必修123第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化第三節(jié)氧化還原反應(yīng)未修改_第1頁
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文檔簡介

1、§ 氧化還原反應(yīng)專題三、氧化還原反應(yīng)和原電池【知識點回顧】1、 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是 A、電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移) B、電子得失 C、電子偏移 氧化還原反應(yīng)的判斷方法是四個基本概念氧化劑:反應(yīng)中電子的反應(yīng)物 反應(yīng)中所含元素化合價 ,被 ,本身具有性。發(fā)生 反應(yīng),得到 產(chǎn)物。還原劑:反應(yīng)中電子的反應(yīng)物 反應(yīng)中所含元素化合價 ,被 ,本身具有性。發(fā)生 反應(yīng),得到 產(chǎn)物。氧化產(chǎn)物:反應(yīng)中化合價 后得到的產(chǎn)物。還原產(chǎn)物:反應(yīng)中化合價 后得到的產(chǎn)物總結(jié):“還原劑 升 失 氧”“氧化劑 降 得 還”【即時訓(xùn)練】4農(nóng)藥波爾多液不能用鐵制容器盛放,是因為鐵能與波爾多液中的硫酸銅反應(yīng),在該反

2、應(yīng)中鐵是 ( )A還原劑 B氧化劑 C還原產(chǎn)物 D氧化產(chǎn)物20下列表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目不正確的是 ( )得 6e-失6 e-得 2e-失2 e-失12 e-AZnH2SO4ZnSO4H2 BFe2O3+3CO22Fe+3CO2得 4e-失4 e-失12 e-得 12e-C2KClO32KCl+3O2D2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2三、填空題(共20分)21(6分)分析下列變化過程,用“氧化”或“還原”填空:(1)FeFeSO4,需加入劑,如。 (2)CuOCu,需加入劑,如。(3)HClH2,是反應(yīng),HCl是劑。22(4分)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為的變化,在放熱反應(yīng)中 所

3、具有的總能量低于所具有的總能量,是能量的過程。23(4分)向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全反應(yīng),溶液中_離子的數(shù)目減少,_離子的數(shù)目增加,_離子的數(shù)目沒有變化,反應(yīng)的離子方程式為_ 。24(2分)在反應(yīng)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2中,還原產(chǎn)物是。25(4分)已知離子反應(yīng):RO3n- + 6I- + 6H+= R- + 3I2 + 3H2O,試根據(jù)離子方程式必須“質(zhì)量守恒,電荷守恒”等判斷:n=,R元素在RO3n-中的化合價是。四、簡答題(共18分)26(11分)加入適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)實現(xiàn)下列各步轉(zhuǎn)化,寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。若是氧化還原反應(yīng),標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目

4、。ZnCl2Zn(NO3)2CuCl2Cu(OH)2CuSO4CuCl2加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為;加入的物質(zhì)是,離子方程式為。27(7分)有一包白色粉末,可能含有 Na2SO4、CaCO3、KCl、BaCl2、CuSO4 中的一種或幾種,按以下步驟進(jìn)行實驗:將此粉末溶于水,得到無色溶液和白色沉淀;將足量稀鹽酸加入白色沉淀中,沉淀部分溶解,并有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,判斷此粉末中一定含有的物質(zhì)是,一定沒有的物質(zhì)是,可能含有的物質(zhì)是(均填寫化學(xué)式)。上述實驗中反應(yīng)的離子方程式是12在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2

5、KClO3+I2=2KIO3+Cl2,則下列推斷不正確的是( )A該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B該反應(yīng)中氧化劑為KClO3C該反應(yīng)中還原劑為I2D該反應(yīng)中KClO3被氧化為Cl2,I2為被還原KIO317鹽酸能發(fā)生下列反應(yīng):Zn+2HClZnCl2+H22HCl+CuOCuCl2+H2O MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O因此鹽酸應(yīng)具有的性質(zhì)是 ( )A只有酸性 B只有氧化性C只有還原性 D有酸性、有氧化性和還原性13黑火藥發(fā)生爆炸時,主要發(fā)生如下反應(yīng):2KNO33CSK2SN23CO2,則被還原的元素為 ( )A碳和氮 B氮和硫 C只有氮 D只有硫14已知3NO2+H2O=2HNO3+NO

6、,則被氧化和被還原的氮原子個數(shù)比為( )A1 :1B1 :2C 2 :1D3 :29下列反應(yīng)中,僅作還原劑的化合物是 ( )A鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣 B氫氣還原氧化銅 C一氧化碳在氧氣中燃燒 D用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣10判斷反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的依據(jù)是 ( )A是否有電子轉(zhuǎn)移B同種元素的化合價在反應(yīng)前后是否有變化C是否有氧元素參加D是否是化合反應(yīng)或分解反應(yīng)5下列反應(yīng)中,一定不屬于氧化還原反應(yīng)的是 ( )A分解反應(yīng) B化合反應(yīng)C置換反應(yīng) D復(fù)分解反應(yīng)1、下列說法正確的是A、氧化還原反應(yīng)過程中一定有電子的得失B、陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性。C、失去電子數(shù)越多的原子,其還原性一定

