高中化学必修一(3)氧化还原反应Word文件下载.doc
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反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性,反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
4.根据反应条件来判断:
当氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应越容易进行,对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强如MnO2和HCl(浓)反应需要加热才能进行,KMnO4和HCl(浓)反应不需加热就能进行,所以KMnO4的氧化性比MnO2强
5.根据反应剧烈程度来判断:
(1)金属单质与水化合(酸)的剧烈程度越强,对应的单质的还原性越强,如Na与水反应非常剧烈,Mg与水反应要加热才看到有气泡产生,Al与水加热现象也不明显,所以还原性:
Na>Mg>Al
6.根据同一物质被氧化或被还原的价态高低来判断:
在相同条件下,同一物质(变价单质元素)被氧化的价态越高,对应的氧化剂的氧化性越强,如:
2Fe+Cl22FeCl3,Fe+SFeS
氧化性:
Cl2>S
7.根据反应剧烈程度来判断:
同一元素,一般来说,化合价越高氧化性越高,元素处于最高价态,只有氧化性,化合价越低还原性越强;
元素处于最低价只有还原性,元素处于中间价;
既有氧化性又有还原性,当遇较强还原性物质,其表现还原性,当遇到较强还原性,其表现氧化性,或者自身发生氧化还原
如氧化性:
HNO3>HNO2,还原性:
H2S>S>SO2(SO32-)
8.某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关:
温度:
如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
浓度:
如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
酸碱性:
如中性环境中不显氧化性,酸性环境中显氧化性;
又如溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。
注意:
物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易,与得失电子的多少无关。
如还原性:
,氧化性:
。
三、氧化还原反应的五条规律
1、“两强两弱”规律:
对于自发的氧化还原反应(除高温、电解条件),总是强氧化性物质和强还原性物质反应生成弱
氧化性物质和弱还原性物质。
即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
氧化性:
氧化剂>
氧化产物还原性:
还原剂>
还原产物
应用1:
判断微粒氧化性、还原性的相对强弱。
应用2:
判断氧化还原反应能否发生。
2、“高氧、低还、中兼”规律
对于同种元素不同价态的原子而言,最高价态只具有氧化性,最低价态只具有还原性,中间价态既具有氧化性又具有还原性。
例如:
S元素
化合价:
-2、0、+4、+6
代表物:
H2S、S、SO2、H2SO4(浓)
S元素的性质:
还原性、既有氧化性又有还原性、氧化性
3、“单强离弱、单弱离强”规律
1、金属单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱;
反之金属单质的还原性越弱,对应阳离子的氧化性就越强。
K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、(H+)、Cu2+、Hg2+、Fe3+、Ag+
氧化性逐渐增强
2、非金属单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱;
反之非金属单质的氧化性越弱,对应阴离子的还原性就越强。
F2、(O2)、Cl2、Br2、I2、S
氧化性逐渐减弱
F-、(OH-)、Cl-、Br-、I-、S2-
还原性逐渐增强
利用此规律可比较微粒氧化性、还原性的相对强弱。
4、“价态归中,互不交叉”规律
“价态归中”是指同种元素不同价态原子间发生氧化还原反应,总是从高价态与低价态反应后生成中间价态的物质。
(1)同种元素间不同价态的氧化还原反应发生的时候,其产物的价态既不相互交换,也不交错。
如H2S和浓硫酸反应,H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O。
H2S的氧化产物是S,H2SO4的还原产物是SO2。
(2)同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;
当存在中间价态时,同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。
如浓硫酸和SO2不能反应。
(3)同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简单概括为:
高到高,低到低,可以归中,不能跨越。
a、利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。
例如:
2H2S+SO2=3S+2H2O,S元素的化合价从-2价和+4价归中到0价。
“互不交叉”是指,若反应后生成多种中间价态的产物,则遵从邻近变价,互不交叉的原则。
H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,S元素的化合价应从-2价变化为0价,从+6价变化为+4价。
而不能认为是从-2→+4价,+6→0价。
b、可判断同种元素不同价态的原子间能否发生氧化还原反应。
若有中间价态,则可能发生氧化还原反应,若无中间价态,则不能发生氧化还原反应。
SO2+H2SO4(浓),Fe2++Fe3+之间
四、常见的氧化剂和还原剂
1、常见的氧化剂
(1)活泼的非金属单质:
Cl2、Br2、O2、I2、S等
(2)元素处于高价时的氧化物:
CO2、NO2、SO3、MnO2、PbO2等
(3)元素处于高价时的含氧酸:
浓H2SO4、HNO3等
(4)元素处于高价时的盐:
KClO3、KMnO4、FeCl3、K2Cr2O7等
(5)过氧化物:
Na2O2、H2O2等
(6)次氯酸及其盐:
HClO、Ca(ClO)2、NaClO等
2、常见的还原剂
(1)活泼的金属单质:
Na、Mg、Al、Zn、Fe
(2)某些非金属单质:
H2、C、Si
(3)元素处于低价时的氧化物:
CO、、SO2
(4)元素处于低价时的酸:
HCl、HI、H2S、H2SO3等
(5)元素处于低价时的盐:
Na2S、KI、Na2SO3、FeSO4等
五、氧化还原反应的表示方法及配平
1、表示方法
(1)双线桥法:
表示同种元素在反应前后得失电子的情况。
用带箭头的连线从化合价升高的元素开始,指向化合价降低的元素,再在连线上方标出电子转移的数目.
