資源簡介 提升課時3 氧化還原反應的規律及應用學習目標 1.能根據氧化還原反應的特征和本質及價態規律預測物質的性質及產物,理解氧化還原反應的基本規律,構建氧化還原反應規律的認知模型,培養證據推理與模型認知的核心素養。2.利用得失電子守恒規律進行簡單的計算。一、價態規律及應用 已知:一、過氧化氫(H2O2)。純過氧化氫是淡藍色的黏稠液體,可與水以任意比例混溶,是一種強氧化劑。H2O2水溶液為無色透明液體,質量分數為3%的H2O2水溶液適用于傷口消毒、環境消毒和食品消毒。H2O2在通常情況下會緩慢分解成水和氧氣,但分解速率極其慢,加快其反應速率的方法是加入二氧化錳等催化劑或用短波射線照射。二、常用含錳元素的物質信息如下:常用含錳元素的物質:KMnO4:可溶于水,溶液顯紫色K2MnO4:可溶于水,溶液顯綠色MnO2:難溶于水,黑色固體MnSO4:可溶于水,溶液無色或顯淺粉色1.H2O2中的O元素的價態為 價,根據價態預測H2O2 (填“氧化性”、“還原性”或“既有氧化性又有還原性”),你預測的思路是-1價是氧元素的 價態,既可能升高為0價,也可能降低為-2;可以用化學方程式 證明該預測。 2.某小組同學分別選用酸性KMnO4溶液、酸性KI溶液與5% H2O2溶液反應以驗證H2O2性質。實驗①利用了酸性高錳酸鉀的性質是 ,該實驗中,證明酸性KMnO4溶液與H2O2溶液反應的現象除了溶液顏色變淺或褪色外,還有的現象是有 產生,理由是 。 3.檢驗實驗①生成的氣體是氧氣的現象是 , 發生反應的離子方程式是 。 4.實驗②是為了驗證H2O2的 ,在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液中的現象是 ,該反應的離子方程式是 。 實驗①證明H2O2具有還原性,實驗②證明H2O2具有氧化性, H2O2既具有氧化性,也具有還原性。【探究歸納】1.價態高低規律(1)內容:元素在物質中所處的價態決定該元素的氧化性或還原性,一般來說,元素處于最高價態時,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素處于最低價態時,只有還原性(如S2-、Br-等);元素處于中間價態時,既有氧化性又有還原性(如Fe2+、SO2等)。(2)應用:預測物質的氧化性和還原性。2.價態歸中規律(1)含義:含不同價態的同種元素的物質間發生氧化還原反應時,該元素價態的變化一定遵循“高價+低價→中間價”,而不會出現交叉現象。例如,不同價態硫之間可以發生的氧化還原反應是注:⑤中不會出現H2S轉化為SO2而H2SO4轉化為S的情況,即()(2)應用:同種元素的物質間發生氧化還原反應時,氧化產物、還原產物的判斷,電子轉移總數的計算。3.歧化規律(1)內容:氧化還原反應中,有元素化合價升高,必然有元素化合價降低。歧化反應時,某元素的中間價態—→高價態+低價態。如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。(2)應用:判斷反應物和產物中同種元素價態的高低,計算電子轉移的數目。1.下列物質中,按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是 ( )A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe2.關于反應K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是 ( )A.K2H3IO6發生氧化反應B.KI是還原產物C.生成4個I2時,轉移7個電子D.還原劑與氧化劑的數目之比為1∶73.已知在熱的堿性溶液中,NaClO發生如下反應:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發生類似的反應,其最終產物是 ( )A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4二、先后規律及應用 1.內容(1)同一氧化劑與多種還原劑混合時,還原性強的先被氧化。例如,已知還原性:I->Fe2+>Br-,當把氯氣通入FeBr2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化Fe2+;把氯氣通入FeI2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化I-。(2)同一還原劑與多種氧化劑混合時,氧化性強的先被還原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與Fe3+反應,然后再依次與Cu2+、H+反應。2.應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。1.多種氧化劑和還原劑相遇時,存在“爭先恐后,強者優先”的現象。請預測,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入適量Zn粉,首先置換出來的是 ( )A.Fe B.H2C.Mg D.不能確定2.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后,有金屬析出,過濾、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則濾液中一定存在 ( )A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+3.有下列氧化還原反應:①2I-+Cl2===I2+2Cl-;②2Fe3++2I-===2Fe2++I2;③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;④2Mn+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,根據上述反應,下列結論中正確的是 ( )A.要除去含有Fe2+、Cl-和I-的混合溶液中的雜質離子I-,應通入過量的氯氣B.氧化性強弱順序為Mn>Cl2>Fe3+>I2C.Mn2+是Mn的氧化產物,I2是I-的還原產物D.在溶液中不可能發生反應:Mn+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O三、守恒規律及應用 1.內容氧化還原反應中,原子得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,即有關系式:還原劑失電子的總數=氧化劑得電子的總數。