内容正文:
专题05 氧化还原反应
考点一 氧化性、还原性强弱规律
1.氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:
最高价态——只有氧化性,如:Fe3+、H2SO4、KMnO4等;
最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl-、S2-等;
中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2+、S、Cl2等。
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(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)根据反应条件和产物价态高低进行判断
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F2、Cl2、Br2、I2与H2反应,F2与H2暗处剧烈反应并爆炸,Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸,Br2与H2加热到500 ℃才能发生反应,I2与H2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:F2>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,如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态不相同,可根据氧化产物的价态高低进行判断:氧化产物的价态越高,则氧化剂的氧化性越强,如:2Fe+3Cl2FeS,则氧化性:Cl2>S。
2FeCl3,Fe+S
例1(安徽省蚌埠市2018届高三上学期第一次教学质量检查考试)酸性KMnO4溶液和CuS混合时,发生的反应如下:MnO4-+CuS+H+→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O,下列有关该反应的说法中正确的是( )
A.被氧化的元素是Cu和S
B.Mn2+的还原性强于CuS的还原性
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:5
D.若生成2.24L(标况下)SO2,转移电子的物质的量是0.8mol
例2 (2019·豫南豫北名校精英联赛)含氟的卤素互化物通常做氟化剂,使金属氧化物转化为氟化物,如2Co3O4+6ClF3===6CoF3+3Cl2+4X。下列有关该反应的说法,正确的是( )
A.X与O3互为同位素
B.ClF3中氯元素为-3价
C.Co3O4在反应中做氧化剂
D.1 mol Co3O4参加反应转移9 mol电子
考点二 氧化还原反应的规律与应用
1.守恒规律
在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
例3(2017届河北省武邑中学高三上学期周考)一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为
A.3.0 mol
B.1.5 mol
C.1.0 mol
D.0.75 mol
2.转化规律
(1)价态归中规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时,该元素的价态变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,即“价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢。”如:
不会出现⑤中H2S和H2SO4反应,H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
(2)歧化反应规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高,或都比反应物中该元素价态低。
例4 已知歧化反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,下列说法正确的是( )
A.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.1 mol NO2与足量水反应转移电子个数为2NA
D.每生成22.4 L NO,有2 mol NO2被氧化
例5 (2019·试题调研)用CuS、Cu2S处理酸性废水中Cr2O,发生反应如下。
反应Ⅰ:CuS+Cr2O+Cr3++H2O(未配平)
+H+―→Cu2++SO
反应Ⅱ:Cu2S+Cr2O+Cr3++H2O(未配平)
+H+―→Cu2++SO
下列有关说法正确的是( )
A.反应Ⅰ、Ⅱ中Cu2+和SO都是氧化产物
B.处理1 mol Cr2O时反