高三化學(xué) 1_3 氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)

《高三化學(xué) 1_3 氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三化學(xué) 1_3 氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

氧化還原反應(yīng) 〖復(fù)習(xí)目標(biāo)〗 （1）理解、掌握氧化還原反應(yīng)有關(guān)概念、本質(zhì)和特征。 （2）能比較與判斷氧化性或還原性強(qiáng)弱。 （3）能判斷氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 （4）能配平氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。 〖教學(xué)重點(diǎn)〗氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及計(jì)算。 〖教學(xué)難點(diǎn)〗氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及計(jì)算。 〖教學(xué)過(guò)程〗 考點(diǎn)一、氧化還原反應(yīng)的基本概念及特征 【知識(shí)精講】 1、氧化還原反應(yīng)的基本概念及關(guān)系 2、氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系 3、電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目 （1）氧化還原反應(yīng)的特征：化學(xué)反應(yīng)前后化合價(jià)發(fā)生了變化 氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移 （2）氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法 ①單線橋法 表示氧化劑與還原劑之間電子轉(zhuǎn)移的方向和總數(shù)。 ne－ 還原劑＋氧化劑===氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物 【注意事項(xiàng)】：a.箭頭必須由還原劑中失電子的元素指向氧化劑中得電子的元素 b.箭頭方向表示電子轉(zhuǎn)移的方向 c.在“橋”上標(biāo)明轉(zhuǎn)移的是電子總數(shù) ②雙線橋法 表示氧化劑及其還原產(chǎn)物、還原劑及其氧化產(chǎn)物之間電子轉(zhuǎn)移情況。 【注意事項(xiàng)】：a.箭頭必須由反應(yīng)物指向生成物，且兩端對(duì)準(zhǔn)同種元素。 b.箭頭方向不代表電子轉(zhuǎn)移方向，僅表示電子轉(zhuǎn)移前后的變化。 c.在“橋”上標(biāo)明電子的“得”與“失”，且得失電子總數(shù)應(yīng)相等。 4、氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷方法 （1）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序來(lái)判斷: 一般來(lái)說(shuō)，越活潑的金屬，失電子氧化成金屬陽(yáng)離子越容易，其陽(yáng)離子得電子還原成金屬單質(zhì)越難，氧化性越弱；反之，越不活潑的金屬，失電子氧化成金屬陽(yáng)離子越難，其陽(yáng)離子得電子還原成金屬單質(zhì)越容易，氧化性越強(qiáng)。 （2）根據(jù)非金屬活動(dòng)性順序來(lái)判斷: 一般來(lái)說(shuō)，越活潑的非金屬，得到電子還原成非金屬陰離子越容易，其陰離子失電子氧化成單質(zhì)越難，還原性越弱。 （3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)發(fā)生的規(guī)律來(lái)判斷: 氧化還原反應(yīng)可用如下式子表示： 規(guī)律：氧化性：氧化劑的氧化性>氧化產(chǎn)物的氧化性 還原性：還原劑的還原性>還原產(chǎn)物的還原性 （4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件來(lái)判斷: 如：Mn02+4HCl(濃) MnCl2+C12↑+2H20 2KMn04+16HCl(濃)=2MnCl2+5C12↑+8H2O 后者比前者容易(不需要加熱)，可判斷氧化性 KMn04>Mn02 （5）根據(jù)反應(yīng)速率的大小來(lái)判斷: 如：2Na2SO3+O2=2Na2SO4（快）， 2H2SO3+O2=2H2SO4（慢），2SO2+O22SO3， 其還原性： Na2SO4>H2SO3>SO2 （6）根據(jù)被氧化或被還原的程度來(lái)判斷: 如：Cu+Cl2CuCl2，2Cu+SCu2S，即氧化性：Cl2>S。 （7）根據(jù)原電池的正負(fù)極來(lái)判斷： 在原電池中，作負(fù)極的金屬的還原性一般比作正極金屬的還原性強(qiáng)。 （8）根據(jù)電解池中溶液里陰、陽(yáng)離子在兩極放電順序來(lái)判斷。 如：Cl-失去電子的能力強(qiáng)于OH-，還原性：Cl->OH-。 （9）根據(jù)元素在周期表中位置判斷： ①對(duì)同一周期金屬而言，從左到右其金屬活潑性依次減弱。如Na、Mg、A1金屬性依次減弱，其還原性也依次減弱。 ②對(duì)同主族的金屬而言，從上到下其金屬活潑性依次增強(qiáng)。如Li、Na、K、Rb、Cs金屬活潑性依次增強(qiáng)，其還原性也依次增強(qiáng)。 ③對(duì)同主族的非金屬而言，從上到下其非金屬活潑性依次減弱。如F、Cl、Br、I非金屬活潑性依次減弱，其氧化性也依次減弱。 （10）根據(jù)（氧化劑、還原劑）元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行判斷： 元素處于最高價(jià)只有氧化性，最低價(jià)只有還原性，處于中間價(jià)態(tài)既有氧化又有還原性。 一般來(lái)說(shuō)，同種元素價(jià)越高，氧化性越強(qiáng)；價(jià)越低還原性越強(qiáng)。