内容正文:
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应的概念与规律
·考试要求·
1.依据核心元素的化合价推断物质氧化性和还原性,列举常见的氧化剂和还原剂,联系物质的组成和结构解释氧化还原反应中的现象。
2.从原子、分子水平分析氧化还原反应的内因和本质。
3.认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动;能从氧化还原反应的角度,设计探究方案,进行实验探究,加深对物质氧化性、还原性的理解。
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1.氧化还原反应的本质和特征
电子得失或共用电子对偏移
元素的化合价发生变化
第1课时 氧化还原反应的概念与规律
3
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
3.氧化还原反应的概念间的关系
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂(某些活泼的非金属单质、含有高价态元素的物质、过氧化物等)。例如:
Cl-
SO2
NO2
NO
Mn2+
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
(2)常见还原剂(活泼的金属单质、某些活泼的非金属单质、含有低价态元素的物质等)。例如:
Zn2+
H2O
CO2
S
I2
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
______
(3)含有中间价态元素的物质既有氧化性,又有还原性。
其中Fe2+、主要表现_____性,H2O2主要表现_____性。
含有中间价态元素的物质 氧化产物 还原产物
Fe2+ ______ ___
__
H2O2 ___ ____
Fe3+
Fe
S
O2
H2O
还原
氧化
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
5.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示反应前后_________由反应物转化为反应产物时电子转移的情况。
①表示方法
同一元素
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
②注意事项
a.箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
b.必须注明“得到”或“失去”;
c.被还原的元素和被氧化的元素得、失电子数相等。
如
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
(2)单线桥法
表示反应过程中__________原子间的电子转移情况。
①表示方法
不同元素
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
②注意事项
a.不需要标明“得到”或“失去”,只标明电子转移数目;
b.要用箭头标明电子转移的方向;
c.箭头由反应物中失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
6.双、单线桥法表示氧化还原反应的步骤
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
(1)在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂。 ( )
(2)某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。 ( )
(3)有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。 ( )
(4)氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂。 ( )
(5)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。 ( )
(6)含有最高价态元素的化合物一定具有强氧化性。 ( )
(7)强氧化剂和强还原剂一定能发生氧化还原反应。 ( )
√
×
√
×
×
×
×
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
氧化还原反应概念的“四个误区”
误区一:在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。
误区二:物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少。
误区三:所含元素价态越高,化合物的氧化性一定越强。
误区四:在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
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氧化性、还原性的强弱比较及实验探究
考向1| 氧化性、还原性的强弱判断
1.(2024·枣庄模拟)(双选)某同学设计完成了以下两个实验:①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO3)。②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层的颜色没有变化。下列说法不正确的是( )
第1课时 氧化还原反应的概念与规律
A.实验①生成HIO3时发生的反应为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl
B.实验②中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液
C.由上述实验得出Cl2、Br2 I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2
D.由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>HBrO3 >HIO3
√
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
CD 解析:①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色,发生的反应为Cl2+2I-===I2+2Cl-;继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO3),说明氯气可氧化碘单质,发生反应的化学方程式为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl,故A正确;向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色,发生反应:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,溴单质易溶于四氯化碳,则可通过萃取分液的方法获得Br2的CCl4溶液,故B正确;由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,①中的氧化性强弱为Cl2>I2,②中的氧化性强弱为Cl2>Br2,但不能比较Br2和I2的氧化性强弱,故C错误;由①②中的反应及氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,Cl2能将I2氧化为HIO3 而不能将Br2氧化为HBrO3,所以氧化性由强到弱的顺序是HBrO3>Cl2>HIO3,故D错误。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
