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第 08 课 氧化还原反应的基本规律
[知识精讲]
1. 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。
应用:判断元素或物质的氧化性、还原性。
【提醒】元素处于最高价态不一定具有氧化性,更不一定具有强氧化性,如Na+;元素处于最低价态不一
定具有还原性,更不一定具有强还原性,如Au。
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:
(√)
(×)
[例1]从硫元素的化合价判断,下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是( )
A.NaS B.S C.SO D.HSO
2 2 2 4
[例2]按要求填空。
(1)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____。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①HSO +SO ―→S+HO
2 4 2 2
②NaO+O―→NaO
2 2 2 2
③C+HNO(浓)―→CO+NO +HO
3 2 2 2
你认为不可能实现的是____(填序号)。
学科网(北京)股份有限公司2.强弱规律
还原剂 + 氧化ne-剂 ―→ 氧化产物 + 还原产物
(强还原性) (强氧化性) (弱氧化性) (弱还原性)
还原性:还原剂>还原产物。
氧化性:氧化剂>氧化产物。
应用:物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。
[例3]有A、B、C、D四种物质,已知它们能发生下列反应:
①A2++B===B2++A
②A2++C===C2++A
③B2++C===C2++B
④C2++D===D2++C
由此可推知,各物质的氧化性、还原性强弱顺序正确的是( )
A.氧化性:C2+>D2+>A2+>B2+
B.氧化性:D2+>C2+>B2+>A2+
C.还原性:A>B>C>D
D.还原性:D>C>B>A
[例4]金属钛具有许多优异的性能,是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石[主要成分为二氧化钛
(TiO)]是地壳中钛矿石中的一种,目前,大规模生产钛的方法如下:
2
第一步,让金红石、碳单质在高温下与氯气反应,制得四氯化钛(TiCl )。
4
TiO+2C+2Cl=====TiCl +2CO。
2 2 4
第二步,在氩气氛围中加热,使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。
TiCl +2Mg=====Ti+2MgCl 。
4 2
(1)制备金属钛的两步反应是否属于氧化还原反应?________________(填“是”或“否”)。
(2)试比较Cl、TiCl 、Ti三种物质氧化性的强弱:___________________________。
2 4
3.先后规律
①同一氧化剂与多种还原剂混合,还原性强的先被氧化。
②同一还原剂与多种氧化剂混合,氧化性强的先被还原。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
[例5]在含有Cu(NO )、Mg(NO)、AgNO 的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
3 2 3 2 3
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H
2
4.守恒规律
学科网(北京)股份有限公司氧化还原反应中,得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,反应前后电荷总数相等(离子反应)。即
有关系式:
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数。
化合价降低的总数=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。
(1) 应用电子守恒规律进行计算的一般步骤
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(注意化学式中该种粒子的个数)。
③根据题中粒子的个数和得失电子守恒列出等式:
N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=N(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低
价)。
[例6]已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH) +3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5HO,则每生成1个
3 2
RO,转移电子的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
[例7] 已知MO+3S2-+14H+===2M3++3S↓+7HO,则MO
2 2 2
中M元素的化合价为( )
A.+2 B.+3
C.+4 D.+6
[例8]新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe O(3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni,在该盐中均显+2价)由铁酸
2 x
盐(MFe O)经高温与氢气反应制得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物(SO 、NO 等)转化为相应单
2 4 2 2
质而除去,转化流程如图所示。关于此转化过程的叙述不正确的是( )
MFe O――→MFe O 常温分解SO 、NO 等
2 4 2 x 2 2
A.MFe O 在与H 的反应中表现了氧化性
2 4 2
B.MFe O 与MFe O 的相互转化反应均属于氧化还原反应
2 4 2 x
C.MFe O 与SO 的反应中MFe O 被还原
2 x 2 2 x
D.若4个MFe O 与1个SO 恰好完全反应,则MFe O 中x的值为3.5
2 x 2 2 x
(2)氧化还原反应方程式的配平①配平原则
学科网(北京)股份有限公司②配平步骤(建构模型)
③配平示例
配平反应:Zn+HNO(稀)―→Zn(NO )+NO↑+HO
3 3 2 2
