内容正文:
氧化还原反应的基本规律
1.守恒规律
(1)内容:还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数;化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)应用:氧化还原反应方程式的配平与计算。
[微辨析1] 练一练
当溶液中X2O与SO物质的量之比为1∶3时正好完全反应,X在还原产物中的化合价为(已知硫的最高化合价为+6价)( C )
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
解析:由题意可知,X2O在反应中做氧化剂,则SO做还原剂,则在SO→SO过程中1 mol SO失去2 mol电子,3 mol SO共失去6 mol电子,则1 mol X2O在反应中应得到6 mol电子。设反应后X的化合价为a,则得到2×(6-a)mol电子,根据上述分析,2×(6-a)=6,解得a=+3。
2.价态规律
(1)内容:
元素价态
较低价态
较高价态
中间价态
变化趋势
有升高的趋势
有降低的趋势
既有降低的趋势又有升高的趋势
可能性质
还原性
氧化性
既具有氧化性又具有还原性
举例
Fe、Cu、Cl-、S2-等
HNO3、MnO、Fe3+等
Fe2+、H2O2、NO2等
(2)应用:判断物质的氧化性和还原性。
3.先后规律
(1)内容:
①同一种还原剂与多种氧化剂反应时,氧化性强的先被还原。如:
往含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和HNO3的某溶液中,加入铁粉,氧化性:HNO3>Fe3+>Cu2+。
则发生反应的先后顺序为
a.Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
b.Fe+2Fe3+===3Fe2+
c.Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
②同一种氧化剂与多种还原剂反应时,还原性强的先被氧化。如:FeBr2溶液中通入Cl2反应,还原性:Fe2+>Br-。
发生反应的先后顺序为
a.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
b.2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
(2)应用:判断不同物质间发生氧化还原反应的先后顺序。
[微辨析2] 练一练
向含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( C )
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
解析:由金属活动性顺序可知,Cu2+、Mg2+、Ag+、H+的氧化性由强到弱的顺序为Ag+>Cu2+>H+>Mg2+,故向混合液中加入锌粉时首先置换出Ag。
4.转化规律
(1)内容:
①归中反应——同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态→中间价态,即只靠拢,不交叉(注意:同种元素相邻价态间不反应)。如:
Ⅰ.H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O
Ⅱ.2H2S+SO2===3S↓+2H2O
②歧化反应——某种元素中间价态在适宜的条件下发生氧化还原反应时,元素价态同时向较高价态和较低价态转化,即中间价态→高价态+低价态。如:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(2)应用:判断氧化还原反应能否进行及其反应产物。
依据三个“守恒规律”配平氧化还原反应方程式
[微辨析3] 练一练
(1)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al2O3、C、N2、AlN、CO。请写出该反应的化学方程式并配平:Al2O3+3C+N2===2AlN+3CO。
(2)某离子反应中共有H2O、ClO-、NH、H+、N2、Cl-六种微粒。其中c(ClO-)随反应进行逐渐减小。请写出该反应的离子方程式并配平:3ClO-+2NH===N2↑+3H2O+3Cl-+2H+。
氧化还原反应的计算 理解与辨析能力、分析与推测能力
能力解读
新教材新高考
新教材
新教材与原来相比变化不大,仍分三个层次讲解了氧化还原反应的计算,知识呈现存在递进关系,教材中的“迁移·应用”等内容丰富,可能是新高考命题的素材
新高考
利用守恒规律进行计算是高考命题的热点
守恒规律的应用
(2022·广州高三检测)Cl2在70 ℃的NaOH溶液中,能同时发生两个自身氧化还原反应,反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3物质的量之比为4∶1,溶液中NaCl与NaClO的物质的量之比为( C )
A.11∶2 B.1∶1
C.9∶4 D.5∶1
[考题点睛]
试题情境
Cl2与NaOH溶液的反应——能同时发生两个自身氧化还原反应
突破方法
根据信息“反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3物质的量之比为4∶1”,利用电子守恒可进行计算
核心素养
变化观念与平衡思想(能利用电子守恒思想进行相应计算)
解析:Cl2发生自身氧化还原反应,应该一部分升价,一部分降价,而NaClO与NaClO3都是氯元素