内容正文:
第4讲 氧化还原反应的概念与规律
第一部分 化学基本概念
第一章 化学物质及其变化
(1)标志&本质:
在反应前后存在变价元素,发生了电子的转移
(2)两个反应
氧化反应:元素的化合价升高的反应(若为电化学反应,则称为阳极反应)
还原反应:元素的化合价降低的反应(若为电化学反应,则称为阴极反应)
1.1氧化还原反应的各种定义
知识点1 氧化还原反应的基本概念
(3)两剂两产物
氧化剂:得电子的反应物,反应后变为还原产物
还原剂:失电子的反应物,反应后变为氧化产物
【一串规律】
还原剂,被氧化,得到氧化产物,则化合价升高,失去电子
氧化剂,被还原,得到还原产物,则化合价降低,得到电子
知识点1 氧化还原反应的基本概念
例1.判断下列反应是否是氧化还原反应
方法:观察反应前后的元素化合价是否变化
( )
( )
( )
( )
√
×
×
×
+1
+1
+1
-1
+1
+1
0
+4
+4
+2
-3
-3
知识点1 氧化还原反应的基本概念
氧化剂发生还原反应
√
-2
+1
+4
被氧化,作还原剂
氧化剂,被还原,得到还原产物,则化合价降低,得到电子
知识点1 氧化还原反应的基本概念
(1)歧化反应:反应中,同一种元素的化合价,有升有降
示例.
练习.
( )
( )
( )
( )
√
√
√
×
+1
-2
0
0
0
-1
+1
+4
+5
+2
-1
-2
0
1.2歧化反应和归中反应
知识点1 氧化还原反应的基本概念
【规律】
②溶液中进行的反应,未生成H2或O2时,H+、OH-、H2O一般不变价,将这些物质称为“环境物质”,在后续配平方程式时有体现
①能够发生歧化反应的物质中元素的价态为中间价态
知识点1 氧化还原反应的基本概念
(2)归中反应:反应中,同一种元素的高低两种化合价变为某中间价态
氧化剂
示例.
还原剂
氧化剂
还原剂
=
还原产物
氧化产物
=1:5
思考:SO2能利用浓硫酸干燥的原因?
二氧化硫和浓硫酸中硫的价态为+4、+6,无中间价态,不能发生归中反应,即不能发生氧化还原反应,符合干燥原则。
知识点1 氧化还原反应的基本概念
掌握电子转移量的判断和氧化还原实质的理解
2.1单线桥法与双线桥法
知识点2 氧化还原反应分析
+2
步骤1:标变价元素的化合价
示例.
每消耗1mol氧气,转移电子数?
-2
0
+1
+4
-2
步骤2:分析两剂两产物
还
氧
氧
还产
氧产
还产
-2
/还产
步骤3:列关系式
氧
氧
还
Step4:按比例放缩步骤
【易错】别忘了NA
2.2复杂氧化还原反应分析——关系式法
知识点2 氧化还原反应分析
+2
例3.关于反应 <m></m> ,下列说法
正确的是( )
A. <m></m> 发生还原反应
B. <m></m> 既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 <m></m>
D. <m></m> 发生反应,转移 <m></m> 电子
+4
0
+4
还
氧
还产
氧产
体现酸性,用于成盐的硫
知识点2 氧化还原反应分析
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
失电子,化合价升高,被氧化
得电子,化合价降低,被还原
氧化性:氧化剂大于氧化产物;
还原性:还原剂大于还原产物。
微点拨
较强氧化性
较弱氧化性
较强还原性
较弱还原性
3.1根据化学方程式判断
知识点3 氧化性、还原性强弱的比较
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
K+
Ca+
Na+
Mg2+
Al3+
Zn2+
Fe2+
Sn2+
Pb2+
(H+)
Cu2+
Hg2+
Ag+
单质的还原性逐渐减弱
阳离子的氧化性逐渐增强
单质越易失电子,
对应阳离子越不易得电子
F2 Cl2 Br2 I2 S
F-
Cl-
Br-
I-
S2-
单质的氧化性逐渐减弱
即“易失不易得,易得不易失”
单质易得电子,
对应阴离子不易失电子
阴离子的还原性逐渐增强
3.2根据金属和非金属活动性顺序表
知识点3 氧化性、还原性强弱的比较
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,
如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等。
由化学方程式知氧化性: KMnO4>Cl2,MnO2>Cl2,O2>Cl2,
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
MnO2+4HCl MnCl2 +Cl2↑+2H2O
O2+4HCl 2Cl2+2H2O
由反应条件知氧化性:KMnO4>MnO2>O2。
3.3根据反应条件判断
知识点3 氧化性、还原性强弱的比较
(1)相同条件下不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态越高,氧化剂的其氧化性越强。
氧化性:Cl2>S
(2)相同条件下不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态越低,还原剂的还原性越强。
例如:根据Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe
还原性:Zn>Cu
根据产物中变价元素的价态
例如:根据 2Fe+3Cl2 2FeCl3
Fe+S FeS
3.4根据产物中变价元素的价态
知识点3 氧化性、还原性强弱的比较
处于中间价态的元素,既有氧化性、又有还原性。
价态决定性质
最低价
最高价
中间价
只有还原性
只有氧化性
既有氧化性
又有还原性
处于最高价态的元素,只有氧化性;
处于最低价态的元素,只有还原性;
4.1价态规律
知识点4 氧化还原反应的基本规律——价态规律
价态不交叉规律
含同种元素但价态不同的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价 → 中间价”,而不会出现交叉现象。
