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2012届高中化学第二轮复习 氧化还原反应 河南省太康县第一高级中学----乔纯杰
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一、氧化还原反应 氧化剂 还原产物 生成物 反应物 还原剂 氧化产物 1 、定义:反应前后元素的化合价发生改变(有电子得失或偏移)的反应;
2 、本质:电子的转移; 3 、表现特征:化合价的升降; 4 、有关概念及其联系。 氧化剂 还原剂 发生还原反应(被还原) 还原产物 (具有氧化性) 得电子(化合价降低) (具有还原性) 发生氧化反应(被氧化) 失电子(化合价升高) 氧化产物 生成物 反应物
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表示方法 失e- e- NaH+ NH3= NaNH2+H2↑ NaH+ NH3= NaNH2+H2↑ 得e- 表示电子转移的方向和数目
(谁给谁,给多少),不跨过等号。 单线桥 表示方法 表示电子转移后的结果(转移 多少,生成什么),跨过等号。 双线桥 失e- e- NaH+ NH3= NaNH2+H2↑ NaH+ NH3= NaNH2+H2↑ 得e-
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二、常见的氧化剂、还原剂 1、常见的氧化剂 (1)活泼的非金属单质,如 O2, X2 等
(2)氧化性含氧酸,如 HNO3 ,浓 H2SO4, HClO 等 (3)高价含氧酸盐,如 KMnO4, K2Cr2O7, KNO3, KClO3 等 (4)某些高价氧化物,如 SO3 , MnO2, NO2 等 (5)某些金属阳离子,如 Ag+, Hg2+, Fe3+等 (6)其它如王水, Na2O2, H2O2 等等。
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2、常见的还原剂 (1)活泼的金属,如 Na , Mg, Al , Zn, Fe 等
(2)含低价元素的化合物,如 H2S , HI, HBr, NH3 等 (3)某些低价态氧化物,如 CO, SO2, NO等 (4)一些低价含氧酸及其盐,如 H2SO3 ,Na2SO3, H2C2O4 等 (5)低价态的金属阳离子,如 Fe2+, Sn2+等 (6)某些非金属单质,如 C , Si , H2 等。
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三、与其它反应类型间的关系 置换反应 √ 电极反应 √ 氧化还原反应 分解反应 化合反应 有机反应 复分解反应 ×
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√ √ × × × √ √ 【练习1】:判断正误 1 、有单质参加的化合反应都是氧化还原反应。 2 、有单质生成的分解反应都是氧化还原反应。
3 、有单质生成的反应都是氧化还原反应。 × 4 、有单质参加的反应都是氧化还原反应。 × 5 、有机反应都不是氧化还原反应。 6 、除同素异形体之间的转化外,有单质参加的 反应都是氧化还原反应。 √ 7 、除同素异形体之间的转化外,有单质生成 的反应都是氧化还原反应。 √
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【练习2】:试判断下列反应是否为氧化还原反应。 若是,请指出氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物,用单线桥标出电子转移情况。
⑴Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO ⑵ 2XeF2 + 2 H2O = O2↑+ 2Xe↑ + 4HF ⑶ NaBH4 + 2 H2O = NaBO2 + 4H2 ↑ ⑷ IBr + H2O = HBr + HIO ⑸ 5PbO2+4H++2Mn2+ = 5Pb2++2MnO4-+2H2O ⑹CH Cl2 → CH3Cl HCl
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四、氧化还原方程式的配平 1、基本方法:化合价升降法(电子得失法)
2、配平原则:化合价升高 (失电子) 总数 =化合价降低 (得电子) 总数。
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【例析】 1. Fe3C+HNO3→Fe(NO3)3+ NO2+CO2+H2O
2. (NH4)2PtCl6 →Pt+ NH4Cl+HCl+N2 3(NH4)2PtCl6 =3 Pt+ 2NH4Cl+16HCl+2N2 3. NH4NO3 → N2+ HNO3+ H2O NH4NO3 = 4 N2+ 2 HNO3+ 9 H2O 4. Pb(N3)3+Cr(MnO4)2 → Cr2O3+MnO2 + Pb3O4 + NO 15 Pb(N3)3+ 44 Cr(MnO4)2 =22 Cr2O3+ 88 MnO2 + 5 Pb3O4+ 90 NO
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【练习3】:配平下列化学反应方程式 【答案】: (1) BrF3+ H2O – HBrO3+ HF+ O2+ Br2
