第一單元氧化還原反應考點一氧化還原反應的基本概念及配平(考試要求:b、c;考查頻率:6年10卷8考)【梳理自查】1.氧化還原反應的本質和特征:2.氧化還原反應關系圖:例如,反應MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化劑是MnO2,還原劑是HCl,氧化產物是Cl2。3.氧化還原反應中電子轉移的表示方法:(1)雙線橋法。小結:雙線橋,“誰”變“誰”(還原劑變成氧化產物,氧化劑變成還原產物)例如,用雙線橋表示銅與濃硝酸反應的電子轉移情況:(2)單線橋法。小結:單線橋,“誰”給“誰”(還原劑將電子轉移給氧化劑)例如,用單線橋表示銅與濃硝酸反應的電子轉移情況:4.氧化還原反應與四種基本反應類型間的關系:5.常見的氧化劑與還原劑:(1)常見氧化劑:①活潑的非金屬單質,如X2(X指鹵素單質Cl、Br)、O2、O3等;②高價態的離子,如H+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+等;③高價態的物質,如H2SO4(濃)、HClO4、HNO3、PbO2、MnO2、KClO3、KMnO4等;④含QUOTEO22-O22-的物質,如H2O2、Na2(2)常見還原劑:①金屬單質,如Na、Mg、Al、Fe、Cu等;②非金屬單質,如H2、C、S等;③低價態離子,如S2-、I-、Fe2+、Br-等;④含較低價態元素的物質,如CO、NH3、H2S、HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、NO等。(3)化合價與氧化性、還原性的關系:當化合價處于QUOTE最高價態:只有氧化性中間價態:既有氧化性又有還原性最低價態:只有還原性最高價態:只有氧化性中間價態:既有氧化性又有還原性規律:高價氧化,低價還原,中間價態兩邊轉6.氧化還原反應方程式配平的一般步驟:標價態、找變化、求總數、配系數、查守恒。即:(1)標出變價元素化合價的始態和終態;(2)求升高總數與降低總數的最小公倍數;(3)調整化合價變化的原子的化學計量數;(4)用觀察法配平其他物質的化學計量數;(5)檢查配平后的方程式是否符合質量守恒定律,離子方程式還要看是否符合電荷守恒。【易錯辨析】判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)有單質參加或有單質生成的化學反應一定是氧化還原反應。()提示:×。同素異形體之間的轉化不是氧化還原反應,如3O22O3。(2)金屬陽離子一定只具有氧化性。()提示:×。Fe2+既具有氧化性又具有還原性。(3)氧化還原反應中有一種元素被氧化時,一定有另一種元素被還原。()提示:×。發生氧化反應和還原反應的可能是同一種元素,如Cl2+H2OHClO+HCl。(4)氧化還原反應中的反應物,不是氧化劑就是還原劑。()提示:×。有些反應物既不是氧化劑也不是還原劑,如Cl2+H2OHClO+HCl中的H2O。(5)某元素從游離態變為化合態,該元素可能被氧化也可能被還原。()提示:√。元素從游離態變為化合態,化合價可能升高,也可能降低,如Fe+Cu2+Fe2++Cu、Cl2+2Br-2Cl-+Br2。(6)由水參與反應制取1molH2,轉移電子數必定是2NA。()提示:×。如NaH+H2ONaOH+H2↑,該反應制取1molH2轉移1mole-。【要點歸納】氧化還原反應配平的特殊技巧(1)從右向左配平法適用范圍:此法最適用于某些物質(如硝酸、濃硫酸的反應)部分參加氧化還原反應的類型。例如:Cu+HNO3(濃)→Cu(NO3)2+NO2+H2O(2)整體總價法(零價法)適用范圍:在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化,或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中,把該物質當成一個“整體”來考慮,可令該物質中各元素的化合價均為零,然后計算出各元素化合價的升降值,利用化合價升降相等進行配平。例如:FeS2+O2→Fe2O3+SO2(3)歧化歸一法適用范圍:同種元素之間的歧化反應或歸一反應。第三種價態元素之前的系數等于另兩種元素價態的差值與該價態原子數目的比值。例如:Cl2+KOH→KCl+KClO3+H2O該反應中,電子轉移只發生在氯元素之間,屬于歧化反應。Cl的化合價由0變為-1和+5,因此Cl2的系數為QUOTE6262=3,KCl的系數為5,KClO3的系數為1。(4)缺項配平法缺項化學方程式是指某些反應物或生成物的分子式沒有寫出來,一般為水、酸或堿。①方法。先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質的化學計量數,然后由原子守恒確定未知物,再根據原子守恒進行配平。②補項原則。條件補項原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補H+,少O(氧)補H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補H2O(水),少O(氧)補OH-【典例研析】【典例1】16HCl+2KMnO42MnCl2+5Cl2↑+2KCl+8H2O中,氧化產物與還原產物的物質的量之比是()A.2∶5B.1∶1C.5∶2D.4∶1【解析】選C。由反應方程式可知,反應物KMnO4中的Mn元素的化合價為+7價,生成物MnCl2中Mn元素的化合價為+2價,反應物HCl中Cl元素的化合價為-1價,生成物Cl2中Cl元素的化合價為0價,故MnCl2是還原產物,Cl2是氧化產物,由氧化還原反應中得失電子守恒可知,n(Cl2)∶n(MnCl2)=5∶2,C符合題意。【典例2】(1)請將下列五種物質:KBr、Br2、I2、KI、K2SO4分別填入下列橫線上,組成一個未配平的化學方程式:KBrO3+____+H2SO4____+____+____+____+H2O。

