氧化还原竞赛教学案Word格式文档下载.docx
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CH4
H3COH
HCOOH
HCHO
化合价
4
氧化数
-4
-2
+2
(2)所用的数字围不同:
化合价取整数(一般不超过+8或-4),如Fe3O4,Fe的化合价为+2,+3。
氧化数可以取零,分数或整数,如Fe3O4的表观(平均)氧化数为+8/3,而实际氧化数为+2、+3。
(3)表示的符号不同:
Pauling建议,氧化数表示为+m、-n;
化合价:
在离子化合物中,用m+、n-表示,在共价化合物中,用罗马字母表示,Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)。
二、氧化还原反应的特征
氧化还原反应:
在化学反应中,元素的原子或离子在反应前后氧化值发生了变化的一类反应。
氧化值升高的过程称为氧化,该物质叫还原剂。
氧化值降低的过程称为还原,该物质叫氧化剂。
三、氧化剂和还原剂
常见的重要氧化剂、还原剂
氧化剂
还原剂
活泼非金属单质:
X2、O2、S
活泼金属单质:
Na、Mg、Al、Zn、Fe
某些非金属单质:
C、H2、S
高价金属离子:
Fe3+、Sn4+
不活泼金属离子:
Cu2+、Ag+其它:
[Ag(NH3)2]+、新制Cu(OH)2
低价金属离子:
Fe2+、Sn2+
非金属的阴离子及其化合物:
S2-、H2S、I-、HI、NH3、Cl-、HCl、Br-、HBr
含氧化合物:
NO2、N2O5、MnO2、Na2O2、H2O2、HClO、
HNO3、浓H2SO4、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、
KMnO4、王水
低价含氧化合物:
CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaNO2、
H2C2O4、含-CHO的有机物:
醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等
既可作氧化剂又可作还原剂的有:
S、SO32-、HSO3-、H2SO3、SO2、NO2-、Fe2+等,及含-CHO的有机物
四氧化---还原反应的一般概念
例1.已知6HCl+KClO3=KCl+3Cl2+3H2O
(1)若将H37Cl和K35ClO3反应,生成氯气的分子量是多少?
(2)若将H35Cl和K37ClO3反应,所得氯气的分子量又为多少?
例2.已知单质铁溶于一定浓度的硝酸溶液中反应的离子方程式为:
aFe+bN03-+cH+===dFe2++fFe3+gNO↑+hN2O↑+kH2O(化学计量数a-k均为正整数)
回答下列问题:
(1)根据反应中氮、氢、氧三种元素的原子个数守恒,可得c、g、h的关系式(用一个代数式表示,下同)
(2)根据反应中离子的电荷守恒,可得b、c、d、f的关系式是
(3)根据反应中电子转移的总数相等,可得d、f、g、h的关系式
(4)若a=12,且铁和稀硝酸恰好完全反应,则b的取值围是。
C的取值围是
①特征:
元素化合价的升降
②本质:
电子的转移或电子对的偏移
(一)氧化一还原反应电子转移的表示法
①每一个桥用来表示同一种元素反应前后变化情况,跨过“=”
②方向:
从反应物指向生成物,元素对应
③桥上既标得失又标电子数
思考单线桥中一定只有一个桥,双线桥式中一定只有二个桥吗?
解析如果氧化一还原反应中只有两种元素或一种元素不同价态或歧化反应中,上述说法成立.
如果情况更复杂,则单桥式可能有2个桥,双桥式有3个桥,甚至有更多个桥.如:
例:
请判断下列表示式的正误,若错请加以订正.
