2019高考化学考点必练专题07氧化还原反应知识点讲解.doc
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1、1考点七 氧化还原反应知识点讲解一 氧化还原反应基本概念1概念本质:凡有电子得失或共用电子对偏移的一类反应称氧化还原反应,得失电子数相等。特征:是反应前后有元素化合价发生变化的反应。2. 氧化还原反应电子转移的表示方法双线桥法: 单线桥法:3. 重要的氧化剂和还原剂物质在反应中是作氧化剂还是作还原剂,表观上可通过元素的化合价来判断。一般来说,元素处于最高化合价时,只能作为氧化剂;元素处于最低化合价时,只能作还原剂;元素处于中间化合价时,既可作氧化剂,也可作还原剂。 常见的氧化剂物质类型 举例 对应的还原产物X2(卤素) X- 活泼的非金属单质O2 O2- 、H 2O 、OH - 氧化物 MnO
2、2 Mn2+ 2浓硫酸 SO2 含氧酸HNO3 NO、NO 2 KMnO4 Mn2+ 元素处于高化合价时的化合物或离子 盐Fe3+ Fe2+ 过氧化物 Na2O2 、H 2O2 H2O 常见氧化剂的氧化性顺序为:Fe3+ Cu 2+H + Fe 2+ Zn 2+ 常见的还原剂有物质类型 举例 对应的氧化产物活泼的金属单质 Zn Zn2+ H2 H2O 活泼的非金属单质C CO 、 CO 2 CO CO2 氧化物SO2 SO3 、H 2SO4 H2S S HCl、HBr 、HI Cl2、 Br 2 、 I 2 酸H2SO3 H2SO4 Fe2+ Fe3+ 元素处于低化合价时的化合物或离子盐SO3
3、2- SO42- 常见还原剂的还原性顺序为:S2-(H2S) SO 32- (SO2、H 2SO3)I - Fe 2+ Br - Cl -二 氧化性、还原性强弱的判断方法和依据氧化性 得 电子性(填“得”或“失” ) ,得到电子越容易氧化性越 强 ;还原性 失 电子性(填“得”或“失” ) ,失去电子越容易还原性越 强 。与得失电子的多少 无 关。如:还原性:NaMgAl ,氧化性:浓 HNO3稀 HNO31. 根据元素在周期表中的位置同周期元素:从左至右,金属性( 还原 性)逐渐减弱 ,非金属性( 氧化 性)逐渐增强;同主族元素:从上至下,金属性( 还原 性)逐渐增强 ,非金属性( 氧化 性
4、)逐渐减弱 。 32. 根据金属活动顺序3. 根据非金属活动顺序非金属的活动顺序一般为:F O Cl Br I S 氧化性逐渐减弱 ;F O2 Cl Br I S2 还原性逐渐 增强 。4. 依据反应式中的反应物和生成物之间的关系氧化剂 的氧化性 氧化产物 的氧化性还原剂 的还原性 还原产物 的还原性5. 氧化性、还原性的强弱与温度、浓度、酸碱性的关系温度:升高温度,氧化剂的氧化性增强,还原剂的还原性也增强。如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 。若不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)发生反应时,所需温度高低不同,则温度低的氧化性(或还原性)强,反之则弱。例:已知 MnO
5、2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H 2O, 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2 + 5Cl2 + 8H 2O 4HCl+O2 2Cl2 + 2H2O, 则 KMnO4 、MnO 2 、O 2 氧化性强弱的顺序为: KMnO 4 MnO2 O2 浓度 一般情况下,同种氧化剂(或还原剂)浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如:浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 ;浓 H2SO4的氧化性比稀 H2SO4强;浓盐酸还原 MnO2生成氯气,而稀盐酸不与 MnO2反应,说明还原性:浓盐酸稀盐酸。 酸碱性 溶液的酸性增强,氧化剂的氧化性增强,很多氧化剂在酸性溶液中能氧化某些物质,在中性
6、溶液中就不一定能氧化了。如:中性环境中 NO3- 不显氧化性,酸性环境中 NO3- 显氧化性;KMnO 4、KClO 3能氧化浓 HCl 中的 Cl-,而不能在 NaCl 溶液中氧化 Cl- ;KMnO 4氧化 Fe2+ 也要在酸性条件下进行。6. 根据氧化还原程度的大小相同条件下,不同的氧化剂与同一种还原剂反应,使还原剂氧化程度大的(价态高的)氧化性强。4例如:2Fe +3Br 2 2FeBr3 , Fe +S FeS ,说明氧化性:Br 2 S。相同条件下,不同的还原剂使同种氧化剂还原程度大的(价态低的)还原性强。例如:8HI+H 2SO4(浓)= H 2S+4I 2+4H2O,2HBr+
7、H 2SO4(浓)= SO 2+Br 2+2H2O说明还原性;HI 大于 HBr。7. 根据元素化合价高低比较 同一元素的阳离子高价态的氧化性大于其低价态的氧化性。如氧化性: Fe 3+ Fe2+,Sn 4+ Sn2+ 含氧酸的比较 在浓度相同时,具有可变化合价的同一元素在组成不同含氧酸时,该元素价态较低者氧化性强。如氧化性:HClO HClO 2 HClO3 HClO4 8. 根据原电池的正负极来判断在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强 。9. 根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断如:Cl - 失去电子的能力 OH -,还原性:Cl - OH- 。三 氧化还
8、原反应的有关规律1. 守恒规律: 得 电子总数 = 失 电子总数(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。(2)电子守恒:即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。(3)电荷守恒:离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如 Fe3 Cu= =Fe2 Cu 2 (错误) ,2Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 2 (正确)。2. 价态规中规律:同种元素不同价态之间发生反应,元素化合价靠近不交叉;相邻价态间不发生氧化还原。如:H 2S + H2SO4(浓
