本节考点:氧化还原反应的基本概念;氧化性和还原性强弱的判断;根据得失电子守恒推断氧化产物或还原产物;配平氧化还原反应的方程式并标出电子转移的方向和数目。
一、氧化还原反应的基本概念
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二、氧化性和还原性强弱的比较
1.在同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
例3.根据反应:①I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3
③2FeCl3+2HI=2FeCl2+I2+2HCl 可知:I-、Fe2+、Cl-、SO2的还原性由强到弱的顺序是( )
A.I->Fe2+>Cl->SO2 B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2 D.SO2>I->Fe2+>Cl-
判断一个氧化还原反应能否进行,也应遵循“由强到弱”的规律,即反应式中的物质应符合“氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物”。
例4 已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为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-
2.根据元素周期表,同周期元素的单质(或原子)从左到右还原性渐弱,氧化性渐强(稀有气体元素除外),同主族元素单质(或原子)从上到下还原性渐强,氧化性渐弱。例如,氧化性:F2>Cl2>Br2>I2>S(含常识性知识),还原性:Na<K<Rb<Cs。对应的简单离子的还原性:F-<Cl-<Br-<I-<S2-,氧化性:Na+>K+>Rb+>Cs+
3.根据金属活动顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
还 原 性 渐 弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+)Cu2+ Fe3+ Ag+
氧 化 性 渐 强
4.①据原电池电极:负极金属比正极金属活泼(还原性强);②据电解池中放电顺序,先得(或失)电子者氧化性(或还原性)强,其规律为:阳离子得电子顺序(即氧化性强弱顺序):参考3中规律。阴离子失电子顺序(即还原性强弱顺序):S2->I->Br->Cl->OH->NO3- 、SO42-等。
5.同种元素价态越高,氧化性越强(如Fe3+>Fe2+),但例外地,氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4),最高价态只有氧化性;价态越低,还原性越强(如S2->S>SO2),最低价态只有还原性;中间价态兼具氧化性和还原性。
6.反应原理相似的不同反应中,反应条件要求越低,说明氧化剂或还原剂越强。
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则以上三个反应中氧化剂的氧化能力由强到弱的顺序是_______________________。
总的来说,比较氧化性和还原性强弱的根本依据在于得失电子能力的大小,而绝不能以得失电子数目的多少作为依据。
三、氧化还原反应的本质及应用
氧化还原反应的特征是化合价的升降,其本质是电子的转移,且得失电子数目相等,这既是氧化还原反应方程式配平的原则,也是判断氧化产物或还原产物的依据。
例6.据反应式N2H5++4Fe3+→4Fe2++Y+…,其氧化产物可能是___________。
例7.将3.48 gFe3O4完全溶解在100 mL 1mol/LH2SO4溶液中,然后加入K2Cr2O7溶液25 mL,恰好使溶液中的Fe2+全部反应完,Cr2O72-全部转化为Cr3+,则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为( )
A.0.033mol/L B.0.1mol/L C.0.2mol/L D.0.3mol/L
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例9.某金属单质和一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时,还原产物是( )
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2
例10.在酸性溶液中,下列物质氧化KI时,自身发生如下变化:Fe3+→Fe2+;MnO4-→Mn2+;Cl2→2Cl-;HNO2→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是( )
A.Fe3+ B.MnO4- C.Cl2 D.HNO2
【思考】设计一个简单的实验直观地证明Zn与H2SO4的反应确有电子转移。
四、氧化还原反应的规律和应用
1.一种氧化剂总是优先氧化还原性更强的微粒,一种还原剂总是优先还原氧化性更强的微粒。如:把Cl2通入含有Br-、I-、S2-的溶液中,依次置换出的是S、I2、Br2、而不是同时生成这三种物质。再如:把Zn加入到含有Cu2+、Ag+的溶液中,首先置换出的是Ag,只有Ag+反应完后,才能置换出单质Cu。
例11.FeCl2
,高中化学试卷:专题复习第一讲氧化还原反应