2.实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
(1)制备K2FeO4的反应为+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,由此得出氧化性:Cl2________________(填“>”或“<”。
(2)K2FeO4的性质探究:用KOH溶液将紫色K2FeO4固体溶出,得到紫色K2FeO4溶液。取少量该溶液,滴加盐酸,有Cl2产生。
该实验表明Cl2和的氧化性强弱关系与(1)相反,原因是___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
解析:(1)同一反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物。(2)对比两个反应的异同,制备反应在碱性条件下,性质探究实验是在酸性条件下,氧化性强弱关系不同说明溶液酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。
答案:(1)> (2)溶液的酸碱性不同
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
方法规律
判断物质氧化性、还原性强弱的常用方法
(1)根据化学方程式判断
①氧化性:氧化剂>氧化产物。
②还原性:还原剂>还原产物。
(2)根据反应条件和产物中元素价态高低判断
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
(3)根据电化学原理判断
①在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极的金属的还原性强。
②在电解池中,惰性电极作电极时,阳极先失电子的物质还原性强;阴极先得电子的物质氧化性强。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
考向2 |依据氧化性、还原性的强弱判断反应的可行性
3.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2。下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2+++4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C 解析:A项,还原性:SO2>Fe2+,反应能发生;B项,还原性:SO2>I-,反应能发生;C项,还原性:H2O2<SO2,反应不能发生,D项,还原性:Fe2+>Cl-,反应能发生。
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
4.常温下,可以发生下列三个反应:①2W-+X2===2X-+W2;②2Y-+W2===2W-+Y2;③2X-+Z2===2Z-+X2,由此得出的正确结论是( )
A.X-、Y-、Z-、W-中Z-还原性最强
B.X2、Y2、Z2、W2中Z2氧化性最弱
C.反应2Z-+Y2===2Y-+Z2不能发生
D.还原性:X->Y-
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
C 解析:①2W-+X2===W2+2X-,该反应中X2作氧化剂,还原产物是X-,W-作还原剂,氧化产物是W2,所以氧化性:X2>W2,还原性:W->X-;②2Y-+W2===2W-+Y2,该反应中W2作氧化剂,还原产物是W-,Y-作还原剂,氧化产物是Y2,所以氧化性:W2>Y2,还原性:Y->W-;③2X-+Z2===2Z-+X2,该反应中Z2作氧化剂,还原产物是Z-,X-作还原剂,氧化产物是X2,所以氧化性:Z2>X2,还原性:X->Z-;故氧化性强弱顺序为Z2>X2>W2>Y2,还原性强弱顺序为Y->W->X->Z-。Y-的还原性最强,A错误;Z2的氧化性最强,B错误;氧化性强弱顺序为Z2>Y2,所以反应2Z-+Y2===2Y-+Z2不能发生,C正确;还原性强弱顺序为Y->X-,D错误。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
假设法判定氧化还原反应能否发生
归纳总结
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
氧化还原反应的常见规律及应用
考向1| 先后规律的应用
1.将400 mL浓度均为c mol·L-1的FeI2、FeBr2混合液分为甲、乙、丙、丁四等份,分别通入适量的Cl2,Cl2的物质的量与转移电子的物质的量的关系如图所示(只考虑Cl2与Fe2+、Br-、I-发生反应,忽略副反应)。下列说法正确的是 ( )
A.甲中离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
B.乙中通入Cl2的体积为448 mL(标准状况)
C.丁中生成的Fe3+、Br2和I2的物质的量之比为2∶1∶1
D.c=0.1
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
C 解析:由丙、丁数据可知,丙中Cl2恰好完全氧化Fe2+、I-、Br-生成Fe3+、Br2、I2。n(Fe2+)=0.2c mol,n(Br-)=0.2c mol,n(I-)=0.2c mol,根据电子守恒可知,0.6c mol=0.12 mol,c=0.2。由此可知,n(Fe2+)=0.04 mol,n(Br-)=0.04 mol,n(I-)=0.04 mol。还原性:I->Fe2+>Br-,甲中Cl2恰好将 I-完全氧化,离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl-,A项错误;根据乙中转移电子的物质的量为0.08 mol,可得乙中通入Cl2的物质的量为0.04 mol,氯气的体积为896 mL(标准状况),B项错误;丁中生成的Fe3+、Br2、I2的物质的量依次为0.04 mol、0.02 mol、0.02 mol,它们的物质的量之比为2∶1∶1,C项正确;由分析可知,c=0.2,D项错误。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
2.已知还原性:>I-,氧化性:>I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液。加入NaIO3的物质的量和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中的氧化产物均为SO3
B.a点时消耗NaHSO3的物质的量为1.0 mol
C.从起点到b点发生反应的离子方程式为
+I-+3H+
D.当溶液中I-与I2的物质的量之比为1∶1时,加入的NaIO3为1.2 mol