(二)氧化一还原反应的反应规律
1.表现性质规律:
元素处于最高价是只具有氧化性、处于最低价时只具有还原性、处于中间价态的既具有氧化性又具有还原性。
2.性质强弱规律:
在“氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物”中,氧化性:
氧化剂>
氧化产物,还原性:
还原剂>
还原产物。
3.反应先后规律:
当多种氧化剂、多种还原剂,氧化性越强的氧化剂、还原性越强的还原剂越先反应。
4.价态归中规律:
同种元素不同的价态之间发生氧化还原反应应遵循下列规则:
高价+低价→相同中间价(可以靠拢)
5.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去电子数一定相等(它是氧化还原反应计算的捷径,也是配平的依据)
例.1.已知反应的化学方程式为
△
aFeCl2+bKNO3+cHCl======dFeCl3+gKCl+fX+eH2O
若b=1,d=3,x为生成物
(1)x的化学式为
该x为反应物(化学式)被(氧化或还原)后的产物;
(2)若反应中共生成标况时4.48LX,则反应过程中转移电子mol;
(3)用单线桥式表示该氧化一还原反应中电子转移的情况
.
2、某化学反应的反应物和产物如下:
KMnO4+KI+H2SO4→MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O
(1)该反应的氧化剂是_____________________
(2)如果该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5①KMnO4的系数是______________
②在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目
KMnO4+KI+H2SO4→
(3)如果没有对该方程式中的某些系数作限定,可能的配平系数有许多组。
原因是。
(三)氧化一还原反应的配平
1.原则及顺序:
①电子得失守恒②离子电荷守恒③原子个数守恒
2.方法和技巧
①顺配法:
先从氧化剂或还原剂开始配平.
适用围:
i)分子间的氧化一还原反应;
ii)所有元素参与的氧化一还原反应;
iii)生成物中某一物质既是氧化产物,又是还原产物.
②逆配法:
先以氧化一还原反应产物开始配平
适用围:
i)自身氧化一还原反应(含歧化反应)ii)反应物中某一部分被氧化或还原
下列几类反应的配平请注意技巧
Ⅰ:
缺项类:
①可能缺的项:
一般是反应介质,通常是酸、碱或水,它们参与反应,但其中元素化合价不变.②确定方法:
先配出氧化一还原系数.后根据离子电荷平衡和原子个数平衡确定.
例.配平下列方程式
1.MnO4-+H2S-Mn2++S↓
2.S+()△S2-+SO32-
Ⅱ.多变类
例.配平下列方程
1.P+CuSO4+H2O----
H3PO4+Cu3P+H2SO4
2.As2S3+HNO3+H2O----
H3AsO4+H2SO4+NO
Ⅲ.字母类
此类配平有一定的抽象性.关键在于元素价态的确定和处理.
例:
配平Na2Sx+NaClO+NaOH-Na2SO4+NaCl+H2O
Ⅳ.改写类
一般习惯于化学方程式改写成离子方程式,而且一个离子方程式往往可代表同一类化学方程式.现考虑怎样改写成合理的化学方程式.
例1Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O其中H+可代表所有的强酸吗?
如改写成HX与它的反应Fe(OH)3+3HX=FeX3+3H2O一定合理吗?
例2把MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O改写成合理的化学方程式.