如氧化性：Fe3+>Fe2+>Fe, S(+6價(jià))>S(+4價(jià))等，還原性：H2S>S>SO2，但是，氧化性：HClO4< HClO3< HClO2< HClO。 【注意】①物質(zhì)的氧化性、還原性不是一成不變的。同一物質(zhì)在不同的條件下，其氧化能力或還原能力會(huì)有所不同。如：氧化性：HNO3（濃）＞HNO3（?。?；Cu與濃H2SO4常溫下不反應(yīng)，加熱條件下反應(yīng)；KMnO4在酸性條件下的氧化性比在中性、堿性條件下強(qiáng)。 ②原子的氧化性一般都強(qiáng)于分子的氧化性。如：氧化性F>F2、Cl>Cl2、O>O2等。 【方法精講】 1、氧化還原反應(yīng)的概念辨析 氧化還原反應(yīng)及相關(guān)概念，通過(guò)整體，關(guān)注發(fā)生過(guò)程的方法進(jìn)行掌握，關(guān)鍵是對(duì)分析化合價(jià)。 ①先標(biāo)出熟悉元素的化合價(jià)，再根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零的原則求解其他元素的化合價(jià)。 ②個(gè)別非金屬元素的化合物中元素的價(jià)態(tài)是正還是負(fù)，取決于非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。如：Si3N4中Si顯+4價(jià)，N顯-3價(jià)。 2、氧化還原反應(yīng)中氧化性、還原性比較及應(yīng)用 物質(zhì)的氧化性、還原性的強(qiáng)弱只與得失電子的難易有關(guān)，與得失電子的多少無(wú)關(guān)。在判斷時(shí)要注意與相關(guān)概念的聯(lián)系。 ①元素金屬性、非金屬性與物質(zhì)的還原性、氧化性之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，并不是元素的價(jià)態(tài)越高，其氧化能力就越強(qiáng)。物質(zhì)的氧化性還與物質(zhì)的穩(wěn)定性有關(guān)，如在氯的含氧酸中，HClO的氧化性最強(qiáng)，穩(wěn)定性最差。 ②氧化性、還原性強(qiáng)弱取決于元素的原子得失電子的難易，與得失電子數(shù)目無(wú)關(guān)，如Na原子只能失1個(gè)電子，Al原子可失3個(gè)電子，但還原性Na>Al。 ③不能依據(jù)氧化劑或還原劑自身化合價(jià)的變化值的大小說(shuō)明氧化性或還原性的強(qiáng)弱。 如3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O和Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O中 氧化性：濃HNO3>稀HNO3。 【典例精講】 【例1】工業(yè)上以鉻鐵礦（主要成分為FeOCr2O3）、碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉(Na2Cr2O72H2O)，其主要反應(yīng)為： ⑴4FeOCr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2 ⑵2Na2CrO4＋H2SO4Na2SO4＋Na2Cr2O7＋H2O 下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A．反應(yīng)⑴和⑵均為氧化還原反應(yīng) B．反應(yīng)⑴的氧化劑是O2，還原劑是FeOCr2O3 C．高溫下，O2的氧化性大于Fe2O3小于Na2CrO4 D．生成1mol的Na2Cr2O7時(shí)共轉(zhuǎn)移5mol電子 【答案】B 【解析】A、反應(yīng)（2）中各元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后未發(fā)生變化，所以不是氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B、反應(yīng)（1）中，氧氣中O元素的化合價(jià)降低到-2價(jià)，作氧化劑，F(xiàn)eOCr2O3中Fe、Cr的化合價(jià)均升高，作還原劑，正確；C、因?yàn)檠鯕馐茄趸瘎?，F(xiàn)e2O3和Na2CrO4是氧化產(chǎn)物，則氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，所以氧氣的氧化性大于Fe2O3和Na2CrO4，錯(cuò)誤；D、生成1mol的Na2Cr2O7時(shí)，消耗2mol Na2CrO4，而反應(yīng)（1）中，則消耗氧氣的物質(zhì)的量是27/8mol=7/4mol，1mol氧氣參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移4mol電子，所以生成1mol的Na2Cr2O7時(shí)共轉(zhuǎn)移7mol電子，錯(cuò)誤，答案選B。 【例2】金屬鎂汽車劇烈碰撞時(shí)，安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3＝K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多7mol，則下列判斷正確的是 （ ） A．生成224LN2（標(biāo)準(zhǔn)狀況） B．有1molKNO3被氧化 C．轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol D．被氧化的N原子的物質(zhì)的量為15mol 【答案】D 【解析】根據(jù)方程式可知硝酸鉀中氮元素的化合價(jià)從＋5價(jià)降低到0價(jià)，氮化鈉中氮元素的化合價(jià)從－1/3升高到0價(jià)，因此氮?dú)饧仁茄趸a(chǎn)物，也是還原產(chǎn)物，且氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是15:1。因此如果氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多7mol，則生成物氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是8mol，所以氧化產(chǎn)物是7.5mol，還原產(chǎn)物是0.5mol，A、根據(jù)以上分析可知氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是22.4L/mol8mol，A錯(cuò)誤；B、有1molKNO3被還原，B錯(cuò)誤；C、轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5mol，C錯(cuò)誤；D、氧化產(chǎn)物是7.5mol，則被氧化的N原子的物質(zhì)的量為15mol，D正確，答案選D。 