内容正文:
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
◆ 学习任务一 价态转化规律
【核心知识讲解】
1.高低规律
元素最高价态:只有氧化性;
元素中间价态:既有氧化性又有还原性;
元素最低价态:只有还原性。
2.“价态归中”规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时,该元素的价态变化一定遵循“高价+低价→中间价”,即“价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢”。
例如,
(√)
(×)
3.“歧化反应”规律
(1)同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高,或都比反应物中该元素价态低。
(2)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”。
例如,。
【知识迁移应用】
例1 下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.Al3+、K、Fe2+
B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2
D.O2、SO2、Fe
例2 [2025·湖北孝感高级中学高一检测] 某离子反应涉及 H2O、ClO-、N、OH-、N2、Cl-等粒子,其中 N2、ClO-的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.该反应中Cl-为还原产物
B.消耗1个还原剂微粒,转移6个电子
C.N被ClO-氧化成N2
D.反应后溶液的碱性减弱
◆ 学习任务二 反应先后规律和电子守恒规律
【核心知识讲解】
1.反应先后规律
(1)同种氧化剂与多种还原剂的反应:在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种还原剂,加入氧化剂时,将按照物质的还原性由强到弱的顺序依次发生反应。
(2)同种还原剂与多种氧化剂的反应:在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种氧化剂,加入还原剂时,将按照物质的氧化性由强到弱的顺序依次发生反应。
2.得失电子守恒规律
在氧化还原反应中,氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数,常用于氧化还原反应的计算,或配平化学方程式等。
【知识迁移应用】
例3 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、Br2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应的化学方程式错误的是 ( )
A.3Cl2+6FeBr22FeCl3+4FeBr3
B.Cl2+FeI2FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3
例4 当溶液中X2与S数目之比为1∶3时正好完全发生氧化还原反应,X在还原产物中的化合价为 ( )
A.+1价 B.+2价 C.+3价 D.+4价
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)微粒中所含元素处于最高价时,该微粒一定具有强氧化性。 ( )
(2)H2O2溶液滴入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,体现H2O2的还原性。 ( )
(3)从氧化还原反应角度看,实验室不能用浓硫酸干燥SO2气体。 ( )
(4)在酸性条件下,I可能与I-反应生成I2。 ( )
(5)由于氧化性:Cl2>Fe3+,则反应:Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-能发生。 ( )
(6)在氧化还原反应中,有元素化合价升高,必定有另一种元素化合价降低。 ( )
2.[2025·北师大实验中学高一期中] 下列粒子中,只有氧化性的是 ( )
A.H+ B.Cl- C.Na D.Fe2+
3.[2026·北师大附中高一期中] 实验室常用NaOH溶液吸收挥发的Br2蒸气,反应生成NaBr、NaBrO、NaBrO3和H2O。经测定溶液中BrO-与Br数量比为5∶2,则溶液中Br-与BrO-数量比为 ( )
A.3∶1 B.11∶5 C.7∶5 D.1∶1
4.[2026·辽宁朝阳重点高中高一联考] 已知下列三个反应:
①Cl2+2FeCl22FeCl3
②2Fe3++2I-2Fe2++I2
③Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O
