化学第二章 化学物质及其变化 第9讲 氧化还原反应规律的应用.ppt
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1、第9讲氧化还原反应规律的应用第二章化学物质及其变化考纲要求1.掌握常见氧化还原反应方程式的配平。2.掌握常见氧化还原反应的相关计算。3.理解质量守恒定律。考点二电子守恒思想在化学计算中的应用探究高考明确考向内容索引考点一氧化还原反应的基本规律课时作业考点三氧化还原反应方程式的书写与配平微专题9整合有效信息书写氧化还原方程式氧化还原反应的基本规律考点一知识梳理1.价态规律价态规律(1)升降规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。(2)价态归中规律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”。
2、例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是注:注:中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。(3)歧化反应规律“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:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。2.强弱规律强弱规律自发进行的氧化还原反应,一般遵循强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,即“由强制弱”。3.先后规律先后规律(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2Br,所以Fe2先与Cl2反应。(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在
3、含有Fe3、Cu2、H的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3Cu2H,所以铁粉先与Fe3反应,然后依次为Cu2、H。4.电子守恒规律电子守恒规律氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。正误判断 辨析易错易混辨析易错易混电子转移数目的判断(1)()(2)()答案(3)()(4)()答案电子转移数目的计算(1)根据反应KClO36HCl=3Cl2KCl3H2O可知,每生成3 mol Cl2转移_ mol e;深度思考 提升思维能力提升思维能力答案5解解析析反应属于自身氧化还原反应,生成物3个Cl2分子中,有1个Cl原子来源于KClO3,另外5个Cl原子来源于HCl,所以每生成3 mol
4、Cl2转移电子5 mol。解析(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2,每产生1 mol氧气转移_ mol e;答案2解析解析Na2O2中的氧由1到2、0价,故每生成1 mol O2转移2 mol e。解析(3)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应:4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)3O28Na,每4 mol Na2O2发生反应转移_mol e。解解析析化合价升高总数:4Fe24Fe3,化合价升高4,对于4 mol Na2O2,其中1 mol Na2O2中的氧由1到0价,化合价升高2,总数为6;化合价降低总数:3 mol Na2O2中的氧由1到2价,降低总数为6,所以每4 m
5、ol Na2O2发生反应转移6 mol电子。6解题探究答案解析题组一价态规律、对立统一思想应用题组一价态规律、对立统一思想应用1.(价 态 规 律)已 知 在 热 的 碱 性 溶 液 中,NaClO发 生 如 下 反 应:3NaClO=2NaClNaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是 A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO42.(对立统一思想)(2018黑龙江实验中学检测)在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为3Sn22H3AsO36H18Cl=2As6M。关于该反应的说法中正
6、确的组合是 氧化剂是H3AsO3还原性:ClAs每生成1 mol As,反应中转移电子的物质的量为3 molM为OH答案解析A.B.C.D.只有题组二氧化还原反应的竞争题组二氧化还原反应的竞争(先后规律的应用先后规律的应用)3.现有下列三个氧化还原反应:2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O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答案解析4.(2018淮北高三联考)向含有Fe2、I、Br的溶液中通入
7、适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。下列有关说法不正确的是A.线段BC代表Fe3物质的量的变化情况B.原混合溶液中c(FeBr2)6 molL1C.当通入Cl2 2 mol时,溶液中已发生的离子 反应可表示为2Fe22I2Cl2=2Fe3 I24ClD.原溶液中n(Fe2)n(I)n(Br)213答案解析题组三氧化还原反应的推理分析题组三氧化还原反应的推理分析5.(2017仙游一中月考)已知NH4CuSO3与足量的3 molL1硫酸混合微热,产生下列现象:有红色金属生成;产生有刺激性气味的气体;溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是 A.反应中硫酸作氧化剂B.NH4CuSO3中硫
8、元素被氧化C.有刺激性气味的气体是氨气D.1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子答案解析D.实验证明H2O2既有氧化性又有还原性6.已知下列实验事实:Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉-KI溶液中,溶液变蓝;向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得K2Cr2O7溶液。下列判断不正确的是 A.化合物KCrO2中Cr为3价B.实验证明Cr2O3是两性氧化物答案解析D.反应中转移电子的物质的量是0.21 molA.苛性钾溶液中KOH的物质的量是0.09 mol7.(2017温州中学期末
9、)将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO和 两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化示意图如右图所示。下列说法正确的是 答案解析电子守恒思想在化学计算中的应用考点二知识梳理1.对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。2.守恒法解题的思维流程(1)找出氧化剂、还原剂及相应
10、的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。解题探究答案解析题组一两元素之间得失电子守恒问题题组一两元素之间得失电子守恒问题1.(2017河南省实验中学月考)现有24 mL浓度为0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 molL1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为 A.2 B.3C.4 D.5答案解
