氧化还原反应(二) 氧化性、还原性强弱规律
1.氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e===Na,Al-3e===Al3,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。 从元素的价态考虑:
最高价态——只有氧化性,如:Fe3、浓H2SO4、KMnO4等; 最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl、S2等; 中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2、S、Cl2等。 2.氧化性、还原性强弱的比较方法 (1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===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。
技巧点拨:从规律看都是剂大于产物,所以平时具体做题比较强弱的时候,记住一点就行,在同个化学反应方程式中,左边的大于右边 (2)根据反应条件和产物价态高低进行判断
①与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应,Mg与热水反应,Al与水加热反应也不明显,所以还原性:Na>Mg>Al;非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应,F2与H2暗处剧烈反应并爆炸,Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸,Br2与H2加热到500 ℃才能发生反应,I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:一般条件越低,氧化剂的氧化性越强,如:MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态不相同,可根据氧化产物的价态高低进行判断:氧化产物的价态越高,则氧化剂的氧化性越强,如:2Fe+3Cl2=====2FeCl3, Fe+S=====FeS,则氧化性:Cl2>S。
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归纳总结
根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3,还原性:浓HCl>稀HCl。
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。 3.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。 例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。 4.歧化反应规律思维模型 “中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 5.具体应用技巧
(1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。 技巧点拨:
熟记常见物质氧化性、还原性顺序
(1)氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3>I2>S
??HNO3??
?>Fe3+ (2)氧化性:?
?浓H2SO4???
+
(3)还原性:Cl
--
+-
??SO2+H2O????H2S?? ???<- -22?或S???或SO3???? 易错陷进判断 (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应(√) (2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性(×) (3)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼(×) (4)难失电子的物质一定易得电子(×) (5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性(×) (6)MnO2不与稀盐酸反应是因为H浓度小(×) 基础巩固: 物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2与NaOH溶液 ⑥Fe与HNO3溶液 ⑦Fe与H2SO4溶液 ⑧Na与O2 (1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________(填序号,下同)。 (2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是______________________________________。 (3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。 答案 (1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④ 解析 ⑥Fe和浓HNO3常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀HNO3反应,HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。 专项拓展训练: 1.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生: ①Tl3+2Ag===Tl+2Ag,②Ag+Fe2===Ag+Fe3,③Fe+2Fe3===3Fe2,下列离子氧化性比较顺序正确的是( ) A.Tl3>Fe3>Ag C.Tl>Ag>Fe2 + + + + + + + + + + + + + + + B.Fe3>Ag>Tl3 D.Tl3>Ag>Fe3 - + + + +++ 2.碘元素在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。已知淀粉遇碘单质变蓝,下列说法中正确的是( ) A.向含I的溶液中通入过量Cl2,所得溶液加入淀粉溶液一定变蓝 B.途径Ⅱ中若生成1 mol I2,则转移5 mol e C.氧化性的强弱顺序为IO3>Cl2>I2 D.一定条件下,I与IO3可能生成I2 3.现有下列三个氧化还原反应: ①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2===2FeCl3 - - - - - ③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若某溶液中含有Fe2、Cl和I,要除去I而不氧化Fe2和Cl,可以加入的试剂是( ) A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl 4.往含Fe3、H、NO3的混合液中加入少量SO23,充分反应后,下列表示该反应的离子方程式正确的是( ) 22A.2Fe3+SO23+H2O===2Fe+SO4+2H + - + - + + + - - + - - - + - B.2H+SO23===H2O+SO2↑ 2C.2H+2NO3+3SO23===3SO4+2NO↑+H2O + - - - +- D.2Fe3+3SO23+3H2O===2Fe(OH)3↓+3SO2↑ 5.已知:还原性HSO3>I,氧化性IO3>I2,在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法正确的是( ) - - - +- A.0~a间发生反应:3HSO3+IO3===3SO24+I+3H和IO3+6H+5I===3H2O+3I2 B.a~b间共消耗NaHSO3的物质的量为3.2 mol C.b~c间发生的反应中I2仅是氧化产物 D.当溶液中I与I2的物质的量之比为5∶2时,加入的KIO3为1.08 mol 6.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平): ①G―→Q+NaCl ②Q+H2O――→X+H2 ③Y+NaOH―→G+Q+H2O ④Z+NaOH―→Q+X+H2O 这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是( ) A.G、Y、Q、Z、X C.X、Z、Q、Y、G B.X、Z、Q、G、Y D.G、Q、Y、Z、X 电解 - - - - - + - + - 7.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH―→KX+KY(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KX―→KY+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( ) A.+1 B.+3 C.+5 D.+7 8.LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH4+2H2O===LiAlO2+4H2↑。下列说法中正确的是( ) A.氢气既是氧化产物又是还原产物 B.LiAlH4既是氧化剂又是还原剂 C.若生成标准状况下4.48 L H2,则转移0.4 mol电子 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1 9.下列除杂试剂选用正确且除杂过程及氧化还原反应的是( ) 选项 A B C D 10. 下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( ) A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 11.反应8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( ) A.2∶3 B.8∶3 C.6∶3 D.3∶2 12..已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应Ⅰ:Pb3O4+4H===PbO2+2Pb2+2H2O;PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ:5PbO2+2Mn2+4H+5SO24===2MnO4+5PbSO4+2H2O。下列推断正确的是( ) A.由反应Ⅰ可知,Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为1∶2 B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:HNO3>PbO2>MnO4 C.Pb可与稀硝酸发生反应:3Pb+16HNO3===3Pb(NO3)4+4NO↑+8H2O D.Pb3O4可与盐酸发生反应:Pb3O4+8HCl===3PbCl2+4H2O+Cl2↑ 13.(1)根据反应KClO3+6HCl(浓)===3Cl2↑+KCl+3H2O可知,每生成3 mol Cl2转移_________ mol e。 (2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,每产生1 mol氧气转移________ mol e。 (3)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应: 4Fe2+4Na2O2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na,每4 mol Na2O2发生反应转移________mol e。 - + + - - - + + - - + + 物质(括号内为杂质) FeCl2溶液(FeCl3) NaCl溶液(MgCl2) Cl2(HCl) CO(CO2) 除杂试剂 Fe粉 NaOH溶液、稀HCl 饱和NaCl溶液、浓H2SO4 NaOH溶液、无水CaCl2