内容正文:
初高中衔接专题五:氧化还原反应
【学习目标】
1. 能从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应。
2. 理清氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念及其相互关系。
3. 学会用双线桥法和单线桥法表示电子转移。
4. 理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
5. 理解氧化还原反应的规律,能用守恒规律配平氧化还原方程式。
【知识回顾】
1.(判断)在反应 中:
(1)Mg发生了还原反应,O₂发生了氧化反应。( × )
(2)该反应属于化合反应。( √ )
2.(填空)在反应中:得到氧的物质是 CO ,发生 氧化 反应(填“氧化”或“还原”);失去氧的物质是 CuO ,发生 还原 反应(填“氧化”或“还原”)。
3.下列反应中,不属于氧化还原反应(从得失氧角度看)的是( C )
A. B.
C. D.
4. 将下列反应类型与其对应的反应(填序号)连线:
化合反应 ①
分解反应 ②
置换反应 ③
复分解反应 ④
5. 初中认为“氧化反应”是物质与氧发生的反应。那么,反应 中,氢气发生了氧化反应,同时氧化铜发生了还原反应。请你说明:为什么氧化反应和还原反应总是同时发生?
提示:因为一种物质得到氧(被氧化),必然有另一种物质失去氧(被还原),两者在一个反应中同时发生,所以称为氧化还原反应。
【新知学习】
一、氧化还原反应的特征和实质
1.从化合价升降的角度认识氧化还原反应
【问题1】 标出下列反应中所有元素的化合价,观察反应前后有无变化。
(1) 有变化,H化合价升高,Cu化合价降低。
(2) 有变化,C化合价升高,Fe化合价降低。
(3) 有变化,H化合价升高,O化合价降低。
结论:凡是有元素化合价发生变化的反应,都是氧化还原反应。
有化合价变化是氧化还原反应的特征。
2. 从电子转移的角度认识氧化还原反应
【问题2】氧化还原反应为什么化合价会发生变化?从原子结构角度思考。
(1)对于反应:
Na原子失电子变成 Na+ ,化合价 升高 ;
Cl原子得电子变成 Cl- ,化合价 降低 。
(2)对于反应:
H原子和Cl原子都不易失电子,都想得电子,H原子和Cl原子最外层各拿1个电子形成共用电子对;
Cl原子对共用电子对的吸引力较强,使共用电子对偏向Cl而使Cl显 -1 价;
H原子对共用电子对的吸引力较弱,使共用电子对偏离H而使H显 +1 价。
结论:氧化还原反应的本质是 电子的转移 (包括电子的 得失 和 共用电子对 的偏移)。
二、氧化还原反应相关概念
1.
2.
3.
三、氧化还原反应的口诀
解释:还原剂,化合价 升高 ; 失 电子;被 氧化 ,发生 氧化 反应,得到 氧化 产物。
氧化剂,化合价 降低 ; 得 电子;被 还原 ,发生 还原反应,得到 还原 产物。
例:反应中,氧化剂为 Fe2O3 、还原剂为 CO ;
氧化产物为 CO2 、还原产物为 Fe ; CO 发生氧化反应, Fe2O3 发生还原反应。
[重点练习]
1.反应中,氧化剂为 CuO 、还原剂为 H2 ;
氧化产物为 H2O 、还原产物为 Cu ; H2 发生氧化反应, CuO 发生还原反应。
2.反应中,氧化剂为 Cl2 、还原剂为 Cl2 ;
氧化产物为 NaClO 、还原产物为 NaCl ; Cl2 发生氧化反应, Cl2 发生还原反应。
3.反应中,氧化剂为 NO2 、还原剂为 NO ;
氧化产物为 NaNO2 、还原产物为 NaNO2 ; NO发生氧化反应, NO2 发生还原反应。
4.反应中,氧化剂为 KNO3和S、还原剂为 C ;氧化产物为 CO2 、还原产物为 K2S和N2 ; C 发生氧化反应, KNO3和S发生还原反应。
四、氧化还原反应的表示方法
1.双线桥:得失电子分开注明,从反应物指向生成物(同种元素)注明得失及电子数。
2.单线桥:从反应物中化合价升高的元素指向反应物中化合价降低的元素,标明电子数目,不需注明得失。
五、氧化还原反应的与四种基本反应类型的关系
置换 反应一定是氧化还原反应;
复分解 反应一定不是氧化还原反应。
化合 反应和 分解 反应可能是氧化还原反应。
【思考】 有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗?