例3Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O,当NO2和NO的物质的量为1∶1时,实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为()
A1∶7B1∶9C1∶5D2∶9
方程式配平练习
1.Fe3O4+HNO3——Fe(NO3)3+NO2+H2O
2.Cu2S+HNO3—Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O
3.Fe3C+HNO3—Fe(NO3)3+CO2+NO2+H2O
4.FeS2+O2—Fe2O3+SO2
5.P4S3+HNO3+H2O—H2SO4+H3PO4+NO
6.Pb(N3)2+Cr(MnO4)2—Pb3O4+NO+Cr2O3+MnO2
7.BrCln+H2O+SO2—HBr+HCl+H2SO4
8.Cl2+OH-—Cl-+ClO3-+H2O
9.SO2+MnO4-+H2O—SO42-+Mn2++H+
10.S2-+SO32-+H+=S+
11.Ax-+Bn—By-+Am
12.FeSx+O2—Fe2O3+SO2
13.KMnO4+KNO2+—MnSO4+K2SO4+KNO3+H2O
练习:
1.硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL0.100mol·
L-1Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成()
A.S2- B.S C.SO32- D.SO42-
2.在一定条件下,RO3n-和氟气可发生如下反应:
RO3n-+F2+2OH-=RO4-+2F-+H2O。
从而可知在RO3n-中,元素R的化合价是()
A.+4B.+5C.+6D.+7
3.NaH是—种离子化合物,它跟水反应的方程式为:
NaH+H2O→NaOH+H2↑,它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应,并都产生氢气。
下列有关NaH的叙述错误的是()
A.跟水反应时,水作氧化剂B.NaH中H-半径比Li+半径小
C.跟液氨反应时,有NaNH2生成D..跟乙醇反应时,NaH被氧化
4.在化学反应中11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4;
1.5molCuSO4能氧化P的物质的量的是()
A.2molB.1/2molC.5molD.0.3mol
5.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()
A.1︰1B.2︰1C.1︰2D.2︰3
6、从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应:
,下列说确的是
A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物
B.5molFeS2发生反应,有10mol电子转移
C.产物中的
离子有一部分是氧化产物
D.FeS2只作还原剂
7.下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关系为1∶2的是
A.O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2B.2CH3COOH+Ca(ClO)2==2HClO+Ca(CH3COO)2
C.I2+2NaClO3==2NaIO3+Cl2D.4HCl+MnO2==MnCl2+Cl2↑+2H2O
8.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:
H2O2→H2OIO3-→I2MnO4-→Mn2+HNO2→NO
如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是
AH2O2BIO3-CMnO4-DHNO2
9、9已知氧化还原反应:
2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O其中1mol氧化剂在反应中得到电子
A、10molB、11molC、12molD、13mol
10.三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2。
其反应原理为:
C3N3(OH)33HNCO;
8HNCO+6NO27N2+8CO2+4H2O
下列说确的是
A.C3N3(OH)3与HNCO为同一物质B.HNCO是一种很强的氧化剂
C.1molNO2在反应中转移的电子为4molD.反应中NO2是还原剂
11.氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、瓷等工业领域。
在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3+N2+3C2AlN+3CO合成。
下列叙述正确的是
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1molAlN需转移3mol电子
C.AlN中氮元素的化合价为+3
D.AlN的摩尔质量为41g
12.在一定条件下,NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。
现有NO和NH3的混合物1mol,充分反应后所得产物中,若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4g。
(1)写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。
(2)若以上反应进行完全,试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量可能各是多少。
13.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯。
其变化可个表述为:
KClO3+HCl(浓)=KCl+ClO2↑+Cl2↑+
(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框)
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______(填写编号,多选倒扣)。
①只有还原性②还原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性
(3)产生0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为_________mol.
(4)ClO2具有很强的氧化性。
因此,常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的_______倍。
14.化合物BrFx与水按物质的量之比3︰5发生反应,其产物为溴酸、氢氟酸、单质溴和氧气。
(1)BrFx中,x=。
(2)该反应的化学方程式是:
。
(3)此反应中的氧化剂和还原剂各是什么?
