第13讲 氧化还原反应的基本规律 -2026年暑假新高一初升高化学衔接课讲义(全国通用)
2026-07-10
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 701 KB |
| 发布时间 | 2026-07-10 |
| 更新时间 | 2026-07-10 |
| 作者 | 拓思创作中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58741861.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第13讲 氧化还原反应的基本规律
学习目标
1、认识氧化还原反应中的守恒规律,并学会利用其守恒规律配平氧化还原反应的化学方程式。
2、认识氧化还原反应中的先后规律,会判断物质的稳定性和反应顺序。
3、认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。
知识导图
新知精讲
【知识点1】守恒规律及应用
1、内容
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数,氧化剂化合价降低总数=还原剂化合价升高总数。
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)。
应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。
2、应用得失电子守恒解题的一般步骤
(1)“找物质”——找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“定得失”——确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
(3)“列关系”——根据题中氧化剂和还原剂得失电子守恒列出关系式。
N(氧化剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值。
【典例分析】
【例1】在一定条件下PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2和Pb2+,则与1.0 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为
A.3.0 mol B.1.5 mol
C.1.0 mol D.0.75 mol
【例2】已知X2能将S氧化,当溶液中X2与S物质的量之比为1∶3时,S恰好被氧化为S,X在还原产物中的化合价为
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
【例3】含有氧化剂X的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知X、Na2SO3的物质的量之比为1∶2,则还原产物中元素X的价态是
A.+2 B.-2
C.+1 D.0
【知识点2】氧化还原反应方程式的配平
(1)配平三原则
(2)配平一般步骤——化合价升降法
①标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。
+HO3(浓)O2↑+O2↑+H2O
②列变化:标出反应前后元素化合价的变化。
③求总数:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
④配系数:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
⑤查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成长等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
(3)两种配平技巧
①正向配平法:适用于氧化剂、还原剂中某元素化合价全部改变的反应。
5KI+1KIO3+3H2SO43I2+3K2SO4+3H2O
②逆向配平法:适用于自身氧化还原反应(包括分解、歧化)或者某物质部分被氧化或被还原的反应。
即先确定生成物的化学计量数,再确定反应物的化学计量数。
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4)缺项配平方法:(缺少某些反应物或生成物,一般为水、H+或OH-)
①补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
②组合方式
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H+
酸性溶液或酸碱性未知
组合三
OH-
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性溶液或酸碱性未知
【典例分析】
【例1】酸性KMnO4溶液和CuS混合时,发生的反应如下:
Mn+ CuS+ H+ Cu2++ SO2↑+ Mn2++ H2O(未配平),
下列有关该反应的说法正确的是
A.被氧化的元素是Cu和S
B.KMnO4的氧化性强于SO2的氧化性
C.还原产物与氧化产物的物质的量之比为5∶6
D.若生成1.12 L SO2,转移电子的物质的量是0.3 mol
【例2】配平下列反应的化学(或离子)方程式。
(1) Mn+ H++ Cl- Mn2++ Cl2↑+ H2O
(2) Cl2+ KOH KClO3+ KCl+ H2O
(3) ClO-+ Fe(OH)3+ OH- Cl-+ Fe+ H2O
(4) Mn+ H2O2+ H+ Mn2++ O2↑+ H2O
【例3】缺项配平(缺少某些反应物或生成物,一般为水、H+或OH-)
(1)______ClO-+______Fe(OH)3+________===______Cl-+______FeO+______H2O
(2)______ClO+______Fe2++_____===_____Cl-+_____Fe3++_____
(3)______MnO+______H2O2+________===______Mn2++______O2↑+______H2O
