内容正文:
微专题2 氧化还原反应的
规律和应用
一、氧化还原反应的基本规律
1.守恒规律——得失电子守恒(化合价升降数值相等)
微观:氧化剂得到的电子总数=还原剂失去的电子总数。
宏观:元素化合价升高的总数=元素化合价降低的总数。
2.氧化性、还原性的强弱规律
(1)据氧化还原反应进行方向判断。
自发进行的氧化还原反应符合强弱规律:
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
(2)氧化还原反应的先后关系(在浓度相差不大的溶液中):
①一个反应体系中同时含有几种还原剂时,加入一种氧化剂,氧化剂首先与还原性最强的还原剂反应。如向FeBr2溶液中
(还原性:Fe2+>Br-)通入Cl2时,Cl2量较少时先与Fe2+反应。
②一个反应体系中同时含有几种氧化剂时,加入一种还原剂,还原剂首先与氧化性最强的氧化剂发生反应。如向含有Cu2+、H+的溶液中加入Fe粉,Fe粉先与Cu2+反应,待Cu2+完全反应后再与H+反应。
3.价态规律
氧化还原反应的特征是有化合价的升降,故分析氧化还原反应中价态变化关系、价态规律是我们认识氧化还原反应的关键。
(1)性质与价态关系。
物质中某元素处于其最高价态时,该元素只能表现氧化性(但不一定是强氧化性);
物质中某元素处于其最低价态时,该元素只能表现还原性(但不一定是强还原性);
物质中某元素的价态处于其中间某价态时,在化学反应中既可以表现氧化性又可以表现还原性。
(2)化学反应中价态归中规律。
①同种元素两种相邻的价态之间不反应。
如浓硫酸有强氧化性,SO2具有较强的还原性,但两者不反应。
②同种元素不相邻的不同价态之间可发生氧化还原反应(只靠拢不交叉)。
如:氯酸钾与浓盐酸的反应中,化合价变化关系:
错误表示方法:
思路点拨:同一还原剂与含多种氧化剂(浓度相同或相近)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。
√
[典型例题1] 某溶液中有等浓度的Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3,向该混合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:金属阳离子的氧化性强弱顺序与金属活动性顺序相反,在该溶液中阳离子氧化性由强到弱的顺序为Ag+>Cu2+>H+(水提供)>Mg2+,把锌粉加入该混合溶液中,锌先与AgNO3反应置换出Ag,然后与Cu(NO3)2反应置换出Cu,锌粉不能与溶液中的Mg(NO3)2发生反应。
[跟踪训练1] 硝酸铵在不同条件下分解可以得到不同的产物,下列各组物质中肯定不可能是硝酸铵分解产物的是( )
A.N2O、H2O
B.N2、O2、H2O
C.N2、HNO3、H2O
D.HNO3、H2O
√
解析:硝酸铵(NH4NO3)中氮元素的化合价为-3和+5。硝酸铵分解为N2O和H2O,-3价氮化合价升高到+1价,+5价氮化合价也降低到+1价,发生了归中反应,合理,故A不符合题意;硝酸铵分解为N2、O2、H2O,硝酸铵中-3价氮化合价升高到0价,+5价氮的化合价降低到0价,发生了氧化还原反应,故B不符合题意;硝酸铵分解为N2、HNO3、H2O,硝酸铵中的-3价氮和+5价氮发生了归中反应,生成了氮气,合理,故C不符合题意;硝酸铵分解为HNO3、H2O,只有化合价的升高,没有化合价的降低,不合理,故D符合题意。
√
氧化还原反应中元素化合价变化的分析方法
氧化还原反应分析的一般思路为找变价,判类型;分升降,定其他。因此准确判断元素化合价很关键。常见元素的化合价判断如下:
(1)代数和法:标出熟悉元素的化合价→化合价代数和为零求解其他元素的化合价。
(2)特殊复杂物质中的元素化合价判断。
(3)常考复杂物质化合价的汇总。
二、氧化还原反应方程式的配平与产物判断
1.氧化还原反应方程式配平
2.氧化还原反应中反应产物的判断
熟悉常见的价态变化关系,具体问题据价态变化规律、电子守恒关系进行判断。
(1)常见氧化剂及还原产物。
(2)常见还原剂及氧化产物。
氧化
(2)服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收。这说明维生素C具有 性。
(3)很多物质都能氧化二价铁离子,试写出Cl2与FeCl2反应的离子方程式: 。
还原
(4)H2O2溶液是一种绿色氧化剂,请完成下面的化学方程式。
2
1
1
1
Fe2(SO4)3
2
H2O
思路点拨:根据氧化还原反应中元素化合价有升有降的基本原则,分别沿氧化反应和还原反应两条线确定反应物和生成物,然后应用配平模板进行配平。
(2)服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收,说明Fe3+被还原,维生素C被氧化,即维生素C为还原剂,故这说明维生素C具有还原性。
[跟踪训练3] 配平下列氧化还原反应的化学方程式