1.3.2氧化剂还原剂剂氧化性还原性强弱比较(解析版)
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必修1同步复习—知识点题型详细归纳
1.3.2 氧化剂、还原剂及氧化性、还原性强弱比较
【考纲要求】
1、熟悉常见元素的化合价。
能根据化合价正确书写化学式(分子式),或根据化学式判断元素的化合价
2、了解氧化还原反应的本质是电子的转移
3、掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算
【基础知识回顾】
一、常用氧化剂、还原剂及其产物
1.含“氧”概念
(1)氧化剂:化合价________的反应物(得电子的反应物)
(2)氧化产物:化合价________的生成物(失去电子生成的产物)
(3)氧化性:化合价________过程表现的性质
①物质中元素的原子或离子得到电子表现出来的性质
②得电子能力越强,其氧化性越强,与得电子数目的多少无关,表现在反应中是化合价有降低趋势的一种表现能力
③氧化剂、氧化产物具有氧化性
④元素处于最高价态时,只有___________性;
2.含“还”概念
(1)还原剂:化合价________的反应物(失去电子的物质)
(2)还原产物:化合价________的生成物(得到电子生成的产物)
(3)还原性:化合价________过程表现的性质
①物质中元素的原子或离子失去电子表现出来的性质
②失电子能力越强,其还原性越强,与失电子数目的多少无关,表现在反应中是化合价有升高趋势的一种表现能力
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
③还原剂、还原产物具有还原性
④元素处于最低价态时,只有___________性;
【思考】
(1)不易失电子的物质一定易得电子吗?
【答案】不一定,如稀有气体,既不易失电子,又不易得电子
(2)元素处于中间价态时,其性质应该是怎样的?
【答案】既有氧化性又有还原性
【练习1】正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( ) (2)金属阳离子一定只具有氧化性( )
(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原( )
(4)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂( )
(5)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原( ) 【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√
3.常见氧化剂和还原剂
物质类别常见的氧化剂对应的还原产物
活泼非金
属单质
Cl2、Br2Cl-、Br-
O2、O3O2-
变价元素
处于高价态
的化合物或
离子
某些氧化物MnO2Mn2+
H+稀硫酸、盐酸、醋酸H2
氧化性酸
HNO3NO或NO2
浓硫酸SO2
HClO Cl-
盐
Fe3+Fe2+
KMnO4Mn2+
过氧化物H2O2、Na2O2O2-
高考关注的氧化剂
PbO2、高铁酸盐(如K2FeO4)、K2Cr2O7、
LiCoO2、NO2、S2O82−、ClO2
(2)常用还原剂
物质类别常见的还原剂对应的氧化产物
活泼金属单质Na、Al、Zn、Fe
Na+、Al3+、
Zn2+、Fe2+或Fe3+
某些非金属单质H2、C、S
H+、CO或CO2、
SO2
变价元素处于
较低价态的
化合物或离子
氧化物
CO CO2
SO2SO3或S O42−
氢化物 NH3NO
H2S S
离子S O32−S O42−Fe2+Fe3+
I-、Br-I2、Br2
过氧化物H2O2、Na2O2O2
高考关注的还原剂Mg、Sn、HI、Na2S、N2、S
(3)既有氧化性又有还原性
既有氧化性又有
还原性
【注意】
(1)非金属阴离子不一定只具有还原性,如O2-2既有氧化性又有还原性。
金属阳离子不一定只具有氧化性,如Fe2+既有还原性又有氧化性。
(2)在一个氧化还原反应中,氧化反应与还原反应同时发生,二者对立统一。
(3) Fe 2+、SO2、SO32-以还原性为主,H 2O2以氧化性为主
4.氧化还原反应中酸或碱的作用
(
1)氧化性:所含元素的化合价_________
(2)还原性:所含元素的化合价_________
(3)酸或碱性:所含元素的化合价______,有相应的______生成
(4)举例
①MnO2+4HCl(浓)2+Cl2↑+2H2O,盐酸表现________
②Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,硝酸表现_________ 5.几个注意点
(1)氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑②2F2+2H2O O2+4HF