9、)S + SO 2 + H2O (或 SO2 + H2O)Fe3+ + Fe Fe 2+ , Fe 3+ + Fe2+ 不反应。3. 强弱规律: 两强两弱: 氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物 先强后弱:当几个氧化反应均可发生时,氧化性或还原性强的微粒优先反应。如:Cl 2与 FeBr2反应,Cl 2先氧化 Fe2+ ,再氧化 Br ;Cl 2与 FeI2反应,Cl 2先氧5化 I ,再氧化 Fe2+ 。【拓展延伸】1价态归中规律含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价低价 中间价” ,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交” 。例如,不同价态
10、硫之间可以发生的氧化还原反应是注:中不会出现 H2S 转化为 SO2而 H2SO4转化为 S 的情况。2歧化反应规律“中间价 高价低价” 。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,如:Cl22NaOH= =NaClNaClO H2O。四 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数),根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。1. 配平的基本步骤:(1)标好价:正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化:列出元素化合价升高和降低的数值。
11、(3)求总数:求元素化合价升高和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。(4)配系数:用观察法配平其他各物质的化学计量数。(5)细检查:利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。2配平的三大守恒原则63配平的四种方法技巧(1)正向配平法:适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应,配平按以下 4 步进行。例如:(2)逆向配平法:适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。例如: KOH(热、浓)K 2 化合价降低 2K 2 O3H 2O 化合价升高 4
12、S0 S 2 S 4 由于 S 的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以 K2S 的化学计量数为 2,K 2SO3的化学计量数为1,然后确定 S 的化学计量数为 3。(3)奇数配偶法:适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如 SCKNO 3CO2N 2K 2S,反应物 KNO3中三种元素原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将 KNO3乘以 2,然后用观察法配平得:S3C2KNO 3=3CO2N 2K 2S。(4)缺项配平法:对于化学反应方程式,所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是 H 、OH 或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再用其他守恒
13、法配平。如果无法确定所缺物质,可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。【能力提升】对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。应用电子守恒法解题的思维流程7(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
14、(3)“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式:n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值 n(还原剂)变价原子个数化合价变化值。典例 1(2018 届福建省永安市第三中学高三 9 月月考)为了保护环境,充分利用资源,可将工业废弃物转变成重要的化工原料。回答下列问题:(1)可用 NaClO3氧化酸性 FeCl2废液得到 FeCl3,FeCl 3具有净水作用,但腐蚀设备。写出 NaClO3氧化酸性 FeCl2的离子方程式:_。若酸性 FeCl2废液中:c(Fe 2+)=2.010-2 molL,c(Fe 3+)=1.010-3 molL,c(Cl )=5.310-2 molL,则
15、该溶液的 pH 约为_。FeCl 3净水的原理是:_(用离子方程式及适当文字回答) ;(2)可用废铁屑为原料,按下图的工艺流程制备聚合硫酸铁(PFS) ,PFS 是一种新型的絮凝剂,处理污水比 FeCl3高效,且腐蚀性小。酸浸时最合适的酸是_。反应釜中加入的氧化剂,下列试剂中最合适的是_(填标号) 。aHNO 3 bKMnO 4 cCl 2 dH 2O2检验其中 Fe2+是否完全被氧化,应选择_(填标号) 。aK 3Fe(CN)6溶液 bNa 2SO3溶液 cKSCN 溶液生成 PFS 的离子方程式为:xFe 3+yH 2O Fex(OH)y(3x-y)+yH +欲使平衡正向移动可采用的方法是
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