氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点.docx
- 文档编号:12401065
- 上传时间:2023-06-05
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:173.95KB
氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点.docx
《氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点
氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点
氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点
《考试大纲》明确指出了氧化还原反应的考试范围,其主要内容包括:
⑴氧化剂、还原剂,氧化产物、还原产物的判断;⑵氧化剂的氧化性或还原剂的还原性的相对强弱的判断;⑶氧化还原反应方面的种种计算;等等。
为此,在复习中必须熟练地掌握好这些知识,同时,还要善于从这些知识中去挖掘隐含着的重要核心规律,学会运用这些规律去解决涉及氧化还原反应知识方面的各种问题,最终达到真正掌握知识的目的。
一、重要核心规律总结
规律之一:
性质规律
1.某元素处于最高价态时,则该元素只具有氧化性。
这是因为在氧化还原反应中,该元素的化合价只能降低,不可再升高。
例如,K+7MnO4、H2+6SO4、H+、+5NO3-、0F2(无正价)等。
2.某元素处于最低价态时,则该元素只具有还原性。
这是因为在氧化还原反应中,该元素的化合价只能升高,不可能再降低。
例如,K-1Cl、0Na(无负价)、Na2-2S等。
3.某元素处于中间价态时,则该元素既具有氧化性又具有还原性。
这是因为在一定条件下,该元素的化合价可能升高或降低。
例如,0C、0S、+2Fe、+4SO2等。
4.金属单质只具有还原性,非金属单质多数既具有氧化性又具有还原性,少数只具有氧化性。
5.含同种元素相邻价态的两物质之间不发生氧化还原反应。
例如,C与CO,CO与CO2,Cl2与HCl,浓H2SO4与SO2等均不能发生氧化还原反应。
根据这个规律,可以帮助我们准确判断物质(微粒)可否作为氧化剂(或还原剂),可否发生氧化还原反应。
规律之二:
强弱规律
在一个氧化还原反应中,各物质(微粒)的氧化性、还原性强弱分别为:
氧化性:
氧化剂>氧化产物
还原性:
还原剂>还原产物
根据这个规律,可以帮助我们判断出氧化还原反应中各物质(微粒)的氧化性或还原性的相对强弱;帮助我们选择合适的氧化剂或还原剂;帮助我们帮助判断一个氧化还原反应能否发生。
规律之三:
价态变化规律
1.中间变两头——歧化反应。
例如,30Cl2+6KOH=5K-1Cl+K+5ClO3+3H2O。
2.两头变中间——归中反应(不同价态的同种元素之间的反应)。
例如,
H2+6SO4(浓)+H2-2S=+4SO2↑+0S↓+2H2O、6H-1Cl+K+5ClO3=KCl+30Cl2↑+3H2O。
说明:
当氧化剂为强的氧化剂或者氧化剂过量时,还原剂可转化成比其邻位价态更高的产物(不可出现交叉现象);反之亦然。
例如,⑴H2S+3H2SO4(浓,过量)=4SO2↑+4H2O(H2-2S……→(0S)……→+4SO2);⑵3H2S(过量)+H2SO4(浓)=4S↓+4H2O(H2+6SO4……→(+4SO2)……→0S)。
根据这个规律,可以准确判断氧化还原反应中的氧化产物和还原产物,标明电子转移的关系。
规律之四:
次序规律
在氧化还原反应中,一种氧化剂(或还原剂)与多种还原剂(或氧化剂)相遇时,总是依据还原性(或氧化性)强弱顺序先后被氧化(或被还原)。
根据这个规律,可判断氧化还原反应发生的先后次序,写出对应的正确的化学方程式。
例如,把Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2的强氧化性可将Fe2+、Br-氧化;由于还原性Fe2+>Br-,所以,当通入少量Cl2时,根据次序规律:
Cl2首先将Fe2+氧化,当Cl2足量时,方可把Fe2+、Br-一并氧化。
其离子反应方程式可分别表示为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。
规律之五:
守恒规律
在一个氧化还原反应中,氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目,或者说氧化剂化合价降低总数等于还原剂化合价升高总数。
根据这个规律,可以进行氧化反应方程式的配平以及涉及氧化还原反应的各种计算。
二、运用
例1.某溶液中含有Cl-和I-的物质的量浓度相同,为了氧化I-而不能使Cl-氧化,依据下列3个反应,除Cl2以外,还可选用的氧化剂是__________。
①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;③2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O。
分析与解答:
根据题意可知,由于Cl-和I-都有还原性,氧化产物分别为Cl2和I2,具有一定的氧化性。
然而,要使I-氧化而Cl-不被氧化,所选氧化剂其氧化性强于I2而弱于Cl2。
综合分析题给3个反应可推知,氧化性强弱为:
①Fe3+>I2;②Cl2>Fe3+;③MnO4->Cl2,即MnO4->Cl2>Fe3+>I2。
故可选用的氧化剂只能是Fe3+。
例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+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4=SO2+O2↑+2H2O D.2Fe2++I2=2Fe3++2I-
分析与解答:
根据“次序规律”可知,A选项中还原性强弱顺序为:
SO2>Fe2+,符合题给顺序,反应可以发生;B选项中还原性强弱顺序为:
SO2>HI(I-)可以发生;C选项中还原性强弱顺序为:
H2O2>SO2,不符合题意;D选项中还原性强弱顺序为:
Fe2+>I-,不符合题意。
故正确选项为C、D。
例3.从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应:
14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。
下列说法正确的是( )
A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物 B.5molFeS2发生反应,有10mol电子转移 C.产物中的SO42-有一部分是氧化产物 D.FeS2只作还原剂
分析与解答:
根据题给反应方程式和所学相关知识,发生化合价变化的元素只有硫和铜,其中:
14+2Cu
14+1Cu……①
7-1S
7-2S……②
3-1S
3+6S……③
由①、②可知,Cu2S只是还原产物,A选项错;由②③可知,FeS2既作氧化剂又作还原剂,D选项错,由③可知,有3molSO42-是氧化产物,C选项正确。
例4.己知:
①2Fe3++ 2I-=2Fe2++ I2;②2Fe2++Br2=2Br-+2Fe3+;③2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。
现向含有amolFeI2和bmolFeBr2的混合溶液中逐渐通入cmolCl2 , 反应随Cl2的通入明显分为几个阶段进行。
(1)分别填写在c值增大的过程中,不同c值范围内,被氧化的离子的物质的量。
反应物的量之间的关系 被氧化的离子被氧化离子物质的量/mol(用含c的表达式表示)
Ⅰ.a<c≤a
Ⅱ.a<c≤(3a+b)/2
Ⅲ.(3a+b)/2<c≤3(a+b)/2
⑵写出Ⅲ情景时的计算推理过程 。
分析与解答:
本题是一道涉及氧化还原反应知识的计算题,有一定难度。
然而,只要认真分析题意,就会发现其解答关键就是不能忽视氧化还原反应的次序规律,抓住次序规律与“量”的关系,这样题中的问题便可迎刃而解。
根据题给反应方程式及次序规律可知,
氧化性强弱次序为:
Cl2>Fe3+>Br2>I2;
还原性强弱次序为:
I->Fe2+>Br->Cl-。
又知amolFeI2和bmolFeBr2的混合溶液中含有(a+b)molFe2+、2amolI-和2bmolBr-。
⑴当逐渐通入cmolCl2时,首先Cl2与I-反应,I-消耗完时,c的取值范围是:
0 此时,被氧化的是I-,故n(I-)=2cmol;其次Cl2与Fe2+反应,Fe2+消耗完时,c的取值范围是: a 此时,被氧化的是Fe2+,故n(Fe2+)=(2c-2a)mol;最后是Cl2与Br-反应,Br-消耗完时,c 的取值范围是: (3a+b)/2 此时,被氧化的是Br-,故n(Br-)=(2c-3a-b)mol。 ⑵依据题中条件知: n(Fe2+)=(a+b)mol,n(I-)=2amol。 当氧化I-、Fe2+时,共消耗Cl2的物质的量为: (3a+b)/2mol;当氧化Br-时,消耗Cl2的物质的量为: 2[c-(3a+b)/2]mol, 即为(2c-3a-b)mol 。 答: (略) 例5.将铜、铁、锌3种金属粉未以等质量混合,取其混合物Wg加入FeCl3和盐酸的混合溶液中,充分反应后。 试回答: ⑴若无固体粉未剩余,则溶液中的阳离子一定有____________,可能有_____________。 ⑵若剩余固体粉未为1/3Wg,则溶液中的阳离子一定有___________,可能还有__________,一定没有____________。 ⑶若剩余固体粉未为3/4Wg,则在溶液中的阳离子一定有___________,一定没有___________。 分析与解答: 根据题意知,Cu、Fe、Zn3种金属加入到FeCl3和盐酸的混合溶液后,其中Cu、Fe、Zn都能与FeCl3溶液反应,而Cu不能与盐酸反应。 涉及的离子反应方程式为: Zn+2H+=Zn2++H2↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑、Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,若金属过量,还会有如下反应发生: Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Fe+Cu2+=Fe2++Cu。 依据次序规律及上述反应可知: 氧化性强弱次序为: Fe3+>H+,还原性强弱次序为: Zn>Fe>Cu。 据此,在混合物中,某一反应物均剩余,它所对应的另一反应物就不可能存在。 下面按题意与“量”的关系进行如下分析推断: ⑴若无固体粉未剩余,以上5个反应都会发生,故推知溶液中阳离子一定有Fe2+、Zn2+、Cu2+,可能还有Fe3+、H+。 ⑵若剩余固体粉未为1/3wg,则消耗的2/3Wg是Fe和Zn,而这剩余固体只能是Cu。 因为Cu的还原性在3种金属中最弱,所以有Cu存在,溶液中就一定没有Fe3+;又因1/3Wg未参加反应,溶液中也无Cu2+。 故推知溶液中阳离子一定有Fe2+、Zn2+,可能还有H+,一定没有Fe3+、Cu2+。 ⑶若剩余固体粉未3/4Wg,固体只反应了1/4Wg<1/3Wg,说明反应中Zn都未反应完,Zn有剩余(因为Zn、Fe、Cu各为1/3Wg),既然金属都有剩余,溶液中就一定没有H+、Fe3+。 当然,这里还必须注意的是Zn会不会把Fe2+还原成Fe,而导致溶液中不存在Fe2+呢? 因此,可以进行如下讨论加以证明。 若Zn把Fe2+全部还原成Fe,设需Zn的质量为x。 则有 3Zn + 2Fe3+ = 3Zn2+ + 2Fe △m 195g 112g 83g x 1/4Wg 195g/x=83g/(1/4Wg)→x=49/83Wg>1/3Wg 所以Zn不可能把Fe2+全部变成Fe,故当剩余固体粉未3/4Wg时,在溶液中的阳离子一定有Zn2+、Fe2+,一定没有H+、Fe3+、Cu2+。 答: (略) 例6.向500mL溴化亚铁溶液中缓慢通入1120mLCl2(标况),溶液中有2/3Br-被氧化。 求原溴化亚铁溶液的物质的量浓度。 分析与解答: 根据反应Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,可判断出离子的还原性: Fe2+>Br-。 据题意知,Br-部分被氧化,则Fe2+全部被氧化。 又知因通入的氧化剂Cl2先和Fe2+发生氧化还原反应,只有将Fe2+氧化完,才能氧化Br-。 若设原溶液中含FeBr2的物质的量为x,则有n(Fe2+)=x,n(Br-)=2x,被氧化的Br-为4/3x。 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 、2Br- + Cl2 = Br2 + 2Cl- x→ x/2 4/3x→ 2/3x 则有x/2+2/3x=1120×10-3/22.4mol→x=0.04mol,所以C(FeBr2)=0.04mol/0.05L=0.8mol·L-1。 答: (略) 巩固训练 1.溴化碘化学式为IBr,它的化学性质活泼,能跟大多数金属反应,生成溴化物和碘化物,也能跟水反应,反应方程式为: IBr+H2O=HBr+HIO。 下列关于溴化碘的叙述中,不正确的是( ) A.固态IBr是分子构成的 B.IBr与金属反应时,Br和I都被还原了 C.IBr与H2O的反应是一个氧化还原反应 D.在化学反应中IBr可作氧化剂 2.在常温下,在溶液中可发生如下两个离子反应: Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+、Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+。 据此,可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+3种离子的还原性由强到弱的顺序是( ) A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Sn2+、Ce3+、Fe2+ C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+ 3.常温下,在酸性环境中能发生下列反应: 2BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2、2ClO3-+I2=2IO3-+Cl2、2BrO3-+I2=2IO3-+Br2。 则在该环境中下列结论正确的是( ) A.氧化性: ClO3->BrO3->IO3->Cl2 B.氧化性: Cl2>ClO3->BrO3->IO3- C.还原性: I2>Br2>Cl2 D.还原性: I2>Cl2>Br2 4.R、X、Y和Z是4种元素,它们常见化合价均为+2,且X2+与单质R不反应,X2++Z=X+Z2+;Y+Z2+=Y2++Z。 则这4种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合( ) A.R2+>X2+>Z2+>Y2+ B.X2+>R2+>Y2+>Z2+ C.Y2+>Z2+>R2+>X2+ D.Z2+>X2+>R2+>Y2+ 5.金属加工后的切削液中含2%-3%的NaNO2,它是一种环境污染物。 人们用NH4Cl溶液来处理此切削液,使NaNO2转化为无毒性物质。 该反应分两步进行: 第一步,NaNO2+NH4Cl=NaCl+NH4NO2;第二步,NH4NO2 N2↑+2H2O。 下列对第二步反应的叙述中正确的是( ) ①NH4NO2是氧化剂;②NH4NO2是还原剂;③NH4NO2发生了分解反应;④NH4NO2既是氧化剂,又是还原剂。 A.①③ B.①④ C.②③ D.③④ 6.下列反应在通常性情况下可以发生: ①2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;②Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;③2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2;④6FeCl2+3Br2=4FeCl3+2FeBr2。 