課時09氧化還原反應的綜合應用（精講）-2022-2023學年高一化學課時核心考點講與練（人教2019必修第一冊）

第一章物質及其變化第三節(jié)氧化還原反應課時09氧化還原反應的綜合應用(精講)【目標導航】1．掌握氧化還原反應中的一些重要規(guī)律2．了解氧化還原反應的應用。一、氧化還原的分類1．一般氧化還原反應：指氧化劑和還原劑分別屬于不同的物質的氧化還原反應。如：C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑，F(xiàn)e2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2，C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2。2．自身氧化還原反應：指氧化劑和還原劑屬于同一種物質的氧化還原反應。如：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。3．歧化反應：氧化劑和還原劑為同種物質，且發(fā)生氧化還原反應的元素均為同種元素之間，這樣的氧化還原反應反應稱為歧化反應。如：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。4．歸中反應：氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物為同種物質，且發(fā)生氧化還原反應的元素均為同種元素之間，這樣的氧化還原反應反應稱為歸中反應?；颍和N元素由不同價態(tài)(高價態(tài)和低價態(tài))轉變?yōu)橹虚g價態(tài)的氧化還原反應，稱之為歸中反應。如：SO2＋2H2S=2H2O＋3S↓，NaCl＋NaClO3＋H2SO4=3Cl2↑＋3Na2SO4＋3H2O。5．部分氧化還原反應(注意酸性作用)：如：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑，Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；如：在3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O中，8個HNO3參加反應只有2個HNO3作氧化劑。二、氧化還原反應的重要規(guī)律及其應用1．守恒規(guī)律還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)＝氧化劑化合價降低的總數(shù)＝還原劑化合價升高的總數(shù)。應用：氧化還原反應方程式的配平和相關計算。2．優(yōu)先規(guī)律(強者先行)在濃度相差不大的溶液中：(1)同時含有幾種還原劑時eq\o(→,\s\up7(加入氧化劑),\s\do5())將按照還原性由強到弱的順序依次反應。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2時，因為還原性Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先與Cl2反應。(2)同時含有幾種氧化劑時eq\o(→,\s\up7(加入還原劑),\s\do5())將按照氧化性由強到弱的順序依次反應。如在含有Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入鐵粉，因為氧化性Fe3＋＞Cu2＋，所以鐵粉先與Fe3＋反應，然后再與Cu2＋反應。3．價態(tài)歸中規(guī)律(1)高低規(guī)律。①元素最高價態(tài)：只有氧化性。②元素最低價態(tài)：只有還原性。③元素中間價態(tài)：既有氧化性又有還原性。④應用：判斷物質的氧化性、還原性。(2)歸中規(guī)律。①含義：同種元素的不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應時，高價態(tài)+低價態(tài)→中間價態(tài)，即“只靠攏，不交叉”。②圖示表達如下：③實例：(3)歧化規(guī)律。①同種元素的中間價態(tài)可自身發(fā)生氧化還原反應生成高價態(tài)和低價態(tài)，即中間價→高價+低價。②實例：3NO2+H2O=2HNO3+NO。三、氧化還原方程式配平技法1．氧化還原方程式配平的基本原則2．氧化還原方程式配平的一般步驟3．特殊的配平方法(1)逆向配平法(主要用于同種元素之間發(fā)生的歧化反應)通過逆向將方程式進行配平。例如：，由于S的化合價既升又降，不好確定。但逆向看：K2S中的S升高2價，K2SO3中的S降低4價，所以K2S、K2SO3的化學計量數(shù)分別為2、1，然后再確定S的化學計量數(shù)為3。(2)缺項配平法先配平含有變價元素的物質的化學計量數(shù)，然后由元素守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒和電荷守恒進行配平。其補項原則如表所示：條件補項原則酸性條件缺H(氫)或多O(氧)補H+，少O(氧)補H2O(水)堿性條件缺H(氫)或多O(氧)補H2O(水)，少O(氧)補OH-四、氧化還原反應的計算技法1．