7、很強D、在氧化還原反應(yīng)中,氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)是同時發(fā)生的。E、所有的燃燒都需要有氧氣參加。2、下列粒子中只有氧化性的是S2- , Fe2+Fe3+ S H+Na+MgA、 B、 C、 D、3、下列變化中需加入氧化劑才能實現(xiàn)的是( )A、SO2S B、SO32-SO2 C、I-I2 D、KMnO4 MnO24、某元素在化學(xué)反應(yīng)中,由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),則該元素( )A、被氧化 B、被還原 C、有可能被氧化也有可能被還原 D、由高價變?yōu)?價5、在泡沫橡膠制造過程中,利用反應(yīng)2H2O2 = 2H2O + O2,其中H2O2的作用是( )A、僅作氧化劑 B、僅為還原劑 C、既作氧化劑,又作還原劑 D、既

8、不作氧化劑,也不作還原劑4氧化還原反應(yīng)與基本反應(yīng)類型的關(guān)系置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng);化合反應(yīng)和分解反應(yīng)可能為氧化還原反應(yīng);它們的關(guān)系可用下圖表示: 說明:有單質(zhì)參與的化合反應(yīng)或分解反應(yīng)多數(shù)為氧化還原反應(yīng),但不一定是氧化還原。如:4P(紅)P4為化合反應(yīng),但為非氧化還原反應(yīng);2O33O2有單質(zhì)生成但為非氧化還原;沒有單質(zhì)參與的化合反應(yīng)或分解反應(yīng)也可能是氧化還原反應(yīng)。如:NH4NO3的分解,隨條件不同,產(chǎn)物也不同,可能生成NO2、H2O等為氧化還原反應(yīng),但沒有單質(zhì)參與;Na2O2與MnO2化合可以生成Na2MnO4也是氧化還原反應(yīng),但沒有單質(zhì)參與。二、氧化還原反應(yīng)1、

9、特征:反應(yīng)前后元素的化合價發(fā)生改變。2、實質(zhì):有電子轉(zhuǎn)移(電子的得失或共用電子對的偏移)。3、氧化還原反應(yīng)概念氧化與還原(指反應(yīng)過程) 氧化劑與原還劑(指反應(yīng)物質(zhì)) 氧化性與還原性(指物質(zhì)能獲得電子或能失去電子的性質(zhì)) 注:物質(zhì)的氧化性(或還原性)的強弱,指的是得(或失)電子的難易,不是指得(失)電子的多少。氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物(指生成物) 4、氧化還原反應(yīng)概念間的關(guān)系。5、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法雙線橋法表明了反應(yīng)前后某種元素化合價的變化情況用兩條帶箭頭的線由反應(yīng)物指向生成物,且對準(zhǔn)同種元素。要標(biāo)明“得”“失”電子,且得失電子總數(shù)相等。箭頭不代表電子轉(zhuǎn)移的方向,而是指某元素從反應(yīng)到產(chǎn)物

10、時價態(tài)的變化。例如: 單線橋法表明了一個氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目用一條箭線在反應(yīng)物間表示電子得失。箭線從失電子元素到得電子元素。在箭線上標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移總數(shù),但不寫“得”或“失”。例:6、常見的氧化劑和還原劑常見的氧化劑有:a高價或較高價的含氧化合物:MnO2 KMnO4 K2Cr2O7 HNO3 H2SO4(濃)b高價金屬陽離子:Cu2+、Fe3+、Ag+等。c非金屬單質(zhì):Cl2、Br2、I2、O2、S等。注:具有最高價元素的物質(zhì),在氧化還原反應(yīng)中該元素只能得到電子。常見的還原劑有:a活潑或較活潑的金屬:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe等。b非金屬陰離子:Cl-、Br-、I-、S

11、2-等。c較低價的化合物:CO、H2S、NH3等。注:具有最低價元素的物質(zhì),在氧化還原反應(yīng)中該元素只能失去電子。具有中間價態(tài)的化合物,在氧化還原反應(yīng)中既能得到電子,又能失去電子,既可作氧化劑,又可作還原劑,它們既有氧化性,又有還原性,如Fe2+等。例1下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是( )A、H2SO4+BaCl2BaSO4+2HClB、2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2C、CaO+H2OCa(OH)2D、3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2解析:本題重點考查氧化還原反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)基本類型的關(guān)系,以及氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)和特征。A是復(fù)分解反應(yīng);B是分解反應(yīng),但元素價態(tài)有變化;C是化合反應(yīng)但元

12、素化合價沒有變化;D不屬于四種基本反應(yīng)類型之一,存在元素化合價的改變(C由+2+4,F(xiàn)e由+30)。答案:B、D。例2在Cl2+SO2+H2O=H2SO4+2HCl的反應(yīng)中,_是氧化劑,_是還原劑;_元素被氧化,_元素被還原;_有氧化性,_有還原性;_是氧化產(chǎn)物,_是還原產(chǎn)物。解析:本題重點考查學(xué)生對氧化還原基本概念的理解,應(yīng)從化合價入手,找出電子轉(zhuǎn)移方向。再根據(jù)“氧化還原反應(yīng)概念間的關(guān)系”作出判斷:Cl2是反應(yīng)物,在反應(yīng)中得電子,化合價降低,是氧化劑;其被還原后生成的物質(zhì)HCl是還原產(chǎn)物;SO2是反應(yīng)物,在反應(yīng)中失電子,是還原劑;其被氧化后對應(yīng)的生成物H2SO4是氧化產(chǎn)物。SO2中的被氧化,

