第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律
[考纲解读] 1. 了解氧化还原反应的本质是电子转移。2. 了解常见的氧化还原反应。
考点一 用分类思想理解氧化还原反应
1.根据反应中有无________转移或元素____________是否发生变化,可以把化学反应划分为____________反应和____________反应。
判断氧化还原反应的最佳判据是______________________。 2.四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示:
1.下列反应属于氧化还原反应的是_________,属于化合反应的是__________,属于分解反应的是__________,属于置换反应的是___________,属于复分解反应的是____________。 A .Cu 2S +O 2===2Cu+SO 2 B.3O 2===2O3
△
C .Fe 2O 3+3CO=====2Fe +3CO 2 D .2Na +2H 2O===2NaOH+H 2↑
△
E .CaCO 3=====CaO +CO 2↑ F .2H 2O 2===2H2O +O 2↑ G .SO 3+H 2O===H2SO 4
△
H .2Fe +3Cl 2=====2FeCl 3 I .H 2SO 4+2NaOH===Na2SO 4+2H 2O
考点二 结合实例理解氧化还原反应的相关概念
高温
实例:在Fe 2O 3+3CO=====2Fe +3CO 2的反应中________是氧化剂,________是还原剂;
________元素被氧化,________元素被还原;Fe 2O 3具有氧化性,CO 具有还原性;________是氧化产物,________是还原产物。 1.相关概念
还原剂在反应中表现为所含元素的化合价________,实质上____电子。还原剂具有________,反应时本身被_____________,发生________反应,得到________产物。 氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价__________,实质上______电子。氧化剂具有________性,反应时本身被________,发生________反应,得到________产物。 2.常见氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
①某些活泼的非金属单质:如Cl 2,一般被还原为________。 ②元素处于高价态的物质:如浓硫酸,一般被还原为________。 ③过氧化物:如H 2O 2,一般被还原为________。 (2)常见还原剂
①活泼的金属单质:如Zn ,一般被氧化为________。 ②某些活泼的非金属单质:如H 2,一般被氧化为________。 ③元素处于低价态的物质:如CO ,一般被氧化为________。 (3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。 还原产物 中间价态 氧化产物
2. 下列氧化还原反应中,水作为氧化剂的是 ( ) A .CO+ H2O CO2+H2 B .3NO 2+H 2O===2HNO3+NO C .2Na 2O 2+2H 2O===4NaOH+O 2↑ D .2F 2+2H 2O===4HF+O 2
3.被称为万能还原剂的NaBH 4溶于水并和水反应:NaBH 4+2H 2O===NaBO2+4H 2↑,下列说法中正确的是(NaBH4中H 为-1价) ( ) A .NaBH 4既是氧化剂又是还原剂 B .NaBH 4是氧化剂,H 2O 是还原剂 C .硼元素被氧化,氢元素被还原
D .被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
4.下列推断合理的是 ( ) A .Fe 、O 2、H 2O 2三种微粒只具有氧化性,没有还原性 B .木炭与浓硝酸反应可能生成CO 和NH 4NO 3
3+
C .因为SO 2具有还原性,所以不能用浓H 2SO 4干燥SO 2 D .Cl 2转变为HClO 时一定需要加入氧化剂才能实现
5.ClO 2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得:
△
2KClO3+H 2C 2O 4+H 2SO 4=====2ClO 2↑+K 2SO 4+2CO 2↑+2H 2O 。下列说法不正确的是 ( ) A .CO 2是氧化产物 B .H 2C 2O 4在反应中被氧化
C .H 2C 2O 4的氧化性强于ClO 2的氧化性 D .ClO 2作水处理剂时,利用了其强氧化性
灵活应用氧化还原反应的相关概念
(1)在复习氧化还原反应的有关概念时,要紧紧抓住“反应前后元素化合价起变化”这一特征,沿着“化合价升高——失去电子——还原剂——氧化反应——氧化产物(或化合价降低——得到电子——氧化剂——还原反应——还原产物)”这一线索进行分析。 (2)不能正确标出反应前后元素的化合价变化,是解此类题常出错的原因。
(3)统一规律:氧化反应和还原反应在同一反应中同时发生,有化合价升高的元素,必有化合价降低的元素。
(4)在氧化还原反应中可能有的物质既是氧化剂又是还原剂,也有的物质既不是氧化剂也不是还原剂。
考点三 电子转移表示法及氧化还原反应类型
下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是________;其中属于歧化反应的是________,属于归中反应的是________,属于部分氧化还原反应的是__________。
↑
失6e +H 2O
2↑+3H 2O 失6e △
2=====MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 3(浓)===Cu(NO3) 2+2NO 2↑+2H 2O
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-
-
-
常考的氧化性、还原性强弱的判断方法
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>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物。
2.根据反应条件和反应剧烈程度进行判断
