内容正文:
第二讲 氧化还原反应规律
|内|容|与|目|标|
1.掌握氧化还原反应的基本规律及应用。 2.能利用“电子守恒”规律进行氧化还原反应的简单计算。
逐点清(一) 先后规律、价态规律及其应用
系统教材·固本强基
1.先后规律及其应用
(1)同一体系中,当有多个氧化还原反应发生时,反应的先后顺序遵循强者优先的规律。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序
氧化性
Mn(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S
还原性
Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(S)<S2-
2.价态规律及其应用
(1)价态归中规律
含不同价态的同种元素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“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注意:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
(2)歧化反应规律
“中间价高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
(3)价态规律的应用
①判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,所以浓硫酸不能干燥SO2气体 ( )
(2)1 mol KClO3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为6NA ( )
(3)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO ( )
(4)锌粉加入硝酸铁,硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁 ( )
2.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①GQ+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOHG+Q+H2O
④Z+NaOHQ+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是 。
自我备注
迁移应用·深化学习
题点(一) 先后规律及其应用
1.已知有如下三个氧化还原反应:
2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
2FeCl2+Cl22FeCl3
2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中Fe2+和I-共存,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
2.往含Fe3+、H+、N的混合液中加入少量S,充分反应后,下列表示该反应的离子方程式正确的是 ( )
A.2Fe3++S+H2O2Fe2++S+2H+
B.2H++SH2O+SO2↑
C.2H++2N+3S3S+2NO↑+H2O
D.2Fe3++3S+3H2O2Fe(OH)3↓+3SO2↑
3.[双选]向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况
B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol·L-1
C.当通入Cl2 2 mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=1∶2∶3
题点(二) 价态规律及其应用
4.(2025·哈尔滨市第三中学校月考)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:3Cl2+6KOHKX+5KY+3H2O,KX在一定条件下能自身反应:KXKY+KZ(未配平),以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的钾盐,该反应中KY与KZ的化学计量数之比为 ( )
A.1∶1 B.2∶3
C.1∶3 D.1∶2
5.已知反应:2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,下列关于该反应说法错误的是 ( )
A.氧化性:NaClO3>Cl2
B.当反应中有2 mol e-转移时,被氧化的HCl为4 mol
C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
D.产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌
逐点清(二) 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
|牛刀小试|
1.[确定化学式]某强氧化剂[XO(OH)2]+可被Na2SO3还原,氧化产物为S。如果还原1.2×10-3 mol [XO(OH)2]+需用30 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是 ( )
A.XO B.X2O3 C.X2O D.X
2.[判断化合价]在酸性条件下,可发生如下反应:Cl+2M3++4H2OM2+Cl-+8H+,M2中M的化合价是 ( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
3. [分析反应过程] [双选]工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法错误的是 ( )
A.由上述过程Ⅰ、Ⅱ可知氧化性:O2>Mn>S2
B.过程 Ⅱ 中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
C.过程Ⅰ中发生反应:2Mn(OH)2+O2+4OH-===2Mn+4H2O
D.将10 L渣浆中的S2-(浓度为320 mg·L-1)转化为S,理论上至少需要氧气0.4 mol
4.[多步计算应用]某废水中含有Cr2,为了处理有毒的Cr2,需要先测定其浓度:取20 mL废水,加入适量稀硫酸,再加入过量的V1 mL c1 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液,充分反应(还原产物为Cr3+)。用c2 mol ·L-1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2+至终点,消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2)为 。
5.[含量分析](1)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为V,则需要氧化剂KClO3至少为 mol。
(2)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为 (计算结果保留两位小数)。
|练后补强|
1.理清电子守恒法的原理
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,只要把物质分为始态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
2.掌握守恒法解题的流程
第1步
找出氧化剂、还原剂及对应的还原产物和氧化产物
第2步
找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)
第3步
根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式:n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)
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