13、Cl2中的被還原;Cl2有氧化性,SO2有還原性。三、物質(zhì)氧化性和還原性相對強弱的判斷方法1根據(jù)金屬活動性順序進(jìn)行判斷K、Ca、Na、Zn、Fe、Cu、Hg、Ag在金屬活動性順序表中,金屬的位置越靠前,其還原性就越強;金屬的位置越靠后,其陽離子的氧化性就越強。(注意:上面說的陽離子中Fe有+2、+3兩種價態(tài),其中+2價按正常位置排列,但+3鐵的氧化性在Cu2+、Hg2+之間,即:氧化性Cu2+ < Fe3+ < Hg2+)2根據(jù)非金屬活動性順序判斷氧化劑的氧化性越強,則其對應(yīng)的還原產(chǎn)物的還原性就越弱;還原劑的還原性越強,則其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物的氧化性就越弱。對單質(zhì)而言,非金屬單質(zhì)的氧化

14、性越強,對應(yīng)陰離子的還原性越弱,非金屬單質(zhì)的氧化性越弱,對于陰離子的還原性越強;金屬單質(zhì)的還原性越強,對于陽離子的氧化性越弱,金屬單質(zhì)的還原性越弱,對于陽離子的氧化性越強。3根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行判斷氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。4根據(jù)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的難易程度(反應(yīng)條件或劇烈程度)的不同進(jìn)行判斷。氧化還原反應(yīng)越容易進(jìn)行(表現(xiàn)為反應(yīng)所需條件越簡單),則氧化劑的氧化性和還原劑的還原性就越強。例如:2Na+2H2O2NaOH+H2,Mg+2H2OMg(OH)2+H2前者比后者容易發(fā)生,可判斷還原性:Na>Mg。5根據(jù)使其它物質(zhì)被氧化或被還原價態(tài)的不同進(jìn)行判斷例如

15、:Cu+Cl2CuCl2 , 2Cu+SCu2S,根據(jù)Cl2、S分別與Cu反應(yīng),使Cu氧化的程度不同(Cu2+, Cu+)可判斷出單質(zhì)的氧化性:Cl2>S6物質(zhì)中元素具有最高價,則該元素只有氧化性;物質(zhì)中元素具有最低價時,該元素只有還原性;物質(zhì)中元素具有中間價時,該元素既有氧化性又有還原性。一般,對于同一種元素,價態(tài)越高,其氧化性就越強;價態(tài)越低,其還原性就越強(正價的鹵素相反)。例如氧化性:Fe3+>Fe2+,H2SO4(濃)>H2SO3,HClO > HClO3 > HClO48其它條件一般溶液的酸性越強或溫度越高,則氧化劑的氧化性和還原劑的還原性就越強,反之

16、則越弱。如:溫度:如熱的濃H2SO4的氧化性比冷的濃H2SO4的氧化性強。濃度:氧化性 濃HNO3>稀HNO3;還原性 濃鹽酸>稀鹽酸。酸堿性:如KMnO4 溶液的氧化性隨溶液的酸性的增強而增強。一般來講,在酸性條件下KMnO4被還原為Mn2+,在中性條件下被還原為MnO2,堿性條件下被還原為MnO42-。注意:氧化還原性的強弱與該原子得失電子的難易程度有關(guān),而與得失電子數(shù)目的多少無關(guān)。得電子能力越強,其氧化性就越強;而失電子能力越強,其還原性就越強。同一元素相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。例3根據(jù)反應(yīng)式:(1) ,(2) ,可判斷離子的還原性從強到弱的順序是( )解析:根據(jù)“氧化劑

17、+還原劑氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物”中“氧化劑的氧化性氧化產(chǎn)物,還原劑的還原性還原產(chǎn)物”,根據(jù)有還原性I-Fe2+,根據(jù)有還原性Fe2+Br-。答案:B例5今有三個氧化還原反應(yīng):(1)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2(2)2FeCl2+Cl22FeCl3 (3)KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O若某溶液中有Fe2+和I-共存,要氧化除去I-離子而又不影響Fe2+和Cl-,可加入的試劑是( )A、Cl2 B、KMnO4 C、FeCl3 D、HCl解析:本題主要考查根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行判斷物質(zhì)氧化性的強弱。由(1)知:FeCl3具有氧化性,它可以氧化I-;由(2

18、)知:Cl2具有氧化性,且氧化性Cl2>FeCl3,Cl2可以氧化FeCl2;由(3)知,KMnO4具有氧化性,且氧化性KMnO4>Cl2, KMnO4可以氧化Cl-,故本題應(yīng)加入的試劑應(yīng)為FeCl3。答案:C四、氧化還原類型與配平方法化合價升降法理論依據(jù):氧化還原反應(yīng)中,氧化劑獲得電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等,表現(xiàn)為:化合價升高與化合價降低總數(shù)相等。此外,屬于離子反應(yīng)的氧化還原反應(yīng),還遵循電荷守恒。1、普通氧化還原方程式的配平要標(biāo)對所有變化了的化合價,單質(zhì)中元素化合價為零;化合物中,一般情況下H總是+1價,O總是-2價(在個別物質(zhì)中有例外,如過氧化物)然后推算其它元素的化合價

