内容正文:
第9讲 氧化还原反应原理的应用
【内容导航】
1.氧化还原反应的基本规律
2.氧化还原反应方程式的配平
【知识梳理】
一、氧化还原反应的基本规律
1.守恒规律
(1) 原子守恒:反应前后原子的种类和个数不变
(2)电子守恒:氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等,即电子守恒原理。
(3)电荷守恒:离子反应前后阴、阳离子所带电荷总数相等
2.强弱规律
氧化还原反应中,氧化剂和氧化产物都有氧化性,还原剂和还原产物都有还原性。
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
【交流讨论】(1)下列离子方程式书写正确的是( )
A.2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ B.2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
C.Fe3++Cu===Fe2++Cu2+ D.Cu+Ag+===Cu2++Ag
(2)在反应Fe+CuSO4===FeSO4+Cu中,______和______具有还原性,还原性强弱关系是______________;__________和_________具有氧化性,氧化性强弱关系是_________________。
答案:(1)B
(2)Fe Cu Fe>Cu CuSO4 FeSO4 CuSO4 >FeSO4
【即学即练1】根据反应O2+2H2S===2S↓+2H2O,Na2S+I2===2NaI+S↓,4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O判断下列物质的氧化性强弱,正确的是( )
A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2O
C.S>I2>O2 D.H2O>NaI>H2S
答案:A
解析:在氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,在反应O2+2H2S===2S↓+2H2O中,氧化性:O2>S;在反应Na2S+I2===2NaI+S↓中,氧化性:I2>S;在反应4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O中,氧化性:O2>I2,因此,氧化性:O2>I2>S。
3.氧化剂和还原剂强弱的比较方法
(1)根据元素的活动性顺序比较
(2)根据氧化产物的价态高低判断
同一物质在相同条件下,被不同氧化剂氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越强。如:
①2Fe+3Cl22FeCl3 ②Fe+SFeS
可判断氧化性:氯气>硫。
(3)根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强。如:
①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
【即学即练2】一定条件下,KClO3与I2发生下列反应:2KClO3+I2===2KIO3+Cl2,下列推断正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.氧化性:I2>KClO3
C.还原性:KClO3>I2
D.还原剂为I2,氧化剂为KClO3
答案:D
【即学即练3】常温下,发生下列反应:
①16H++10Cl-+2MnO===2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
根据上述反应,可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是___________________。
答案:MnO>Cl2>Br2>Fe3+
二、氧化还原反应方程式的配平
1.配平原理
(1)配平氧化还原反应方程式必须遵循三个守恒原理:电子守恒、原子守恒、电荷守恒。
(2)配平方法:化合价升降法(即化合价升降总数相等),电子守恒原理。
2.基本步骤:(以浓硫酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水为例)
(1)标变价——标出变化元素的化合价
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
(2)列变化——列出一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
+ H2O4(浓) —— O2↑ + O2↑ + H2O
↑4 ↓2
(3)求总数——用最小公倍数法求出化合价升、降总数
+ H2O4(浓)——O2↑+O2↑+H2O
↑4×1 ↓2×2
(4)配系数——先配平变价物质的系数,再用观察法配平其他物质的系数
C+2H2SO4(浓)——SO2↑+CO2↑+H2O
(5)将方程式写完整——检查反应前后的原子是否守恒,电子是否守恒,电荷是否守恒。
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
3.配平技巧
①全变价,选多数
②部分变价,从右配
③自身变价,从右配
④归中从左配
⑤同升同降合并配
⑥缺项配平技巧:先配后补,看介质,电荷守恒找缺项
【即学即练4】配平下列氧化