【例3】】根據(jù)下列方程式：①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ；②HClO+HCl=Cl2+H2O ；③2Fe3＋＋Cu=2Fe2++Cu2+；④Fe+Cu2+=Fe2++Cu，判斷下列各組物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱順序正確的是 （ ） A．Fe3+＞HClO＞Cl2＞Fe2+＞Cu2+ B．HClO＞Cl2＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ C．Cl2＞HClO＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ D．HClO＞Fe3+＞Cl2＞Cu2+＞Fe2+ 【答案】B 【解析】此題看起來(lái)很復(fù)雜，但問(wèn)題解決起來(lái)卻非常簡(jiǎn)單，所依據(jù)的規(guī)律就是常說(shuō)的“強(qiáng)制弱”規(guī)律。所謂的“強(qiáng)制弱”規(guī)律，指的是氧化性（還原性）強(qiáng)的物質(zhì)可以把還原性（氧化性）弱的物質(zhì)制出來(lái)，具體到某一個(gè)特定反應(yīng)中的意思是說(shuō)，具有氧化性的氧化劑（還原性的還原劑）可以把具有氧化性的生成物（還原性的生成物）制出來(lái)。由⑴可知，Cl2氧化性強(qiáng)于Fe3+，即Cl2＞Fe3+，由⑵可知，HClO＞Cl2，由⑶可知，F(xiàn)e3+＞Cu2+，由⑷可知，Cu2+＞Fe2+。 【考題精練】 1．制備氰氨基化鈣的化學(xué)方程式為：CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑，在反應(yīng)中 （ ） A．氫元素被氧化，碳元素被還原 B．HCN是氧化劑，CaCO3是還原劑 C．Ca(CN)2是氧化產(chǎn)物，H2是還原產(chǎn)物 D．CO為氧化產(chǎn)物，H2為還原產(chǎn)物 【答案】C 【解析】該題的最關(guān)鍵一點(diǎn)是分析各元素的化合價(jià)，難點(diǎn)是碳元素在HCN和CaCN2中的化合價(jià)，從反應(yīng)物CaCO3到生成物CO2，碳的化合價(jià)均為+4價(jià)，沒(méi)有改變，再?gòu)纳晌颒2分析發(fā)現(xiàn)氫的化合價(jià)降低，顯然HCN中氫得電子，HCN是氧化劑，而CaCO3中的各元素均無(wú)化合價(jià)變化，而還原劑也必是HCN，其中的碳元素也一定被氧化，在HCN中碳為+2價(jià)，CO中的碳也為+2價(jià)，則Ca(CN)2中碳為+4價(jià)，故CaCN2為氧化產(chǎn)物。 2．下列敘述中正確的是 （ ） A．含最高價(jià)元素的化合物，一定具有強(qiáng)氧化性 B．陽(yáng)離子只有氧化性，陰離子只有還原性 C．失電子越多，還原性越強(qiáng) D．強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng) 【答案】D 【解析】A、含最高價(jià)元素的化合物，不一定具有強(qiáng)氧化性，如硫酸鈉中硫元素為+6價(jià)，但硫酸鈉不具有強(qiáng)氧化性，錯(cuò)誤；B、陽(yáng)離子不一定只有氧化性，如Fe2＋既具有氧化性又具有還原性，陰離子不一定只有還原性，如MnO4—具有強(qiáng)氧化性，錯(cuò)誤；C、物質(zhì)還原性的強(qiáng)弱取決于該物質(zhì)失電子的難易，與失電子的多少無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；D、強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，正確。 3．已知下列反應(yīng)： Co2O3 + 6HCl(濃) 2CoCl2 + Cl2↑+ 3H2O （I） 5Cl2 + I2 + 6H2O 10HCl + 2HIO3 （II） 下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．反應(yīng)I中HCl是氧化劑 B．反應(yīng)II 中Cl2發(fā)生氧化反應(yīng) C．還原性：CoCl2 ＞HCl ＞ I2 D．氧化性：Co2O3 ＞ Cl2 ＞HIO3 【答案】D 【解析】 試題分析：A、反應(yīng)I中HCl中氯元素的化合價(jià)從－1價(jià)升高到0價(jià)，因此氯化氫是還原劑，A錯(cuò)誤；B、反應(yīng)II 中Cl2是氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C、氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，則根據(jù)方程式可知還原性：I2＞HCl＞CoCl2，C錯(cuò)誤；D、氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，則根據(jù)方程式可知氧化性：Co2O3＞Cl2＞HIO3，D正確，答案選D。 考點(diǎn)二、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用 【知識(shí)精講】 1、氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律及應(yīng)用 （1）價(jià)態(tài)律 當(dāng)元素具有可變化合價(jià)時(shí)，一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性，處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性，處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既具有氧化性又具有還原性。