则Br2、Fe3+、I2、Fe2+、Cu2+的氧化性强弱顺序是( ). A.Br2>Fe3+>I2 B.Fe3+>Br2>I2 C.Br2>I2>Fe3+ D.Fe3+>Cu2+>Fe2+ 7.一定条件下,碘单质与砹单质以等物质的量进行反应可得AtI。 它与Zn、NH3都能发生反应,化学方程式分别如下: 2AtI+2Zn=ZnI2+ZnAt、AtI+2NH3(l)=NH4I+NH2At。 下列关于性质的叙述正确的是( ) A.ZnI既是氧化产物,又是还原产物 B.ZnAt既是氧化产物,又是还原产物 C.AtI与液氨反应,AtI既是氧化剂,又是还原剂 D.AtI与液氨反应,是自身氧化还原反应 8.一个体重50kg的健康人含铁元素2g,这2g铁以Fe2+和Fe3+的形式存在。 Fe2+易被吸收,给贫血者补充铁时,应补充含Fe2+的亚铁盐(如FeSO4)。 服用VitC,可使食物中的Fe3+转化为Fe2+,有利于人体对铁的吸收。 ⑴人体中经常进行Fe2+ Fe3+的转化,在过程A中,Fe2+做_____,过程B中,Fe3+做_______。 ⑵“服用VitC可使食物中的Fe3+转化为Fe2+”这句话指出,VitC在这一过程中做______,具有性______。 9.X2、Y2、Z2与它们的阴离子间有下列反应: Z2+2X-=2Z-+X2、Y2+2Z-=2Y-+Z2。 ⑴将上述两个反应中具有氧化性的微粒按氧化性由强到弱的顺序排列为_____________。 ⑵若W-离子能与Z2反应: Z2+2W-=W2+2Z-,试判断W2与Y-能否反应,说明理由______________________。 10.己知反应: ①3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O;②HgS+O2=Hg+SO2;③4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O。 试回答: ⑴反应①中被氧化与被还原的氯元素的质量之比为__________。 ⑵反应②中被还原的元素是________。 ⑶反应③中被氧化与未被氧化的Cl-的个数之比为___________。 11.某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现,在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。 ⑴提出问题: Fe3+和Br2的氧化性谁更强? ⑵猜想: ①甲同学认为氧化性: Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含___(填化学式,下同)所致。 ②乙同学认为氧化性: Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含____所致。 ⑶设计实验并验证: 丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的。 供选用的试剂: a.酚酞试剂;b.CO2;c.无水酒精;d.KSCN溶液。 请你在下列表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。 选用试剂 实验现象 方案1 方案2 ⑷结论: 氧化性: Br2>Fe3+。 故在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为___________。 ⑸实验后的思考: ①根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是___(填离子的化学式)。 ②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为____。 12.维生素C(简称Vc,化学式为C6H8O6)是一种水溶性物质,其水溶液呈酸性,人体缺乏Vc。 易得坏血症故Vc又称抗坏血酸。 Vc具有较强的还原性,易被空气中的氧气氧化。 在新鲜的水果、蔬菜和乳制品中都富含Vc,如新鲜橙汁中Vc的含量在500mg/L左右。 己知Vc与I2能发生如下反应: C6H8O6+I2=C6H6O6+2HI,I2遇淀粉变蓝。 请回答以上问题: ⑴Vc与I2的反应是否为氧化还原反应氧化剂是哪种物质 ⑵若上述反应在水溶液中进行请写出反应的离子方程式(提示: C6H8O6和C6H6O6均为难电离的有机分子)。 ⑶上述反应能否用于检验Vc是否变质? 参考答案 1.C 2.A 3.D 4.A 5.D 6.A、D 7.B 8.⑴还原剂;氧化剂 ⑵还原剂 还原性 9.⑴Y2>Z2>X2⑵不能。 因为氧化性: Z2>W2,Y2>Z2,故推知氧化性Y2>W2,说明W2与Y-不能发生氧化还原反应。 10.⑴1: 5⑵Hg、O ⑶1: 1。 11.⑵①Br2 ②Fe3+ ⑶b,CCl4层呈无色;d,溶液变红色 ⑷2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ⑸①Fe2+ ②1mol·L-1 12.⑴是氧化还原反应,氧化剂是I2 ⑵C6H8O6+I2=C6H6O6+2H++2I- ⑶上述反应可用于检验Vc是否变质。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 氧化 还原 反应 核心 规律 总结 运用 大盘