元素化合價降低的總數=元素化合價升高的總數。2.應用氧化還原反應方程式的配平,氧化還原反應的相關計算。3.氧化還原反應的計算步驟1.在一定條件下,R和F2可發生如下反應:R+F2+2OH-===R+2F-+H2O,從而可知在R中,元素R的化合價是 ( )A.+4價 B.+5價C.+6價 D.+7價2.反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,當有2e-轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是 ( )A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.3∶13.反應MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化產物與還原產物的質量之比是 ( )A.71∶(2×126) B.71∶126C.(2×71)∶126 D.(4×71)∶126:課后完成 第一章 提升課時3提升課時3 氧化還原反應的規律及應用學習目標 1.能根據氧化還原反應的特征和本質及價態規律預測物質的性質及產物,理解氧化還原反應的基本規律,構建氧化還原反應規律的認知模型,培養證據推理與模型認知的核心素養。2.利用得失電子守恒規律進行簡單的計算。一、價態規律及應用已知:一、過氧化氫(H2O2)。純過氧化氫是淡藍色的黏稠液體,可與水以任意比例混溶,是一種強氧化劑。H2O2水溶液為無色透明液體,質量分數為3%的H2O2水溶液適用于傷口消毒、環境消毒和食品消毒。H2O2在通常情況下會緩慢分解成水和氧氣,但分解速率極其慢,加快其反應速率的方法是加入二氧化錳等催化劑或用短波射線照射。二、常用含錳元素的物質信息如下:常用含錳元素的物質:KMnO4:可溶于水,溶液顯紫色K2MnO4:可溶于水,溶液顯綠色MnO2:難溶于水,黑色固體MnSO4:可溶于水,溶液無色或顯淺粉色1.H2O2中的O元素的價態為-1價,根據價態預測H2O2既有氧化性又有還原性(填“氧化性”、“還原性”或“既有氧化性又有還原性”),你預測的思路是-1價是氧元素的中間價態,既可能升高為0價,也可能降低為-2;可以用化學方程式2H2O2===2H2O+O2↑證明該預測。2.某小組同學分別選用酸性KMnO4溶液、酸性KI溶液與5% H2O2溶液反應以驗證H2O2性質。實驗①利用了酸性高錳酸鉀的性質是強氧化性,該實驗中,證明酸性KMnO4溶液與H2O2溶液反應的現象除了溶液顏色變淺或褪色外,還有的現象是有氣體產生,理由是酸性高錳酸鉀具有強氧化性,與H2O2發生氧化還原反應,H2O2作還原劑,氧元素的化合價升高變為氧氣,高錳酸鉀被還原為Mn2+使溶液顏色變淺或褪色。3.檢驗實驗①生成的氣體是氧氣的現象是產生的無色氣泡能使帶火星的小木條復燃,發生反應的離子方程式是2MnO+5H2O2+6H+===__2Mn2++5O2↑+8H2O。4.實驗②是為了驗證H2O2的氧化性,在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液中的現象是溶液變藍色,該反應的離子方程式是2I-+H2O2+2H+===__I2+2H2O。實驗①證明H2O2具有還原性,實驗②證明H2O2具有氧化性, H2O2既具有氧化性,也具有還原性。【探究歸納】1.價態高低規律(1)內容:元素在物質中所處的價態決定該元素的氧化性或還原性,一般來說,元素處于最高價態時,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素處于最低價態時,只有還原性(如S2-、Br-等);元素處于中間價態時,既有氧化性又有還原性(如Fe2+、SO2等)。(2)應用:預測物質的氧化性和還原性。2.價態歸中規律(1)含義:含不同價態的同種元素的物質間發生氧化還原反應時,該元素價態的變化一定遵循“高價+低價→中間價”,而不會出現交叉現象。例如,不同價態硫之間可以發生的氧化還原反應是注:⑤中不會出現H2S轉化為SO2而H2SO4轉化為S的情況,即()(2)應用:同種元素的物質間發生氧化還原反應時,氧化產物、還原產物的判斷,電子轉移總數的計算。3.歧化規律(1)內容:氧化還原反應中,有元素化合價升高,必然有元素化合價降低。歧化反應時,某元素的中間價態―→高價態+低價態。如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。(2)應用:判斷反應物和產物中同種元素價態的高低,計算電子轉移的數目。1.下列物質中,按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是( )A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe答案 A解析 Al3+處于最高價,只有氧化性;K的化合價只能升高,只有還原性;Fe2+的化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,A正確;Cl-的化合價只能升高,只有還原性,B錯誤;NO2中氮元素化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,Na+的化合價只能降低,只有氧化性,C錯誤;SO2既有氧化性又有還原性,Fe的化合價只能升高,只有還原性,D錯誤。2.關于反應K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是( )A.K2H3IO6發生氧化反應B.KI是還原產物C.生成4個I2時,轉移7個電子D.還原劑與氧化劑的數目之比為1∶7答案 C解析 反應中K2H3IO6中的I元素得電子,化合價降低,發生還原反應,A錯誤;KI既不是氧化產物也不是還原產物,B錯誤;每生成4個I2轉移7個電子,C正確;反應中HI為還原劑,K2H3IO6為氧化劑,在反應中每消耗1個K2H3IO6就有7個HI失電子,則還原劑與氧化劑的數目之比為7∶1,D錯誤。3.已知在熱的堿性溶液中,NaClO發生如下反應:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發生類似的反應,其最終產物是( )A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4答案 B解析 已知反應中氯元素的化合價:+1價升高到+5價和降低到-1價,符合鄰位轉化規律。