第二章 第11讲 氧化还原反应的基本规律 (2022版 步步高 大一轮 化学复习 人教版全国Ⅲ(桂贵云川藏)).docx
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1、第第 11 讲讲氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律 复习目标1.掌握氧化还原反应的基本规律及应用。2.能利用“电子守恒”规律进行氧化还 原反应的简单计算。 考点一考点一先后规律及应用先后规律及应用 1同时含有几种还原剂时 加入氧化剂 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2时,因为还原性 Fe2 Br,所以 Cl2先与 Fe2反应。 2同时含有几种氧化剂时 加入还原剂 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3 、 Cu2 、H的溶液中加入铁粉,因为氧化性 Fe3Cu2H,所以铁粉先与 Fe3反应,然后 依次与 Cu2 、H反应。 3熟记
2、常见的强弱顺序 氧化性:MnO 4(H )Cl2Br2Fe3I2稀 H2SO4S,还原性:Mn2ClBrFe2I SO2(SO2 3)Cl2,所以 Cl2不能氧化 Mn2。 (2)I2和 Fe 反应生成 FeI3() 错因:因为氧化性 Fe3 I2,所以 I2和 Fe 反应生成 FeI2。 (3)把 SO2气体通入到 FeCl3溶液中,溶液颜色不变() 错因:Fe3 把 SO2氧化成 H2SO4,Fe3被还原为 Fe2,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。 (4)把 FeCl2溶液滴入酸性 KMnO4溶液中,只发生反应 5Fe2 MnO 48H =5Fe3Mn2 4H2O() 错因:在酸性条件下,Cl
3、 也还原 MnO 4。 1向含 S2 、Fe2、Br、I的溶液中通入 Cl2,按先后顺序依次写出发生反应的离子方程式: 、 、 、 。 答案Cl2S2 =S2Cl Cl22I =I22Cl Cl22Fe2 =2Fe32Cl Cl22Br =Br22Cl 2向 100 mL1 molL 1的 FeBr2溶液中通入标准状况下的 Cl2, 当通入 Cl2的体积分别为(1)1.12 L (2)2.24 L (3)4.48 L,写出反应的离子方程式: (1); (2); (3)。 答案(1)2Fe2 Cl2=2Fe32Cl (2)2Fe2 2Br2Cl2=2Fe3Br24Cl (3)2Fe2 4Br3C
4、l2=2Fe32Br26Cl 向 a mol FeBr2中通入 x mol Cl2时,先后发生的反应为 Cl22Fe2 =2Fe32Cl Cl22Br =Br22Cl。如果用数轴表示如下: 1已知 2Fe3 2I=I22Fe2、2Fe2Br2=2Br2Fe3。现向含有 FeBr2、FeI2的溶液 中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加少量的 KSCN 溶液,结果溶液变为红色,则 下列叙述中正确的是() 氧化性:Br2Fe3 I2 原溶液中 Br 一定被氧化 通入氯气后,原溶液中的 Fe2 一定被氧化 不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在 Fe2 若取少量所得溶液,加入 CCl4后静置,向上
5、层溶液中加入足量的 AgNO3溶液,只产生白 色沉淀,说明原溶液中 Fe2 、Br均被完全氧化 AB CD 答案B 解析由已知的两个化学方程式及同一个反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可 知,氧化性:Fe3 I2、Br2Fe3,故正确;向溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液变为红色说 明溶液中含有 Fe3 ,则说明溶液中无 I存在,又因为氧化性:Cl2Br2Fe3I2,氯气的量 不确定,则 Br 不一定被氧化,故错误,正确;由上述分析可知溶液中存在 Fe3,但不 能确定所有的 Fe2 均被氧化为 Fe3,故正确;上层溶液中若含 Br,则产生淡黄色沉淀, 若含 I ,则产生黄色沉淀,由题知只产
6、生白色沉淀,则说明溶液中含 Cl不含 Br和 I,即 溶液中的 Fe2 、Br均被完全氧化,故正确。 2向含 Fe2 、I、Br的溶液中通入过量的氯气,溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示, 已知:ba5,线段表示一种含氧酸,且和表示的物质中含有相同的元素。下列说法 不正确的是() A线段表示 Fe2 的变化情况 B线段发生反应的离子方程式为 I25Cl212OH =2IO 310Cl 6H2O C根据图像可计算 a6 D原溶液中 c(Fe2 )c(I)c(Br)213 答案B 解析向仅含 Fe2 、I、Br的溶液中通入适量氯气,还原性:IFe2Br,首先发生反 应:2I Cl2=I22Cl,
7、I反应完毕,再发生反应:2Fe2Cl2=2Fe32Cl,Fe2反应 完毕,又发生反应:2Br Cl2=Br22Cl,故线段代表 I的变化情况,线段代表 Fe2 的变化情况,线段代表 Br 的变化情况,故 A 正确;线段表示一种含氧酸,且和表 示的物质中含有相同的元素,该元素为 I 元素,2I Cl2=I22Cl,消耗 1 mol 氯气,所以 碘原子的物质的量为 2 mol,反应消耗氯气的物质的量为 5 mol,根据得失电子守恒,设该 含氧酸中碘元素的化合价为 x,(x0)2 mol5 mol2,解得 x5,则该含氧酸为 HIO3, 离子方程式为 I25Cl26H2O=2IO 310Cl 12H
