氧化還原反應(yīng)“衡水杯”一等獎

第三單元氧化還原反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)的概念1.本質(zhì)和特征。電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)元素的化合價發(fā)生變化2.相關(guān)概念及其關(guān)系。順口溜：升高、失電子,氧化，還原劑；降低、得電子,還原，氧化劑。3.電子轉(zhuǎn)移的表示方法：(1)雙線橋法：箭頭由還原劑指向氧化產(chǎn)物，氧化劑指向還原產(chǎn)物。思考：1、請標(biāo)出Cu與稀硝酸反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：___________________________________________(2)單線橋法：箭頭由還原劑指向氧化劑。思考：2、請標(biāo)出Cu與稀硝酸反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_____________________________________________4.氧化還原反應(yīng)與其他類型反應(yīng)之間的關(guān)系。(1)一定屬于氧化還原反應(yīng)的是_________。(2)一定不屬于氧化還原反應(yīng)的是___________。(3)屬于氧化還原反應(yīng)的常見化合反應(yīng)的共同點是___________。(4)屬于氧化還原反應(yīng)的常見分解反應(yīng)的共同點是___________。置換反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)有單質(zhì)參加有單質(zhì)生成[思考探究]1．氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？判斷依據(jù)是什么？

提示：本質(zhì)是有電子得失或偏移，判斷是否是氧化還原反應(yīng)的依據(jù)是反應(yīng)前后元素化合價是否發(fā)生變化。2．有單質(zhì)參加或生成的化學(xué)反應(yīng)是否一定屬于氧化還原反應(yīng)？

提示：不一定。如3O2===2O3，不屬于氧化還原反應(yīng)。3．反應(yīng)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O與反應(yīng)2H2S＋SO2===3S＋2H2O有何特點？

提示：前者的氧化劑、還原劑均為Cl2，物質(zhì)的量之比為1∶1，后者的氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物均為S，物質(zhì)的量之比為2∶1。4．陽離子只有氧化性、陰離子只有還原性的說法是否正確？提示：不正確。陽離子有的只有氧化性，如H＋，有的也有還原性，如Fe2＋；陰離子有的只有還原性，如S2－，有的也有氧化性，如MnO。訓(xùn)練：1、反應(yīng)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,

(1)MnO2在反應(yīng)中

電子，所含元素的化合價

，被

，發(fā)生

反應(yīng)，作

劑。(2)HCl在反應(yīng)中

電子，所含元素的化合價

，被

，發(fā)生

反應(yīng)，作

劑。(3)氧化產(chǎn)物是

，還原產(chǎn)物是

。得到降低還原還原氧化失去升高氧化氧化還原△====Cl2MnCl2(1)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2)2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+2、用單線橋標(biāo)出下列反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目3．下列對于反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO的說法中正確的是(

)A．氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1∶2B．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2C．NO2是氧化劑，H2O是還原劑D．若有6molNO2參與反應(yīng)，則有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移A

4.下列化學(xué)反應(yīng)屬于區(qū)域3的是(

)C

二、常見的氧化劑和還原劑1.常見氧化劑。常見氧化劑實例還原產(chǎn)物活潑的非金屬單質(zhì)鹵素單質(zhì)X2__O2X-元素處于高價時的物質(zhì)KMnO4Mn2+HNO3_______濃硫酸___Fe3+________某些氧化物和過氧化物MnO2____H2O2H2ONa2O2NaOH或鈉鹽NO或NO2SO2Fe2+或FeMn2+2.常見還原劑物質(zhì)類型舉例對應(yīng)氧化產(chǎn)物活潑的金屬單質(zhì)Na、Fe、Al某些非金屬單質(zhì)H2、C、S變價元素中低價態(tài)化合物或離子氧化物COCO2SO2__________物質(zhì)類型舉例對應(yīng)氧化產(chǎn)物變價元素中低價態(tài)化合物或離子氫化物NH3N2或NOH2S________離子

Fe2＋______I－_____過氧化物Na2O2、H2O2____S或SO2Fe3＋I2O23.具有中間價態(tài)的物質(zhì)既有氧化性,又有還原性。其中：Fe2+、主要表現(xiàn)_____性,H2O2主要表現(xiàn)_____性。具有中間價態(tài)的物質(zhì)氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物Fe2+_________H2O2_____Fe3+FeSO2H2O還原氧化(1)根據(jù)化合價的高低可判斷物質(zhì)是否具有氧化性或還原性,但不能判斷氧化性或還原性的強弱。元素處于最高價態(tài)時只有氧化性,但不一定有強氧化性,如Na+、;同理,元素處于最低價態(tài)時也不一定具有強還原性。(2)過氧化氫作氧化劑時,其還原產(chǎn)物是H2O,作還原劑時,其氧化產(chǎn)物是O2,當(dāng)其分解時,其既是氧化劑,又是還原劑。注意：思考：某一反應(yīng)體系中有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì)：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知該反應(yīng)中，H2O2只發(fā)生如下過程：H2O2→O2。

