内容正文:
微专题02 氧化还原反应的规律——重难点
01.理解氧化还原反应的价态规律、先后规律及守恒规律的原理。
02.掌握氧化还原反应规律的应用,提升对氧化还原反应概念的认识。
知识点一:价态规律
一、价态规律
1.高低规律
(1)一般来说,元素处于最高价态时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于最低价态时,只有还原性(如S2-、Br-等);元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
1.预测微粒S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+的氧化性和还原性,并简单说明预测依据。
(1)Mg2+、H+只有 性,预测依据 。
(2)只有还原性的是 ,预测依据 。
(3)既有氧化性又有还原性的是 ,预测依据 。
(2023·江苏无锡一中高一期中)
2.下列微粒:① Al3+ ② Cl- ③ N2 ④ S2- ⑤ Cu ⑥ H2O2 ⑦ Fe2+。既具有氧化性又具有还原性的是
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
(23-24高一上·北京·期末)
3.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是
A.实验①中铁钉只作还原剂 B.实验②中既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应 D.上述实验证明氧化性:
2.价态转化规律
(1)“价态归中”规律
同种元素的不同价态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,价态靠拢不交叉”。例如,
(2)“歧化反应”规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,例如:
(23-24高一上·山西临汾·阶段练习)
4.在化学反应中,若氧化反应和还原反应发生在同一物质的同一元素上,则这种自身的氧化还原反应被称为歧化反应。下列反应属于歧化反应的是
A. B.
C. D.
(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)
5.下列表示电子转移方向和数目均正确的是
A. B.
C. D.
(23-24高一·全国·假期作业)
6.已知氮元素有多种可变化合价,常见的有-3、+2、+3、+4、+5价等。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
根据价态规律,判断上述反应是否有可能实现,说明判断的理由 。
7.过氧化钙()在食品加工方面可用作面粉处理剂、氧化剂,能与水缓慢反应:,下列说法正确的是
A.过氧化钙属于碱性氧化物
B.还原剂为
C.反应中电子转移的方向可表示为:
D.参加反应的氧化剂和还原剂的个数之比为1∶1
知识点二:先后规律
1.先后规律及应用
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-,把氯气通入FeI2溶液时,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。
8.已知还原性:S2->Br-,Cl2具有强氧化性,在含Na2S、NaBr混合液中通入Cl2,依次写出反应的离子方程式: 、 。
(23-24高一上·四川成都·期中)
9.现有下列几个离子反应:①+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;③2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+;④Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,下列判断正确的是
A.氧化性:>Cl2>Fe3+
B.若在FeBr2溶液中通入少量Cl2,则优先发生反应④
C.还原性:SO2<Fe2+<Br-
D.不能将Fe2+氧化为Fe3+
(23-24高一下·河北石家庄·开学考试)
10.已知氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>Fe3+>I2,则下列说法正确的是
A.某溶液中含有Fe2+、Cl-、I-,为了除去I-而不减少其他离子,可加入适量Fe3+
B.向FeBr2溶液中通入等物质的量Cl2,发生反应离子方程式为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
C.Fe可以和I2在加热条件下生成FeI3
D.向含有NaBr、NaI的溶液中通入适量氯气,充分作用后,将溶液蒸干、灼烧,可能得到NaCl和NaI的固体混合物
11.已知、、和均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为。则下列反应不能发生的是
A.
B.
C.
D.
