2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第一章第5讲氧化还原反应规律及应用

第5讲氧化还原反应规律及应用1．氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指eq\o(□,\s\up3(01))物质得电子的性质(或能力)；还原性是指eq\o(□,\s\up3(02))物质失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的eq\o(□,\s\up3(03))难易程度，与得、失电子数目的多少eq\o(□,\s\up3(04))无关。如：Na－e－=Na＋，Al－3e－=Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。(3)氧化性、还原性强弱的比较方法氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)=还原产物＋氧化产物氧化性：氧化剂eq\o(□,\s\up3(05))＞氧化产物；还原性：还原剂eq\o(□,\s\up3(06))＞还原产物。2．价态规律(1)升降规律：氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值eq\o(□,\s\up3(01))相等。(2)价态归中规律含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价→eq\o(□,\s\up3(02))中间价”，而不会出现eq\o(□,\s\up3(03))交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是(3)歧化反应规律“中间价→高价＋低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl2＋2NaOH=eq\o(□,\s\up3(04))NaCl＋eq\o(□,\s\up3(05))NaClO＋H2O。3．强弱规律自发进行的氧化还原反应，一般遵循eq\o(□,\s\up3(01))强氧化剂制eq\o(□,\s\up3(02))弱氧化剂，eq\o(□,\s\up3(03))强还原剂制eq\o(□,\s\up3(04))弱还原剂，即“由eq\o(□,\s\up3(05))强制eq\o(□,\s\up3(06))弱”。4．先后规律(1)同时含有几种还原剂时eq\o(→,\s\up10(加入氧化剂))将按照还原性由eq\o(□,\s\up3(01))强到eq\o(□,\s\up3(02))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＋eq\o(□,\s\up3(03))>Br－，所以eq\o(□,\s\up3(04))Fe2＋先与Cl2反应。(2)同时含有几种氧化剂时eq\o(→,\s\up10(加入还原剂))将按照氧化性由eq\o(□,\s\up3(05))强到eq\o(□,\s\up3(06))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＋eq\o(□,\s\up3(07))>Cu2＋eq\o(□,\s\up3(08))>H＋，所以铁粉先与eq\o(□,\s\up3(09))Fe3＋反应，然后依次为eq\o(□,\s\up3(10))Cu2＋、eq\o(□,\s\up3(11))H＋。5．得失电子守恒规律(1)氧化还原反应中，氧化剂eq\o(□,\s\up3(01))得电子总数等于还原剂eq\o(□,\s\up3(02))失电子总数。(2)应用：运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)金属失去的电子数越多，金属的还原性越强。(×)错因：金属还原性强弱取决于其失电子的难易程度，与失电子多少无关。(2)SO2具有较强的还原性，浓H2SO4具有强氧化性，故二者能发生氧化还原反应。(×)错因：硫元素没有介于＋4价和＋6价之间的价态，不能发生反应。(3)同一元素不同价态的化合物中，元素的化合价越高，物质的氧化性越强。(×)错因：由反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知氧化性：NO2>HNO3。(4)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性。(×)错因：Na＋、CO2中的碳元素均处于最高价，但不具有强氧化性。(5)反应：KClO3＋6HCl(浓)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O转移的电子数为6e－。(×)错因：转移的电子数为5e－。(6)强氧化剂与强还原剂混合一定能发生氧化还原反应。(×)错因：SO2是强还原剂，浓H2SO4是强氧化剂，但二者不反应。2．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：①Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋②Sn2＋＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Sn4＋由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是()A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋ D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋答案A考点eq\a\vs4\al(一)氧化性、还原性强弱的比较及应用[解析]反应Ⅰ中Cl元素的化合价升高，则HCl为还原剂，故A错误；反应Ⅱ中Cl元素的化合价降低，则Cl2发生还原反应，故B错误；由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，反应Ⅰ中氧化性：Co2O3>Cl2，反应Ⅱ中氧化性：Cl2>HIO3，则氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3，故C正确；由还原剂的还原性强于还原产物的还原性，反应Ⅰ中还原性：HCl>CoCl2，反应Ⅱ中还原性：I2>HCl，故还原性：I2>HCl>CoCl2，D错误。[答案]C物质氧化性、还原性强弱判断的常用方法1．根据化学方程式氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。2．依据反应条件来判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可依据反应条件的难易程度来判断氧化剂氧化性的相对强弱，一般来说反应条件越苛刻，说明反应越难发生(即氧化剂得电子越困难)，则对应氧化剂的氧化性越弱，例如：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OCu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O氧化性：浓硝酸＞浓硫酸。3．根据元素周期表判断4．根据金属活动性顺序表判断eq\o(→,\s\up10(KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAg),\s\do10(失电子的能力逐渐减弱，还原性逐渐减弱))eq\o(→,\s\up10(K＋Ca2＋Na＋Mg2＋Al3＋Zn2＋Fe2＋H＋Cu2＋Hg2＋Ag＋),\s\do10(得电子能力逐渐增强，氧化性逐渐增强))5．根据非金属活动性判断eq\o(→,\s\up10(F2Cl2Br2I2S),\s\do10(得电子的能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱))eq\o(→,\s\up10(F－Cl－Br－I－S2－),\s\do10(失电子能力逐渐增强，还原性逐渐增强))1．(2019·安徽亳州质量检测)Cl2是纺织工业常用的漂白剂，Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2Oeq\o\al(2－,3)和Cl2反应的产物之一为SOeq\o\al(2－,4)。下列说法中不正确的是()A．该反应中还原剂是S2Oeq\o\al(2－,3)B．H2O参与该反应，且作氧化剂C．根据该反应可判断氧化性：Cl2>SOeq\o\al(2－,4)D．该反应中，每生成1molSOeq\o\al(2－,4)，可脱去2molCl2答案B解析反应的离子方程式为：S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋10OH－=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋5H2O。