(1)該反應(yīng)的還原劑是____________。

(2)該反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)的過程是

。(3)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

(4)若反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.3mol電子，則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少。三、氧化還原反應(yīng)規(guī)律1、三種守恒關(guān)系(1)質(zhì)量(原子)守恒：反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量不變。(2)電子守恒：即氧化劑得電子的總數(shù)等于還原劑失電子的總數(shù)。這是配平氧化還原反應(yīng)方程式的依據(jù),也是有關(guān)氧化還原反應(yīng)計算的依據(jù)。(3)電荷守恒：離子方程式中,反應(yīng)物中各離子的電荷總數(shù)與產(chǎn)物中各離子的電荷總數(shù)相等。書寫氧化還原反應(yīng)的離子方程式時要注意滿足電荷守恒,如Fe3++Cu====Fe2++Cu2+(錯誤)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+(正確)。2、(同種元素)價態(tài)相鄰不反應(yīng),價態(tài)相間就近靠攏如：

答案

2H2S＋SO2===3S＋2H2O H2S＋H2SO4(濃)===S↓＋SO2＋2H2O探究思考：1.根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律寫出濃H2SO4、H2S和SO2三種物質(zhì)可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。2．AlH3和NH3之間________(填“可能”或“不可能”)發(fā)生反應(yīng)，判斷理由是_____________。

答案可能AlH3中氫的化合價為－1價，NH3中氫的化合價為＋1價，因而有可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣(1)KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2↑(2)5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O思考：標(biāo)出下列反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目3、先強后弱在濃度相差不大的溶液中：(1)同時含有幾種還原劑時將按照還原性由強到弱的順序依次反應(yīng)。如，在FeBr2溶液中通入少量Cl2時,因為還原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先與Cl2反應(yīng)。(2)同時含有幾種氧化劑時將按照氧化性由強到弱的順序依次反應(yīng)。如，在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與Fe3+反應(yīng),然后依次為Cu2+、H+。加入氧化劑加入還原劑思考：1、(2014·廈門模擬)根據(jù)表中信息,判斷下列敘述中正確的是(

)序號氧化劑還原劑其他反應(yīng)物產(chǎn)物產(chǎn)物①Cl2FeBr2Cl-②KClO3濃鹽酸Cl2A.反應(yīng)①中可能有一種或兩種元素被氧化B.反應(yīng)①中,當(dāng)只有少量Cl2時,反應(yīng)可表示為Cl2+Fe2+=Fe3++2Cl-C.反應(yīng)②中KClO3被氧化,HCl被還原D.若反應(yīng)②的另一種產(chǎn)物是KCl,則反應(yīng)過程中1molKClO3得到6mole-A2.(2014·龍巖模擬)在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的酸性混合溶液中加入0.01mol鐵粉,經(jīng)攪拌后發(fā)生的變化應(yīng)是(

)A.鐵溶解,析出0.01molAg和0.005molCuB.鐵溶解,析出0.01molAg并放出H2C.鐵溶解,析出0.01molAg,溶液中不再有Fe3+D.鐵溶解,析出0.01molAg,溶液中不再有Cu2+C3.(2014·泉州模擬)在離子濃度都為0.1mol·L-1的下列溶液中,加入(或通入)某物質(zhì)后,發(fā)生反應(yīng)的先后順序正確的是(

)A.在含F(xiàn)e3+、Cu2+、H+的溶液中加入鋅粉：Cu2+、Fe3+、H+B.在含I-、、Br-的溶液中不斷通入氯氣：I-、Br-、C.在含OH-的溶液中逐滴加入硫酸氫鈉溶液：OH-、

D.在含F(xiàn)e3+、H+、的溶液中逐漸加入燒堿溶液：Fe3+、、H+【解析】選C。氧化性Fe3+>Cu2+>H+,A項錯誤;還原性>I->Br-,B項錯誤;D項,加入燒堿,首先發(fā)生中和反應(yīng),錯誤。步驟：四.氧化還原反應(yīng)(離子)方程式的配平——化合價升降法。利用電荷守恒、原子守恒配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。是否守恒。【注意】(1)注意特殊物質(zhì)中元素的化合價,如CuFeS2中銅、鐵元素的化合價都為+2,硫元素的化合價為-2;FeS2中硫元素的化合價為-1;K2FeO4中鐵元素的化合價為+6等。(2)配平化學(xué)方程式時,化學(xué)計量數(shù)“1”也必須填寫在空格里。256428S+KOH—K2S+K2SO3+H2O0-2+462421233K2Cr2O7+HCl—KCl+CrCl3+H2O+Cl2↑+6-1+30321213231472683Cr(OH)4-++ClO-—CrO42-+Cl-+H2O+3+1+6-12322233OH-25思考：1、(1)(2012·新課標(biāo)全國卷節(jié)選)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為

