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文档简介

第07讲氧化还原反应的概念和规律

习目标

01了解氧化还原反应的概念。

02会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。

03掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。

考点一:氧化还原反应及相关概念

重点•夯基易错

1.氧化还原反应

(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。

(2)本质:电子转移(得失或偏移)。

2.相关概念

概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。

⑴氧化性是指僵电壬的性质(或能力);还原性是指去电工的性质(或能力)。

(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-=Na

+,Al—35=AF+,但根据金属活动性顺序可知,Na比A1活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比A1

强。

3.氧化还原反应电子转移的表示方法

(1)双线桥法:①标变价,②画箭头(反应物指向生成物),③算数目,④说变化。

用双线桥法标出MnC)2与浓盐酸加热反应的电子转移的方向和数目:

________W2e_________

I△

MnO,+4HC1(it)=-MnCl2+C122

失2X

失ne

还原剂+氧化剂^氧化产物十还原产物

归纳得ne~

⑵单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。

用单线桥法标出铜和浓硝酸反应的电子转移的方向和数目:

2e-

I

CU+4HNO3(浓)=CU(NO3)2+2NO2t+2H2Oo

nc

归纳还原I剂+氧化]剂一=氧化产物+还原产物。

4.常见的氧化剂和还原剂

(1)常见的氧化剂

常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:

CrO?-

/---、硫KMnO42

Fe3+(H+)

包啰)一Cl2酸HNOr)(In

1

还原产期Ag:S1O2NO1或M产Fe2+c3+

、NO^或Fe

(2)常见的还原剂

常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金

属单质及其氢化物等。如:

苗迹”——ZnHCOFe2+HSV

22

失e-

3+

HjOCO2FeSI2

金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要还原剂。

5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

分析下列四个化学反应:

A.2Na+2H2O=2NaOH+H2f

光昭

B.2HC1O=^=2HC1+O2t

催件剂

C.4NH3+5O2==^=4NO+6H2O

D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

其中属于区域“1"的是(填字母,下同),属于区域“2"的是,属于区域“3”的是

,属于区域“4”的是0

答案DBCA

解析区域“3”为氧化还原反应,但不属于化合、分解和置换反应。而A是置换反应,B是分解反应,D

是化合反应。

正易错辨析

1.在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂()

2.某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原()

3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应()

4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂()

5.氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原()

方法-规律总结

(1)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。如:

FeSH^O

TIT

2+

Feso,H2O2

III

Fe3+sotOz

其中:Fe2+、SOM/要表现还原性,HQ,主要表现氧化性。

(2)分析氧化还原反应,走好关键第一步——正确标出元素的化合价

请标出下列陌生物质中元素化合价

Li2NH:N-3,LiNH2:N:z3,N2H4:N2

Na2s2O3:S+2,S2Or:S+6,C2OF:C+3,

HCN:C+2、N—3,BHLB+3、H」,CuH:Cu+kHzl,MnO(OH):Mn+3,FePO4:Fe+3,CrO

V:Cr+6,K2FeO4:Fe+6,

LiFePO4:Fe+2,CuFeS2:Fe+2。

点拨•能力培养

1.关于反应5K2S2O8+2MnSO4+8H2O=2KMnO4+8H2SO4+4K2SO4的说法不正确的是()

A.K2s2。8发生还原反应

B.KMnC)4是氧化产物

C.消耗3.6gH2。时,转移0.25mol电子

D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是2:5

2.氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。

(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为o

⑵写出NaH与HzO反应的化学方程式,并用“双线桥”标出电子转移的方向和数目:

__________________________________________________________,氧化产物和还原产物的物质的量之比为

⑶在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛,该反应的化学方程式为

3.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2t

回答下列问题:

(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目:

氧化剂:,还原剂:o

(2)若生成标准状况下4.48LH2,则转移电子的物质的量为。

真题■明考向

催化剂

1.(2024•浙江・高考真题)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO^=2CO2+N2,

下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)

A.生成1molCO?转移电子的数目为2NAB.催化剂降低NO与CO反应的活化能

C.NO是氧化剂,CO是还原剂D.M既是氧化产物又是还原产物

2.(2024・北京•高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。

KIKMnO4

反应序号起始酸碱性还原产物氧化产物

物质的量/mol物质的量/mol

①酸性0.001nMn2+12

②中性0.00110nMnO2IO;