19、。對于有變價的金屬元素在化合物中,常先看陰離子的價態(tài),再定金屬的化合價,如: 、 ,F(xiàn)e3O4 可看成是:Fe2O3·FeO,即其中有2個 ,一個 先配平發(fā)生氧化還原的物質(zhì),倍數(shù)乘到氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物中,最后通過質(zhì)量守恒,完成配平例6、配平 H2S + HNO3H2SO4 + NO2 + H2OS:-2+6 8×1 N:+5+4 1×8配平步驟與配平結(jié)果如下(其中表示填寫化學(xué)計量數(shù)的先后順序):1H2S + 8HNO31H2SO4 +8 NO2 +4 H2O練習(xí):完成下列化學(xué)方程式的配平Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO+ H2OC + H2SO4 S

20、O2 + CO2 + H2OZn + HNO3Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O2、變化的元素帶下角標(biāo)情況把下角標(biāo)數(shù)的該元素的原子數(shù)做為一個整體看待,倍數(shù)乘到含該角標(biāo)元素的物質(zhì)前(不論該物質(zhì)是反應(yīng)物還是生成物)例7、配平NH3 + O2 NO + H2O此題中氧元素價態(tài)都變化,且有下角標(biāo)2,把O2做為一個整體看待。2O:0-2 降4×5 N:-3+2 升5×4填寫化學(xué)計量數(shù)步驟和結(jié)論如下:4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O再如:K2MnF6+SbF5KSbF6+MnF3+F2Mn:+4+3 1×2 2F:-102×1化學(xué)計量數(shù)的填

21、寫步驟和結(jié)論如下:2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+1F2 練習(xí):完成下列化學(xué)方程式的配平FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 +MnSO4 + K2SO4 +H2O(NH4)2PtCl6Pt + NH4Cl + N2 + HClSO2 + Cl2 + H2OHCl +H2SO4NaClO3 +FeSO4 +H2SO4 NaCl +Fe2(SO4)3 + H2OFe(OH)2+O2+H2OFe(OH)3KClO3+HCl(濃)KCl+ClO2+Cl2+H2OKMnO4 + HClKCl + MnCl2 + Cl2 +H2OFe(NO3)3+NaOH+

22、Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O3、岐化反應(yīng)和歸中反應(yīng)一般不必考慮單質(zhì)的角標(biāo),把倍數(shù)乘到兩端價態(tài)元素的物質(zhì)前;若結(jié)果出現(xiàn)化學(xué)計量數(shù)為分?jǐn)?shù)情況,則乘最小公倍數(shù)變?yōu)檎麛?shù)(如練習(xí));若歸中反應(yīng)的元素在同一化合物中且所需兩原子個數(shù)不同時,要滿足倍數(shù)大者的需要(見練習(xí))。例8、Cl2 + KOHKClO3 + KCl + H2O分析:此反應(yīng)中氯元素由0價變?yōu)?5價和-1價,屬于岐化反應(yīng),不用考慮Cl2的角標(biāo)問題。如下:Cl:0+5 5×1 Cl:0-1 1×5填寫化學(xué)計量數(shù)和結(jié)果如下:3Cl2 + 6KOH1KClO3 + 5KCl + 3H2O 練習(xí):Na2S+N

23、a2SO3+H2SO4S+Na2SO4+H2OKCl+KClO3+H2SO4K2SO4+Cl2+H2ONH4NO3HNO3+N2+H2ONa2S2O3+H2SO4Na2SO4+S+SO2+H2OKClO3+HClCl2+KCl+H2OH2S+H2SO4(濃)S+SO2+H2ONa2O2+CO2Na2CO3+O2Na2O2+H2ONaOH+O2P + KOH + H2OKH2PO4 +PH34、氧化數(shù)(化合價)為分?jǐn)?shù)的情況直接按分?jǐn)?shù)進(jìn)行配平,兼顧前面的3條原則(把倍數(shù)乘到有角碼的物質(zhì)前面等)例9、3Fe: 8×1 4O:0-2 8×1填寫化學(xué)計量數(shù)步驟和結(jié)論如下:3Fe+2O

24、21Fe3O45、同一化合物的所有組成元素的價態(tài)均升高(或均降低)把此化合物看成一個整體保持元素原子個數(shù)比且求出化合價升高(或降低)之代數(shù)和,并結(jié)合其他規(guī)則配平。例10、FeS2+O2Fe2O3+SO2 填寫化學(xué)計量數(shù)和配平結(jié)論如下:2FeS2+11O21Fe2O3+4SO2練習(xí):配平下面的化學(xué)方程式Cu2S+HNO3(稀)Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2OFeS + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 +K2SO4 +S +H2OS+KNO3+CCO2+N2+K2S6、某元素發(fā)生岐化或歸中反應(yīng)且還有其它元素得失電子的類型先求出化合價升高總數(shù)與化合價降低總數(shù)

25、,再求最水公倍數(shù);同時注意角碼。例11、P+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4 填寫化學(xué)計量數(shù)和配平結(jié)論如下:11P+15CuSO4+24H2O5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4練習(xí):配平下面的化學(xué)方程式BrF3+H2OHBrO3+Br2+HF+O2KMnO4+KI+H2SO4MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O7、帶未知數(shù)的氧化還原方程式的配平把未知數(shù)看成一個常數(shù)進(jìn)行配平例12、Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+NaCl+H2OxS: (6x+2)×1 Cl:+1-1 2×(3x+1)填寫化學(xué)計量數(shù)和結(jié)論如下:1Na2Sx+(3