;高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4,其反應(yīng)的離子方程式為

。答案：(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I22Fe3++3ClO-+10OH-=+3Cl-+5H2O2、(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅱ改編)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和Mn2+,為了除去這兩種離子,調(diào)節(jié)溶液pH為5,然后加入高錳酸鉀溶液,使之生成沉淀。已知高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。請寫出該過程中兩反應(yīng)的離子方程式：

。答案：

(2)+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+，+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+

3.某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4和一種未知物X。已知0.2molKBrO3在反應(yīng)中得到1mole-生成X,則X的化學(xué)式為

,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

。答案：Br24H2SO4+5AsH3+8KBrO3=5H3AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O4.研究表明,Na2FeO4是一種高效多功能水處理劑,應(yīng)用前景廣闊,可用FeSO4和Na2O2反應(yīng)制備,在反應(yīng)中,FeSO4與Na2O2的物質(zhì)的量之比為1∶3,其中Na2O2既是氧化劑,又是還原劑,已知產(chǎn)物中,除Na2FeO4外,還有Na2O、Na2SO4等,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

。答案：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑5.(2013·三明模擬)某強酸性反應(yīng)體系中,反應(yīng)物和生成物共六種物質(zhì)：PbO2、PbSO4(難溶鹽)、Pb(MnO4)2(強電解質(zhì))、H2O、X(水溶液呈無色)、H2SO4,已知X是一種鹽,且0.1molX在該反應(yīng)中失去3.01×1023個電子。(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

;(2)若有9.8gH2SO4參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

;(3)本反應(yīng)體系中,若用濃鹽酸代替硫酸,用離子方程式表示后果：

。(1)5PbO2+2MnSO4+2H2SO4=Pb(MnO4)2+4PbSO4+2H2O(2)0.5mol(3)PbO2+4H++2Cl-=Pb2++Cl2↑+2H2O五.氧化還原反應(yīng)的計算1、電子守恒法：①找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。②確定一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中的原子個數(shù))。③根據(jù)得失電子守恒列出關(guān)系式。2、多步連續(xù)進行的氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算：對于多步連續(xù)進行的氧化還原反應(yīng),只要中間各步反應(yīng)過程中電子沒有損耗,可直接找出起始物和最終產(chǎn)物,刪去中間產(chǎn)物,建立二者之間的電子守恒關(guān)系,快速求解。1、在Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O反應(yīng)中，若有32g銅被氧化，則被還原的HNO3的質(zhì)量是

A．63gB．32gC．94.5gD．126gA2、38.4gCu與一定體積濃硝酸恰好完全反應(yīng)后，共收集到NO與NO2混合氣體22.4L（標(biāo)況），求：（1）反應(yīng)消耗的硝酸的物質(zhì)的量。（2）所得氣體各成分的物質(zhì)的量。3、0.3molZn與足量的稀HNO3反應(yīng)，還原產(chǎn)物是N2，則：被還原HNO3的物質(zhì)的量為多少？生成N2多少？參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為多少？(1)0.12mol(2)0.06mol(3)0.12mol+0.3mol×2=0.72mol4、將0.195g鋅粉加入到20.0mL的0.100mol·L－1MO2＋溶液中，恰好完全反應(yīng)，則還原產(chǎn)物可能是(

) A．M B．M2＋ C．M3＋ D．MO2＋

答案

B5、(2013·上海高考)汽車劇烈碰撞時,安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)：

10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75mol,則下列判斷不正確的是(

)A.生成42.0LN2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)B.有0.250molKNO3被還原C.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25molD.被氧化的氮原子的物質(zhì)的量為3.75molA10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑～10e-Δn30mol2mol16mol10mol14mol3.75mol0.25mol2mol1.25mol1.75mol

6.(2014·寧德模擬)24mL濃度為0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。則鉻元素在還原產(chǎn)物中的化合價為(

)A.+2

B.+3

C.+4

D.+5B7.(2014·漳州模擬)濃硫酸與鋅在一定條件下反應(yīng),若在反應(yīng)過程中,鋅與硫酸的質(zhì)量比為26∶49,則硫酸的還原產(chǎn)物為(

