内容正文:
1.3.2氧化还原反应
常见氧化剂和还原剂及氧化还原反应的规律
【学习目标】
1. 能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。
2.能从电子转移的角度理解氧化剂和还原剂的关系,掌握氧化还原能力的大小比较,会分析反应中电子转移的方向和数目,培养学生的变化观念与平衡思想。
3.通过实例分析,能根据价态规律预测物质的性质及产物,发展学生的证据推理与模型认知素养。
4.通过分析氧化还原方程式,能利用强弱规律比较氧化性、还原性的强弱,会判断反应发生的可能性,培养学生的变化观念与平衡思想。
【知识回顾】
判断一个反应是否属于氧化还原反应的依据是什么?
阅读教材p23——24,思考问题如下:
1. 氧化剂和还原剂分别是什么?
2. 氧化产物和还原产物分别是什么?
3. 氧化还原反应在生产、生活中的应用有哪些?
【探索新知】
一、理清氧化还原反应概念及其关系
1、氧化剂与还原剂
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的物质。
2、氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被 的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被 的产物。
3、氧化性与还原性
氧化性: 具有的性质,即物质 的性质,越容易 电子,氧化性越强。
还原性: 具有的性质,即物质 的性质,越容易 电子,还原性越强。
4、氧化还原反应概念之间的联系
口诀:升(化合价升高) 失(失电子)氧 (被氧化,发生氧化反应)还(作还原剂,本身具有还原性)
降(化合价降低)得(得电子)还(被还原,发生还原反应)氧(作氧化剂,本身具有氧化性)
凡是和高价态相关的概念(氧化剂,氧化产物、氧化性)都冠以氧化二字,凡是和低价态相关的概念(还原剂,还原产物、还原性性)都冠以还原二字。
5、中学化学常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
①活泼性较强的非金属单质:如
②变价元素的高价态化合物:如
③过氧化物:如
④其他:如HClO、漂白粉、MnO2
(2)常见的还原剂
①活泼性较强的金属单质:如
②某些非金属单质:如
③含有较低价态元素的化合物:如
④其他:如浓盐酸、NH3
【课堂练习1】
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氧化剂得电子被氧化为还原产物( )
(2)非金属单质在反应中只作氧化剂( )
(3)在氧化还原反应中,金属单质作反应物时一定是还原剂( )
(4)还原剂失去电子具有氧化性( )
(5)碘化氢中碘为最低价,碘化氢只具有还原性( )
(6)阳离子只能得电子被还原,阴离子只能失电子被氧化( )
2.实验室制备氯气的反应为,此反应中氧化剂是________,还原剂是________,氧化产物是________,还原产物是________,MnO2发生________反应,HCl发生________反应。
3.厨房中的化学知识很多,下面是有关厨房中的常见操作或者常见现象,其中不属于氧化还原反应的是( )
A.烧菜用过的铁锅,经放置常出现红棕色斑迹
B.用煤气灶燃烧沼气(主要成分为甲烷:CH4)为炒菜提供热量
C.牛奶久置变质腐败
D.用醋酸除去水垢[主要成分是CaCO3、Mg (OH)2]
4、指出下列氧化还原反应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
(1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
还原剂: ,氧化剂: ,
氧化产物: ,还原产物:
(2)2Na+Cl22NaCl
还原剂: ,氧化剂: ,
氧化产物: ,还原产物:
(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
还原剂: ,氧化剂: ,
氧化产物: ,还原产物:
(4)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
还原剂: ,氧化剂: ,
氧化产物: ,还原产物:
(5)SO2+2H2S===2H2O+3S↓
还原剂: ,氧化剂: ,
氧化产物: ,还原产物:
(6)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
还原剂: ,氧化剂: ,
氧化产物: ,还原产物:
二、氧化还原反应的重要规律及其应用
1、价态规律:
物质中元素具有最高价,该元素只有氧化性;物质中元素具有最低价,该元素只有 ;物质中元素具有中间价,该元素
【课堂练习2】
1、在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是________,只有还原性的是________,既有氧化性又有还原性的是________
2、下列微粒:①Al3+ ②Cl- ③N2 ④S2- ⑤Cu ⑥H2O2 ⑦Fe2+ ⑧MnO。既具有氧化性又具有还原性的是( )
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦⑧ C.④⑤⑥⑧ D.①②③⑥
3.氧化还原反应存在一定规律性,根据你对氧化还原反应的理解,下列化学反应(未配平)一定不存在的是
2、价态归中规律(不交叉规律):
同一种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,元素的化合价“只靠近而不交叉”
即:高价要降低,低价要升高,它们最多变为同一价态,不可能发生交叉现象。