简记为“只靠拢,不交叉”。称为价态归中反应。
KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O
+5 -1 0 -1
-1
0
+5
×
得到 1×5e-
失去 5×e-
知识点4 氧化还原反应的基本规律——价态规律
物质所含元素能生成多种价态的产物时,“中间价→ 高价+低价”,
发生的氧化还原反应称为歧化反应。
Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
0 -1 +1
得到e-
失去e-
价态不交叉规律
知识点4 氧化还原反应的基本规律——价态规律
H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑+ 2H2O
-2 +6 0 +4
-2
0
+4
+6
×
得到 2e-
失去 2e-
“只靠拢,不交叉”“就近变价”
价态不交叉规律
知识点4 氧化还原反应的基本规律——价态规律
同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应
如Fe3+(强氧化性)和Fe2+(强还原性)之间不发生氧化还原反应
再如浓硫酸(强氧化性)和SO2(强还原性)之间不发生氧化还原反应,因此可以用浓硫酸干燥SO2气体。
知识点4 氧化还原反应的基本规律——价态规律
当一种氧化剂遇到几种还原剂,若均能反应,先跟还原性强的反应。
强者优先
当一种还原剂遇到几种氧化剂,若均能反应,先跟氧化性强的反应。
应用:判断多种物质组成的混合物中氧化还原反应发生的先后顺序。
例如:Cl2通入FeBr2和FeI2混合溶液发生反应
已知还原性顺序:I->Fe2+>Br-
反应顺序依次为:
Cl2+2I- = = = I2+2Cl-
Cl2+2Fe2+-= = = 2Fe3++2Cl-
Cl2+2Br-= = = Br2+2Cl-
微点拨
4.2优先规律
知识点4 氧化还原反应的基本规律——优先规律
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
氧化性强
氧化性弱
还原性强
还原性弱
规律:在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,
还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
微点拨
应用:
①比较物质的氧化性或还原性强弱
②判断氧化还原反应能否发生或反应方程式的正误
4.3强弱规律
知识点4 氧化还原反应的基本规律——强弱规律
例4.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为:Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++SO42-+4H+
B.I2+SO2+2H2O = H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4 = SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe3++H2O2 = 2Fe2++O2↑+2H+
C
知识点4 氧化还原反应的基本规律——强弱规律
微观上
宏观上
元素失去电子数
元素得到电子数
元素化合价升高的总数
元素化合价降低的总数
每个原子的转移电子数
×
原子个数
微点拨
应用:
①有关氧化还原反应的计算
②氧化还原反应方程式的配平
4.4守恒规律
知识点4 氧化还原反应的基本规律——守恒规律
例5.Na2S在碱性溶液中与NaClO反应,而NaClO 被还原为NaCl,若反应中Na2S与NaClO的个数之比为1∶4,则反应后硫元素的化合价为:( )
A.+2 B.+6 C.+4 D.0
B
知识点4 氧化还原反应的基本规律——守恒规律
1.关于反应 <m>m>
下列说法正确的是( )
A. <m></m> 中 <m></m> 元素被氧化
B. <m></m> 在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为 <m></m>
D.氧化产物与还原产物的质量之比为 <m></m>
D
当堂检测
C
当堂检测
3.现有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI = 2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3③2KMnO4+16HCl(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( )A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
C
当堂检测
4.硫代硫酸钠常用于治疗氰化物中毒、过敏
性皮肤病等。硫代硫酸钠的制备反应及作为氰化钾的解毒剂时发生的反应如下(已
知 <m></m> 中 <m></m> 的化合价可看作 <m></m> )。
制备反应: <m></m> 。
解毒反应: <m></m> 。下列说法错误的是( )
A.制备反应说明 <m></m> 的还原性比 <m></m> 的强
B.制备反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 <m></m>
C.解毒反应中, <m></m> 既是氧化剂,也是还原剂
D.处理 <m></m> ,转移 <m></m> 电子
D
当堂检测
2.(2023届黑龙江哈师大附中)某强氧化剂XO(OH)eq \o\al(+,2)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH)eq \o\al(+,2),需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是( )
A.+2 B.+1 C.0 D.-1
$$