如：濃H2SO4的S只具有氧化性，H2S 中的S只具有還原性，單質(zhì)S既具有氧化性又具有還原性。 （2）強(qiáng)弱律 在氧化還原反應(yīng)中，強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑=弱氧化劑(氧化產(chǎn)物)+弱還原劑(還原產(chǎn)物)，即氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物強(qiáng)，還原劑的還原性比還原產(chǎn)物強(qiáng)。如由反應(yīng)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知，F(xiàn)eCl3的氧化性比I2強(qiáng)，KI的還原性比FeCl2強(qiáng)。 （3）優(yōu)先律 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被氧化的是還原性較強(qiáng)的物質(zhì)；同一還原劑與多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被還原的是氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)。如：將Cl2通入物質(zhì)的量濃度相同的NaBr和NaI 的混合液中，Cl2首先與NaI 反應(yīng)；將過(guò)量鐵粉加入到物質(zhì)的量濃度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中，F(xiàn)e首先與Fe3+反應(yīng)。 （4）價(jià)態(tài)歸中規(guī)律 含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)十低價(jià)→中間價(jià)”而不會(huì)出現(xiàn)交錯(cuò)現(xiàn)象。 （5）歧化反應(yīng)規(guī)律 發(fā)生在同一物質(zhì)分子內(nèi)、同一價(jià)態(tài)的同一元素之間的氧化還原反應(yīng)，叫做歧化反應(yīng)。其反應(yīng)規(guī)律是：所得產(chǎn)物中，該元素一部分價(jià)態(tài)升高，一部分價(jià)態(tài)降低，即“中間價(jià)→高價(jià)十低價(jià)”。具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)。 2、氧化還原方程式的書寫及配平 （1）配平原則 ①電子得失守恒：反應(yīng)中還原劑失去電子總數(shù)(化合價(jià)升高總值)與氧化劑得到的電子總數(shù)(化合價(jià)降低總值) ②質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后元素的種類相同，各元素的原子個(gè)數(shù)相等。 ③電荷守恒：若為離子反應(yīng)，反應(yīng)前后離子所帶正負(fù)電荷總數(shù)相等。 （2）配平步驟（以高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣為例）： ①標(biāo)出化合價(jià)變化了的元素的化合價(jià)。如： +7 -1 +4 0 KMnO4+HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ②根據(jù)元素存在的實(shí)際形式調(diào)整發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù)，使之成1：1的關(guān)系。 如： +7 -1 +4 0 KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ③調(diào)整系數(shù)，使化合價(jià)升降總數(shù)相等。 化合價(jià)↓ 5② KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O 化合價(jià)↑2⑤ ④根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等確定發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如：2KMnO4+10HCl==KCl+2MnCl2+5Cl2↑+H2O ⑤利用元素守恒，用觀察方法配平?jīng)]有參加氧化還原反應(yīng)的其他物質(zhì)的系數(shù)。如： 2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O ⑥檢查方程式兩邊各原子的個(gè)數(shù)是否相等，離子方程式還要檢查方程式兩邊的離子所帶的電荷數(shù)是否相等。 【方法精講】 1、氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 （1） 反應(yīng)先后規(guī)律的應(yīng)用 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被氧化的是還原性最強(qiáng)的物質(zhì)； 同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被還原的是氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)。 （2）價(jià)態(tài)歸中規(guī)律思維模型 含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)＋低價(jià)―→中間價(jià)”，而不會(huì)出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。例如，不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是 如反應(yīng)KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5，而非6。 （3） 歧化反應(yīng)規(guī)律思維模型 “中間價(jià)→高價(jià)＋低價(jià)”。 具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 2、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法 （1）全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。 （2）自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 （3）缺項(xiàng)配平法：先使得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷，一般加(H＋)，生成物一邊加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加(OH－)，生成物一邊加水。然后進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。 3、氧化還原反應(yīng)相關(guān)計(jì)算——守恒法的應(yīng)用 對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應(yīng)過(guò)程，可不寫化學(xué)方程式，不追究中間反應(yīng)過(guò)程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個(gè)方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。 守恒法解題的基本步驟： （1）找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 （2）找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù)) （3）根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。 n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))＝n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)—低價(jià))。 【典例精講】 【例1】As2S3和HNO3有如下反應(yīng)：As2S3 + 10H+ + 10NO3－2H3AsO4 + 3S + 10NO2↑+ 2H2O，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．生成1mol H3AsO4時(shí)，轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為10NA B．將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池，則NO2應(yīng)該在正極附近逸出 C．該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物之一為S D．反應(yīng)產(chǎn)物NO2與11.2LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后用水吸收全部轉(zhuǎn)化為濃HNO3，然后與過(guò)量的碳反應(yīng)，所產(chǎn)生的CO2的量為0.5mol 【答案】BC 【解析】A．根據(jù)方程式可知每生成2mol H3AsO4時(shí)，轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為10NA，則生成1mol H3AsO4時(shí)，轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為5NA，錯(cuò)誤；B．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池，則NO2應(yīng)該是NO3-得到電子的產(chǎn)物，根據(jù)原電池反應(yīng)規(guī)律可知在正極附近逸出，正確；C．在該反應(yīng)中，As2S3的 -2價(jià)S被氧化變?yōu)镺價(jià)的單質(zhì)S,+3價(jià)的As被氧化變?yōu)榉磻?yīng)后H3AsO4中+5價(jià)，所以該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物之一為S ，正確；D．反應(yīng)產(chǎn)物NO2與11.2LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后用水吸收發(fā)生反應(yīng)：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，n(O2)= 0.5mol，則n(NO2)=2mol，反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸的物質(zhì)的量是2mol,，反應(yīng)產(chǎn)物與C發(fā)生反應(yīng)，由于只有濃硝酸與C反應(yīng)，C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O，反應(yīng)后硝酸變?yōu)橄∠跛釀t不能與C反應(yīng)，因此所產(chǎn)生的CO2的量小于0.5mol，錯(cuò)誤。 【例2】近年來(lái)，我國(guó)對(duì)儲(chǔ)氫納米碳管的研究獲得了重大進(jìn)展，電弧法合成的納米碳管常伴有大量物質(zhì)——碳納米顆粒。這種碳納米顆?？捎醚趸ㄌ峒?。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為： C + K2Cr2O7 + H2SO4（?。?= CO2+ K2SO4+ Cr2(SO4)3+ （1）完成并配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （2）此反應(yīng)的氧化劑是 ，氧化產(chǎn)物是 。 （3）H2SO4在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)是 。 A．酸性 B．氧化性 C．吸水性 D．脫水性 （4）上述反應(yīng)中若產(chǎn)生11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的氣體物質(zhì)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 。 