氧化还原反应“衡水杯”一等奖

第三单元氧化还原反应一、氧化还原反应的概念1.本质和特征。电子转移(得失或偏移)元素的化合价发生变化2.相关概念及其关系。顺口溜：升高、失电子,氧化，还原剂；降低、得电子,还原，氧化剂。3.电子转移的表示方法：(1)双线桥法：箭头由还原剂指向氧化产物，氧化剂指向还原产物。思考：1、请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：___________________________________________(2)单线桥法：箭头由还原剂指向氧化剂。思考：2、请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：_____________________________________________4.氧化还原反应与其他类型反应之间的关系。(1)一定属于氧化还原反应的是_________。(2)一定不属于氧化还原反应的是___________。(3)属于氧化还原反应的常见化合反应的共同点是___________。(4)属于氧化还原反应的常见分解反应的共同点是___________。置换反应复分解反应有单质参加有单质生成[思考探究]1．氧化还原反应的本质是什么？判断依据是什么？

提示：本质是有电子得失或偏移，判断是否是氧化还原反应的依据是反应前后元素化合价是否发生变化。2．有单质参加或生成的化学反应是否一定属于氧化还原反应？

提示：不一定。如3O2===2O3，不属于氧化还原反应。3．反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O与反应2H2S＋SO2===3S＋2H2O有何特点？

提示：前者的氧化剂、还原剂均为Cl2，物质的量之比为1∶1，后者的氧化产物、还原产物均为S，物质的量之比为2∶1。4．阳离子只有氧化性、阴离子只有还原性的说法是否正确？提示：不正确。阳离子有的只有氧化性，如H＋，有的也有还原性，如Fe2＋；阴离子有的只有还原性，如S2－，有的也有氧化性，如MnO。训练：1、反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,

(1)MnO2在反应中

电子，所含元素的化合价

，被

，发生

反应，作

剂。(2)HCl在反应中

电子，所含元素的化合价

，被

，发生

反应，作

剂。(3)氧化产物是

，还原产物是

。得到降低还原还原氧化失去升高氧化氧化还原△====Cl2MnCl2(1)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2)2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+2、用单线桥标出下列反应的电子转移方向和数目3．下列对于反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO的说法中正确的是(

)A．氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂D．若有6molNO2参与反应，则有3mol电子发生转移A

4.下列化学反应属于区域3的是(

)C

二、常见的氧化剂和还原剂1.常见氧化剂。常见氧化剂实例还原产物活泼的非金属单质卤素单质X2__O2X-元素处于高价时的物质KMnO4Mn2+HNO3_______浓硫酸___Fe3+________某些氧化物和过氧化物MnO2____H2O2H2ONa2O2NaOH或钠盐NO或NO2SO2Fe2+或FeMn2+2.常见还原剂物质类型举例对应氧化产物活泼的金属单质Na、Fe、Al某些非金属单质H2、C、S变价元素中低价态化合物或离子氧化物COCO2SO2__________物质类型举例对应氧化产物变价元素中低价态化合物或离子氢化物NH3N2或NOH2S________离子

Fe2＋______I－_____过氧化物Na2O2、H2O2____S或SO2Fe3＋I2O23.具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。其中：Fe2+、主要表现_____性,H2O2主要表现_____性。具有中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2+_________H2O2_____Fe3+FeSO2H2O还原氧化(1)根据化合价的高低可判断物质是否具有氧化性或还原性,但不能判断氧化性或还原性的强弱。元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、;同理,元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。(2)过氧化氢作氧化剂时,其还原产物是H2O,作还原剂时,其氧化产物是O2,当其分解时,其既是氧化剂,又是还原剂。注意：思考：某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知该反应中，H2O2只发生如下过程：H2O2→O2。

(1)该反应的还原剂是____________。

(2)该反应中，发生还原反应的过程是

。(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目。

(4)若反应转移了0.3mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积是多少。三、氧化还原反应规律1、三种守恒关系(1)质量(原子)守恒：反应前后元素的种类和质量不变。(2)电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。(3)电荷守恒：离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu====Fe2++Cu2+(错误)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+(正确)。2、(同种元素)价态相邻不反应,价态相间就近靠拢如：

答案

2H2S＋SO2===3S＋2H2O H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2＋2H2O探究思考：1.根据氧化还原反应的规律写出浓H2SO4、H2S和SO2三种物质可能发生的氧化还原反应的化学方程式。2．AlH3和NH3之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应，判断理由是_____________。

