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第一讲 氧化还原反应的基本规律及其应用


高一化学—2011-1-23 高一化学

编写人: 编写人:高中化学教研组

2011 年寒假高一化学小班 寒假高一化学小班 高一化学 第一讲 氧化还原反应的基本规律及其应用
【氧化还原反应的基本概念】 氧化还原反应的基本概念】
1、有关概念之间的关系: 、有关概念之间的关系:
得电子 ,价降低,被 还原,发

生还原反 应 还原性

氧化剂
氧化性

+

还原剂

还原产物

+

氧化产物

失 电子 ,价升高,被 氧化,发 生氧化反 应

2、常见氧化剂、还原剂: 、常见氧化剂、还原剂: 非金属单质:Cl2、Br2、O2 等 含有高价元素的化合物:浓 H2SO4、HNO3、 FeCl3、KMnO4、MnO2、K2Cr2O7 等 过氧化物:Na2O2、H2O2 等 某些不稳定含氧酸:HClO 等 活泼金属:K、Na、Mg、Al 等 - - 非金属离子或低价态化合物:S2 、H2S、I 、 HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、FeCl2、CO 等 非金属单质及其氢化物:H2、C、Si、NH3 等

常见氧化剂

常见还原剂

【巩固复习】 巩固复习】
1.在 练习 1. 剂, 还原, 物, 发生了氧化反应, 有氧化性, 物质是还原产物。
1

的反应中, 发生了还原反应, 有还原性;

是氧化剂, 被氧化,

是还原 被

物质是氧化产

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2.用两种方法标出下列反应的电子转移方向与数目。 练习 2.

(1)4 Zn + 10 HNO3 = 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

(2)4 Zn + 10 HNO3 = 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

【氧化还原反应的基本规律】 氧化还原反应的基本规律】
两强两弱”规律 一、“两强两弱 规律: 两强两弱 规律: 对于自发的氧化还原反应(除高温、电解条件) ,总是强氧化性物质和强还原性物质反应生 成弱氧化性物质和弱还原性物质。即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性 强于还原产物的还原性。

-e- 氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物 +e-
氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物

判断微粒氧化性、还原性的相对强弱。 应用 1、判断微粒氧化性、还原性的相对强弱。
3+ - 2+ 2+ - 3+ 例 1、根据反应式:(1)2Fe +2I =2Fe +I2,(2)Br2+2Fe =2Br +2Fe ,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 D.Fe2+、I 、Br
- - -



C.Br 、I 、Fe2+



应用 2、判断氧化还原反应能否发生。 、判断氧化还原反应能否发生。 例 2、已知 I 、Fe2+、SO2、Cl 和 H2O2 均具有还原性,它们在酸性溶液中还原性强弱的顺序为 、 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
- - - + - - -





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高氧、 二、“高氧、低还、中兼 规律 高氧 低还、中兼”规律

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对于同种元素不同价态的原子而言,最高价态只具有氧化性,最低价态只具有还原性,中间价 态既具有氧化性又具有还原性。 例如:S 元素 化合价:-2 、0、+4、+6 代表物:H2S、S、SO2、H2SO4(浓) S 元素的性质:还原性、既有氧化性又有还原性、氧化性 必须加入氧化剂才能发生的是———————————( 例 3、下列变化,必须 、 必须 A.CuO→CuSO4 C.KClO3→O2 B.CO2→CO D.Fe→Fe3O4 ) )

例 4、下列叙述中正确的是——————————————————————( 、 A.含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性 B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性 C.失电子越多,还原性越强 D.强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应 单强离弱、 三、“单强离弱、单弱离强 规律 单强离弱 单弱离强”规律

1、 金属单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱;反之金属单质的还原性越弱,对应阳 离子的氧化性就越强。 K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sb、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag 还原性逐渐减弱 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、(H+)、Cu2+、Hg2+、Fe3+、Ag+ 氧化性逐渐增强 2、 非金属单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱;反之非金属单质的氧化性越弱,对 应阴离子的还原性就越强。 F2、(O2)、Cl2、Br2、I2、S 氧化性逐渐减弱 利用此规律可比较微粒氧化性、还原性的相对强弱。 F 、(OH )、Cl 、Br 、I 、S2 还原性逐渐增强
- - - - - -

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价态归中, 四、“价态归中,互不交叉 规律 价态归中 互不交叉”规律

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“价态归中”是指同种元素不同价态原子间发生氧化还原反应,总是从高价态与低价态反应后生 成中间价态的物质。 (1)同种元素间不同价态的氧化还原反应发生的时候,其产物的价态既不相互交换,也 不交错。如 H2S 和浓硫酸反应,H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O。H2S 的氧化产物是 S,H2SO4 的还原产物是 SO2。 (2)同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;当存在中间价态时,同种元素的高价态 物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和 SO2 不能反应。 (3)同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简单概括为:高到高,低到低, 可以归中,不能跨越。 1、 利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。 例如:2H2S+SO2=3S+2H2O,S 元素的化合价从-2 价和+4 价归中到 0 价。 “互不交叉”是指,若反应后生成多种中间价态的产物,则遵从邻近变价,互不交叉的原则。 例如:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,S 元素的化合价应从-2 价变化为 0 价,从+6 价变化 为+4 价。而不能认为是从-2→+4 价,+6→0 价。 2、 可判断同种元素不同价态的原子间能否发生氧化还原反应。若有中间价态,则可能发生氧 化还原反应,若无中间价态,则不能发生氧化还原反应。 例如:SO2+H2SO4(浓), Fe2++Fe3+之间

