基本概念、基本理论——氧化还原
[常见元素及原子团的化合价表]
钾 钠 银 钙 镁 钡 锌 铜 铁 铝 锰 氢 氟 铬 元素符号 K Na Ag Ca Mg Ba Zn Cu Fe Al Mn H F Cr 常见的化合价 元素名称 氯 氧 硫 碳 硅 氮 磷 硫酸根 亚硫酸根 根 氢氧根 铵根 磷酸根 草酸根 元素符号 C1 O S C Si N P SO42- 2-常见的化合价 SO3 NO3OH- - + NH4PO4 C2O4 CO3 2-2-3-硼 B 碳酸根 近几年高考中常考的一些特殊物质中元素化合价如下: CuFeS2:Cu(+2)、Fe(+2)、S(-2) K2FeO4:Fe(+6) Li2NH:N(-3) LiNH2:N(-3) AlN:N(-3) Na2S2O3:S(+2) Na2S4O6:S(+2.5) C2O24:C(+3) HCN:C(+2)、N(-3) Cu3 P:Cu(+1)
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CuH:Cu(+1)、H(-1) NaBH4 :H(-1) FeOn4:Fe[+(8-n)] Si3N4:Si(+4)、N(-3) ICl:I (+1)
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[重点知识梳理]
一、氧化还原反应的基本概念及相互关系
1.氧化还原反应的实质是 ,特征是反应前后元素 ;判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了 这一特征。
2.基本概念
(1)氧化反应:失去电子( )的反应。 (2)还原反应:得到电子( )的反应。
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(3)氧化剂(被还原):得到电子的物质(所含元素 的物质)。 (4)还原剂(被氧化):失去电子的物质(所含元素 的物质)。 (5)氧化产物:还原剂失电子后对应的产物(包含化合价升高的元素的产物)。
(6)还原产物:氧化剂得电子后对应的产物( )。 总结:失电子(化合价升高)→还原剂、被氧化、氧化反应、氧化产物
得电子(化合价 )→ 3.氧化还原反应中转移电子的计算
变价原子的量×变价原子的变价数
4.氧化还原反应的表示方法
(1)双线桥法
箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。 箭头方向不代表电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。 在“桥”上标明电子的“得”与“失”,且得失电子总数应相等。
如:
Cl2+FeI2===FeCl2+I2
(2)单线桥法
箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。 箭头方向表示 电子转移的方向 。 在“桥”上标明转移的 电子总数 。
如:
Cl2+FeI2===FeCl2+I2
2
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应; (2)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应; (3) 有单质参加或单质生成的反应不一定是氧化还原反应 (4)置换反应一定是氧化还原反应; (5)复分解反应一定不是氧化还原反应。 6.常见的氧化剂和还原剂
重要的氧化剂一般有以下几类:
(1)活泼的非金属单质,如Cl2、Br2、O2等。
(2)元素(如Mn等)处于高化合价时的氧化物,如MnO2等。
(3)元素(如S、N等)处于高化合价时的含氧酸,如浓H2SO4、HNO3等。
(4)元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐,如KMnO4、KClO3、FeCl3等。 (5)过氧化物,如Na2O2、H2O2等。 重要的还原剂一般有以下几类:
(1)活泼的金属单质,如Na、Al、Zn、Fe等。 (2)某些非金属单质,如H2、C、Si等。
(3)元素(如C、S等)处于低化合价时的氧化物,如CO、SO2等。 (4)元素(如Cl、I、S等)处于低化合价时的酸,如HCl、HI、H2S等。 (5)元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐,如Na2SO3、FeSO4等。 熟记常见的氧化剂、还原剂及对应产物
浓 KMnO-氧化剂 Cl2 (Br2) O2 HNO4(H+Fe3+ClO 3、 H2SO4 3 );MnO2 ClO-H 2O2 还原产物 还原剂 I-(HI) S2-SO(H2、2S) CO、C Fe2+ NH3 HO SO2-3 22 氧化产物
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【高频考点突破】基本慨念
1、下列有关氧化还原反应的叙述正确的是
A、肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原 B、在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 C、置换反应不一定属于氧化还原反应 D、化合反应和复分解反应不可能包含氧化还原反应 2. 下列变化需要加入氧化剂才能实现的是:
3+2+ 2-2-
A、Fe→FeB、Cl2 →Cl- C、SO3 →SO4 D、CuO→Cu 3.下列反应中,Cl2只作氧化剂的是
A、Cl2+H2O=HCl+HClO B、2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O C、3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O D、2FeCl2+Cl2=2FeCl3
4. 在反应KI+5KIO3+3H2S=3I2+3K2SO4+3H2O 中,被氧化的碘元素和被还原的碘元素的质量比是:
A、1∶5 B、5∶1 C、6∶1 D、1∶6
5. 有以下几种方法制备氧气,① KClO3和MnO2共热;② 过氧化钠加水;③ H2O2中加MnO2 ;④ K MnO4受热分解。若要制得相同质量的氧气,则上述反应中相关物质转移的电子数之比为 A、3∶2∶2∶4 B、1∶1∶1∶1 C、2∶1∶1∶2 D、1∶2∶1∶2 6. 从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应:
14CuSO4 + 5FeS2 + 12H2O = 7Cu2S + 5FeSO4 + 12H2SO4 ,下列说法正确的是
A. Cu2S既是氧化产物又是还原产物 B. 5mol FeS2发生反应,有10mol电子转移
2-
C. 产物中的SO4离子有一部分是氧化产物 D. FeS2只作还原剂 二、氧化还原反应的规律
1.强弱律(左)右)
氧化性:氧化剂 氧化产物; 还原性:还原剂 还原产物 。 如:Cl2+FeI2===FeCl2+I2 氧化性: 还原性: 应用:氧化还原性强弱及反应能否进行的判断
【高频考点突破】氧化性还原性强弱比较
1、根据反应式① 2Fe+2I=2Fe+I2 ;② Br2+2Fe=2Br+2Fe 可判断I、Br、Fe 的还原性从
强到弱的顺序为 ―2+― ―2+―――2+2+――
A、Br、Fe、I B、I、Fe、Br C、Br、I、Fe D、Fe、I、Br
――――+
2、已知有以下反应:2BrO3+Cl2=Br2+2ClO3 ;5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl;ClO3+5Cl+6H=3Cl2+3H2O。则下列微粒的氧化能力强弱顺序正确的是
――――――
A、ClO3 >BrO3>IO3>Cl2 B、BrO3>Cl2>ClO3>IO3
――― ―――
C、BrO3>ClO3>Cl2>IO3D、Cl2>BrO3>ClO3>IO3 3、常温下,在下列溶液中发生如下反应:
①16H+10Z+2XO4===2X+5Z2+8H2O ②2A+B2===2A+2B ③2B+Z2===B2+2Z 由此判断下列说法正确的是( )
A.反应Z2+2A===2A+2Z不能进行 B.Z元素在①③反应中均被氧化
C.氧化性由弱到强的顺序是XO4、Z2、B2、A D.还原性由强到弱的顺序是A、B、Z、X
2.(同种元素变价)价态变化规律
(1)归中规律:含同种元素不同价态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→中间价”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”),也可以不同,但此时必是高价转变成较
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3+
2+
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2+
2+
3+
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+
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2+
2+
3+
-
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3+
―
2+
2+
―
3+
―
―
2+
高中间价,低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。
如:
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
(2)歧化规律:同一种物质中的同一元素部分化合价升高,另一部分化合价降低,发生自身的氧化还原反应。
如:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
练:1、在反应2KClO3+4HCl=2KCl+Cl2↑+2ClO2+2H2O中氧化产物是 ,还原产物是 ,HCl的作用是 ,电子转移总数为 。当生成标况下2.24L Cl2时有 mol电子转移。若有0.2mol电子转移则有 mol ClO2生成。
2、在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中氧化产物和还原产物的分子数之比为
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):
①G―→Q+NaCl ②Q+H2O→X+H2 ③Y+NaOH―→G+Q+H2O ④Z+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( )
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
4、已知KH和H2O反应生成H2和KOH,反应中1mol KH
A 失去1mol电子 B 得到1mol电子 C 失去2mol电子 D 没有电子得失
5、已知氧化还原反应:2 Cu(IO3)2+24 KI+12 H2SO4=2 CuI↓+13 I2+12 K2SO4+12 H2O其中1 mol氧化剂在反应中得到的电子为
A.10 mol B.11 mol C.12 mol D.13 mol 3.优先规律
在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时,当加入氧化剂时,还原性 的还原剂优先被氧化;同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时,当加入还原剂时,氧化性 的氧化剂优先被还原。
如:把少量Cl2通入FeBr2溶液中,Fe先失电子 把少量Cl2通入FeI2溶液中,I先失电子 需要熟记的物质氧化还原顺序:
氧化性: 还原性: 4.得失电子守恒规律
在任何氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定 。
应用:氧化还原反应的配平;氧化还原反应的计算,利用得失电子守恒规律,抛开烦琐的反应过程,可不写化学方程式,能更快、更便捷地解决有关问题。 【高频考点突破】电子守恒
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2+
练:氧化还原反应方程式的配平
(1)___KI+___KIO3+___H2SO4===___I2+___K2SO4+___H2O (2)___MnO4+___H+___Cl===___Mn+___Cl2↑+___H2O (3) ___P+___CuSO4+___H2O===___Cu+___H3PO4+___H2SO4 (4) ___I2 +___NaOH===___NaI+___NaIO3+___H2O (5)___S+___KOH===___K2S+___K2SO3+___H2O (6) ___P4+___KOH+___H2O===___KH2PO2+___PH3 (7) ___NH4+___ O3===___NO+___H2O (8) ___FeS2+___ O3===___ Fe2 O3+___SO2
(9) ___ClO+___Fe(OH)3+___===___Cl+___FeO4+___H2O (10) ___MnO4+___H2O2+___===___Mn+___O2↑+___H2O (11)___MnO4+___NO2+___===___Mn+___NO3+___H2O
练:1、某温度下将Cl2通入KOH溶液里,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO与ClO3的物质的量浓度之比为11∶1,则Cl2与KOH反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的物质的量之比为 2、24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L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
3、ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得,在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为
-1
4、硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL 0.100 mol·L Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全
-2-
转化为Cl离子,则S2O3将转化成
2-2-2-
A S B S C SO3 D SO4
5、向100mLFeBr2溶液中通入2.24L(标况下)Cl2反应完全后,溶液中有1/3的溴离子被氧化成溴单质,则
原FeBr2溶液的浓度为
-1-1-1 -1
A、0.1 mol·L B、1/3 mol·L C、1 mol·LD、1.2 mol·L
+
6、将0.195g锌粉加入到20mL的0.100 mol·L MO2溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是
2+3+2+
A. M B. M C.M D. MO
7、足量铜与一定量浓反应,得到铜溶液和NO、NO2、N2O4的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成。若向所得铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是 ( ) A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
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2+
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