氧化剂是;
还原剂是
15.已知硫酸锰(MnSO4)和过硫酸钾(K2S2O8)两种盐溶液在银离子催化下可发生氧化还原反应,生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。
(1)请写出并配平上述反应的化学方程式。
(2)此反应的还原剂是,它的氧化产物是。
(3)此反应的离子反应方程式可表示为。
(4)若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰,当它跟过量的过硫酸钾反应时,除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外,其他的生成物还有。
16、某一反应体系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)该反应中的还原剂是。
(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)如反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为。
17、
(1)请将5种物质:
N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
________+________→________+________+________+H2O
(2)反应物中发生氧化反应的物质__________,被还原的元素是_________。
(3)反应中1mol氧化剂_______(填“得到”或“失去”)________mol电子。
(4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中:
__________+__________→
18.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:
软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl:
用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后得KMnO4。
请回答:
(1)软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是 ;
(2)K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是 ;
(3)若用2.5g软锰矿(含MnO280%)进行上述实验,计算KmnO4的理论产量;
(4)KmnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2+该反应的化学方程式是 ;
(5)上述制得的KmnO4产品0.165g,恰好与0.335g钝Na2C2O4反应完全,计算该KmnO4的纯度。
19、某反应体系中的物质有:
NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。
⑴请将Au2O3之外的反应物与生成物分别填如以下空格。
⑵反应中,被还原的元素是,还原剂是。
⑶将氧化剂与还原剂填入下列空格中,并标出电子转移的方向和数目。
⑷纺织工业中常用氯气作漂白剂,Na2S2O3可作为漂白后布匹的“脱氯剂”,Na2S2O3和Cl2反应的产物是H2SO4、NaCl和HCl,则还原剂与氧化剂物质的量之比为。
奥赛试题
01年第1题(4分)今年5月底6月初,各地报刊纷纷了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告。
据报道,在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。
根据你的化学知识作出如下判断(这一判断的正确性有待证明):
当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯,最可能的存在形式是和。
当另一种具有(性质)的液态洁污剂与之混合,可能发生如下反应而产生氯气:
2.(04年初赛)第9题(6分)
下图摘自一篇新近发表的钒生物化学的论文。
回答如下问题:
1.此图钒化合物的每一次循环使无机物发生的净反应(的化学方程式)是:
2.在上面的无机反应中,被氧化的元素是;
被还原的元素是。
3.次氯酸的生成被认为是自然界的海藻制造C—Cl键的原料。
请举一有机反应来说明。
4.试分析图中钒的氧化态有没有发生变化,简述理由。
(99年初赛)第四题(12分)
市场上出现过一种一氧化碳检测器,其外观像一塑料信用卡,正中有一个直径不到2cm的小窗口,露出橙红色固态物质。
若发现橙红色转为黑色而在短时间不复原,表明室一氧化碳浓度超标,有中毒危险。
一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能很快复原。
已知检测器的化学成分:
亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸H8[Si(Mo2O7)6]·
28H2O、CuCl2·
2H2O和PdCl2·
2H2O(注:
橙红色为复合色,不必细究)。
4-1CO与PdCl2·
2H2O的反应方程式为:
4-24-1的产物之一与CuCl2·
2H2O反应而复原,化学方程式为:
4-34-2的产物之一复原的反应方程式为:
(97年初赛)第一题
次磷酸H3PO2是一种强还原剂,将它加入CuSO4水溶液,加热到40~50℃,析出一种红棕色的难溶物A。
经鉴定:
反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;
X射线衍射证实A是一种六方晶体,结构类同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定;
A的主要化学性质如下:
(1)温度超过60℃,分解成金属铜和一种气体;
(2)在氯气中着火;
(3)与盐酸应放出气体。
1)写出A的化学式。
2)写出A的生成反应方程式。
3)写出A与氯气反应的化学方程式。
4)写出A与盐酸反应的化学方程式。
13.(97年初赛)第三题
用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成:
CuFeS2+SiO2+O2→Cu+FeSiO3+SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。
(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁;
(2)硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣;
(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜;
(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
1)写出上述各个分步反应的化学方程式。
(1)
(2)
(3)
(4)
给出总反应方程式的系数。
3)据最新报道,有一种叫Thibacillusferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。
反应是在酸性溶液中发生的。
试写出配平的化学方程式。
4)最近我国学者发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2(空气)反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4·
5H2O,成本降低了许多。
实验结果如下:
沸腾炉温度/℃
560
580
600
620
640
660
生
成
物
水溶性Cu/%
90.12
91.24
93.50
92.38
89.96
84.23
酸溶性Cu/%
92.00
93.60
97.08
97.82
98.16
98.19
酸溶性Fe/%
8.56
6.72
3.46
2.
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