氧化还原反应导学案(学生版)
氧化还原反应
考点1 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1. 根据反应中有无 转移或元素 变化,可以把化学反应划分为 反应和 反应。判断氧化还原反应的最佳判据是 。
2. 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。
例题1 下列反应既属于氧化还原反应,又属于化合反应的是( )
A. 2Fe+3Cl2C. CaO+CO2
2FeCl 3 B. Fe2O 3+3COCaCO 3 D. H2SO 4+2NaOH
( )
2Fe+3CO2
Na 2SO 4+2H2O
变式1 下列说法错误的是
A. 置换反应一定是氧化还原反应 B. 化合反应不可能是氧化还原反应
C. 分解反应可能是氧化还原反应 D. 凡是氧化还原反应,都不可能是复分解反应
对氧化还原反应与四种基本反应类型之间关系的认识误区:
考点2 氧化还原反应的基本概念
1. 氧化还原反应的判断
氧化还原反应的本质特征是 ,实质是 。 2. 氧化还原反应电子转移的表示方法
(1) 双线桥法:①标变价、②画箭头、③算数目、④说变化。
用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目: 。
(2) 单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”、“失”字样。
用单线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目: 。 3. 常见氧化剂和还原剂
(1) 常见氧化剂
(2) 常见还原剂
(3) 具有中间价态的物质既有氧化性又有还原性
2-O 3Fe 、S 、
SO 2主要表现 ,H 2O 2主要表现 。
2+
例题2 下列物质在生活中应用时,起还原作用的是 ( )
A. 明矾作净水剂 B. 甘油作护肤保湿剂 C. 漂粉精作消毒剂
D. 铁粉作食品袋内的脱氧剂
SO 2(g)+Fe2O 3(s)+SO3(g),有关说法正确的是(
)
变式2 硫酸亚铁煅烧反应为2FeSO 4(s)
A. 该反应中FeSO
4既作氧化剂,又作还原剂 B. SO2能使溴水褪色,说明SO 2具有漂白性 C. 该反应中每生成1 mol Fe2O 3转移电子数约为1×6.02×10
23
D. 该反应生成的气体通入足量BaCl 2溶液中,可得到BaSO 3和BaSO 4两种沉淀
氧化性和还原性相对强弱的比较 1. 根据反应原理判断
对于自发的氧化还原反应一般有如下对应关系:氧化剂+还原剂化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
如K 2Cr 2O 7+14HCl(浓) 2. 根据“表”判断 (1) 根据元素周期表判断
2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O ,氧化性:K 2Cr 2O 7>Cl2,还原性:HCl>CrCl3。
还原产物+氧化产物。氧化性:氧
(2) 依据金属活动性顺序
注意是Fe 、Sn 、Pb ,不是Fe 、Sn 、Pb 。 (3) 依据非金属活动性顺序
2+
2+
2+
3+
4+
4+
3. 根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等) 判断
反应要求越低、反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂、反应物浓度大小等。
例如:2KMnO 4+16HCl(浓) MnO 2+4HCl(浓)
2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(常温) 、
MnCl 2+Cl2↑+2H2O(加热) ,可得氧化性:KMnO 4>MnO2。
4. 根据产物价态高低判断
还原剂相同,若氧化产物价态不同,则价态越高,氧化剂的氧化性越强。 如2Fe+3Cl2
2FeCl 3、Fe+S
FeS ,可得氧化性:Cl 2>S。
5. 根据电化学原理判断
(1) 原电池:两种不同的金属构成原电池的两极(稀硫酸、稀盐酸等非氧化性酸作电解质) ,还原性:负极金属>正极金属。
(2) 电解池:氧化性强的金属阳离子优先在阴极放电,还原性强的非金属阴离子优先在阳极放电。 6. 氧化性、还原性强弱与外界条件有关
(1) 浓度:一般而言,同种氧化剂浓度大者氧化性强。如氧化性:浓硝酸>稀硝酸。 (2) 温度:如MnO 2只与热的浓盐酸反应生成Cl 2,不与冷的浓盐酸反应。