計算依據(jù)：得失電子守恒在氧化還原反應中，轉移電子數(shù)=n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價—低價)=n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價—低價)2．解題步驟：(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物(2)列出一個原子或離子的化合價的變化(注意化學式中粒子的個數(shù))(3)根據(jù)題中物質的物質的量和電子守恒列出等式(4)部分氧化和部分還原的計算：要注意參加反應的量不一定完全是被氧化、或被還原的量，或一種物質由于歧化，有一部分被氧化，而另一部分被還原?？键c一強弱先后規(guī)律【例1】①Cl2+2KI=2KCl+I2②2FeCl2+Cl2=2FeCl3③2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2④I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI根據(jù)上述化學方程式，下列說法錯誤的是（）A．氧化性由強到弱的順序為Cl2＞Fe3+＞I2＞SO42-B．還原性由強到弱的順序為SO2＞I﹣＞Fe2+＞Cl﹣C．SO2氣體能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍D．預測新制氯水和二氧化硫的水溶液反應后溶液的酸性增強【答案】C【解析】根據(jù)在氧化還原反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物，有氧化性排序①Cl2＞I2，②Cl2＞Fe3＋，③Fe3＋＞I2，④I2＞SO42-，綜合可得氧化性排序Cl2＞Fe3＋＞I2＞SO42-；還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物，則①I－＞Cl－，②Fe2＋＞Cl－，③I－＞Fe2＋，④SO2＞I－，綜合可得SO2＞I－＞Fe2＋＞Cl－。A項，氧化性由強到弱的順序為Cl2＞Fe3＋＞I2＞SO42-，正確，A不符合題意；B項，還原性由強到弱的順序為SO2＞I－＞Fe2＋＞Cl－，正確，B不符合題意；C項，SO2的氧化性弱于I2，不能將I－氧化成I2，因此不能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍，錯誤，C符合題意；D項，Cl2的氧化性強于SO2，新制氯水和二氧化硫的水溶液發(fā)生反應Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，生成HCl和H2SO4，溶液酸性增強，正確，D不符合題意；故選C?！窘忸}技法】同一氧化劑與多種還原劑混合，還原性強的先被氧化。同一還原劑與多種氧化劑混合，氧化性強的先被還原。應用：判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序?！緦c訓練1】已知有如下反應：①2BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2；②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；③2FeCl2+Cl2=2FeCl3根據(jù)上述反應，判斷下列結論中正確的是()A．Cl2在反應②中只是氧化產(chǎn)物B．Cl2在①③反應中均做氧化劑C．氧化性強弱的順序為：BrO3-＞Cl2＞ClO3-＞Fe3+D．溶液中可發(fā)生：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O【答案】D【解析】A項，②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，③2FeCl2+Cl2=2FeCl3反應均屬于歸中反應，所以Cl2即是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，故A錯誤；B項，在①2BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2反應中，Cl2的化合價升高了，做還原劑，故B錯誤；C項，根據(jù)①2BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2可知，氧化性：BrO3-＞ClO3-；②根據(jù)ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O可知，氧化性：ClO3-＞Cl2③根據(jù)2FeCl2+Cl2=2FeCl3可知，氧化性：Cl2＞Fe3+,則氧化性強弱的順序為：BrO3-＞ClO3-＞Cl2＞Fe3+，故C錯誤；D項，根據(jù)上述分析BrO3-＞ClO3-＞Cl2＞Fe3+可知，溶液中可發(fā)生：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，故D正確；故選D?？