(2)氧化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质
①3S+6NaOH Na2SO3+2Na2S+3H2O ②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O (3)被氧化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素
①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O ②2H2S+SO22H2O+3S (4)可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO36Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O
②2KNO3+S+3C K2S+N2↑+3CO2↑
(5)方程式中的系数与实际参加反应的氧化剂或还原剂的量不一定一致
①C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O,氧化剂∶还原剂=___∶___
②Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,氧化剂∶还原剂=___∶___
二、概念之间的联系
口诀:升.(化合价升高) 失.(失电子) 氧.(被氧化,发生氧化反应) 还.(作还原
剂,本身具有还原性)
降.(化合价降低) 得.(得电子) 还.(被还原,发生还原反应) 氧.(作氧化剂,本
身具有氧化性)
【概括】“升失氧还、降得还氧,剂性一致、其他相反”。
【练习2】
1、下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是()。
A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2 C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O
【答案】A
【解析】一般元素具有最高价时只有氧化性,元素具有最低化合价时只有还原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。
F没有正化合价,因此F2只具有氧化性;K为金属,金属没有负化合价,因此K的化合价只能升高不能降低,即单质K只具有还原性;HCl中的Cl-处于最低价态只具有还原性,H+具有氧化性,因此HCl既具有氧化性又具有还原性。
2、下列说法错误的是()。
A.某金属元素从化合态变为游离态时,该金属元素一定被还原
B.有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应
C.高效火箭推进剂N(NO2)3既有氧化性又有还原性
D.磁性材料Fe(FeO2)2既有氧化性又有还原性
【答案】B
△
△
△
△△△
【解析】化合态的金属的化合价为正价,单质中金属的化合价为0,则金属元素从化合态变为游离态时,金属元素的化合价一定降低,则在氧化还原反应中一定被还原,A 选项正确;同素异形体之间的转化(如O 2→O 3),反应前后元素的化合价都是0价,不是氧化还原反应,B 选项错误;N (NO 2)3中氮元素的平均化合价为+3价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,C 选项正确;Fe (FeO 2)2中铁
元素的平均化合价为+3
8
价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,D 选项正
确。
3、下列各组微粒中,在一定条件下均可以作氧化剂的是( )。
A .Fe 、H 2O 、CO 2
B .Fe 3+、MnO 4-、NO 3-
C .Cl 2、HClO 、Mg
D .ClO -、Cl -、Ag +
【答案】B
【解析】A 中Fe 是活泼金属,处于最低价,只能作还原剂;C 中Mg 处于最低价,只
有还原性;D 中Cl -处于最低价,只有还原性;B 中Fe 3+、MnO 4-的+7价Mn ,NO 3-
的+5价N ,都处于相应元素最高价,都可作氧化剂。
三、氧化性、还原性强弱的比较
1、根据氧化还原反应方程式来判断。
氧化还原反应总是遵循以下规律(简称强弱律):
则有:氧化性:氧化剂>氧化产物,氧化剂>还原剂; 还原性:还原剂>还原产物,还原剂>氧化剂 口诀:比什么“性”找什么“剂”,“产物”之“性”小于“剂”。
【练习3】
1、已知反应:①2FeCl 3+2KI 2FeCl 2+2KCl+I 2;②2FeCl 2+Cl 22FeCl 3;③I 2+SO 2+2H 2O H 2SO 4+2HI ,下列粒子的还原能力由强到弱顺序正确的是( ) A.I - > Fe 2+ > Cl - > SO 2 B.Cl - > Fe 2+ > SO 2 > I -
C .Fe 2+ > I - > Cl - > SO 2
