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2019届高三化学第一轮复习氧化还原反应“三大规律”的应用导学案(第1课时)

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高中化学审核员

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          氧化还原反应“三大规律”的应用导学案(第                   1 课时)

考点解读
1.守恒规律
   (1)内容:氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且
       得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中,有物
       质元素化合价升高必有物质元素化合价降低,且化合价降低
       总数必等于升高总数。
   (2)应用:运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配
   平和相关计算。 
2.转化规律
   (1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,其反
       应规律可总结为:“高价+低价―→中间价”,而不会出现
       交叉现象。
   (2)应用:
       运用转化规律可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。
3.难易规律
   (1)优先规律——氧化性(还原性)强者优先反应:
       一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发
   生反应(先强后弱)。一种还原剂与多种氧化剂相遇时,氧化性最
   强的优先发生反应(先强后弱)。
   (2)应用:判断物质的稳定性及反应的先后顺序。
    4、转化律的应用
    (1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,

如浓  H2SO4 与 SO2 不发生反应。
    (2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、
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还原产物。如对于反应          6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O  中,氧

化剂为   NaClO3,还原剂为     HCl,氧化产物和还原产物都为            Cl2。
    (3)同时含有几种还原剂时                  将按照还原性由强到弱的

顺序依次反应。如:在          FeBr2 溶液中通入少量      Cl2 时,因为还原性

  2+    -               2+
Fe  >Br  ,所以   Cl2 先与  Fe 反应。
                          加入还原剂
                            ――→
    (4)同时含有几种氧化剂时            将按照氧化性由强到弱的顺序依
次反应。如:在含有         Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化
性 Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与         Fe3+反应,然后依次为        Cu2+、
H+。

考向分析

考向一、守恒规律的应用

    典例   1、己知在碱性溶液中可发生如下反应:

                                     -             n-
  2R(OH)3 + 3C1O- + 4OH- = 2RO4n-+3Cl  +5H2O。则  RO4 中

  R 的化合价是 (   )

    A.+3    B. +4    C.+5     D.+6

【答案】D

【解析】根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得                     3+4=2n+3,解得

                             2-
    n=2,根据化合价规则判断          RO4 中 R 的化合价为+6,选      D。
方法指导:应用电子守恒解题的一般思路
   (1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物
   和氧化产物。
   (2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化
   学式中的原子个数)。
   (3)“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守
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   恒列出关系式:
    n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价
   原子个数×化合价变化值

考向二、物质氧化性、还原性强弱的应用

典例  2、向含有     a mol FeBr2 的溶液中通入     x mol Cl2。下列各项为

    通 Cl2 过程中溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是(  )

                 2+          3+    -
   A.x=0.4a,2Fe   +Cl2===2Fe  +2Cl

                 -              -
   B.x=0.6a,2Br   +Cl2===Br2+2Cl

              2+    -                3+     -
   C.x=a,2Fe   +2Br   +2Cl2===Br2+2Fe  +4Cl

                 2+    -                 3+     -
   D.x=1.5a,2Fe   +4Br   +3Cl2===2Br2+2Fe  +6Cl
【答案】B
方法指导:
(1)在适宜条件下,用氧化性强的物质制备还原性弱的物质,用还
原性强的物质制备氧化性弱的物质。
(2)比较物质间氧化性(或还原性)的强弱或判断氧化剂和还原剂在
一定条件下是否发生反应。
    考向三、多步反应中得失电子守恒

    典例  3.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和                      NO2、

N2O4、NO 的混合气体,这些气体与          1.68 L O2(标准状况)混合后通入
水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加
入 5  mol·L-1   NaOH 溶液至   Cu2+恰好完全沉淀,则消耗         NaOH 溶液
 的体积是(  ) 
    A.60 mL      B.45 mL
    C.30 mL     D.15 mL

    解析:选    A   由题意可知:Cu      失去的电子数与       O2 得到的电子数
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                            1.68 L

相等。即    n(Cu)=2n(O2)=2×22.4 L·mol-1=0.15  mol。根据   NaOH 和

Cu(NO3)2 的反应可得关系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 

                 0.3 mol
mol,则  V(NaOH)=5 mol·L-1=0.06 L=60 mL。
    方法指导:
    有些题目涉及氧化还原反应较多,数量关系较为复杂,用常规
方法求解比较困难,若利用得失电子数相等这一关系,抓住反应物
的始态与终态,删去中间过程,就会使题目变得简单。
     如本题中的电子转移关系为:Cu             失去电子,转移给
    生成
    ――→
HNO3  NOx,氮的氧化物(NOx)再失去电子转移给             O2,反应失去电子