既然NaClO2也能發生類似的反應,則氯元素的化合價應既有升高,也有降低,A中氯元素化合價均降低,D中氯元素化合價均升高;B、C與題意相符,根據已知反應可知,C中NaClO不是最終產物,故B正確。二、先后規律及應用1.內容(1)同一氧化劑與多種還原劑混合時,還原性強的先被氧化。例如,已知還原性:I->Fe2+>Br-,當把氯氣通入FeBr2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化Fe2+;把氯氣通入FeI2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化I-。(2)同一還原劑與多種氧化劑混合時,氧化性強的先被還原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與Fe3+反應,然后再依次與Cu2+、H+反應。2.應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。1.多種氧化劑和還原劑相遇時,存在“爭先恐后,強者優先”的現象。請預測,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入適量Zn粉,首先置換出來的是( )A.Fe B.H2C.Mg D.不能確定答案 B解析 氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最強的H+發生置換反應,然后再與Fe2+發生置換反應。2.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后,有金屬析出,過濾、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則濾液中一定存在( )A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+答案 A解析 在金屬活動性順序中,還原性:Fe>(H)>Cu>Ag,往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則說明濾渣中含有鐵,鐵能與硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀,能與硝酸銅反應生成硝酸亞鐵和銅,當有鐵剩余時,說明硝酸銅和硝酸銀全部參加反應,濾液中無硝酸銅和硝酸銀,只有生成的硝酸亞鐵。3.有下列氧化還原反應:①2I-+Cl2===I2+2Cl-;②2Fe3++2I-===2Fe2++I2;③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;④2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,根據上述反應,下列結論中正確的是( )A.要除去含有Fe2+、Cl-和I-的混合溶液中的雜質離子I-,應通入過量的氯氣B.氧化性強弱順序為MnO>Cl2>Fe3+>I2C.Mn2+是MnO的氧化產物,I2是I-的還原產物D.在溶液中不可能發生反應:MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O答案 B解析 若通入過量的Cl2,Fe2+也會被除去,A錯誤;由氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性可知,氧化性:MnO>Cl2>Fe3+>I2,B正確;MnO→Mn2+中錳元素化合價降低,MnO是氧化劑,Mn2+是還原產物,I-→I2中碘元素化合價升高,I-是還原劑,I2是氧化產物,C錯誤;若反應能發生,MnO是氧化劑,Fe3+是氧化產物,符合氧化劑的氧化性比氧化產物的強,Fe2+是還原劑,Mn2+是還原產物,符合還原劑的還原性比還原產物的強,所以反應能發生,D錯誤。三、守恒規律及應用1.內容氧化還原反應中,原子得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,即有關系式:還原劑失電子的總數=氧化劑得電子的總數。元素化合價降低的總數=元素化合價升高的總數。2.應用氧化還原反應方程式的配平,氧化還原反應的相關計算。3.氧化還原反應的計算步驟1.在一定條件下,RO和F2可發生如下反應:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,從而可知在RO中,元素R的化合價是( )A.+4價 B.+5價C.+6價 D.+7價答案 B解析 方法1:根據電荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。設元素R在RO中的化合價為x,則x-2×3=-1,x=+5;方法2:設元素R在RO中的化合價為x。根據氧化還原反應中,得失電子守恒有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,所以x=+5。2.反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,當有2e-轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是( )A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.3∶1答案 B解析 在反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,NO2既做還原劑又做氧化劑,每3個NO2分子發生反應,有2個NO2分子失去電子被氧化為HNO3,有1個NO2分子得到電子被還原成NO,反應過程中轉移2個電子,則當有2e-轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是2∶1。3.反應MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化產物與還原產物的質量之比是( )A.71∶(2×126) B.71∶126C.(2×71)∶126 D.(4×71)∶126答案 B解析 由化學方程式可知,反應物MnO2中的Mn元素的化合價為+4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,Cl2與MnCl2的個數之比為1∶1,質量之比為71∶126,B符合題意。