第5讲氧化还原反应基本规律
1.守恒规律:得电子总数=失电子总数(化合价升高总数=化合价降低总数)
例1.在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为()A.3.0 mol B.1.5 mol C.1.0 mol D.0.075 mol 【答案】B
【解析】(4-2)×n(PbO2)=(6-3)×n(Cr3+)
n(PbO2)= 1.5 mol
2.价态规律:
①最高价只有氧化性,最低价只有还原性,中间价既有氧化性又有还原性。
②同种元素的不同价态之间:相邻价态之间不发生氧化还原反应,
不相邻价态之间反应符合“只相近不相交”规则。
例1.在Fe、Fe2+、Fe3+、Cl2、Cl-、Na+等几种微粒中,只有氧化性的是,只有还原性的是,既有氧化性又有还原性的是。
【答案】Fe3+、Na+,Cl-、Fe,Fe2+、Cl2。
例2.下列气体中,可以用浓硫酸作干燥剂的是()A.SO2B.H2C.H2S D.NH3
【答案】A B
【解析】浓硫酸具有强氧化性,能与H2S发生氧化还原反应,不能干燥H2S。
SO2虽然具有较强还原性,但S的价态(+4价)与浓硫酸中S的价态(+6价)相邻,不能发生氧化还原反应,可以用浓硫酸干燥。
H2常温下稳定,不与浓硫酸反应。
NH3碱性,不能用酸干燥。
例3.KClO3和浓HCl在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物ClO2。
其变化可表示为:KClO3+HCl(浓)=KCl+ClO2↑+Cl2↑+
(1)请完成该化学方程式并配平。
(2)浓HCl在反应中显示出来的性质是。
A.只有还原性B.还原性和酸性C.只有氧化性D.氧化性和酸性(3)产生0.1 mol Cl2时,转移电子的物质的量为mol 。
(4)ClO2具有很强的氧化性。
因此,常被用作消毒剂,其消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的倍。
【答案】
(1) 2 KClO3+ 4 HCl(浓)= 2 KCl+ 2 ClO2↑+ 1 Cl2↑+ 2 H2O
(2)B
(3)0.2
(4)2.63
【解析】
同种元素不相邻价态之间反应符合“只相近不相交”规则
1
-Cl
H —20Cl —24O Cl +-35
O Cl K +
(2)其中2 mol HCl 作还原剂被氧化成Cl 2,2 mol HCl 作酸生成KCl 。
(3)2 KClO 3+ 4 HCl (浓)= 2 KCl + 2 ClO 2↑+ 1 Cl 2↑+ 2 H 2O ~~~~2e -
1 mol
2 mol
0.1 mol
0.2 mol
(4)作消毒剂时,24
O Cl +~1--
Cl ~5e -
,20
Cl ~21--
Cl ~2e -,若取等质量(1g )的ClO 2 和Cl 2:
1
5.671-⋅mol
g g ×5 :
1
711-⋅mol
g g ×2 = 2.63 : 1
3.先后规律:同一种氧化剂与多种还原剂反应时,优先与还原性最强的还原剂反应。
同一种还原剂与多种氧化剂反应时,优先与氧化性最强的氧化剂反应。
例1.氯气通入少量的FeBr 2溶液中的离子方程式
; 氯气通入过量的FeBr 2溶液中的离子方程式 。
【答案】2Fe 2++4Br -+3Cl 2=2Fe 3++2Br 2+6Cl -;2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -
【解析】氧化性顺序:Cl 2>Br 2>Fe 3+
,
21)()(22≤FeBr n Cl n 时,只够氧化Fe 2+,Cl 2+2Fe Br 2=3
2
FeCl 3+3
4
Fe Br 3
2
3)
()(22≥
FeBr n Cl n 时,能够完全氧化Fe 2+
,3Cl 2+2Fe Br 2=2FeCl 3+2Br 2
例2.在含有Cu(NO 3)2、Zn(NO 3)2、Fe(NO 3)3、AgNO 3各0.1 mol 的混合液中加入0.1 mol 铁
粉,充分搅拌后,Fe 溶解,溶液中不存在Fe 3+离子,同时析出0.1 mol Ag ,下列结
论中不正确的是
( )
A .1 mol Fe 可还原1 mol Fe 3+
B .Fe 3+
的氧化性大于Cu
2+
C .氧化性:Ag +>Cu 2+>Fe 3+>Zn 2+
D .溶液中Cu 2+与Fe 2+物质的量之比为1:2
【答案】AC
【解析】Fe 溶解,溶液中不存在Fe 3+离子,则Fe+2Fe 3+=3Fe 2+,A 错误;同时析出0.1 mol Ag ,Fe+2Ag +=Fe 2++2Ag ,
Fe + 2Fe 3+ = 3Fe 2+ Fe + 2Ag + = Fe 2+ + 2Ag 1mol 2 mol 3 mol
1 mol
2 mol 1 mol 2 mol
0.05mol 0.1 mol 0.15 mol 0.05mol 0.1 mol 0.05mol 0.1 mol Cu 2+、Zn 2+没有反应,氧化性小于Fe 3+、Ag +
,B 正确,C 错; n(Cu 2+): n(Fe 2+)= 0.1 mol : (0.15 mol+0.05mol)=1:2,D 正确。
例3.向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成可能是()A.NaCl、Na2SO4 B.NaCl、NaBr、Na2SO4
C.NaCl、Na2SO4 、I2 D.NaCl、NaI、Na2SO4
【答案】AB
【解析】还原性顺序SO32->I->Br-,Cl2首先氧化SO32-,然后置换碘,最后置换溴,生成物依次是硫酸钠、氯化钠、碘单质、溴单质,在蒸干灼烧后,溴单质和碘单质会升华,所以C一定错误,由于是一定量的氯气,所以有可能反应不完全,但不可能先氧化NaBr 而留下NaI,固D错误。
4.强弱规律:“强制弱”
氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物
例1.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由强到弱的顺序为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.2Fe3++I-=2Fe2++I2
【答案】C
【解析】C中H2O2还原出SO2,不符合强还原弱。
例2.在一定条件下,氯酸钾与碘按下式发生反应:2KClO3+I2=2KIO3+Cl2由此可以推断下列相应的结论不正确的是()A.该反应属于置换反应B.还原性:I2 > Cl2
C.非金属性:I> Cl D.氧化性:KClO3> I2
【答案】C
【解析】I2置换出Cl2,A正确;I2是还原剂,Cl2是还原产物,B正确;还原性I2 > Cl2,则氧化性Cl2> I2,非金属性Cl> I,C错误;该反应中,KClO3是氧化剂,I2是还原剂,D 正确。