(1)与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。如Na 与冷水剧烈反应,Mg 与热水反应,Al 与水加热反应也不明显,所以还原性:Na>Mg>Al;非金属单质F 2、Cl 2、Br 2、I 2与H 2反应,F 2与H 2暗处剧烈反应并爆炸,Cl 2与H 2光照剧烈反应并爆炸,Br 2与H 2
加热到500 ℃才能发生反应,I 2与H 2在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,故氧化性:F 2>Cl2>Br2>I2。
(2)当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:一般条件越低,氧化剂的氧化性越强;同种还原剂作用于不同氧化剂时,反
点燃△
应越剧烈,其还原性越强。如:2Fe +3Cl 2=====2FeCl 3,Fe +S=====FeS ,氧化性:Cl 2>S;
△
MnO 2+4HCl(浓)=====MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O,2KMnO 4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O ,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KM nO 4>MnO2。 3.其他因素
(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H 2SO 4>稀H 2SO 4,浓HNO 3>稀HNO 3,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KMnO 4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
【例1】 下列说法正确的是 ( ) A .强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应 B .含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性 C .阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
D .发生化学反应时,失电子越多的金属原子,还原能力越强 【例2】 已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应 Ce +Fe ===Fe+Ce Sn +2Fe ===2Fe+Sn
由此可以确定Fe 、Ce 、Sn 三种离子的还原性由强到弱的顺序是 ( ) A .Sn 、Fe 、Ce B.Sn 、Ce 、Fe C .Ce 、Fe 、Sn D.Fe 、Sn 、Ce
【例3】 已知Co 2O 3在酸性溶液中易被还原成Co ,Co 2O 3、Cl 2、FeCl 3、I 2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 ( ) A .3Cl 2+6FeI 2===2FeCl3+4FeI 3 B .Cl 2+FeI 2===FeCl2+I 2
C .Co 2O 3+6HCl===2CoCl2+Cl 2↑+3H 2O D .2Fe +2I ===2Fe+I 2
【例4】 (1)100 mL 12 mol·L的浓盐酸与足量的MnO 2反应,生成的氯气的物质的量小于0.3 mol,为什么?
(2)将一Cu 片投入稀H 2SO 4溶液中,没观察到反应现象,然后向其中加入少量的KNO 3晶体,看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生,为什么?
反思感悟 (1)判断氧化性或还原性的强弱,依据的是得失电子的难易程度,而不是得失电子数目的多少。
(2)元素的高价态氧化性不一定比低价态强,如HClO 的氧化性大于HClO 4,另外最高价态
-1
3+
-
2+
2+
3+
2+
2+
2+
2+
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2+
2+
3+
2+
3+
2+
2+
3+
2+
2+
3+
2+
4+
4+
2+
3+
3+
的物质也不一定都表现氧化性,如H 3PO 4。 (3)强弱规律及应用
氧化剂(较强氧化性) +还原剂(较强还原性)===还原产物(弱还原性) 得到n e ,被还原+氧化产物(弱氧化性) 失去n e ,被氧化
氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性就越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。
应用:①在适宜条件下,用氧化性强的物质制备还原性弱的物质;用还原性强的物质制备氧化性弱的物质;②比较物质间氧化性(或还原性) 的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。
关于氧化还原反应的三条规律模型
1.反应先后规律的思维模型
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同) 的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;
同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同) 的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。
2.价态归中规律思维模型
含不同价态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―→中间价”,而不会出现交叉现象。例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
-
-
如反应KClO 3+6HCl===KCl+3Cl 2↑+3H 2O 中,转移的电子数为5,而非6。 KClO 3+6HCl===KCl得6e +3Cl 失6e 2↑+3H 2O(错误) KClO 3+6HCl===KCl得5e +3Cl 失5e 2↑+3H 2O(错误) 3.歧化反应规律思维模型 “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:Cl 2+2NaOH===NaCl+NaClO +H 2O 。