(4)____MnO+____NO+____===____Mn2++____NO+____H2O
(5)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al2O3、C、N2、CO。
请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
++AlN+
(6)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:
NaBiO3+Mn2++____===
Na++Bi3++____+____
【知识点3】先后规律及应用
1、内容
在浓度相差不大的溶液中含有
(1)几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
(2)几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
2、应用
判断氧化性、还原性强弱和反应的先后顺序
如:把氯气通入FeBr2溶液时,还原性:Fe2+>Br-,若氯气的量不足时首先氧化Fe2+;
把氯气通入FeI2溶液时,还原性:I->Fe2+,若氯气的量不足时首先氧化I-。
【典例分析】
【例1】已知下列反应:
①Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
②2KI+Br22KBr+I2
③Na2S+I22NaI+S↓
(1)Cl-、Br-、I-、的还原性由强到弱的顺序是 。
(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是 。
(3)判断Cl2与Na2S能否反应? (填“能”或“否”)。
(4)向含有Cl-、Br-、I-、S2-的溶液中通入Cl2,最先发生反应的离子是 ,该反应的离子方程式为 。
【例2】已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①16H++10Z-+2X2X2++5Z2+8H2O;
②2A2++B22A3++2B-;
③2B-+Z2B2+2Z-。
由此推断下列说法错误的是
A.反应Z2+2A2+2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在反应①中被氧化,在反应③中被还原
C.Z2可以置换出X2+溶液中的X
D.氧化性:X>Z2>B2>A3+
【例3】现有下列四个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
②2FeBr2+Br22FeBr3
③Cl2+2KBr2KCl+Br2
④2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
若某溶液中有Fe2+、I-、Br-、Cl-共存,要氧化除去Fe2+,而又不氧化Br-和Cl-,可加入的试剂是
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.Br2
【知识点4】价态规律及应用
1、归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
【特别提醒】同一元素,相邻价态不反应,比如浓H2SO4能干燥SO2,Fe3+与Fe2+可以共存。
2、歧化规律
氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态高价态+低价态。
应用:判断反应物和产物中同种元素的价态的高低,计算电子转移的数目。
【思考】已知氯元素有-1、0、+1、+3、+5、+7等多种常见化合价,氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:
(1)Cl2+KOHKX+KY+H2O(未配平)
(2)KXKY+KZ(氯元素歧化反应,未配平)
KX、KY、KZ均是含氯元素的钾盐,Cl元素在①KX、②KY、③KZ中的价态由高到低的顺序是 (填序号)。
【典例分析】
【例1】G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物,它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平):
①GQ+NaCl; ②Q+H2OX+H2;
③Y+NaOHG+Q+2H2O; ④Z+NaOHQ+X+H2O。
这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为
A.G<Q<Z<Y<X B.G<Y<Q<Z<X
C.G<Y<Z<Q<X D.Z<X<G<Y<Q
【例2】指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的数目。
(1)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
(2)KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
【例3】已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
课后精练
1、铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应属于氧化还原反应,发生化合价变化的元素有三种
B.12.8 g Cu参与反应消耗O2的物质的量为0.1 mol
C.由此反应可知,化合反应一定是氧化还原反应
D.Cu2(OH)2CO3属于碱
2、氧化还原反应的本质是电子转移,分析反应中电子转移的数目有助于我们从定量的角度认识氧化还原反应。下列反应事实中电子转移的数目正确的是
选项
反应事实
电子转移的数目
A
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
2e-
B
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
9e-
C
H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
6e-
D