提示:不一定,氧气转化成臭氧:,有单质参加,但无化合价变化,不是氧化还原反应。
六、氧化还原反应的规律
1. 守恒规律
对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数 相等 ,失电子总数与得电子总数 相等 。
2. 强弱规律:物质氧化性及还原性强弱判断。
①在氧化还原“氧化剂+还原剂 → 还原产物+氧化产物”中,
氧化性: 氧化剂 > 氧化产物 ; 还原性: 还原剂 > 还原产物 。
例:根据反应式:a.2Fe3++2I-=2Fe2++I2,b.Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,
可判断出氧化性: Br2>Fe3+>I2 ;还原性 I->Fe2+>Br- 。
②金属活动顺序
还原性:K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
氧化性:K+ < Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+ < H +水 < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < H +酸 <
Cu2+ < Fe3+ < Hg2+ < Ag+
③非金属活动顺序
氧化性:F2 > Cl2 > Br2 > (Fe3+) > I2 > S
还原性: F- <Cl- < Br- < (Fe2+) < I- < S2-
3.先后规律:
一种还原剂加入到多种氧化剂中,先和氧化性强的反应;
一种氧化剂加入到多种还原剂中,先和还原性强的反应。
例:(1)将过量锌粉加入含有Cu2+和H+的溶液中,写出先后发生的离子方程式
Zn+Cu2+= Zn2++Cu、Zn+2H+= Zn2++H2↑。
(2) 把氯气(Cl₂)通入含有 Br⁻(溴离子) 和 I⁻(碘离子) 的混合溶液中,写出先后发生的离子方程式Cl₂ + 2I- = 2Cl- + I₂、Cl₂ + 2Br - = 2Cl- + Br₂。
4.价态规律
元素处于最高价,只有 氧化 性;元素处于最低价,只有 还原 性;
元素处于中间价态,既有 氧化 性又有 还原 性。
例:Fe处于最低价,只有 还原 性;Fe2+处于中间价态,既有 氧化 性又有 还原 性;
FeO的Fe元素处于最高价,只有 还原 性。
5.就近规律
氧化还原反应中,元素相邻价态间的转化最容易;同种元素不同价态之间的氧化反应,化合价的变化遵循“只靠拢,不交叉”。
例:用双线桥标出下列反应的化合价升降情况:
七、氧化还原方程式的配平
以铜和稀硝酸反应为例:3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
步骤:1、标变价
2、列变化
3、求倍数
4、配系数
(1) 4 HCl(浓)+ 1 MnO2 1 Cl2↑+1 MnCl2+ 2 H2O
(2) 1 Cu+ 4 HNO3(浓)=== 1 Cu(NO3)2+ 2 NO2↑+2 H2O
(3) 5 KI+ 1 KIO3+3 H2SO4=== 3 I2+3 K2SO4+3 H2O
(4) 3 S+6 KOH=== 2 K2S+ 1 K2SO3+3 H2O
(5) 2 P4+9 KOH+3 H2O=== 3 K3PO4+5 PH3
(6) 2 MnO4-+16 H++10 Cl-=== 2 Mn2++5Cl2↑+8 H2O
(7) 2 MnO4-+5 H2O2+6 H+===2 Mn2++5 O2↑+8H2O
(8) 5 C2O42-+2 MnO4-+16 H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
【练一练】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在氧化还原反应中,还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子的总数。(√ )
(2)金属阳离子一定只具有氧化性。(× )
(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。(× )
(4)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂、氧化产物还原产物一定不同。(× )
(5)有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应。(× )
(6) S2-只有还原性,SO₂既有氧化性又有还原性。 (√ )
2.下列反应中,HCl既表现酸性又表现还原性的是( C )
A.NaOH+HCl===NaCl+H2O B.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
C.MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O D.CuO+2HCl===CuCl2+H2O
3.下列氧化还原反应中,水作为氧化剂的是( A )
