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氧化还原

氧化还原反应

【考纲要求】

掌握化学反应的四种基本反应类型:

化合、分解、置换、复分解;

理解氧化还原反应,了解氧化剂和还原剂等概念;

掌握重要氧化剂、还原剂之间的常见反应;

熟练掌握氧化性和还原性强弱;

能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并能配平反应方程式;

能运用元素守恒、电子守恒、电荷守恒,进行氧化还原反应计算。

考点一:

氧化还原反应的有关概念及判断

(一)概念及实质

1.概念:

发生电子转移(得失或偏移)的反应。

2.实质:

发生电子转移。

3.判断:

有化合价升降。

(二)概念的比较

 

也可用下式表示:

 

综合以上概念和比较,可归纳以下“六字规律”,即“升失氧,降得还”,若与氧化剂、还原剂联系起来,再加六个字,即“若问剂,两相反”——还原剂被氧化,氧化剂被还原。

考点二、常见氧化剂、还原剂及其产物

1、常见氧化剂

(1)非金属性较强的单质

氧化剂

F2

Cl2

Br2

I2

O2

O3

还原产物

 

(2)变价元素中高价或较高价态化合物

氧化剂

KMnO4

MnO2

KClO3

HClO

K2Cr2O7

浓H2SO4

HNO3

还原产物

酸性条件

(4)其它

氧化剂

Na2O2

H2O2

还原产物

H2O

OH-

H2O

OH-

常见还原剂

(1)金属性较强的单质

还原剂

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

氧化产物

K+

Ca2+

Na+

Mg2+

Al3+

Zn2+

Fe2+

Fe3+

(2)某些非金属单质

还原剂

H2

C

Si

P

S

氧化产物

 

(3)变价元素中某些低价态化合物

还原剂

H2S/S2-

HBr/Br-

HI/I-

NH3

CO

NO

SO2/SO32-

H2C2O4

氧化

产物

 

【例1】下列反应中,属于非氧化还原反应的是()

A.3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O

B.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O

C.3H2O2+2KCrO2+2KOH=2K2CrO4+4H2O

D.3CCl4+K2Cr2O7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl

【例2】制备氰氨基化钙的化学方程式为:

CaCO3+2HCN=CaCN2+CO↑+H2↑+CO2↑,在反应中()

A.氢元素被氧化,碳元素被还原B.HCN是氧化剂不是还原剂

C.CaCN2是氧化产物,H2是还原产物D.CO为氧化产物,H2为还原产物

【例3】某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:

S、H2S、HNO3、NO和H2O。

已知水是反应产物之一。

(1)该反应中的还原剂是。

(2)该反应中的还原产物是。

(3)写出该反应的化学方程式。

 

考点三:

氧化性、还原性强弱的比较方法

(一)依据化学方程式判断

 

在同一化学反应中氧化性:

氧化剂>氧化产物还原性:

还原剂>还原产物

(二)依据物质活动性顺序进行比较判断

(1)随着金属活动顺序表中金属的还原性越来越弱,其对应离子的氧化性越来越强。

单质还原性逐渐减弱

阳离子氧化性逐渐增强

(2)对于非金属

单质氧化性逐渐减弱

阴离子还原性逐渐增强

(三)依据元素周期表判断

(1)同周期氧化性:

左<右还原性:

左>右

(2)同主族氧化性:

上>下还原性:

上<下

(四)依据反应条件判断

一般来讲,一组反应中反应条件越简单,对应反应物的氧化性或还原性越强。

氧化性:

KMnO4>MnO2>O2

(五)依据电化学原理判断

(1)原电池还原性:

负极>正极

(2)电解池阴极(氧化性):

先析出>后析出阳极(还原性):

先反应>后反应

①据原电池电极:

负极金属比正极金属活泼(还原性强);

②据电解池中放电顺序,先得电子者氧化性强,先失电子者还原性强。

阳离子得电子顺序(即氧化性强弱顺序):

参考1中规律。

阴离子失电子顺序(即还原性强弱顺序):

S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-

(六)根据反应结果判断

同一物质在相同条件下,被不同氧化剂氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越强。

Fe+S=FeS2Fe+3Cl2=2FeCl3

(七)外界条件对氧化性或还原性强弱的影响(同一物质在不同条件下的氧化性或还原性)

(1)物质的浓度越高,氧化性或还原性越强。

(2)温度越高,氧化性或还原性越强。

(3)酸性越强,氧化性越强;碱性越强,还原性越强。

【例4】根据反应判断物质的氧化性由强到弱的正确顺序是()

