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氧化还原规律及其应用
第二章元素与物质世界(复习学案010)
第3节氧化剂和还原剂
选题人:
整理人:
审核人:
教师寄语:
最大的敌人是自己,战胜了自己就是战胜了一切。
一、【学习目标】
1、了解有关氧化还原的几个基本规律
2、能够利用氧化还原的基本规律来分析有关问题,并能够进行基本的氧化还原计算
二、【基础知识回顾】
1、从有无化合价变化的角度可以把化学反应分为和,根
据化合价的变化情况可以把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应,反应物所含元素化合价
的反应叫做氧化反应,反应物所含元素化合价的反应叫做还原反应。
2、氧化还原反应的实质是:
;判断一个化学反应是否为氧化还原反应的
依据是:
。
3、在氧化还原反应中,所含元素的化合价的反应物,称为氧化剂,氧化剂发生反
应,本身被,表现性;在氧化还原反应中,所含元素的化合价的
反应物,称为还原剂,还原剂身发生反应,本身被,表现性。
4、在中学化学里,常见的氧化剂有、等活泼的非金属单质,、
等含有的含氧酸,以及、、等含有的盐。
常见的还原剂有,及、等非金属单质,以及、等
含有的氧化物,、、等盐。
三、【重点突破】
(一)、价态决定性质的规律
规律:
当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有
原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性,但是主要表现为其中一种性质。
应用:
判断元素或物质氧化性或还原性的有无。
如:
浓H2SO4的S处于最高价只具有氧化性,H2S中的S处于最低价只具有还原性,单质S和SO2中的S处于中间价态既有氧化性又有还原性
【例题1】请判断下列几个问题的正误:
①H2S只具有还原性?
②金属单质既有氧化性又有还原性
③元素或物质的氧化性、还原性不只完全取决于元素的价态,有时还受浓度、酸度、温度等影响
【例题2】在下列各组物质中,只有还原性的是( )
A、Fe、Cl-、S2- B、Cl-、CO、Na+ C、Fe2+、SO42-、NO3- D、Fe3+、O2、H2S
(二)、氧化能力与还原能力大小的比较:
(1)根据化学反应方程式比较:
规律:
氧化剂+还原剂 =还原产物+氧化产物
(较强氧化性)(较强还原性)(较弱还原性)(较弱氧化性)
氧化性:
氧化剂 > 氧化产物 ;还原性:
还原剂 > 还原产物
应用一:
可以根据方程式判断物质氧化性、还原性的强弱
【例题3】根据下列反应,判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4 2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A、H2SO3>I->Fe2+ >NO B、I->Fe2+ >H2SO3 >NO
C、Fe2+ >I->H2SO3>NO D、NO>Fe2+ >H2SO3 >I-
应用二:
可以判断未知氧化还原反应能否发生
【例题4】在一定条件下,下列微粒的还原性顺序为 Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2,由此判断以下各反应在溶液中不能发生的是( )
A、2Fe3++SO2+2H2O =2Fe2++SO42-+4H+ B、2Fe2++Cl2 ==2Fe3++2Cl-
C、2Br-+4H++SO42-=SO2+Br2+2H2O D、I2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2I-
(2)根据反应条件的难易进行比较:
O2+4HCl(浓)
2H2O+2Cl2↑
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
一般地,如果不同物质与同一物质发生反应,反应条件越容易,则其氧化性(或还原性)越强。
由上述三个方程式可得出:
氧化能力:
KMnO4MnO2O2
(3)根据金属活动性顺序表进行比较:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
失电子能力,还原性
K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+
得电子能力,氧化性
(三)、相邻价态转化规律
规律:
1、元素相邻价态间的转化最容易。
如一般情况:
浓硫酸→SO2 S→SO2 Fe3+→Fe2+→ Fe
2、同种元素相邻价态不发生氧化还原反应。
如:
强氧化剂浓硫酸可以干燥强还原剂SO2
3、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,只能靠近而一定不会出现交叉现象(只靠拢,不相交)。
4、发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,所得产物中,该元素一
部分价态升高,一部分价态降低,即“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:
Cl2十2NaOH=NaCl十NaClO十H2O。
应用:
分析判断氧化还原反应中的物质变化以及推测变化产物
【例题5】请用下列几组物质组成氧化还原方程式,不必配平
(1)H2S、SO2、H2SO4(浓)、S、H2O
(2)NO2、H2O、Cu、HNO3(浓)Cu(NO3)2
(3)S、NO2、H2O、SO2、HNO3(浓)
(4)N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3
(四)、强者反应优先的规律
规律:
溶液中同时含有几种还原剂,若加入氧化剂,则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作
用;同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。
应用:
判断氧化还原反应的先后顺序
【例题6】①将足量的铁片投入浓度均为0.2mol/L的Fe3+、Cu2+、H+,则这三种离子与铁反应的先后顺序依次是
②(已知还原性:
I->Fe2+ >Br-) 将少量氯气通入FeBr2的离子方程式为
