新优化高考化学一轮全国通用版精致讲义氧化还原反应.docx
- 文档编号:30013825
- 上传时间:2023-08-04
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:391.70KB
新优化高考化学一轮全国通用版精致讲义氧化还原反应.docx
《新优化高考化学一轮全国通用版精致讲义氧化还原反应.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新优化高考化学一轮全国通用版精致讲义氧化还原反应.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
新优化高考化学一轮全国通用版精致讲义氧化还原反应
第三讲 氧化还原反应
1.熟悉常见元素的化合价。
能根据化合价正确书写化学式(分子式),或根据化学式判断元素的化合价。
2.了解氧化还原反应的本质。
了解常见的氧化还原反应。
掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
氧化还原反应的相关概念及表示方法
[知识梳理]
一、氧化还原反应的特征和本质
二、氧化还原反应的有关概念及其相互关系
1.有关概念
口诀:
升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化,发生氧化反应)还(作还原剂,本身具有还原性),
降(化合价降低)得(得电子)还(被还原,发生还原反应)氧(作氧化剂,本身具有氧化性)。
例如:
反应4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是MnO2,氧化产物是Cl2,还原剂是HCl,还原产物是MnCl2;生成1molCl2时转移电子的物质的量为2__mol,被氧化的HCl的物质的量是2__mol。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
三、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
请用双线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
。
2.单线桥法
===还原产物+氧化产物
请用单线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
四、常见的氧化剂和还原剂
1.常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。
例如:
2.常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态元素的化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。
例如:
3.具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
其中:
Fe2+、SO
主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
[自我检测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017·高考全国卷Ⅱ,8B)2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA。
( )
(2)(2016·高考全国卷Ⅲ,7C)次氯酸盐具有氧化性,所以可用漂白粉漂白织物。
( )
(3)金属阳离子一定只具有氧化性。
( )
(4)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原。
( )
(5)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应。
( )
(6)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。
( )
(7)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。
( )
答案:
(1)×
(2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×
2.下列反应中属于氧化还原反应的是_________________________________________,
属于化合反应的是______________,属于分解反应的是______________,属于置换反应的是______________,属于复分解反应的是______________。
①Cu2S+O2
2Cu+SO2
②3O2
2O3
③Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CaCO3
CaO+CO2↑
⑥2H2O2
2H2O+O2↑
⑦SO3+H2O===H2SO4
⑧2Fe+3Cl2
2FeCl3
⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑
⑪IBr+H2O===HIO+HBr
答案:
①③④⑥⑧⑩ ⑦⑧ ⑤⑥ ①④ ⑨⑪
(1)氧化还原反应概念间的关系:
熟记六个字“升、失、氧;降、得、还”[元素化合价升高(降低)、失(得)电子,发生氧化(还原)反应]。
(2)熟记常见元素的化合价:
一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。
(3)近几年高考常考的一些特殊物质中的化合价如下:
CuFeS2:
Cu(+2)、Fe(+2)、S(-2)
K2FeO4:
Fe(+6) Li2NH:
N(-3)
LiNH2:
N(-3)AlN:
N(-3)
Na2S2O3:
S(+2)C2O
:
C(+3)
HCN:
C(+2)、N(-3)CuH:
Cu(+1)、H(-1)
FeO
:
Fe[+(8-n)]Si3N4:
Si(+4)、N(-3)
CuCl:
Cu(+1)S4O
:
S(+
)
Mg2B2O5·H2O:
B(+3)NaBH4:
B(+3)、H(-1)
MnOOH:
Mn(+3)Fe3O4:
Fe(+2、+3)
VO
:
V(+5)
(2018·湖北部分重点中学适应性考试)某离子反应中涉及H2O、ClO-、NH
、H+、N2、Cl-六种微粒。
常温条件下反应时,溶液pH随时间变化的曲线如图所示。
下列判断错误的是( )
A.该反应的氧化剂是ClO-
B.该反应中有两种离子生成
C.该反应生成1mol氧化产物时,转移的电子为6mol