26、x+1)NaClO+(2x-2)NaOH=xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O8、有機方程式的配平計算有機物中C元素的平均氧化數(shù)或根據(jù)有機物的結(jié)構(gòu)確定價態(tài)變化的元素例13、H2C2O4+KMnO4+H2SO4CO2+K2SO4+MnSO4+H2O把H顯+1價、O顯+2價代入H2C2O4中求得C顯+3價2C:+3+4 2×5 Mn:+7+2 5×2化學(xué)計量數(shù)的填寫步驟和結(jié)論如下:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+1K2SO4+2MnSO4+8H2O練習(xí):配平下面的化學(xué)方程式CrO3(紅色)+C2H5OH+H2SO4Cr2(SO4)3(綠

27、色)+CH3CHO+H2OK2Cr2O7 + H2C2O4 + H2SO4K2SO4 + Cr2(SO4)3 +CO2 +H2O9、離子反應(yīng)方程式的配平除化合升降外,還要充分運用電荷平衡例14、Fe2+Cl2=2Cl-+Fe3+是錯誤的。正確的如下:2Fe2+Cl2=2Cl-+2Fe3+練習(xí):配平下列離子方程式S2-+SO32-+H+S+H2OS2O32-+H+S+SO2+H2OClO3-+Cl-+H+Cl2+H2OMnO2+H+Cl-Mn2+Cl2+H2OCu2+I-CuI+I3-Cu+H+NO3-Cu2+NO+H2OCu+Fe3+Fe2+Cu2+Na+H2ONa+H2+OH-Al+OH-+

28、H2OAlO2-+H2Si+OH-+H2OSiO32-+H2 NO3+Zn+OH+H2ONH3+Zn(OH)4210、缺項配平缺項配平的一般規(guī)律:a、缺項一般不可能是氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。b、缺項一般是介質(zhì),如H2O、KOH、H2SO4,對于離子方程式的缺項通常是H+、OH-、H2O配平的步驟是:(1)先確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物各項化學(xué)計量數(shù);(2)根據(jù)兩邊氫、氧原子數(shù)或某一原子團(tuán)確定缺項物質(zhì);(3)用觀察法確定其它各項化學(xué)計量數(shù)。例15、2KMnO4+5KNO2+囗_2MnSO4+K2SO4+5KNO3+3H2O 缺項為H2SO4 化學(xué)計量數(shù)為3練:3Pt+4HN

29、O3+18HCl3H2PtCl6+4NO+囗_ 缺項為H2O 化學(xué)計量數(shù)為8練:3ClO-+2Fe(OH)3+囗_3Cl-+2FeO42-+5H2O 缺項為OH- 化學(xué)計量數(shù)為4注意:如果是化學(xué)反應(yīng)方程式,其缺項一般為:水、酸、堿。如果是離子反應(yīng)方程式其缺項一般為:水、H+、OH-。在離子反應(yīng)方程式配平其缺項時如有兩種可能如(H2O、H+)或(H2O、OH-),還應(yīng)考慮離子共存的問題如:Cu2+FeS2+囗_Cu2S+SO42-+Fe2+囗_可有兩種選擇:(14、5、12H2O、7、3、5、24H+)或(14、5、24OH-、7、3、5、12H2O)后一種配平由于OH-與Cu2+不能共存所以不

30、正確。11、整體把握變化的原子數(shù)練習(xí):配平下面的化學(xué)方程式K4Fe(CN)6KCN+Fe+C+N2提示:此題中由于C、N原子均部分參加反應(yīng),且原子個數(shù)比為11,配平時要注意保持二者的比例關(guān)系。如下: 結(jié)論與步驟如下:K4Fe(CN)6=4KCN+1Fe+2C+1N2 PbO2+MnSO4+H2SO4Pb(MnO4)2+PbSO4+H2O分析:此反應(yīng)的特點是+4價Pb的還原產(chǎn)物+2價Pb分別在兩種生成物中,配平時要從變化的Pb原子總數(shù)把握配平。如下:Pb:+4+22×52Mn:+2+7 10×1此題把倍數(shù)1乘到帶角碼的物質(zhì)Pb(MnO4)2前,但倍數(shù)5不直接乘到Pb(MnO4

31、)2或PbSO4前,因為5是變化的Pb原子總數(shù),結(jié)合反應(yīng)中+4價Pb變化數(shù)也為4,而+4價Pb只有一種存在形式PbO2,所以,應(yīng)把倍數(shù)5乘到只有一種存在形式的PbO2前。如下:5PbO2+2MnSO4+2H2SO4=1Pb(MnO4)2+4PbSO4+2H2O五、氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用1氧化還原反應(yīng)中的守恒(1)原子守恒:從宏觀上闡述即指質(zhì)量守恒,從微觀上講就是指原子守恒。(2)電荷守恒:方程式左邊的凈電荷數(shù)等于方程式右邊的凈電荷數(shù)。(3)電子守恒:氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等。例16、按反應(yīng)式N2H5+4Fe3+ 4Fe2+Y+,在水溶液中,N2H5+將Fe3+還原為Fe2+,作為N