⑴Cl2+2KI=2KCl+I2⑵2FeCl2+Cl2=2FeCl3

⑶2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2⑷H2S+I2=S+2HI

A.H2S>I2>Fe3+>Cl2B.Cl2>Fe3+>I2>H2S

C.Fe3+>Cl2>H2S>I2D.Cl2>I2>Fe3+>H2S

【例5】(09广东化学)常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+,下列说法正确的是()

A.H2O2的氧化性比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱

B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降

C.在H2O2分解过程中,Fe2+和Fe3+的总量改变

D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+

【例6】已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl-

 A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI

   C.H2O2+H2SO4=SO2+O2+2H2O      D.2Fe2++I2=2Fe3++2I-

考点四、氧化还原反应中电子转移的表示方法

双线桥法

1、双箭号从反应物指向生成物,箭号起止所指的均为同一种元素。

2、线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。

Na2O2+H20

 

单桥线法

1、箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素;

2、线上只标出转移电子的总数。

 

考点五:

氧化还原反应的规律及应用

1.表现性质规律

同种元素具有多种价态时,一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。

2.性质强弱规律

氧化性:

氧化剂>还原剂氧化剂>氧化产物还原性:

还原剂>氧化剂还原剂>还原产物

3.反应先后规律

在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与溶液中最强的还原剂作用;同理,在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。

【例7】①向FeBr2溶液中,通入少量Cl2:

____________。

②向FeBr2溶液中,通入过量Cl2:

_____________。

③向FeBr2溶液中通入Cl2将Br

氧化

_____________。

4、价态归中规律:

同种元素的不同价态物质之间反应,产物中该元素的化合价为反应物的中间价态,如2H2S+SO2=3S+2H2O;2FeCl3+Fe=3FeCl2等。

若不能完全归中,则化合价的升降不应有交叉,同种元素间,价态相距越大,发生反应的氧化还原反应的可能性越大;价态相邻,则不能发生氧化还原反应。

如:

 

【例8】配平:

KClO3+HCl→KCl+Cl2+H2O

 

5.电子守恒规律

在任何氧化—还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。

【例9】(09全国卷Ⅱ)物质的量之比为2:

5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是

A.1:

4B.1:

5C.2:

3D.2:

5

【例10】用0.1mol/L的Na2SO3溶液50mL,恰好将2×10-3mol的XO4-离子还原,则元素X在还原产物中的化合价是

A、+1B、+2C、+3D、+4

考点六:

氧化还原方程式的配平

1、一般氧化还原――正向法、整体法

 

FeS2+HNO3——Fe(NO3)3+NO↑+S+H2O

2、歧化反应、分解反应――逆向法

MnO42-+H+====MnO4--+MnO2+H2O

3、有机氧化还原反应配平(根据分子式,以C的平均化合价配平)。

 

CH2=CH2+KMnO4+H2SO4——HCOOH+MnSO4+K2SO4+H2O

4、缺项配平

缺项一般为酸(H+)、碱(OH-)、H2O,可根据反应前后物质进行判断

__C2O42-+__MnO4-+=__CO2+__Mn2++__H2O

【例11】(08全国Ⅱ卷)(NH4)2SO4在高温下分解,产物是SO2、H2O、N2和NH3。

在该反应的化学方程式中,化学计量数由小到大的产物分子依次是()

A.SO2、H2O、N2、NH3B.N2、SO2、H2O、NH3

C.N2、SO2、NH3、H2OD.H2O、NH3、SO2、N2

考点七:

氧化还原反应的计算

1.典型题型

①求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量比。

②计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。

③确定反应前后某一元素价态的变化。

2.计算方法

①找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物。

②找准1个原子/离子得失电子数。

③据电子守恒列等式

n(氧化剂)×变价原子数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值

【例12】Cl2在70℃的NaOH水溶液中,能同时发生两个自身氧化还原反应,反应完全后测得溶液中NaClO和NaClO3的物质的量比为4∶1,则溶液中NaCl和NaClO的物质的量之比为()

A.9∶4B.5∶1C.11∶2D.1∶1

氧化还原反应专题

1、(2010安徽卷)亚氨基羟(Li2NH)是一种储氢容量器,安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2=LiNH2+LiH。

下列有关说法正确的是

A.Li2NH中N的化合价是-1B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂

C.Li+和H+的离子半径相等D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同

2、(2010全国卷2)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O,则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为

 A.1:

4               B. 1:

2               C. 2:

1           D.4:

1

3、(2010天津卷)5.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是

A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

B.Na2O2与H2O反应制备O2:

Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑

C.将氯气溶于水制备次氯酸:

Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-

D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:

2MnO

+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O

4、(2010广东理综卷)7.能在溶液中大量共存的一组离子是

A.NH4+、Ag+、PO43-、Cl-B.Fe3+、H+、I-、HCO3-

C.K+、Na+、NO3-、MnO4-D.Al3+、Mg2+、SO42-、CO32-

5、下列反应可用于检查司机是否酒后开车:

2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4=2Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3COOH+2K2SO4+

(1)方程式中空格内的系数和物质(化学式)为______;

(2)若司机酒后开车,则可显示出______色;

(3)反应中生成0.1molCr3+离子,转移的电子总数为______个。

6、一定条件下,碘单质与砹单质以等物质的量进行反应,可得AtI。

它与Zn、NH3都能发生反应,化学方程式如下:

2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2AtI+2NH3(l)===NH4I+NH2At。

则下列叙述正确的是(  )

A.ZnI2既是氧化产物,又是还原产物

B.ZnAt2既是氧化产物,又是还原产物

C.AtI与液氨反应,AtI既是氧化剂,又是还原剂

D.AtI与液氨反应,是自身氧化还原反应

 

7、(2010上海卷)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。

如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。

完成下列填空:

(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):

(2)整个过程中的还原剂是。

(3)把KI换成KBr,则CCl4层变为__色:

继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。

Cl2、HIO3、HBrO

氧化性由强到弱的顺序是。

(4)加碘盐中含碘量为20mg~50mg/kg。

制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若庄Kl与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2L(标准状况,保留2位小数)。

8、某氧化还原反应的反应物和生成物包含下列几种物质:

铋酸钠(NaBiO3,难电离)、高锰酸钠、硫酸锰(MnSO4)、硫酸、硫酸铋[Bi2(SO4)3,易电离]和硫酸钠。

(1)若该反应有Mn2+―→MnO

的变化,则此变化过程为____________(填“氧化”或“还原”)过程,还原剂是____________。

(2)该反应的还原过程是______―→______。

(填化学式)。

(3)此反应的离子方程式可表示为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)若将反应所用的硫酸锰改为氯化锰(MnCl2),当它跟过量的铋酸钠反应时,除有上述产物生成外,其他的生成物还有________。

当1mol氯化锰参加反应生成MnO

时,需要NaBiO3的物质的量至少为________mol。

9、

(1)配平氧化还原反应方程式:

__C2O42-+__MnO4-+__H+=__CO2+__Mn2++__H2O

(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KOH、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250mL溶液。

量取两份此溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中。

①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加0.25mol/LNaOH溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。

该溶液被中和的H+的物质的量为___mol。

②第二份溶液中滴加0.10mol/L的酸性高锰酸钾溶液至16mL时反应完全,此时溶液颜色由__变为__。

该溶液中还原剂的物质的量为___mol。

③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为___。

KHC2O4的质量分数为___。

10、实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:

软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl:

用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;滤去MnO2沉淀,浓缩滤液,结晶得到深紫色的针状KMnO4。

请回答:

(1)软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是                 。

(2)K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是                    。

(3)若用2.5g软锰矿(含MnO280%)进行上述实验,计算KMnO4的理论产量。

(4)KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2该反应的化学方程式是

                                  。

(5)上述制得的KMnO4产品0.165g,恰好与0.335g纯Na2C2O4反应完全,计算该KMnO4的纯度。

 

9答案:

(1)52161028

(2)

0.005;

无色;紫红色;0.004。

21%;64%。

10解析:

(1)3MnO2+6KOH+KClO3

KCl+3K2MnO4+3H2O。

(2)3MnO42-+4H+===MnO2↓+2MnO4-+2H2O。

(3)由上述的两个反应式可知:

3MnO2~2KMnO4

87×32×158

2.5g×80%x

=

,x=2.42g。

(4)2KMnO4+8H2SO4+5Na2C2O4===K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O。

(5)n(Na2C2O4)=

=0.0025mol,由上述的方程式可知n(KMnO4)=0.001mol,m(KMnO4)=0.158g,KMnO4的纯度为:

×100%=95.76%。

 

6、解析:

(1)3MnO2+6KOH+KClO3

KCl+3K2MnO4+3H2O。

(2)3MnO42-+4H+===MnO2↓+2MnO4-+2H2O。

(3)由上述的两个反应式可知:

3MnO2~2KMnO4

87×32×158

2.5g×80%x

=

,x=2.42g。

(4)2KMnO4+8H2SO4+5Na2C2O4===K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O。

(5)n(Na2C2O4)=

=0.0025mol,由上述的方程式可知n(KMnO4)=0.001mol,m(KMnO4)=0.158g,KMnO4的纯度为:

×100%=95.76%。

 

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