氧化还原反应的基本规律及其应用
- 格式:doc
- 大小:265.00 KB
- 文档页数:9
初中化学氧化还原反应的规律与应用解析氧化还原反应是化学学科中的重要内容之一,广泛应用于生活和工业生产中。
本文将就初中化学氧化还原反应的规律与应用进行解析。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质中的电荷转移过程,其中一物质失去电子(被氧化),而另一物质同时获得电子(被还原)。
其中失去电子的物质称为还原剂,获得电子的物质称为氧化剂。
在氧化还原反应中,电子的转移常常伴随着原子或离子氧化态的改变。
氧化态增加称为氧化,氧化态减少称为还原。
以电子的转移为基础,氧化还原反应将其反应过程分为两个半反应,即氧化半反应和还原半反应。
二、氧化还原反应的规律1. 氧化性和还原性的对比不同的物质具有不同的氧化性和还原性。
氧化性是指物质具有氧化其他物质的能力,而还原性是指物质具有还原其他物质的能力。
根据氧化性和还原性的强弱,物质在氧化还原反应中扮演不同的角色。
通常,氧化性较强的物质具有较强的还原性,而还原性较强的物质具有较强的氧化性。
2. 氧化还原反应的规律在氧化还原反应中,还原剂和氧化剂之间存在一定的关系。
根据化学元素的位置和氧化态的变化趋势,我们可以推导出氧化还原反应的规律。
- 金属的氧化反应金属在氧化反应中常常失去电子,被氧化为带正电的离子或氧化物。
如钠可以被氧化为Na+,铁可以被氧化为Fe2+或Fe3+等。
金属的氧化反应是常见的氧化还原反应之一。
- 非金属的氧化反应非金属在氧化反应中通常获得电子,被还原为带负电的离子。
如氯可以被还原为Cl-,氧可以被还原为O2-等。
非金属的氧化反应也是常见的氧化还原反应。
3. 氧化还原反应的平衡氧化还原反应也遵循化学反应的平衡原则。
在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂之间的电子转移必须保持平衡。
如果反应中的氧化剂或还原剂浓度过多,会导致反应过程不完全。
因此,在实际应用中,通常需要调整反应条件以实现氧化还原反应的平衡。
三、氧化还原反应的应用1. 金属材料的防腐蚀金属材料在氧化还原反应中容易与氧发生反应产生氧化物。
高三化学一轮复习—— 氧化还原反应的“三大”基本规律及其应用知识梳理1.氧化还原反应规律(1)价态规律 ①元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
如Fe 3+、Cu 2+只有氧化性,S 2-、I -只有还原性,Cl 2、Fe 2+既有氧化性又有还原性。
②价态归中规律不同价态的同种元素间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”。
而不会出现交叉现象。
简记为“两相靠,不相交”。
如在反应KClO 3+6HCl===KCl +3Cl 2↑+3H 2O 中,氧化产物是Cl 2,还原产物是Cl 2,1 mol KClO 3反应时转移电子数是5N A .③歧化反应规律“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O 。
1 mol Cl 2反应时转移电子数为N A 。
(2)强弱规律①自发进行的氧化还原反应,一般遵循强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,即“由强制弱”。
在反应中,较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
如根据反应Cl 2+S 2-===S ↓+2Cl -,可以确定氧化性Cl 2>S ,还原性S 2->Cl -。
②先后规律a .同时含有几种还原剂时――→加入氧化剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如:在FeBr 2溶液中通入少量Cl 2时,因为还原性Fe 2+>Br -,所以Cl 2先与Fe 2+反应。
b .同时含有几种氧化剂时――→加入还原剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe 3+、Cu 2+、H +的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe 3+>Cu 2+>H +,所以铁粉先与Fe 3+反应。
(3)守恒规律氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
龙源期刊网
氧化还原反应的基本规律及其应用
作者:韩书明
来源:《数理化学习·教育理论版》2013年第09期
摘要:氧化还原反应是中学化学的核心理论,是贯穿元素化合物知识的一条主线,也是
高考的重点和热点内容.氧化还原反应的基本规律(价态规律、强弱规律、先后规律、守恒规律、归中规律),在解决氧化还原反应实际问题的应用中,发挥着举足轻重的作用,现简述如下.