D .SO 2 > I - > Fe 2+ > Cl -
2、根据反应式:⑴2Fe 3+ + 2I - 2Fe 2+ + I 2 ⑵Br 2 + 2Fe 2+2Br - + 2Fe 3+
可判断离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A .Br -、Fe 2+、I -
B .I -、Fe 2+、Br -
C .Br -、I -、Fe 2+
D .Fe 2+、I -、Br -
3、在一定条件下,氯酸钾和碘按下式发生反应:2KClO 3+I 22KIO 3+Cl 2,由此推断下列相应的结论,不正确的是( )
A.该反应属置换反应
B.还原性:I 2>Cl 2
C.氧化性:I 2>Cl 2
D.氧化性:KClO 3>I 2
4、从海水中可以提取溴,主要反应为:2Br —+Cl 22Cl —
+Br 2,下列正确的是( )
A .溴离子具有氧化性
B .氯气是还原剂
C .该反应属于复分解反应
D .氯气的氧化性比溴单质强
5、已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:Ce 4++Fe 2+===Fe 3++Ce 3+ Sn 2
++2Fe 3+===2Fe 2++Sn 4+,由此可以确定Fe 2+、Ce 3+、Sn 2+
三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A .Sn 2+、Fe 2+、Ce 3+
B .Sn 2+、Ce 3+、Fe
2+
C .Ce 3+、Fe 2+、Sn 2+
D .Fe 2+、Sn 2+、Ce 3+
6、ClO 2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。
实验室中可通过以下反
应制得:2KClO 3+H 2C 2O 4+H 2SO
42ClO 2↑+K 2SO
4+2CO 2↑+2H 2O 。
下列说法不正确的是( )
A .CO 2是氧化产物
B .H 2
C 2O 4在反应中被氧化
C .H 2C 2O 4的氧化性强于ClO 2的氧化性
D .ClO 2作水处理剂时,利用了其强氧化性 【答案】
1、D
2、B
3、C
4、D
5、A 解析 在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。
由方程式
可知,还原性:Fe 2+>Ce 3+;Sn 2+>Fe 2+。
6、C
2、根据金属活动性顺序表或非金属活动性顺序表来判断 (1)金属活动性顺序表:
(2)非金属活动性顺序表:
−−−−−→−S I Br Cl F 、、、、单质的氧化性逐渐减弱
−−−−−−−−→
−—
、、、、渐增强
对应阴离子的还原性逐2_
_
_
_
S I Br Cl F
【注意】
①金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱;非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱
②Fe 对应的离子为Fe 2+,即氧化性Cu 2+> Fe 2+
;又由于2FeCl 3+Cu=2FeCl 2+CuCl 2
可以发生,则氧化性Fe 3+>Cu 2+,因此三种离子的氧化性顺序为:Fe 3+>Cu 2+> Fe 2+
(3)常见的氧化性、还原性顺序
△
氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S
还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2 (SO32-)<H2S (S2-)
氧化性:浓HNO3>浓H2SO4>Fe3+
【注意】氧化性、还原性的“不一定”
(1)元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、S O42−;同理,元素处于最低价态时也不一定具有强还原性,如Au。
(2)对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应,如Cl2+H2O HClO+HCl,不能根据反应的化学方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
(3)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3+。
(4)含有同种元素不同价态的物质,价态越高其氧化性不一定越强。
如氧化性HClO>HClO4。
【练习4】下列粒子氧化性最强的是( )
A.H+ B.Fe2+ C.Cu2+ D.Ag+
【答案】 D
3、根据反应的难易程度来判断
(1)根据反应条件的难易来判断:不同的氧化剂与同一还原剂反应时,反应条件越易,其氧化剂的氧化性越强
如:2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑ (常温)
