1617版 第1部分 专题1 突破点4 氧化还原反应规律的应用.docx
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1617版第1部分专题1突破点4氧化还原反应规律的应用
突破点4 氧化还原反应规律的应用
提炼1
氧化还原反应概念间的关系
在一个氧化还原反应中,有:
氧化性:
氧化剂>氧化产物
还原性:
还原剂>还原产物
可总结为:
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
如在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
氧化性:
MnO2>Cl2,还原性:
HCl>Mn2+。
提炼2
氧化还原反应的有关规律
1.守恒律
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。
该规律可应用于氧化还原反应方程式的配平及相关计算等。
2.强弱律
氧化性:
氧化剂>氧化产物;还原性:
还原剂>还原产物。
强弱律的应用:
在适宜条件下,用氧化性(还原性)较强的物质可制备氧化性(还原性)较弱的物质;用于比较物质的氧化性或还原性的强弱。
3.优先律
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:
2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后发生反应:
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。
4.价态律
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。
价态律可应用于判断物质的氧化性、还原性。
5.转化律
同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
如:
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+===3Cl2↑+3H2O。
提炼3
氧化还原反应方程式的配平
1.配平依据:
氧化还原反应中,元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数。
2.配平方法
(1)一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法
(2)缺项氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。
①方法:
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
②补项原则:
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-
回访1 (2016·全国乙卷)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
【导学号:
14942018】
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为________。
(计算结果保留两位小数)
[解析]
(1)由化合价规则知,NaClO2中Cl的化合价为+3。
(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物,ClO2、NaHSO4为生成物,再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4。
(3)粗盐水精制时除去Mg2+通常用NaOH溶液,生成氢氧化镁沉淀,过滤除去;除去Ca2+通常用Na2CO3溶液,生成碳酸钙沉淀,过滤除去。
电解时阴极为得电子极,因此产物的化合价应降低,即生成NaClO2。
(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知,反应物之一为ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是NaOH、H2O2,由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2,由ClO2生成NaClO2,Cl的化合价由+4变为+3,化合价降低,ClO2为氧化剂,则H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,该反应中氧化产物是O2。
(5)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,先求得1gNaClO2变为Cl-转移的电子数为1÷90.5×4,再设有xgCl2变为Cl-的氧化能力与1gNaClO2的氧化能力相当,列方程得1÷90.5×4=x÷71×2,解得x=1.57,即为有效氯含量。
[答案]
(1)+3
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4 (3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO(或NaClO2) (4)2∶1 O2 (5)1.57
回访2 (2016·全国甲卷节选)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__________________________________
______________________________________________________________。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号);实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为
_____________________________________________________________。
[解析]
(1)Fe2+具有很强的还原性,易被空气中的O2氧化为Fe3+,在FeCl2溶液中加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。
(2)Fe2+被氧化为Fe3+,Cl2被还原为Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)O2难溶于煤油,加入煤油能隔绝空气,排除O2对实验的影响。
(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+。
K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的试剂。
实验③溶液变红,说明溶液中仍存在Fe3+,由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。
(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应,Fe2+被氧化为Fe3+,H2O2被还原为H2O,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
[答案]
(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
回访3 (高考题组合)
(1)(2015·全国卷Ⅰ节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。
该反应的还原产物为________。
(2)(2015·全国卷Ⅱ节选)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。
回答下列问题:
①工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
②用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为________________________
________________________________________________。
[解析]
(1)浓缩液中碘元素以I-的形式存在,I-具有还原性,可将MnO2还原为Mn2+。
(2)①该反应中Cl由+5价降低为+4价,S由+4价升高为+6价,则KClO3为氧化剂,Na2SO3为还原剂。
根据氧化还原反应中电子得失守恒可得:
n(KClO3)×(5-4)=n(Na2SO3)×(6-4),则有n(KClO3)/n(Na2SO3)=2∶1。
②ClO2具有氧化性,I-具有还原性,二者在酸性溶液中发生氧化还原反应,离子方程式为2ClO2+10I-+8H+===5I2+4H2O+2Cl-。
[答案]
(1)MnSO4(或Mn2+)
(2)①2∶1 ②2ClO2+10I-+8H+===2Cl-+5I2+4H2O
回访4 (高考组合)
(1)(2014·海南高考节选)MnO2可以与KOH和KClO3,在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为_________________________
_____________________________________________________________。
K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________。
(2)(2014·新课标全国卷Ⅱ节选)①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为_________________________________________________
__________________________________________________________。
②PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为
______________________________________________________________。
[解析]
(1)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式:
3MnO2+KClO
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