关键词:氧化还原;规律;价态;守恒
一、价态规律
内容:元素处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有还原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性.
应用:利用此规律可判断某物质具有氧化性或还原性.
三、先后规律
内容:同一强氧化剂优先和不同还原剂中的强还原剂反应,同一强还原剂优先和不同氧化剂中的强氧化剂反应.
应用:利用此规律可快速判断同一氧化剂(或还原剂)与不同种还原剂(或氧化剂)反应的先后顺序,也可以判断同类问题中与反应物的量有关的离子方程式的书写是否正确.。
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 过氧化物:Na 2O 2、H 2O 2等某些不稳定含氧酸:HClO 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 等 非金属单质及其氢化物:H 2、C 、Si 、NH 3等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-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是()A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HIC.H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2OD.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。
氧化还原反应的规律及其应用李文清氧化还原反应是一类重要的化学反应,是学生学习化学的重要内容。
本文着重介绍氧化还原反应的一些基本规律及其应用,供同学们参考。
一. 表现性质规律当元素具有可变化合价,一般化合价处于最高价态时只具有氧化性;处于最低价态时只具有还原性;处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。
利用此规律可判断物质是否具有氧化性及还原性,但不能判断物质氧化性及还原性的强弱。
例1. 下列各组物质中,每种物质都既能被氧化又能被还原的是()A.B.C.D.解析:每种物质都既能被氧化又能被还原,即每种物质都既具有还原性又具有氧化性,利用上述规律可逐一筛选。
A项中,都含有中间价态的元素,它们既能被氧化又能被还原,但一般只具有氧化性,虽然其中含有价的氧元素却很难被氧化。
B项中,,一般只能被还原。
C项中,和分子中既含较高价态的氢元素,又含有较低价态的硫元素或氯元素,中的S显+4价,属于硫元素的中间价态,故该组中每种物质都既能被氧化,又能被还原。
D项中,中+1价钠元素氧化性极弱,故只具有还原性。
答案:(C)。
二. 两强两弱规律在氧化还原反应中:强氧化性物质+强还原性物质弱氧化性物质+弱还原性物质氧化剂还原剂氧化产物还原产物即氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,利用此规律可判断在相同条件下物质氧化性及还原性的强弱以及在同一状态下能否发生氧化还原反应。
例2. 有A2、B2、C2三种单质进行如下反应:(1)三种单质的氧化性由强到弱的顺序是:__________________。
(2)三种离子的还原性由强到弱的顺序是:__________________。
(3)若能发生反应,那么能否发生反应?_______________理由是_______________。
解析:利用两强两弱规律由前一方程式可判断氧化性,还原性,后一方程式可判断出氧化性,还原性。
则这三种单质氧化性的顺序是,这三种离子的还原性顺序是由(3)若能发生反应,即可判断氧化性,而前边已判断,则,所以不能发生反应,若反应,则不符合两强两弱规律。
氧化还原反应的规律与应用氧化还原反应是化学中最基本、最重要的反应类型之一。
它涉及到电子的转移和氧化态的变化,具有广泛的应用价值。
本文将介绍氧化还原反应的规律和一些实际应用。
一. 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指在化学反应中,某些物质失去电子并被氧化,而其他物质获得电子并被还原的过程。
在氧化还原反应中,通常伴随着氧化态的变化。
氧化态是指原子或分子中的原子的电荷状态,用+或-表示。
氧化反应是指物质受到氧化剂作用而失去电子的过程,其中的物质为氧化剂。
还原反应是指物质受到还原剂作用而获得电子的过程,其中的物质为还原剂。
二. 氧化还原反应的规律1. 氧化态变化规律在氧化还原反应中,氧化剂接受电子,其氧化态减少;还原剂失去电子,其氧化态增加。
氧化和还原两个反应总是同时进行的,一个物质的氧化反应必然伴随着另一个物质的还原反应。
2. 电子转移规律氧化还原反应中的电子转移遵循一定的规律:电子从氧化剂转移到还原剂。
氧化剂具有较强的氧化能力,它能够夺取其他物质的电子,从而自身被还原。
而还原剂具有较强的还原能力,它能够向其他物质输送电子,从而自身被氧化。
三. 氧化还原反应的应用1. 电化学反应氧化还原反应在电化学中得到广泛应用。
例如,电池的工作原理就是利用氧化还原反应来产生电能。
电池中的化学反应导致了电子的转移,从而产生电流。
2. 腐蚀与防腐氧化还原反应在金属腐蚀和防腐中具有重要作用。
金属与氧气发生氧化反应,形成金属氧化物,导致金属的腐蚀。
为了防止金属的腐蚀,可以通过添加防腐剂,阻止氧化还原反应的发生。
3. 燃烧反应燃烧是一种氧化反应,它是物质与氧气在高温下发生氧化还原反应的结果。
通过控制燃烧过程中氧化还原反应的速度和条件,可以实现高效的燃烧,提高能量利用率。
4. 化学分析氧化还原反应在化学分析中也被广泛应用。
例如,氧化还原反应可以用于检测物质中是否存在某些元素或化合物。
通过观察氧化还原反应的现象和指示剂的颜色变化,可以判断物质的成分和性质。
第3节氧化还原反应导学案(第3课时)-------------------氧化还原反应的基本规律及其应用【学习目标】知识与技能:1.学习氧化还原反应的规律,理解氧化还原反应中的得失电子守恒。
过程与方法:通过对氧化还原反应规律的学习,练习归纳推理能力。
情感态度与价值观:通过对氧化还原反应规律的学习,增强科学的态度、探索精神。