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑
5e-
3、已知方程式:M2+3S2-+14H+2M3++3S↓+7H2O,则M2中x的值为
A.2 B.3
C.4 D.6
4、PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
B.10Cl-+2Mn+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.5Pb2++2Mn+2H2O5PbO2+2Mn2++4H+
5、根据S2+2e-2S,Mn2++4H2OMn+8H++5e-推测氧化1.5 mol Mn2+需S2的物质的量为
A.1.5 mol B.3.75 mol
C.3.25 mol D.3.125 mol
6、一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3HNO3+N2↑+H2O,下列说法正确的是
A.配平后H2O的化学计量数为9
B.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C.N2只是还原产物
D.被氧化与被还原的氮原子数之比为3∶5
7、大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要作用。现欲制备大苏打,从氧化还原角度分析,下列所选用的制备试剂组合合理的是
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO3
8、淀粉⁃KI试纸检验KIO3的原理为KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O。下列说法正确的是
A.KIO3中碘元素的化合价为+5
B.KI是氧化剂
C.KIO3发生氧化反应
D.每生成3 mol I2,转移10 mol电子
9、将SO2通入足量Fe2(SO4)3溶液中,完全反应后再加入K2Cr2O7溶液,发生的两个化学反应:
①SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4W
②Cr2+aFe2++bH+2Cr3++aFe3++H2O。
下列有关说法正确的是
A.还原性:Cr3+>SO2 B.方程式②中,a=6、b=7
C.Cr2能将SO2还原成S D.方程式①中W为H+
10、常温下向双氧水的酸性溶液中滴入少量的FeSO4溶液,发生如图转化关系。下列说法不正确的是
A.一定条件下,Fe3+可以作H2O2分解反应的催化剂
B.图中转化关系表明氧化性由强到弱的顺序为Fe3+>Fe2+>H2O2
C.图中转化关系说明H2O2既有氧化性又有还原性
D.生产和贮运H2O2的过程中要避免混入Fe2+或者Fe3+
11、氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
(1)化合价是学习氧化还原反应的基础。在括号中写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Na2( );H2O4( );Cl( )。
(2)判断反应:4Na+O22Na2O是氧化还原反应的依据是 ;该反应中O2 电子(填“得到”或“失去”),发生 反应。
(3)氢化钠(NaH)为白色晶体,常用氢化钠在高温下将TiCl4还原为Ti,而H-被氧化为+1价,写出该反应的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向与数目: ;
NaH能与水剧烈反应:NaH+H2ONaOH+H2↑,NaH与液氨也有类似的反应,写出反应的化学方程式: ,
该反应中NaH发生 反应。
12、某反应中反应物与生成物有KClO3、K2SO4、H2C2O4、CO2、H2SO4、H2O和一种氧化物X。
(1)已知KClO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是 。
(2)已知0.2 mol KClO3在反应中得到0.2 mol电子生成X,则X的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 (填字母)。
a.氧化性:KClO3>CO2 b.氧化性:CO2>KClO3
c.还原性:H2C2O4>X d.还原性:X>H2C2O4
(4)写出该反应的离子方程式,并用单线桥表示上述反应中电子转移的情况: 。
13、回答下列问题:
(1)某化学反应的反应物和产物如下:
KMnO4+KI+H2SO4MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O(未配平)。
①该反应的氧化剂是 。
②如果该反应方程式中I2和KIO3的化学计量数都是5,则KMnO4的化学计量数是 。
(2)某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2,已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2。
①该反应中的还原剂是 。
②该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
③写出该反应的化学方程式: 。
(3)在硫酸溶液中,NaClO3和Na2SO3能按物质的量之比1∶2完全反应,生成一种棕黄色气体X,同时Na2SO3被氧化为Na2SO4,则X为 (填字母)。
A.Cl2O7 B.ClO2
C.Cl2O D.Cl2
14、氧化还原反应知识的学习,为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。已知:淀粉遇碘单质(I2)变蓝色。
(1)下列粒子中,只有还原性的是 (填序号)。
①S2- ②Fe2+ ③Fe3+ ④S ⑤H+ ⑥Na+ ⑦Mg
(2)吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3的作用是做 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)已知反应:
①6HCl+KClO3KCl+3H2O+3Cl2↑