32、2H5+ 的氧化產(chǎn)物Y可能是( )ANH3 BN2 CNO DNO2分析: 先分析N2H5+ 中N的化合價。根據(jù)H為+1價,設(shè)N的化合價為x,則有:2x+5×(+1)+1 解得: x-2。設(shè)N2H5+的氧化產(chǎn)物Y中N的化合價為a價。則2N:-2a 2(a+2) 4Fe:+3+2 4根據(jù)電子得失守恒有:2(a+2)4解得:a=0,答案為B。例17、SO和MO在酸性溶液中發(fā)生如下反應(yīng):5SO+2MO+6H5SO+2M+ 3H2O,則MO中x的數(shù)值為_。分析:根據(jù)電荷守恒有6-2×5-2x2×2-2×5所以,x=12強弱規(guī)律:較強氧化性的氧化劑和較強還原性的還

33、原劑反應(yīng),生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物。應(yīng)用:在適宜的條件下,用氧化性較強的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),或用還原性較強的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì),亦可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強弱。3歸中規(guī)律:同一元素不同價態(tài)原子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時:高價態(tài) 中間價態(tài) 低價態(tài),也可歸納為:兩相靠,不相交。若中間有多種價態(tài),則原高價物質(zhì)對應(yīng)的還原產(chǎn)物價態(tài)仍高,原低價態(tài)的物質(zhì)對應(yīng)的氧化產(chǎn)物的價態(tài)仍低,或說成:同種元素不同價態(tài)間反應(yīng)向中間靠近時,價態(tài):還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物,也可說成:高對高,低對低。例如:此反應(yīng)中H2S不可能變?yōu)镾O2,同樣,H2SO4也不可能變?yōu)樯晌镏蠸。4歧化反應(yīng):反應(yīng)物自身氧化還

34、原反應(yīng),同種元素一部分化合價升高,一部分化合價降低的反應(yīng)。高價態(tài) 中間價態(tài) 低價態(tài)例如: +2NaOHNa +NaO+H2O5先后規(guī)律:一種氧化劑(或還原劑)與多種還原劑(或氧化劑)相遇時,總是依還原性(或氧化性)強弱順序先后去氧化還原劑(或去還原氧化劑 )應(yīng)用:判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應(yīng)順序。例如:把Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2的強氧化性可將Fe2+、Br-氧化。由于還原性Fe2+>Br-,所以,當(dāng)通入少量的Cl2時,根據(jù)先后規(guī)律,Cl2首先將Fe2+氧化。當(dāng)Cl2足量時,方可把Fe2+、Br-一并氧化。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(Cl2不足量),2Fe2+4Br-+3Cl2

35、2Fe3+2Br2+6Cl-(Cl2足量)6性質(zhì)規(guī)律某元素處于最高價態(tài)時,則含有該元素的物質(zhì)就具有氧化性。(在化學(xué)反應(yīng)中,該元素化合價只能降低,不可升高)例:KnO4、H2O4、HO3、Cl3、2等。某元素處于最低價態(tài)時,則含有該元素的物質(zhì)具有還原性。(在化學(xué)反應(yīng)中,該元素的化合價只能升高,不能降低)例:H、Na2等。某元素處于中間價態(tài)時,則含有該元素的物質(zhì)既有氧化性,又有還原性。(該元素的化合價可能升高或者降低)例: 、 、 、 等。金屬單質(zhì)只有還原性,非金屬單質(zhì)多數(shù)既具有氧化性,又具有還原性,少數(shù)只具有氧化性(如O2、F2)。含同種元素相鄰價態(tài)的兩種物質(zhì)之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。例:C與CO

36、,CO與CO2,Cl2和HCl,濃H2SO4與SO2等各組的兩種物質(zhì)均不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。例18一定量的氯酸鉀加到濃鹽酸中發(fā)生如下反應(yīng):KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2+3H2O,其中被還原的元素和被氧化的元素間的質(zhì)量比是( )A、16 B、61C、11 D、15解析:首先分析價態(tài)KO3+6H(濃)K+32+3H2O,反應(yīng)前后,化合價變化的全是Cl元素,且反應(yīng)前后均有-1價的Cl,我們可以將化合價分析所得信息歸納:表示成 +6 +6 ,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,可以將前后相同價態(tài)的原子約去,即可分析出該反應(yīng)的本質(zhì): +5 6 ,故被還原的元素原子個數(shù)和被氧化的元素原子個數(shù)比為15,即它

37、的質(zhì)量比為15,故選D。六、分類例題判斷概念例19、已知化學(xué)方程式CaCO3+2HCN=CaCN2+CO+H2+CO2,在反應(yīng)中( )A氫元素被氧化,碳元素被還原BHCN既是氧化劑又是還原劑CCaCN2是氧化產(chǎn)物H2為還原產(chǎn)物DCO為氧化產(chǎn)物,H為還原產(chǎn)物解析:本題考查氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念。解題時要仔細(xì)分析反應(yīng)物和生成物的分子式。正確標(biāo)出化合價,然后根據(jù)“價升高失電子還原劑氧化反應(yīng)氧化產(chǎn)物;價降低得電子氧化劑還原反應(yīng)還原產(chǎn)物”確定有關(guān)概念。 (注意生成物CO2中碳元素來自CaCO3,它的化合價在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化),即氫元素化合價降低,碳元素化合價升高。故HCN既是氧化劑又是還原劑,CaC