11、析2.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为116,则x的值为 A.2 B.3 C.4 D.5解析解析本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。题组二多元素之间得失电子守恒问题题组二多元素之间得失电子守恒问题3.在反应3BrF35H2O=9HFBr2HBrO3O2中,若有5 mol H2O参加反应,被水还原的溴为 答案解析4.在PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反应中,7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为_mol。生成1 mol Cu3P时,参加反应的P
12、的物质的量为_mol。答案解析1.52.2题组三多步反应得失电子守恒问题题组三多步反应得失电子守恒问题有的试题反应过程多,涉及的氧化还原反应也多,数量关系较为复杂,若用常规方法求解比较困难,若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还原反应,要理清具体的反应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。5.(2018伊犁质检)取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算到标准状态),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为1
13、7.02 g。则x等于 A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44答案解析6.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 molL1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是 A.60 mL B.45 mLC.30 mL D.15 mL答案解析氧化还原反应方程式的书写与配平考点三知识梳理1.氧化还原方程式配平的基本原则氧化还原方程式配平的基本原则2.氧化还原方程式配平的一般步骤氧化还原方程式配平的一般步骤示例示例配平
14、化学方程式:H2SHNO3SNOH2O分析分析配平步骤如下失去2e得到(52)e第三步:求总数,从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。失去2e3得到3e2故H2S的化学计量数为3,HNO3的化学计量数为2。第四步:配系数,先配平变价元素,再利用原子守恒配平其他元素。3H2S2HNO3=3S2NO4H2O第五步:查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用O原子守恒来进行验证。解题探究答案1.正向配平类(1)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O(2)_ _H_Cl=_Mn2_Cl2_H2O2.逆向配平类(1)_S_KOH=_K2S_K2SO3_H2O(2)
15、_P4_KOH_H2O=_K3PO4_PH33.缺项配平类(1)_ClO_Fe(OH)3_=_Cl_ _H2O(2)_ _H2O2_=_Mn2_O2_H2O5 1 3 3 3 32 16 10 2 5 83 6 2 1 32 9 3 3 53 2 4OH 3 2 52 5 6H 2 5 8答案解析4.某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al2O3、C、N2、AlN、CO。请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。解解析析根据氮元素、碳元素的化合价变化,N2是氧化剂,C是还原剂,AlN为还原产物,CO为氧化产物。Al2O3 3C N2 2 3CO5.(2
16、017湖南百所中学阶段性诊断)硫的多种化合物在工业中有重要的应用。(1)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)又称保险粉,是最适合木浆造纸的漂白剂,其水溶液性质不稳定,有极强的还原性。Na2S2O4中S元素的化合价为_。答案3Na2S2O4暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质,发生反应时,当氧化剂和还原剂的物质的量之比为12时,产物为_(填化学式)。答案解析NaHSO3解解析析根据题中信息可知,氧化剂是O2,还原剂是Na2S2O4,又知氧化剂和还原剂的物质的量之比为12,若设Na2S2O4被氧化后硫的化合价为x价,则根据得失电子守恒有14(x3)22,解得x4,又有水蒸气参与反应,所以产物为NaHSO
17、3。将甲酸和NaOH溶液混合,再通入SO2气体,会得到保险粉,此时甲酸被氧化为CO2。该反应的化学方程式为_。答案HCOOH2SO22NaOH=Na2S2O4CO22H2O(2)铬会造成环境污染。某酸性废水中含有 ,处理时可用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将 转化为毒性较低的Cr3,再调节pH至8,使铬元素沉降,分离出污泥后测得废水中Cr3浓度为0.52 mgL1,达到排放标准。Na2S2O5参加反应的离子方程式为_。答案解析处理后的废水中Cr3的物质的量浓度为_molL1。答案解析1105解题技巧解题技巧配平的基本技能配平的基本技能(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从
18、左边反应物着手配平。(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。整合有效信息书写氧化还原方程式微专题9“四步法四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写突破新情景下氧化还原方程式的书写示示例例KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应,生成Mn2和CO2,该反应的离子方程式是_。分分析析第一步:依题意
19、,锰元素的化合价降低,故KMnO4是氧化剂,Mn2是还原产物;碳元素的化合价升高,故Na2C2O4(碳元素化合价为3价)是还原剂,CO2是氧化产物。专题训练专题训练1.按要求完成下列方程式。(1)已知在酸性介质中FeSO4能将6价铬还原成3价铬。写出 与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:_。(2)用NaClONaOH溶液氧化AgNO3,制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式:_。(3)温度高于200 时,硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为41),写出该反应的化学方程式:_。答案123=2Cr36Fe37H2O2AgClO2OH=Ag2O2ClH2O(4)生产硫
20、化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)碳粉还原法,若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生反应的化学方程式:_。(5)H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:_。答案2P43Ba(OH)26H2O=3Ba(H2PO2)22PH31232.根据下列各图示信息,完成有关方程式:(1)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:答案反应的化学方程式:_。SO2I22H2O=H2SO4
21、2HI123(2)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。答案右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式:_。123答案(3)2016北京理综,27(1)(2)改编以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:()过程中,在Fe2催化下,Pb和PbO2反应生成
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