氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点
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氧化还原反应核心规律总结与运用大盘点
《考试大纲》明确指出了氧化还原反应的考试范围,其主要内容包括:⑴氧化剂、还原剂,氧化产物、还原产物的判断;⑵氧化剂的氧化性或还原剂的还原性的相对强弱的判断;⑶氧化还原反应方面的种种计算;等等。为此,在复习中必须熟练地掌握好这些知识,同时,还要善于从这些知识中去挖掘隐含着的重要核心规律,学会运用这些规律去解决涉及氧化还原反应知识方面的各种问题,最终达到真正掌握知识的目的。
一、重要核心规律总结
规律之一:性质规律
1. 某元素处于最高价态时,则该元素只具有氧化性。这是因为在氧化还原反应中,该元素的化合价只能降低,不可再升高。例如,KMn +7O 4、H 2S +6O 4、H +、N +5O 3-、F 02(无正价)等。
2. 某元素处于最低价态时,则该元素只具有还原性。这是因为在氧化还原反应中,该元素的化合价只能升高,不可能再降低。例如,KC -1l 、N 0a(无负价)、Na 2S -2等。
3. 某元素处于中间价态时,则该元素既具有氧化性又具有还原性。这是因为在一定条件下,该元素的化合价可能升高或降低。例如,C 0、S 0、Fe +2、S +4O 2 等。
4. 金属单质只具有还原性,非金属单质多数既具有氧化性又具有还原性,少数只具有氧化性。
5. 含同种元素相邻价态的两物质之间不发生氧化还原反应。例如,C 与CO ,CO 与CO 2,Cl 2与HCl ,浓H 2SO 4与SO 2等均不能发生氧化还原反应。
根据这个规律,可以帮助我们准确判断物质(微粒)可否作为氧化剂(或还原剂),可否发生氧化还原反应。
规律之二:强弱规律
在一个氧化还原反应中,各物质(微粒)的氧化性、还原性强弱分别为:
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
根据这个规律,可以帮助我们判断出氧化还原反应中各物质(微粒)的氧化性或还原性的相对强弱;帮助我们选择合适的氧化剂或还原剂;帮助我们帮助判断一个氧化还原反应能否发生。
规律之三:价态变化规律
1. 中间变两头——歧化反应。例如,3C 0l 2+6KOH=5KC -1l+KCl +5O 3+3H 2O 。
2. 两头变中间——归中反应(不同价态的同种元素之间的反应)。例如, H 2S +6O 4(浓)+H 2S -2=S +4O 2↑+S 0↓+2H 2O 、6HC -1l+K C +5lO 3=KCl+3C 0l 2↑+3H 2O 。
说明:当氧化剂为强的氧化剂或者氧化剂过量时,还原剂可转化成比其邻位价态更高的产物(不可出现交叉现象);反之亦然。例如,⑴H 2S+3H 2SO 4(浓,过量)=4SO 2↑+4H 2O (H 2S -2……→(S 0)……→S +4O 2);⑵3H 2S(过量)+H 2SO 4(浓)=4S ↓+4H 2O (H 2S +6O 4 ……→(S +4O 2) ……→S 0)。
根据这个规律,可以准确判断氧化还原反应中的氧化产物和还原产物,标明电子转移的
关系。
规律之四:次序规律
在氧化还原反应中,一种氧化剂(或还原剂)与多种还原剂(或氧化剂)相遇时,总是依据还原性(或氧化性)强弱顺序先后被氧化(或被还原)。
根据这个规律,可判断氧化还原反应发生的先后次序,写出对应的正确的化学方程式。
例如,把Cl 2通入FeBr 2溶液中,Cl 2的强氧化性可将Fe 2+、Br -氧化;由于还原性Fe 2+>Br -,
所以,当通入少量Cl 2时,根据次序规律:Cl 2首先将Fe 2+氧化,当Cl 2足量时,方可把Fe 2+、
Br -一并氧化。其离子反应方程式可分别表示为:2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -、2Fe 2++4Br -+3Cl 2=2Fe 3++2Br 2+6Cl -。
规律之五:守恒规律
在一个氧化还原反应中,氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目,或者说氧化剂化合价降低总数等于还原剂化合价升高总数。
根据这个规律,可以进行氧化反应方程式的配平以及涉及氧化还原反应的各种计算。
二、运用
例1. 某溶液中含有Cl -和I -的物质的量浓度相同,为了氧化I -而不能使Cl -氧化,依据
下列3个反应,除Cl 2以外,还可选用的氧化剂是__________。 ①2Fe 3++2I -=2Fe 2++I 2;
②2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -;③2MnO 4-+10Cl -+16H +=2Mn 2++5Cl 2+8H 2O 。
分析与解答:根据题意可知,由于Cl -和I -都有还原性,氧化产物分别为Cl 2和I 2,具有
一定的氧化性。然而,要使I -氧化而Cl -不被氧化,所选氧化剂其氧化性强于I 2而弱于Cl 2。
综合分析题给3个反应可推知,氧化性强弱为:①Fe 3+>I 2;②Cl 2>Fe 3+;③MnO 4->Cl 2,
即MnO 4->Cl 2>Fe 3+>I 2。故可选用的氧化剂只能是Fe 3+。
例2. 已知I -、Fe 2+、SO 2、Cl -和H 2O 2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺
序为:Cl -<Fe 2+<H 2O 2<I -<SO 2。则下列反应不能发生的是( )
A .2Fe 3++SO 2+2H 2O =2Fe 2++SO 42-+4H + +SO 2+2H 2O =H 2SO 4+2HI
C .H 2O 2+H 2SO 4=SO 2+O 2↑+2H 2O
D .2Fe 2++I 2=2Fe 3++2I -
分析与解答:根据“次序规律”可知,A 选项中还原性强弱顺序为:SO 2>Fe 2+,符合题
给顺序,反应可以发生;B 选项中还原性强弱顺序为:SO 2>HI(I -)可以发生;C 选项中还原
性强弱顺序为:H 2O 2>SO 2,不符合题意;D 选项中还原性强弱顺序为:Fe 2+>I -,不符合题
意。故正确选项为C 、D 。
例 3. 从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO 4+5FeS 2+12H 2O=7Cu 2S+5FeSO 4+12H 2SO 4。下列说法正确的是( )
A .Cu 2S 既是氧化产物又是还原产物
B .5molFeS 2发生反应,有10mol 电子转移
C .产
物中的SO 42-有一部分是氧化产物 D .FeS 2只作还原剂
分析与解答:根据题给反应方程式和所学相关知识,发生化合价变化的元素只有硫和铜,其中:
14C u+2
14Cu +1 ……① 7S -1 7S -2 ……② 3S -1 3S +6 ……③
由①、②可知,Cu 2S 只是还原产物,A 选项错;由②③可知,FeS 2既作氧化剂又作还原剂,D 选项错,由③可知,有3molSO 42-是氧化产物,C 选项正确。
例4. 己知 : ①2Fe 3++ 2I - = 2Fe 2++ I 2 ;② 2Fe 2+ + Br 2 = 2Br -
-21e -
+7e - +14e -