答案可能AlH3中氢的化合价为－1价，NH3中氢的化合价为＋1价，因而有可能发生氧化还原反应而产生氢气(1)KClO3+6HCl=KCl+3H2O+3Cl2↑(2)5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O思考：标出下列反应的电子转移方向和数目3、先强后弱在浓度相差不大的溶液中：(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如，在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如，在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。加入氧化剂加入还原剂思考：1、(2014·厦门模拟)根据表中信息,判断下列叙述中正确的是(

)序号氧化剂还原剂其他反应物产物产物①Cl2FeBr2Cl-②KClO3浓盐酸Cl2A.反应①中可能有一种或两种元素被氧化B.反应①中,当只有少量Cl2时,反应可表示为Cl2+Fe2+=Fe3++2Cl-C.反应②中KClO3被氧化,HCl被还原D.若反应②的另一种产物是KCl,则反应过程中1molKClO3得到6mole-A2.(2014·龙岩模拟)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铁粉,经搅拌后发生的变化应是(

)A.铁溶解,析出0.01molAg和0.005molCuB.铁溶解,析出0.01molAg并放出H2C.铁溶解,析出0.01molAg,溶液中不再有Fe3+D.铁溶解,析出0.01molAg,溶液中不再有Cu2+C3.(2014·泉州模拟)在离子浓度都为0.1mol·L-1的下列溶液中,加入(或通入)某物质后,发生反应的先后顺序正确的是(

)A.在含Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入锌粉：Cu2+、Fe3+、H+B.在含I-、、Br-的溶液中不断通入氯气：I-、Br-、C.在含OH-的溶液中逐滴加入硫酸氢钠溶液：OH-、

D.在含Fe3+、H+、的溶液中逐渐加入烧碱溶液：Fe3+、、H+【解析】选C。氧化性Fe3+>Cu2+>H+,A项错误;还原性>I->Br-,B项错误;D项,加入烧碱,首先发生中和反应,错误。步骤：四.氧化还原反应(离子)方程式的配平——化合价升降法。利用电荷守恒、原子守恒配平其他物质的化学计量数。是否守恒。【注意】(1)注意特殊物质中元素的化合价,如CuFeS2中铜、铁元素的化合价都为+2,硫元素的化合价为-2;FeS2中硫元素的化合价为-1;K2FeO4中铁元素的化合价为+6等。(2)配平化学方程式时,化学计量数“1”也必须填写在空格里。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·新课标全国卷节选)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为

;高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为

。答案：(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I22Fe3++3ClO-+10OH-=+3Cl-+5H2O2、(2013·新课标全国卷Ⅱ改编)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和Mn2+,为了除去这两种离子,调节溶液pH为5,然后加入高锰酸钾溶液,使之生成沉淀。已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。请写出该过程中两反应的离子方程式：

。答案：

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

3.某反应中反应物与生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4和一种未知物X。已知0.2molKBrO3在反应中得到1mole-生成X,则X的化学式为

,试写出该反应的化学方程式

。答案：Br24H2SO4+5AsH3+8KBrO3=5H3AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O4.研究表明,Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,应用前景广阔,可用FeSO4和Na2O2反应制备,在反应中,FeSO4与Na2O2的物质的量之比为1∶3,其中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,已知产物中,除Na2FeO4外,还有Na2O、Na2SO4等,试写出该反应的化学方程式

。答案：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑5.(2013·三明模拟)某强酸性反应体系中,反应物和生成物共六种物质：PbO2、PbSO4(难溶盐)、Pb(MnO4)2(强电解质)、H2O、X(水溶液呈无色)、H2SO4,已知X是一种盐,且0.1molX在该反应中失去3.01×1023个电子。(1)写出该反应的化学方程式：

;(2)若有9.8gH2SO4参加反应,则转移电子的物质的量为

;(3)本反应体系中,若用浓盐酸代替硫酸,用离子方程式表示后果：

。(1)5PbO2+2MnSO4+2H2SO4=Pb(MnO4)2+4PbSO4+2H2O(2)0.5mol(3)PbO2+4H++2Cl-=Pb2++Cl2↑+2H2O五.氧化还原反应的计算1、电子守恒法：①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。②确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。③根据得失电子守恒列出关系式。2、多步连续进行的氧化还原反应的有关计算：对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。1、在Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O反应中，若有32g铜被氧化，则被还原的HNO3的质量是

A．63gB．32gC．94.5gD．126gA2、38.4gCu与一定体积浓硝酸恰好完全反应后，共收集到NO与NO2混合气体22.4L（标况），求：（1）反应消耗的硝酸的物质的量。（2）所得气体各成分的物质的量。3、0.3molZn与足量的稀HNO3反应，还原产物是N2，则：被还原HNO3的物质的量为多少？生成N2多少？参加反应的HNO3的物质的量为多少？(1)0.12mol(2)0.06mol(3)0.12mol+0.3mol×2=0.72mol4、将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100mol·L－1MO2＋溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是(

