高三化學(xué) 1_3 氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)
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氧化還原反應(yīng) 〖復(fù)習(xí)目標(biāo)〗 (1)理解、掌握氧化還原反應(yīng)有關(guān)概念、本質(zhì)和特征。 (2)能比較與判斷氧化性或還原性強(qiáng)弱。 (3)能判斷氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 (4)能配平氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。 〖教學(xué)重點(diǎn)〗氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及計(jì)算。 〖教學(xué)難點(diǎn)〗氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及計(jì)算。 〖教學(xué)過程〗 考點(diǎn)一、氧化還原反應(yīng)的基本概念及特征 【知識(shí)精講】 1、氧化還原反應(yīng)的基本概念及關(guān)系 2、氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系 3、電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目 (1)氧化還原反應(yīng)的特征:化學(xué)反應(yīng)前后化合價(jià)發(fā)生了變化 氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì):化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移 (2)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法 ①單線橋法 表示氧化劑與還原劑之間電子轉(zhuǎn)移的方向和總數(shù)。 ne- 還原劑+氧化劑===氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 【注意事項(xiàng)】:a.箭頭必須由還原劑中失電子的元素指向氧化劑中得電子的元素 b.箭頭方向表示電子轉(zhuǎn)移的方向 c.在“橋”上標(biāo)明轉(zhuǎn)移的是電子總數(shù) ②雙線橋法 表示氧化劑及其還原產(chǎn)物、還原劑及其氧化產(chǎn)物之間電子轉(zhuǎn)移情況。 【注意事項(xiàng)】:a.箭頭必須由反應(yīng)物指向生成物,且兩端對(duì)準(zhǔn)同種元素。 b.箭頭方向不代表電子轉(zhuǎn)移方向,僅表示電子轉(zhuǎn)移前后的變化。 c.在“橋”上標(biāo)明電子的“得”與“失”,且得失電子總數(shù)應(yīng)相等。 4、氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷方法 (1)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序來判斷: 一般來說,越活潑的金屬,失電子氧化成金屬陽離子越容易,其陽離子得電子還原成金屬單質(zhì)越難,氧化性越弱;反之,越不活潑的金屬,失電子氧化成金屬陽離子越難,其陽離子得電子還原成金屬單質(zhì)越容易,氧化性越強(qiáng)。 (2)根據(jù)非金屬活動(dòng)性順序來判斷: 一般來說,越活潑的非金屬,得到電子還原成非金屬陰離子越容易,其陰離子失電子氧化成單質(zhì)越難,還原性越弱。 (3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)發(fā)生的規(guī)律來判斷: 氧化還原反應(yīng)可用如下式子表示: 規(guī)律:氧化性:氧化劑的氧化性>氧化產(chǎn)物的氧化性 還原性:還原劑的還原性>還原產(chǎn)物的還原性 (4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件來判斷: 如:Mn02+4HCl(濃) MnCl2+C12↑+2H20 2KMn04+16HCl(濃)=2MnCl2+5C12↑+8H2O 后者比前者容易(不需要加熱),可判斷氧化性 KMn04>Mn02 (5)根據(jù)反應(yīng)速率的大小來判斷: 如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4(快), 2H2SO3+O2=2H2SO4(慢),2SO2+O22SO3, 其還原性: Na2SO4>H2SO3>SO2 (6)根據(jù)被氧化或被還原的程度來判斷: 如:Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S,即氧化性:Cl2>S。 (7)根據(jù)原電池的正負(fù)極來判斷: 在原電池中,作負(fù)極的金屬的還原性一般比作正極金屬的還原性強(qiáng)。 (8)根據(jù)電解池中溶液里陰、陽離子在兩極放電順序來判斷。 如:Cl-失去電子的能力強(qiáng)于OH-,還原性:Cl->OH-。 (9)根據(jù)元素在周期表中位置判斷: ①對(duì)同一周期金屬而言,從左到右其金屬活潑性依次減弱。如Na、Mg、A1金屬性依次減弱,其還原性也依次減弱。 ②對(duì)同主族的金屬而言,從上到下其金屬活潑性依次增強(qiáng)。如Li、Na、K、Rb、Cs金屬活潑性依次增強(qiáng),其還原性也依次增強(qiáng)。 ③對(duì)同主族的非金屬而言,從上到下其非金屬活潑性依次減弱。如F、Cl、Br、I非金屬活潑性依次減弱,其氧化性也依次減弱。 (10)根據(jù)(氧化劑、還原劑)元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行判斷: 元素處于最高價(jià)只有氧化性,最低價(jià)只有還原性,處于中間價(jià)態(tài)既有氧化又有還原性。 一般來說,同種元素價(jià)越高,氧化性越強(qiáng);價(jià)越低還原性越強(qiáng)。如氧化性:Fe3+>Fe2+>Fe, S(+6價(jià))>S(+4價(jià))等,還原性:H2S>S>SO2,但是,氧化性:HClO4< HClO3< HClO2< HClO。 【注意】①物質(zhì)的氧化性、還原性不是一成不變的。