A級 合格過關練選擇題只有1個選項符合題意(一)價態規律及應用1.下列微粒:①Al3+ ②Cl- ③N2 ④S2- ⑤Cu ⑥H2O2 ⑦Fe2+ ⑧MnO,既具有氧化性又具有還原性的是( )A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦⑧C.④⑤⑥⑧ D.①②③⑥答案 B解析 一般情況下元素的化合價處于最高價時只有氧化性,處于最低價時只有還原性,處于中間價時往往既有氧化性又有還原性。2.下列反應中同一物質中同一價態的元素部分被氧化,部分被還原的是( )A.Cl2+H2O===HCl+HClOB.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2OC.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2OD.SO2+2H2S===2H2O+3S答案 A解析 A項,Cl2+H2O===HCl+HClO,反應中只有Cl元素的化合價變化,Cl元素部分被氧化、部分被還原;B項,NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O,沒有元素的化合價變化;C項,5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O中,只有N元素的化合價變化,N元素部分被氧化、部分被還原,但不是同一價態的氮元素;D項,SO2+2H2S===2H2O+3S中,只有S元素的化合價變化,但S元素存在于不同物質中。3.G、Q、X、Y、Z均為氯的含氧化合物,它們的分子式(或化學式)未知,已知它們在一定條件下具有如下轉化關系(未配平):(1)G―→Q+NaCl(2)Q+H2OX+H2(3)Y+NaOH―→G+Q+H2O(4)Z+NaOH―→Q+X+H2O這五種化合物中氯元素的化合價由低到高的順序為( )A.Q、G、Z、Y、X B.G、Y、Q、Z、XC.G、Y、Z、Q、X D.Z、X、G、Y、Q答案 B解析 (1)反應為歧化反應,則Q中氯元素的化合價>G中氯元素的化合價,G中氯元素的化合價必介于Q中氯元素的化合價和-1價之間。同理,由(3)和(1)得氯元素化合價的高低順序為Q>Y>G,由(2)得氯元素化合價的高低順序為X>Q,由(4)和(2)得氯元素化合價的高低順序為X>Z>Q。(二)先后規律及應用4.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入鐵粉,下列說法不正確的是( )A.若鐵粉有剩余,則不溶物中一定有銅B.若鐵粉有剩余,則溶液中的金屬陽離子只有Fe2+C.若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,則溶液中一定無Fe3+D.若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,則溶液中一定有Fe2+,一定無Fe3+答案 C解析 由于氧化性:Fe3+>Cu2+,所以在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入鐵粉,鐵粉先與Fe3+反應,當將Fe3+完全反應后才與Cu2+反應。若鐵粉有剩余,則Fe3+、Cu2+均無,所以溶液中只有Fe2+,且不溶物中有銅;若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,說明鐵粉少,可能并未將Fe3+完全還原,所以可能有Fe3+;若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,說明鐵將Cu2+完全還原,這時一定無Fe3+。5.已知反應:①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2===2A3++2B-;③2B-+Z2===B2+2Z-。根據上述反應,判斷下列結論正確的是( )A.還原性:A2+>B->Z->X2+B.要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,應加入Z2C.X2+是XO的還原產物,B2是B-的還原產物D.在溶液中不可能發生反應:8H++5A2++XO===X2++5A3++4H2O答案 A解析 根據①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O可知,還原性:Z->X2+,氧化性:XO>Z2;根據②2A2++B2===2A3++2B-可知,還原性:A2+>B-,氧化性:B2>A3+;根據③2B-+Z2===B2+2Z-可知,還原性:B->Z-,氧化性:Z2>B2;則還原性:A2+>B->Z->X2+,氧化性:XO>Z2>B2>A3+,A正確。根據氧化性:XO>Z2>B2>A3+,可知要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,應加入B2,B錯誤。X2+是XO的還原產物,B2是B-的氧化產物,C錯誤。氧化性:XO>Z2>B2>A3+,因此在溶液中可能發生反應:8H++5A2++XO===X2++5A3++4H2O,D錯誤。(三)守恒規律及應用6.在酸性條件下,可發生如下反應:ClO+2M3++4H2O===M2O+Cl-+8H+,M2O中M的化合價是( )A.+4 B.+5C.+6 D.+7答案 C解析 離子方程式中,反應前后離子所帶電荷總數相等,即6-1=8-n-1,解得n=2,從而得出M2O中M的化合價為+6價,也可根據得失電子守恒計算。7.(1)在一定條件下,PbO2與Cr3+反應,產物是Cr2O和Pb2+,則Cr3+與PbO2反應的化學計量數之比為________。(2)已知Na2SO3溶液能與K2Cr2O7溶液發生氧化還原反應,且Na2SO3被氧化為Na2SO4,Na2SO3與K2Cr2O7反應的化學計量數之比為3∶1,則鉻元素在還原產物中的化合價為________。答案 (1)2∶3 (2)+3解析 標變價元素的化合價,找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物;找準一個原子或離子的得失電子數(注意化學式中粒子的個數);根據氧化劑個數×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價)=還原劑個數×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價)進行計算。