人教版高中化学氧化还原反应的基本规律及其应用教案

氧化还原反应的基本规律及其应用

有关概念之间的关系：

常见氧化剂、还原剂：

一、“两强两弱”规律：

对于自发的氧化还原反应（除高温、电解条件），总是强氧化性物质和强还原性物质反应生成弱氧化性物质和弱还原性物质。即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还原产物的还原性。

氧化剂＋还原剂＝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

应用有二：

1、判断微粒氧化性、还原性的相对强弱。

例如：根据反应式：（1）2Fe 3++2I －=2Fe 2++I 2，(2)Br 2+2Fe 2+=2Br －+2Fe 3+，可判断离子的还原

性从强到弱的顺序是 （ ）

A ．Br －、Fe 2+、I －

B ．I －、Fe 2+、Br －

C ．Br －、I －、Fe 2+

D ．Fe 2+、I －、Br －

常见氧化剂 非金属单质：Cl 2、Br 2、O 2等 含有高价元素的化合物：浓H 2SO 4、HNO 3、FeCl 3、KMnO 4、MnO 2、K 2Cr 2O 7等 常见还原剂 活泼金属：K 、Na 、Mg 、Al 等 非金属离子或低价态化合物：S 2－、H 2S 、I －、HI 、SO 2、H 2SO 3、Na 2SO 3、FeCl 2、CO

2、判断氧化还原反应能否发生。

例如：已知I－、Fe2+、SO2、Cl－和H2O2均具有还原性，它们在酸性溶液中还原性强弱的顺序为Cl－

B．I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI

C．H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O

D．2Fe2++I2=2Fe3++2I－

二、“高氧、低还、中兼”规律

对于同种元素不同价态的原子而言，最高价态只具有氧化性，最低价态只具有还原性，中间价态既具有氧化性又具有还原性。

例如：S元素

化合价：－2 、0、＋4、＋6

代表物：H2S、S、SO2、H2SO4(浓)

S元素的性质：还原性、既有氧化性又有还原性、氧化性

三、“单强离弱、单弱离强”规律

1、金属单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱；反之金属单质的还原性越弱，对应阳离子的氧化性就越强。

K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sb、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag

还原性逐渐减弱

K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、(H+)、Cu2+、Hg2+、Fe3+、Ag+

氧化性逐渐增强

2、非金属单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱；反之非金属单质的氧化性越弱，对应阴离子的还原性就越强。

F2、(O2)、Cl2、Br2、I2、S F－、(OH－)、Cl－、Br－、I－、S2－

氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强

利用此规律可比较微粒氧化性、还原性的相对强弱。

四、“价态归中，互不交叉”规律

“价态归中”是指同种元素不同价态原子间发生氧化还原反应，总是从高价态与低价态反应后生成中间价态的物质。

1、利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。

例如：2H2S+SO2=3S+2H2O，S元素的化合价从－2价和＋4价归中到0价。

“互不交叉”是指，若反应后生成多种中间价态的产物，则遵从邻近变价，互不交叉的原则。例如：H2S+H2SO4(浓)＝S↓+SO2↑+2H2O，S元素的化合价应从－2价变化为0价，从＋6价变化为＋4价。而不能认为是从－2→＋4价，＋6→0价。

2、可判断同种元素不同价态的原子间能否发生氧化还原反应。若有中间价态，则可能发生氧化还原反应，若无中间价态，则不能发生氧化还原反应。

例如：SO2与H2SO4(浓)之间，Fe2+与Fe3+之间，由于无中间价态而不能发生氧化还原反应。

五、“强易弱难，先强后弱”规律

“强易弱难”是指：同一氧化剂（或还原剂）同时与不同还原剂（或氧化剂）反应，当还原剂（或氧化剂）的浓度差别不大时，总是先与还原性（或氧化性）强的反应，然后再与弱的反应。

例如：当氯气通人到含S2－、I－的溶液中，由于还原性S2－>I－，所以，先发生Cl2+S2－=2Cl－+S↓,后发生Cl2+2I－=2Cl－+I2。

【练习】制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（）A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜

C．烧杯中铁、铜都有D．烧杯中铁、铜都无

六、“质、电守恒”规律

质：质量守恒。电：电子转移的数目守恒。即氧化剂得电子的总数目＝还原剂失电子的总数目。这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。

例如：38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是（）A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3mol C．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol

规律总结：

规律1：价态表现规律规律2：价态归中规律

规律3：强弱比较规律规律4：反应先后规律

规律5：得失电子相等规律

1、(03上海) ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为（）A．1:1 B．2:1 C．1:2 D．2:3

2、（2004北京理综）从矿物学资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：

14CuSO4 + 5FeS2 + 12H2O = 7Cu2S + 5FeSO4 + 12H2SO4，下列说法正确的是

A．Cu2S既是氧化产物又是还原产物

B．5mol FeS2发生反应，有10mol电子转移

C．产物中的SO42－离子有一部分是氧化产物

D．FeS2只作还原剂

3、（2002单科）R、X、Y和Z是四种元素，其常见化合价均为＋2价，且X2＋与单质R不反应；X2＋＋Z＝X＋Z2＋；Y＋Z2＋＝Y2＋＋Z。这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合（）A．R2＋＞X2＋＞Z2＋＞Y2＋B．X2＋＞R2＋＞Y2＋＞Z2＋

C．Y2＋＞Z2＋＞R2＋＞X2＋D．Z2＋＞X2＋＞R2＋＞Y2＋

4．从含硒（Se）的废料中提取硒的方法之一是：用硫酸和硝酸处理废料，获得亚硒酸和少量硒酸，再与盐酸共热，硒酸转化为亚硒酸：2HCl+H2SeO4=H2SeO3+Cl2+H2O然后向亚硒酸