(3) 溶液的酸碱度:一般在酸性环境下,氧化剂的氧化性较强,如KClO 3在酸性条件下能将Cl 氧化成Cl 2,在中性条件下不能氧化Cl 。
考点3 氧化还原反应的常见规律
1. 守恒规律
(1) 质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2) 得失电子守恒:氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数 ,化合价升高的总价态 化合价降低的总价态。
(3) 电荷守恒:在有离子参加的氧化还原反应中,反应前后离子的电荷数 。
--
2. 竞争规律——“强强联手”:若存在多种氧化剂与多种还原剂反应时,氧化剂中氧化性 的最先和还原性最强的还原剂反应。
3. 价态规律:以硫(S)元素为例
说明:当元素化合价处于最高价态时,仅有氧化性,但不一定具有强氧化性,如CO 2等;当元素的化合价处于最低价态时,仅有还原性,但不一定具有强还原性,如CH 4;当元素的化合价处于中间价态时,既有氧化性又有还原性,如SO 2。
4. 强弱规律:强氧化剂+强还原剂
例题3 氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。现有以下反应①Cl 2+2KBr③2KBrO 3+Cl2
2KCl+Br2、②KClO 3+6HCl
3Cl 2↑+KCl+3H2O
弱还原产物+弱氧化产物。
Br 2+2KClO3,下列说法正确的是( )
A. 上述三个反应都有单质生成,所以都是置换反应 B. 氧化性由强到弱的顺序为 KBrO3>KClO3>Cl2>Br2 C. 反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6∶1
D. 反应③中1 mol还原剂完全反应,氧化剂得到电子的物质的量为2 mol 变式3 下列实验操作与预期目的或所得结论一致的是 ( )
“价态归中,互不交叉”
同种元素不同价态发生氧化还原反应时,归纳如下: ①价态相邻能共存(如浓硫酸能够干燥二氧化硫气体) ;
②价态相间能归中(2H2S+SO23S↓+2H2O) ;
③归中价态不交叉,价升价降只靠拢。
考点4 氧化还原反应的配平
例题4 (1) 配平化学方程式:NaBO 2+ SiO 2+ Na+ H
2
-2-O O 4(2) 完成以下离子方程式:Mn + C 24+
NaBH 4+ Na 2SiO 3
Mn + CO 2↑+ H 2O
2+
变式4 (1) 请将5种物质:N 2O 、FeSO 4、Fe(NO3) 3、HNO 3和Fe 2(SO4) 3分别填入下面对应的横线上,组成一个化学方程式并配平: +
+ + + H 2O
(2) 用KMnO 4氧化溶质质量分数为36.5%的浓盐酸可制得氯气,其中锰被还原成+2价,试写出反应的化学方程式: 。
(3) 硫能与浓硫酸发生反应,请写出该反应的化学方程式: 。 (4) 完成并配平化学方程式:3H 2O 2+Cr2(SO4) 3+10KOH
【题组训练】
1. 氯气通入含有亚铁离子的溶液中的离子方程式为 。
2. 铜和稀硫酸不反应,往其中加入H 2O 2后溶液很快变成蓝色,反应的离子方程式为 。 3. 过氧化氢加入硫酸亚铁溶液中的离子方程式为 。 4. FeSO4溶液在空气中变质的离子方程式为 。 5. 铜和稀硫酸不反应,向其中通入氧气后,反应的离子方程式为 。 6. 二氧化硫使溴水褪色的离子方程式为 。
7. 用酸性KMnO 4溶液检验Fe 2(SO4) 3溶液中混有的FeSO 4,反应的离子方程式为 。 8. 氯化铁和金属铜反应的化学方程式为 。 9. 二氧化硫通入氯化铁溶液中的离子方程式为 。
10. 二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中的离子方程式为 。
【随堂检测】
1. 下列关于氧化还原反应的说法正确的是( )
A. 得到电子的物质是还原剂 B. 置换反应一定是氧化还原反应
2K 2CrO 4+ +
C. 得电子发生氧化反应 D. 原子失电子化合价降低 2. 下列反应属于氧化还原反应,且水既不是氧化剂又不是还原剂的是 ( ) A. 2Na+2H2O C. CaO+H2O
2NaOH+H2↑ B. 2F2+2H2O Ca(OH)2 D. Cl2+H2O
4HF+O2
HCl+HClO
3. 工业上通过2Al 2O 3+3C+6Cl24AlCl 3+3CO2制取无水氯化铝,下列说法正确的是( )