) A．M B．M2＋ C．M3＋ D．MO2＋

答案

B5、(2013·上海高考)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应：

10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则下列判断不正确的是(

)A.生成42.0LN2(标准状况)B.有0.250molKNO3被还原C.转移电子的物质的量为1.25molD.被氧化的氮原子的物质的量为3.75molA10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑～10e-Δn30mol2mol16mol10mol14mol3.75mol0.25mol2mol1.25mol1.75mol

6.(2014·宁德模拟)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。则铬元素在还原产物中的化合价为(

)A.+2

B.+3

C.+4

D.+5B7.(2014·漳州模拟)浓硫酸与锌在一定条件下反应,若在反应过程中,锌与硫酸的质量比为26∶49,则硫酸的还原产物为(

)A.SO2B.SC.H2SD.ZnSO4C8．R2O8n－在一定条件下可以把Mn2＋氧化成MnO4－，若反应中R2O8n－变为RO42－，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n值为(

) A．1 B．2 C．3 D．4

答案

B六、氧化性、还原性的强弱判断方法1、依据反应判断氧化性：氧化剂>氧化产物还原性：还原剂>还原产物思考：1.下列实验观察到什么实验现象？从实验现象能得出什么结论？【实验1】在一支试管中加入2～3mLKBr溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振荡,静置,观察实验现象。【实验2】在一支试管中加入2～3mLKI溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振荡,静置,观察实验现象。2.(2012·上海高考·五大题·T28)已知：Se+2H2SO4(浓)====2SO2↑+SeO2+2H2O2SO2+SeO2+2H2O====Se++4H+SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是_________________。H2SO4(浓)>SeO2>SO22、据“三表”判断(1)根据元素周期表判断。(2)根据金属活动性顺序判断。(3)根据非金属活动性顺序判断。K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+得电子能力逐渐增强,氧化性逐渐增强KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg失电子能力逐渐减弱,还原性逐渐减弱F2Cl2O2Br2(Fe3+)I2SP得电子能力逐渐减弱,氧化性逐渐减弱F-Cl-Br-(Fe2+)I-S2-P3-失电子能力逐渐增强,还原性逐渐增强3、依据电化学原理判断(1)原电池：一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性：负极>正极。(2)电解池：用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。4、依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如：根据2Na+2H2O====2NaOH+H2↑,Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,可以推知还原性Na>Mg。△====5、依据产物价态的高低判断相同条件下：不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如：根据2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,可以推知氧化性：Cl2>S。点燃====高温====【例题】1、根据氧化性或还原性的强弱确定离子反应的顺序。①向FeBr2、FeI2的混合液中通入足量Cl2,Fe2+、Br-、I-中哪种离子先反应?提示：I-,还原性强弱顺序：I->Fe2+>Br-。②向FeCl3和CuCl2的混合液中加入足量铁粉,请写出先后发生反应的离子方程式。提示：Fe+2Fe3+====3Fe2+,Fe+Cu2+====Fe2++Cu。2、根据氧化性或还原性的强弱,判断反应能否发生。例如：已知阴离子的还原性强弱为Cl-<Br-<SCN-,则Cl2与KSCN溶液、(SCN)2与KBr溶液可以反应吗?提示：Cl2与KSCN溶液可以反应,因Cl2的氧化性强于(SCN)2;(SCN)2与KBr不可以反应,因为(SCN)2的氧化性弱于Br2。3、结合元素周期律考查同周期或同主族元素的位置与物质氧化性或还原性强弱之间的关系。①同周期金属元素X、Y,若X的原子序数大于Y元素的原子序数,则两单质的还原性谁强?提示：Y,同周期随着原子序数的增大金属性减弱。②同主族元素M、N,若M-的还原性强于N-,则M2、N2的氧化性谁强?提示：N2,同主族元素的阴离子还原性越强,原子序数越大。随着原子序数的增大,单质的氧化性减弱。【思考】1.常温下,在溶液中可发生以下反应：①H++Z-+====X2-+Z2+H2O(未配平),②2M2++R2====2M3++2R-,③2R-+Z2====R2+2Z-。由此判断下列说法正确的是(

)A.氧化性强弱顺序为>Z2>R2>M3+B.还原性强弱顺序为X2+>Z->R->M2+C.R元素在反应②中被氧化,在③中