【例5】 在含有Cu(NO3) 2、Mg(NO3) 2和AgNO 3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A .Mg B.Cu C.Ag D.H 2
【例6】 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
通电
②Q+H 2O ――→X +H 2 ③Y+NaOH ―→G+Q +H 2O ④Z+NaOH ―→Q+X +H 2
-
-
-
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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
高考题组一 概念判断及应用
1.(2011·上海,5) 高铁酸钾(K2FeO 4) 是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( ) A .有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质 B .有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质 C .有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌 D .有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
2.(2011·上海,18改编) 氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br 2+SO 2+2H 2O ―→H2SO 4+2HBr 相比较,水的作用不相同的是 ( ) ①2Na2O 2+2H 2O ―→4NaOH+O 2↑ ②4Fe(OH)2+O 2+2H 2O ―→4Fe(OH)3 ③2F2+2H 2O ―→4HF+O 2
④2Al+2NaOH +2H 2O ―→2NaAlO2+3H 2↑
A .①③ B.①④ C.③④ D.②④
3.制备印刷线路板过程会产生含FeCl 2、CuCl 2等的废液。为了回收铜,并利用铜制备硫酸铜晶体,某化学课外小组设计方案中涉及如下两个反应: ①Fe+CuCl 2―→Cu+FeCl 2 ②Cu+H 2SO 4+H 2O 2―→CuSO4+2H 2O
关于这两步反应叙述正确的是 ( ) A .CuCl 2失电子是氧化剂B .H 2O 2得电子是还原剂 C .H 2SO 4得电子是氧化剂 D .Fe 失电子是还原剂
4.下列物质中既有氧化性又有还原性的是 ( ) A .SO 3 B.Al 2O 3 C.N 2O 3 D.SiO 2
5.(2010·安徽理综,7) 亚氨基锂(Li2NH) 是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li 2NH +H 2A .Li 2NH 中N 的化合价是-1
B .该反应中H 2既是氧化剂又是还原剂 C .Li 和H 的离子半径相等 D .此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
6.(2009·上海,7) 在下列变化:①大气固氮,②硝酸银分解,③实验室制取氨气中,按氮
+
-
2
+LiH ,下列有关说法正确的是 ( )
元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是 ( ) A .①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
高考题组二 有关氧化还原反应离子方程式的正误判断
7.(1)向次氯酸钙溶液中通入SO 2:Ca +2ClO +H 2O +SO 2===CaSO3↓+2HClO ( ) (2)在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:3Fe +4H +NO 3===3Fe+2H 2O +NO↑ ( ) (3)Fe3O 4与稀硝酸反应:2Fe 3O 4+18H ===6Fe+H 2↑+8H 2O ( ) (4)2MnO4+H 2O 2+6H ===2Mn+3O 2↑+4H 2O ( ) 8.(2009·全国理综Ⅱ,13) 含有a mol FeBr2的溶液中,通入 x mol Cl2。下列各项为通入Cl 2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是 ( ) A .x =0.4a, 2Fe +Cl 2===2Fe+2Cl B .x =0.6a, 2Br +Cl 2===Br2+2Cl
C .x =a, 2Fe +2Br +2Cl 2===Br2+2Fe +4Cl D .x =1.5a, 2Fe +4Br +3Cl 2===2Br2+2Fe +6Cl
2+
-
3+
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2+
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3+
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2+
3+
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+
2+
+
3+
2+
+
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3+
2+
-
课时规范训练 教材习题回扣
1.(必修1P 38-5) 下列有关氧化还原反应的叙述中,正确的是 ( ) A .一定有氧元素参加 B .氧化剂本身发生氧化反应 C .氧化反应一定先于还原反应发生 D .一定有电子转移(得失或偏移)
2.(必修1P 38-7) 在下列反应中,HCl 作还原剂的是( ) ,HCl 作氧化剂的是 ( ) 。 A .NaOH +HCl===NaCl+H 2O
B .Zn +2HCl===ZnCl2+H 2↑
△
C .MnO 2+4HCl(浓)=====MnCl 2+2H 2O +Cl 2↑ D .CuO +2HCl===CuCl2+H 2O
3.(必修1P 96-7) 在NO 2与水的反应中 ( ) A .氮元素的化合价不发生变化 B .NO 2只是氧化剂 C .NO 2只是还原剂