【学习重点】氧化还原反应的规律【新课导学】《导入》将Zn片加入Cu(NO3)2与AgNO3的混合溶液中,按反应的先后写出离子方程式。
一、强弱律:在同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性就越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。
二、优先律:在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作用;同理,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。
【例1】已知:Fe3++2I-==2Fe2++I22Fe2++Br2==2Fe3++2Br-向含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2,此时被氧化的离子及对应物质的量分别是___________ 。
往FeBr2溶液中通入少量Cl2,哪种离子先被氧化?若改为FeI2呢?答案由于还原性I->Fe2+>Br-,所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是Fe2+;向FeI2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是I-。
三、价态律:同种元素具有多种价态时,一般处于最低价时只具有还原性,处于最高价时只具有氧化性,处于中间价时既具有氧化性又具有还原性。
利用此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。
注意:①元素处于最高价,只具有氧化性,但不一定氧化性最强。
②金属元素无负价,F、O无正价。
【例2】下列微粒中:H+、Cu2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Cl-、S2-、I-、Na,其中只有氧化性的是___________________________;只有还原性的是______________________;既有氧化性又有还原性的是________________________________。
【练习】下列说法正确的是()A.含有最高价态元素的化合物一定具有强氧化性B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性C.元素原子在反应中失电子越多,还原性就越强D.反应中同一反应物可能既可发生氧化反应又可发生还原反应四、转化律:含同种元素不同价态的物质间发生氧化—还原反应时,化合价的变化遵循高价+低价→中间价,即“只靠拢,不交叉”(价态归中);同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应,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。
(1)归中反应:KClO2↑+ 3H2O(2)歧化反应:Cl(3)利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。
(4)【例3】H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O如反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,转移的电子数为5,而非6。
KClO3+6HCl(浓)===KCl得6e-+3Cl失6e-2↑+3H2O(错误)KClO3+6HCl(浓)===KCl得5e-+3Cl失5e-2↑+3H2O(错误)3.歧化反应规律思维模型“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
深度思考1.往FeBr2溶液中通入少量Cl2,哪种离子先被氧化?若改为FeI2呢?答案由于还原性I->Fe2+>Br-,所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是Fe2+;向FeI2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是I-。
2.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”(1)向浓H2SO4中通入H2S气体,1 mol浓硫酸转移电子数可能是6N A,也可能是2N A(√)解析H2SO4(浓)+3H2S===4S↓+4H2OH2SO4(浓)+H2S===SO2↑+S↓+2H2O前一反应中1 mol浓H2SO4转移6N A电子,后一反应中转移2N A电子。
(2)1 mol Cl2与Ca(OH)2完全反应,转移的电子数是2N A(×)解析Cl2既是氧化剂又是还原剂,1 mol Cl2和Ca(OH)2反应,转移电子数应为N A。
同种元素不同价态该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。
即同种元素不同价态间发生氧化还原反应时,价态的变化“只靠拢,不交叉”。
例: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:,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。
(5)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: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、守恒律:质:质量守恒。
电:电子转移的数目守恒。
即在同一个氧化还原反应中,化合价升高总数=化合价降低总数;得电子总数=失电子总数。
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、硫酸铵在强热条件下分解,生成氨、二氧化硫、氮气和水。
反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是( )。
A.1∶3B.2∶3 C.1∶1D.4∶3[跟踪练习]在反应6KOH+3Cl2===KClO3+5KCl+3H2O中,失电子(被氧化)与得电子(被还原)的原子个数比是:( )A.1:5 B、1:4 C.1:3 D.1 : 2例2.在FeBr2溶液中通入Cl2,先看到溶液变为棕黄(Fe3+),后看到溶液变为橙色(Br2),则还原性Fe2+Br-。