A. AlCl3是氧化产物 B. Cl2是氧化剂
C. 每生成1 mol CO2,转移4个电子 D. C发生还原反应
4. 工业上将Na 2CO 3和Na 2S 以1∶2的物质的量之比配成溶液,再通入SO 2,可制取Na 2S 2O 3,同时放出CO 2。在该反应中( )
A. 硫元素既被氧化又被还原 B. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C. 每生成1 mol Na2S 2O 3,转移4 mol电子
D. 相同条件下,每吸收10 m SO2就会放出2.5 m CO2
【课后检测】
1. 加入氧化剂能实现的转化是 ( )
A. MnO2→MnSO4 B. Na2O 2→O2 C. KI→KIO3
D. AlCl3→Al(OH)3
3
3
2. 下列关于氧化还原反应的原理分析正确的是 ( )
A. 失电子越多,该物质的还原性越强 B. 含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性 C. 氧化剂氧化其他物质时,本身被还原 D. 某元素由化合态变成游离态一定被还原 3. )以下化学反应不属于氧化还原反应的是( ) A. 2Na+2H2O C. FeO+2HCl
2NaOH+H2↑ B. N2H 4+O2
N 2+2H2O
2NaNO 2+CO2
FeCl 2+H2O D. NO+NO2+Na2CO 3
4. 下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A. Na2O 2用作呼吸面具的供氧剂 B. 工业上电解熔融状态的Al 2O 3制备Al C. 工业上利用热纯碱溶液清洗油污 D. 用焰色反应鉴定是否有钾元素存在 5. 下列反应能说明卤素非金属性强弱顺序是Cl>Br>I的是( ) ①2HClO 4+Br2③2KI+Cl2A. ①②③
2HBrO 4+Cl2 ②2NaBr+Cl22KCl+I2 ④2KI+Br2
2NaCl+Br2 2KBr+I2
D. ①②③④
2AlN+3CO
B. ①②④ C. ②③④
6. 氮化铝(AlN)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN 可通过反Al 2O 3+N2+3C合成。下列叙述正确的是( )
A. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1 B. AlN是还原产物
C. AlN的摩尔质量为41 g D. 上述反应中,每生成1 mol AlN需转移6 mol电子
7. 下列反应中都有水参加,其中水既不作氧化剂,又不作还原剂的氧化还原反应是( ) A. 2Na+2H2O C. Cl2+H2O
2NaOH+H2↑ B. Na2O+H2O HCl+HClO D. NaH+H2O
2NaOH
NaOH+H2↑(NaH中H 为-1价)
8. FeCl3、CuCl 2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( ) A. 加入KSCN 溶液一定不变红色 B. 溶液中一定含Fe C. 溶液中一定含Cu
2+
2+
D. 剩余固体中一定含铜
+
9. 在FeCl 3和CuCl 2混合液中,加入一定量的铁粉,充分反应后,对溶液中阳离子(不考虑H ) 的描述不正确的是( )
A. 容器底部没有固体,溶液中仅有Fe
2+
B. 容器底部固体有铜和铁,溶液中只有Fe
2+
2+
C. 容器底部固体为铜,溶液中可能有Cu 和Fe
2+2+
D. 容器底部固体为铜和铁,溶液中有Cu 和Fe
-
2+
10. 在100 mL含等物质的量的HBr 和H 2SO 3的混合液里通入0.01 mol Cl2,有一半Br 变为Br 2(已知Br 2能氧化H 2SO 3) 。原溶液中HBr 和H 2SO 3的物质的量浓度都等于( ) A. 0.007 5 mol·L B. 0.008 mol·L11. 已知2FeCl 2+Cl2
2FeCl 3;2NaBr+Cl2
-1
-1
C. 0.075 mol·L
-1
D. 0.08 mol·L 2FeBr 3+4FeCl3。现将少量Cl 2通入
-1
2NaCl+Br2;6FeCl 2+3Br2
到FeBr 2溶液中,请选出下列与事实对应的化学方程式( ) A. FeBr2+Cl2C. 6FeBr2+3Cl2
FeCl 2+Br2 B. 2FeBr2+3Cl2
2FeCl 3+4FeBr3 D. 4FeBr2+3Cl2
3+
2FeCl 3+2Br2