(2)如果該化學方程式中I2和KBr的化學計量數分別是8和1,則:①Br2的化學計量數是________;

②請將反應物的化學式及配平后的化學計量數填入下列相應的位置中:KBrO3+______+H2SO4……;

③若轉移10mol電子,則反應后生成I2的物質的量為________。

【解題思路】本題的解題關鍵:熟練掌握氧化還原反應的化合價升降守恒規律。首先,氧化還原反應里存在著電子的轉移,因此元素的化合價必然有升有降,我們將發生化合價變化的元素,標出其準確化合價;其次,依據還原劑失電子總數=氧化劑得電子總數,即還原劑(元素)化合價升高的總價數=氧化劑(元素)化合價降低的總價數。化合價變化的元素先配平;再次,觀察反應過程中化合價未變化的部分,配上系數。【解析】(1)根據溴元素反應后化合價降低可知,還需填入還原劑KI作反應物,其他物質I2、Br2、K2SO4、KBr為生成物,該反應為KBrO3+KI+H2SO4I2+Br2+K2SO4+KBr+H2O。(2)①如果I2的化學計量數是8,KBr的化學計量數是1,則根據碘元素化合價變化知共失電子16mol,KBr的化學計量數是1,得電子為6mol,則KBrO3→Br2共得電子10mol,即Br2的化學計量數為1;②碘元素的化合價由-1價升高為0,溴元素的化合價由+5價降低為0、-1價,由電子及原子守恒可知反應為3KBrO3+16KI+9H2SO48I2+Br2+9K2SO4+KBr+9H2O;③反應中KI→I2,碘元素化合價由-1價升高為0價,氧化產物只有I2,故轉移10mol電子生成I2的物質的量為QUOTE102102mol=5mol。答案:(1)KII2Br2K2SO4KBr(后四種產物順序可變)(2)①1②316KI9③5mol【新題快遞】命題角度1.氧化還原反應的概念辨析1.反應MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化產物是()A.MnO2 B.HCl C.MnCl2 D.Cl2【解析】選D。MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O該反應中Cl元素化合價由-1價變為0價,則還原劑是HCl(濃),氧化產物是Cl2。2.反應8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,被氧化的NH3與被還原的Cl2的物質的量之比為()A.2∶3B.8∶3C.6∶3 D.3∶2【解題思路】本題的解題關鍵有:(1)會根據定義判斷氧化還原反應中的相關物質及其變化。(2)能用雙線橋表示出氧化還原反應中電子的得失。【解析】選A。該氧化還原反應用雙線橋表示為,可知實際升價的氮原子為2mol,所以2molNH3被氧化,同時Cl2全部被還原,觀察化學計量數,Cl2為3mol,因而被氧化的NH3與被還原的Cl2的物質的量之比為2∶3。3.(1)用濃鹽酸來制取氯氣的化學方程式如下:2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,其中被還原的元素是________,被氧化的元素是________,氧化劑是__________,還原劑是________,氧化產物是________,還原產物是________,氧化劑與還原劑的物質的量之比為________,假如有2.5molCl2生成,則該反應中電子轉移的物質的量為________。