38、N2是氧化產(chǎn)物,H2是還原產(chǎn)物。答案:BC氧化性、還原性強弱判斷例20、常溫下,在下列溶液中發(fā)生如下反應(yīng):16H+10Z-+2XO4=2x2+5Z2+8H2O2A2+B2=2A3+2B2B+Z2=B2+2Z由此判斷下列說法錯誤的是( )A反應(yīng)Z2+2A2+=2A3+2Z可以進(jìn)行BZ元素在反應(yīng)中均被還原C氧化性由強到弱的順序是XO4、Z2、B2、A3+D還原性由強到弱的順序是A2+、B、Z、X2+解析:根據(jù)規(guī)律,在同一反應(yīng)中,氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,可得出:氧化性XO4Z2B2A3+,還原性A2+BZX2+。答案:B說明:判斷一個氧化還原反應(yīng)能否發(fā)

39、生,通常用到下列規(guī)律相應(yīng)氧化性離子可以把下面對應(yīng)還原性離子氧化簡單計算例21、在一定條件下,PbO2與Cr3+反應(yīng),產(chǎn)物是Cr2O72和 Pb2+,則與1molCr3+反應(yīng)所需PbO2的物質(zhì)的量為( )A3.0 mol B1.5mol C1.0mol D0.75mol解析:Cr3+ ,失3e;PbO2Pb2+,得2e,據(jù)得失電子守恒有:1×3n(PbO2)×2 n(PbO2)1.5mol答案:B例22、一定條件下硝酸銨受熱分解的未配平化學(xué)方程式為 ,在反應(yīng)中被氧化與被還原的氮原子之比為A11 B54 C53 D35解析本題使用電子守恒法解答比較簡單,本反應(yīng)的實質(zhì)是中-3價氮

40、和中+5價氮歸中變?yōu)镹2中的0價氮。N:-30 3×5N:+50 5×3由上可知,被氧化與被還原的氮原子個數(shù)比為5:3,本題正確答案為C。周課題:氧化還原反應(yīng)本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1在初中所學(xué)的氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加深對氧化還原反應(yīng)概念的理解。2理解掌握氧化還原反應(yīng)的特征。3理解掌握氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)重點:氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。難點:氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。知識要點梳理知識點一:氧化還原反應(yīng)要點詮釋:我們在初中化學(xué)中學(xué)過的木炭還原氧化銅,在這個反應(yīng)中,銅失去氧變成了單質(zhì),發(fā)生了還原反應(yīng),碳得到氧變成CO2,發(fā)生了氧化反應(yīng)。我們也可以從反應(yīng)中,元素的化合價發(fā)生變化的角度來分析這個反應(yīng):

41、還有一些反應(yīng),雖然沒有得氧、失氧的變化過程,但也伴隨著化合價的變化,這樣的反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)。如:由此我們知道,一個化學(xué)反應(yīng)是否氧化還原反應(yīng),不在于有沒有得氧失氧,而在于反應(yīng)過程中有沒有某些元素的化合價發(fā)生了變化。從反應(yīng)物變?yōu)楫a(chǎn)物時,是否有元素的化合價發(fā)生變化的角度,可以把化學(xué)反應(yīng)分為:氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)。有化合價變化的化學(xué)反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng),沒有化合價變化的化學(xué)反應(yīng)就是非氧化還原反應(yīng),如CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl就是非氧化還原反應(yīng)。也就是說,氧化還原反應(yīng)的特征是反應(yīng)中元素的化合價發(fā)生變化。知識點二:氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)要點詮釋:元素化合價的升降與

42、電子轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。例如鈉與氯氣的反應(yīng):鈉原子失去一個電子成為Na+,氯原子得到一個電子成為Cl-,這樣雙方的最外電子層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在這個反應(yīng)中,發(fā)生了電子的得失,金屬鈉失去電子發(fā)生了氧化反應(yīng),氯氣得到電子發(fā)生了還原反應(yīng)。氫氣與氯氣的反應(yīng)屬于非金屬和非金屬的反應(yīng)。由于氫元素和氯元素的原子都傾向于獲得電子而形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),而且這兩種元素的原子獲取電子的能力相差不大,在反應(yīng)時,雙方各以最外層的一個電子組成共用電子對,使雙方最外電子層都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子稍強,所以共用電子對偏向于氯原子而偏離氫原子。這樣,氯元素的化合價降低被還原,氫元素的化合價升高被氧化。在這

43、個氧化還原反應(yīng)中,發(fā)生了共用電子對的偏移??梢姡须娮愚D(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng),是氧化還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)表現(xiàn)為被氧化的元素化合價升高,其實質(zhì)是該元素的原子失去電子(或共用電子對偏離)的過程;還原反應(yīng)表現(xiàn)為被還原的元素化合價降低,其實質(zhì)是該元素的原子獲得電子(或共用電子對偏向)的過程。氧化還原反應(yīng)中,電子轉(zhuǎn)移的情況也可以表示為:知識點三:氧化劑和還原劑氧化劑和還原劑作為反應(yīng)物共同參加氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中,氧化劑是得到(或偏向)電子的物質(zhì),所含元素的化合價降低;還原劑是失去(或偏離)電子的物質(zhì),所含元素的化合價升高。即“升被氧化,降被還原”。例如:碳還原氧化銅的反應(yīng)中,氧化銅是氧化劑,碳是還原劑