2FeCl 2+2FeBr3+Br2
12. 已知氧化性:Br 2>Fe。FeBr 2 溶液中通入一定量的Cl 2,发生反应的离子方程式为aFe +bBr+cCl2
2+
dFe +eBr2+fCl
3+-
下列选项中的数字与离子方程式中的a 、b 、c 、d 、e 、f 一一对应,其
中不符合反应实际的是( )
A. 2 4 3 2 2 6 B. 0 2 1 0 1 2 C. 2 0 1 2 0 2 D. 2 2 2 2 1 4
13. 已知:将Cl 2通入适量KOH 溶液,产物中可能有KCl 、KClO 、KClO 3,且当n(KOH)=a mol时,下列有关说法错误的是( )
c(Cl-) c(ClO-)
的值与温度高低有关。
c(ClO-) 1c(Cl-)
--c(ClO) =2 c(ClO) 3A. 若某温度下,反应后=11,则溶液中
1
B. 参加反应的氯气的物质的量等于2a mol
15
C. 改变温度,反应中转移电子的物质的量n e 的范围:2a mol≤ne ≤6a mol 1
D. 改变温度,产物中KClO 3的最大理论产量为7a mol
14. 下列反应中的氨气与反应4NH 3+5O2A. 2Na+2NH3C. 4NH3+6NO
4NO+6H2O 中的氨气作用相同的是( )
3Cu+N2+3H2O Si 3N 4+12H2
2NaNH 2+H2 B. 2NH3+3CuO5N 2+6H2O D. 3SiH4+4NH3
15. 用FeCl 3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,向所得溶液中加入铁粉,对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A. 若无固体剩余,则溶液中一定有Fe
2+
3+
B. 若有固体存在,则溶液中一定有Fe
2+
2+
C. 若溶液中有Cu ,则一定没有固体析出 D. 若溶液中有Fe ,则一定有Cu 析出 16. 从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO 4+5FeS2+12H2O 下列说法正确的是( )
A. Cu2S 既是氧化产物又是还原产物 B. 5 mol FeS2发生反应,有10 mol电子转移
2-O 4C. 产物中的S 有一部分是氧化产物 D. FeS2只作还原剂
7Cu 2S+5FeSO4+12H2SO 4
17. 某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g ;向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是(
)
-O -1
A. 原混合酸中N 3的物质的量浓度为2 mol·L
B. OA段产生的是NO ,AB 段的反应为Fe+2FeC. 第二份溶液中最终溶质为FeSO 4
3+
3Fe ,BC 段产生的是氢气
2+
D. 原混合酸中H 2SO 4的物质的量浓度为2.5 mol·L
18. 某反应的反应物和产物如下:KMnO 4+KI+H2SO 4——MnSO 4+I2+KIO3+K2SO 4+H2O 。 (1)该反应的氧化剂是 。
(2)如果该反应的化学方程式中I 2和KIO 3的化学计量数都是5,则: ①KMnO 4的化学计量数是 。
②配平上面的化学方程式,并用单线桥法标出电子转移的方向和数目: 。 19. 结合氯气的相关知识解决下列问题。
(1)在实验室中制取Cl 2,下列收集Cl 2的装置正确的是 (填字母) 。
-1
将Cl 2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子有 。
(2)氯气可用于生产漂白粉。由于盐酸浓度不同,漂白粉与盐酸混合发生反应的反应类型不同。 漂白粉与稀盐酸发生复分解反应,离子方程式为 。 漂白粉与浓盐酸发生氧化还原反应,离子方程式为 。 (3)某实验小组向100 mL FeI2溶液中逐渐通入Cl 2,会依次发生如下反应: a. Cl2+2I
3+
-
2Cl +I2 b. Cl2+2Fe
-2+
2Cl +2Fe
-3+
c. 5Cl2+I2+6H2O
-O + 310Cl +2I+12H
-
其中Fe 、I 2的物质的量随n(Cl2) 的变化如下图所示。
请回答下列问题:
①当n(Cl2)=0.12 mol时,不考虑水的电离及金属离子的水解,分析溶液中所含金属阳离子及其物质的量 。
-O ②当溶液中n(Cl) ∶n(I3)=8∶1时,通入的Cl 2在标准状况下的体积为 L 。
-