②Cl2+2KI2KCl+I2
③I2+Cl2+H2OHIO3+HCl(未配平)
反应①中若有6 mol HCl参与反应,转移的电子数目为 ,对于反应①②③,下列说法正确的是 (填字母)。
A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶6
B.结合反应②③,若将Cl2通入含有淀粉的KI溶液中,可能会观察到先变蓝后褪色
C.还原性:Cl->I-
D.氧化性:KClO3>Cl2>I2
(4)反应①是制取Cl2的方法,除此之外反应2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O也常用来制备Cl2,被氧化的HCl和参加反应的HCl的质量之比为 。
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第13讲 氧化还原反应的基本规律
学习目标
1、认识氧化还原反应中的守恒规律,并学会利用其守恒规律配平氧化还原反应的化学方程式。
2、认识氧化还原反应中的先后规律,会判断物质的稳定性和反应顺序。
3、认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。
知识导图
新知精讲
【知识点1】守恒规律及应用
1、内容
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数,氧化剂化合价降低总数=还原剂化合价升高总数。
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)。
应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。
2、应用得失电子守恒解题的一般步骤
(1)“找物质”——找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“定得失”——确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
(3)“列关系”——根据题中氧化剂和还原剂得失电子守恒列出关系式。
N(氧化剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值。
【典例分析】
【例1】在一定条件下PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2和Pb2+,则与1.0 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为
A.3.0 mol B.1.5 mol
C.1.0 mol D.0.75 mol
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒计算。已知Pb元素由+4价变为+2价,Cr元素由+3价变为+6价,设所需PbO2的物质的量为x mol,则有1.0 mol×1×(6-3)=x mol×1×(4-2),解得x=1.5,故B正确。
【例2】已知X2能将S氧化,当溶液中X2与S物质的量之比为1∶3时,S恰好被氧化为S,X在还原产物中的化合价为
A.+1价 B.+2价
C.+3价 D.+4价
【答案】C
【例3】含有氧化剂X的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知X、Na2SO3的物质的量之比为1∶2,则还原产物中元素X的价态是
A.+2 B.-2
C.+1 D.0
【答案】C
【知识点2】氧化还原反应方程式的配平
(1)配平三原则
(2)配平一般步骤——化合价升降法
①标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。
+HO3(浓)O2↑+O2↑+H2O
②列变化:标出反应前后元素化合价的变化。
③求总数:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。
④配系数:用观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
⑤查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把箭头改成长等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
(3)两种配平技巧
①正向配平法:适用于氧化剂、还原剂中某元素化合价全部改变的反应。
5KI+1KIO3+3H2SO43I2+3K2SO4+3H2O
②逆向配平法:适用于自身氧化还原反应(包括分解、歧化)或者某物质部分被氧化或被还原的反应。
即先确定生成物的化学计量数,再确定反应物的化学计量数。
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4)缺项配平方法:(缺少某些反应物或生成物,一般为水、H+或OH-)
①补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
②组合方式
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H+
酸性溶液或酸碱性未知
组合三
OH-
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性溶液或酸碱性未知
【典例分析】
【例1】酸性KMnO4溶液和CuS混合时,发生的反应如下:
Mn+ CuS+ H+ Cu2++ SO2↑+ Mn2++ H2O(未配平),
下列有关该反应的说法正确的是
A.被氧化的元素是Cu和S
B.KMnO4的氧化性强于SO2的氧化性
C.还原产物与氧化产物的物质的量之比为5∶6
D.若生成1.12 L SO2,转移电子的物质的量是0.3 mol
【答案】B
【解析】S元素的化合价升高,铜元素化合价不变,则被氧化的元素是S,故A错误;KMnO4得电子,做氧化剂,S元素失去电子被氧化为二氧化硫,KMnO4的氧化性强于SO2的氧化性,故B正确;Mn元素的化合价由+7价降低到+2价,得到5e-,S元素的化合价由-2价升高到+4价,失去6e-,由电子守恒可知还原产物与氧化产物的物质的量之比为6∶5,故C错误;未说明气体所处的状况,无法计算转移电子的物质的量,故D错误。