44、。鐵和硫酸銅的反應(yīng)中,硫酸銅是氧化劑,鐵是還原劑。氫氣和氯氣的反應(yīng)中,氯氣是氧化劑,氫氣是還原劑。氧化劑具有氧化性,在反應(yīng)中本身被還原生成還原產(chǎn)物;還原劑具有還原性,在反應(yīng)中本身被氧化生成氧化產(chǎn)物。常見的氧化劑有O2、Cl2、濃硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等;常見的還原劑有活潑的金屬單質(zhì)、H2、C、CO等。氧化劑和還原劑不是絕對不變的,要根據(jù)物質(zhì)所含元素的化合價在氧化還原反應(yīng)中的變化情況來確定,同一種物質(zhì)可能在一個氧化還原反應(yīng)中作氧化劑,在另一個氧化還原反應(yīng)中作還原劑。例如在鹽酸和鐵的反應(yīng)Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,鹽酸中氫元素的化合價由+1降低為0,鹽酸是氧化劑

45、;而在鹽酸和高錳酸鉀的反應(yīng)2KMnO4 +16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O中,鹽酸中氯元素有部分化合價由-1升高到0價,鹽酸是還原劑。鹽酸還可能發(fā)生非氧化還原反應(yīng),如HCl + NaOH = NaCl + H2O??偨Y(jié)起來,氧化還原反應(yīng)可以用下面的式子表示:規(guī)律方法指導(dǎo)比較物質(zhì)的氧化性、還原性強弱的方法根據(jù)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行判斷在一個氧化還原反應(yīng)中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。例如反應(yīng)Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,鐵是還原劑,H2是還原產(chǎn)物,故還原性:Fe>H2;HCl是氧化劑,F(xiàn)eCl

46、2是氧化產(chǎn)物,氧化性:HCl>FeCl2。這個反應(yīng)還可以用離子方程式表示:Fe+2H+ = Fe2+ +H2,根據(jù)上述氧化性、還原性強弱的判斷方法,故還原性:Fe>H2;氧化性:H+ > Fe2+ 。根據(jù)金屬活動性順序判斷金屬活動性越強,其還原性越強,即:還原性:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag金屬的還原性越強,其失去電子后形成的金屬離子的氧化性越弱,即氧化性:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+&l

47、t;Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+Fe3+可以和銅反應(yīng):2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,因此氧化性:Fe3+> Cu2+。比較物質(zhì)的氧化性和還原性還有其他方法,隨著學(xué)習(xí)的深入,我們會逐漸掌握它們,從而加深對氧化還原反應(yīng)的了解。經(jīng)典例題透析類型一:與氧化還原反應(yīng)有關(guān)的概念辨析題1 下列說法正確的是( )A含有金屬元素的離一定都是陽離子B在氧化還原反應(yīng)中,非金屬單質(zhì)一定是氧化劑C某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時,該元素一定被還原D金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)思路點撥:根據(jù)氧化還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑等相關(guān)概念進(jìn)行判斷

48、解析:含金屬元素的離子也可能是陰離子,如MnO4-,A錯;非金屬在某些氧化還原反應(yīng)中,也可能作還原劑,如S + 2H2SO4(濃) 3SO2 +2 H2O,B錯;元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)是,如果化合價降低,則該元素被還原,如果化合價升高,則該元素被氧化,C錯;金屬陽離子被還原時,除了生成金屬單質(zhì),也有可能生成化合價較低的陽離子,如Fe3+被還原生成Fe2+,D正確。答案:D總結(jié)升華:對于氧化還原反應(yīng)中的各種變化,要根據(jù)反應(yīng)的具體情況進(jìn)行分析,不能一概而論,以偏概全。舉一反三:【變式1】以下說法正確的是( )A物質(zhì)所含有的元素化合價升高的反應(yīng)叫還原反應(yīng)B在氧化還原反應(yīng)中,失去電子的元素化合價降低C

49、物質(zhì)中某元素失去電子,則物質(zhì)是氧化劑D還原劑中至少有一種元素被氧化【答案】D【變式2】關(guān)于氧化劑的敘述正確的是( )A分子中不一定含有氧元素 B分子中一定含有氧元素C在反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)D在反應(yīng)中結(jié)合電子的物質(zhì)【答案】AD類型二:判斷氧化劑、還原劑題2 CaH2常作生氫劑,其中氫元素呈1價, 其化學(xué)方程式為CaH2+2H2O=Ca(OH)2+ 2H2,其中水是( )A還原劑 B氧化劑C既是還原劑又是氧化劑 D既不是氧化劑又不是還原劑思路點撥:判斷一種反應(yīng)物在氧化還原反應(yīng)中是作氧化劑還是還原劑,要根據(jù)該反應(yīng)物中元素在反應(yīng)前后化合價的變化來進(jìn)行判斷。解析:H2O中氫元素呈+1價,有一部分經(jīng)過反應(yīng)變成氫氣(氫元素化合價為0),化合價降低,作氧化劑。答案:B總結(jié)升華:在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑是得到(或偏向)電子的物質(zhì),所含元素的化合價降低;還原劑是失去(或偏離)電子的物質(zhì),所含元素的化合價升高。舉一反三:【變式3】 下列反應(yīng)中硫化氫不做還原劑的是( )A2H2S3O22H2O2SO2 BH

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