【氧化还原反应方程式的配平】 氧化还原反应方程式的配平】
(一)氧化-还原反应方程式的配平依据 1. 还原剂失电子总数和氧化剂得电子总数必相等。 2. 反应前后各元素的原子数必相等。 (二)配平步骤 1. 先写出反应物和生成物的分子式,并标出氧化和还原元素的正负化合价(标好价) ; 2. 列出反应前后元素的化合价变化(列变化) ; 3. 使化合价升高和降低的总数相等(求总数) ; 4. 用观察的方法配平其它物质的系数(配系数) 。

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1. KMnO4+ HCl= KCl+ MnCl2+

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Cl2+ H2O↑

2.

HNO3 =

H 2O +

NO2 +

O 2↑

3.

Cu +

HNO3 =

Cu(NO3)2 +

NO↑ +

H2O

4.

Cl2+

KOH=

KCl+

KClO3+

H2O

5.

HClO3+

P4+

H2O=

HCl+

H3PO4

6.

Cu2S+

HNO3=

Cu(NO3)2+

NO+

H2SO4+

H2O

7.

FeS2+

O2=

Fe2O3+

SO2

8. 【难点突破】 难点突破】

Fe(NO3)2=

Fe2O3+

NO2↑+

O2↑

1.零价配平 复杂的化合物中的化合价无法标出,且仅靠观察法也无法配平,此时可把不知(或难知) 化合价的物质看成一个电中性的整体,假设其中所有的元素都为 0 价,在根据化合价升降配平 方程式,不影响配平结果.但需要注意的是:按零价法分析的价态升降根据与该反应实际的价 态升降不符,零价法只是配平的一种方法和技巧.

Fe3C+
2.均价配平:

HNO3====== Fe (NO3)3+

NO2↑+

CO2↑+

H 2O

适用于有机氧化还原方程式的配平.根据氢元素为+1 价,氧元素为-2 价,确定碳元素的平 均价态,在通过适当方法配平.

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【强化练习】 1、氧化还原反应的实质是( A、元素化合价发生变化 C、反应中有电子得失或电子对的偏移 2、下列反应一定是氧化还原反应的是( A、化合反应 B、分解反应 ) )

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B、反应中有氧原子的得失 D、反应后生成新物质

C、复分解反应 )

D、置换反应

3、下列反应中,不属于氧化还原反应的是( A、3Cl2+6KOH==5KCl+KClO3+3H2O C、SnCl4+2H2O==SnO2+4HCl 4、下列反应中,水作还原剂的是( A、2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ C、2F2+2H2O==4HF+O2 )

B、2FeBr2+3Cl2==2FeCl3+2Br2 D、Ca (OH ) 2+CO2==CaCO3↓+H2O

B、Cl2+H2O D、SO2+H2O
- -

HCl+HClO H2SO3 )

5、从海水中可以提取溴,主要反应为:2Br +Cl2=2Cl +Br2,下列说法正确的是( A、溴离子具有氧化性 C、该反应属于复分解反应 B、氯气是还原剂 D、氯气是氧化剂

6、在 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为( A、1︰2 B、1︰1 C、 2︰1 D、 3︰2



7、在下列各反应中,盐酸既表现出酸性又表现出氧化性的是 A、 HCI+NaOH=NaCl+H2O C、HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 B、Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ D、MnO2+4HCI(浓)=MnCl2+C12↑+2H2O )

8、下列物质的用途,利用氧化还原反应的是(

A、用氯气消毒自来水 B、用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢(主要成分是 CaCO3) C、用食盐腌渍食物 D、用小苏打治疗胃酸过多

9、选用下列物质:氯气、铁、次氯酸、溴化钾溶液、氢氧化钠溶液,写出符合下列要求的化学 方程式。并请标出各方程式中电子转移的方向与数目。 ⑴一种单质氧化另一种单质 。

⑵一种单质氧化一种化合物中的阴离子
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⑶同一种物质中两种元素间发生氧化还原反应

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⑷氯气在反应中既是还原剂又是氧化剂



10、为防止碘缺乏病,通常在食盐中添加少量碘酸钾(KIO3) ,碘酸钾和碘化钾在酸性溶液中 能发生下列反应。请标出方程式中电子转移的方向与数目,并指出氧化剂和还原剂。

5KI+KIO3+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O 此反应中,氧化剂是 比是 。 ,还原剂是 。氧化剂和还原剂的物质的量之

11、某课外活动小组利用下列装置迅速制备少量氯气。提供的试剂有:浓盐酸、饱和食盐水、 氢氧化钠溶液、高锰酸钾固体。 (2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)

试回答: ⑴装置 H 中盛放的试剂是 ⑵尾气处理时关闭弹簧夹 a 和弹簧夹 ⑶处理尾气时,发生反应的化学方程式是 ,打开弹簧夹 。 。 。

⑷此反应不需要加热,而且对盐酸的浓度要求不高。此反应中的氧化剂是____________, 若参加反应的氧化剂的物质的量是 1mol,则产生的氯气在标准状况下的体积为________, 被氧化的还原剂的物质的量为___________。

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