D.参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
[解析] 反应涉及的六种微粒中,ClO-具有强氧化性,应为该反应的氧化剂,分析其他微粒的化合价变化可知,NH
应为该反应的还原剂,由题图可知,反应过程中c(H+)不断增大,因此H+应为该反应的生成物,再由原子守恒可知,H2O也是该反应的生成物,据此可写出该反应的离子方程式:
3ClO-+2NH
===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+。
分析各选项不难发现,D项错误,因为氧化剂与还原剂之比应为3∶2。
[答案] D
ClO2是新一代饮用水消毒剂,我国成功研制出利用NaClO2和稀盐酸反应制取ClO2的新方法。
关于该反应,下列说法中正确的是( )
A.在反应中NaClO2作氧化剂,HCl作还原剂
B.在反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4
C.在化学反应过程中溶液的pH保持不变
D.在反应中每生成1molClO2转移5mol电子
解析:
选B。
观察三者的化合价变化:
Na
O2+H
―→C
O2,可知该反应不是NaClO2将HCl氧化,而应是NaClO2在酸性条件下自身的氧化还原反应,即歧化反应。
解决氧化还原反应相关概念辨析题思路
(1)要明确解题的思路:
在明确相关概念前提下,找变价、判类型、分升降、定其他。
其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。
(2)有关电子转移数目的判断
关键是明确反应中元素化合价的变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。
例如:
题组一 氧化还原反应及基本概念辨析
1.(2017·高考北京卷)下列变化中,气体被还原的是( )
A.二氧化碳使Na2O2固体变白
B.氯气使KBr溶液变黄
C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色
D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
解析:
选B。
二氧化碳与过氧化钠反应,过氧化钠中氧元素化合价既有升高又有降低,二氧化碳中的碳元素和氧元素化合价都不变,A项错误;溶液变黄说明有溴单质生成,反应后溴元素化合价升高,溴离子被氧化,氯气被还原,B项正确;乙烯与溴的反应是加成反应,C项错误;氨气与氯化铝溶液反应产生白色沉淀,是复分解反应,D项错误。
2.(2017·高考天津卷)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
解析:
选A。
A项,硅太阳能电池工作时,光能转化为电能,与氧化还原反应无关;B项,锂离子电池放电时,化学能转化为电能,原电池总反应为氧化还原反应;C项,电解质溶液导电时,电能转化为化学能,总反应为氧化还原反应;D项,葡萄糖为人类生命活动提供能量时,葡萄糖发生氧化还原反应,化学能转化为热能。
3.(2018·永丰高三调研)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox)(3 有关该转化过程的下列叙述正确的是( ) A.MFe2O4表现了还原性 B.MFe2Ox表现了还原性 C.SO2和NO2表现了还原性 D.SO2和NO2发生了分解反应 解析: 选B。 A项,由信息可知,MFe2O4与氢气的反应中,M元素的化合价降低,则为氧化剂,具有氧化性;B项,在常温下MFe2Ox能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质,则SO2、NO2等氧化物为氧化剂,MFe2Ox为还原剂,体现其还原性;C项,由B项可知,SO2和NO2表现了氧化性;D项,SO2和NO2发生了还原反应。 题组二 氧化还原反应中电子转移的表示方法及应用 4.下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是________;其中属于歧化反应的是________,属于归中反应的是________,反应物部分参加氧化还原反应的是__________________。 解析: ①中标错了转移电子数,应为“得2×6e-”“失6×2e-”;②中标错了“得”“失”,且电子数应为“e-”;③中KClO3的线桥指向错误,应指向Cl2,且电子转移数应为“5e-”;④中单线桥本身表示转移方向,故不需标注“得”或“失”。 只有⑤正确。 其余问题按概念判断即可。 答案: ⑤ ② ③ ③④⑤ 5.分别用双线桥法和单线桥法标出下列反应中电子转移的情况。 (1)8NH3+6NO2 7N2+12H2O (2)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 答案: (2) 物质的氧化性、还原性强弱比较 [知识梳理] 一、氧化性、还原性强弱的认识 1.氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。 2.氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。 例如: Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。 3.从元素的价态考虑: 最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性,又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。 二、氧化性、还原性强弱的比较方法 依据反应原理 氧化性: 氧化剂>氧化产物; 还原性: 还原剂>还原产物。 依据金属活动性顺序 依据非金属活动性顺序 依据元素周期表 依据电化学原理 (1)原电池: 一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性: 负极>正极。 (2)电解池: 用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。 依据反应条件及反应的剧烈程度 反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。 例如: 根据2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑,可以推知还原性: Na>Mg。 依据氧化还原反应的程度 相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其对应氧化剂的氧化性强。 