的始态物质为      Cu,反应得电子终态物质为           O2,删去中间物质       HNO3、

NOx。因此可直接利用电子守恒建立始态(Cu)与终态(O2)的物质的量

关系:2Cu~O2。

对点训练

                         3+               2-    2+
1.在一定条件下,PbO2       与  Cr 反应,产物是      Cr2O7 和 Pb ,则与

           3+
    1mol Cr 反应所需    PbO2 的物质的量为(   )

    A.3.0mol              B.1.5mol             C.1.   0mol       

   D.0.75mol 

【答案】B

                              3+           2-
【解析】利用电子守恒,当            1molCr 被氧化为    Cr2O7 (0.5mol)时,

    所失去的电子数为        3mol,这些电子被      PbO2 得到,而   1mol 

    PbO2 被还原只得到     2mol 电子,因此需要      PbO2 的物质的量为

    1.5mol,故选   B。 

                          -1
2、24 mL 浓度为    0.05 mol·L   的 Na2SO3 溶液恰好与    20 mL 浓度为
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           -1
0.02 mol·L   的  K2Cr2O7 溶液完全反应。已知       Na2SO3 可被 K2Cr2O7 氧

化为  Na2SO4,则元素    Cr 在还原产物中的化合价为( )
    A.+2                   B.+3
    C.+4                    D.+5
     解析:选     B 由题目中指出被还原的元素是             Cr,则得电子的物

质必是   K2Cr2O7,失电子的物质一定是         Na2SO3,其中  S 元素的化合价
从+4→+6,而      Cr 元素的化合价将从+6→+n(设化合价为               n)。根
据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有                 0.05    mol·L-1×0.024 
L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得          n=3。

3.根据反应①2FeCl3+2KI═2FeCl2+2KCl+I2,

    ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3,判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序

    中,正确的是( )

        3+                              3+
   A.Fe  >Cl2>I2          B.Cl2>I2>Fe          

                3+               3+
   C.I2>Cl2>Fe          D.Cl2>Fe   >I2

【答案】D

【解析】根据①反应可知氧化剂为               FeCl3、还原剂为    KI、还原产物

                                           >
    为 FeCl2、氧化产物为      I2,所以氧化性:FeCl3       I2,还原性为:

    KI>FeCl2.根据②可知,氧化剂          Cl2、氧化产物为      FeCl3、还原

    剂 FeCl2、还原产物为      2FeCl3,所以氧化性:Cl2>FeCl3,还原

                                       :         >  ,即
    性为:FeCl2>2FeCl3,故氧化性顺序为:            Cl2>FeCl3  I2

          3+
    Cl2>Fe  >I2,故选   D。

4.若(NH4)2SO4 在强热时分解的产物是          SO2、N2、NH3 和 H2O,则该反

    应中化合价发生变化和未发生变化的               N 原子数之比为(  )
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   A.1:4       B.1:2     C.2:1       D.4:1 

【答案】B

                    +
【解析】该反应中,NH4         →N2 氮元素的化合价由-3        价→0  价,生成一

    个氮气分子需要铵根离子失去             6 个电子,生成一个二氧化硫分

    子需要硫酸根离子得到          2 个电子,所以其最小公倍数是            6,然

    后其它元素根据原子守恒进行配平方程式,所以该方程式为

    3(NH ) SO  高温   3SO ↑+N ↑+4NH ↑+6H O,该方程式中铵根离子
        4 2 4       2   2      3    2
    和氨气分子中氮原子的化合价都是-3              价,化合价不变,所以则

    该反应中化合价发生变化和未发生变化的                 N 原子数之比为

    1×2:4×1=1:2,故选       B。

5.(NH4)2SO4 在高温下分解,产物是         SO2、H2O、N2 和 NH3.在该反应

    的化学方程式中,化学计量数由小到大的产物分子依次是( )

    A.SO2、H2O、N2、NH3          B.N2、SO2、H2O、NH3

    C. N2、SO2、NH3、H2O        D.H2O、NH3、SO2、N2.

【答案】C

    解析:利用待定系数法,令(NH4)2SO4          系数为    1,根据硫原子原

   子守恒   SO2 前配 1,根据氧原子守恒         H2O 前面配  2,根据氢原子守

   恒 NH3 前面配   4/3,根据氮原子守恒        N2 前配 1/3,然后各物质系

   数同时扩大     3 倍,3(NH  ) SO  高温   4NH ↑+N ↑+3SO ↑+6H O;答
                      4 2  4       3   2      2    2
   案 C。
    6、已知   G、Q、X、Y、Z    均为含氯元素的化合物,在一定条件下
有下列转化关系(未配平):
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                           电解
                           ――→
    ①G―→Q+NaCl ②Q+H2O        X+H2