已知:MnO"的氧化性随酸性减弱而减弱。

下列说法正确的是

2+

A.反应①,n(Mn):n(I2)=l:5

B.对比反应①和②,x=3

C.对比反应①和②,「的还原性随酸性减弱而减弱

D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变

3.(2022•浙江•高考真题)关于反应NazSO+H2sC>4=Na2sO4+SJ+SOj+H?。,下列说法正确的是

A.H2sO,发生还原反应

B.Na2s2O3既是氧化剂又是还原剂

C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1

D.ImolNa2s2O3发生反应,转移4moi电子

4.(2023•浙江•高考真题)关于反应2NHQH+4Fe"=N2OT+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是

A.生成ImolN2。,转移4moi电子B.NH20H是还原产物

C.NIiqH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe?+为负极产物

考点二:氧化还原反应的强弱规律及价态规律

■h.重点■夯基易错

(一)强弱规律

1.氧化性、还原性强弱的比较方法

(1)根据化学方程式判断

氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)==还原产物+氧化产物

氧化性:氧化剂三氧化产物;

还原性:还原剂三还原产物。

(2)根据相同条件下产物的价态高低判断

如2Fe+3c卜=^=2FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2^So

(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断

反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。

(二)价态规律

1.价态归中规律思维模型

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+低价一一中间价”,

而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。

例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是

注:不会出现⑤中H2s转化为SO2而H2s。4转化为S的情况。

2.歧化反应规律思维模型

“中间价一一高价+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=NaCl+NaC10+

H20O

3.应用

(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2s。4与S02不发生反应。

(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3=NaCl

+3Cbt+3H2。中,氧化剂为NaCICh,还原剂为HC1,氧化产物和还原产物都为Cb。

E易错辨析

1.金属原子失电子数越多,金属的还原性越强()

2.元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼()

3.强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应()

4.向浓H2sO4中通入H2s气体,1mol浓H2s。4转移电子数可能是6m,也可能是2/()

5.1molKClC>3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为6必()

6.SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,所以浓硫酸不能干燥SO2气体()

方法:规律总结

1.氧化性、还原性强弱的比较规律

⑴氧化性

一般规律:元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越

弱。

试比较下列单质或离子的氧化性

①dBr2>匕、S

②H+、Cu2+、Zn2+、Na+

⑵还原性

一般规律:元素金属性越强,其单质的还原性越强;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原

性越弱;电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。

试比较下列单质或离子的还原性

①Mg、Fe、Cu、Ag

②B「、「、S2-

③C「、SO歹、OH>Cu

2.先后规律及应用

(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优

先”,如在FeBh溶液中通入少量Cb时,因为还原性:Fe2+>Bi-,所以曰先与Cb反应。

(2)常见的强弱顺序

氧化性:MnO4(H+)>C12>Br2>Fe3+>l2>稀H2SO4>S,

2+2+2

还原性:Mn<Cl-<Bi-<Fe<I-<SO2(SOr)<S-。

点拨■能力培养

1.铭(T1)盐与氧化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①TF++2Ag-T1++

2Ag+,@Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,@Fe+2Fe3+=3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是()

A.Tl3+>Fe3+>Ag+B.Fe3+>Ag+>Tl3+

C.Tl+>Ag+>Fe2+D.Tl3+>Ag+>Fe3+

2.已知「、Fe2+、S02>Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为

2+

Cl-<Fe<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是()

3+2++

A.2Fe+SO2+2H2O=2Fe+SOF+4H

B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI

C.H2O2+H2so4==SC>2t+O2t+2H2O

D.2Fe2++C12=2Fe3++2C「

3.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):

@G-->Q+NaCl

诵由

②Q+H2O———X+H2

③Y+NaOH—->G+Q+H2O

@Z+NaOH-->Q+X+H2O

这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是

真题■明考向

1.(2024•江苏•高考真题)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是

实验过程及现象实验结论

用O.lmollTNaOH溶液分别中和等体积的O.lmolliH2sO4溶液和酸性:

A

1H2SO4>CH3COOH

O.lmolLCH3COOH溶液,H2SO4消耗的NaOH溶液多

向溶液中滴加几滴滨水,振荡,产生淡黄色沉淀

B2mLO.lmol.L-Na2s氧化性:Br2>S

向浓度均为-1的和混合溶液中滴加少量

2mLO.lmol-LCaCl2BaCl2溶度积常数:

C

CaCO>BaCO

0.hnol•LTNa2CO3溶液,振荡,产生白色沉淀33

结合H+能力:

用pH试纸分别测定CHjCOONa溶液和NaNO2溶液pH,CH3coONa溶

D

)一;

液pH大CH3coe>NO

A.AB.BC.CD.D

2.已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物,它们在一定条件下有如下转换关系(未配平):

①X—W+C>2

②Z+Y+NaOH-HzO+W

③Y+SO2TZ+SO3

④Q+Y7Z+H2。

⑤X+Cu+H2sOK浓)-CU2++Y+SO;则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为

A.X>Y>Z>W>QB.X>Z>Y>Q>W

C.X>Y>W>Z>QD.W>X>Z>Q>Y

3.现有下列几个离子反应:

3

@Cr2O,+14H++6Cl-=2Cr++3C12T+7H2O

2+3

@2Fe+Br2=2Fe++2Br

3+2

@2Fe+SO2+2H2O=2Fe++SOt+4H+

下列有关性质的比较正确的是

-3+

A.氧化性:Cr2O,>Cl2>FeB.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O

2+32+

C.还原性:SO2<Fe<Br-D.还原性:Cl->Cr+>Fe

演练•提能力

1.(2024高三・全国・专题练习)饮用水中的NO;对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO;的浓度,

某饮用水研究人员指出,在碱性条件下用铝粉将NO;还原为N2,其化学方程式为:

10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2T+2H2O„下列有关该反应的说法中,正确的是

A.反应中铝元素的化合价升高,被还原

B.若有lOmol铝原子参与反应,则转移的电子总数为30

失去10x3e-

_、

C.用双线桥表示的电子转移为:10AIl+6NaNO3+4NaOH=10NaAIlC)2+3N2t+2H2O

I1

得到6x5e-

.去10:3e-

D.可以用单线桥将电子转移表示为|J

10Al+6NaNO,+4NaOH=10NaAlO,+3N,t+2H,。

2.(2024高三・全国・专题练习)下列变化过程中,需加入具有氧化性的物质才能实现的是

A.C—Cl-B.I一bC.SO2TSO;D.CuO—Cu

3.(23-24高三下•浙江•阶段练习)氮化硅(SijNj可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过反应制备:

3SiO2+6C+2N2—Si3N4+6CO,下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)

A.断裂4moiSi-O键转移电子的数目2NA(不考虑副反应)

B.氮气流速过慢,可能会导致氮化硅(SisNj中混有SiC

C.Si。2是氧化剂,C是还原剂

D.Sis、既是氧化产物,又是还原产物

4.在NO?与水的反应中,下列说法正确的是

A.氧化剂与还原剂的质量比为3:2

B.氮元素的化合价不发生变化

C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:2

D.NO2既是氧化剂,又是还原剂

5.下列转化中,需要加入还原剂才能实现的是

A.S03^H2SO4B.r^I2C.CuO—CuD.coco2

6.己知反应:

①Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2T+4H2O;

②2Fe+3Br2=2FeBr3;

③2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HC1+SJ。

依据上述反应并结合已学知识,下列微粒氧化性由强到弱的顺序正确的是

3+3+

A.Pb3O4>Cl2>Br,>Fe>SB.Cl2>Pb3O4>Fe>Br2>S

3+3+

C.Pb3O4>Br2>Cl2>Fe>SD.Pb3O4>Cl2>Br2>S>Fe

7.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是

失去4ex1

2e-

A.2C+SiC)2皇返Si+2COfB.I~.

I¥2Na+2H2O=2NaOH+H2t

得到2e-x2

2e-

C.D.CU+2H2SO4(浓)含CuSO4+SO21+2H2O

8.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列反应属于阴影部分的是

A.CaO+H2O=Ca(OH)2

B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T

C.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H20+CO2T

9.(23-24高三下•全国•阶段练习)三氟化澳有强氧化性和强反应活性,是一种

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