同一物質(zhì)在不同的條件下,其氧化能力或還原能力會(huì)有所不同。如:氧化性:HNO3(濃)>HNO3(?。?;Cu與濃H2SO4常溫下不反應(yīng),加熱條件下反應(yīng);KMnO4在酸性條件下的氧化性比在中性、堿性條件下強(qiáng)。 ②原子的氧化性一般都強(qiáng)于分子的氧化性。如:氧化性F>F2、Cl>Cl2、O>O2等。 【方法精講】 1、氧化還原反應(yīng)的概念辨析 氧化還原反應(yīng)及相關(guān)概念,通過整體,關(guān)注發(fā)生過程的方法進(jìn)行掌握,關(guān)鍵是對(duì)分析化合價(jià)。 ①先標(biāo)出熟悉元素的化合價(jià),再根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零的原則求解其他元素的化合價(jià)。 ②個(gè)別非金屬元素的化合物中元素的價(jià)態(tài)是正還是負(fù),取決于非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。如:Si3N4中Si顯+4價(jià),N顯-3價(jià)。 2、氧化還原反應(yīng)中氧化性、還原性比較及應(yīng)用 物質(zhì)的氧化性、還原性的強(qiáng)弱只與得失電子的難易有關(guān),與得失電子的多少無關(guān)。在判斷時(shí)要注意與相關(guān)概念的聯(lián)系。 ①元素金屬性、非金屬性與物質(zhì)的還原性、氧化性之間既有區(qū)別又有聯(lián)系,并不是元素的價(jià)態(tài)越高,其氧化能力就越強(qiáng)。物質(zhì)的氧化性還與物質(zhì)的穩(wěn)定性有關(guān),如在氯的含氧酸中,HClO的氧化性最強(qiáng),穩(wěn)定性最差。 ②氧化性、還原性強(qiáng)弱取決于元素的原子得失電子的難易,與得失電子數(shù)目無關(guān),如Na原子只能失1個(gè)電子,Al原子可失3個(gè)電子,但還原性Na>Al。 ③不能依據(jù)氧化劑或還原劑自身化合價(jià)的變化值的大小說明氧化性或還原性的強(qiáng)弱。 如3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O和Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O中 氧化性:濃HNO3>稀HNO3。 【典例精講】 【例1】工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeOCr2O3)、碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉(Na2Cr2O72H2O),其主要反應(yīng)為: ⑴4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 ⑵2Na2CrO4+H2SO4Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O 下列說法中正確的是 ( ) A.反應(yīng)⑴和⑵均為氧化還原反應(yīng) B.反應(yīng)⑴的氧化劑是O2,還原劑是FeOCr2O3 C.高溫下,O2的氧化性大于Fe2O3小于Na2CrO4 D.生成1mol的Na2Cr2O7時(shí)共轉(zhuǎn)移5mol電子 【答案】B 【解析】A、反應(yīng)(2)中各元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后未發(fā)生變化,所以不是氧化還原反應(yīng),錯(cuò)誤;B、反應(yīng)(1)中,氧氣中O元素的化合價(jià)降低到-2價(jià),作氧化劑,F(xiàn)eOCr2O3中Fe、Cr的化合價(jià)均升高,作還原劑,正確;C、因?yàn)檠鯕馐茄趸瘎?,F(xiàn)e2O3和Na2CrO4是氧化產(chǎn)物,則氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,所以氧氣的氧化性大于Fe2O3和Na2CrO4,錯(cuò)誤;D、生成1mol的Na2Cr2O7時(shí),消耗2mol Na2CrO4,而反應(yīng)(1)中,則消耗氧氣的物質(zhì)的量是27/8mol=7/4mol,1mol氧氣參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移4mol電子,所以生成1mol的Na2Cr2O7時(shí)共轉(zhuǎn)移7mol電子,錯(cuò)誤,答案選B。 【例2】金屬鎂汽車劇烈碰撞時(shí),安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多7mol,則下列判斷正確的是 ( ) A.生成224LN2(標(biāo)準(zhǔn)狀況) B.有1molKNO3被氧化 C.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol D.被氧化的N原子的物質(zhì)的量為15mol 【答案】D 【解析】根據(jù)方程式可知硝酸鉀中氮元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到0價(jià),氮化鈉中氮元素的化合價(jià)從-1/3升高到0價(jià),因此氮?dú)饧仁茄趸a(chǎn)物,也是還原產(chǎn)物,且氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是15:1。因此如果氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多7mol,則生成物氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是8mol,所以氧化產(chǎn)物是7.5mol,還原產(chǎn)物是0.5mol,A、根據(jù)以上分析可知氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是22.4L/mol8mol,A錯(cuò)誤;B、有1molKNO3被還原,B錯(cuò)誤;C、轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol,C錯(cuò)誤;D、氧化產(chǎn)物是7.5mol,則被氧化的N原子的物質(zhì)的量為15mol,D正確,答案選D。 