    ③Y+NaOH―→G+Q+H2O

    ④Z+NaOH―→Q+X+H2O
    这五种化合物中       Cl 元素化合价由低到高的顺序是( )
    A.G、Y、Q、Z、X           B.X、Z、Q、G、Y
    C.X、Z、Q、Y、G           D.G、Q、Y、Z、X
    解析:选    A    由①得出     Q 中价态高于    G,因为    G 必介于  Q 和-
1 价的  Cl 之间,-1    价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,
Y 介于  Q 与 G 之间,故有    Q 价态高于    Y,Y 价态高于     G;分析②:

H2O 中的 H 化合价降低,则       Q 中的氯元素转变为       X 中的氯元素,化合
价必升高,则得出        X 价态高于    Q;最后分析④:Z       介于  Q、X  之间,
则 X 价态高于    Z,Z  价态高于    Q。

7、氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+
KOH―→KX+KY(未配平),KX       在一定条件下能自身反应:KX―→KY+
KZ(未配平,KY    与  KZ 关系比为   1∶3),以上    KX、KY、KZ   均是一元酸
的钾盐,由以上条件推知在            KX 中氯的化合价是(  )
    A.+1   B.+3    C.+5     D.+7

    解析:选    C    反应:Cl2+KOH―→KX+KY       是 Cl2 的歧化反应,
KX、KY 中的氯元素分别显正价和-1            价;由于    KX 也发生歧化反应:
    KX―→KY+KZ,可断定       KY 为 KCl,化合价高低是       Z 中 Cl>X 中
Cl(均为正价)。假设       KX 中 Cl 为+a  价,KZ  中 Cl 的化合价为+b      价,
依据化合价守恒原理及          KX―→KY+3KZ,有     a+1=3(b-a),把     a=
1、a=3、a=5    代入上式讨论,可知         a=5 时,b=7    符合题意。则
KX 中 Cl 的化合价为+5。
    8、若某溶液中      Fe2+和 I-共存,要除去       I-而不氧化    Fe2+和 Cl-,
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可以加入的试剂是(  )

    A.Cl2    B.KMnO4 C.FeCl3      D. HCl
    解析:选    C      由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为:

             3+                           2+
MnO-4 >Cl2>Fe  >I2,因   Cl2、KMnO4 均能氧化   Fe  ,故选项    A、
B 不合题意,HCl     不能氧化    I-,D 项错误。

9.含有   amolFeBr2 的溶液中,通入      xmol  Cl2。下列各项为通       Cl2 过
程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是( )

                  2+         3+     -
    A.x=0.4a,2Fe   +Cl2===2Fe  +2Cl

                  -              -
    B.x=0.6a,2Br   +Cl2===Br2+2Cl

               2+    -                3+     -
    C.x=a,2Fe   +2Br   +2Cl2===Br2+2Fe  +4Cl

                  2+    -                 3+     -
    D.x=1.5a,2Fe   +4Br  +3Cl2===2Br2+2Fe   +6Cl

                                                      2+
    解析:选    B 根据氧化还原反应的先后顺序知,Cl2              先氧化   Fe  ,

            -                               2+
然后再氧化     Br 。x=0.4a   时,Cl2 不能完全氧化       Fe ,只能发生反

        2+          3+    -
应    2Fe +Cl2===2Fe  +2Cl   ,A 正确;当    x=0.6a  时,Cl2 能将

                       1
Fe2+完全氧化后,又能氧化5a            mol    的 Br-,B  错误;x=a    时,

         2+                    -
Cl2 氧化 Fe  后又能氧化     a mol 的 Br ,C  正确;x=1.5a    时,Cl2  能
将 Fe2+、Br-完全氧化,D       正确。
10.向含有    Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离
子的物质的量变化如下图所示。有关说法不正确的是( )


                                             
    A.线段   BC 代表  Fe3+物质的量的变化情况

                                    -1
    B.原混合溶液中       c(FeBr2)=6 mol·L
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    C.当通入    Cl2  2  mol 时,溶液中已发生的离子反应可表示为

   2+    -           3+        -
2Fe  +2I  +2Cl2===2Fe  +I2+4Cl
    D.原溶液中     n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3
    解析:选    B  根据还原性     Br-
	
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