例:分析下列反应的电子转移情况。KClO3+6HCl===3Cl2↑+KCl+3H2O,有两种方式:
哪种方式正确呢?根据元素的化合价“只靠近而不交叉”分析如下:
可见只有①方式正确
练习:指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的方向和数目。
1. H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
3、邻位不反应规律:同种元素,相邻价态之间不发生氧化还原反应。如:SO2与浓硫酸不反应
如:S与SO2、SO2与H2SO4、H2S与S之间均不反应
4、歧化规律
氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价 。
歧化反应时,某元素的中间价态―→高价态+低价态。
例题:下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行,且是歧化反应是
5、得失电子守恒规律:
氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数,
应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
例如:在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
三、氧化性、还原性强弱的判断方法
物质氧化性或还原性的强弱决定于得失电子的难易程度,与得失电子的数目无关。
1、根据氧化还原反应方程式来判断
(1)根据价态规律可知,在一个氧化还原反应中,氧化剂和氧化产物都具有氧化性,还原剂和还原产物都具有还原性,但电子转移仅发生在氧化剂和还原剂之间,氧化产物和还原产物可以共存,这说明,氧化剂具有较强的得电子能力,还原剂具有较强的给电子能力。
即:氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物
方法:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂
(2)强弱规律的应用
①判断氧化性还原性的强弱
例题:现有下列几个离子反应,下列有关性质的比较正确的是( )
① Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O ② 2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③ 2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
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+
②判断有氧化性和还原性的物质在一定条件下能否反应:
例题:酸性溶液中分子或离子的还原性强弱顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,据此判断下列反应不可能发生的是
A.2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO+4H+ B.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
C.I2+SO2+2H2O=4H++SO+2I- D.H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O
③判断反应发生的先后顺序
同一氧化剂与多种还原剂混合时, 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,氯气的量不足时首先氧化 ;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化 。
同一还原剂与多种氧化剂混合时, 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 反应,然后再依次与 反应。
2、根据元素的活动性顺序来判断
上左下右可反应,隔之愈远愈易行
①金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱;
②非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱
【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
【课后作业】
【基础过关练】
1.吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧有较强氧化性,能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。科学家尝试用Na2SeO3消除人体内的活性氧,则Na2SeO3的作用是( )
A.氧化剂 B.还原剂 C.既是氧化剂又是还原剂 D.以上均不是
2.沾水的铁制器皿高温灼烧会发黑,其可能原因是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,在此反应中,氧化剂是( )
A.Fe B.Fe3O4 C.H2O D.H2
3.被称为万能还原剂的NaBH4(NaBH4中H为-1价)能溶于水并和水发生反应:NaBH4+2H2O NaBO2+4H2↑,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂
C.硼元素被氧化,氢元素被还原 D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