【例2】配平下列反应的化学(或离子)方程式。
(1) Mn+ H++ Cl- Mn2++ Cl2↑+ H2O
(2) Cl2+ KOH KClO3+ KCl+ H2O
(3) ClO-+ Fe(OH)3+ OH- Cl-+ Fe+ H2O
(4) Mn+ H2O2+ H+ Mn2++ O2↑+ H2O
【答案】(1)2 16 10 2 5 8 (2)3 6 1 5 3 (3)3 2 4 3 2 5
(4)2 5 6 2 5 8
【例3】缺项配平(缺少某些反应物或生成物,一般为水、H+或OH-)
(1)______ClO-+______Fe(OH)3+________===______Cl-+______FeO+______H2O
(2)______ClO+______Fe2++_____===_____Cl-+_____Fe3++_____
(3)______MnO+______H2O2+________===______Mn2++______O2↑+______H2O
(4)____MnO+____NO+____===____Mn2++____NO+____H2O
(5)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al2O3、C、N2、CO。
请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
++AlN+
(6)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:
NaBiO3+Mn2++____===
Na++Bi3++____+____
【答案】 (1)3 2 4OH- 3 2 5 (2)1 6 6H+ 1 6 3H2O
(3)2 5 6H+ 2 5 8 (4)2 5 6H+ 2 5 3
(5)Al2O3 3C N2 2 3CO (6)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO 7 H2O
【知识点3】先后规律及应用
1、内容
在浓度相差不大的溶液中含有
(1)几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
(2)几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
2、应用
判断氧化性、还原性强弱和反应的先后顺序
如:把氯气通入FeBr2溶液时,还原性:Fe2+>Br-,若氯气的量不足时首先氧化Fe2+;
把氯气通入FeI2溶液时,还原性:I->Fe2+,若氯气的量不足时首先氧化I-。
【典例分析】
【例1】已知下列反应:
①Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
②2KI+Br22KBr+I2
③Na2S+I22NaI+S↓
(1)Cl-、Br-、I-、的还原性由强到弱的顺序是 。
(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是 。
(3)判断Cl2与Na2S能否反应? (填“能”或“否”)。
(4)向含有Cl-、Br-、I-、S2-的溶液中通入Cl2,最先发生反应的离子是 ,该反应的离子方程式为 。
【答案】(1)>I->Br->Cl- (2)Cl2>Br2>I2>S (3)能 (4)S2- S2-+Cl2S↓+2Cl-
【解析】(1)根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由反应①知还原性:Br->Cl-,由反应②知还原性:I->Br-,由反应③知还原性:>I-,即还原性:>I->Br->Cl-。(2)根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性知,由①得氧化性:Cl2>Br2,由②得氧化性:Br2>I2,由③得氧化性:I2>S,故氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2>S。(3)由(2)知氧化性:Cl2>S,故Cl2与Na2S能发生反应:Cl2+Na2S2NaCl+S↓。(4)由(1)知还原性:S2->I->Br->Cl-,故Cl2最先与S2-反应,离子方程式为S2-+Cl22Cl-+S↓。
【例2】已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①16H++10Z-+2X2X2++5Z2+8H2O;
②2A2++B22A3++2B-;
③2B-+Z2B2+2Z-。
由此推断下列说法错误的是
A.反应Z2+2A2+2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在反应①中被氧化,在反应③中被还原
C.Z2可以置换出X2+溶液中的X
D.氧化性:X>Z2>B2>A3+
【答案】C
【解析】氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,由反应①可知,氧化性:X>Z2,还原性:Z->X2+,由反应②可知,氧化性:B2>A3+,还原性:A2+>B-,由反应③可知,氧化性:Z2>B2,还原性:B->Z-,则氧化性:X>Z2>B2>A3+,还原性:A2+>B->Z->X2+。由分析可知,氧化性:Z2>A3+,则反应Z2+2A2+2A3++2Z-能进行,A正确;反应①中Z-为还原剂,Z元素被氧化,反应③中Z2是氧化剂,Z元素被还原,B正确;由反应①可知,Z2不能置换出X2+溶液中的X,C错误。
【例3】现有下列四个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
②2FeBr2+Br22FeBr3
③Cl2+2KBr2KCl+Br2
④2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
若某溶液中有Fe2+、I-、Br-、Cl-共存,要氧化除去Fe2+,而又不氧化Br-和Cl-,可加入的试剂是