(2) P+ CuSO4+ H2O- Cu3P+ H3PO4+ H2SO4 (3) S+Ca(OH)2--- CaS2O3+ CaSx+ H2O (4) (NH4)2SO4--- N2+ NH3+ SO2 + SO3+ H2O 【答案】: (1) 9BrF3 + 15H2O = 3HBrO3 + 27HF + 3O2↑+ 3Br2 (2) 11P + 15CuSO4+ 24H2O = 5Cu3P+ 6H3PO4 + 15H2SO4 (3) 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 = CaS2O3 + 2CaSx + 3H2O (4)4 (NH4)2SO4 = N2 ↑ + 6NH3 ↑ + 3SO2 ↑ + SO3 + 7H2O
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五、氧化性、还原性强弱的判断 1、依据元素原子得失电子的能力 (1)依据原子结构判断:
一般而言,原子的半径越大,最外层电子数越少,则该原子的单质越易失电子,还原性强,但其阳离子的氧化性弱;原子的半径越小,最外层电子数越多,则该原子的单质越易得电子,氧化性强,但其阴离子的还原性弱; 如:还原性:Na Mg Al, Cl- Br- I- 氧化性:Na+ Mg2+ Al3+,Cl2 Br2 I2 〉 〉 〈 〈 〈 〈 〉 〉
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F O Cl Br S (2)根据元素金属性(或金属活动顺序表)或非金属性相对强弱进行判断
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb ( H ) Cu Hg Ag Pt Au 单质的还原性逐渐减弱,对应阳离子的氧化性逐渐增强 F O Cl Br S 原子的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强
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(3)根据被氧化或被还原的程度不同进行判断
2 Cu+ S= Cu2S 如: Cu+ Cl2= CuCl2 △ △ 【注意】:判断物质的氧化性或还原性强弱是依据电子转移的难易,而不是电子转移多少。 如: Cu+4 HNO3 (浓)= Cu(NO3)2+2 NO2 ↑+2 H2O 3 Cu+ 8HNO3(稀)= Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O 氧化性:浓硝酸>稀硝酸
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2、依据反应方向判断 氧化剂 +还原剂 = 还原产物 +氧化产物 总有:氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物
如: MnO2+4 HCl= MnCl2+Cl2 ↑+2 H2O 氧化性: MnO2 > Cl2 ;还原性: HCl > MnCl2 我们可以依据反应方向判断氧化性、还原性强弱;同样可以由已知氧化性、还原性强弱,推断反应方向,只有符合强变弱律的反应才能进行。
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3、依据反应条件判断 (1)浓度: 一般来说,溶液浓度越大,氧化性(或还原性)就越强 【氧化性】:浓硝酸>稀硝酸,浓硫酸>稀硫酸
【还原性】:浓盐酸>稀盐酸。 (2)酸碱性:一般来说,酸性越强,氧化剂的氧化性就越强。 如:KMnO4(H+)> KMnO4(中性) > KMnO4(OH-) Mn2+ MnO2 K2MnO4 又如: KNO3 如在溶液中只有在酸性条件下才有氧化性
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(3)温度:不同氧化剂(或还原剂)与同种还原剂(或氧化剂)反应,温度要求越高,则其氧化性(或还原性)就越弱。
如:2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 5Cl2 ↑+ 8H2O MnO2 + 4HCl == MnCl2 + 2H2O + Cl2 ↑ △ ●氧化性: KMnO4 > MnO2
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4、其它方面 (1)相同条件下反应的激烈程度 (2)电解池中电极反应的先后 (3)组成原电池时的正负极
(4)得失相同数目的电子时放出或吸收热量的多少 (5)元素有变价时价态的高低: 通常价态越高氧化性越强,价态越低还原性越强。 【注意】 氧化、还原能力还与物质的稳定性有关。氧化性的例外: HClO>HClO4; H2SO3>H2SO4(稀)
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六、氧化还原反应的规律 1 、氧化还原统一律 2 、得失电子相等律
在同一反应中,有物质被氧化,一定有物质被还原,反之氧化与还原一定同时存在,不可分开,它们是一对矛盾的对立统一体,相互以对方为存在条件。 2 、得失电子相等律 在同一氧化还原反应中,氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数一定相等(或者说化合价升高与降低的总数一定相等)。这是化合价升降法配平氧化还原反应方程式的原则,也是一切有关氧化还原计算的基础。