4.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
①H2SO3+I2+H2O 2HI+H2SO4 ②2FeCl3+2HI 2FeCl2+2HCl+I2
③3FeCl2+4HNO3 2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO B.I->Fe2+>H2SO3>NO C.Fe2+>I->H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
【能力提升练】
1.根据反应:①2Fe3++2I- 2Fe2++I2 ②Br2+2Fe2+ 2Fe3++2Br- ③Br2+2I- I2+2Br-,判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br- C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
2.常温下,在溶液中可发生以下反应:①16H++10Z-+2X 2X2++5Z2+8H2O,②2M2++R2 2M3++2R-,③2R-+Z2 R2+2Z-,由此判断下列说法错误的是( )
A.氧化性强弱顺序为:X<Z2<R2<M3+ B.还原性强弱顺序为:X2+<Z-<R-<M2+
C.Z元素在反应①中被氧化,在③中被还原 D.常温下可发生反应2M2++Z2 2M3++2Z-
3.已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性强弱顺序为W2>Z2>X2>Y2,下列反应的化学方程式或叙述不正确的是( )
A.还原性:Y->Z->W- B.Z2与X-在水溶液中不能大量共存
C.W2通入NaX和NaY的混合溶液中:W2优先氧化Y- D.2NaW+Y2 2NaY+W2反应能发生
4.Mn、Mn均具有较强的氧化性,在强碱性条件下,KClO3与MnO2反应可得到K2MnO4,反应的离子方程式为aMnO2+bCl+X aMn+bCl-+Y,下列有关说法中错误的是( )
A.a∶b=3∶1 B.X为“3H2O”、Y为“6H+”
C.MnO2发生氧化反应 D.还原产物是Cl-
5.凡是养鱼的人都知道一种很不错的消毒剂,这就是被称为当今第四代消毒产品的二氧化氯。其属于A1级别安全高效消毒剂之一,并且可以在极低的浓度下对病菌有杀灭作用,功效显而易见。
KClO3和浓盐酸在一定温度下反应生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为:
KClO3+ HCl(浓) KCl+ ClO2↑+ Cl2↑+
(1)请补充完整该化学方程式并配平(未知物化学式填在横线上,化学计量数填入框内)。
(2)浓盐酸在反应中表现的性质是 (填序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性
③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生1分子Cl2,转移的电子为 个。
(4)ClO2具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的 倍(保留小数点后两位)。
【综合练习】
1、研究指出:多种海产品如虾、蟹、牡蛎等体内含有+5价的砷(As)元素,它对人体是无毒的,吃饭时不要同时大量食用海鲜和青菜,否则容易中毒,并给出了一个公式:“大量海鲜+大量维生素C=砒霜(As2O3)”,这说明维生素C具有( )
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
2、在水溶液中N2H离子可以将Fe3+还原成Fe2+,本身被氧化成Y,反应可简单表示为N2H+4Fe3+→4Fe2++Y+…据此可知Y为( )
A.NH B.N2 C.N2O D.N2H4
3、下列化学变化中,需加入氧化剂才能实现的是( )
A.C→CO2 B.CO2→CO C.CuO→Cu D.H2SO4→BaSO4
4、下列反应是实验室制取Cl2的反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。氧化剂和还原剂质量之比是( )
A.1∶1 B.87∶73 C.1∶3 D.1∶4
5、重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热分解发生氧化还原反应,下列各组关于其分解产物的判断合理的是( )
A.NH3、CrO3、H2O B.NH3、Cr2O3、H2O
C.N2、CrO3、H2O D.N2、Cr2O3、H2O
5
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1.3.2氧化还原反应(2)
常见氧化剂和还原剂及氧化还原反应的规律
【学习目标】
1. 能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。
2.能从电子转移的角度理解氧化剂和还原剂的关系,掌握氧化还原能力的大小比较,会分析反应中电子转移的方向和数目,培养学生的变化观念与平衡思想。
3.通过实例分析,能根据价态规律预测物质的性质及产物,发展学生的证据推理与模型认知素养。
4.通过分析氧化还原方程式,能利用强弱规律比较氧化性、还原性的强弱,会判断反应发生的可能性,培养学生的变化观念与平衡思想。
【知识回顾】
判断一个反应是否属于氧化还原反应的依据是什么?
看是否有元素化合价发生了改变。
阅读教材p23——24,思考问题如下:
1. 氧化剂和还原剂分别是什么?
2. 氧化产物和还原产物分别是什么?
3. 氧化还原反应在生产、生活中的应用有哪些?