【例3】】根據(jù)下列方程式:①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ;②HClO+HCl=Cl2+H2O ;③2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;④Fe+Cu2+=Fe2++Cu,判斷下列各組物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱順序正確的是 ( ) A.Fe3+>HClO>Cl2>Fe2+>Cu2+ B.HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+ C.Cl2>HClO>Fe3+>Cu2+>Fe2+ D.HClO>Fe3+>Cl2>Cu2+>Fe2+ 【答案】B 【解析】此題看起來很復(fù)雜,但問題解決起來卻非常簡單,所依據(jù)的規(guī)律就是常說的“強(qiáng)制弱”規(guī)律。所謂的“強(qiáng)制弱”規(guī)律,指的是氧化性(還原性)強(qiáng)的物質(zhì)可以把還原性(氧化性)弱的物質(zhì)制出來,具體到某一個(gè)特定反應(yīng)中的意思是說,具有氧化性的氧化劑(還原性的還原劑)可以把具有氧化性的生成物(還原性的生成物)制出來。由⑴可知,Cl2氧化性強(qiáng)于Fe3+,即Cl2>Fe3+,由⑵可知,HClO>Cl2,由⑶可知,F(xiàn)e3+>Cu2+,由⑷可知,Cu2+>Fe2+。 【考題精練】 1.制備氰氨基化鈣的化學(xué)方程式為:CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑,在反應(yīng)中 ( ) A.氫元素被氧化,碳元素被還原 B.HCN是氧化劑,CaCO3是還原劑 C.Ca(CN)2是氧化產(chǎn)物,H2是還原產(chǎn)物 D.CO為氧化產(chǎn)物,H2為還原產(chǎn)物 【答案】C 【解析】該題的最關(guān)鍵一點(diǎn)是分析各元素的化合價(jià),難點(diǎn)是碳元素在HCN和CaCN2中的化合價(jià),從反應(yīng)物CaCO3到生成物CO2,碳的化合價(jià)均為+4價(jià),沒有改變,再從生成物H2分析發(fā)現(xiàn)氫的化合價(jià)降低,顯然HCN中氫得電子,HCN是氧化劑,而CaCO3中的各元素均無化合價(jià)變化,而還原劑也必是HCN,其中的碳元素也一定被氧化,在HCN中碳為+2價(jià),CO中的碳也為+2價(jià),則Ca(CN)2中碳為+4價(jià),故CaCN2為氧化產(chǎn)物。 2.下列敘述中正確的是 ( ) A.含最高價(jià)元素的化合物,一定具有強(qiáng)氧化性 B.陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性 C.失電子越多,還原性越強(qiáng) D.強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng) 【答案】D 【解析】A、含最高價(jià)元素的化合物,不一定具有強(qiáng)氧化性,如硫酸鈉中硫元素為+6價(jià),但硫酸鈉不具有強(qiáng)氧化性,錯(cuò)誤;B、陽離子不一定只有氧化性,如Fe2+既具有氧化性又具有還原性,陰離子不一定只有還原性,如MnO4—具有強(qiáng)氧化性,錯(cuò)誤;C、物質(zhì)還原性的強(qiáng)弱取決于該物質(zhì)失電子的難易,與失電子的多少無關(guān),錯(cuò)誤;D、強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng),正確。 3.已知下列反應(yīng): Co2O3 + 6HCl(濃) 2CoCl2 + Cl2↑+ 3H2O (I) 5Cl2 + I2 + 6H2O 10HCl + 2HIO3 (II) 下列說法正確的是 ( ) A.反應(yīng)I中HCl是氧化劑 B.反應(yīng)II 中Cl2發(fā)生氧化反應(yīng) C.還原性:CoCl2 >HCl > I2 D.氧化性:Co2O3 > Cl2 >HIO3 【答案】D 【解析】 試題分析:A、反應(yīng)I中HCl中氯元素的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià),因此氯化氫是還原劑,A錯(cuò)誤;B、反應(yīng)II 中Cl2是氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;C、氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性,則根據(jù)方程式可知還原性:I2>HCl>CoCl2,C錯(cuò)誤;D、氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性,則根據(jù)方程式可知氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3,D正確,答案選D。 考點(diǎn)二、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用 【知識(shí)精講】 1、氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律及應(yīng)用 (1)價(jià)態(tài)律 當(dāng)元素具有可變化合價(jià)時(shí),一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性,處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性,處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既具有氧化性又具有還原性。如:濃H2SO4的S只具有氧化性,H2S 中的S只具有還原性,單質(zhì)S既具有氧化性又具有還原性。 (2)強(qiáng)弱律 在氧化還原反應(yīng)中,強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑=弱氧化劑(氧化產(chǎn)物)+弱還原劑(還原產(chǎn)物),即氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物強(qiáng),還原劑的還原性比還原產(chǎn)物強(qiáng)。