B級 素養培優練8.已知反應6HCl(濃)+KClO3===3Cl2↑+KCl+3H2O,下列說法不正確的是( )A.KClO3是氧化劑B.被氧化與被還原的氯原子的個數比為5∶1C.鹽酸表現還原性和酸性D.用雙線橋表示該反應的電子轉移為答案 D解析 由反應可知,KClO3中Cl元素由+5價降低到0價,則KClO3是氧化劑,A正確; 據該反應可知,被氧化與被還原的氯原子的個數比為5∶1,B正確;該反應中,部分HCl被氧化生成Cl2,部分HCl生成鹽KCl,則鹽酸表現還原性和酸性,C正確;由于該反應為同一元素不同價態的歸中反應,據歸中規律,價態只靠近不交叉,所以雙線橋應為,D錯誤。9.稀硫酸中幾種離子的轉化關系如圖所示。下列說法不正確的是( )A.反應1中氧化劑是Ce4+B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2C.能發生反應:2Mn3++2I-===I2+2Mn2+D.反應2的還原產物為Mn2+答案 B解析 由轉化關系圖可知,反應1為Ce4++Mn2+===Ce3++Mn3+,反應2為Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+,反應3為2Fe3++2I-===2Fe2++I2。反應1中的氧化劑為Ce4+,Mn3+是氧化產物,A正確;氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性,由反應1可知氧化性:Ce4+>Mn3+,由反應2可知氧化性:Mn3+>Fe3+,由反應3可知氧化性:Fe3+>I2,故有氧化性:Ce4+>Mn3+>Fe3+>I2,B錯誤;氧化性:Mn3+>I2,因此可以發生反應:2Mn3++2I-===I2+2Mn2+,C正確;反應2為Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+,還原產物為Mn2+,D正確。10.(2023·日照東港區聯測)已知反應:①Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2;②KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O;③2KBrO3+Cl2===2KClO3+Br2。下列說法不正確的是( )A.氧化性由弱到強的順序為:Br2<Cl2<KClO3<KBrO3B.上述三個反應都是氯元素得電子C.反應②中氧化劑與還原劑的個數之比為1∶5D.反應③中若1個KBrO3參與反應,則還原劑失去5個電子答案 B解析 反應①中氧化劑是氯氣,氧化產物是溴單質,所以氯氣的氧化性大于溴單質,②中氧化劑是KClO3,氧化產物是Cl2,KClO3的氧化性大于Cl2,③中氧化劑是KBrO3,氧化產物是KClO3,所以KBrO3的氧化性大于KClO3,總之,氧化性由弱到強的順序為:Br2<Cl2<KClO3<KBrO3,故A正確;反應②③中氯元素化合價升高,氯元素失電子,故B錯誤;反應②中反應物的6個HCl中只有5個HCl被氧化作還原劑,則氧化劑與還原劑的個數之比為1∶5,故C正確;反應③中,Br元素的化合價降低5價,若1個氧化劑KBrO3參與反應,轉移5個電子,故D正確。11.某一反應體系有反應物和生成物共7種物質:O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、H2O、H2O2、K2SO4。已知該反應中H2O2只發生如下過程:H2O2―→O2,試回答下列問題:(1)該反應中的氧化劑是________。(2)該反應中,發生還原反應的過程是_____________________________________________________________________________________________。(3)該反應中,氧化產物與還原產物的數目之比是________。答案 (1)KMnO4 (2)KMnO4―→MnSO4(3)5∶2解析 由于H2O2發生的變化為H22―→2,H2O2為還原劑,氧化產物為O2,則KMnO4為氧化劑,KO4―→nSO4,發生還原反應,還原產物為MnSO4。每生成1個O2失去2個電子,每生成1個MnSO4,得到5個電子,故氧化產物與還原產物的數目之比為5∶2。12.根據下表信息,解答有關問題。氯氣(Cl2) KMnO4 PbO2有刺激性氣味,呈黃綠色,有毒氣體 易溶于水,溶液呈紫紅色,可用于殺菌消毒 Pb的最高化合價為+4,其穩定化合價為+2,難溶于水,灰色固體(1)上表所列物質通常作氧化劑的是________。(2)取一定量的酸性KMnO4溶液依次進行下列實驗,有關現象記錄如下:滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色。①在配制酸性KMnO4溶液時,能否用鹽酸?________,原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由強到弱的順序為____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根據上述反應能否比較Cl2與H2O2的氧化性強弱?________(填“能”或“不能”)。答案 (1)KMnO4、PbO2、氯氣(Cl2)(2)①不能 KMnO4的氧化性比氯氣的強,可將鹽酸氧化為氯氣②PbO2>KMnO4>H2O2(3)不能解析 (2)②滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生,說明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色,說明Mn2+能與PbO2反應生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,綜上得出氧化性由強到弱的順序是PbO2>KMnO4>H2O2。13.回答下列問題:(1)實驗室制備氧氣可以用加熱高錳酸鉀的方法實現,其發生的反應為2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,其中被還原的元素是________(填元素符號),氧化產物是________(填化學式)。