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.Br2
【答案】D
【知识点4】价态规律及应用
1、归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
【特别提醒】同一元素,相邻价态不反应,比如浓H2SO4能干燥SO2,Fe3+与Fe2+可以共存。
2、歧化规律
氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态高价态+低价态。
应用:判断反应物和产物中同种元素的价态的高低,计算电子转移的数目。
【思考】已知氯元素有-1、0、+1、+3、+5、+7等多种常见化合价,氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:
(1)Cl2+KOHKX+KY+H2O(未配平)
(2)KXKY+KZ(氯元素歧化反应,未配平)
KX、KY、KZ均是含氯元素的钾盐,Cl元素在①KX、②KY、③KZ中的价态由高到低的顺序是 (填序号)。
【答案】③①②
【典例分析】
【例1】G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物,它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平):
①GQ+NaCl; ②Q+H2OX+H2;
③Y+NaOHG+Q+2H2O; ④Z+NaOHQ+X+H2O。
这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为
A.G<Q<Z<Y<X B.G<Y<Q<Z<X
C.G<Y<Z<Q<X D.Z<X<G<Y<Q
【答案】B
【解析】由①得出Q中氯元素价态高于G,因为G中氯元素价态必介于Q中氯元素价态和-1价之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y介于Q与G之间;由②得H2O中的氢元素化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X价态高于Q;反应④中,Z介于Q、X之间。
【例2】指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物,用双线桥标出电子转移的数目。
(1)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
(2)KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
【答案】(1)S是氧化产物,SO2是还原产物
(2)Cl2既是氧化产物又是还原产物
【解析】(1)H2S中S元素为-2价,与产物中单质S的0价靠近,浓硫酸中的硫为+6价,与SO2中+4价靠近。(2)KClO3中的氯元素为+5价,与0价靠近,因而不会转化为KCl中-1价的氯。
【例3】已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
【答案】B
【解析】已知反应中氯元素的化合价由+1价变为+5价和-1价,符合歧化规律。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,A中Cl元素化合价均降低,D中Cl元素化合价均升高;B、C与题意相符,根据已知反应可知,C中NaClO不是最终产物,故B正确。
课后精练
1、铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应属于氧化还原反应,发生化合价变化的元素有三种
B.12.8 g Cu参与反应消耗O2的物质的量为0.1 mol
C.由此反应可知,化合反应一定是氧化还原反应
D.Cu2(OH)2CO3属于碱
【答案】B
【解析】分析化学方程式可知,反应中发生化合价变化的元素为铜元素和氧元素,只有两种,A错误;分析化学方程式可知,12.8 g铜即0.2 mol铜参与题述反应消耗0.1 mol氧气,B正确;化合反应不一定是氧化还原反应,如氧化钠与水生成氢氧化钠的反应中,没有元素的化合价发生变化,属于非氧化还原反应,C错误;碱式碳酸铜含有金属阳离子和酸根离子,属于盐,D错误。
2、氧化还原反应的本质是电子转移,分析反应中电子转移的数目有助于我们从定量的角度认识氧化还原反应。下列反应事实中电子转移的数目正确的是
选项
反应事实
电子转移的数目
A
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
2e-
B
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
9e-
C
H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O
6e-
D
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑
5e-
【答案】A
【解析】,A正确;,B错误;,C错误;,D错误。
3、已知方程式:M2+3S2-+14H+2M3++3S↓+7H2O,则M2中x的值为
A.2 B.3
C.4 D.6
【答案】A
【解析】根据电荷守恒:-x+(-6)+14=2×3,解得x=2。也可以根据得失电子守恒计算,由信息可知,S元素的化合价由-2价升高为0价,M元素的化合价降低为+3价,设M2中M的化合价是a,由得失电子守恒可知,1×2×(a-3)=3×[0-(-2)],解得a=+6,则M2中x=2。
4、PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中不可能发生的是
A.Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
B.10Cl-+2Mn+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.5Pb2++2Mn+2H2O5PbO2+2Mn2++4H+
【答案】D
【解析】A能,因为Fe3+的氧化性比Cu2+强;B能,因为Mn的氧化性比Cl2的强;C能,因为Cl2的氧化性比Fe3+的强;D不能,因为PbO2的氧化性比Mn的强,所以Mn不能将Pb2+氧化为PbO2。