将少量氯气通入FeI2的离子方程式为
(五)电子得失守恒的规律:
在任何氧化—还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
应用:
有关氧化还原反应的计算
【例题7】用0.1mol/L的Na2SO3溶液30mL,恰好将2×10-3mol的XO4-还原,则元素X在还原产
物中的化合价是 (注:
Na2SO3的氧化产物为Na2SO4)
【例题8】 一定条件下硝酸铵受热分解的未配平的化学方程式为:
NH4NO3→HNO3+N2+H2O。
在
反应中被氧化与被还原的氮原子数之比是()
A.5:
3 B.5:
4 C.1:
1 D.3:
5
氧化剂和还原剂练习题(010)
选题人:
整理人:
审核人:
教师寄语:
最大的敌人是自己,战胜了自己就是战胜了一切。
1、下列微粒中既有氧化性又有还原性的是( )
A.Mg B.H+ C.Zn2+ D.HS-
2、已知:
①向KMnO4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体 ②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色 ③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。
下列判断正确的是( )
A、上述实验证明氧化性:
MnO4—>Cl2 >Fe3+ >I2B、上述实验中共有两个氧化还原反应
C、实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D、实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
3、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→H2O
IO3— →I2 MnO4— →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( )
A、H2O2 B、IO3— C、MnO4— D、HNO2
4.(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。
按氮元素被氧化、
被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是()
A.①、②、③B.②、①、③ C.③、②、①D.③、①、②
5.X、Y、Z为三种单质。
已知:
Y能将Z从其化合物的水溶液中置换出来,而Z又能将X从其化
合物中置换出来。
由此可以推断下列说法中可能正确的是()
①单质的氧化性:
Y>Z>X; ②单质的还原性:
Y>Z>X;③对应离子的氧化性:
X>Z>Y;
④对应离子的还原性:
X>Z>Y
A、只有①B、只有②③C、只有①④D、①②③④
6.已知反应:
①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2;②2FeCl2+Cl22FeCl3;
③I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;由此判断下列物质的还原能力由大到小的顺序正确的是()
A.I->Fe2+>Cl->SO2 B.Cl->Fe2+>SO2>I- C.Fe2+>I->Cl->SO2 D.SO2>I->Fe2+>Cl-
7.(07年广东化学5)氯气是一种重要的工业原料。
工业上利用反应在3Cl2+2NH3=N2+6HCl
检查氯气管道是否漏气。
下列说法错误的是()
A.若管道漏气遇氨就会产生白烟B.该反应利用了Cl2的强氧化性
C.该反应属于复分解反应D.生成1molN2有6mol电子转移
8.(08年广东33)氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子陶瓷
等工业领域。
在一定条件下,AlN可通过反应:
Al2O3+N2+3C=2AlN+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中氮的化合价为+3D.AlN的摩尔质量为41g
9.(08年海南化学4)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。
当生成1mol硝酸锌
时,被还原的硝酸的物质的量()
A.2molB.1molC.0.5molD.0.25mol
10.(09年福建理综;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
11.(09年广东理,25)钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是()
A.反应①、②中电子转移数目相等B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
12.38.4毫克铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体22.4毫升(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量可能是
A.1.0×10-3molB.1.6×10-3molC.2.2×10-3molD.2.0×10-3mol
13.(2007年全国高考题)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的电子为
A.10molB.11molC.12molD.13mol
14.当溶液中XO
的个数与H202分子个数比为2:
5时,溶液中的XO
离子全部被还原成较低价态,则X元素的化合价变为()。
A.+3价B.+2价C.+5价D.+6价
15.(06年广东卷)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,以TiO2制取Ti的主要反应有
①TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO②TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti下列叙述正确的是
A.反应①是置换反应B.反应②是复分解反应
C.反应①中TiO2是氧化剂D.反应②中金属镁是还原剂
a