8、,故 B 错误;根据反应离子方程式可知 溶液中 n(I )2n(Cl2)2 mol,溶液中 n(Fe2)2n(Cl2)2(3 mol1 mol)4 mol,Fe2反 应完毕,根据电荷守恒可知 n(I )n(Br)2n(Fe2),故 n(Br)2n(Fe2)n(I)24 mol 2 mol6 mol, 根据 2Br Cl2=Br22Cl可知, 溴离子反应需要氯气的物质的量为 3 mol, 故 a336,故 C 正确;根据以上分析,原溶液中 c(Fe2 )c(I)c(Br)426 213,故 D 正确。 考点二考点二价态规律及应用价态规律及应用 1价态归中规律思维模型 含不同价态的同种元素的物质间
9、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,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是 注:不会出现中 H2S 转化为 SO2而 H2SO4转化为 S 的情况。 2歧化反应规律思维模型 “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=NaCl NaClOH2O。 3应用 (1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性, 如浓H2SO4与SO2不发生反应。 (2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应 6HCl NaClO3
10、=NaCl3Cl23H2O 中,氧化剂为 NaClO3,还原剂为 HCl,氧化产物和还原产 物都为 Cl2。 (1)向浓 H2SO4中通入 H2S 气体,1 mol 浓 H2SO4转移电子数可能是 6NA,也可能是 2NA() 错因:若转移 6NA,此时 H2S 转化为 SO2,浓 H2SO4转化为 S,不会出现这种情况。 (2)1 mol Cl2与 Ca(OH)2完全反应,转移电子数是 2NA() 错因:Cl2和 Ca(OH)2反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂,应转移 1 mol 电子。 (3)1 mol KClO3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为 6NA() 错因:应转移 5NA电子。 (
11、4)SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,所以浓硫酸不能干燥 SO2气体() 错因:SO2中硫元素化合价为4 价,浓 H2SO4中硫元素化合价为6 价,两者不发生反应, 可用浓硫酸干燥 SO2。 1(2020合肥调研)已知 G、Q、X、Y、Z 均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化 关系(未配平): GQNaCl QH2O 电解 XH2 YNaOHGQH2O ZNaOHQXH2O 这五种化合物中 Cl 元素化合价由低到高的顺序是() AG、Y、Q、Z、XBX、Z、Q、G、Y CX、Z、Q、Y、GDG、Q、Y、Z、X 答案A 解析由得出 Q 中价态高于 G,因为 G 必介于 Q 和
12、1 价的氯元素之间,1 价为氯元素 的最低价;将该结论引用到,Y 介于 Q 与 G 之间,故有 Q 价态高于 Y,Y 价态高于 G; 分析:H2O 中的 H 元素化合价降低,则 Q 中的氯元素转变为 X 中的氯元素,化合价必升 高,则得出 X 价态高于 Q;最后分析:Z 介于 Q、X 之间,则 X 价态高于 Z,Z 价态高于 Q。 2 氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应: Cl2KOHKXKYH2O(未配平), KX 在一定条件下能自身反应:KXKYKZ(未配平,KY 与 KZ 的物质的量比为 13), 以上 KX、KY、KZ 均是含氯元素的一元酸的钾盐,由以上条件推知在 KX 中氯元
13、素的化合 价是() A1B3C5D7 答案C 解析反应:Cl2KOHKXKYH2O 是 Cl2的歧化反应,KX、KY 中的氯元素分别显 正价和1 价;由于 KX 也发生歧化反应:KXKYKZ,可断定 KY 为 KCl,化合价高 低:KZ 中 ClKX 中 Cl(均为正价)。假设 KX 中 Cl 元素为a 价,KZ 中 Cl 元素的化合价为 b 价,依据得失电子守恒原理及 KXKY3KZ,有 a13(ba),把 a1、a3、a 5 代入上式讨论,可知 a5 时,b7 符合题意。则 KX 中 Cl 元素的化合价为5。 3(2019郑州第二次测评)LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiA
14、lH4 2H2O=LiAlO24H2。下列说法中正确的是() A氢气既是氧化产物又是还原产物 BLiAlH4既是氧化剂又是还原剂 C若生成标准状况下 4.48 L H2,则转移 0.4 mol 电子 D还原剂与氧化剂的物质的量之比为 21 答案A 解析由反应方程式可知,LiAlH4中 H 由1 价升高为 0 价,被氧化,是还原剂,H2O 中 H 由1 价降为 0 价,被还原,是氧化剂,氢气既是氧化产物又是还原产物,A 项正确、B 项 错误;由反应方程式可知,1 mol LiAlH4反应,转移 4 mol 电子,生成 4 mol H2,若生成标准 状况下 4.48 L(即 0.2 mol)H2,