【例1】已知:Fe3++2I-==2Fe2++I22Fe2++Br2==2Fe3++2Br-向含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2,此时被氧化的离子是___________ 。
【例3】在一定条件下KClO3与I2按下式反应:2KClO3+I2===2KIO3 +Cl2↑,下列判断正确的是( )A.该反应属于置换反应B.氧化性:I2>KClO3C.:KClO3>I2D.还原剂为KIO3,氧化剂为I2【例1】已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是( ) A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO2-4+4H+B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI C.2Fe2++I2===2Fe3++2I-D.H2O2+SO2===H2SO4【例3】将少量Zn片投入含Na+、Mg、Cu2+、Ag+的溶液中,最先得到的金属是( ) A.Na B.Mg C.Ag D.Cu氧化还原反应规律1、表现性质的规律:“高氧、低还、中兼”规律(价态律)同种元素具有多种价态时,处于最低价时只具有还原性,处于最高价时只具有氧化性,处于中间可变价时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 SO2H2SO4(浓) S元素的性质还原性既有氧化性又有还原性氧化性2.守恒规律氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数,即失电子数=得电子数。
如:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑,在此反应中,当有1 mol氯气生成时,有______mol电子发生转移,参加反应的MnO2的物质的量为______,参加反应的HCl 与被氧化的HCl的物质的量之比为______。
【例4】24 mL 0.05 mol/L Na2SO3溶液恰好与20 mL 0.02 mol/L K2Cr2O7溶液完全反应,则元素Cr在还原产物中的化合价为( )A.+6 B.+3 C.+2 D.0【例5】锌与极稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。
当生成1 mol 硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为( )A.2 mol B.1 mol C.0.5 mol D.0.25 mol1.下列说法正确的是( )A.含有最高价态元素的化合物一定具有强氧化性B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性C.元素原子在反应中失电子越多,还原性就越强D.反应中同一反应物可能既可发生氧化反应又可发生还原反应2.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.F2K HCl B.Cl2Al H2C.NO2Na Br2D.O2SO2H2O3.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO42FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I23FeCl2+4HNO3===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3A.H2SO3>I->Fe2+>NO B.I->Fe2+>H2SO3>NOC.Fe2+>I->H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-4.m mol Cu2S与足量的稀HNO3反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。
则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量为( )A.4m mol B.10m mol C.10m3mol D.2m3mol5.氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛用于电子、陶瓷等工业领域。
在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3+N2+3C=====高温2AlN+3CO合成。
下列叙述正确的是( )A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂B.上述反应中,每生成1 mol AlN需转移3 mol电子C.AlN中氮元素的化合价为+3 D.AlN的摩尔质量为41 g6.有下列三个氧化还原反应:①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2===2FeCl3③2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑若溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要除去I-而不影响Fe2+和Cl-共存,可加入的试剂是( )A.Cl2B.KMnO4 C.FeCl3D.HCl7.在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强,已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性强弱顺序为:W2>Z2>X2>Y2,则下列氧化还原反应能发生的是( )A.2W-+Z2===W2+2Z-B.2Y-+W2===Y2+2W-C.2Z-+X2===Z2+2X-D.2X-+Y2===X2+2Y-8.有反应①2H2O+Cl2+SO2===H2SO4+2HCl②2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。