2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第二章第6课时　氧化还原反应的规律与应用

第6课时　氧化还原反应的规律与应用

[课型标签:题型课　提能课]

考点一　物质氧化性、还原性强弱的判断

1.氧化性、还原性的判断

2.氧化性、还原性的强弱比较

(1)依据反应原理判断

①氧化性强弱:氧化剂>氧化产物;

②还原性强弱:还原剂>还原产物。

(2)根据反应难易及反应条件判断

①一种物质反应,另一种物质不反应。如Na与冷水反应,Mg不能,还原性:Na>Mg。

②反应条件的高低。如F2在黑暗条件能与H2反应,Cl2与H2反应需光照或点燃,氧化性:F2>Cl2。

③两种物质都反应,但反应的剧烈程度不同,Na与水反应没有K与水反应剧烈,还原性:K>Na。

(3)根据相同条件下氧化还原反应的程度判断不同氧化剂作用于同一还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。如

(4)根据电化学原理判断

原电池中,负极物质的还原性一般强于正极物质;用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性强,在阳极先放电的阴离子的还原性强。

3.氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与其他因素的关系

(1)温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

(2)浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强,浓盐酸的还原性比稀盐酸

的强。

(3)酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。

[典例] 铋(Bi)位于元素周期表中第ⅤA族,其价态为+3价时较稳定,铋酸钠

(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液,向其中依次滴加下列溶液,对应的现象如下表所示:

则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为(　　)

A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3

B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4

C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2

D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2

解析:由①中现象可知,NaBiO3把Mn2+氧化生成,则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化产物)的氧化性;由②中现象可知,KMnO4氧化H2O2产生O2,自身被还原为Mn2+,则KMnO4(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性;由③中现象可知,碘离子被H2O2氧化成单质碘,则H2O2(氧化剂)的氧化性强于碘单质(氧化产物)的氧化性,即氧化性由强到弱的顺序是NaBiO3>KMnO4>H2O2>I2。

答案:C

[对点精练1] (2019·陕西西安期中)R、X、Y和Z是四种元素,其常见化合价均为+2价,且X2+与单质R不反应;X2++ZX+Z2+,Y+Z2+Y2++Z。这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合(　A　)

A.R2+>X2+>Z2+>Y2+

B.X2+>R2+>Y2+>Z2+

C.Y2+>Z2+>R2+>X2+

D.Z2+>X2+>R2+>Y2+

解析:氧化还原反应中氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性;X2+与单质R不反应,氧化性:R2+>X2+;根据 X2++ZX+Z2+,氧化性:X2+>Z2+;根据Y+Z2+Y2++Z,氧化性:

Z2+>Y2+;所以氧化性:R2+>X2+>Z2+>Y2+,故A正确。

[对点精练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　)

A.3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3

B.Cl2+FeI2FeCl2+I2

C.Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2O

D.2Fe3++2I-2Fe2++I2

解析:根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,可判断B中氧化性:Cl2>

I2;C中氧化性:Co2O3>Cl2;D中氧化性:Fe3+>I2,这些结论与题给信息一致。对于A,由于I-的还原性强于Fe2+,所以Cl2应先氧化I-,不应只氧化Fe2+而不氧化I-。

考点二　氧化还原反应的规律与应用

1.氧化还原反应的规律

(1)守恒规律

化合价有升必有降,电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应,化合价升降总数相等,电子得失总数相等。

(2)强弱规律

具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应,生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。

(3)转化规律

氧化还原反应中,以元素相邻价态间的转化最容易;同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素相邻价态间不发生氧化还原

反应。

(4)先后规律

一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,优先与还原性最强的还原剂发生反应;同理,一种还原剂遇到多种氧化剂时,优先与氧化性最强的氧化剂反应。

2.氧化还原反应规律的应用

(1)

(2)

(3)

(4)先后规律可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序

[典例] (2014·上海卷)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 mg

B.分解产生的氢气为0.672 mL

C.和砒霜反应的锌为3.90 mg

D.转移的电子总数为6×10-5 NA

解析:含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应的方程式为As2O3+6Zn+12HCl2AsH3+6ZnCl2+3H2O。根据砷的相对原子质量为75,若砷的质量为 1.50 mg,物质的量为0.02 mmol,被还原的砒霜为×198 g·mol-1=

1.98 mg,和砒霜反应的锌为 3.90 mg。2AsH32As+3H2分解产生的氢气在标准状况下为0.03 mmol×22.4 L·mol-1=0.672 mL;两步反应共转移的电子总数为1.8×10-4 NA。

答案:C

[对点精练1] (守恒规律)某强氧化剂XO(OH被Na2SO3还原。如果还原2.4×

10-3 mol XO(OH,需用 30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是(　C　)

A.+2    B.+1     C.0      D.-1

解析:XO(OH中X的化合价是+5价,Na2SO3中S的化合价从+4价升高到+6价,设X元素被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中元素化合价升降必相等:2.4×

10-3×(5-a)=0.2×0.03×(6-4),解得 a=0。

[对点精练2] (先后规律)(2019·山东济南检测)有一混合溶液,其中只含有

Fe2+、Cl-、Br-、I-(忽略水的电离),Cl-、Br-、I-的个数比为2∶3∶4,向该溶液中通入Cl2使溶液中Cl-和Br-的个数之比为3∶1,则通入Cl2的物质的量与溶液中剩余Fe2+的物质的量之比为(　D　)

A.7∶2 B.7∶1  C.7∶4  D.7∶3

解析:由题意可设Cl-、Br-、I-的物质的量分别为 2 mol、3 mol、4 mol,由电荷守恒可得:2n(Fe2+)=n(Cl-)+n(Br-)+n(I-)=2 mol+3 mol+4 mol=9 mol,n(Fe2+)=

4.5 mol,通入氯气后,要满足 n(Cl-)∶n(Br-)=3∶1,Cl-只要增加7 mol就可以,即需通入氯气3.5 mol,4 mol I-先消耗2 mol氯气,3 mol Fe2+消耗1.5 mol氯气,剩余Fe2+ 1.5 mol,则通入氯气与剩余Fe2+的物质的量之比为3.5∶1.5=7∶3。

[对点精练3] (转化规律)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:

Cl2+KOHKX+KY(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KXKY+KZ(未配平,KY与KZ关系比为1∶3),以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯的化合价是(　C　)

A.+1   B.+3   C.+5   D.+7

解析:反应Cl2+KOHKX+KY是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也发生歧化反应:KXKY+KZ,可断定KY为KCl,化合价高低是Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为+a价,KZ中Cl的化合价为+b价,依据化合价守恒原理及KXKY+3KZ,有a+1=3×(b-a),把a=1、a=3、a=5代入上式讨论,可知a=5时,b=7符合题意。则KX中Cl的化合价为+5价。