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首页 高中化学知识 氧化还原反应的本质和特征 氧化还原反应的定义 物质的量浓度 氧化还原反应的计算 试题正文
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    某一反应体系中，有反应物和生成物共五种物质，这五种物质是：Cl2、KMnO4、MnCl2、H2O、HCl（浓）、KCl，其中Cl2、H2O均为生成物．
    （1）该反应中的氧化剂是______，氧化产物为______．
    （2）该反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为______．
    （3）若产生的气体在标准状况下体积为2.24L，则反应过程中转移电子的数目为______NA
    （NA表示阿伏伽德罗常数的值），发生反应的KMnO4的质量为______g．
    （4）购买的浓盐酸（密度为1.19g/cm3）在工业上是用HCl气体（标准状况）与H2O按体积比500：1配制成的，则该盐酸的物质的量浓度是______mol/L（结果保留一位小数）．
    本题信息：化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “某一反应体系中，有反应物和生成物共五种物质，这五种物质是：Cl2、KMnO4、MnCl2、H2O、HCl（浓）、KCl，其中Cl2、H2O均为生成物．（1）该反应中的氧化剂是__...” 主要考查您对

氧化还原反应的本质和特征

氧化还原反应的定义

物质的量浓度

氧化还原反应的计算

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氧化还原反应的本质：
电子的转移（得失或偏移）

氧化还原反应的特征：
化合价升降（某些元素化合价在反应前后发生变化，是氧化还原反应判别的依据）

氧化还原反应的发展史：

  1. 物质与氧气发生的反应属于氧化反应，含氧化合物中氧被夺去的反应属于还原反应。
  2. 有化合价升降的反应属于氧化还原反应。
  3. 有电子得失或偏移的反应属于氧化还原反应。

对物质的认识存在发展的过程，从最初的隔离开的氧化反应、还原反应，到从表面上看化合价变化的氧化还原反应，把氧化与还原统一在一个概念下，再透过现象看本质，化合价的变化是有电子得失或偏移引起的。


氧化还原反应中应注意的几个问题：

 1、氧化剂氧化性的强弱，不是看得电子的多少，而是看得电子的难易；
　 还原剂还原性的强弱，不是看失电子的多少，而是看失电子的难易。
　 eg：氧化性：浓HNO3>稀HNO3还原性：Na>Al

2、有新单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应　　eg：C(金刚石）==C（石墨）；3O2==2O3(放电）；P4(白磷)==4P（红磷）

3、任何元素在化学反应中，从游离态变为化合态，或由化合态变为游离态，均发生氧化还原反应（比如置换反应，化合反应，分解反应）

4、置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应；有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。

5、元素具有最高价的化合物不一定具有强氧化性！ eg.H3PO4、H2SiO3(或H4SiO4)两酸均无强氧化性但硝酸有强氧化性。


氧化还原的表示可用单线桥也可用双线桥：

一、双线桥法：

此法不仅能表示出电子转移的方向和总数，还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子，箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子或原子团。

标变价 　　明确标出所有发生氧化还原反应的元素的化合价，不变价的元素不标化合价。

连双线　　将标化合价的同一元素用直线加箭头从反应物指向生成物(注意：箭头的起止一律对准各元素)

标得失　　1.标电子转移或偏离数 　　明确标出得失电子数，格式为“得/失发生氧化还原反应原子个数×单位原子得失电子数” 　　

                   2.标化合价变化 　　一律标出化合价的变化，只有“化合价升高”“化合价降低”这两种写法，不可写为“升价”“降价”等 　　

                   3.标出元素反应类型 　　一律标出元素所发生的反应，“被氧化”或“被还原”，其余写法均不正确 　　

                   4.检查得失电子守恒 　　检查得失电子数是否相等，如不相等则重新分析。

例如：

二、单线桥法：

在氧化还原反应中，有电子发生转移（得失或偏移），也就是在反应物中有元素电子发生得失或偏移，这时用一条带箭头的曲线从失去电子的元素指向得到电子的元素，并在“桥”上标出转移的电子数，这种表示方法叫单线桥法。

(1)标价态明确标明发生氧化还原反应的元素的化合价

(2)连单线连接方程式左边的氧化剂与还原剂，箭头一律指向氧化剂

 (3)不注得失标出转移的电子的总数，这里不用像双线桥那样，仅需直接标出电子总数

例如:

注意事项： 

(1)不得标明"得"或"失"，否则是错的

(2)箭头表示电子转移的方向，指向氧化剂注意：为了规范起见，单线桥法最好不用于自身氧化还原的反应，因为那样标记会使反应中的电子去向不明确，故在自身氧化还原的反应方程式中最好用双线桥法表示电子转移。


氧化还原反应：
有电子转移（得失或偏移）的反应；（无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应）

反应历程：
氧化还原反应前后，元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低，可以将氧化还原反应拆分成两个半反应：氧化数升高的半反应，称为氧化反应；氧化数降低的反应，称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的，不能独立存在，它们共同组成氧化还原反应。


氧化还原反应中存在以下一般规律：

强弱律：氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物。
价态律：元素处于最高价态，只具有氧化性；元素处于最低价态，只具有还原性；处于中间价态，既具氧化性，又具有还原性。
转化律：同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的氧化数只接近而不交叉，最多达到同种价态。
优先律：对于同一氧化剂，当存在多种还原剂时，通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律：氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。

氧化还原性的强弱判定：

物质的氧化性是指物质得电子的能力，还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力（与得失电子的数量无关）。从方程式与元素性质的角度，氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定：
（1）从元素所处的价态考虑，可初步分析物质所具备的性质（无法分析其强弱）。最高价态——只有氧化性，如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素；最低价态，只有还原性，如Cl-、S2-等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe、S、SO2等。
（2）根据氧化还原的方向判断：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
（3）根据反应条件判断：当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时，如氧化产物中元素的价态相同，可根据反应条件的高、低进行判断，如是否需要加热，是否需要酸性条件，浓度大小等等。


电子的得失过程：


其过程用核外电子排布变化情况可表示为：


物质的量浓度：

定义：单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量，也称为B的物质的量浓度
符号：cB
单位：mol/L(mol·L -1)
计算公式：物质的量浓度(cB)=物质的量(n)/溶液的体积(V)
物质的量浓度与溶液质量分数、密度的关系：c=1000ρω/M


稀释定理：

  1. 稀释前后溶液中溶质的物质的量不变
    c(浓溶液)V(浓溶液)=c(稀溶液)V(稀溶液)
  2. 稀释前后溶液中溶质的质量不变
    ρ(浓溶液)V(浓溶液)w%(浓溶液)=ρ(稀溶液)V(稀溶液)w%(稀溶液)

物质的量浓度与质量分数(质量百分比浓度)的比较:

 


 浓度计算的注意事项：

物质的量浓度(cB)=物质的量(n)/溶液的体积(V)
（1）V指溶液体积而不是溶剂的体积；
（2）取出任意体积的1mol/L溶液，其浓度都是1mol/L。但所含溶质的量则因体积不同而不同；
（3）“溶质”是溶液中的溶质，可以是化合物，也可以是离子或气体特定组合，特别的，像NH3、Cl2等物质溶于水后成分复杂，但求算浓度时，仍以溶解前的NH3、Cl2为溶质，如氨水在计算中使用摩尔质量时，用17g/mol。


 

溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算:

  1. 溶液中溶质的质量可以用溶质的质量分数表示:  m(溶质)=ρ(g·cm-3)·V(L)·w%     (1cm3=1mL)
  2. 溶液中溶质的质量可以用物质的量浓度来表示:  m(溶质)=c(mol/L)·V(L)·M(g·mol-1)
  3. 由于同一溶液中溶质的质量相等，溶液的体积也相等，但注意：1L=1000mL,所以，上述两式可以联系起来：
    ρ(g·cm-3)·1000V(mL)·w%=c(mol/L)·V(L)·M(g·mol-1) 化简得：1000ρw%=cM

氧化还原反应的计算:

(1)比较典型的计算有：求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂货还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。
(2)计算的依据是：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数，列出守恒关系式求解。

氧化还原反应的基本规律：

1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且失电子总数等于得电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价升高总数必等于降低总数。有关得失电子守恒(化合价守恒)的规律有如下应用：
(1)求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比，或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比。
(2)配平氧化还原反应方程式。
(3)进行有关氧化还原反应的计算：
2．强弱规律
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。应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．价态规律
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，但主要表现一种性质。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
4．转化规律
氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；不同价态的同种元素之间发生反应，元素的化合价只靠近，不交叉；相邻价态的同种元素之间不发生氧化还原反应。如
 
5．难易规律
越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。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；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应，如向FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：。


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