)A.SO2B.SC.H2SD.ZnSO4C8．R2O8n－在一定條件下可以把Mn2＋氧化成MnO4－，若反應(yīng)中R2O8n－變?yōu)镽O42－，又知反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5∶2，則n值為(

) A．1 B．2 C．3 D．4

答案

B六、氧化性、還原性的強弱判斷方法1、依據(jù)反應(yīng)判斷氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物還原性：還原劑>還原產(chǎn)物思考：1.下列實驗觀察到什么實驗現(xiàn)象？從實驗現(xiàn)象能得出什么結(jié)論？【實驗1】在一支試管中加入2～3mLKBr溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振蕩,靜置,觀察實驗現(xiàn)象。【實驗2】在一支試管中加入2～3mLKI溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振蕩,靜置,觀察實驗現(xiàn)象。2.(2012·上海高考·五大題·T28)已知：Se+2H2SO4(濃)====2SO2↑+SeO2+2H2O2SO2+SeO2+2H2O====Se++4H+SeO2、H2SO4(濃)、SO2的氧化性由強到弱的順序是_________________。H2SO4(濃)>SeO2>SO22、據(jù)“三表”判斷(1)根據(jù)元素周期表判斷。(2)根據(jù)金屬活動性順序判斷。(3)根據(jù)非金屬活動性順序判斷。K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+得電子能力逐漸增強,氧化性逐漸增強KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg失電子能力逐漸減弱,還原性逐漸減弱F2Cl2O2Br2(Fe3+)I2SP得電子能力逐漸減弱,氧化性逐漸減弱F-Cl-Br-(Fe2+)I-S2-P3-失電子能力逐漸增強,還原性逐漸增強3、依據(jù)電化學(xué)原理判斷(1)原電池：一般情況下,兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極,其還原性：負極>正極。(2)電解池：用惰性電極電解混合溶液時,在陰極先放電的陽離子的氧化性較強,在陽極先放電的陰離子的還原性較強。4、依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷反應(yīng)條件要求越低,反應(yīng)越劇烈,對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強,如是否加熱、反應(yīng)溫度高低、有無催化劑和反應(yīng)物濃度大小等。例如：根據(jù)2Na+2H2O====2NaOH+H2↑,Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,可以推知還原性Na>Mg?！?===5、依據(jù)產(chǎn)物價態(tài)的高低判斷相同條件下：不同氧化劑作用于同一種還原劑,氧化產(chǎn)物價態(tài)高的其氧化性強。例如：根據(jù)2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,可以推知氧化性：Cl2>S。點燃====高溫====【例題】1、根據(jù)氧化性或還原性的強弱確定離子反應(yīng)的順序。①向FeBr2、FeI2的混合液中通入足量Cl2,Fe2+、Br-、I-中哪種離子先反應(yīng)?提示：I-,還原性強弱順序：I->Fe2+>Br-。②向FeCl3和CuCl2的混合液中加入足量鐵粉,請寫出先后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。提示：Fe+2Fe3+====3Fe2+,Fe+Cu2+====Fe2++Cu。2、根據(jù)氧化性或還原性的強弱,判斷反應(yīng)能否發(fā)生。例如：已知陰離子的還原性強弱為Cl-<Br-<SCN-,則Cl2與KSCN溶液、(SCN)2與KBr溶液可以反應(yīng)嗎?提示：Cl2與KSCN溶液可以反應(yīng),因Cl2的氧化性強于(SCN)2;(SCN)2與KBr不可以反應(yīng),因為(SCN)2的氧化性弱于Br2。3、結(jié)合元素周期律考查同周期或同主族元素的位置與物質(zhì)氧化性或還原性強弱之間的關(guān)系。①同周期金屬元素X、Y,若X的原子序數(shù)大于Y元素的原子序數(shù),則兩單質(zhì)的還原性誰強?提示：Y,同周期隨著原子序數(shù)的增大金屬性減弱。②同主族元素M、N,若M-的還原性強于N-,則M2、N2的氧化性誰強?提示：N2,同主族元素的陰離子還原性越強,原子序數(shù)越大。隨著原子序數(shù)的增大,單質(zhì)的氧化性減弱。【思考】1.常溫下,在溶液中可發(fā)生以下反應(yīng)：①H++Z-+====X2-+Z2+H2O(未配平),②2M2++R2====2M3++2R-,③2R-+Z2====R2+2Z-。由此判斷下列說法正確的是(

)A.氧化性強弱順序為>Z2>R2>M3+B.還原性強弱順序為X2+>Z->R->M2+C.R元素在反應(yīng)②中被氧化,在③中