如由反應(yīng)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知,F(xiàn)eCl3的氧化性比I2強(qiáng),KI的還原性比FeCl2強(qiáng)。 (3)優(yōu)先律 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí),首先被氧化的是還原性較強(qiáng)的物質(zhì);同一還原劑與多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí),首先被還原的是氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)。如:將Cl2通入物質(zhì)的量濃度相同的NaBr和NaI 的混合液中,Cl2首先與NaI 反應(yīng);將過量鐵粉加入到物質(zhì)的量濃度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中,F(xiàn)e首先與Fe3+反應(yīng)。 (4)價(jià)態(tài)歸中規(guī)律 含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)十低價(jià)→中間價(jià)”而不會(huì)出現(xiàn)交錯(cuò)現(xiàn)象。 (5)歧化反應(yīng)規(guī)律 發(fā)生在同一物質(zhì)分子內(nèi)、同一價(jià)態(tài)的同一元素之間的氧化還原反應(yīng),叫做歧化反應(yīng)。其反應(yīng)規(guī)律是:所得產(chǎn)物中,該元素一部分價(jià)態(tài)升高,一部分價(jià)態(tài)降低,即“中間價(jià)→高價(jià)十低價(jià)”。具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)。 2、氧化還原方程式的書寫及配平 (1)配平原則 ①電子得失守恒:反應(yīng)中還原劑失去電子總數(shù)(化合價(jià)升高總值)與氧化劑得到的電子總數(shù)(化合價(jià)降低總值) ②質(zhì)量守恒:反應(yīng)前后元素的種類相同,各元素的原子個(gè)數(shù)相等。 ③電荷守恒:若為離子反應(yīng),反應(yīng)前后離子所帶正負(fù)電荷總數(shù)相等。 (2)配平步驟(以高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣為例): ①標(biāo)出化合價(jià)變化了的元素的化合價(jià)。如: +7 -1 +4 0 KMnO4+HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ②根據(jù)元素存在的實(shí)際形式調(diào)整發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù),使之成1:1的關(guān)系。 如: +7 -1 +4 0 KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ③調(diào)整系數(shù),使化合價(jià)升降總數(shù)相等。 化合價(jià)↓ 5② KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O 化合價(jià)↑2⑤ ④根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等確定發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如:2KMnO4+10HCl==KCl+2MnCl2+5Cl2↑+H2O ⑤利用元素守恒,用觀察方法配平?jīng)]有參加氧化還原反應(yīng)的其他物質(zhì)的系數(shù)。如: 2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O ⑥檢查方程式兩邊各原子的個(gè)數(shù)是否相等,離子方程式還要檢查方程式兩邊的離子所帶的電荷數(shù)是否相等。 【方法精講】 1、氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 (1) 反應(yīng)先后規(guī)律的應(yīng)用 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí),首先被氧化的是還原性最強(qiáng)的物質(zhì); 同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí),首先被還原的是氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)。 (2)價(jià)態(tài)歸中規(guī)律思維模型 含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)+低價(jià)―→中間價(jià)”,而不會(huì)出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。例如,不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是 如反應(yīng)KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5,而非6。 (3) 歧化反應(yīng)規(guī)律思維模型 “中間價(jià)→高價(jià)+低價(jià)”。 具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng),如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 2、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法 (1)全變從左邊配:氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全變的,一般從左邊反應(yīng)物著手配平。 (2)自變從右邊配:自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 (3)缺項(xiàng)配平法:先使得失電子數(shù)配平,再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷,一般加(H+),生成物一邊加水;若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷,一般加(OH-),生成物一邊加水。然后進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。 3、氧化還原反應(yīng)相關(guān)計(jì)算——守恒法的應(yīng)用 對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算,要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等,即得失電子守恒。利用守恒思想,可以拋開繁瑣的反應(yīng)過程,可不寫化學(xué)方程式,不追究中間反應(yīng)過程,只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài),從得電子與失電子兩個(gè)方面進(jìn)行整體思維,便可迅速獲得正確結(jié)果。 守恒法解題的基本步驟: (1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 (2)找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù)) (3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。 n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)-低價(jià))=n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)—低價(jià))。 【典例精講】 【例1】As2S3和HNO3有如下反應(yīng):As2S3 + 10H+ + 10NO3-2H3AsO4 + 3S + 10NO2↑+ 2H2O,下列說法正確的是 ( ) A.生成1mol H3AsO4時(shí),轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為10NA B.將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池,則NO2應(yīng)該在正極附近逸出 C.該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物之一為S D.反應(yīng)產(chǎn)物NO2與11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后用水吸收全部轉(zhuǎn)化為濃HNO3,然后與過量的碳反應(yīng),所產(chǎn)生的CO2的量為0.5mol 【答案】BC 【解析】A.根據(jù)方程式可知每生成2mol H3AsO4時(shí),轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為10NA,則生成1mol H3AsO4時(shí),轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為5NA,錯(cuò)誤;B.若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池,則NO2應(yīng)該是NO3-得到電子的產(chǎn)物,根據(jù)原電池反應(yīng)規(guī)律可知在正極附近逸出,正確;C.在該反應(yīng)中,As2S3的 -2價(jià)S被氧化變?yōu)镺價(jià)的單質(zhì)S,+3價(jià)的As被氧化變?yōu)榉磻?yīng)后H3AsO4中+5價(jià),所以該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物之一為S ,正確;D.反應(yīng)產(chǎn)物NO2與11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后用水吸收發(fā)生反應(yīng):4NO2+O2+2H2O=4HNO3,n(O2)= 0.5mol,則n(NO2)=2mol,反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸的物質(zhì)的量是2mol,,反應(yīng)產(chǎn)物與C發(fā)生反應(yīng),由于只有濃硝酸與C反應(yīng),C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O,反應(yīng)后硝酸變?yōu)橄∠跛釀t不能與C反應(yīng),因此所產(chǎn)生的CO2的量小于0.5mol,錯(cuò)誤。 【例2】近年來,我國對(duì)儲(chǔ)氫納米碳管的研究獲得了重大進(jìn)展,電弧法合成的納米碳管常伴有大量物質(zhì)——碳納米顆粒。這種碳納米顆??捎醚趸ㄌ峒?。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為: C + K2Cr2O7 + H2SO4(?。?= CO2+ K2SO4+ Cr2(SO4)3+ (1)完成并配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)此反應(yīng)的氧化劑是 ,氧化產(chǎn)物是 。 (3)H2SO4在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是 。 A.酸性 B.氧化性 C.吸水性 D.脫水性 (4)上述反應(yīng)中若產(chǎn)生11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的氣體物質(zhì),則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 。 【答案】(1)3C+2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8 H2O (2)K2Cr2O7 CO2 (3)A (4)1.2041024 【解析】根據(jù)化合價(jià)升降法可配平氧化還原反應(yīng)方程式,反應(yīng)中C的化合價(jià)升高氧化產(chǎn)物為CO2 ,K2Cr2O7 中Cr元素化合價(jià)降低,K2Cr2O7為氧化劑;H2SO4在反應(yīng)中化合價(jià)沒變,只表現(xiàn)出了酸性;根據(jù)配平后的方程式,生成3mol氣體時(shí)轉(zhuǎn)移12mol電子,當(dāng)生成標(biāo)況下11.2 L氣體時(shí),轉(zhuǎn)移電子11.2L/22.4L/mol/312mol=2mol,即1.2041024個(gè)電子。 