下列有关说法正确的是 ( )
A.反应①②③中的氧化产物分别是FeCl3 、I2 、CoCl2
B.根据已知反应可以得到氧化性由强到弱的顺序:Cl2>Fe3+>Co2O3
C.反应③中参加反应的氧化剂和氧化产物的粒子个数比是1∶2
D.将少量Cl2通入FeI2溶液中发生反应:Cl2+2I-I2+2Cl-
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第3课时 氧化还原反应的规律及应用
【新课探究】
学习任务一
知识迁移应用
例1 A [解析] Al3+中Al元素处于最高价,只有氧化性,K中K元素的化合价只能升高,只有还原性,Fe2+中Fe元素的化合价既能降低也能升高,既有氧化性又有还原性,A正确;Cl-中Cl元素的化合价只能升高,只有还原性,B错误;NO2中氮元素的化合价既能降低也能升高,既有氧化性又有还原性,Na+中Na元素的化合价只能降低,只有氧化性,C错误;SO2既有氧化性又有还原性,Fe中Fe元素的化合价只能升高,只有还原性,D错误。
例2 B [解析] 由图像可知,氮气为生成物,ClO-为反应物。根据氧化还原反应中价态变化规律,推测存在:N→N2,ClO-→Cl-。该反应中Cl-为还原产物,A正确;N→N2,N元素由-3 价升高到0价,N作还原剂,故消耗1个N,转移3个电子,B错误;N被ClO-氧化成N2,C正确;由原子个数守恒和电荷守恒可知,OH-为反应物,H2O为生成物,该反应为N+ClO-+OH-N2↑+Cl-+H2O,反应消耗OH-并生成H2O,故反应后溶液的碱性减弱,D正确。
学习任务二
知识迁移应用
例3 D [解析] 已知氧化性强弱顺序为Co2O3>Cl2>Br2>FeCl3>I2,则可推知还原性强弱顺序为I->Fe2+>Br->Cl->Co2+,且一种氧化剂与多种还原剂反应时,先与还原性强的物质反应。还原性:Fe2+>Br-,则反应3Cl2+6FeBr22FeCl3+4FeBr3表示氯气只氧化Fe2+,而没有氧化Br-,符合一种氧化剂与多种还原剂反应,先与还原性强的物质反应,A正确;还原性:I->Fe2+,则反应Cl2+FeI2FeCl2+I2表示氯气只氧化I-,而没有氧化Fe2+,符合一种氧化剂与多种还原剂反应,先与还原性强的物质反应,B正确;氧化性:Co2O3>Cl2,则反应Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O能发生,C正确;还原性:I->Fe2+,则反应3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3表示氯气氧化Fe2+,而没有氧化I-,不符合一种氧化剂与多种还原剂反应,先与还原性强的物质反应,D错误。
例4 C [解析] X2中X元素的化合价为+6价,S中S元素的化合价为+4价,S被X2氧化后S元素升至+6价,设X在还原产物中的化合价为x,根据得失电子守恒规律有1×(6-x)×2=3×(6-4),得x=+3。
【课堂评价】
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×
2.A [解析] H+核外无电子,只能得电子,因此只有氧化性,A正确;Cl-中Cl元素为-1价,为Cl元素的最低价态,只有还原性,B错误;Na为金属单质,只有还原性,C错误;Fe2+中Fe元素为+2价,属于Fe元素的中间价态,既有氧化性又有还原性,D错误。
3.A [解析] 用NaOH溶液吸收挥发的Br2蒸气,Br2发生歧化反应,生成Br-,Br元素由0价变为-1价,得1个电子,被还原,生成BrO-,Br元素化合价由0价变为+1价,失1个电子,被氧化,生成Br,Br元素化合价由0价变为+5价,失5个电子,被氧化,已知溶液中BrO-与Br数量比为5∶2,设生成的BrO-为5个,Br为2个,则失去15e-,根据得失电子守恒可知生成Br-得到15e-,则生成Br-的数目为15个,最后得到溶液中Br-与BrO-数量比为15∶5=3∶1,所给的四个选项中,A项符合题意。
4.D [解析] 反应①中,FeCl3是铁元素化合价升高过程中得到的产物,为氧化产物;反应②中I2是碘元素化合价升高过程中得到的产物,为氧化产物;反应③中Cl2是氯元素化合价升高过程中得到的产物,为氧化产物,CoCl2是钴元素化合价降低过程中得到的产物,为还原产物,A错误;根据反应③,Co2O3的氧化性强于Cl2,而选项B中顺序为Cl2>Fe3+>Co2O3,与事实矛盾,B错误;反应③中消耗1个Co2O3(氧化剂)生成1个Cl2(氧化产物),氧化剂与氧化产物的粒子个数之比为1∶1,C错误;少量Cl2优先氧化还原性更强的I-,反应的离子方程式为Cl2+2I-I2+2Cl-,D正确。
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