A.CO+H2OCO2+H2 B.3NO2+H2O===2HNO3+NO
C.2F2+2H2O===4HF+O2 D.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列反应属于阴影部分的是( D )
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
5.已知在一定条件下能够发生:①Tl3++2Ag = Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+= Ag+Fe3+,
③Fe+2Fe3+= 3Fe2+,下列离子氧化性强弱顺序正确的是( D )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe3+
6.将少量氯水(Cl₂)逐滴加入含有 Fe²⁺、Br⁻ 的混合溶液中。先后发生的离子方程式:
Cl2 + 2Fe²⁺ = 2Cl-+ 2Fe3⁺、Cl₂ + 2Br - = 2Cl- + Br₂。
7.已知反应(未配平):
(1)该反应中,氧化剂是,还原剂是。
(2)配平该离子方程式(填系数):
2+ 5+ 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 5+3H₂O
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初高中衔接专题五:氧化还原反应
【学习目标】
1. 能从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应。
2. 理清氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念及其相互关系。
3. 学会用双线桥法和单线桥法表示电子转移。
4. 理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
5. 理解氧化还原反应的规律,能用守恒规律配平氧化还原方程式。
【知识回顾】
1.(判断)在反应 中:
(1)Mg 发生了还原反应,O₂ 发生了氧化反应。( )
(2)该反应属于化合反应。( )
2.(填空)在反应 中:得到氧的物质是______,发生______反应(填“氧化”或“还原”);失去氧的物质是______,发生______反应(填“氧化”或“还原”)。
3.下列反应中,不属于氧化还原反应(从得失氧角度看)的是( )
A. B.
C. D.
4. 将下列反应类型与其对应的反应(填序号)连线:
化合反应 ①
分解反应 ②
置换反应 ③
复分解反应 ④
5. 初中认为“氧化反应”是物质与氧发生的反应。那么,反应 中,氢气发生了氧化反应,同时氧化铜发生了还原反应。请你说明:为什么氧化反应和还原反应总是同时发生?
【新知学习】
一、氧化还原反应的特征和实质
1.从化合价升降的角度认识氧化还原反应
【问题1】 标出下列反应中所有元素的化合价,观察反应前后有无变化。
(1)
(2)
(3)
结论:凡是有元素化合价发生变化的反应,都是氧化还原反应。
是氧化还原反应的特征。
2. 从电子转移的角度认识氧化还原反应
【问题2】氧化还原反应为什么化合价会发生变化?从原子结构角度思考。
(1)对于反应:
Na原子失电子变成 ,化合价 ;
Cl原子得电子变成 ,化合价 。
(2)对于反应:
H原子和Cl原子都不易失电子,都想得电子,H原子和Cl原子最外层各拿1个电子形成共用电子对;
Cl原子对共用电子对的吸引力较强,使共用电子对偏向Cl而使Cl显 价;
H原子对共用电子对的吸引力较弱,使共用电子对偏离H而使H显 价。
结论:氧化还原反应的本质是 (包括电子的 或 的偏移)。
二、氧化还原反应相关概念
1.
2.
3.
三、氧化还原反应的口诀
解释:还原剂,化合价 ; 电子;被 ,发生 反应,得到 产物。
氧化剂,化合价 ; 电子;被 ,发生 反应,得到 产物。
例:反应中,氧化剂为 、还原剂为 ;
氧化产物为 、还原产物为 ; 发生氧化反应, 发生还原反应。
[重点练习]
1.反应中,氧化剂为 、还原剂为 ;
氧化产物为 、还原产物为 ; 发生氧化反应, 发生还原反应。
2.反应中,氧化剂为 、还原剂为 ;
氧化产物为 、还原产物为 ; 发生氧化反应, 发生还原反应。
3.反应中,氧化剂为 、还原剂为 ;
氧化产物为 、还原产物为 ; 发生氧化反应, 发生还原反应。
4.反应中,氧化剂为 、还原剂为 ;
氧化产物为 、还原产物为 ; 发生氧化反应, 发生还原反应。
四、氧化还原反应的表示方法
1.双线桥:得失电子分开注明,从反应物指向生成物(同种元素)注明得失及电子数。
2.单线桥:从反应物中化合价升高的元素指向反应物中化合价降低的元素,标明电子数目,不需注明得失。
五、氧化还原反应的与四种基本反应类型的关系
反应一定是氧化还原反应;
反应一定不是氧化还原反应。
反应和 反应可能是氧化还原反应。
【思考】 有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗?