5、根据S2+2e-2S,Mn2++4H2OMn+8H++5e-推测氧化1.5 mol Mn2+需S2的物质的量为
A.1.5 mol B.3.75 mol
C.3.25 mol D.3.125 mol
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒,可得关系式:5S2~10e-~2Mn2+,所以氧化1.5 mol Mn2+需S2的物质的量为×1.5 mol=3.75 mol。
6、一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3HNO3+N2↑+H2O,下列说法正确的是
A.配平后H2O的化学计量数为9
B.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C.N2只是还原产物
D.被氧化与被还原的氮原子数之比为3∶5
【答案】A
【解析】由反应方程式可知,铵根离子中氮元素化合价升高被氧化,硝酸根离子中氮元素化合价部分降低被还原,氮气既是氧化产物又是还原产物,由得失电子守恒和原子守恒可知,硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,故A正确,C错误;由得失电子数目守恒可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3,故B错误;被氧化与被还原的氮原子数之比为5∶3,故D错误。
7、大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要作用。现欲制备大苏打,从氧化还原角度分析,下列所选用的制备试剂组合合理的是
A.Na2S+S B.Na2SO3+S
C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO3
【答案】B
【解析】Na2S2O3中硫元素化合价为+2价。Na2S+S若生成Na2S2O3,只有化合价上升,A错误;Na2SO3+Na2SO4若生成Na2S2O3,只有化合价下降,C错误;SO2+Na2SO3二者化合价相同,不能发生氧化还原反应,D错误。
8、淀粉⁃KI试纸检验KIO3的原理为KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O。下列说法正确的是
A.KIO3中碘元素的化合价为+5
B.KI是氧化剂
C.KIO3发生氧化反应
D.每生成3 mol I2,转移10 mol电子
【答案】A
【解析】KIO3中碘元素的化合价由+5价降低为0价,发生还原反应,做氧化剂,KI中碘元素化合价由-1价升高到0价,发生氧化反应,做还原剂,A正确,B、C错误;1 mol KIO3得5 mol电子,故每生成3 mol I2,转移5 mol电子,D错误。
9、将SO2通入足量Fe2(SO4)3溶液中,完全反应后再加入K2Cr2O7溶液,发生的两个化学反应:
①SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4W
②Cr2+aFe2++bH+2Cr3++aFe3++H2O。
下列有关说法正确的是
A.还原性:Cr3+>SO2 B.方程式②中,a=6、b=7
C.Cr2能将SO2还原成S D.方程式①中W为H+
【答案】D
【解析】由原子守恒可知,反应①为SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+,由得失电子守恒和原子守恒可知,反应②为Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,由还原剂的还原性强于还原产物可知,还原性:SO2>Fe2+>Cr3+。由分析可知,二氧化硫的还原性强于铬离子,则重铬酸根离子能将二氧化硫氧化为硫酸根离子,故A、B、C错误。
10、常温下向双氧水的酸性溶液中滴入少量的FeSO4溶液,发生如图转化关系。下列说法不正确的是
A.一定条件下,Fe3+可以作H2O2分解反应的催化剂
B.图中转化关系表明氧化性由强到弱的顺序为Fe3+>Fe2+>H2O2
C.图中转化关系说明H2O2既有氧化性又有还原性
D.生产和贮运H2O2的过程中要避免混入Fe2+或者Fe3+
【答案】B
11、氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
(1)化合价是学习氧化还原反应的基础。在括号中写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Na2( );H2O4( );Cl( )。
(2)判断反应:4Na+O22Na2O是氧化还原反应的依据是 ;该反应中O2 电子(填“得到”或“失去”),发生 反应。
(3)氢化钠(NaH)为白色晶体,常用氢化钠在高温下将TiCl4还原为Ti,而H-被氧化为+1价,写出该反应的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向与数目: ;
NaH能与水剧烈反应:NaH+H2ONaOH+H2↑,NaH与液氨也有类似的反应,写出反应的化学方程式: ,
该反应中NaH发生 反应。
【答案】(1)-1 +3 +1
(2)Na的化合价由0价升高为+1价,O的化合价由0价降低为-2价 得到 还原 (3) NaH+NH3NaNH2+H2↑ 氧化
【解析】(1)利用化合物中化合价容易确定的元素推测其他元素的化合价。如Na在化合物中只有+1价,所以在Na2O2中O为-1价。
(2)氧化还原反应的判断依据是元素化合价发生变化。
(3)NaH中H为-1价,为最低价态,可被氧化,氢化钠在高温下将TiCl4还原为Ti,H-被氧化为+1价,则应生成HCl,反应的化学方程式为2NaH+TiCl4Ti+2HCl↑+2NaCl,用单线桥表示电子转移的方向和数目为;NaH能与水剧烈反应:NaH+H2ONaOH+H2↑,与液氨(NH3)也有类似反应,NaH中H元素由-1价变为0价,NH3中部分H元素由+1价变为0价,根据得失电子守恒和质量守恒,反应的化学方程式为NaH+NH3NaNH2+H2↑,Na,H元素化合价升高,故NaH发生了氧化反应。
