内容正文:
2025-2026学年高三一轮复习 氧化还原及规律学案
【知识归纳】
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应的概念
(1)氧化还原反应:________的化学反应叫做氧化还原反应。
①氧化还原反应的本质是_______。②氧化还原反应的特征是_______。③氧化还原反应的判断方法和依据,就是 。
(2)氧化反应和还原反应:_______ 的反应称为氧化反应;_______ 的反应称为还原反应。
氧化反应和还原反应的关系是:二者是同一个反应中的两个半反应,是一个反应的两个方面,总是同时___ ,同时___ ,没有先后。
(3)氧化剂和还原剂:在氧化还原反应中,_____的反应物叫做氧化剂;而_____的反应物叫做还原剂。氧化剂和还原剂是对一个氧化还原反应中的__物而言的。
(4)氧化性和还原性:氧化性是指__剂具有的能力,表现在反应中是化合价有___趋势的一种表现能力;还原牲是指 __剂具有的能力,表现在反应中是化合价有___趋势的一种表现能力。
(5)氧化产物和还原产物:____失去电子被____所得的产物叫氧化产物;____得到电子被____所得的产物叫还原产物。
2、概念的联系
氧化剂(具有__性) —__电子—被__—发生__反应—__产物。
还原剂(具有__性) —__电子—被__—发生__反应—__产物
3、①常见氧化剂
a.某些活泼的非金属单质:如F2,Cl2,Br2,I2,O2,O3,S。
b.元素处于高价态的物质:如浓硫酸,重铬酸钾(K2Cr2O7)KMnO4,硝酸,Fe3+
c.过氧化物:如H2O2,Na2O2。 d.次氯酸及次氯酸盐
②常见还原剂
a.活泼的金属单质:如Zn,Al,Fe
b.某些活泼的非金属单质:如H2, c.元素处于低价态的物质:如CO,SO32- S2- I- Fe2+
二、氧化性、还原性强弱规律
1. 氧化性、还原性的判断
氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。
2. 氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物;
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(2)根据金属活动性顺序表
在金属活动性顺序表中,位置越靠前,其还原性就越强,其阳离子的氧化性就越弱。
(3)根据非金属活动性顺序来判断
一般来说,越活泼的非金属,得到电子还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
(4)根据元素周期表
同周期元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐增强,还原性逐渐减弱;同主族元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
(5)根据反应条件和反应剧烈程度进行判断
①与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:一般条件越低,氧化剂的氧化性越强;同种还原剂作用于不同氧化剂时,反应越剧烈,其还原性越强。
三、电子转移的表示方法
1、双线桥法
(1)双箭号从反应物指向生成物,箭号起止所指的均为同一种元素。 (2)线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。
氧化剂为Fe2O3,还原剂为CO,氧化产物为CO2,还原产物为Fe。
氧化剂为HCl,还原剂为Zn,氧化产物为ZnCl2,还原产物为H2。
2、单桥线法
(1)箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素; (2)线上只标出转移电子的总数。
四、氧化还原反应规律
1.价态变化规律
(1)归中规律:含同种元素不同价态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”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”),也可以不同,但此时必是高价转变成较高中间价,低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。
(2)歧化规律:同一种物质中的同一元素部分化合价升高,另一部分化合价降低,发生自身的氧化还原反应。
2.优先规律
在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时,当加入氧化剂时,还原性强的还原剂优先被氧化;同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时,当加入还原剂时,氧化性强的氧化剂优先被还原。
3.得失电子守恒规律
在任何氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定相等。对于氧化还原反应的计算,利用得失电子守恒规律,抛开烦琐的反应过程,可不写化学方程式,能更快、更便捷地解决有关问题。
【经典高考真题】
1.某含铬Cr2O72- 废水用硫亚铁铵[FeSO4·(NH4)2 SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到n molFeO·FeyCrxO3 。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是
A.消耗硫酸亚铁铵的物质量为n(2-x)mol B.处理废水中Cr2O72- 的物质量为mol
C.反应中发生转移的电子数为3nx mol D.在FeO·FeyCrxO3中3x=y
【答案】A
2.R2O8n-在一定条件下可以把Mn2+氧化为MnO4-,若反应后R2O8n-离子变为RO42-,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2,则n的值为
A.1 B.2 C.3 D.4
【典型例题】
【例1】下列叙述中正确的是
A.含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性。
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。
C.金属原子失电子越多,其还原性越强。
D.强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应。