中通入SO2，生成粗硒。进一步提纯时，可往熔融的粗硒中通入氧气，使生成的氧化硒挥发，再转变成亚硒酸，还原为单质硒。

根据上述信息，回答下列两题：

（1）对盐酸与硒酸反应的下述判断中，正确的是（）A．该反应是强酸制取弱酸的复分解反应B．硒酸发生氧化反应

C．硒酸有强氧化性D．盐酸在反应中是氧化剂

（2）对SeO2和SO2及它们的水溶液，下列叙述不正确的是（）A．SeO2和SO2均是酸性氧化物B．SeO2和SO2均属于分子晶体类型

C．亚硫酸氧化性弱于亚硒酸D．SO2与亚硒酸反应的物质的量比为1:1 （3）下列叙述正确的是（）A．H2SeO3氧化性强于HNO3 B．亚硒酸氧化性强于H2SO3

C．二氧化硒的还原性强于二氧化硫D．析出1mol硒，需H2SeO3、SO2各1mol 5．根据下列反应判断有关物质的还原性由强到弱的顺序正确的是（）

①H2SO3+I2+H2O 2HI+H2SO4

②2FeCl3+2HI 2FeCl2+2HCl+I2

③3FeCl2+4HNO32FeCl3+N O↑+2H2O+Fe(NO3)3

A．H2SO3>I－>Fe2+>NO B．I－> H2SO3> Fe2+>NO

C．Fe2+> I－> H2SO3>NO D．NO> Fe2+> H2SO3> I－

6．Na2S x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2S x 与NaClO的物质的量之比为1︰16，则x值是（）A．2 B．3 C．4 D．5

7．抗击“非典”期间，过氧乙酸(CH3C O OH)

O

是广为使用的消毒剂。它可用H2O2和冰醋

酸反应制取，所以在过氧乙酸中常含有残留的H2O2。测定产品中过氧乙酸浓度Co涉及下列反应：

①___MnO4－＋___H2O2＋___H＋=____Mn2＋＋____O2＋___H2O

②H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O

③CH3C O OH + 2I-+ 2H+ CH3COOH + I2 + H2O O

④I2＋2S2O32－=S4O62－＋2I－

请回答以下问题：

（1）配平反应①的离子方程式（配平系数填入相应的横线上）

___MnO4－＋___H2O2＋___H＋=____Mn2＋＋____O2＋___H2O

（2）用Na2S2O3标准溶液滴定I2时（反应④）选用的指示剂是______________。

（3）取b0 mL 待测液，用硫酸使溶液酸化，再用浓度为a1 mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定其中的H2O2耗用的KMnO4体积为b1mL（反应①，滴定过程中KMnO4不与过氧乙酸反应）另取b0mL待测液，加入过量的KI，并用硫酸使溶液酸化，此时过氧乙酸和残留H2O2都能

跟KI反应生成I2（反应②和③）。再用浓度为a2 mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，耗用Na2S2O3溶液体积为b2mL。

请根据上述实验数据计算过氧乙酸的浓度（用含a1、a2、b0、b1、b2的代数式表示）。

C0=_____________________________________。

（4）为计算待测液中过氧乙酸的浓度Co，加入的KI的质量已过量但没有准确称量，是否影响测定结果________________________（填是或否）。

8．已知S2O-n

8离子和H2O2一样含过氧键，因此也有强氧化性，S2O-n

8

离子在一定条件下

可把Mn2+氧化成MnO-

4离子，若反应后S2O-n

8

离子变成SO-2

4

离子；又知反应中氧化剂与

还原剂的离子数之比为5：2则S2O-n

8

中的n值和S的化合价是（）A．2, +7 B．2, +6 C．4 ,+7D．4 , +4

9．已知氧化还原反应：2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O

其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为（）A．10mol B．11mol C．12mol D．13mol

10．金属铜的提炼多从黄铜矿开始．黄铜矿的焙烧过程中主要反应之一的化学方程式

（）A．方框中的物质应为Cu2S B．若有1 molSO2 生成，则反应中有4 mol 电子转移C．SO2既是氧化产物又是还原产物D．O2只作氧化剂

11．有一混合溶液,其中只含有Fe2+、Cl－、Br－、I－（忽略水的电离），其中Cl-、Br-、I-的个数比为2∶3∶4，向该溶液中通入氯气，使溶液中Cl－和Br－的个数比为3∶1，则通入氯气的物质的量与溶液中剩余的Fe2+的物质的量之比为（还原性I－＞Fe2+＞Br－＞Cl－）（）A．7∶1 B．7∶2 C．7∶3 D．7∶4

12．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：（）

3Fe2＋+2S2O-2

3＋O2＋x OH－＝Fe3O4＋S4O-2

6

＋2H2O

下列说法正确的是

A．硫元素被氧化，铁元素被还原B．Fe2＋、S2O-2

3

都是还原剂

C．x＝2 D．每生成1mol Fe3O4，则转移电子数为3mol 13．MnO2和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和Zn 的基本步骤为：

⑴软锰矿、闪锌矿与硫酸共热：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S＋2H2O.

⑵除去反应混合物中的不溶物

⑶电解混合液MnSO4＋ZnSO4＋2H2O电解MnO2＋Zn＋2H2SO4

下列说法不正确的是（）A．步骤⑴中MnO2和H2SO4都是氧化剂C．电解时MnO2在阳极处产生

B．步骤⑴中每析出12.8g S沉淀共转移0.8mol电子D．硫酸在生产中可循环使用14．Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景广阔。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，对此反应下列说法中不正确的是（）A．Na2O2在反应中只作氧化剂B．2mol FeSO4发生反应时，共有10mol电子转移C．O2是氧化产物D．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物