例如: 根据2Fe+3Cl2 2FeCl3,Fe+S FeS,可以推知氧化性: Cl2>S。 根据“三度”(浓度、温度、酸碱度)判断 一般情况下,浓度越大,温度越高,氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)越强,氧化性: HNO3(浓)>HNO3(稀),HNO3(热、浓)>HNO3(冷、浓);酸碱度是影响氧化性强弱的重要因素,如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取氯气。 [自我检测] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性。 ( ) (2)具有氧化性的物质一定是氧化剂。 ( ) (3)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,物质的氧化性越强。 ( ) (4)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易程度,与得失电子的数目无关。 ( ) (5)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。 ( ) (6)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼。 ( ) (7)难失电子的物质一定易得电子。 ( ) (8)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁。 ( ) 答案: (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)× 2.已知下列反应: Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O(Ⅰ);5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3(Ⅱ)。 下列说法正确的是( ) A.反应(Ⅰ)中HCl是氧化剂 B.反应(Ⅱ)中Cl2发生氧化反应 C.还原性: CoCl2>HCl>I2 D.氧化性: Co2O3>Cl2>HIO3 解析: 选D。 反应(Ⅰ)中,Cl-失去电子,HCl作还原剂,选项A错误;反应(Ⅱ)中,Cl2得到电子变为Cl-,发生还原反应,选项B错误;根据反应(Ⅰ)可知,Co2O3(氧化剂)的氧化性强于Cl2(氧化产物),HCl(还原剂)的还原性强于CoCl2(还原产物),根据反应(Ⅱ)可知,Cl2(氧化剂)的氧化性强于HIO3(氧化产物),I2(还原剂)的还原性强于HCl(还原产物),故选项D正确、选项C错误。 (1)根据化合价的高低可判断物质是否具有氧化性或还原性,但不能判断氧化性或还原性的强弱。 元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、SO ;同理,元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。 (2)非金属阴离子不一定只具有还原性,如O 既有氧化性又有还原性。 金属阳离子不一定只具有氧化性,如Fe2+既有还原性又有氧化性。 已知: ①A+B2+===A2++B;②D+2H2O===D(OH)2+H2↑;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-===E,B-2e-===B2+。 下列说法正确的是( ) A.氧化性: E2+>B2+>A2+>D2+ B.氧化性: D2+>E2+>A2+>B2+ C.反应E+A2+===A+E2+能够进行 D.提取某废水中含有的少量A2+时可以选用D [解析] 由①得氧化性: B2+>A2+,由②得D为活泼金属,D2+氧化性非常弱;由③得氧化性: E2+>B2+,所以氧化性强弱顺序为E2+>B2+>A2+>D2+。 若发生反应E+A2+===A+E2+,则有氧化性: A2+>E2+,与题干事实不符,所以该反应不能进行。 虽然D比A活泼,但D能与H2O反应,所以不能用D来提取溶液中的A2+。 [答案] A 根据上述例题信息,若在某溶液中存在E2+、A2+、D2+,要除去E2+而不影响A2+和D2+,可以加入的试剂是( ) A.E B.A C.BD.D 答案: C 比较氧化性或还原性强弱的解题思路 (1)若已知反应的化学方程式,可根据强弱规律判断: 比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。 (2)若已知反应条件,反应条件越低,物质表现性质越强。 如果反应放出能量,放出能量越大,该过程越容易,性质越强;如果反应吸收能量,吸收能量越小,该过程越容易,性质越强。 (3)时刻记住,氧化性或还原性强弱不是依据得失电子的多少衡量,而是看反应的难易程度。 题组 物质的氧化性、还原性强弱比较 1.(2018·株洲质检)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到有沉淀(CuI)生成,且溶液变为棕色。 再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。 下列有关分析中正确的是( ) A.上述实验条件下,物质的氧化性: Cu2+>SO2>I2 B.在SO2与I2反应中得到的还原产物为H2SO4 C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性 D.滴加KI溶液时,每转移2mole-会生成2molCuI沉淀 解析: 选D。 由题干信息可知,向CuSO4溶液中加入KI溶液时发生反应: ===2K2SO4+2CuI↓+I2①,当转移2mole-时生成2molCuI沉淀,故D项正确;向反应后的混合物中再通入SO2气体,又发生反应: I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI②,该反应中SO2作还原剂,体现了SO2的还原性,得到的还原产物是HI,故B、C项错误;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,反应①中氧化性Cu2+>I2,反应②中氧化性I2>SO2,故A项错误。 2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。 下列反应在水溶液中不可能发生的是( ) A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2 C.Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2 解析: 选A。 