D .NO 2既是氧化剂,又是还原剂
4.(必修1P 42-2) 维生素C 又称“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe 转变为易吸收的Fe ,这说明维生素C 具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
5.(必修1P 42-3) 我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为S +2KNO 3+3C===K2S +N 2↑+3CO 2↑。该反应中还原剂是________,氧化剂是__________。
能力提升训练
1.下列反应中,不属于氧化还原反应的是 ( ) A .3Cl 2+6KOH===5KCl+KClO 3+3H 2O B .2NO 2+2NaOH===NaNO3+NaNO 2+H 2O
△
C .MnO 2+4HCl(浓)=====MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O D .3CCl 4+K 2Cr 2O 7===2CrO2Cl 2+3COCl 2↑+2KCl
2.(2009·福建理综,6) 下列类型的反应,一定发生电子转移的是 ( ) A .化合反应 B.分解反应 C .置换反应 D.复分解反应
3.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:①Cu与HNO 3溶液 ②Cu与FeCl 3溶液 ③Zn与H 2SO 4溶液 ④Fe与FeCl 3溶液由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是 ( ) A .①③ B.③④ C.①② D.①③④
4.已知I 、Fe 、SO 2、Cl 和H 2O 2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的顺序为SO 2>I>Fe
+
--
2+
-
-
2
3+
2+
>H2O 2>Cl,则下列反应不可能发生的是 ( )
3+
2+
2-
+
A .2Fe +SO 2+2H 2O===2Fe+SO 4+4H B .I 2+SO 2+2H 2O===H2SO 4+2HI C .2Fe +I 2===2Fe+2I D .H 2O 2+SO 2===H2SO 4
5.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI ,自身发生如下变化:H 2O 2→H2O IO 3→I2 MnO 4→Mn HNO 2→NO
如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI ,得到I 2最多的是 ( ) A .H 2O 2 B.IO 3 C.MnO 4 D.HNO 2
6.SO 2与足量Fe 2(SO4) 3溶液完全反应后,再加入K 2Cr 2O 7溶液,发生如下两个化学反应:SO 2+2Fe +2H 2O===SO4+2Fe +4H ①,Cr 2O 7+6Fe +14H ===2Cr+6Fe +7H 2O ②。下列有关说法正确的是 ( ) A .还原性:Cr >SO2 B .氧化性:Cr 2O 7>SO2>Fe C .Cr 2O 7能将Na 2SO 3氧化成Na 2SO 4 D .两个反应中Fe 2(SO4) 3均作还原剂
7.从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO 4+5FeS 2+12H 2O===7Cu2S +5FeSO 4+12H 2SO 4,下列说法中正确的是 ( ) A .CuSO 4是氧化剂,FeS 2是还原剂 B .产物中的SO 4有一部分是氧化产物 C .Cu 2S 既是氧化产物又是还原产物 D .5 mol FeS2发生反应,有10 mol e转移 ( )
A .氢元素被氧化,碳元素被还原 B .HCN 是氧化剂,CaC O 3是还原剂 C .CaCN 2是氧化产物,H 2为还原产物 D .CO 为氧化产物,H 2为还原产物
9.(2009·广东,17改编) 常温下,往H 2O 2溶液中滴加少量FeSO 4溶液,可发生如下两个反应: 2Fe +H 2O 2+2H ===2Fe+2H 2O 2Fe +H 2O 2===2Fe+O 2↑+2H 下列说法正确的是( )
A .H 2O 2的氧化性比Fe 强,其还原性比Fe 弱 B .在H 2O 2分解过程中,溶液的pH 逐渐下降 C .H 2O 2分解的总方程式为H 2O 2===H2O +O 2 D .H 2O 2生产过程要严格避免混入Fe
10. 在一定条件下,RO 3与R 发生如下反应:RO 3+5R +6H ===3R2+3H 2O 。下列关于R 元素的
叙述,正确的是 ( ) A .R 为第ⅤA族元素
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+
2+
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2+
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2+
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2-
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2-
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8.制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO 3+2HCN===CaCN2+CO↑+H 2↑+CO 2↑,在反应中
B .R 的氢化物的水溶液是强酸 C .RO 3中的R 只能被还原 D .R 2在常温常压下一定是气体
11.对于8NH 3+6NO 2===7N2+12H 2O ,回答下列问题:
(1)氧化剂是________,还原剂是________,氧化产物是________,还原产物是________,发生氧化反应的物质是__________。
(2)如果参加反应的NH 3为8 mol,则氧化产物比还原产物多________mol。
(3)如果把NH 3与NO 2气体共10 mol混合,充分反应后氧化产物比还原产物多0.5 mol,那么原有NH 3的物质的量为多少?
