氧化还原反应平衡技巧和技术,已经为大家整理好了,让我们来看看平衡氧化还原反应的八个技巧,供大家学习高中化学氧化还原反应部分时参考,同时,我们将为您提供氧化还原反应相关的例子供您参考,快来学习吧!
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一、氧化还原反应概念之间的关系
1、反应类型:
氧化反应:物质中所含元素的化合价增加的反应。
还原反应:物质中所含元素的化合价降低的反应。
氧化还原反应:存在增加和减少元素化合价的反应。
2、反应物:
氧化剂:在反应中获得电子的物质
还原剂:反应过程中失去电子的物质
3、产品:
氧化产物:失去电子被氧化后得到的产物
还原产物:电子被还原后得到的产物
4、材料特性:
氧化性:氧化剂表现出的电子获取特性
还原性:还原剂表现出的失电子特性
5、各个概念之间的关系如下图
【例1】下列变化过程中属于还原反应的是( )
A.HCl→MgCl2
乙.钠→钠+
C.一氧化碳→二氧化碳
D.Fe3+→Fe
【例2】下列化学反应不属于氧化还原反应的是( )
A.3Cl2 + 6KOH =5KCl + KClO3 + 3H2O
乙.2NO2+ 2NaOH =NaNO3 +NaNO2 +H2O
C.SnCl4+ 2H2O = SnO2 + 4HCl
D.3CCl4+ 2K2Cr2O7 = 2CrO2Cl2 + 3COCl2 + 2KCl
回答:【例1】D;【例2】C
二、常见氧化剂和还原剂
1、物质在反应中充当氧化剂还是还原剂,主要取决于元素的化合价。
(1)当该元素处于最高价格时,它的原子只能接受电子,因此,该元素只能充当氧化剂,例如,Mn的价格为+7,S的价格为+6
(2)当元素处于中间价态时,其原子随反应条件而变化,可以获得电子,会失去电子,因此,该元素可以充当氧化剂,也可用作还原剂,例如价格为0的S和价格为+4的S
(3) 当该元素处于最低价格时,它的原子只能失去电子,因此,该元素只能作为还原剂,例如,S的价格为-2
2、重要氧化剂
(1)活性非金属元素,比如F2、氯气、溴2、氧气等。
(2)元素高价时的氧化物、高价含氧酸、高价含氧酸盐等,如二氧化锰,二氧化氮;浓硫酸,硝酸;高锰酸钾,氯化钾,三氯化铁等。
(3) 过氧化物,如Na2O2,双氧水等。
3、重要还原剂
(1)金属元素,比如娜,K,锌,铁等人。
(2)某些非金属元素,比如H2,C,斯等人。
(3)元素处于低价时的氧化物,如一氧化碳,二氧化硫等。
(4)元素处于低价时的酸,如HCl(浓),氢溴酸,你好,硫化氢等。
(5)元素处于低价时的盐,如Na2SO3,硫酸亚铁等。
三、如何表达电子转移
电子传递的表达方法有双线桥法和单线桥法:
1、双线桥接法
要点:
(1) 箭头从反应物中化合价发生变化的元素指向生成物中化合价发生变化的相同元素。(增加、降低每个箭头,经过方程中间的等号)
(2)电子转移次数:化学价增加、失去电子;化学价态降低、获取电子。化合价变化 元素的原子数 m×每个原子获得(或失去)的电子数 ne-,即m×ne-。喜欢:
2、单线桥接法
要点:
(1)线桥从反应物中价态升高的元素开始,指向反应物中价态较低的元素,箭头所指的是氧化剂中价态还原型的元素,箭头只不过是“=”
(2) 表示网上桥上传输的电子总数,未书面损益。喜欢:
四、氧化还原反应的反应规则
1、化合价定律
相同元素,在其最高价态下,它仅具有氧化性。仅当处于最低价态时才可还原。在中间价态时,具有氧化性和还原性。
【例】下列颗粒不具有还原性的是( )
A.K
乙.铁2+
C.S2-
D.钠+
回答:D
2、比例失调和集权法则
价态定律回归中心:当同一元素不同价态之间发生氧化还原反应时,化合价的变化“只会更接近,可相交的,“不要穿越”。
3、反应顺序
在具有相似浓度的溶液中:
(1) 还含有浓缩还原剂时,添加氧化剂后,强还原性物质优先被氧化。
(2)同时含有浓氧化剂时,添加还原剂后,强氧化性物质优先被还原。
4、守恒定律
在任何氧化还原反应中:复合价格上涨总数=复合价格下跌总数,还原剂失去的电子总数=氧化剂获得的电子总数。并且反应前后的电荷数相等。
[例] 已知 3 SO32- 正好还原 2 ClO4-,而SO32-被氧化成SO42-,则还原产物中X元素的化合价为( )
A.+1
B.