反应中S元素的化合价升高被氧化，则S2Oeq\o\al(2－,3)为还原剂，A正确；反应中H2O为产物，B错误；根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Cl2>SOeq\o\al(2－,4)，C正确；由离子方程式可知，每生成1molSOeq\o\al(2－,4)，可脱去2molCl2，D正确。2．某校同学为探究Br2、I2和Fe3＋的氧化性强弱，进行了如下实验。实验①：取少量KI溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入CCl4，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色；实验②：取少量FeSO4溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加两滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液呈红色。(1)写出实验②中发生的氧化还原反应的离子方程式：________________。(2)由上述两个实验，对物质的氧化性可以得出的正确结论是________。A．Br2＞I2 B．Fe3＋＞Br2C．Br2＞Fe3＋ D．I－＞Br－(3)已知Fe3＋的氧化性强于I2，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明。(提示：请写出实验步骤、现象及结论)___________________。①FeCl3溶液②碘水③KI溶液④稀硫酸⑤淀粉溶液答案(1)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－(2)AC(3)取少量FeCl3溶液于试管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，充分振荡，若溶液变蓝，说明有I2生成，进而证明Fe3＋的氧化性强于I2解析实验①下层溶液呈紫色，说明有I2生成，说明Br2的氧化性强于I2；实验②滴加KSCN溶液，溶液呈红色，说明有Fe3＋生成，也说明Br2的氧化性强于Fe3＋。根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法1．浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4＞稀H2SO4，浓HNO3＞稀HNO3，还原性：浓HCl＞稀HCl。2．温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强，如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。3．酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性，常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。拓展为了提高KMnO4的氧化性，需酸化处理，所加入的酸为稀H2SO4。考点eq\a\vs4\al(二)守恒规律及其应用[解析](1)(2)[答案](1)124113(2)2516H＋2108H2O1．氧化还原反应方程式的一般配平(1)(2)氧化还原反应方程式配平流程2．缺项型氧化还原方程式的配平(1)对于化学反应方程式，所缺物质往往是酸、碱或水，补项的两原则条件补项原则酸性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水)碱性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－(2)缺项型氧化还原反应方程式的配平步骤3．高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：________KMnO4＋________FeSO4＋________H2SO4=________K2SO4＋________MnSO4＋________Fe2(SO4)3＋________H2O下列说法正确的是()A．MnOeq\o\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是还原产物B．Fe2＋的还原性强于Mn2＋C．取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有血红色沉淀生成D．生成1mol水时，转移2.5mol电子答案B解析Fe3＋是氧化产物，A错误；还原剂的还原性大于还原产物的还原性，B正确；硫氰化铁可溶于水，C错误；根据原子守恒和得失电子守恒配平方程式为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，生成8mol水时，转移10mol电子，故生成1mol水时，转移1.25mol电子，D错误。4．配平下列方程式(1)________ClO－＋________Fe(OH)3＋________=________Cl－＋________FeOeq\o\al(2－,4)＋________H2O(2)________MnOeq\o\al(－,4)＋________H2O2＋________=________Mn2＋＋________O2↑＋________H2O(3)________FeS2＋________O2eq\o(=,\s\up10(高温))________Fe2O3＋________SO2(4)________NH4NO3eq\o(=,\s\up10(△))________HNO3＋________N2↑＋________H2O答案(1)324OH－325(2)256H＋258(3)41128(4)5249解析(1)依据电荷守恒，故缺项应为阴离子(因一个ClO－生成一个Cl－)，所以再依据原子守恒，缺项应为OH－。(2)同(1)的分析方法，缺项应为H＋。考点eq\a\vs4\al(三)价态规律及其应用[解析]由①得出Q中价态高于G，因为G必介于Q和－1价的Cl之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。[答案]A5．氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2＋KOH→KX＋KY(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KX→KY＋KZ(未配平，KY与KZ关系比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是()A．＋1 B．＋3C．＋5 D．＋7答案C解析反应Cl2＋KOH→KX＋KY是Cl2的歧化反应，由于KX也发生歧化反应：KX→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低是Z中Cl＞X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及KX→KY＋3KZ，有a＋1＝3(b－a)，把a＝1、a＝3、a＝5代入上式讨论，可知a＝5时，b＝7符合题意。则KX中Cl的化合价为＋5。6．现有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。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5答案B解析题目中指出被还原的元素是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为＋n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。考点eq\a\vs4\al(四)守恒法在多步反应计算中的应用[解析]反应流程为eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))eq\o(→,\s\up10(浓HNO3))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg2＋、Cu2＋\o(→,\s\up10(NaOH))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2,CuOH2)),NO2、N2O4))xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：n(OH－)＝eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)×1＋eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)×2×1＝0.46mol，所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。[答案]B守恒法解题的“3步流程”说明多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各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，建立二者之间的得失