(2)下面三個方法都可以用來制氯氣:①MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O②KClO3+6HCl(濃)===3Cl2↑+KCl+3H2O③KMnO4+HCl(濃)―→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平)根據以上三個反應,回答下列有關問題:a.反應②的離子方程式為_________________________________________________________________________________________________________。b.反應①中,氧化產物與還原產物的質量比為________。c.已知反應④:4HCl+O22Cl2+2H2O(g),該反應也能制得氯氣。則MnO2、O2、KMnO4三種物質氧化性由強到弱的順序為____________________。答案 (1)Mn O2(2)a.ClO+6H++5Cl-===3Cl2↑+3H2Ob.71∶126 c.KMnO4>MnO2>O2解析 (1)反應2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,KMnO4中氧元素的化合價升高,生成O2,KMnO4中錳元素的化合價降低,生成K2MnO4和MnO2,故被還原的元素是Mn,氧化產物是O2。(2)a.KClO3+6HCl(濃)===3Cl2↑+KCl+3H2O反應中,KClO3、HCl和KCl均是易溶性的電解質,拆分為離子,其他寫成分子,改寫成離子方程式為ClO+6H++5Cl-===3Cl2↑+3H2O。b.MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O反應中,MnO2是氧化劑,HCl是還原劑,所以氧化產物與還原產物的質量比為71∶126。c.根據反應①③④可知,③不需要條件,①的反應條件是加熱,④的反應條件是加熱和催化劑,反應條件越簡單的氧化還原反應越容易發生,越容易發生的氧化還原反應中氧化劑的氧化性越強,所以氧化性強弱為KMnO4>MnO2>O2。(共52張PPT)第三節 氧化還原反應第一章 物質及其變化提升課時 氧化還原反應的規律及應用31.能根據氧化還原反應的特征和本質及價態規律預測物質的性質及產物,理解氧化還原反應的基本規律,構建氧化還原反應規律的認知模型,培養證據推理與模型認知的核心素養。2.利用得失電子守恒規律進行簡單的計算。學習目標一、價態規律及應用二、先后規律及應用目錄CONTENTS課后鞏固訓練三、守恒規律及應用一、價態規律及應用對點訓練已知:一、過氧化氫(H2O2)。純過氧化氫是淡藍色的黏稠液體,可與水以任意比例混溶,是一種強氧化劑。H2O2水溶液為無色透明液體,質量分數為3%的H2O2水溶液適用于傷口消毒、環境消毒和食品消毒。H2O2在通常情況下會緩慢分解成水和氧氣,但分解速率極其慢,加快其反應速率的方法是加入二氧化錳等催化劑或用短波射線照射。二、常用含錳元素的物質信息如下:常用含錳元素的物質:KMnO4:可溶于水,溶液顯紫色K2MnO4:可溶于水,溶液顯綠色MnO2:難溶于水,黑色固體MnSO4:可溶于水,溶液無色或顯淺粉色1.H2O2中的O元素的價態為______價,根據價態預測H2O2 ______________________ (填“氧化性”、“還原性”或“既有氧化性又有還原性”),你預測的思路是-1價是氧元素的______價態,既可能升高為0價,也可能降低為-2;可以用化學方程式________________________證明該預測。-1既有氧化性又有還原性中間2H2O2===2H2O+O2↑2.某小組同學分別選用酸性KMnO4溶液、酸性KI溶液與5% H2O2溶液反應以驗證H2O2性質。實驗①利用了酸性高錳酸鉀的性質是__________,該實驗中,證明酸性KMnO4溶液與H2O2溶液反應的現象除了溶液顏色變淺或褪色外,還有的現象是有______產生,理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。強氧化性氣體酸性高錳酸鉀具有強氧化性,與H2O2發生氧化還原反應,H2O2作還原劑,氧元素的化合價升高變為氧氣,高錳酸鉀被還原為Mn2+使溶液顏色變淺或褪色3.檢驗實驗①生成的氣體是氧氣的現象是______________________________________,發生反應的離子方程式是______________________________________________________________。4.實驗②是為了驗證H2O2的________,在反應后的溶液中加入淀粉溶液,可觀察到溶液中的現象是____________,該反應的離子方程式是______________________________________________。實驗①證明H2O2具有還原性,實驗②證明H2O2具有氧化性, H2O2既具有氧化性,也具有還原性。產生的無色氣泡能使帶火星的小木條復燃氧化性溶液變藍色2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O【探究歸納】1.價態高低規律(1)內容:元素在物質中所處的價態決定該元素的氧化性或還原性,一般來說,元素處于最高價態時,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素處于最低價態時,只有還原性(如S2-、Br-等);元素處于中間價態時,既有氧化性又有還原性(如Fe2+、SO2等)。(2)應用:預測物質的氧化性和還原性。2.價態歸中規律(1)含義:含不同價態的同種元素的物質間發生氧化還原反應時,該元素價態的變化一定遵循“高價+低價→中間價”,而不會出現交叉現象。例如,不同價態硫之間可以發生的氧化還原反應是注: ⑤中不會出現H2S轉化為SO2而H2SO4轉化為S的情況,即(2)應用:同種元素的物質間發生氧化還原反應時,氧化產物、還原產物的判斷,電子轉移總數的計算。3.歧化規律(1)內容:氧化還原反應中,有元素化合價升高,必然有元素化合價降低。歧化反應時,某元素的中間價態―→高價態+低價態。如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。(2)應用:判斷反應物和產物中同種元素價態的高低,計算電子轉移的數目。1.