化合价降低+ne-被还原
氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物
化合价升高-ne-被氧化
(2)单线桥法:
表示反应物中氧化剂、还原剂间电子转移的方向和数目。
在单线桥法中,箭头的指向已经表明了电子转移的方向,因此不能再在线桥上写“得”、“失”字样.
2、配平的方法和步骤:
写好化学式,标明化合价;
画上双箭头,列出变化价;
升降化合价,公倍求相等;
观察再配平,两边添系数。
步骤:
(1)标出有变价的元素反应前后的化合价.
(2)用“双桥线”连接反应前后的元素并在桥上或桥下注明化合价升降数.
(3)找出化合价升降数之间的最小公倍数,再依据以上有关原则首先配平有关物质前面的系数.
要求:
(1)质量守恒:
即反应前后各元素原子的种类和个数相等.
(2)氧化剂和还原剂之间电子转移关系正确.
(3)电荷守恒:
反应物总电荷数与生成物总电荷数相等,且电性相同.
常见的氧化还原反应方程式的配平
(1)整体法的应用:
A.还原剂或氧化剂的所有元素完全被氧化或完全被还原,可以看成一个整体,在配平时按各元素的系数比考虑得失电子的总数.如:
分析:
中碳元素的平均价态为+3价,都被氧化到+4价,可考虑整体法
×
5指计量数为5
×
2指计量数为2
B.还原剂或氧化剂的元素部分被氧化或部分被还原,不能看成一个整体,要分别考虑.如:
氯气中的氯元素部分被还原,部分被氧化,分别考虑
×
1指HC1O计量数为1
×
1指HC1计量数为1
(2)离子型氧化还原反应配平
离子型氧化还原反应配平时,遵循整体法配平的同时,还可从两边的电荷守恒出发.如
中的氧元素都被还原为-2价,可用整体法
×
×
3指计量数为3
根据电荷守恒,用观察法配平其他化学计量数:
六、氧化还原反应的计算
1、氧化还原反应中各中量比例的计算
①一般氧化还原的计算
例1:
在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中氧化产物和还原产物的物质的量之比为()
A、1:
3B、1:
5C、5:
1D、1:
1
变式1:
在反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2中,被氧化的氨和未被氧化的氨的质量比是()
A.3∶1B.1∶3C.1∶1D.3∶8
②歧化反应的计算
例1:
Cl2在强碱条件下与NaOH的反应如下:
3Cl2+6NaOH═5NaCl+NaClO3+3H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比为()
A、1:
变式2.工业制漂白粉的化学方程:
2Ca(OH)2+4Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H20氧化剂和还原剂的物质的量之比为()
A、1:
2C、2:
2.氧化还原的顺序问题计算
某溶液中Cl-、Br-、I-三者个数之比是1:
2:
3,通入一定量的Cl2,当反应完成后,该比值变为3:
1,则反应的Cl2与原溶液中I-的个数之比是()
A.1:
2B.1:
3C.1:
4D.1:
6
七、氧化还原反应的几个不一定
1.某元素由化合态变成游离态时,该元素不一定被还原,如2H2O═H2↑+O2↑中,氢元素被还原,氧元素被氧化
2.有单质参与或有单质生成的反应不一定是氧化还原反应,如2O2+O2═2O3同时有单质参与反应也有单质生成
3.在氧化还原中,非金属单质不一定只作氧化剂,大部分非金属单质既有氧化性也有还原性,只是以氧化性为主。
但是F2只有氧化性
4.氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,在氧化还原中一定有氧化剂和还原剂
5.含有最高价元素的物质不一定都有氧化性,如H2CO3、CO2、碳酸的盐等
6.在氧化还原反应中,一种元素被还原,另一种元素被氧化,如过氧化钠与水的反应中,过氧根化合价既升高又降低
练习题
一.选择题
1.下列反应中,属于氧化还原反应的是()。
(多选)
A.2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑B.KClO3+6HCl(浓)==KCl+3H2O+3Cl2↑
C.CO2+Ca(OH)==CaCO3↓+H2OD.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.在氧化还原反应中,水作为氧化剂的是()。
A.C+H2OCO+H2B.3NO2+H2O==2HNO3+NO
C.2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑D.2F2+2H2O==4HF+O2
3.下列反应中属于氧化还原反应的是()。
A.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2OB.Na2O+H2O===2NaOH
C.Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2OD.2H2O2H2↑+O2↑
4.下列变化过程属于氧化反应的是()。
A.HCl→H2 B.Mg→Mg2+ C.Cl-→AgCl D.CuO→Cu
5.某元素在化学反应中由化合态(化合物)变为游离态(单质),则该元素()。
A.一定被氧化B.一定被还原
