内容正文:
素养微专题02 氧化还原反应中的基本规律
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1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
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2.价态规律
(1)高低规律
元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性;元素处于最低价态时,只有还原性,即“高价氧,低价还,中间价态两边转”。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
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(2)归中规律
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”“就近变价”。
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H2S中S元素为-2价,与产物中单质S的0价近,所以H2S生成S。
(3)歧化规律
氧化还原反应中,有原子化合价升高,必然有原子化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态―→高价态+低价态。
(4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应规律如Fe3+和Fe2+不反应,H2SO4和SO2不反应等。
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3.强弱规律
还原剂 + 氧化剂===氧化产物 + 还原产物
(强还原性) (强氧化性) (弱氧化性) (弱还原性)
还原性:还原剂>还原产物;氧化性:氧化剂>氧化产物。即“强制弱”或“前强后弱”。
应用:物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。
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4.先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
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(2)已知Na2SO3溶液能与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,且Na2SO3被氧化为Na2SO4,Na2SO3与K2Cr2O7反应的化学计量数之比为3∶1,则铬元素在还原产物中的化合价为________________________。
例
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[思维路径]
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解析:(1)根电子守恒Cr3+由+3→+6价升高3,PbO2中Pb由+4→+2价降低2,故Cr3+与PbO2的化学计量数之比为2∶3。(2)根据电子守恒3×(6-4)=1×2×(6-x),x=+3价。
答案:(1)2∶3 (2)+3
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(1)某同学写出以下三个化学方程式:(未配平)
①NO+HNO3→N2O3+H2O;②NH3+NO→HNO2+H2O;③N2O4+H2O→HNO3+HNO2
其中你认为不可能实现的是________________________(填序号)。
(2)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是________________________。
①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2===2FeCl3
例
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③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除Cl2外,还可应用上述反应中的________________________________________________做氧化剂。
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[思维路径]
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>Fe3+>I2,还原性强弱顺序为Mn2+<Cl-<Fe2+<I-。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+和I-,Cl2可氧化Fe2+和I-,FeCl3只能氧化I-,FeCl3符合题意。
答案:(1)② (2)KMnO4 FeCl3
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[拓展延伸] (1)根据以上信息,若将少量氯气通入湿润的淀粉碘化钾试纸中会有什么现象?为什么?
(2)反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,每生成1个Cl2分子转移多少个电子?
提示:(1)变蓝。因为氧化性:Cl2>I2,所以氯气可以将碘离子氧化为碘单质,淀粉遇到碘单质变蓝。
(2)根据化合价变化可知,每生成1个Cl2分子转移2个电子。
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[强化训练]
1.在含有相等离子个数的Cu2+、Mg2+、Ag+的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是( )
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
解析:C 阳离子的氧化性强弱顺序为Ag+>