【例3】在P+CuSO4+H2O―→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)的反應(yīng)中,7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為________mol。生成1 mol Cu3P時(shí),參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為________mol。 【答案】1.5 2.2 【解析】設(shè)7.5 mol CuSO4氧化P的物質(zhì)的量為x;生成1 mol Cu3P時(shí),被氧化P的物質(zhì)的量為y根據(jù)電子守恒得:7.5 mol(2-1)=x(5-0) x=1.5 mol 1 mol3(2-1)+1 mol0-(-3)]=y(tǒng)(5-0) y=1.2 mol 所以參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為1.2 mol+1 mol=2.2 mol。 【考題精練】. 1.含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過程中,溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式,其中不正確的是 ( ) A.x=0.4a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- B.x=0.6a,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl- C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl- D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl- 【答案】B 【解析】由于Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-,故根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序知,Cl2先氧化Fe2+,然后再氧化Br-。2Fe2+ + Cl22Fe3++ 2Cl-,2Br-+ Cl2Br2 + 2Cl-,2FeBr2 + 3Cl22FeCl3 + 2Br2。當(dāng)x/a ≤0.5時(shí),Cl2僅氧化Fe2+,故A項(xiàng)正確。當(dāng)x/a ≥1.5時(shí),Fe2+和Br-合部被氧化,D項(xiàng)正確;當(dāng)介于兩者之間時(shí),則要分步書寫方程式,然后進(jìn)行疊加得總反應(yīng)。如B項(xiàng),當(dāng)x=0.5a時(shí),Cl2剛好把Fe2+全部氧化,而當(dāng)x=0.6a,顯然Cl2還要氧化Br-,而選項(xiàng)中沒有表示,故錯(cuò)。 2.某含Cr2O72-廢水用硫酸亞鐵銨FeSO4?(NH4)2SO4?6H2O]處理,反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀,該沉淀干燥后得到nmolFeO?FeyCrxO3(提示:其中Cr為+3價(jià))。不考慮處理過程中的實(shí)際損耗,下列敘述錯(cuò)誤的是 ( ) A.消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(3x+l)mol B.處理廢水中Cr2O72-的物質(zhì)的量為(nx/2)mol C.反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為6nxmol D.在FeO?FeyCrxO3中3x=y(tǒng) 【答案】C 【解析】 試題分析:A、因?yàn)镃r的化合價(jià)反應(yīng)后為+3價(jià),反應(yīng)前為+6價(jià),則nxmolCr得到電子的物質(zhì)的量是3nx,根據(jù)得失電子守恒,則被氧化的Fe的物質(zhì)的量是3nxmol,,未被氧化的Fe的物質(zhì)的量是nmol,所以需要硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(3x+l)mol,正確;B、根據(jù)Cr元素守恒,則產(chǎn)物中Cr元素的物質(zhì)的量是nxmol,所以處理廢水中Cr2O72-的物質(zhì)的量為(nx/2)mol,正確;C、根據(jù)A的分析,該過程中,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是3nxmol,錯(cuò)誤;D、在FeO?FeyCrxO3中,被氧化的Fe的物質(zhì)的量與被還原的Cr的物質(zhì)的量之比是y:x,根據(jù)得失電子守恒,3x=y,正確,答案選C。 3.完成NaClO3 氧化FeCl2 的離子方程式: ClO3-+ Fe2++ = Cl-+ Fe3++ . 【答案】1 6 6H+ 1 6 3H2O 【解析】根據(jù)題意,氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵,則反應(yīng)物中有氫離子參加,則生成物中有水生成,Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià),得到6個(gè)電子,而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià),失去1個(gè)電子,根據(jù)得失電子守恒,則氯酸根離子的系數(shù)為1,F(xiàn)e2+的系數(shù)為6,則鐵離子的系數(shù)也是6,氯離子的系數(shù)是1,根據(jù)電荷守恒,則氫離子的系數(shù)是6,水的系數(shù)是3。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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