12、某反应中反应物与生成物有KClO3、K2SO4、H2C2O4、CO2、H2SO4、H2O和一种氧化物X。
(1)已知KClO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是 。
(2)已知0.2 mol KClO3在反应中得到0.2 mol电子生成X,则X的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 (填字母)。
a.氧化性:KClO3>CO2 b.氧化性:CO2>KClO3
c.还原性:H2C2O4>X d.还原性:X>H2C2O4
(4)写出该反应的离子方程式,并用单线桥表示上述反应中电子转移的情况: 。
【答案】(1)H2C2O4 (2)ClO2 (3)ac (4)
【解析】(1)KClO3在反应中得到电子,Cl元素的化合价降低,则在反应中H2C2O4中C元素的化合价升高,失电子,作还原剂。(2)设X中氯元素的化合价为x,则0.2 mol×(5-x)=0.2 mol,所以x=+4,故X为ClO2。(3)在反应中,氧化剂为KClO3,还原剂为H2C2O4,氧化产物为CO2,还原产物为ClO2,由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:KClO3>CO2,由还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知,还原性:H2C2O4>X(ClO2)。(4)该反应的离子方程式:2Cl+H2C2O4+2H+2CO2↑+2H2O+2ClO2↑,反应中Cl元素的化合价由+5价降低至+4价,C元素的化合价由+3价升高至+4价,则用单线桥法表示其电子转移的方向及数目:。
13、回答下列问题:
(1)某化学反应的反应物和产物如下:
KMnO4+KI+H2SO4MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O(未配平)。
①该反应的氧化剂是 。
②如果该反应方程式中I2和KIO3的化学计量数都是5,则KMnO4的化学计量数是 。
(2)某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2,已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2。
①该反应中的还原剂是 。
②该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
③写出该反应的化学方程式: 。
(3)在硫酸溶液中,NaClO3和Na2SO3能按物质的量之比1∶2完全反应,生成一种棕黄色气体X,同时Na2SO3被氧化为Na2SO4,则X为 (填字母)。
A.Cl2O7 B.ClO2
C.Cl2O D.Cl2
【答案】(1)①KMnO4 ②8 (2)①H2O2
②H2CrO4 Cr(OH)3 ③2H2CrO4+3H2O22Cr(OH)3+3O2↑+2H2O (3)C
【解析】(1)①该反应中Mn元素化合价由+7降低到+2,KMnO4做氧化剂。②I由-1价升高到0价(I2),及升高到+5价(KIO3),I元素失电子总数[0-(-1)]×10+[5-(-1)]×5=40,Mn由+7降到+2,1个Mn原子得5个电子,根据得失电子守恒,共有8个Mn原子反应。(2)H2O2中的O元素由-1价升高到0价的O2,做还原剂,则Cr由+6价降低到+3价,发生还原反应。(3)NaClO3和Na2SO3能按物质的量之比1∶2完全反应,设气体X中Cl元素化合价为x,根据电子转移数目相等,可知1×(5-x)=2×2,x=1,所以该气体氯元素化合价为+1。
14、氧化还原反应知识的学习,为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。已知:淀粉遇碘单质(I2)变蓝色。
(1)下列粒子中,只有还原性的是 (填序号)。
①S2- ②Fe2+ ③Fe3+ ④S ⑤H+ ⑥Na+ ⑦Mg
(2)吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,由此推断Na2SeO3的作用是做 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)已知反应:
①6HCl+KClO3KCl+3H2O+3Cl2↑
②Cl2+2KI2KCl+I2
③I2+Cl2+H2OHIO3+HCl(未配平)
反应①中若有6 mol HCl参与反应,转移的电子数目为 ,对于反应①②③,下列说法正确的是 (填字母)。
A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶6
B.结合反应②③,若将Cl2通入含有淀粉的KI溶液中,可能会观察到先变蓝后褪色
C.还原性:Cl->I-
D.氧化性:KClO3>Cl2>I2
(4)反应①是制取Cl2的方法,除此之外反应2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O也常用来制备Cl2,被氧化的HCl和参加反应的HCl的质量之比为 。
【答案】(1)①⑦ (2)还原剂 (3)5NA BD (4)5∶8
【解析】(2)氧化性极强的“活性氧”是氧化剂,则消除“活性氧”的Na2SeO3的作用是做还原剂。(3)若将Cl2通入含有淀粉的KI溶液中,少量Cl2发生反应②生成碘单质(I2)使淀粉变蓝,Cl2过量发生反应③,碘单质被消耗后而褪色,B正确;还原剂的还原性大于还原产物的还原性,根据反应②,还原性:I->Cl-,C错误;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由反应①得出氧化性:KClO3>Cl2,由反应②得出氧化性:Cl2>I2,则氧化性:KClO3>Cl2>I2,D正确。(4)2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,被氧化的HCl和参加反应的HCl的质量之比为=。
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