MnO2 + 4HCl MnCl2 + 2H2O + Cl2↑(加热)
O2 + 4HCl 2H2O + 2Cl2↑ (加热、加催化剂)
则氧化性:KMnO4 > MnO2> O2
同理,不同的还原剂与同一氧化剂反应时,反应条件越易,其还原剂的还原性越强
(2)根据反应的剧烈程度来判断
①金属单质与水反应的剧烈程度:如Na、Mg、Al分别与水反应时,Na剧烈,Mg 加热才明显,Al加热条件下也不明显。
故还原性:Na>Mg>Al。
②非金属单质与H2化合的难易程度:如F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应,F2在冷暗处剧烈反应而爆炸,Cl2在光照条件下剧烈反应而爆炸,Br2加热至500 ℃时才能发生反应,I2在不断加热的条件下才能缓慢进行。
故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
4、根据物质中元素的化合价来判断
(1)一般来讲,同一种元素的化合价越高,氧化性越强,价态越低,还原性越强如:氧化性:浓H2SO4> H2SO3;还原性:H2S> SO2。
如氧化性:Fe3+> Fe2+> Fe,还原性反之
(2)根据同一物质被氧化或被还原的程度(根据产物价态的高低)来判断
①同一物质被氧化的程度越大(把还原剂氧化到的价态越高),则氧化剂的氧化性越强
如:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe + S FeS
根据铁被氧化程度的不同(Fe3+、Fe2+),可判断氧化性:Cl2>S
②同一物质被还原的程度越大(把氧化剂还原到的价态越低),则还原剂的还原性越强
如:HCl+H2SO4(浓)→不反应、2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O、8HI+
H2SO4(浓)===4I2+H2S↑+4H2O,从化学反应方程式看,HCl不能还原浓硫酸,而HBr、HI却能把浓硫酸的硫分别还原成+4价、-2价,故还原性:HI>HBr>HCl 6、根据置换反应判断
如:2Br—+Cl22Cl—+Br2 可判断氧化性:Cl2>Br2
7、某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
(1)浓度:一般来说,氧化剂的浓度越大,其氧化性越强;还原剂的浓度越大,其还原性越强
如:浓硝酸的氧化性强于稀硝酸;浓硫酸有强氧化性(指SO2-4)而稀硫酸只有弱氧化性(H+)
如:浓盐酸的还原性强于稀盐酸,因此在实验室制取Cl2时用浓盐酸与MnO2共热(2)温度:许多氧化还原反应是在加热条件下进行的。
可见升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性
如:热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强
(3)酸碱度:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强
如:中性环境中NO3-不显氧化性,酸性环境中NO3-显强氧化性
如:酸性条件:2MnO-4+6H++5SO2-3===2Mn2++5SO2-4+3H2O
中性条件:2MnO-4+H2O+3SO2-3===2MnO2+3SO2-4+2OH-
碱性条件:2MnO-4+2OH-+SO2-3===2MnO2-4+SO2-4+H2O
其氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)
【练习5】
1.有下列反应:
①2Na2SO3+O22Na2SO4(时间不长)②2H2SO3+O22H2SO4(时间较长)
③2SO2+O22SO3
说明还原性由弱到强的顺序是()。
A.Na2SO3、H2SO3、SO3、SO2 B.SO2、H2SO3、Na2SO3
C.H2SO3、SO2、Na2SO3 D.Na2SO3、SO2、H2SO3
【答案】B
【解析】①“时间不长”,说明Na2SO3能被O2快速氧化;②“时间较长”,说明
H2SO3能被O2缓慢氧化;③需要条件“加热、催化剂”,反应条件很高,说明SO2难以氧化。
2、I-具有还原性,含碘食盐中的碘元素主要以KIO3的形式存在,I-、I2、IO3-在
点燃
一定条件下可发生如图转化关系,下列说法不正确的是()。
A.用淀粉-KI试纸和食醋可检验食盐是否加碘
B.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>IO3->I2
C.生产等量的碘,途径I和途径II转移电子数目之比为5∶2
D.途径III反应的离子方程式:3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+
【答案】C