【探索新知】
一、理清氧化还原反应概念及其关系
1、氧化剂与还原剂
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
2、氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
3、氧化性与还原性
氧化性:氧化剂具有的性质,即物质得电子的性质,越容易得电子,氧化性越强。
还原性:还原剂具有的性质,即物质失电子的性质,越容易失电子,还原性越强。
4、氧化还原反应概念之间的联系
口诀:升(化合价升高) 失(失电子)氧 (被氧化,发生氧化反应)还(作还原剂,本身具有还原性)
降(化合价降低)得(得电子)还(被还原,发生还原反应)氧(作氧化剂,本身具有氧化性)
凡是和高价态相关的概念(氧化剂,氧化产物、氧化性)都冠以氧化二字,凡是和低价态相关的概念(还原剂,还原产物、还原性性)都冠以还原二字。
5、中学化学常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
①活泼性较强的非金属单质:如Cl2、O2
②变价元素的高价态化合物:如KMnO4、FeCl3、HNO3
③过氧化物:如Na2O2、H2O2
④其他:如HClO、漂白粉、MnO2
(2)常见的还原剂
①活泼性较强的金属单质:如Al、Fe、Zn
②某些非金属单质:如H2、S、C等
③含有较低价态元素的化合物:如CO、SO2
④其他:如浓盐酸、NH3
【课堂练习1】
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氧化剂得电子被氧化为还原产物( )
(2)非金属单质在反应中只作氧化剂( )
(3)在氧化还原反应中,金属单质作反应物时一定是还原剂( )
(4)还原剂失去电子具有氧化性( )
(5)碘化氢中碘为最低价,碘化氢只具有还原性( )
(6)阳离子只能得电子被还原,阴离子只能失电子被氧化( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× (6)×(8)×
2.实验室制备氯气的反应为,此反应中氧化剂是________,还原剂是________,氧化产物是________,还原产物是________,MnO2发生________反应,HCl发生________反应。
【答案】 MnO2 HCl Cl2 MnCl2 还原 氧化
3.厨房中的化学知识很多,下面是有关厨房中的常见操作或者常见现象,其中不属于氧化还原反应的是( )
A.烧菜用过的铁锅,经放置常出现红棕色斑迹
B.用煤气灶燃烧沼气(主要成分为甲烷:CH4)为炒菜提供热量
C.牛奶久置变质腐败
D.用醋酸除去水垢[主要成分是CaCO3、Mg (OH)2]
【答案】D
【解析】A.Fe被氧化生成铁锈,发生氧化还原反应,故A不选;
B.CH4燃烧生成二氧化碳和水,C、O元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B不选;
C.牛奶久置变质腐败,被空气中的氧气氧化,元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C不选;
D.用醋酸除去水垢,属于复分解反应,不属于氧化还原反应,故D选;
4、指出下列氧化还原反应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
(1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
还原剂:Fe,氧化剂:CuSO4,
氧化产物:FeSO4,还原产物:Cu
(2)2Na+Cl22NaCl
还原剂:Na,氧化剂:Cl2,
氧化产物:NaCl,还原产物:NaCl
(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
还原剂:KMnO4,氧化剂:KMnO4,
氧化产物:O2,还原产物:K2MnO4、MnO2
(4)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
还原剂:Cl2,氧化剂:Cl2,
氧化产物:NaClO,还原产物:NaCl
(5)SO2+2H2S===2H2O+3S↓
还原剂:H2S,氧化剂:SO2,
氧化产物:S,还原产物:S
(6)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
还原剂:Cu,氧化剂:HNO3,
氧化产物:Cu(NO3)2,还原产物:NO↑
二、氧化还原反应的重要规律及其应用
1、价态规律:
物质中元素具有最高价,该元素只有氧化性;物质中元素具有最低价,该元素只有还原性;物质中元素具有中间价,该元素既有氧化性又有还原性
【课堂练习2】
1、在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是________,只有还原性的是________,既有氧化性又有还原性的是________
【答案】Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
2、下列微粒:①Al3+ ②Cl- ③N2 ④S2- ⑤Cu ⑥H2O2 ⑦Fe2+ ⑧MnO。既具有氧化性又具有还原性的是( )
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦⑧ C.④⑤⑥⑧ D.①②③⑥
【答案】B
【解析】一般情况下元素的化合价处于最高价时只有氧化性,处于最低价时只有还原性,处于最高价和最低价之间时往往既有氧化性也有还原性,据此解答。
3.氧化还原反应存在一定规律性,根据你对氧化还原反应的理解,下列化学反应(未配平)一定不存在的是
2、价态归中规律(不交叉规律):