C
D
回答:D
五、氧化还原强度判断规则
1、根据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
还原性:还原剂 > 还原产品
可以概括为:比什么性别,您要找什么代理,产品比代理弱。
2、根据金属活性顺序判断
K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
还原性从左到右逐渐减弱,相应离子的氧化性逐渐增强
3、根据反应条件和反应的严重程度
所需反应条件越低,反应越严重,相应物质的氧化性或还原性越强。
4、按氧化还原反应的程度
同等条件下:
(1)不同的氧化剂作用于同一种还原剂,高价态氧化产物具有强氧化性。
(2)不同还原剂作用于同一氧化剂,价态较低的还原产物具有很强的还原性。
六、配平氧化还原反应方程
1、三个原则:获得和失去电子守恒定律,原子守恒定律,电荷守恒定律
2、一般方法:组合涨跌价法与最小公倍数法相结合
3、修剪技巧:
(1)正向平衡法:从氧化剂和还原剂的平衡开始。
适用范围:分子间氧化还原反应,涉及所有元素的氧化还原反应,产品中的物质既有氧化物又有还原产物。
(2)逆平衡法:开始使用氧化还原产品进行平衡。
适用范围:自氧化还原反应,部分反应物被氧化或还原
(3)整体修整:当化合物中存在某种元素的多个原子或原子团(主要存在于有机反应平衡中)时,可以将其视为一个整体,根据化合物中元素化合价代数和为零的原则,整体报价。
(4) 缺失项目平衡法
如果给定的化学方程式中有未写下来的反应物或产物,修剪时,如果空缺物质没有获得或失去电子,只需提供酸即可进行反应、根据、中性环境,您可以首先平衡化合价上升或下降的元素,最后,根据电荷守恒和原子守恒确定缺失物质,修剪。
【例】BiO3-+Mn2++ =Bi3++MnO4-+H2O
分析:首先,根据化学价的增减平衡具有可变价格元素的相关物质:
5BiO3-+2 Mn2++ =5Bi3++2 MnO4-+H2O
根据氧原子守恒定律,可以确定H2O的系数为7,根据质量守恒定律和电荷守恒定律,可以确定反应物缺少的是氢离子H+
(5)其他平衡方法
①奇偶平衡法
该方法适用于化学方程式两边多次出现某种元素的情况,并且两边元素的原子总数为奇数和偶数,例如:C2H2+O2→CO2+H2O。
该方程从最常出现的氧原子开始平衡。
O2中有2个氧原子,不管化学式前的系数是多少,氧原子总数应为偶数。因此,右边H2O的系数应赋值为2(如果导出了其他分子系数并出现分数,则可以赋值为4),由此我们可以推导出2之前的C2H2,公式变为:2C2H2+O2→CO2+2H2O,可见CO2之前的系数应该是4,最终元素O2为5,将破折号更改为等号,写下条件就可以了:2C2H2+5O2==4CO2+2H2O。
② 观察方法平衡
有时,方程式中会出现具有更复杂化学式的物质,我们可以使用这个复杂的分子来推导其他化学式的系数,例如:Fe+H2O——Fe3O4+H2。
Fe3O4的化学式比较复杂,明显地,Fe3O4中的Fe来自元素Fe,O来自H2O,那么 Fe 前面是 3,H2O 前面有 4,公式为:3Fe+4H2O=Fe3O4+H2,由此可见H2系数为4,陈述条件,只需将短线改为等号即可:3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2。
③归一化法
找到化学方程式中的关键化学式,将其化学式前的测量编号设置为1,然后根据关键化学式平衡其他化学式之前的化学计量数。如果测量数字显示为分数,然后将每个测量数字乘以相同的整数,将分数转换为整数,这种平衡方法首先确定关键化学式的测量数为1,归一化法。
实践:选择成分最复杂的化学式,设其系数为1,然后依次推断。
七、与氧化还原反应相关的计算(示例,不少于2个例子)
1、计算依据:氧化剂获得的电子总数等于还原剂失去的电子总数。
2、计算公式:氧化剂的量×变价元素原子数×价数变化量等=还原剂的量×变价元素原子数×价数变化量。
【实施例1】ClO2是一种高效消毒剂、二次污染低的水处理剂,ClO2 可以在实验室中通过以下反应产生:反应方程式为2KClO3+H2C2O4+H2SO4==加热==2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是( )
A
B.
