内容正文:
第9讲 氧化还原反应的基本规律及其方程式的配平
本讲·学习目标
1.掌握氧化还原反应方程式的配平。
2.能运用氧化还原反应的原理进行简单的计算。
新知·知识精讲
【知识点1】氧化还原反应的四个基本规律
1.守恒规律
(1)内容:在一个氧化还原反应中,化合价升降总数相等,得失电子总数相等,即满足电子守恒规律;另外,还满足质量守恒、电荷守恒规律。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=
n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
(2)应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
【课堂练习】
1.在KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A.1∶6 B.6∶1
C.1∶5 D.5∶1
【答案】D
【解析】用双线桥法表示出该反应的电子转移情况为:
KClO3中Cl化合价降低,被还原,得5e-,HCl中Cl化合价升高,根据得失电子守恒应失5×e-,故反应中被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为5∶1,故选D。]
2.当溶液中X2O与SO数目之比为1∶3时正好完全发生氧化还原反应,X在还原产物中的化合价为( )
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
【答案】C
【解析】根据电子转移守恒解答。由题意X2O在反应中做氧化剂,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。
3.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
【答案】D
【解析】Na2x―→xNa2SO4 NaClO―→NaCl,得关系式1×(6+2/x)·x=16×2,x=5。故D项正确。
2.强弱规律
(1)内容:具有较强氧化性的物质能跟具有较强还原性的物质反应,生成具有弱还原性的物质和具有弱氧化性的物质,即一个氧化还原反应中。
氧化性:氧化剂>氧化产物>还原产物>还原剂;
还原性:还原剂>还原产物>氧化产物>氧化剂。
(2)应用:比较物质间氧化性或还原性的强弱和判断某氧化还原反应能否发生。
【课堂练习】
1.现有下列几个离子反应:
①Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
下列有关性质的比较中正确的是( )
A.氧化性:Cr2O>Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O
C.还原性:SO2<Fe2+<Br- D.还原性:Cl->Cr3+>Fe2+
【答案】A
【解析】根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知:氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3+>SO;还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Br->Cl->Cr3+。
2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
【答案】A
【解析】此题可结合题给信息:氧化性强弱顺序Co2O3>Cl2>FeCl3>I2,可推知还原性强弱顺序I->Fe2+>Cl->Co2+,然后根据氧化剂先氧化强还原剂的规律,知A选项中Cl2应该先氧化I-后氧化Fe2+,所以A选项错误。
3.先后规律
(1)内容:一种氧化剂遇到多种还原剂时,首先与还原性最强的还原剂发生反应;同理,一种还原剂遇到多种氧化剂时,首先与氧化性最强的氧化剂反应。
如:把氯气通入FeBr2和FeI2的混合溶液中时,由于还原性I->Fe2+>Br-,则氯气首先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后再氧化Br-。
(2)应用:判断同一体系中氧化还原反应的先后顺序。
【课堂练习】
1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
【答案】C
【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+,故混合液与锌粉反