同一种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,元素的化合价“只靠近而不交叉”
即:高价要降低,低价要升高,它们最多变为同一价态,不可能发生交叉现象。
例如:分析下列反应的电子转移情况。KClO3+6HCl===3Cl2↑+KCl+3H2O,有两种方式:
哪种方式正确呢?根据元素的化合价“只靠近而不交叉”分析如下:
可见只有①方式正确
练习:指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的方向和数目。
1. H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
氧化产物:S,还原产物SO2
3、邻位不反应规律:同种元素,相邻价态之间不发生氧化还原反应。如:SO2与浓硫酸不反应
如:S与SO2、SO2与H2SO4、H2S与S之间均不反应
4、歧化规律
氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。
歧化反应时,某元素的中间价态―→高价态+低价态。
例题:下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行,且是歧化反应是
【答案】A
【解析】A.一部分氯元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化,同时还有一部分由0价降低到−1价,被还原,氧化反应与还原反应均在氯元素中进行,选项A正确;
B.氯元素由+5价降低到−1价,被还原,氧元素由−2价升高到0价,被氧化,氧化反应与还原反应未在同种元素中进行,选项B错误;
C.锰元素由+7价降低到+4价,被还原,氧元素由-2价升高到0价,被氧化,氧化反应与还原反应未在同种元素中进行,选项C错误;
D.氢元素由+1价降低到0价,被还原,氧元素由−2价升高到0价,被氧化,氧化反应与还原反应未在同种元素中进行,选项D错误。
5、得失电子守恒规律:
氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数,
应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
例如:在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
【答案】B
【解析】(1)据电荷守恒可知,n+2=3⇒n=1,所以RO中R的化合价为+5价。
(2)据电子得失守恒(化合价升降总数相等)可知F元素降低2价,则R应升高2价,RO中R的化合价为+7价,所以RO中R的化合价为+5价
三、氧化性、还原性强弱的判断方法
物质氧化性或还原性的强弱决定于得失电子的难易程度,与得失电子的数目无关。
1、根据氧化还原反应方程式来判断
(1)根据价态规律可知,在一个氧化还原反应中,氧化剂和氧化产物都具有氧化性,还原剂和还原产物都具有还原性,但电子转移仅发生在氧化剂和还原剂之间,氧化产物和还原产物可以共存,这说明,氧化剂具有较强的得电子能力,还原剂具有较强的给电子能力。
即:氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物
方法:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂
(2)强弱规律的应用
①判断氧化性还原性的强弱
例题:现有下列几个离子反应,下列有关性质的比较正确的是( )
① Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O
② 2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③ 2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
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可推知,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判断有氧化性和还原性的物质在一定条件下能否反应:
例题:酸性溶液中分子或离子的还原性强弱顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,据此判断下列反应不可能发生的是
A.2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO+4H+ B.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
C.I2+SO2+2H2O=4H++SO+2I- D.H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O
【答案】D
【解析】A.反应2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO+4H+中,S元素的化合价升高,Fe元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>Fe2+,与已知的还原性强弱一致,故A能发生;
B.反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-中,Fe元素的化合价升高,Cl元素的化合价降低,则Fe2+为还原剂,还原性强弱为Fe2+>Cl-,与已知的还原性强弱一致,故B能发生;
C.反应I2+SO2+2H2O=4H++SO+2I-中,S元素的化合价升高,I元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>I-,与已知的还原性强弱一致,故C能发生;