12.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO 4溶液和“另一物质”在40~50 ℃时反应可生成
它。CuH 具有的性质有:不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu 在酸性条件下发生的反应是2Cu ===Cu+Cu 。
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO 4溶液和“另一物质”制CuH 的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出CuH 在氯气中燃烧的化学反应方程式: _______________________________。 (3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是__________(填化学式) 。
(4)如果把CuH 溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO ,请写出CuH 溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式:___________________________________________________。 13.已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧
化还原反应的体系中共有KCl 、Cl 2、H 2SO 4、H 2O 、KMnO 4、MnSO 4、K 2SO 4七种物质: (1)该反应中,化合价升高的反应物是__________,化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(不需配平)______________________________________________________________________。 (3)上述反应中,氧化剂是__________,1 mol 氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________mol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO 3,溶液又变紫红色。说出NaBiO 3的一个性质:________________________________________________________________________。 +
+
2+
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第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律
[考纲解读] 1. 了解氧化还原反应的本质是电子转移。2. 了解常见的氧化还原反应。
考点一 用分类思想理解氧化还原反应
1.根据反应中有无________转移或元素____________是否发生变化,可以把化学反应划分为____________反应和____________反应。
判断氧化还原反应的最佳判据是______________________。 2.四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示:
1.下列反应属于氧化还原反应的是_________,属于化合反应的是__________,属于分解反应的是__________,属于置换反应的是___________,属于复分解反应的是____________。 A .Cu 2S +O 2===2Cu+SO 2 B.3O 2===2O3
△
C .Fe 2O 3+3CO=====2Fe +3CO 2 D .2Na +2H 2O===2NaOH+H 2↑
△
E .CaCO 3=====CaO +CO 2↑ F .2H 2O 2===2H2O +O 2↑ G .SO 3+H 2O===H2SO 4
△
H .2Fe +3Cl 2=====2FeCl 3 I .H 2SO 4+2NaOH===Na2SO 4+2H 2O
考点二 结合实例理解氧化还原反应的相关概念
高温
实例:在Fe 2O 3+3CO=====2Fe +3CO 2的反应中________是氧化剂,________是还原剂;
________元素被氧化,________元素被还原;Fe 2O 3具有氧化性,CO 具有还原性;________是氧化产物,________是还原产物。 1.相关概念
还原剂在反应中表现为所含元素的化合价________,实质上____电子。还原剂具有________,反应时本身被_____________,发生________反应,得到________产物。 氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价__________,实质上______电子。氧化剂具有________性,反应时本身被________,发生________反应,得到________产物。 2.常见氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
①某些活泼的非金属单质:如Cl 2,一般被还原为________。 ②元素处于高价态的物质:如浓硫酸,一般被还原为________。 ③过氧化物:如H 2O 2,一般被还原为________。 (2)常见还原剂
①活泼的金属单质:如Zn ,一般被氧化为________。 ②某些活泼的非金属单质:如H 2,一般被氧化为________。 ③元素处于低价态的物质:如CO ,一般被氧化为________。 (3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。 还原产物 中间价态 氧化产物
2. 下列氧化还原反应中,水作为氧化剂的是 ( ) A .CO+ H2O CO2+H2 B .3NO 2+H 2O===2HNO3+NO C .2Na 2O 2+2H 2O===4NaOH+O 2↑ D .2F 2+2H 2O===4HF+O 2
3.被称为万能还原剂的NaBH 4溶于水并和水反应:NaBH 4+2H 2O===NaBO2+4H 2↑,下列说法中正确的是(NaBH4中H 为-1价) ( ) A .NaBH 4既是氧化剂又是还原剂 B .NaBH 4是氧化剂,H 2O 是还原剂 C .硼元素被氧化,氢元素被还原
D .被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
4.下列推断合理的是 ( ) A .Fe 、O 2、H 2O 2三种微粒只具有氧化性,没有还原性 B .木炭与浓硝酸反应可能生成CO 和NH 4NO 3
3+
C .因为SO 2具有还原性,所以不能用浓H 2SO 4干燥SO 2 D .Cl 2转变为HClO 时一定需要加入氧化剂才能实现
5.ClO 2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得:
△
2KClO3+H 2C 2O 4+H 2SO 4=====2ClO 2↑+K 2SO 4+2CO 2↑+2H 2O 。下列说法不正确的是 ( ) A .CO 2是氧化产物 B .H 2C 2O 4在反应中被氧化
C .H 2C 2O 4的氧化性强于ClO 2的氧化性 D .ClO 2作水处理剂时,利用了其强氧化性
灵活应用氧化还原反应的相关概念
(1)在复习氧化还原反应的有关概念时,要紧紧抓住“反应前后元素化合价起变化”这一特征,沿着“化合价升高——失去电子——还原剂——氧化反应——氧化产物(或化合价降低——得到电子——氧化剂——还原反应——还原产物)”这一线索进行分析。 (2)不能正确标出反应前后元素的化合价变化,是解此类题常出错的原因。
