氧化还原反应与得失电子守恒-孙玉龙

氧化还原反应与得失电子守恒■孙玉龙氧化还原反应和物质的量是高考化学中重要的两个组成部分，两部分内容往往有机地结合在一起．在氧化还原反应中，一种物质获得（或吸引）的电子数等于另一种物质失去（或偏离）的电子数，即在氧化还原反应中，得失电子物质的量守恒．为此，我们要理解氧化还原反应的实质，正确运用好得失电子守恒方法，就能够掌握题目的解题技巧．一、氧化还原反应的本质及基本概念例１（２０１３年郑州模拟）把图２中的物质补充到图１中，可得到一个完整的氧化还原型离子方程式（未配平），对该氧化还原反应型离子方程式的说法，不正确的是（）．Ａ．ＩＯ－４作氧化剂具有氧化性Ｂ．氧化剂和还原剂的物质的量之比为５∶２Ｃ．若有２ｍｏｌＭｎ２＋参加反应，则转移１０ｍｏｌ电子Ｄ．氧化性：ＭｎＯ－４＞ＩＯ－４Ｍｎ２＋……→Ｈ＋图１＋ＭｎＯ－４＋ＩＯ－４＋ＩＯ－３＋Ｈ２Ｏ图２规律方法：掌握氧化还原反应的概念并不难，只需遵循一种思想，掌握一个关系，用好一种方法．１．一种思想———对立统一思想在一个氧化还原反应中，电子有得就有失、化合价有降就有升；氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应共存于同一反应中．２．一个关系———概念间的关系还原剂失电子，化合价升高，→被氧化氧化产物氧化剂得电子，化合价降低，→被还原还原产物氧化性强弱：氧化剂＞氧化产物；还原性强弱：还原剂＞还原产物．为了方便记忆、快速解题，可采用如下口诀：升失氧、降得还；剂性一致、其他相反．（“升失氧、降得还”，即反应后所含元素化合价升高的物质失电子被氧化，发生氧化反应；反应后所含元素化合价降低的物质得电子被还原，发生还原反应．“剂性一致”，即氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性．“其他相反”，即氧化剂被还原，发生还原反应，得还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，得氧化产物）３．一种方法———在做题时，看到氧化还原反应首先想到化合价变化，进而利用电子守恒解题点拨：由题意可知：锰离子化合价升高，必定为ＩＯ－４氧化Ｍｎ２＋生成高锰酸根．答案为Ｄ．二、氧化还原反应的基本规律及有关计算例２（２０１３年山东模拟改编）向盛有ＫＩ溶液的试管中加入少许ＣＣｌ４后滴加氯水，ＣＣｌ４层变成紫色．如果继续向试管中滴加氯水，振荡，ＣＣｌ４层会逐渐变浅，最后变成无色．完成下列填空：（１）写出并配平ＣＣｌ４层由紫色变成无色的化学反应方程式（如果系数是１，不用填写）．＋＋→ＨＩＯ３＋（２）整个过程中的还原剂是．（３）把ＫＩ换成ＫＢｒ，则ＣＣｌ４层变为色；继续滴加氯水，ＣＣｌ４层的颜色没有变化．Ｃｌ２、ＨＩＯ３、ＨＢｒＯ３氧化性由强到弱的顺序是．（４）加碘盐中含碘量为２０～５０ｍｇ·ｋｇ－１．制取加碘盐（含ＫＩＯ３的食盐）１０００ｋｇ，若用Ｋｌ与Ｃｌ２反应制ＫＩＯ３，至少需要消耗Ｃｌ２Ｌ（标准状况，保留２位小数）．规律方法：解答氧化还原综合题的常用规律．１．计算规律———电子守恒法解题的一般步骤为：（１）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物．（２）找准一个原子或离子得失电子数（注意化学式中微粒的个数）．（３）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式．ｎ（氧化剂）×变价原子个数×化合价变化值（高价－低价）＝ｎ（还原剂）×变价原子个数×化合价变化值（高价－低价）．２．价态规律元素处于最高价只有氧化性（ＫＭｎＯ４中Ｍ＋７ｎ等）；元素处于最低价只有还原性（如Ｓ２－、Ｉ－等）；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性（如Ｆｅ２＋、Ｓ、Ｃｌ２）．应用于判断元素或物质的氧化性、还原性．３．强弱规律（１）判断某一氧化还原反应中，氧化性、还原性的相对强弱．（２）判断某一氧化还原反应能否正常进行．（３）判断众多氧化还原体系中，哪一反应优先进行．如Ｆｅ粉投入到ＦｅＣｌ３、ＣｕＣｌ２的混合液中，其反应顺序为Ｆｅ先与Ｆｅ３＋反应，然后Ｆｅ与Ｃｕ２＋反应．解析：分析反应从开始滴加少许氯水时，其将ＫＩ中的Ｉ元素氧化成碘单质；等ＣＣｌ４层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸．（１）根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，Ｉ元素的化合价从０→＋５，升高５价，Ｃｌ元素的化合价从０→－１，降低１价，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出：Ｉ２＋５Ｃｌ２＋６Ｈ２→Ｏ２ＨＩＯ３＋１０ＨＣｌ．（２）分析整个过程中化合价升高的都是Ｉ元素，还原剂为：ＫＩ和Ｉ２．（３）ＫＩ换成ＫＢｒ时，得到的是溴单质，则其在ＣＣｌ４中呈红棕色；继续滴加氯水时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成ＨＢｒＯ３，故其氧化性强弱顺序为：ＨＢｒＯ３＞Ｃｌ２＞ＨＩＯ３．（４）综合写出反应方程式：ＫＩ＋３