D.反应H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O中,S元素的化合价降低,O元素的化合价升高,则H2O2为还原剂,还原性强弱为H2O2>SO2,与已知的还原性强弱矛盾,故D不可能发生;
③判断反应发生的先后顺序
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,氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化I-。
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。
2、根据元素的活动性顺序来判断
上左下右可反应,隔之愈远愈易行
①金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱;
②非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱
【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+,故混合液与锌粉反应时,首先置换出Ag。
【课后作业】
【基础过关练】
1.吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧有较强氧化性,能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。科学家尝试用Na2SeO3消除人体内的活性氧,则Na2SeO3的作用是( )
A.氧化剂 B.还原剂 C.既是氧化剂又是还原剂 D.以上均不是
【答案】B
【解析】由题可知,活性氧具有较强氧化性,若要通过氧化还原反应除去人体内的活性氧,需要加入还原剂,故Na2SeO3的作用是还原剂。
2.沾水的铁制器皿高温灼烧会发黑,其可能原因是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,在此反应中,氧化剂是( )
A.Fe B.Fe3O4 C.H2O D.H2
【答案】C
【解析】反应3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2中Fe元素化合价升高,被氧化,Fe作为还原剂;H2O中H元素化合价降低,被还原,H2O作为氧化剂。
3.被称为万能还原剂的NaBH4(NaBH4中H为-1价)能溶于水并和水发生反应:NaBH4+2H2O NaBO2+4H2↑,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂
C.硼元素被氧化,氢元素被还原 D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
【答案】D
【解析】NaBH4中氢元素的化合价升高,NaBH4是还原剂,水中氢元素化合价降低,水是氧化剂,故A、B错误;NaBH4中硼元素化合价不变,故C错误;NaBH4中的氢元素化合价升高,被氧化,水中的氢元素被还原,氧化剂和还原剂中氢元素的化合价变化数值相同,被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1,故D正确。
4.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
①H2SO3+I2+H2O 2HI+H2SO4 ②2FeCl3+2HI 2FeCl2+2HCl+I2
③3FeCl2+4HNO3 2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO B.I->Fe2+>H2SO3>NO C.Fe2+>I->H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
【答案】A
【解析】先确定①②③反应的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、FeCl2、NO),根据还原性:还原剂>还原产物,故有H2SO3>HI,HI>FeCl2,FeCl2>NO,则有关物质还原性由强到弱的顺序是H2SO3>HI>FeCl2>NO,故选A。
【能力提升练】
1.根据反应:①2Fe3++2I- 2Fe2++I2 ②Br2+2Fe2+ 2Fe3++2Br- ③Br2+2I- I2+2Br-,判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br- C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
【答案】B
【解析】反应①中I-做还原剂,Fe2+为还原产物,还原性I->Fe2+,反应②中Fe2+为还原剂,Br-为还原产物,还原性Fe2+>Br-,反应③中I-为还原剂,Br-为还原产物,还原性I->Br-,综上可知还原性I->Fe2+>Br-。
2.常温下,在溶液中可发生以下反应:①16H++10Z-+2X 2X2++5Z2+8H2O,②2M2++R2 2M3++2R-,③2R-+Z2 R2+2Z-,由此判断下列说法错误的是( )
A.氧化性强弱顺序为:X<Z2<R2<M3+ B.还原性强弱顺序为:X2+<Z-<R-<M2+
C.Z元素在反应①中被氧化,在③中被还原 D.常温下可发生反应2M2++Z2 2M3++2Z-
【答案】A