(3)统一规律:氧化反应和还原反应在同一反应中同时发生,有化合价升高的元素,必有化合价降低的元素。
(4)在氧化还原反应中可能有的物质既是氧化剂又是还原剂,也有的物质既不是氧化剂也不是还原剂。
考点三 电子转移表示法及氧化还原反应类型
下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是________;其中属于歧化反应的是________,属于归中反应的是________,属于部分氧化还原反应的是__________。
↑
失6e +H 2O
2↑+3H 2O 失6e △
2=====MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 3(浓)===Cu(NO3) 2+2NO 2↑+2H 2O
-
-
-
-
-
常考的氧化性、还原性强弱的判断方法
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>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物。
2.根据反应条件和反应剧烈程度进行判断
(1)与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。如Na 与冷水剧烈反应,Mg 与热水反应,Al 与水加热反应也不明显,所以还原性:Na>Mg>Al;非金属单质F 2、Cl 2、Br 2、I 2与H 2反应,F 2与H 2暗处剧烈反应并爆炸,Cl 2与H 2光照剧烈反应并爆炸,Br 2与H 2
加热到500 ℃才能发生反应,I 2与H 2在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,故氧化性:F 2>Cl2>Br2>I2。
(2)当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:一般条件越低,氧化剂的氧化性越强;同种还原剂作用于不同氧化剂时,反
点燃△
应越剧烈,其还原性越强。如:2Fe +3Cl 2=====2FeCl 3,Fe +S=====FeS ,氧化性:Cl 2>S;
△
MnO 2+4HCl(浓)=====MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O,2KMnO 4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O ,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KM nO 4>MnO2。 3.其他因素
(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H 2SO 4>稀H 2SO 4,浓HNO 3>稀HNO 3,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KMnO 4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
【例1】 下列说法正确的是 ( ) A .强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应 B .含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性 C .阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
D .发生化学反应时,失电子越多的金属原子,还原能力越强 【例2】 已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应 Ce +Fe ===Fe+Ce Sn +2Fe ===2Fe+Sn
由此可以确定Fe 、Ce 、Sn 三种离子的还原性由强到弱的顺序是 ( ) A .Sn 、Fe 、Ce B.Sn 、Ce 、Fe C .Ce 、Fe 、Sn D.Fe 、Sn 、Ce
【例3】 已知Co 2O 3在酸性溶液中易被还原成Co ,Co 2O 3、Cl 2、FeCl 3、I 2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 ( ) A .3Cl 2+6FeI 2===2FeCl3+4FeI 3 B .Cl 2+FeI 2===FeCl2+I 2
C .Co 2O 3+6HCl===2CoCl2+Cl 2↑+3H 2O D .2Fe +2I ===2Fe+I 2
【例4】 (1)100 mL 12 mol·L的浓盐酸与足量的MnO 2反应,生成的氯气的物质的量小于0.3 mol,为什么?
(2)将一Cu 片投入稀H 2SO 4溶液中,没观察到反应现象,然后向其中加入少量的KNO 3晶体,看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生,为什么?
反思感悟 (1)判断氧化性或还原性的强弱,依据的是得失电子的难易程度,而不是得失电子数目的多少。
(2)元素的高价态氧化性不一定比低价态强,如HClO 的氧化性大于HClO 4,另外最高价态
-1
3+
-
2+
2+
3+
2+
2+
2+
2+
3+
2+
2+
3+
2+
3+
2+
2+
3+
2+
2+
3+
2+
4+
4+
2+
3+
3+
的物质也不一定都表现氧化性,如H 3PO 4。 (3)强弱规律及应用
氧化剂(较强氧化性) +还原剂(较强还原性)===还原产物(弱还原性) 得到n e ,被还原+氧化产物(弱氧化性) 失去n e ,被氧化
氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性就越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。
应用:①在适宜条件下,用氧化性强的物质制备还原性弱的物质;用还原性强的物质制备氧化性弱的物质;②比较物质间氧化性(或还原性) 的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。
关于氧化还原反应的三条规律模型
1.反应先后规律的思维模型
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同) 的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;
同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同) 的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。
2.价态归中规律思维模型
含不同价态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―→中间价”,而不会出现交叉现象。例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
-
-
如反应KClO 3+6HCl===KCl+3Cl 2↑+3H 2O 中,转移的电子数为5,而非6。 KClO 3+6HCl===KCl得6e +3Cl 失6e 2↑+3H 2O(错误) KClO 3+6HCl===KCl得5e +3Cl 失5e 2↑+3H 2O(错误) 3.歧化反应规律思维模型 “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:Cl 2+2NaOH===NaCl+NaClO +H 2O 。