下列物質中,按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是( )A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe解析 Al3+處于最高價,只有氧化性;K的化合價只能升高,只有還原性;Fe2+的化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,A正確;Cl-的化合價只能升高,只有還原性,B錯誤;NO2中氮元素化合價既能升高也能降低,既有氧化性又有還原性,Na+的化合價只能降低,只有氧化性,C錯誤;SO2既有氧化性又有還原性,Fe的化合價只能升高,只有還原性,D錯誤。A2.關于反應K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是( )A.K2H3IO6發生氧化反應B.KI是還原產物C.生成4個I2時,轉移7個電子D.還原劑與氧化劑的數目之比為1∶7解析 反應中K2H3IO6中的I元素得電子,化合價降低,發生還原反應,A錯誤;KI既不是氧化產物也不是還原產物,B錯誤;每生成4個I2轉移7個電子,C正確;反應中HI為還原劑,K2H3IO6為氧化劑,在反應中每消耗1個K2H3IO6就有7個HI失電子,則還原劑與氧化劑的數目之比為7∶1,D錯誤。C3.已知在熱的堿性溶液中,NaClO發生如下反應:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發生類似的反應,其最終產物是( )A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4解析 已知反應中氯元素的化合價:+1價升高到+5價和降低到-1價,符合鄰位轉化規律。既然NaClO2也能發生類似的反應,則氯元素的化合價應既有升高,也有降低,A中氯元素化合價均降低,D中氯元素化合價均升高;B、C與題意相符,根據已知反應可知,C中NaClO不是最終產物,故B正確。B二、先后規律及應用對點訓練1.內容(1)同一氧化劑與多種還原劑混合時,還原性強的先被氧化。例如,已知還原性:I->Fe2+>Br-,當把氯氣通入FeBr2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化Fe2+;把氯氣通入FeI2溶液時,氯氣的量不足時首先氧化I-。(2)同一還原劑與多種氧化劑混合時,氧化性強的先被還原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因為氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與Fe3+反應,然后再依次與Cu2+、H+反應。2.應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。1.多種氧化劑和還原劑相遇時,存在“爭先恐后,強者優先”的現象。請預測,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入適量Zn粉,首先置換出來的是( )A.Fe B.H2 C.Mg D.不能確定解析 氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最強的H+發生置換反應,然后再與Fe2+發生置換反應。B2.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應后,有金屬析出,過濾、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則濾液中一定存在( )A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+ C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+解析 在金屬活動性順序中,還原性:Fe>(H)>Cu>Ag,往濾渣中加入稀鹽酸,有無色氣體放出,則說明濾渣中含有鐵,鐵能與硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀,能與硝酸銅反應生成硝酸亞鐵和銅,當有鐵剩余時,說明硝酸銅和硝酸銀全部參加反應,濾液中無硝酸銅和硝酸銀,只有生成的硝酸亞鐵。AB三、守恒規律及應用對點訓練1.內容氧化還原反應中,原子得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,即有關系式:還原劑失電子的總數=氧化劑得電子的總數。元素化合價降低的總數=元素化合價升高的總數。2.應用氧化還原反應方程式的配平,氧化還原反應的相關計算。3.氧化還原反應的計算步驟B2.反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,當有2e-轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是( )A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1解析 在反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中,NO2既做還原劑又做氧化劑,每3個NO2分子發生反應,有2個NO2分子失去電子被氧化為HNO3,有1個NO2分子得到電子被還原成NO,反應過程中轉移2個電子,則當有2e-轉移時,被氧化的物質與被還原的物質的個數比是2∶1。BB解析 由化學方程式可知,反應物MnO2中的Mn元素的化合價為+4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,Cl2與MnCl2的個數之比為1∶1,質量之比為71∶126,B符合題意。課后鞏固訓練B解析 一般情況下元素的化合價處于最高價時只有氧化性,處于最低價時只有還原性,處于中間價時往往既有氧化性又有還原性。AB解析 (1)反應為歧化反應,則Q中氯元素的化合價>G中氯元素的化合價,G中氯元素的化合價必介于Q中氯元素的化合價和-1價之間。同理,由(3)和(1)得氯元素化合價的高低順序為Q>Y>G,由(2)得氯元素化合價的高低順序為X>Q,由(4)和(2)得氯元素化合價的高低順序為X>Z>Q。(二)先后規律及應用4.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入鐵粉,下列說法不正確的是( )A.若鐵粉有剩余,則不溶物中一定有銅B.若鐵粉有剩余,則溶液中的金屬陽離子只有Fe2+C.若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,則溶液中一定無Fe3+D.