(2)在反應3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,氧化劑是________,氧化產物是________,氧化劑和還原劑的物質的量之比是________,每生成2molNO轉移的電子數為________。

【解析】(1)反應中錳元素化合價降低,KMnO4是氧化劑,錳元素被還原,MnCl2是還原產物;氯元素化合價升高,HCl是還原劑,Cl2是氧化產物,HCl作還原劑和酸性作用,氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶5。每生成1mol氯氣轉移電子為2mol,所以有2.5molCl2生成,則該反應中電子轉移的物質的量為5mol。(2)反應中,銅元素的化合價升高作還原劑,Cu(NO3)2是氧化產物,氮元素的化合價降低,HNO3一部分作氧化劑,則氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶3,反應中每生成2molNO轉移6mol電子,即轉移的電子數為6NA。答案:(1)MnClKMnO4HClCl2MnCl21∶55mol(2)HNO3Cu(NO3)22∶36NA命題角度2.氧化還原反應的配平4.配平:__________KMnO4+5K2S+________KOH__________K2MnO4+3K2SO4+________S↓+_____________答案:282428212H2O5.某反應中反應物與生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4和一種未知物X。已知0.2molKBrO3在反應中得到1mole-生成X,則X的化學式為__,

試寫出該反應的化學方程式__。

【解析】根據電子守恒得0.2×(5-x)=1,x=0,所以KBrO3被還原成Br2。在該氧化還原反應中,KBrO3是氧化劑,其還原產物為Br2,AsH3為還原劑,其氧化產物為H3AsO4,H2SO4作為反應物提供酸性環境,根據化合價升降相等即可配平。答案:Br24H2SO4+5AsH3+8KBrO35H3AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O【加固訓練】1.氯酸是一種強酸,濃度超過40%時會發生分解,反應可表示為aHClO3bO2↑+cCl2↑+dHClO4+eH2O,下列有關說法錯誤的是()A.由反應可確定:氧化性HClO3>O2B.由非金屬性Cl>S,可推知酸性HClO3>H2SO4C.若1mol氯酸分解所得混合氣體的質量為45g,則反應方程式可表示為3HClO32O2↑+Cl2↑+HClO4+H2OD.若化學計量數a=8,b=3,則該反應轉移電子數為20e-【解析】選B。HClO3能將-2價的O氧化成O2,說明HClO3的氧化性大于O2,A項正確;HClO3不是最高價含氧酸,不能與硫酸比較酸性的強弱,B項錯誤;混合氣體的平均相對分子質量為45,據十字交叉法可計算n(O2)∶n(Cl2)=QUOTE71-4545-3271-4545-32=2∶1,C項正確;由已知計量數可知,d+2e=8,4d+e=24-6=18,2c+d=8,解得d=4,e=2,c=2,由此得出反應的方程式為8HClO33O2↑+2Cl2↑+4HClO4+2H2O,只有生成Cl2.鉻及其化合物常被應用于冶金、化工、電鍍、制藥等行業,但使用后的廢水因其中含高價鉻的化合物而毒性很強,必須進行處理。工業上往往采取下列循環工藝防止鉻的污染:(1)上述各步反應中屬于氧化還原反應的是________(填序號)。