标变价
列变化
求总数
(1)先配变价元素:
配系数
(2)再用观察法配平其他的物质:
3Zn+8HNO(稀)===3Zn(NO )+2NO↑+4HO
3 3 2 2
学科网(北京)股份有限公司查守恒 检查质量、电荷、得失电子是否守恒
[例9]配平下列氧化还原反应方程式:
(1)Mn2++O+OH-―→MnO(OH) ↓
2 2
(2)MnO(OH) +I-+H+―→Mn2++I+HO
2 2 2
[效果检测]
1.已知锰元素的最高化合价为+7价,下列对KMnO 推测或判断错误的是
4
A.物质分类属于盐 B.在反应中易表现氧化性
C.在反应中易表现还原性 D.可用于实验室制O
2
2.下列粒子不具有还原性和只具有还原性的依次是( )
A.Fe2+、Fe B.CO、CO C.S、S2- D.Na+、Na
2
3.)根据下列反应的化学方程式,判断有关物质的还原性强弱顺序是
I+SO+2H O=HSO +2HI;2FeCl +Cl=2FeCl ;2FeCl +2HI=2FeCl +2HCl+I
2 2 2 2 4 2 2 3 3 2 2
A.I->Fe2+>Cl->SO B.Cl->Fe2+>SO I-
2 2>
C.Fe2+>I->Cl->SO D.SO >I->Fe2+>Cl-
2 2
4.已知有如下反应∶ ①ClO +5Cl- +6H+=3Cl↑+3H O,
2 2
②2FeCl +2KI=2FeCl +2KCl+I ③2FeCl +Cl=2FeCl 。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是
3 2 2 2 2 3
A.ClO >Cl>Fe3+>I B.Cl>ClO >I >Fe3+
2 2 2 2
C.ClO >Cl>I >Fe3+ D.ClO >Fe3+ >Cl>I
2 2 2 2
5.在AgNO、Cu(NO )、Zn(NO ) 的混合溶液中加入一些铁粉,待反应完成后再过滤,下列情况中不可能
3 3 2 3 2
存在的是
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
B.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Zn2+、Fe2+
D.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Zn2+、Fe2+
6.在KClO + 6HCl(浓) === KCl + 3Cl ↑+ 3H O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为(
3 2 2
)
A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1
7.NO既是医学上的一种麻醉剂,又是一种常见的温室气体。制取NO的方法有很多,例如:
2 2
学科网(北京)股份有限公司①NH NO =N O↑+2HO
4 3 2 2
②KSO +2NO=KSO +N O
2 3 2 4 2
③2NH +2O =N O+3HO
3 2 2 2
④2NaNO +(NH)SO =2N O↑+Na SO +4H O
3 4 2 4 2 2 4 2
下列说法中正确的是
A.反应①中NH NO 既是氧化剂又是还原剂,HO是氧化产物
4 3 2
B.反应②中KSO 是还原剂,NO是氧化产物
2 3 2
C.反应③中每生成1个NO,转移8个电子
2
D.反应④中NaNO 是还原剂,NO既是氧化产物又是还原产物
3 2
8.在下列反应中:
①2Na+2HO===2NaOH+H↑
2 2
②2F+2HO===4HF+O
2 2 2
③Cl+HOHCl+HClO
2 2
④C+HO(g)=====CO+H
2 2
⑤CaO+HO===Ca(OH)
2 2
⑥2HO=====2H↑+O↑
2 2 2
试从氧化还原的角度,回答下列问题:
(1)水只作氧化剂的是________。
(2)水只作还原剂的是________。
(3)水既不作氧化剂又不作还原剂的是________。
9.针对以下A~D四个涉及HO 的反应填空:
2 2
A.NaO+2HCl===HO+2NaCl
2 2 2 2
B.Ag O+HO===2Ag+O↑+HO
2 2 2 2 2
C.2HO=====2HO+O↑
2 2 2 2
D.3HO+Cr (SO )+10KOH===2KCrO+3KSO +8HO
2 2 2 4 3 2 4 2 4 2
(1)H O 仅体现氧化性的反应是________(填字母,下同),HO 仅体现还原性的反应是________,HO 既体
2 2 2 2 2 2
现氧化性又体现还原性的反应是________,HO 既不作氧化剂又不作还原剂的反应是________。
2 2
(2)请用单线桥标出D反应中电子转移的方向和数目:__________________________。
反应中氧化剂是__________,被氧化的元素是________。
10.有下列三个在溶液中发生的氧化还原反应:
①2FeCl +2KI=2FeCl +2KCl+I
3 2 2
学科网(北京)股份有限公司②2FeCl +Cl=2FeCl
2 2 3
③KCr O+14HCl=2KCl+2CrCl +7H O+3Cl ↑
2 2 7 3 2 2
请根据上述反应分析推断后回答下列问题:
(1)FeCl 、I、Cl、KCr O 的氧化性由强到弱依次是___________。
3 2 2 2 2 7
(2)Cr O 、I-在强酸性溶液中能否大量共存?___________(填“能”或“不能”),理由是___________。
2
(3)在酸性溶液中存在大量的I-,则Cr O 、Fe3+、Fe2+、Cl-中能与I-大量共存的离子是___________。
2
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO 将酸性废液中的Cr O 还原成Cr3+,反应的离子方程式为
3 2
___________。
11.现有①KMnO 、②H、③O、④Cl、⑤CO、⑥A1 6种物质,从氧化性、还原性的角度分类,若将常
4 2 2 2
用的氧化剂放入甲药品柜中,常用的还原剂放入乙药品柜中。
(1)甲药品柜中有_______。(均填序号)
(2)由Fe Fe O,Fe O Fe可知,欲实现I反应过程应从_______(填“甲”或“乙”)药品柜中找物质。
3 4 2 3
(3)请将Fe、Fe O、CO、CO 4种物质填入下面的横线上,组成一个配平了的化学方程式。并用双线桥法
2 3 2
标出电子转移的方向和数目_______。
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