【答案】（1）3C+2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8 H2O （2）K2Cr2O7 CO2 （3）A （4）1.2041024 【解析】根據(jù)化合價(jià)升降法可配平氧化還原反應(yīng)方程式，反應(yīng)中C的化合價(jià)升高氧化產(chǎn)物為CO2 ，K2Cr2O7 中Cr元素化合價(jià)降低，K2Cr2O7為氧化劑；H2SO4在反應(yīng)中化合價(jià)沒(méi)變，只表現(xiàn)出了酸性；根據(jù)配平后的方程式，生成3mol氣體時(shí)轉(zhuǎn)移12mol電子，當(dāng)生成標(biāo)況下11.2 L氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移電子11.2L/22.4L/mol/312mol=2mol，即1.2041024個(gè)電子。 【例3】在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為________mol。生成1 mol Cu3P時(shí)，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為________mol。 【答案】1.5　2.2 【解析】設(shè)7.5 mol CuSO4氧化P的物質(zhì)的量為x；生成1 mol Cu3P時(shí)，被氧化P的物質(zhì)的量為y根據(jù)電子守恒得：7．5 mol(2－1)＝x(5－0) x＝1.5 mol 1 mol3(2－1)＋1 mol0－(－3)]＝y(tǒng)(5－0) y＝1.2 mol 所以參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 【考題精練】. 1．含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過(guò)程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式，其中不正確的是 （ ） A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl- B．x＝0.6a，2Br－+ Cl2＝Br2+2Cl－ C．x=a，2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－ D．x=1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－ 【答案】B 【解析】由于Fe2＋的還原性強(qiáng)于Br－，故根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序知，Cl2先氧化Fe2＋,然后再氧化Br－。2Fe2＋ + Cl22Fe3＋+ 2Cl－,2Br－+ Cl2Br2 + 2Cl－，2FeBr2 + 3Cl22FeCl3 + 2Br2。當(dāng)x/a ≤0.5時(shí)，Cl2僅氧化Fe2＋，故A項(xiàng)正確。當(dāng)x/a ≥1.5時(shí),Fe2＋和Br－合部被氧化，D項(xiàng)正確；當(dāng)介于兩者之間時(shí)，則要分步書寫方程式，然后進(jìn)行疊加得總反應(yīng)。如B項(xiàng)，當(dāng)x=0.5a時(shí)，Cl2剛好把Fe2＋全部氧化，而當(dāng)x=0.6a，顯然Cl2還要氧化Br－，而選項(xiàng)中沒(méi)有表示，故錯(cuò)。 2．某含Cr2O72－廢水用硫酸亞鐵銨FeSO4?（NH4）2SO4?6H2O]處理，反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀，該沉淀干燥后得到nmolFeO?FeyCrxO3(提示：其中Cr為+3價(jià))。不考慮處理過(guò)程中的實(shí)際損耗，下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ） A．消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n（3x+l）mol B．處理廢水中Cr2O72－的物質(zhì)的量為（nx/2）mol C．反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為6nxmol D．在FeO?FeyCrxO3中3x＝y(tǒng) 【答案】C 【解析】 試題分析：A、因?yàn)镃r的化合價(jià)反應(yīng)后為+3價(jià)，反應(yīng)前為+6價(jià)，則nxmolCr得到電子的物質(zhì)的量是3nx，根據(jù)得失電子守恒，則被氧化的Fe的物質(zhì)的量是3nxmol，，未被氧化的Fe的物質(zhì)的量是nmol，所以需要硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n（3x+l）mol，正確；B、根據(jù)Cr元素守恒，則產(chǎn)物中Cr元素的物質(zhì)的量是nxmol，所以處理廢水中Cr2O72－的物質(zhì)的量為（nx/2）mol，正確；C、根據(jù)A的分析，該過(guò)程中，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是3nxmol，錯(cuò)誤；D、在FeO?FeyCrxO3中，被氧化的Fe的物質(zhì)的量與被還原的Cr的物質(zhì)的量之比是y：x，根據(jù)得失電子守恒，3x=y，正確，答案選C。 3．完成NaClO3 氧化FeCl2 的離子方程式： ClO3-+ Fe2＋+ = Cl－+ Fe3＋+ . 【答案】1 6 6H+ 1 6 3H2O 【解析】根據(jù)題意，氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應(yīng)物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià)，得到6個(gè)電子，而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，失去1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1，F(xiàn)e2+的系數(shù)為6，則鐵離子的系數(shù)也是6，氯離子的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，則氫離子的系數(shù)是6，水的系數(shù)是3。