六、氧化还原反应的规律
1. 守恒规律
对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数 ,失电子总数与得电子总数 。
2. 强弱规律:物质氧化性及还原性强弱判断。
①在氧化还原“氧化剂+还原剂 → 还原产物+氧化产物”中,
氧化性: > ; 还原性: > 。
例:根据反应式:a.2Fe3++2I-=2Fe2++I2,b.Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,
可判断出氧化性:______________________;还原性______________________。
②金属活动顺序
还原性:K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
氧化性:K+ < Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+ < H +水 < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < H +酸< Cu2+ < Fe3+ < Hg2+ < Ag+
③非金属活动顺序
氧化性:F2 > Cl2 > Br2 > (Fe3+) > I2 > S
还原性: F- <Cl- < Br- < (Fe2+) < I- < S2-
3.先后规律:
一种还原剂加入到多种氧化剂中,先和氧化性强的反应;
一种氧化剂加入到多种还原剂中,先和还原性强的反应。
例:(1)将过量锌粉加入含有Cu2+和H+的溶液中,写出先后发生的离子方程式____________________________、_____________________________。
(2) 把氯气(Cl₂)通入含有 Br⁻(溴离子) 和 I⁻(碘离子) 的混合溶液中,写出先后发生的离子方程式____________________________、_____________________________。
4.价态规律
元素处于最高价,只有 性;元素处于最低价,只有 性;
元素处于中间价态,既有 性又有 性。
例:Fe处于最低价,只有 性;Fe2+处于中间价态,既有 性又有 性;
FeO中Fe元素处于最高价,只有 性。
5.就近规律
氧化还原反应中,元素相邻价态间的转化最容易;同种元素不同价态之间的氧化反应,化合价的变化遵循“只靠拢,不交叉”。
例:用双线桥标出下列反应的化合价升降情况:
七、氧化还原方程式的配平
以铜和稀硝酸反应为例:___Cu+___HNO3(稀)===___Cu(NO3)2+___NO↑+___H2O
步骤:1、标变价
2、列变化
3、求倍数
4、配系数
(1)____HCl(浓)+____MnO2 ____Cl2↑+____MnCl2+____H2O
(2)____Cu+____HNO3(浓)===____Cu(NO3)2+____NO2↑+____H2O
(3)____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O
(4)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O
(5)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
(6)____MnO4-+____H++____Cl-===____Mn2++____Cl2↑+____H2O
(7)____MnO4-+____H2O2+____ H+===____Mn2++____O2↑+____H2O
(8)____C2O42-+____MnO4-+____H+===____CO2↑+____Mn2++____H2O
【练一练】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在氧化还原反应中,还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子的总数。( )
(2)金属阳离子一定只具有氧化性。( )
(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。( )
(4)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂、氧化产物还原产物一定不同。( )
(5)有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应。( )
(6) S2-只有还原性,SO₂既有氧化性又有还原性。 ( )
2.下列反应中,HCl既表现酸性又表现还原性的是( )
A.NaOH+HCl===NaCl+H2O B.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
C.MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O D.CuO+2HCl===CuCl2+H2O
3.下列氧化还原反应中,水作为氧化剂的是( )
A.CO+H2OCO2+H2 B.3NO2+H2O===2HNO3+NO
C.2F2+2H2O===4HF+O2 D.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
5.已知在一定条件下能够发生:①Tl3++2Ag = Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+= Ag+Fe3+,
③Fe+2Fe3+= 3Fe2+,下列离子氧化性强弱顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe3+
6.将少量氯水(Cl₂)逐滴加入含有 Fe²⁺、Br⁻ 的混合溶液中。先后发生的离子方程式:____________________________________、___________________________________。
7.已知反应(未配平):
(1)该反应中,氧化剂是________,还原剂是________。
(2)配平该离子方程式(填系数):
____+ ____ + ____H⁺ = ____Mn²⁺ + ____+ ____H₂O
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