(2)第①步,含Cr2QUOTEO72-O72-的廢水在酸性條件下用綠礬(FeSO4·7H2【解析】(1)①中鉻元素由+6價降至+3價,④中鉻元素由+3價升至+6價。(2)亞鐵離子具有還原性,與重鉻酸根離子反應生成鉻離子和鐵離子。答案:(1)①④(2)Cr2QUOTEO72-O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H考點二氧化還原反應的基本規律和應用(考試要求:c;考查頻率:6年10卷5考)【梳理自查】1.電子守恒規律:氧化劑得電子總數=還原劑失電子總數電子守恒規律常用于氧化還原反應方程式的配平及計算。如濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應體系中有六種微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeQUOTEO42-O42-、Cl-、H2O,根據元素的化合價變化可知,鐵元素的化合價升高,失去3個電子,而氯元素的化合價降低,得到2個電子,所以根據電子的得失守恒,并結合電荷守恒和質量守恒,反應的方程式是2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeQUOTEO42-O42-+3Cl2.價態規律:元素處于最高價,只有氧化性,如Fe3+、Ag+等;元素處于最低價,只有還原性,如S2-、I-等;元素處于中間價態,既有氧化性又有還原性,如Fe2+、Cl2等。物質含有多種元素時,性質是這些元素性質的綜合體現,如HCl,H+可體現氧化性,Cl-可體現還原性。(1)歸中規律:同種元素的高價態和低價態向中間價態靠攏,只靠近不交叉。如反應H2S+H2SO4(濃)S↓+SO2↑+2H2O,1molH2S反應時轉移電子數為2NA。(2)歧化規律:某些元素中間價態在適宜條件下,可同時生成較高價態和較低價態。如Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,1molCl2反應時轉移電子數為NA。(3)同種元素相鄰價態不反應,如SO2和濃硫酸不反應,可用濃硫酸干燥SO2氣體。3.強弱規律:(1)同一氧化還原反應中,氧化性:氧化劑>氧化產物,還原性:還原劑>還原產物。如Cl2+S2-S↓+2Cl-,氧化性Cl2>S,還原性S2->Cl-。(2)金屬還原性越強,相應離子氧化能力越弱:非金屬氧化性越強,相應離子還原性越弱:氧化性Cl2>Br2>I2,離子還原性Cl-<Br-<I-。(3)根據反應條件和產物價態高低判斷氧化性、還原性強弱:①與同一物質反應,一般越易進行,則其氧化性或還原性就越強。如Na與冷水劇烈反應,Mg與熱水反應,Al與水加熱反應也不明顯,所以還原性:Na>Mg>Al;非金屬單質F2、Cl2、Br2、I2與H2反應,F2與H2暗處劇烈反應并爆炸,Cl2與H2光照劇烈反應并爆炸,Br2與H2加熱到500℃才能發生反應,I2與H2在不斷加熱的條件下才緩慢發生反應,且為可逆反應,故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。②當不同的氧化劑作用于同一還原劑時,如果氧化產物價態相同,可根據反應條件的高低進行判斷:一般條件越低,氧化劑的氧化性越強,如MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反應條件的不同,可判斷氧化性:KMnO4>MnO2。當不同氧化劑作用于同一還原劑時,如果氧化產物價態不相同,可根據氧化產物的價態高低進行判斷:氧化產物的價態越高,則氧化劑的氧化性越強,如2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,則氧化性:Cl2>S。4.先后規律:一種氧化劑總是優先氧化還原性更強的粒子,一種還原劑總是優先還原氧化性更強的粒子。如還原性:Cl-<Br-<Fe2+<I-,Cl2通入FeI2溶液中,Cl2先氧化I-,再氧化Fe2+。【易錯辨析】判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)刻制印刷電路時,發生反應Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,則還原性Cu>Fe。