氧化还原反应发生的条件是强氧化剂+强还原剂===弱还原剂+弱氧化剂。 由于Fe3+氧化性强于I2,所以FeI3不存在,A中反应不可能发生;B、C、D中反应符合氧化还原反应规律,所以可以发生。 氧化还原反应的基本规律及其应用 [知识梳理] 1.价态规律 (1)升降规律: 氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。 (2)价态归中规律 含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。 简记为“两相靠,不相交”。 例如: H2S与浓硫酸的反应: (3)歧化反应规律 “中间价―→高价+低价”。 具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。 例如: Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 2.电子守恒规律 氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 3.强弱规律 (1)氧化性和还原性规律: 同一个反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的,还原剂的还原性强于还原产物的。 如反应2FeCl3+2KI===2FeCl2+I2+2KCl中,氧化性: Fe3+>I2,还原性: I->Fe2+。 (2)根据金属性或非金属性判断: K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag,由左至右,单质的还原性逐渐减弱。 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+,由左至右,阳离子的氧化性逐渐增强。 F2、Cl2、Br2、I2、S,由左至右,单质的氧化性逐渐减弱。 F-、Cl-、Br-、I-、S2-,由左至右,阴离子的还原性逐渐增强。 (3)根据氧化还原反应进行的程度判断: 如2Fe+3Cl2 2FeCl3,Fe+S FeS,氧化性: Cl2>S。 4.先后规律 (1)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: Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。 (2)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,然后依次与Cu2+、H+。 [自我检测] 1.某氧化还原反应中有反应物和生成物共六种: NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。 已知HNO3为反应物,则该氧化还原反应中的还原剂是________,还原产物是________。 答案: FeSO4 NO 2.根据氧化还原反应的规律写出浓硫酸、H2S和SO2三种物质可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式: ________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案: H2SO4(浓)+H2S===S↓+SO2+2H2O、2H2S+SO2===3S↓+2H2O 3.已知还原性: I->Fe2+>Br-。 向FeBr2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为________________________________________________________________________; 向FeI2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为________________________;向FeI2溶液中通入过量的Cl2,反应的离子方程式为______________________。 答案: 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2I-+Cl2===2Cl-+I2 2Fe2++4I-+3Cl2===6Cl-+2Fe3++I2 要明确几个规律的适用题型和注意事项。 守恒规律可用于计算和配平;强弱规律可用于判断物质的氧化性、还原性强弱,或用于判断某个反应能否发生;价态规律可用于推测物质的性质;归中规律适合于判断价态变化情况,但注意只适用于同一元素的不同价态物质在反应时的判断;先后规律也叫难易规律,用于判断反应的先后顺序。 根据要求回答下列问题: (1)[2016·高考全国卷Ⅰ,28(4)]“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。 此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为______,该反应中氧化产物是____________。 (2)[2015·高考全国卷Ⅰ,28 (1)]大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。 该反应的还原产物为________。 (3)[2015·高考全国卷Ⅱ,28 (1)]工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。 [解析] (1)根据图示,“尾气吸收”时ClO2转化为ClO ,ClO2作氧化剂,则H2O2作还原剂,H2O2转化为O2,由ClO2 ClO 、H2O2 O2,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1,氧化产物为O2。 (2)浓缩液中的碘元素以I-的形式存在,在酸性环境中,MnO2将I-氧化为I2,MnO2中+4价的Mn被还原,还原产物应为MnSO4(或Mn2+)。 (3)由题给的反应物中有KClO3、生成物中有ClO2,可知氧化剂为KClO3,还原剂为Na2SO3。 1molKClO3生成1molClO2时得到1mol电子,1molNa2SO3生成1molNa2SO4时失去2mol电子,根据得失电子守恒可知,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。 [答案] (1)2∶1 O2 (2)MnSO4(或Mn2+) (3)2∶1 (1)1molNa2S2O3与足量稀硫酸反应时,氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 优化 高考 化学 一轮 全国 通用版 精致 讲义 氧化 还原 反应