若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,則溶液中一定有Fe2+,一定無Fe3+C解析 由于氧化性:Fe3+>Cu2+,所以在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入鐵粉,鐵粉先與Fe3+反應,當將Fe3+完全反應后才與Cu2+反應。若鐵粉有剩余,則Fe3+、Cu2+均無,所以溶液中只有Fe2+,且不溶物中有銅;若鐵粉無剩余,且溶液中有Cu2+,說明鐵粉少,可能并未將Fe3+完全還原,所以可能有Fe3+;若鐵粉無剩余,且溶液中無Cu2+,說明鐵將Cu2+完全還原,這時一定無Fe3+。AC2∶3+3解析 標變價元素的化合價,找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物;找準一個原子或離子的得失電子數(注意化學式中粒子的個數);根據氧化劑個數×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價)=還原劑個數×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價)進行計算。D9.稀硫酸中幾種離子的轉化關系如圖所示。下列說法不正確的是( )A.反應1中氧化劑是Ce4+B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2C.能發生反應:2Mn3++2I-===I2+2Mn2+D.反應2的還原產物為Mn2+B解析 由轉化關系圖可知,反應1為Ce4++Mn2+===Ce3++Mn3+,反應2為Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+,反應3為2Fe3++2I-===2Fe2++I2。反應1中的氧化劑為Ce4+,Mn3+是氧化產物,A正確;氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性,由反應1可知氧化性:Ce4+>Mn3+,由反應2可知氧化性:Mn3+>Fe3+,由反應3可知氧化性:Fe3+>I2,故有氧化性:Ce4+>Mn3+>Fe3+>I2,B錯誤;氧化性:Mn3+>I2,因此可以發生反應:2Mn3++2I-===I2+2Mn2+,C正確;反應2為Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+,還原產物為Mn2+,D正確。10.(2023·日照東港區聯測)已知反應:①Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2;②KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O;③2KBrO3+Cl2===2KClO3+Br2。下列說法不正確的是( )A.氧化性由弱到強的順序為:Br2<Cl2<KClO3<KBrO3B.上述三個反應都是氯元素得電子C.反應②中氧化劑與還原劑的個數之比為1∶5D.反應③中若1個KBrO3參與反應,則還原劑失去5個電子B解析 反應①中氧化劑是氯氣,氧化產物是溴單質,所以氯氣的氧化性大于溴單質,②中氧化劑是KClO3,氧化產物是Cl2,KClO3的氧化性大于Cl2,③中氧化劑是KBrO3,氧化產物是KClO3,所以KBrO3的氧化性大于KClO3,總之,氧化性由弱到強的順序為:Br2<Cl2<KClO3<KBrO3,故A正確;反應②③中氯元素化合價升高,氯元素失電子,故B錯誤;反應②中反應物的6個HCl中只有5個HCl被氧化作還原劑,則氧化劑與還原劑的個數之比為1∶5,故C正確;反應③中,Br元素的化合價降低5價,若1個氧化劑KBrO3參與反應,轉移5個電子,故D正確。11.某一反應體系有反應物和生成物共7種物質:O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、H2O、H2O2、K2SO4。已知該反應中H2O2只發生如下過程:H2O2―→O2,試回答下列問題:(1)該反應中的氧化劑是________。(2)該反應中,發生還原反應的過程是_______________________________。(3)該反應中,氧化產物與還原產物的數目之比是________。KMnO4KMnO4―→MnSO45∶212.根據下表信息,解答有關問題。氯氣(Cl2) KMnO4 PbO2有刺激性氣味,呈黃綠色,有毒氣體 易溶于水,溶液呈紫紅色,可用于殺菌消毒 Pb的最高化合價為+4,其穩定化合價為+2,難溶于水,灰色固體(1)上表所列物質通常作氧化劑的是_________________________。(2)取一定量的酸性KMnO4溶液依次進行下列實驗,有關現象記錄如下:滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色。①在配制酸性KMnO4溶液時,能否用鹽酸?________,原因是____________________________________________________________________。②KMnO4、H2O2、PbO2的氧化性由強到弱的順序為________________________。(3)根據上述反應能否比較Cl2與H2O2的氧化性強弱?________(填“能”或“不能”)。KMnO4、PbO2、氯氣(Cl2)不能KMnO4的氧化性比氯氣的強,可將鹽酸氧化為氯氣PbO2>KMnO4>H2O2不能解析 (2)②滴加適量H2O2,紫紅色褪去,并有無色氣泡產生,說明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入適量的PbO2固體,固體溶解,溶液又變為紫紅色,說明Mn2+能與PbO2反應生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,綜上得出氧化性由強到弱的順序是PbO2>KMnO4>H2O2。MnO271∶126KMnO4>MnO2>O2 展開更多...... 收起↑ 資源列表 提升課時3 氧化還原反應的規律及應用 學案.docx 提升課時3 氧化還原反應的規律及應用 教案.docx 提升課時3 氧化還原反應的規律及應用.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