5专题五氧化还原反应

-1-高二化学加强班教学资料专题五氧化还原反应知识规律总结一、氧化还原反应中的有关判断1．氧化还原反应、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物的判断氧化还原反应的实质是电子的转移，特征是反应前后元素的化合价发生了变化。我们判断某反应是否为氧化还原反应可根据反应前后元素的化合价是否发生了变化这一特征。氧化还原反应中的概念一般是成对出现的，理清概念是解决问题的关键。表2-1氧化还原反应中反应物与生成物的关系反应物变化特点生成物还原剂失、高、氧氧化产物氧化剂得、低、还还原产物2．氧化性、还原性强弱的判断（1）根据元素的化合价物质中元素具有最高价，该元素只有氧化性；物质中元素具有最低价，该元素只有还原性；物质中元素具有中间价，该元素既有氧化性又有还原性。对于同一种元素，价态越高，其氧化性就越强；价态越低，其还原性就越强。（2）根据氧化还原反应方程式在同一氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。（3）根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，其还原性就越强（铂金除外）；金属的位置越靠后，其阳离子的氧化性就越弱。（4）根据元素周期表同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱。同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。（5）根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。（6）其它条件一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。注意：①氧化还原性的强弱只与该原子得失电子的难易程度有关，而与得失电子数目的多-2-少无关。得电子能力越强，其氧化性就越强；失电子能力越强，其还原性就越强。②同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。二、氧化还原反应方程式的配平1．依据原则在氧化还原反应中，元素得到电子的总数（或化合价升降的总数）相等2．配平方法一标、二找、三定、四平、五查。思维技巧点拨一、氧化性和还原性强弱的判断【例1】根据反应式：（1）2Fe3++2I-2Fe2++I2，（2）Br2+2Fe2+2Br-+2Fe3+，可判断离子的还原性从强到弱的顺序是A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-【解析】对于反应：氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物，有以下规律：还原剂的还原性还原产物的还原性，氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性。由反应式（1）可知I-Fe2+，由反应式（2）可知Fe2+Br-。本题正确答案为B。【例2】G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的分子式（或化学式），但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系（未配平）：（1）GQ+NaCl（2）Q+H2O电解X+H2（3）Y+NaOHG+Q+H2O(4)Z+NaOHQ+X+H2O这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为A.QGZYXB.GYQZXC.GYZQXD.ZXGYQ【解析】根据氧化还原反应的特征可知，氧化还原反应中元素化合价有升必有降。由（1）得QG，因为该反应为歧化反应，G中氯元素的化合价必介于Q和-1价氯之间。同理由（3）结合（1）得QYG，由（2）得XQ，由（4）结合（2）得XZQ。本题正确答案为B。二、氧化还原反应方程式配平的常见题型1．定项配平【例1】配平下列方程式，将系数填在空格内：□HClO3+□P4+□H2O□HCl+□H3PO4【解析】分析反应前后Cl和P的化合价变化，每个氯原子由+5→-1，化合价升高数为6，而每个P原子化合价由0变为+5，P4中4个P原子降低数为20，由最小公倍数可得HClO3前的系数为10，P4前的系数为3，其它元素原子的系数使用观察法配平。配平的中间步骤可表示如下：35OClH+04P+H2O——-1ClH+543POH↓↑-3-6×1020×3本题答案：10HClO3+3P4+18H2O10HCl+12H3PO42．缺项配平【例2】完成并配平下列化学方程式：□Pt+□HNO3+□HCl□H2PtCl6+□NO↑+□比较反应式两边的原子或原子团可知，右边有18个Cl-离子，左边只有1个Cl-离子，应在HCl前加18，再比较反应式两边H、O原子个数不等。可见未知生成物中含有氢、氧元素，未知物应为水，由原子个数守恒得系数为8。本题答案为：3．未知量配平【例3】由硫可制得多硫化钠Na2Sx,x值一般为2～6，已知Na2Sx与NaClO反应的化学方程式如下：□Na2Sx+□NaClO+□NaOH□Na2SO4+□NaCl+□H2O试配平上述方程式，若某多硫化钠在反应中消耗的NaClO和NaOH的物质的量之比为2∶1，试以求得的x值写出该多硫化钠的分子式_______.【解析】本题解答的关键必须正确标出Na2Sx中硫的化合价，由化合物中化合价的代数和等于零这一原则得硫的化合为-x2。分析反应前后元素的化合价变化情况，硫元素由-x2升高到+6价，每个硫原子净升高数为6+x2，x个硫原子共升高6x+2，NaClO中氯元素的化合价由+1降到-1价，净降低数为2，根据最小公倍数可得Na2Sx前的系数为1，NaClO和NaCl前的系数为3x+1。x2x2SNa+1NaClO+NaOH642SONa+1NaCl+H2O↑↓x(6+x2)2×(3x+1)=6x+2其它物质前面的系数使用观察法配平。根据(3x+1)/(2x-2)=2，算出x=5。本题答案为：,多硫化钠的-4-化学式为Na2S5。4．有机氧化还原反应方程式配平【例4】配平以下氧化还原反应方程式：□KMnO4+□H2C2O4+□H2SO4□CO2+□K2SO4+□MnSO4+□H2O当KMnO4消耗0.05mol时，产生的CO2的体积为______L（标准状况）。