b
c
A
Al
AlCl3
Al(OH)3
B
HNO3
NO
NO2
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
CH2=CH2
CH3CH2OH
CH3CHO
16.(09江苏卷
)下列所列各组物质中,物质之
间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
17.(09山东卷13)下列推断合理的是
A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应
C.浓H2SO4有强氧化性,不能与Cu发生剧烈反应
D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水褪色后加热也能恢复原色
18.需要加入氧化剂才能实现下列反应的是()
A.Cl2→Cl-B.H+→H2C.MnO4-→Mn2+D.Zn→Zn2+
19.下列叙述中,正确的是()
A.有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
B.反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应
C.某元素在化学反应中,由化合态变为游离态,则该元素一定被还原
D.氧化还原反应中,一种物质被氧化,另一种物质必被还原
20.判断下列说法是否正确()
A.置换反应一定属于氧化还原反应
B.有单质参加和有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应
C.属于氧化还原反应的化合反应必定是因为有单质参与了反应
D.氧化还原反应发生的本质是化合价发生了变化
21.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_________。
22.有A、B、C、D四种金属,将A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中,A上放出氢气,B逐渐溶解生成B2+;电解含A2+和C2+的混合溶液时,阴极上先析出C;将D放入含B2+的硝酸溶液中,D表面有B析出,同时生成D2+。
则这四种金属阳离子的氧化性由强到弱的顺序是:
。
23.(08年山东理综·28)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是(填元素符号)
24.(07年宁夏理综27)(14分)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
SiO2+C+N2→Si3N4+CO
(1)配平上述反应的化学方程式
(2)该反应的氧化剂是,其还原产物是
(3)该反应的平衡常数表达式为K=;
(4)若知上述反应为放热反应,则其反应热△H零(填“大于”、“小于”或“等于”);
升高温度,其平衡常数值 (填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)若使压强增大,则上述平衡向反应方向移动(填“正”或“逆”);
(6)若已知CO生成速率为v(CO)=18molL-1min-1,
则N2消耗速速率为v(N2)= mol.L-1min-1。
《氧化剂和还原剂》学案参考答案
二、【基础知识回顾】
1、氧化还原反应;非氧化还原反应;升高;降低
2、电子的转移;是否有化合价的升降。
3、降低;还原;还原;氧化;升高;氧化;氧化;还原
4、氧气、氯气;硝酸、浓硫酸;较高价态元素;KMnO4、KClO3、FeCl3;较高价态元素;金属单质、碳单质、氢气;CO、SO2;较低价态元素;KI、Na2SO3、FeSO4
例题1
(1)错,H2S既有氧化性也有还原性
(2)错,金属只有还原性(3)对
例题2:
A例题3:
A例题4:
C
(2)>>(3)失电子能力逐渐减弱,还原性逐渐减弱;得电子能力逐渐增强,氧化性逐渐增强。
例5:
(1)H2SO4(浓)+H2S---SO2+S+H2O
(2)Cu+HNO3(浓)----Cu(NO3)2+NO2+H2O
(3)S+HNO3(浓)----NO2+H2O+SO2
(4) FeSO4+HNO3-----Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3 +N2O+H2O
【例题6】①Fe3+>Cu2+>H+
②2Fe2+ +Cl2=2Fe3++2Cl-;2I-+Cl2=I2+2Cl-
【例题7】+4【例题8】:
A
练习题参考答案
1.D2.A3.B4.A5.D6.D7.C8.B9.D10.C11.A12.C13.B14.B15.D16.B17.A18.D19.B20.AC--------
21.答案:
(1)H2O2
(2)H2CrO4Cr(OH)3
(3)
====2Cr(OH)3+3O2↑+2H2O(4)3.36L
解析:
本题综合考查氧化还原反应的概念、氧化还原反应方程式的书写及相关运算等。
由
,氧元素化合价升高,H2O2作还原剂,则所给物质中化合价降低的H2CrO4必定作氧化剂,发生还原反应H2CrO4
Cr(OH)3。
根据氧化还原后质量守恒的原则可得如下的化学反应方程式:
====2Cr(OH)3+3O2↑+2H2O
由上述反应可知每转移6mol电子可生成3×22.4L的O2,故转移0.3mol电子时所得气体的体积为
×3×22.4L=3.36L。
22.答案:
C2+>A2+>B2+>D2+
23.答案:
(1)Cu、O
解析:
(1)若CuFeS2中Fe的化合价为+2,则Cu化合价为+2,S化合价为-2,分析化学方程式两边元素化合价的变化可知,化合价降低的元素被还原,有Cu和O元素。
24.
(1)3SiO2+6C+2N2=Si3N4+6CO
(2)该反应的氧化剂是N2,其还原产物是Si3N4
(3)该反应的平衡常数表达式为K=[CO]6/[N2]2
(4)若知上述反应为放热反应,则其反应热△H(小于)零(填“大于”、“小于”或“等于”);升高温度,其平衡常数值 减小
(5)若使压强增大,则上述平衡向逆反应方向移动
(6)若已知CO生成速率为v(CO)=18molL-1min-1,则N2消耗速速率为v(N2)=6mol.L-1min-1。
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