内容正文:
第二讲 氧化还原反应规律(基础落实课)
|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
[再认再现·旧知新学]
1.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性: > ,所以 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。
微点澄清训练
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 ( )
(5)向浓H2SO4中通入H2S气体,1 mol浓H2SO4转移电子数可能是6NA,也可能是2NA ( )
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 。
[边练边学·实践提能]
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.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,则下列反应不能发生的是 ( )
A.2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+
B.I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
3.已知氧化性:Br2>Fe3+。向含溶质a mol的FeBr2溶液中通入b mol Cl2,充分反应。下列说法不正确的是 ( )
A.离子的还原性:Fe2+>Br->Cl-
B.当a≥2b时,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
C.当a=b时,反应后的离子浓度之比c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶1∶2
D.当3a≤2b时,反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++Br2+4Cl-
二、价态规律及其应用
4.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生反应:Cl2+KOHKX+KY+H2O(未配平),KX在一定条件下能自身发生反应:KXKY+KZ(未配平,KY与KZ的物质的量之比为1∶3)。以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是 ( )
A.+1 B.+3 C.+5 D.+7
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) 守恒规律及其应用
[再认再现·旧知新学]
电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
1.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.守恒法解题的思维流程
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)
[边练边学·实践提能]
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.[分析反应过程]汽车的安全气囊内有叠氮化钠与硝酸钾等物质,受到猛烈撞击时迅速发生反应:10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2↑,下列说法正确的是 ( )
A.KNO3中N元素被氧化
B.32.5 g NaN3参加反应,生成0.8 mol还原产物
C.氧化产物与还原产物质量比为1∶15
D.生成标准状况下71.68 L N2,转移电子数为2NA
3.[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)。
随堂训练——融会贯通本课主干知识
阅读下列材料,完成1~3题。
氧化还原反应是一类重要的化学反应,在我们的生产、生活和科技创新方面无处不在。火箭使用的推进剂为偏二甲肼(C2H8N2)和N2O4,发生的反应为C2H8N2+2N2O42CO2↑+4H2O+3N2↑。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,是国际上公认的新一代高效、安全、环保的杀菌消毒剂。工业上制备ClO2的方法有多种,其中一种为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl;还可以利用FeS2(Fe的化合价为+2)制备ClO2。用ClO2可以除去水体中H2S等物质。
1.对于反应:C2H8N2+2N2O42CO2↑+4H2O+3N2↑。已知偏二甲肼中C、N元素的化合价相等。关于该反应,下列说法正确的是 ( )
A.C2H8N2是氧化剂
B.N2O4被氧化
C.C2H8N2发生还原反应
D.1 mol N2O4完全反应,有8 mol电子转移
2.对于反应①:2FeS2+30NaClO3+14H2SO430ClO2↑+Fe2(SO4)3+15Na2SO4+14H2O 反应②:2ClO2+5H2S5S↓+2HCl+4H2O。下列说法不正确的是 ( )
A.反应①中,FeS2是还原剂,发生氧化反应
B.反应②属于置换反应
C.反应①中,每生成1 mol ClO2,反应转移1 mol电子
D.由反应②可知氧化性:ClO2>S
3.制备ClO2的原理为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl,同时发生副反应NaClO3+6HClNaCl+3Cl2↑+3H2O,利用下图装置制备ClO2并吸收ClO2:
下列有关说法正确的是 ( )
A.实验过程中不断缓慢通入N2的目的是排出装置中的空气
B.装置B中反应的化学方程式为2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl
C.反应2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl,每生成1 mol ClO2,转移5 mol电子
D.用装置C吸收ClO2,是因为ClO2具有强氧化性
课下请完成课时跟踪检测(五)
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