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
C 解析:在溶液中,NaHSO3中的最终被氧化为,不会出现SO3,故A项错误;根据还原性:>I-及从起点到b点没有I2生成,知和刚开始发生氧化还原反应生成I-,反应的离子方程式为+I-+3H+,a点时加入的NaIO3的物质的量为0.4 mol,根据离子方程式知,消耗的NaHSO3的物质的量为1.2 mol,故B项错误,C项正确;根据反应知,3 mol NaHSO3消耗NaIO3的物质的量为1 mol,生成的I-的物质的量为1 mol,设生成的I2的物质的量为 m mol,则根据反应+6H++5I-===3H2O+3I2知,消耗NaIO3的物质的量为 mol,消耗I-的物质的量为 mol,剩余的I-为 mol,溶液中n(I-)∶n(I2)=1∶1,即 mol=m mol,解得m=,故此时加入的n(NaIO3)=1 mol+ mol=1 mol+ mol=1.125 mol,故D项错误。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
常用的氧化性、还原性强弱顺序
(1)氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2>Br2>Fe3+>I2。
(2)还原性:(SO2、H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。
归纳总结
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
考向2| 价态规律的应用
3.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH―→KX+KY+H2O(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KX―→KY+KZ(未配平,KY与KZ的物质的量之比为1∶3),以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是( )
A.+1价 B.+3价
C.+5价 D.+7价
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
C 解析:反应Cl2+KOH―→KX+KY+H2O是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也发生歧化反应:KX―→KY+KZ,可断定KY为KCl,化合价高低:KZ中Cl>KX中Cl(均为正价)。假设KX中氯元素为+a价,KZ中氯元素的化合价为+b价,依据得失电子守恒原理及KX―→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5代入上式讨论,可知a=5时,b=7符合题意,则KX中氯元素的化合价为+5价。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
4.(2024·江门模拟)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为硫及其部分化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是
( )
A.可用浓硫酸干燥SO2
B.Z作氧化剂时,理论上可被还原为S
C.X的水溶液在空气中放置,易被氧化
D.X与浓硫酸反应时,X生成SO2,硫酸生成S
√
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
D 解析:根据“价—类”二维图可知,X、Y、Z分别为H2S、SO3、Na2SO3。SO2、H2SO4中硫的化合价分别为+4价、+6价,中间没有+5价,不能发生氧化还原反应,故可用浓硫酸干燥SO2,A项正确;Z为Na2SO3,根据氧化还原反应价态变化规律可知,Na2SO3可被还原为S,B项正确;X为H2S,H2S易被空气中的O2氧化生成S,C项正确;H2S(X)与浓硫酸反应时,根据氧化还原反应的价态规律“只靠近不交叉”原则可知,H2S生成S,硫酸生成SO2,D项错误。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
5.L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质;A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮元素或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质 Q中氮元素的化合价低。在一定条件下,它们会发生如下的转化(关系式未配平):
①P+A―→Q+B
②L+O2―→M+H2O
③L+M―→R+H2O
④B+H2O―→A+O2
(1)若五种含氮元素的物质中,有一种是硝酸,则硝酸是________,理由是__________________________________________________________________。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
(2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下,加热到一定温度时方能发生,此反应在化工生产上有重要用途,据此推断在同温同压下,若物质R密度比空气的密度小,则R的化学式为____________________。
(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式:
Ⅰ.M+P―→N2O3+H2O;
Ⅱ.N2O4+H2O―→P+Q;
Ⅲ.M+L―→Q+H2O。
其中一定不可能实现的是________________,理由是_____________________
__________________________________________________________________。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
答案:(1)P P中氮元素的化合价最高
(2)N2
(3)Ⅲ 氮元素价态:Q>M>L,根据氧化还原反应价态规律,M与L反应,不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质Q
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
方法规律
价态归中规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时,该元素的价态变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,即“价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢”。例如:
不会出现⑤中H2S和H2SO4反应,H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
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第1课时 氧化还原反应的概念与规律
$$