【例5】 在含有Cu(NO3) 2、Mg(NO3) 2和AgNO 3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A .Mg B.Cu C.Ag D.H 2
【例6】 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
通电
②Q+H 2O ――→X +H 2 ③Y+NaOH ―→G+Q +H 2O ④Z+NaOH ―→Q+X +H 2
-
-
-
-
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
高考题组一 概念判断及应用
1.(2011·上海,5) 高铁酸钾(K2FeO 4) 是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( ) A .有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质 B .有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质 C .有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌 D .有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
2.(2011·上海,18改编) 氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br 2+SO 2+2H 2O ―→H2SO 4+2HBr 相比较,水的作用不相同的是 ( ) ①2Na2O 2+2H 2O ―→4NaOH+O 2↑ ②4Fe(OH)2+O 2+2H 2O ―→4Fe(OH)3 ③2F2+2H 2O ―→4HF+O 2
④2Al+2NaOH +2H 2O ―→2NaAlO2+3H 2↑
A .①③ B.①④ C.③④ D.②④
3.制备印刷线路板过程会产生含FeCl 2、CuCl 2等的废液。为了回收铜,并利用铜制备硫酸铜晶体,某化学课外小组设计方案中涉及如下两个反应: ①Fe+CuCl 2―→Cu+FeCl 2 ②Cu+H 2SO 4+H 2O 2―→CuSO4+2H 2O
关于这两步反应叙述正确的是 ( ) A .CuCl 2失电子是氧化剂B .H 2O 2得电子是还原剂 C .H 2SO 4得电子是氧化剂 D .Fe 失电子是还原剂
4.下列物质中既有氧化性又有还原性的是 ( ) A .SO 3 B.Al 2O 3 C.N 2O 3 D.SiO 2
5.(2010·安徽理综,7) 亚氨基锂(Li2NH) 是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li 2NH +H 2A .Li 2NH 中N 的化合价是-1
B .该反应中H 2既是氧化剂又是还原剂 C .Li 和H 的离子半径相等 D .此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
6.(2009·上海,7) 在下列变化:①大气固氮,②硝酸银分解,③实验室制取氨气中,按氮
+
-
2
+LiH ,下列有关说法正确的是 ( )
元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是 ( ) A .①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
高考题组二 有关氧化还原反应离子方程式的正误判断
7.(1)向次氯酸钙溶液中通入SO 2:Ca +2ClO +H 2O +SO 2===CaSO3↓+2HClO ( ) (2)在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:3Fe +4H +NO 3===3Fe+2H 2O +NO↑ ( ) (3)Fe3O 4与稀硝酸反应:2Fe 3O 4+18H ===6Fe+H 2↑+8H 2O ( ) (4)2MnO4+H 2O 2+6H ===2Mn+3O 2↑+4H 2O ( ) 8.(2009·全国理综Ⅱ,13) 含有a mol FeBr2的溶液中,通入 x mol Cl2。下列各项为通入Cl 2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是 ( ) A .x =0.4a, 2Fe +Cl 2===2Fe+2Cl B .x =0.6a, 2Br +Cl 2===Br2+2Cl
C .x =a, 2Fe +2Br +2Cl 2===Br2+2Fe +4Cl D .x =1.5a, 2Fe +4Br +3Cl 2===2Br2+2Fe +6Cl
2+
-
3+
-
2+
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3+
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-
-
2+
3+
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+
2+
+
3+
2+
+
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3+
2+
-
课时规范训练 教材习题回扣
1.(必修1P 38-5) 下列有关氧化还原反应的叙述中,正确的是 ( ) A .一定有氧元素参加 B .氧化剂本身发生氧化反应 C .氧化反应一定先于还原反应发生 D .一定有电子转移(得失或偏移)
2.(必修1P 38-7) 在下列反应中,HCl 作还原剂的是( ) ,HCl 作氧化剂的是 ( ) 。 A .NaOH +HCl===NaCl+H 2O
B .Zn +2HCl===ZnCl2+H 2↑
△
C .MnO 2+4HCl(浓)=====MnCl 2+2H 2O +Cl 2↑ D .CuO +2HCl===CuCl2+H 2O
3.(必修1P 96-7) 在NO 2与水的反应中 ( ) A .氮元素的化合价不发生变化 B .NO 2只是氧化剂 C .NO 2只是还原剂
D .NO 2既是氧化剂,又是还原剂
4.(必修1P 42-2) 维生素C 又称“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe 转变为易吸收的Fe ,这说明维生素C 具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
5.(必修1P 42-3) 我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为S +2KNO 3+3C===K2S +N 2↑+3CO 2↑。该反应中还原剂是________,氧化剂是__________。
能力提升训练
1.下列反应中,不属于氧化还原反应的是 ( ) A .3Cl 2+6KOH===5KCl+KClO 3+3H 2O B .2NO 2+2NaOH===NaNO3+NaNO 2+H 2O
△
C .MnO 2+4HCl(浓)=====MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O D .3CCl 4+K 2Cr 2O 7===2CrO2Cl 2+3COCl 2↑+2KCl
2.(2009·福建理综,6) 下列类型的反应,一定发生电子转移的是 ( ) A .化合反应 B.分解反应 C .置换反应 D.复分解反应