【解析】KIO3、KI在酸性条件下发生氧化还原反应产生I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,因此可以用淀粉-KI试纸和食醋检验食盐是否加碘,A正确;由途径I可知氧化性Cl2>I2,由途径II可知氧化性:IO3->I2,由途径III可知氧化性:Cl2>IO3
-,故物质氧化性有强到弱的顺序为:Cl
2>IO3->I
2,B正确;假设反应产生
1molI2,途径I转移2mol电子,途径II转移10mol电子,因此生产等量的碘,途径I 和途径II转移电子数目之比为2∶10=1∶5,C错误;途径III中,Cl2把I-氧化为IO3-,Cl2被还原为Cl-,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子方程式:3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+,D正确。
3、已知下列实验事实:①Cr2O3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;②将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉KI溶液中,溶液变蓝;③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①证明Cr2O3是两性氧化物
C.实验②证明氧化性:Cr2O72->I2
D.实验③证明H2O2既有氧化性又有还原性
【答案】D
【解析】根据在任何化合物中正负化合价的代数和为0可得化合物KCrO2中元素Cr为+3价,正确但不符合题意,A不选。
根据题意可知Cr2O3是两性氧化物,正确但不符合题意,B不选。
根据氧化还原反应中氧化性;氧化剂>氧化产物,可知在②中氧化性K2Cr2O7>I2,正确但不符合题意,C不选。
在③中H2O2中的O元素的化合价由-1价变为-2价,化合价降低,得到电子,表现为氧化性,错误符合题意,D选。
4、已知:CuI是难溶于水的白色固体。
氧化性Cu2+>I2>Cu+,还原性Cu>I->Cu+。
根据物质氧化性还原性的强弱推测,在溶液中Cu2+和I-反应的产物是
___________。
【答案】CuI、I2
【解析】根据题意:还原性Cu>I->Cu+,碘离子对应的氧化产物是单质碘,铜离子做氧化剂时被还原为低价的亚铜离子,生成Cu+和溶液中的I-结合成CuI白色沉淀,反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。
5、在常温下,发生下列几种反应:①16H++10Z-+2XO4-=2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2=2A3++2B-;③2B-+Z2=B2+2Z-。
根据上述反应,判断下列结论中错误的是
()。
A.溶液中可发生:Z2+2A2+=2A3++2Z-
B.Z2在①、③反应中为还原剂
C.氧化性强弱的顺序为:XO4->Z2>B2>A3+
D.X2+是XO4-的还原产物
【答案】B
【解析】①中X的化合价降低,则氧化性XO4->Z2,②中B元素的化合价降低,则氧化性B2>A3+,③中Z元素的化合价降低,则氧化性Z2>B2,则氧化性Z2>
A3+,反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可发生,故A正确;①中Z元素的化合价升高,则Z2为氧化产物,③中Z元素的化合价降低,则Z2为氧化剂,故B错误;①中X的化合价降低,则氧化性XO4->Z2,②中B元素的化合价降低,则氧化性B2>A3+,③中Z元素的化合价降低,则氧化性Z2>B2,则氧化性XO4->Z2>B2>A3+,故C正确;反应①中X元素的化合价降低,则XO4-为氧化剂,则X2+是XO4-的还原产物,故D正确。
6、有关氧化还原反应的下列叙述正确的是()
A.氧化剂发生还原反应,还原剂发生氧化反应
B.氧化剂被氧化,还原剂被还原
C.一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂一定是两种不同的物质
D.氧化还原反应中,金属单质只作还原剂,非金属单质只作氧化剂
【答案】A
【解析】氧化剂在反应中所含元素化合价降低,发生还原反应,还原剂在反应中所含元素化合价升高,发生氧化反应,故 A正确;氧化剂被还原,还原剂被氧化.故
错误;2
2
l O HCl H
H C
C O l
++
,在这个反应中.氯气既是氧化剂又是还原剂,故氧化剂和还原剂可以是相同的物质,非金属单质也可作还原剂,故C、D错误。
7、对于H-+H2O H2↑+OH-说法正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.若该反应中有2 个电子转移,则生成1分子H2
C.水是氧化剂
D.H2只是氧化产物
【答案】
C
【解析】反应物中无单质,A错误;分析元素化合价可知:,水作氧化剂,H2既是氧化产物也是还原产物,反应中生成1 分子H2转移1个电子。