15、 则转移 0.2 mol 电子, C 项错误; LiAlH4为还原剂, 水为氧化剂, 还原剂与氧化剂的物质的量之比为 12,D 项错误。 4某科研团队研究发现硼氢化钠(NaBH4)在催化剂 Ru 表面与水反应可生成 H2,其反应机理 如图所示 根据以上信息判断,下列叙述错误的是() A过程至过程中硼元素的化合价不变 BX 是 H3BO3,H3BO3和 BH3两分子中 H 的化合价相等 C过程和过程各产生 1 mol H2时转移的电子数不相等 D0.25 mol NaBH4的还原能力与标准状况下 22.4 L H2的还原能力相当(还原能力即生成 H 失去电子的量) 答案B 解析由图示可知,过程至
16、过程中 BH 4反应生成 B(OH) 4,硼元素的化合价一直为3 价, 化合价不变, A 正确; 过程中 2 mol H2O 与 2 mol X 反应生成 2 mol B(OH) 4和 1 mol H2, 根据元素守恒 X 为 H3BO3,H3BO3中 H 为1 价,但在 BH3分子中 H 为1 价,B 错误;由 图示可知,过程中产生 1 mol H2时转移的电子数为 NA,过程产生 1 mol H2时转移的电子 数为 2NA,两者不相等,C 正确;NaBH4中 H 为1 价,0.25 mol NaBH4生成 H 失去的电子 物质的量 240.25 mol2 mol,故两者还原能力相当,D 正
17、确。 5 (1)根据反应 KClO36HCl(浓)=3Cl2KCl3H2O 可知, 每生成 3 molCl2转移mole 。 (2)2Na2O22H2O=4NaOHO2,每产生 1 mol 氧气转移mol e 。 (3)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应: 4Fe2 4Na2O26H2O=4Fe(OH)3O28Na,每 4 mol Na2O2发生反应转移 mol e 。 答案(1)5(2)2(3)6 解析(1)该反应属于同种元素之间的氧化还原反应,生成物 3 个 Cl2分子中,有 1 个 Cl 原子 来源于 KClO3, 另外 5 个 Cl 原子来源于 HCl, 所以每生成 3 mol
18、 Cl2转移电子 5 mol。 (2)Na2O2 中的氧由1 到2、 0 价, 故每生成1 molO2转移2 mole 。 (3)化合价升高总数: 4Fe24Fe3, 化合价升高 4,对于 4 mol Na2O2,其中 1 mol Na2O2中的氧由1 到 0 价,化合价升高 2,总 数为6; 化合价降低总数: 3 mol Na2O2中的氧由1到2价, 降低总数为6, 所以每4 mol Na2O2 发生反应转移 6 mol 电子。 考点三考点三守恒规律及应用守恒规律及应用 1 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
19、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,只要把物质分为始态和终态,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。 2守恒法解题的思维流程 (1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。 (3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。 n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价 变化值(高价低价)。 用 0.100 0 molL 1K2Cr2O7 标准溶液滴定溶液中的 FeSO4至终点,消耗标准溶液 20.00 mL。 已知:C
20、r2O2 7Fe2 HFe3Cr3H2O(未配平)。求溶液含有的 Fe2的物质的量。 (1)找出氧化剂(Cr2O2 7)及还原产物(Cr3 )、还原剂(Fe2)及氧化产物(Fe3)。 (2)确定一个原子或离子得失电子数:每个 Cr 原子得到 3 个电子,每个 Fe2 失去 1 个电子。 (3)根据得电子总数等于失电子总数列等式计算: n(氧化剂)变价原子数化合价变化值n(还原剂)变价原子数化合价变化值 即:0.100 0 molL 10.02 L23n(Fe2)11,得 n(Fe2)0.012 mol。 题组一确定元素价态或物质组成 1 (2021云南省保山市第九中学高三上学期阶段测试)已知硫
21、代硫酸钠可作为脱氯剂, 25.0 mL 0.100 molL 1 Na2S2O3溶液恰好可以把 224 mL(标准状况下)Cl2转化为 Cl ,则 S2O2 3将转化 为() AS2 BSCSO2 3DSO2 4 答案D 解析n(Na2S2O3)0.025 L0.100 molL 10.002 5 mol,n(Cl2) 0.224 L 22.4 Lmol 10.01 mol, 设 S2O 2 3被氧化后氧化产物中 S 元素的化合价为 n, 根据得失电子守恒得 0.002 52(n2) mol20.01 mol,解得 n6,选项 D 正确。 2 Na2Sx在碱性溶液中可被 NaClO 氧化为 N
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