内容正文:
第8讲 氧化还原反应的基本概念和规律
[课标要求] 1.了解氧化还原反应的基本概念。2.了解氧化还原反应的本质,知道常见的氧化剂和还原剂。3.理解氧化还原反应的基本规律,了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。
考点一 氧化还原反应基本概念
一、氧化还原反应的基本概念及关系
1.氧化还原反应的本质和特征
注意:四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。
2.氧化还原反应中对立统一的两组概念
概括为“升失氧、降得还,要说剂、恰相反”。
3.电子转移的表示方法
(1)双线桥法
请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
。
(2)单线桥法
请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
。
二、常见的氧化剂和还原剂
1.常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
2.常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如:
3.既可作氧化剂,又可作还原剂的物质或微粒
氧化产物物质或微粒还原产物
Fe3+
Fe2+
Fe
SO
SO
S
O2
H2O2
H2O
1.(2022·襄阳五中段考)2022年我国空间站的建设举世瞩目,2022年6月5日10时44分神州十四载人飞船发射升空。飞船的天线用钛镍记忆合金制造,工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是:
反应①:2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO
反应②:在氩气环境中,2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2
下列有关说法不正确的是( )
A.反应①中Cl2是氧化剂,C、FeTiO3是还原剂
B.反应①中每生成标准状况下6.72 L CO气体,转移0.7NA个电子
C.反应②中Mg被氧化,TiCl4被还原
D.反应①、②中钛元素的化合价都发生了变化
解析 FeTiO3中Fe显+2价,O显-2价,化合价的代数和为0,则Ti的价态为+4价,根据反应①,Cl2中Cl的化合价降低,Cl2为氧化剂,C的价态升高,C作还原剂,铁元素的价态升高,FeTiO3作还原剂,其余元素的化合价没发生变化;反应②中Mg的化合价由0价升高为+2价,TiCl4中Ti的化合价由+4价降低为0价;故D说法错误。
答案 D
2.金属铜的提炼多从黄铜矿开始,黄铜矿在焙烧过程中主要反应之一的化学方程式为2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2。下列说法不正确的是( )
A.O2只作氧化剂
B.CuFeS2既是氧化剂又是还原剂
C.SO2既是氧化产物又是还原产物
D.若有1 mol O2参加反应,则反应中共有4 mol电子转移
解析 反应中元素的化合价变化为
在反应中CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,O2只作氧化剂,SO2既是氧化产物又是还原产物,若有1 mol O2参加反应,则反应中共有6 mol电子转移。
答案 D
[解题模板]
解氧化还原反应概念辨析题要明确解题的思路:找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是反应物中含有两种变价元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。
考点二 物质氧化性、还原性强弱的判断
1.氧化性、还原性的概念、理解及判断
(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子的数目无关。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。
(3)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)根据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
(3)根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
3.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)常见