3.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:①Cu与HNO 3溶液 ②Cu与FeCl 3溶液 ③Zn与H 2SO 4溶液 ④Fe与FeCl 3溶液由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是 ( ) A .①③ B.③④ C.①② D.①③④
4.已知I 、Fe 、SO 2、Cl 和H 2O 2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的顺序为SO 2>I>Fe
+
--
2+
-
-
2
3+
2+
>H2O 2>Cl,则下列反应不可能发生的是 ( )
3+
2+
2-
+
A .2Fe +SO 2+2H 2O===2Fe+SO 4+4H B .I 2+SO 2+2H 2O===H2SO 4+2HI C .2Fe +I 2===2Fe+2I D .H 2O 2+SO 2===H2SO 4
5.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI ,自身发生如下变化:H 2O 2→H2O IO 3→I2 MnO 4→Mn HNO 2→NO
如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI ,得到I 2最多的是 ( ) A .H 2O 2 B.IO 3 C.MnO 4 D.HNO 2
6.SO 2与足量Fe 2(SO4) 3溶液完全反应后,再加入K 2Cr 2O 7溶液,发生如下两个化学反应:SO 2+2Fe +2H 2O===SO4+2Fe +4H ①,Cr 2O 7+6Fe +14H ===2Cr+6Fe +7H 2O ②。下列有关说法正确的是 ( ) A .还原性:Cr >SO2 B .氧化性:Cr 2O 7>SO2>Fe C .Cr 2O 7能将Na 2SO 3氧化成Na 2SO 4 D .两个反应中Fe 2(SO4) 3均作还原剂
7.从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO 4+5FeS 2+12H 2O===7Cu2S +5FeSO 4+12H 2SO 4,下列说法中正确的是 ( ) A .CuSO 4是氧化剂,FeS 2是还原剂 B .产物中的SO 4有一部分是氧化产物 C .Cu 2S 既是氧化产物又是还原产物 D .5 mol FeS2发生反应,有10 mol e转移 ( )
A .氢元素被氧化,碳元素被还原 B .HCN 是氧化剂,CaC O 3是还原剂 C .CaCN 2是氧化产物,H 2为还原产物 D .CO 为氧化产物,H 2为还原产物
9.(2009·广东,17改编) 常温下,往H 2O 2溶液中滴加少量FeSO 4溶液,可发生如下两个反应: 2Fe +H 2O 2+2H ===2Fe+2H 2O 2Fe +H 2O 2===2Fe+O 2↑+2H 下列说法正确的是( )
A .H 2O 2的氧化性比Fe 强,其还原性比Fe 弱 B .在H 2O 2分解过程中,溶液的pH 逐渐下降 C .H 2O 2分解的总方程式为H 2O 2===H2O +O 2 D .H 2O 2生产过程要严格避免混入Fe
10. 在一定条件下,RO 3与R 发生如下反应:RO 3+5R +6H ===3R2+3H 2O 。下列关于R 元素的
叙述,正确的是 ( ) A .R 为第ⅤA族元素
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+
2+
3+
2+
3+
2+
+
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2-
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2-
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8.制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO 3+2HCN===CaCN2+CO↑+H 2↑+CO 2↑,在反应中
B .R 的氢化物的水溶液是强酸 C .RO 3中的R 只能被还原 D .R 2在常温常压下一定是气体
11.对于8NH 3+6NO 2===7N2+12H 2O ,回答下列问题:
(1)氧化剂是________,还原剂是________,氧化产物是________,还原产物是________,发生氧化反应的物质是__________。
(2)如果参加反应的NH 3为8 mol,则氧化产物比还原产物多________mol。
(3)如果把NH 3与NO 2气体共10 mol混合,充分反应后氧化产物比还原产物多0.5 mol,那么原有NH 3的物质的量为多少?
12.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO 4溶液和“另一物质”在40~50 ℃时反应可生成
它。CuH 具有的性质有:不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu 在酸性条件下发生的反应是2Cu ===Cu+Cu 。
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO 4溶液和“另一物质”制CuH 的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出CuH 在氯气中燃烧的化学反应方程式: _______________________________。 (3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是__________(填化学式) 。
(4)如果把CuH 溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO ,请写出CuH 溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式:___________________________________________________。 13.已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧
化还原反应的体系中共有KCl 、Cl 2、H 2SO 4、H 2O 、KMnO 4、MnSO 4、K 2SO 4七种物质: (1)该反应中,化合价升高的反应物是__________,化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(不需配平)______________________________________________________________________。 (3)上述反应中,氧化剂是__________,1 mol 氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________mol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO 3,溶液又变紫红色。说出NaBiO 3的一个性质:________________________________________________________________________。 +
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2+
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