键c二價態(tài)歸中規(guī)律【例2】已知在熱的堿性溶液中，NaClO發(fā)生如下反應：3NaClO=2NaCl＋NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發(fā)生類似的反應，其最終產(chǎn)物是()A．NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4【答案】B【解析】已知反應中氯元素的化合價：＋1變?yōu)椋?和－1，符合歧化轉化規(guī)律。既然NaClO2也能發(fā)生類似的反應，則氯元素的化合價應既有升高，也有降低，選項A中均降低，選項D化合價均升高；選項B、C與題意相符，但選項C中NaClO不是最終產(chǎn)物?！窘忸}技法】(1)高低規(guī)律：元素處于最高價態(tài)只有氧化性，元素處于最低價態(tài)只有還原性，元素處于中間價態(tài)既有氧化性又有還原性。(2)歸中規(guī)律：含不同價態(tài)的同種元素的物質間發(fā)生氧化還原反應時，該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價+低價中間價”，而不會出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。(3)歧化規(guī)律：同種元素的中間價態(tài)變?yōu)楦邇r態(tài)和低價態(tài)，即中間價態(tài)高價態(tài)+低價態(tài)。【對點訓練2】某金屬的硝酸鹽受熱分解生成NO2、O2和該金屬的氧化物。已知生成的NO2和O2的分子個數(shù)比為4∶1，則在分解過程中該金屬元素的化合價()A．無法確定 B．升高C．不變 D．降低【答案】C【解析】由題給信息可知，氮元素的化合價由+5降低到+4，氧元素的化合價由-2升高到0，設生成的NO2和O2的分子個數(shù)分別為4、1，則氮原子得到的電子數(shù)為4，氧原子失去的電子數(shù)為1×2×[0-(-2)]=4，兩者得失電子的數(shù)目相等，故金屬元素的化合價沒有變化，C項正確?？键c三氧化還原反應方程式配平【例3】配平化學方程式：H2S+HNO3—S↓+NO↑+H2O?！敬鸢浮?2324【解析】(1)第一步：標變價；H2S-2+HN+5O3S0↓+N第二步：列得失；H2S-2+HN 第三步：求總數(shù)，從而確定氧化劑(或還原產(chǎn)物)和還原劑(或氧化產(chǎn)物)的化學計量數(shù)。H2S-2+HN 故H2S的化學計量數(shù)為3，HNO3的化學計量數(shù)為2。第四步：配化學計量數(shù)，先配平變價元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S+2HNO3=3S↓+2NO↑+4H2O第五步：查守恒，利用氧原子守恒來進行驗證?！窘忸}技法】氧化還原反應配平的基本技能(1)全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價是全變的，一般從左邊反應物著手配平。(2)自變從右邊配：自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。(3)缺項配平法：先將得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一邊加水；若反應物這邊缺負電荷，一般加OH－，生成物一邊加水，然后進行兩邊電荷數(shù)配平。(4)當方程式中有多個缺項時，應根據(jù)化合價的變化找準氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物?！緦c訓練3】某同學做實驗時不小心沾了一些KMnO4使皮膚上形成黑斑，這些黑斑很久才能消失，如果用草酸的稀溶液洗滌馬上可以消失，涉及的反應的離子方程式為MnOeq\o\al(－,4)＋H2C2O4＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋________(未配平)。下列關于此反應的敘述正確的是()A．該反應的氧化產(chǎn)物是Mn2＋B．1個MnOeq\o\al(－,4)在反應中失去5個電子C．橫線上應是OH－D．配平該離子方程式后，H＋的化學計量數(shù)是6【答案】D【解析】離子方程式左邊有H＋，則右邊不能出現(xiàn)OH－，橫線上應是H2O，C項錯誤；配系數(shù)?2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O，A、B項錯誤，D項正確?？键c四氧化還原反應的計算【例4】2個XO3-恰好能氧化5個SO32-(已知SO32-被氧化SO42-)則還原產(chǎn)物中變價元素的化合價是()A．-1 B．0 C．+1 D．+6【答案】B【解析】根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒的原理可知：5SO32-→5SO42-→10e-，XO3-中X為+5價，設還原產(chǎn)物X為a價，則2XO3-→2X，轉移的電子(5-a)=10。解得a=0，故B符合題意；故選B?！窘忸}技法】氧化還原反