C.可能被氧化也可能被还原D.以上都不是
6.下列叙述中正确的是()。
A.含金属元素的离子,不一定都是阳离子
B.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂
C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原
D.金属阳离子被还原一定得到金属单质
7.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于自然界中,对人们的生产、生活有着十分重要的作用。
你认为下列对氧化还原反应的描述不正确的是()。
A.肯定有电子转移B.肯定是有关氧元素的反应
C.肯定有元素化合价的变化D.氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等
8.下列说法正确的是()。
A.复分解反应中有的是氧化还原反应,有的不是氧化还原反应
B.置换反应有可能是非氧化还原反应
C.化合反应一定是氧化还原反应
D.分解反应不一定是氧化还原反应
9.下列反应中,盐酸既表现出还原性又表现出酸性的是()。
A.CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
B.Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
C.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
D.NaOH+HCl==NaCl+H2O
10.下面有关氧化还原反应的叙述正确的是()。
A.金属单质在反应中只作还原剂
B.非金属单质在反应中只作氧化剂
C.金属原子失电子越多其还原性越强
D.Cu2+比Fe2+的氧化性强,Fe比Cu的还原性强
11.下列反应既是氧化还原反应又是离子反应的是()。
A.钠在氯气中燃烧B.二氧化碳通入澄清的石灰水中
C.氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液D.锌粒放入稀硫酸中
12.已知X和Y是两种单质,它们之间的反应是X+Y==X2++Y2-,现有下列叙述:
①X被氧化;
②X是氧化剂;
③Y2-是还原产物;
④X2+具有氧化性;
⑤Y2-具有还原性;
⑥Y单质的氧化性比X2+的氧化性强,在上述说法中正确的是()。
A.①②③B.①②⑥C.①③④⑤⑥D.①③④⑤
13.下列叙述正确的是()。
A.元素的单质一定由氧化或还原该元素的化合物制得
B.在化学反应中,得电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
C.阳离子只能得到电子被还原,阴离子只能失去电子被氧化
D.含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性
14.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顺序为:
SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是()。
A.2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+
B.I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI
C.2Fe2++I2==2Fe3++2I-
D.H2O2+SO2==H2SO4
15.从海水中可以提取溴,主要反应为2Br-+Cl2==2Cl-+Br2,下列说法正确的是()。
A.溴离子具有氧化性B.氯气是还原剂
C.该反应属于复分解反应D.氯气的氧化性比溴单质强
16.现有三个氧化还原反应:
(1)2FeCl3+2KI==2FeCl2+2KCl+I2
(2)2FeCl2+Cl2==2FeCl3
(3)2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
若某溶液中有Fe2+和I―共存,要除去I―而又不影响Fe2+和Cl―,可加入的试剂是()。
A.Cl2B.FeCl3C.KMnO4D.HCl
17.反应4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,下列说法正确的是()。
A.HNO3是氧化剂,NO2是氧化产物
B.若2molHNO3(浓)完全反应,则反应中共转移了NA个电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量比是1:
4
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:
18.实验室制Cl2反应为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O下列说法不正确的是()。
A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2
B.每生成1molCl2,转移电子的物质的量为2mol
C.每消耗1molMnO2,起还原剂作用的HCl消耗4mol
D.转移电子的物质的量为1mol时,生成标准状况下Cl2的体积为11.2L
二、填空题:
1.在钢铁的冶炼中,常用CO气体通入红热的氧化铁中,发生的反应是:
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
请填空:
(1)在上述反应中,________元素的化合价升高,则该元素的原子________电子,发生氧化反应;
而________元素的化合价降低,则该元素的原子________电子,发生________反应。
(2)该反应中________是氧化剂,发生了________反应;
________是还原剂,发生了________反应。
2.从下列各组反应对比中,判断哪种粒子的氧化性最强,哪种粒子的还原性最强。
(1)铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;
铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。
则在Cu、Fe、Ag中,________的还原性最强;
在Cu2+、Fe2+、Ag+中,________的氧化性最强。
(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成淡绿色溶液(FeCl2)。
则在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中,________具有氧化性,________的氧化性最强。
3.水(H2O)在很多化学反应中具有极其重要的作用。
请研究下列水参与的氧化还原反应。
①NaH+H2O==NaOH+H2↑②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
③Na+2H2O==2NaOH+H2↑④3NO2+H2O==2HNO3+NO
⑤2H2O2H2↑+O2↑⑥2F2+2H2O==4HF+O2
(1)水只作氧化剂的是________;
水只作还原剂的是________;
水既作氧化剂,又作还原剂的是________;
水既不作氧化剂,又不是还原剂的是________。
(2)水作氧化剂时,被还原的元素是________,水作还原剂时,被氧化的元素是________。
(3)写出化学方程式②的离子方程式________。
4.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。
其变化可表示为:
2KClO3+4HCl(浓)==2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
(1)请分析该反应中电子转移的情况(用双线桥法表示)。
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是________(填序号)。
①只有还原性②还原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性
(3)若产生0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为________mol。
参考答案与解析:
一、选择题
1.BD【解析】分别讨论以上几个反应化合价的变化情况:
A中,,各元素化合价均未发生变化,属于非氧化还原反应。
B中,,氯元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应。
C中,,各元素的化合价均未发生变化,属于非氧化还原反应。
D中,,锰元素和氧元素的化合价均发生了变化,属于氧化还原反应。
2.A
3.D【解析】D选项中,元素化合价的变化情况为:
4.B【解析】氧化反应是元素化合价升高的反应,B项中Mg元素的化合价由0价升高到+2价。
5.C【解析】单质中元素化合价为0价,而化合物中元素的化合价可能为负价也可能为正价,所以由化合态变为游离态的元素,化合价可能升高也可能降低,也就是说,既可能被氧化又可能被还原。
6.A【解析】A中,像MnO4-等含有金属元素,但它是阴离子;
B中,某些非金属单质在氧化还原反应中也可作还原剂,如H2+CuOCu+H2O;
C中,元素从化合态变为游离态,化合价可能升高,如HCl→Cl2,也可能降低,如CuO→Cu;
D中,当Fe3+→Fe2+时,没有生成金属单质。
7.B【解析】举出反例,如H2+Cl22HCl属于氧化还原反应但无氧元素参与。
8.D【解析】复分解反应都不是氧化还原反应;
置换反应都是氧化还原反应;
分解反应、化合反应部分是氧化还原反应。
9.C【解析】C中生成Cl2,盐酸表现出还原性,生成MnCl2,盐酸表现出酸性。
10.A、D【解析】元素的氧化性、还原性与元素的价态有关,处于最低价态的元素只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等。
非金属单质有的可作氧化剂,有的可作还原剂。
还原剂的强弱与失电子的难易有关,与失电子的多少无关。
金属阳离子氧化性越强.对应的金属单质还原性就越弱。
11.D【解析】Na在氯气中燃烧是氧化还原反应但不是离子反应。
CO2与澄清的石灰水反应是离子反应但不是氧化还原反应。
氯化钠和硝酸银溶液的反应是离子反应但不是氧化还原反应
12.C【解析】被氧化的物质作还原剂,其对应产物为氧化产物。
13.D【解析】存在2O33O2反应,故A错误;
氧化性强弱与得电子多少无关,
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