铝 ③氯水 ④FeCl3 ⑤一氧化碳
(4)已知钠与冷水剧烈反应,反应方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,铁与水蒸气发生反应:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,钠与水反应中,若消耗0.2mol钠,则转移的电子为________mol。
事实证明,钠的还原性比铁的还原性________(填“强”或“弱”)。
【答案】
(1)得 还原
(2)还原 还原
(3)②⑤ ①③④ (4)0.2 强
[能力提升层次(B)]
12.已知M2O
与S2-在酸性溶液中能发生反应:
M2O
+3S2-+14H+===2M3++3S↓+7H2O,则M2O
中M元素的化合价是( )
A.+6B.+4
C.+3D.+2
【解析】 根据电荷守恒确定x值,根据化合价规则来判断元素的化合价。
根据电荷守恒可知,右边含有6个正电荷,则(-x)+3×
(-2)+14×
(+1)=+6,解得x=2,
根据化合价规则,M2O
中氧元素是-2价,设M的化合价为n,则n×
2+(-2)×
7=-2,解得n=+6。
13.将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应:
3Fe3O4+28HNO3===9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O,下列判断合理的是
A.Fe(NO3)x中的x为2
B.稀HNO3在反应中只表现氧化性
C.反应中每还原0.2mol氧化剂,就有0.6mol电子转移
D.磁性氧化铁中的所有铁元素全部被氧化
【解析】 根据N原子守恒9x+1=28,x=3,A错误;
反应中HNO3生成NO表现氧化性,生成Fe(NO3)x表现酸性,B错误;
还原剂Fe3O4中Fe元素由+
→+3,每摩尔Fe3O4失去3×
mol=1mol电子,氧化剂HNO3中N元素由+5→+2,每摩尔氧化剂HNO3得到(5-2)mol=3mol电子,C正确;
磁性氧化铁Fe3O4相当于Fe2O3·
FeO,组成中只有+2价Fe被氧化,D错误。
14.从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。
(1)铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;
铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。
则在Cu、Fe、Ag中,________的还原性最强;
在Cu2+、Fe2+、Ag+中,________的氧化性最强。
(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。
则在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中,________具有氧化性,________的氧化性最强。
【解析】
(1)发生反应的两个化学方程式为:
①
+
===
,
②
据①知还原性:
Fe>
Cu,氧化性:
Cu2+>
Fe2+;
据②知还原性:
Cu>
Ag,氧化性:
Ag+>
Cu2+,故还原性:
Fe2+。
(2)发生的两个化学方程式为:
①2Fe+3Cl2===2FeCl3,②Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Cl2将Fe氧化
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