知识点三:守恒规律
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,即元素化合价升降总数相等,所以有还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。即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。
2.氧化还原反应计算的步骤
(1)找物质:找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失:确定一个原子或离子得失电子的个数,变价元素的原子总数。
(3)列关系:根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
12.已知X2O能将氧化,当溶液中X2O与数目之比为1∶3时,恰好被氧化为,X在还原产物中的化合价为
A.+1价 B.+2价 C.+3价 D.+4价
(2024·湖南株洲二中高一段考)
13.在一定条件下,和可发生如下反应:,从而可知在中,则R的化合价是
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
14.一定条件下,硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平),该反应中,被氧化与被还原的氮原子个数之比为
A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶5
15.在反应中,氧化剂和还原剂的个数之比为
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶2
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 氧化 元素处于最高价态时只具有氧化性
(2) S2-、I- 二者分别是硫元素、碘元素的最低价态,只能失去电子表现还原性
(3) Fe2+、S Fe2+既可以得电子降为0价。也可以失电子升高到+3价,S可以得电子降为-2价,也可失电子升高到+4价或+6价
【详解】(1)Mg2+、H+中元素处于最高价态时,只具有氧化性;
(2)S2-、I-的分价态别是硫元素、碘元素的最低价态,只能失去电子表现还原性;
(3)Fe2+既可以得电子降为0价,也可以失电子升高到+3价,S可以得电子降为-2价,也可失电子升高到+4价或+6价,因此Fe2+、S既有氧化性又有还原性。
2.B
【详解】当物质所含元素处于中间价态时,既具有氧化性又具有还原性;N2、Fe2+、H2O2中N、Fe、O元素均处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性。Al3+只有氧化性,Cl-、S2-、Cu均只具有还原性。故选B。
3.A
【详解】A.实验①中发生反应,,铁钉只作还原剂,故A正确;
B.向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水,Fe2+被氧化为Fe3+,显还原性,故B错误;
C.将铜丝放入氯化铁溶液中发生反应:,不是置换反应,故C错误;
D.由实验①得氧化性:Cu2+>Fe2+,由实验③得氧化性:Fe3+>Cu2+,综合可知,氧化性,故D错误;
故选A。
4.C
【详解】A.反应中钠元素化合价升高,氢元素化合价降低,不属于歧化反应,A错误;
B.反应中锰元素化合价降低,氧元素化合价升高,不属于歧化反应,B错误;
C.反应中氧元素化合价由-1价变化到0价和-2价,属于歧化反应,C正确;
D.反应中铁元素化合价降低,铜元素化合价升高,不属于歧化反应,D错误;
故选C。
5.D
【详解】A.P失去电子应该是被氧化,故A错误;
B.浓盐酸与MnO2反应时,并没有全部被氧化,4molHCl只有2molHCl被氧化,失去2mol电子,应为:,故B错误;
C.H2S与浓硫酸反应时,遵循化合价只靠拢不交叉原则,H2S被氧化成S,应为:,故C错误;
D.电子转移方向和数目均正确,故D正确;
故答案为:D。
6.①③可能,②不可能
【详解】①可能,反应物中的氮元素为+2价、+5价,生成物中为+3价,符合归中反应规律。
②不可能,反应物中的氮元素为-3价、+2价,生成物中为+3价,N元素的化合价只升不降。
③可能,反应物中的氮元素为+4价,生成物中为+3价、+5价,符合歧化反应规律。
7.D
【详解】A.过氧化钙和水发生氧化还原反应生成了O2,所以过氧化钙不属于碱性氧化物,A错误;
B.该反应中的O元素由-1价上升到0价,又由-1价下降到-2价,既是氧化剂也是还原剂,B错误;
C.该反应中的O元素由-1价上升到0价,又由-1价下降到-2价,还原产物是水,不是氢氧化钙,且有2molCaO2参加反应,转移电子为2mol,正确的电子转移方向和数目表示为:,C错误;
D.中的O元素由-1价上升到0价,又由-1价下降到-2价,氧化剂和还原剂都是过氧化钙,物质的量之比为1∶1,D正确;
故选D。
8. S2-+Cl2=S↓+2Cl- 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
【详解】由于还原性:S2->Br-,通入Cl2少量时,混合液中的S2-先与氯气反应,离子方程式为:
S2-+Cl2=S↓+2Cl-;等到S2-被氯气全部氧化为硫单质后,再通入的氯气与Br-发生氧化还原反应,离子方程式为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-。
9.A
【分析】①反应+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O,中Cr元素化合价降低发生还原反应,氯元素化合价升高发生氧化反应,是氧化剂、Cr3+是还原产物,Cl-是还原剂、Cl2是氧化产物;②反应2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,Fe元素化合价升高、Br元素化合价降低,Fe2+是还原剂、Fe3+是氧化产物,Br2是氧化剂、Br-是还原产物;③反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,Fe元素化合价降低、S元素化合价升高,Fe3+是氧化剂、Fe2+是还原产物,SO2是还原剂、是氧化产物;④反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,Br元素化合价升高、Cl元素化合价降低,Br-是还原剂、Br2是氧化产物,Cl2是氧化剂、Cl-是还原产物;
【详解】A.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应①氧化性>Cl2,反应②氧化性Br2> Fe3+,反应③氧化性Fe3+>,反应④氧化性Cl2> Br2,所以氧化性>Cl2> Br2>Fe3+,故A正确;
B.根据反应②,还原性Fe2+> Br-,若在FeBr2溶液中通入少量Cl2,Fe2+先被氧化,故B错误;
C.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,反应①还原性Cl-> Cr3+;反应②还原性Fe2+> Br-;反应③还原性SO2>Fe2+;反应④还原性Br-> Cl-,所以还原性:SO2>Fe2+>Br-> Cl-,故C错误;
D.氧化性 >Fe3+,所以能将Fe2+氧化为Fe3+,故D错误;
选A。
10.A
【详解】氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>Fe3+>I2,则还原性强弱顺序:Cl-<Br-<Fe2+<I-;
A.还原性强弱顺序:Cl-<Br-<Fe2+<I-,Fe3+能氧化碘离子不能氧化其它离子,所以某溶液中含有Fe2+、Cl-、I-,为了除去I-而不减少其他离子,可加入适量Fe3+,故A正确;
B.向FeBr2中通入等量Cl2,亚铁离子优先反应,然后部分溴离子被氯气氧化,反应的离子方程式为:2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl-,故B错误;
C.氧化性强弱顺序:Fe3+>I2,则还原性强弱顺序:Fe2+<I-,所以Fe3+氧化I-,则Fe和I2在加热条件下生成FeI2,故C错误;
D.氯气先氧化I-后氧化Br-,所以向含有NaBr、NaI的溶液中通入适量氯气后应该先除去NaI后除去NaBr,所以最终得到的固体中不能存在NaI而不存在NaBr,故D错误。
答案选A。
11.B
【详解】A.因该反应中S元素的化合价升高,Fe 元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原剂的还原性强于还原产物,SO2>Fe2+,与已知的还原性强弱一致,故A 不符合题意;
B.若该反应发生,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,不可能发生,故B符合题意;
C.因该反应中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,能发生,故C不符合题意;
D.因该反应中 Fe元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则I-为还原剂,还原性强弱为I->Fe2+,与已知的还原性强弱一致,能发生,故D不符合题意;
答案选B。
12.C
【详解】中X的化合价为+6价,离子被氧化生成,S元素化合价由+4价升高到+6价,设离子中X在还原产物中化合价为n,根据得失电子数目相等,则有2×(6-n)=3×(6-4),解得:n=+3,故选C。
13.C
【详解】根据反应前后电荷守恒,可知:n=2,则根据中化合价代数和为-2,解得R的化合价为+6价;
故选C。
14.A
【详解】在5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O的反应中,铵根离子中N元素化合价由-3价升高为0价,失电子被氧化,硝酸根中N元素化合价由+5价降低为0价,得电子被还原,氮气既是还原产物也是氧化产物,根据电子转移守恒,可知被氧化的氮原子与被还原的氮原子物质的量之比为(5-0):[0-(-3)]=5:3,故选A。
15.B
【详解】氧化还原反应中,氧化剂得电子生成还原产物,还原剂失电子生成氧化产物。可以有产物逆推得反应物的物质的量之比。
反应中S既是氧化剂又是还原剂,氧化产物是K2SO3,还原产物是K2S,它们的物质的量之比为1∶2,所以作氧化剂和作还原剂的硫原子的个数比为2∶1,故选B。
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