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3 、强变弱律 氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物 氧化性: 氧化剂>氧化产物 还原性: 还原剂>还原产物 得e-、价降低、被还原
氧化性: 氧化剂>氧化产物 还原性: 还原剂>还原产物
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氧化性增强 F2 Cl2 Br2 I2 F - Cl - Br - I- 还原性减弱 还原性增强
K Ca Na Mg Al Zn Fe H Cu Ag K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ H+ Cu 2+ Ag+ 氧化性减弱
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H2S+ H2SO4=S↓+SO2 ↑ + 2H2O √ 6HCl+ KClO3= KCl+3Cl2 ↑ + 3H2O 4 、归中律
有变价的元素,其不同价态的原子间发生氧化还原反应时,化合价都往中间靠拢,但决不会超过中线而交叉,最多变成同一价态。 H2S+ H2SO4=S↓+SO2 ↑ + 2H2O 失2e- 得2e- 6HCl+ KClO3= KCl+3Cl2 ↑ + 3H2O 失5e- 得5e- √
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如:2Na2O2+2CO2==2Na2CO2+O2↑ 5 、歧化律
同种元素同一价态的原子间发生氧化还原反应,若一部分原子失电子使化合价升高,必然有另一部分原子得电子使化合价降低。 如:2Na2O2+2CO2==2Na2CO2+O2↑ 失2×e- 得2×e-
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6 、先强后弱律 7 、高价氧化性,低价还原性,中间价两性
一种氧化剂氧化几种还原剂时,总是先氧化还原性强的,之后再氧化还原性弱的。几种氧化剂氧化同一种还原剂时,总是氧化性最强的先得电子,之后才是次强的得电子,依此类推。如, FeBr2 与Cl2 反应时,先氧化 Fe2+,再氧化 Br-,两者比例不同产物不同,方程式的写法也不同。 7 、高价氧化性,低价还原性,中间价两性 有变价的元素,其最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,而中间价态则既有氧化性又有还原性。
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S ------- S ------- S --------S
+6 +4 -2 只有还原性 只有氧化性 既有氧化性又有还原性 8 、价态相邻共存律 同种元素的原子,其高价态的虽然有强氧化性,低价态的虽然有强还原性,但如果它们之间无中间价态,则相互之间并不反应,可以共存。如,浓硫酸虽然有强氧化性, SO2 虽然有强还原性,但由于它们之间无中间价的化合物,浓硫酸与 SO2 不反应,实验室常用浓硫酸干燥 SO2 。
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9 、强度与温度、浓度等有关 同一氧化剂,其氧化性强弱与温度、浓度、酸度等有关同一还原剂,其还原性强弱也与温度、浓度等有关。
H2SO4 与 Cu 反应,要用浓酸且要加热;二氧化锰与盐酸反应也同样。 KMnO4, K2Cr2O7 等在酸性环境中氧化性最强。
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七、氧化还原反应的有关计算(电子得失守恒)
例1、0.3 molCu2S 与足量的硝酸反应,生成硝酸铜,硫酸、一氧化氮和水,则参加反应的硝酸中被还原的硝酸物质的量为( ) A.0.9 mol B.1 mol C.1.2 mol D.2.2 mol B 【解析】:根据得失电子守恒,Cu2S失电子总数n = 0.3 ×(2+8)=3 mol ,故硝酸被还原 1 mol 。
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例 2、硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知 25.0 ml 0.100 mol.L-1 Na2S2O3 溶液恰好把 224 ml (标准状况下)
Cl2 完全转化为 Cl -,则 S2O32 -将转化为( ) A.S2 - B .S C. SO32 - D.SO42 - D 【解析】:据题意, Cl2 与 S2O32 -反应, Cl2 作氧化剂, S2O32 -作还原剂,设反应后 S 最终价态为 X,有: 0.224/22.4 × 2 =0.100 × ×(X - 2) × 2 解得: X=6
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谢谢!
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【设计说明】 为2012届高三学生第二轮复习提供学习思路和方法,紧密联系高考,讲练结合,总结规律,提升能力。
在使用过程中,本课件也需要取舍。根据学生的水平更换练习内容。
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