规律二氧化还原反应的基本规律及应用1.性质强弱规律物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度,与得失电子的数目无关,可从“热>冷”(温度)、“浓>稀”(浓度)、“易>难”(反应条件、剧烈程度),以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断;还要学会从化学反应方向的角度判断“剂>物”(同一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)。
2.反应先后规律同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质,即强者优先反应。
3.价态归中规律即同种元素不同价态之间的反应,高价态的元素化合价降低,低价态的元素化合价升高,但升高与降低的化合价不能交叉。
如:KClO3+6HCl===3Cl2+KCl+3H2O,氧化剂:KClO3,还原剂:HCl,氧化产物:Cl2,还原产物:Cl2。
4.邻位价态规律氧化还原反应发生时,其价态一般先变为邻位价态。
如:(1)Cl-被氧化成Cl2,而不是更高价态氯元素。
(2)S2-一般被氧化为S,S单质一般被氧化成SO2。
(3)ClO-、ClO-3作氧化剂、Cl-作还原剂时,一般被还原成Cl2,而不是Cl-。
5.电子守恒规律对于氧化还原反应的计算,关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒,列出守恒关系求解,即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。
(一)由方程式判断强弱1.已知常温下,在溶液中可发生如下反应:Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+。
由此推断Fe2+、Ce3+、Sn2+的还原性由强到弱的顺序是()A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Fe2+、Ce3+、Sn2+C.Fe2+、Sn2+、Ce3+D.Ce3+、Fe2+、Sn2+(二)依据强弱顺序判断反应是否发生2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。
下列反应在水溶液中不可能发生的是()A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I-===2Fe2++I2(三)相互竞争的反应3.已知氧化性Br2>Fe3+。
FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为a Fe2++b Br-+c Cl2―→d Fe3++e Br2+f Cl-下列选项中的数字与离子方程式的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是() A.24322 6 B.02101 2C.20120 2 D.22221 4规律总结正确运用有关氧化性、还原性强弱的比较规律,对于提高解题能力有很大帮助。
有关物质的氧化性或还原性的比较可以从多个角度进行考查,涉及的知识面很广,常考的判断依据:(1)根据金属活动性顺序比较。
①金属活动性顺序:金属单质的还原性从K→Au逐渐减弱,其对应离子的氧化性从K+→Au2+逐渐增强。
②非金属活动性顺序:一般某元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,对应非金属离子的还原性越弱。
(2)根据原电池两极和电解池两极的放电顺序进行判断。
原电池中,活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极;电解池中,阳极上物质的放电顺序即为对应物质还原性由强到弱的顺序,阴极上的阳离子放电顺序即为阳离子氧化性由强到弱的顺序。
(一)根据“守恒”进行计算4.在100 mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.025 mol Cl2,有一半Br-变为Br2。
则原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()A.0.16 mol·L-1B.0.02 mol·L-1C.0.20 mol·L-1D.0.25 mol·L-15.(2014·上海,16)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。
若砷的质量为1.50 mg,则()A.被氧化的砒霜为1.98 mgB.分解产生的氢气为0.672 mLC.和砒霜反应的锌为3.90 mgD.转移的电子总数为6×10-5N A6.(2015·海南,6)已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO n-4+3Cl-+5H2O,则RO n-4中R的化合价是()A.+3 B.+4 C.+5 D.+67.(2015·上海宝山区高三一模)NaBrO3是一种分析试剂。
向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液,当加入2.6 mol NaBrO3时,测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为则原溶液中NaI的物质的量为________ mol。
答题模板步骤1找物质找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物;步骤2定得失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);步骤3列等式根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式;步骤4找关系对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。
(二)根据守恒进行配平8.(1)[2015·浙江理综,27Ⅰ(4)]完成以下氧化还原反应的离子方程式:()MnO-4+()C2O2-4+________===()Mn2++()CO2↑+________(2)[2015·天津理综,10(2)②]完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:ClO-3+Fe2++________===Cl-+Fe3++________(3)[2015·安徽理综,27(2)]请配平化学方程式:NaBO2+SiO2+Na+H2——NaBH4+Na2SiO3(4)用氯气对饮用水消毒副作用多,产生影响人体健康的有机氯衍生物。
可用氯气制取高铁酸钠净水:____Fe3++________+____Cl2===____FeO2-4+________+____H2O,补全缺项,并配平上述离子方程式。
题组三信息型氧化还原反应方程式的书写9.(1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和Mn2+,为了除去这两种离子,调节溶液pH为5,然后加入高锰酸钾溶液,使之生成沉淀。
已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。
请写出该过程中两个反应的离子方程式:__________________________________________________________,______________________。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO 在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为__________________________。
(3)(2014·上海,28)硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。
在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式:______________________ __________________________________________________(4)H2C2O4与酸性高锰酸钾溶液反应,现象是有气泡(CO2)产生,紫色消失。
写出反应的离子方程式:_____________________________________________________________________。
(5)ClO2是一种更高效、安全的消毒剂,工业上可用ClO2与水中的MnCl2在常温下反应,生成MnO2和盐酸,以除去水中Mn2+。
写出该反应的离子方程式:_________________________ ____________________________________________。
(6)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程反应的离子方程式为_______________________________________________。
(7)工业上可用次氯酸钠和氨反应制肼(N 2H 4),若反应只有一种氧化产物。
写出该方法制备肼的化学方程式:_______________________________________________________。
方法技巧氧化还原反应方程式的配平可依据“得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒”顺利解答,有关氧化还原反应化学方程式的配平应掌握:(1)配平步骤标变价→列变化→求总数→配系数→细检查。
(2)配平方法①正向配平法:如果被氧化、被还原的元素分别是两种不同的反应物,通常从方程式左边进行配平;②逆向配平法:对于自身氧化还原反应或反应物只有一种,一般从方程式右边配平较简便; ③缺项配平法:这类方程式通常少写一种反应物或生成物(通常这种物质既不是氧化剂、还原剂,也不是氧化产物或还原产物)的化学式,要求确定其化学式。
此类反应可先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,最后由质量守恒、电荷守恒确定所缺物质(分子或离子)的化学式和计量系数。
考点二题组集训1.A [根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,由两个方程式可以得 到还原性强弱顺序:Fe 2+>Ce 3+,Sn 2+>Fe 2+。
故A 项正确。
]2.A [Fe 3+能氧化I -,所以不可能生成FeI 3,A 错,D 对;B 项,当Cl 2少量时,I -先被氧化;C 项,由于Co 2O 3的氧化性强于Cl 2的,所以Co 2O 3能氧化Cl -得到Cl 2,而Co 2O 3被还原为Co 2+。
]3.B [Cl 2先氧化Fe 2+;A 项,Cl 2过量;C 项,Cl 2少量;D 项,FeBr 2和Cl 2等量。
]4.C [还原性H 2SO 3>HBr ,氯气先氧化H 2SO 3,H 2SO 3完全反应后,氯气有剩余,剩余氯气再氧化HBr 。
设浓度为c mol·L -1,由电子转移守恒可知,0.1c ×2+0.1c ×0.5=0.025×2,解得c =0.2,故C 正确。
]5.C [本题考查氧化还原反应。