()提示:×。氧化還原反應中,還原性:還原劑>還原產物,即還原性:Cu>Fe2+。(2)反應6HCl+KClO3KCl+3Cl2↑+3H2O中,每生成3molCl2,轉移電子數為6NA。()提示:×。反應中化合價只靠近不交叉,生成3molCl2時,轉移電子數為5NA。(3)向FeBr2溶液中通入Cl2,先氧化Br-。()提示:×。還原性Fe2+>Br-,Cl2先氧化Fe2+。(4)重鉻酸銨[(NH4)2Cr2O7]受熱發生氧化還原反應,則分解產物可能是CrO3、N2和H2O。()提示:×。重鉻酸銨中鉻元素化合價為+6價,只能降低,氮元素化合價為-3價,只能升高,因此分解產物不可能是CrO3。(5)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,加入H2O2后溶液變成紅色,則Fe2+既有氧化性又有還原性。()提示:×。向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,溶液變成紅色,只能證明Fe2+有還原性,可被H2O2氧化,無法證明其有氧化性。【要點歸納】1.氧化性、還原性強弱的比較方法:(1)根據化學方程式判斷:同一氧化還原反應中,氧化性:氧化劑>氧化產物,還原性:還原劑>還原產物。(2)根據金屬、非金屬活動性順序判斷:金屬還原性越強,相應離子氧化性越弱;非金屬氧化性越強,相應離子還原性越弱。(3)根據元素周期表中相對位置判斷:同周期左、同主族下的元素金屬性強,相應單質還原性強,離子氧化性越弱;同周期右、同主族上的元素非金屬性強,相應單質氧化性強,離子還原性越弱。(4)根據反應條件及反應劇烈程度判斷:氧化或還原同一物質時,一般反應條件要求越低,反應越劇烈,對應物質的氧化性或還原性越強。(5)根據氧化或還原的程度判斷:相同條件下,不同氧化劑(還原劑)作用于同一還原劑(氧化劑),被氧化(還原)程度大的,其氧化性(還原性)強。(6)根據電化學信息判斷:原電池中,一般還原性負極>正極;電解池中,陽極放電順序(還原性):金屬>S2->SQUOTEO32-O32->I->Br->Cl->OH->高價含氧酸根,陰極放電順序(氧化性):Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+(7)根據外界條件判斷:溫度、濃度(如濃硝酸氧化性強于稀硝酸)、酸堿度(如MnQUOTEO4-O4-(8)根據元素最高價氧化物的水化物的酸堿性判斷:非金屬元素最高價含氧酸酸性越強,元素非金屬性越強,相應單質氧化性越強,離子還原性越弱;金屬元素對應堿堿性越強,元素金屬性越強,相應單質還原性越強,離子氧化性越弱。2.避開氧化性、還原性比較的三個誤區:(1)氧化性(還原性)與得(失)電子數目:氧化性(還原性)與得(失)電子的能力強弱相關。(2)化合價有差異的物質一定會發生氧化還原反應:化學反應必須符合實際。如濃硫酸具有強氧化性,硫酸鈉中+6價硫在通常情況下則不具有氧化性。(3)氧化性(還原性)強弱只與物質的化合價高低相關。實際上物質的氧化性(還原性)強弱與物質的濃度、溫度、物質的穩定性均有關,如次氯酸(HClO)中氯的價態比高氯酸(HClO4)中氯的價態低,但次氯酸不穩定,氧化性卻比高氯酸強。另外最高價態的物質也不一定都表現氧化性,如H3PO4。【典例研析】【典例】已知還原性:SQUOTEO32-O32->I-。向含amolKI和amolK2SO3的混合液中通入bmolCl2充分反應(不考慮Cl2A.當a≥b時,發生的離子反應為SQUOTEO32-O32-+Cl2+H2OSQUOTEO42-O42B.當5a=4b時,發生的離子反應為4SQUOTEO32-O32-+2I-+5Cl2+4H2O4SQUOTEO42-O42-+IC.當a≤b≤QUOTE3232a時,反應中轉移電子的物質的量n(e-)為amol≤n(e-)≤3amolD.當a<b<QUOTE3232a時,溶液中SQUOTEO42-O42-、I-與Cl【解題思路】本題的解題關鍵:熟練掌握氧化還原反應的規律。本題出現兩種還原劑與同一氧化劑反應,強還原劑先反應,即氯氣與SQUOTEO32-O32-優先反應,SQUOTEO32-O32-完全轉化為SQUOTEO42【解析】選C。因為還原性:SQUOTEO32-O32->I-,所以向含KI和K2SO3的混合液中通入Cl2時,先發生①SQUOTEO