C
D
回答:A
解析:由反应方程式我们知道:KClO3中Cl元素的价态由+5→+4变化,H2C2O4中碳元素的价态由+3→+4变化,因此KClO3得到电子,是一种氧化剂,还原得到还原产物ClO2,1molKClO3参与反应并转移1mol电子;H2C2O4 是还原剂,被氧化,因此选项A正确。
【例2】更改11.2g Mg和Cu的混合物完全溶解在足够的硝酸中,收集反应产生的气体X,然后向所得溶液中加入适量的NaOH溶液,生产 21.4克沉淀,根据题意,推断气体X的成分可能是( )
A.0.3mol NO2 和 0.3摩尔一氧化氮
乙.0.2mol NO2 和 0.1molN2O4
C.0.1摩尔一氧化氮、0.2mol NO2 和 0.05mol N2O4
D.0.6摩尔一氧化氮
回答:C
解析:根据镁、铜的变化:Mg~Mg2+~2OH-~Mg(OH)2~2e-、Cu~Cu2+~2OH-~Cu(OH)2~2e-增加的质量即为OH-的质量,传递电子的物质的量等于OH-物质的量,则有 n(OH-)=21.4克-11.2g/17g·mol-1=0.6摩尔,因此,反应中转移的电子量也为0.6摩尔。
选项A 转移电子的物质的量为0.3摩尔×1+0.3摩尔×3=1.2摩尔,不正确;选项B 转移电子的物质的量为0.2摩尔×1+0.1摩尔×2=0.4摩尔,不正确;选项C 转移电子的物质的量为0.1摩尔×3+0.2摩尔×1+0.05摩尔×2=0.6摩尔,正确的;选项D 转移电子的物质的量为0.6摩尔×3=1.8摩尔,不正确.
【实施例3】足量的铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、氧化亚氮、NO混合气体,这些气体与 1.将68LO2(标准状态)混合并倒入水中,所有气体完全被水吸收形成硝酸。若向得到的硝酸铜溶液中加入5mol/L NaOH溶液,直至Cu2+完全沉淀,则消耗的NaOH溶液的体积为( )
A.60毫升
乙.45毫升
C.30毫升
D.15毫升
回答:A
解析:这题是氧化还原反应中的连续反应,对于此类问题,仅考虑整个计算过程中元素价态的变化,整个过程相当于Cu失去电子,O2 得到电子。Cu价增加2,O 的化合价减少了 2,但:
n(铜)×1×(2-0)=n(O2)×2×[0-(-2)]
得 n(Cu)=0.15摩尔
根据化学式Cu(NO3)2,可见n(NO3-)=0.15摩尔×2。但加入NaOH溶液后,NO3-最终与Na+结合,所以 n(Na+)=n(NO3-)=0.3摩尔,则所需5mol/L NaOH溶液体积为60mL。
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