【解析】氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,根据①16H++10Z-+2X 2X2++5Z2+8H2O,②2M2++R2 2M3++2R-,③2R-+Z2 R2+2Z-,可知氧化性:M3+<R2<Z2<X,还原性:X2+<Z-<R-<M2+,故A错误、B正确;①16H++10Z-+2X 2X2++5Z2+8H2O,Z元素的化合价升高,被氧化,在③2R-+Z2 R2+2Z-中,Z元素的化合价降低,被还原,故C正确;根据氧化性M3+<Z2,可知常温下可发生反应2M2++Z2 2M3++2Z-,故D正确。
3.已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性强弱顺序为W2>Z2>X2>Y2,下列反应的化学方程式或叙述不正确的是( )
A.还原性:Y->Z->W- B.Z2与X-在水溶液中不能大量共存
C.W2通入NaX和NaY的混合溶液中:W2优先氧化Y- D.2NaW+Y2 2NaY+W2反应能发生
【答案】D
【解析】因为氧化性:W2>Z2>X2>Y2,所以还原性:Y->Z->W-,故A正确;因为氧化性:Z2>X2,所以Z2与X-在水溶液中不能大量共存,故B正确;因为氧化性:W2>Z2>X2>Y2,所以还原性:Y->X->Z->W-,则W2通入NaX和NaY的混合溶液中,W2优先氧化还原性强的Y-,故C正确;因为氧化性:W2>Y2,所以2NaW+Y2 2NaY+W2反应不能发生,故D错误。
4.Mn、Mn均具有较强的氧化性,在强碱性条件下,KClO3与MnO2反应可得到K2MnO4,反应的离子方程式为aMnO2+bCl+X aMn+bCl-+Y,下列有关说法中错误的是( )
A.a∶b=3∶1 B.X为“3H2O”、Y为“6H+”
C.MnO2发生氧化反应 D.还原产物是Cl-
【答案】B
【解析】由得失电子守恒得2a=6b,a∶b=3∶1,A正确;碱性条件下不可能生成H+,B错误;MnO2是还原剂,发生氧化反应,C正确;反应中氯元素化合价降低了,故Cl-是还原产物,D正确。
5.凡是养鱼的人都知道一种很不错的消毒剂,这就是被称为当今第四代消毒产品的二氧化氯。其属于A1级别安全高效消毒剂之一,并且可以在极低的浓度下对病菌有杀灭作用,功效显而易见。
KClO3和浓盐酸在一定温度下反应生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为:
KClO3+ HCl(浓) KCl+ ClO2↑+ Cl2↑+
(1)请补充完整该化学方程式并配平(未知物化学式填在横线上,化学计量数填入框内)。
(2)浓盐酸在反应中表现的性质是 (填序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性
③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生1分子Cl2,转移的电子为 个。
(4)ClO2具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的 倍(保留小数点后两位)。
【答案】(1)2 4 2 2 1 2 H2O
(2)② (3)2 (4)2.63
【解析】(1)根据得失电子守恒和原子守恒配平氧化还原反应方程式。
(2)该反应中浓盐酸一部分转化成Cl2表现还原性,一部分转化成KCl表现酸性。
(4)设ClO2和Cl2的质量均为m g,其消毒效率之比为(×5)∶(×2)≈2.63。
【综合练习:】
1、研究指出:多种海产品如虾、蟹、牡蛎等体内含有+5价的砷(As)元素,它对人体是无毒的,吃饭时不要同时大量食用海鲜和青菜,否则容易中毒,并给出了一个公式:“大量海鲜+大量维生素C=砒霜(As2O3)”,这说明维生素C具有( )
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
【答案】B
【解析】维生素C与海鲜中+5价As()作用时转变为2O3,化合价降低被还原,作氧化剂,则维生素C作还原剂,具有还原性。
2、在水溶液中N2H离子可以将Fe3+还原成Fe2+,本身被氧化成Y,反应可简单表示为N2H+4Fe3+→4Fe2++Y+…据此可知Y为( )
A.NH B.N2 C.N2O D.N2H4
【答案】B
【解析】根据化合价升降总数相等可知,氮元素一共升高4价,从-2升到0
3、下列化学变化中,需加入氧化剂才能实现的是( )
A.C→CO2 B.CO2→CO C.CuO→Cu D.H2SO4→BaSO4
【答案】A
【解析】C→CO2中碳元素的化合价升高,需加入氧化剂;CO2→CO中碳元素的化合价降低,需加入还原剂;CuO→Cu中铜元素化合价降低,需加入还原剂;H2SO4→BaSO4中元素的化合价没有发生变化,不是氧化还原反应。
4、下列反应是实验室制取Cl2的反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。氧化剂和还原剂质量之比是( )
A.1∶1 B.87∶73 C.1∶3 D.1∶4
【答案】B
【解析】MnO2是氧化剂,HCl是还原剂,HCl参加反应一半作还原剂,一半起酸的作用,故氧化剂和还原剂质量之比是87∶73。
5、重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热分解发生氧化还原反应,下列各组关于其分解产物的判断合理的是( )
A.NH3、CrO3、H2O B.NH3、Cr2O3、H2O
C.N2、CrO3、H2O D.N2、Cr2O3、H2O
【答案】D
【解析】(NH4)2Cr2O7中N元素为-3价,处于最低价,在反应中其化合价只能升高,即N元素由-3价升高为0价,生成N2。(NH4)2Cr2O7中Cr元素为+6价,处于最高价,在反应中其化合价只能降低,即Cr元素由+6价降低为+3价,生成Cr2O3。
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