解析:A.元素的最高价态只有氧化性,但不一定有强氧化性。如:NaCl中的Na+只有氧化性,但其氧化性极弱。B.Fe2+既有氧化性,又有还原性,主要表现还原性。MnO4-具有强氧化性。
C.氧化性还原性的强弱是指得失电子的难易程度,而非得失电子数目的多少。
如:Na-e-=Na+, Mg-2e-=Mg2+,Al-3e-=Al3+,但还原性:Na>Mg>Al。
D.一般情况下,强氧化剂与强还原剂相遇可发生氧化还原反应,但若是同种元素之间还必须存在中间价态才能发生反应,如浓H2SO4(强氧化剂)与SO2(强还原剂)就不能发生反应。答案:D 。
【例2】已知反应:
①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 ;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ③I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,下列粒子的还原能力由强到弱顺序正确的是
A.I- > Fe2+ > Cl- > SO2 B.Cl- > Fe2+ > SO2 > I-
C.Fe2+ > I- > Cl- > SO2 D.SO2 > I- > Fe2+ > Cl-
解析:
序号
还原剂
还原产物
还原能力
①
I-
Fe2+
I- > Fe2+
②
Fe2+
Cl-
Fe2+> Cl-
③
SO2
I-
SO2 > I-
结论
还原能力:SO2 > I- > Fe2+> Cl-
答案:D。
【例3】已知:X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2>X2>Y2>Z2,下列氧化还原反应能发生的是
A.2NaW+Z2=2NaZ+W2 B.2NaX+Z2=2NaZ+X2
C.2NaY+W2=2NaW+Y2 D.2NaZ+X2=2NaX+Z2
解析:四种物质的氧化能力W2>X2>Y2>Z2,氧化能力强的单质能氧化其后的元素的阴离子成单质,即W2能氧化X-、Y-、Z-,X2能氧化Y-、Z-,Y2能氧化Z-。故C、D正确。
【例4】在100ml溴化亚铁溶液中通入2.24L氯气(标准状况),若有三分之一的溴离子被氧化,求原溴化亚铁溶液的物质的量浓度。并写出该反应的离子方程式。
解答:设溴化亚铁的物质的量为X,由电子守恒得:
则 X + X×2×1/3 = 2.24/22.4×2 X=0.12mol
溴化亚铁溶液的浓度:0.12/0.1 =1.2mol/L
从计算可知,0.1 mol氯气氧化0.12 mol溴化亚铁,即5 mol氯气氧化6 mol溴化亚铁,其中被氧化的溴离子为4 mol,所以其离子方程式为:6Fe2++4Br-+5Cl2 == 6Fe3++2Br2+10Cl-
【解题技巧点拨】
在书写化学方程式时要遵循质量守恒定律,对于氧化还原反应还要遵循得失电子数相等即得失电子守恒规律,对于离子反应遵循电荷守恒规律。
1.工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来。
① 用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式来表示) 。
② MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是 。
2.硫酸亚铁在硫酸酸化条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。
3.新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox 3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示:
请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式 (不必配平)
4. SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体NO,有关反应的离子方程式为 ,由此可知NO和SO2还原性较强的是 。
5.我国卫生部已明确提出:要逐步用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。ClO2不稳定,可与NaOH溶液、H2O2反应,转化为比较稳定的亚氯酸钠(NaClO2)。该反应的化学方程式为_ 。
6.工业上用氧化铝、碳和氨在1400℃条件下反应,制取由元素氮和铝组成的化合物,同时还有CO和H2生成。已知反应中消耗1mol NH3,可生成1.5mol CO和1.5mol H2 。写出反应的化学方程式:
7.在光照条件下,乙醇被FeCl3氧化生成一种能发生银镜反应的物质,写出反应的化学方程式:
8.用CO(NH2 )2 (尿素)作还原剂,在加热条件下催化还原氮氧化物, 1mol CO(NH2 )2反应时失去6 mol电子,尿素与二氧化氮反应的化学方程式是_________________。
9.Na2O2与Fe2+在溶液1:1反应________________________。
Na2O2与Fe2+在溶液反应Na2O2只做氧化剂________________________。
答案1.①3MnO2+4Al=== 3Mn+2Al2O3 ②MnO2+H2O2+2H+=== Mn2++O2↑+2H2O
2.MnO2 +2FeSO4 + 2H2SO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
3.MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S 4.3SO2+2NO-3+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+ ; 5.2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2↑+2H2O
6.Al2O3 + 3C +2NH3 3CO + 3H2 + 2AlN
7.2FeCl3 + C2H5OH === 2FeCl2 + 2HCl + CH3CHO
8.6NO2+4CO(NH2 )2 7N2+4CO2+8H2O
9.4 Na2O2+4 Fe2++6 H2O==4 Fe(OH)3+8Na++O2↑
3Na2O2+6Fe2++6 H2O==4 Fe(OH)3+6Na++2Fe3+
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