【解析】有机氧化还原反应方程式的配平与无机氧化还原反应方程式相似，关键正确标定有机物中碳的化合价。为了方便地标出碳的化合价，在遇到有机物用结构简式表示时，一定要把它写成分子式。74KMnO+3422OCH+H2SO424OC+K2SO4+42nSOM+H2↓↑5×22×5根据最小公倍数，可得KMnO4和MnSO4前的系数为2，H2C2O4和CO2前的系数为5，其它使用观察法配平。配平后的反应式可得关系式2KMnO4～10CO2，设产生CO2的体积为xL，由2∶22.4=0.05∶x解得x=5.6L。本题正确答案为：三、有关氧化还原反应的计算【例5】一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为NH4NO3HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子之比为A.1∶1B.5∶4C.5∶3D.3∶5【解析】本题使用电子守恒法解答比较简单。本反应的实质是NH4+中-3价氮和NO3-中+5价氮归中变为N2中的0价氮。4-3HNe30N-3-5ONe50N×5×3由上可知，被氧化与被还原的氮原子个数比为5∶3。本题正确答案为C。能力突破训练一、选择题1．已知锌与某浓度的硝酸反应，锌与HNO3恰好完全反应时物质的量为5∶12，则还原产物一定是（）A.N2OB.NOC.NH4NO3D.N22．下列反应中，属于非氧化还原反应的是（）-5-A.3CuS+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2OB.3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2OC.3H2O2+2KCrO2+2KOH2K2CrO4+4H2OD.3CCl4+K2Cr2O72CrO2Cl2+3COCl2+2KCl3.R2O8n-离子在一定条件下可以把Mn2+离子氧化为MnO4-，若反应后R2O8n-离子变为RO42-离子。又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n的值是（）A.1B.2C.3D.44．已知某金属硝酸盐，在受热分解时生成了金属氧化物、二氧化氮与氧气。测得产物中NO2与O2的体积比为6∶1（同温同压下测得），试分析该硝酸盐分解时金属化合价的变化情况是（）A.升高B.降低C.不变D.不能确定5．溴化碘的分子式为IBr。它的化学性质活泼，能跟大多数金属反应，也能跟某些非金属单质反应，它跟水反应的化学方程式为H2O+IBrHBr+HIO下列关于溴化碘的叙述中，不正确的是（）A.固态IBr是分子晶体B.把0.1molIBr加入水中配成500mL溶液，所得溶液中Br-和I-的物质的量浓度为0.2mol/LC.IBr跟水的反应是一个氧化还原反应D.在化学反应中，IBr可以作为氧化剂6.下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（）A.K+、Na+、HSO3-、Cl-B.Na+、Ba2+、AlO2-、NO3-C.NH4+、K+、Cl-、NO3-D.K+、Na+、ClO-、S2-7．20mL0.05mol/L含有R2O72-离子的浓溶液恰好能将20mL0.3mol/L的Fe2+溶液完全氧化，则元素R在还原产物中的化合价为（）A.+2价B.+3价C.+4价D.+5价8.将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔，得化合物X。X由K、Cr、Cl三种元素组成。将1.892gX中的铬元素全部氧化成Cr2O72-，后者可以从过量的KI溶液中氧化出2.667g碘单质（Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O）。如果取溶有1.892gX的溶液加入过量AgNO3溶液，可得到4.52gAgCl沉淀。则X的化学式为（）A.K3Cr2Cl7B.K3Cr2Cl5C.K3Cr2Cl9D.K3CrCl49．根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是（）H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I23FeCl2+4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3A.H2SO3I-Fe2+NOB.I-Fe2+H2SO3NOC.Fe2+I-H2SO3NOD.NOFe2+H2SO3I-10．今有下列三个氧化还原反应：①2FeCl3+2KI2KCl+2FeCl2+I2②2Fe+3Cl22FeCl3③2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O若某溶液中有Fe2+、I-和Cl-共存，要氧化除去I-而不影响Fe2+和Cl-，可加入的试剂是（）A.Cl2B.KMnO4C.FeCl3D.HCl二、非选择题-6-11．针对以下四个涉及H2O2的反应（未配平），填写空白：A.Na2O2+HClH2O2+NaClB.Ag2O+H2O2Ag+O2+H2OC.H2O2H2O+O2D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOHK2CrO4+K2SO4+H2O（1）H2O2仅体现氧化性的反应是________，该反应配平的化学方程式为_____________；（2）H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是______________________。（3）H2O2体现弱还原性的反应是______________________。12.(1)1986年，化学上第一次用非电解法制得氟气，试配平该反应的化学方程式：K2MnF6+SbF5——KSbF6+MnF3+F2，反应中_______元素被还原；（2）氰（CN）2、硫氰（SCN）2的化学性质和卤素（X2）很相似，化学上称为拟卤素。它们阴离子的还原性强弱为Cl-Br-CN-SCN-I-。试写出①（CN）2与KOH溶液反应的化学方程式：____________________________________________________；②在NaBr和KSCN的混合溶液中加入（CN）2，反应的离子方程式：______________________