(人教通用版)2020高考化学新一线大一轮复习第二章第3讲氧化还原反应基础讲义精练(含解析).doc
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1、1第 3 讲 氧化还原反应基础【2019备考】最新考纲:1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.了解常见的氧化还原反应。考点一 氧化还原反应的相关概念及表示方法(频数: 难度:)1氧化还原反应本质和特征2相关概念及其关系3氧化还原反应电子转移的表示方法(1)双线桥法:标变价,画箭头,算数目,说变化。实例:用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目2。(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到” 、 “失去”字样。实例:用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目。4氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示总结:一定属于氧化还原反应的基本
2、反应类型是置换反应。一定不属于氧化还原反应的基本反应类型是复分解反应。1(RJ 必修 1P385 改编)下列叙述正确的是( )A氧化还原反应的本质是化合价发生变化B氧化剂在化学反应中失去电子C还原剂在反应中发生还原反应D反应中同一反应物可能既发生氧化反应又发生还原反应答案 D2教材基础知识探究元素由化合态变为游离态,该元素一定被还原吗?有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗?答案 某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原,也不一定被氧化,如:3Cl Cl 2,氯元素被氧化,Cu 2 Cu,铜元素被还原。有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如同素异形体之间的转化不属于氧化还原
3、反应。3(溯源题)(2017天津理综,3)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,化学能转化成热能答案 A探源:本考题源于教材 RJ 必修 1P36“氧化还原反应”概念,对氧化还原反应的类别进行了考查。题组一 氧化还原反应及基本概念判断1下列说法正确的是( )A金属在反应中只能作还原剂,非金属在反应中只能作氧化剂B氧化剂在反应中失去电子,还原剂在反应中得到电子C氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性D阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性解析 非金属单质在反
4、应中可以作氧化剂也可以作还原剂,如氢气和氧气反应,氢气作还原剂,氧气作氧化剂,A 错误;氧化剂得到电子,还原剂失去电子,B 错误;氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性,C 正确;阳离子可能有还原性,如亚铁离子,D 错误。答案 C2下列物质直接参与的过程与氧化还原反应有关的是( )A用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素B用浸有酸性高锰酸钾的硅藻土作水果保鲜剂C生石灰用作煤炭燃烧的固硫剂D服用阿司匹林出现水杨酸反应时用小苏打解毒解析 用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素,利用了物质的溶解性,属于物理过程,A 错误;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化乙烯,作水果保鲜剂,与氧化还原反应有关,B 正确;生石灰是氧化钙,与二
5、氧化硫反应生成亚硫酸钙,是非氧化还原反应,C 错误;发生4复分解反应生成二氧化碳,是非氧化还原反应,D 错误。答案 B3(2017湖北八校联考)白磷有剧毒,白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应:(1)P410CuSO 416H 2O=10Cu4H 3PO410H 2SO4(2)11P460CuSO 496H 2O=20Cu3P24H 3PO460H 2SO4下列有关说法中错误的是( )A在上述两个反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂B在上述两个反应中,氧化产物都是 H3PO4C在反应(2)中,当有 5 mol CuSO4发生反应时,共转移 10 mol 电子D在上述两个反
6、应中,氧化剂都只有硫酸铜解析 两个反应中,反应物水中 H、O 元素的化合价均没有变化,故水既不是氧化剂也不是还原剂,A 项正确;两个反应中,H 3PO4中的磷元素均来自单质磷,且两个反应中化合价升高的元素均只有磷元素,故 B 项正确;反应(2)中部分磷元素的化合价升高,部分磷元素的化合价降低,铜元素的化合价降低,故氧化剂不只有硫酸铜,反应(2)中当有 60 mol CuSO4参加反应时,转移 120 mol 电子,C 项正确,D 项错误。答案 D题组二 “单线桥”和“双线桥”两种表示方法的理解与运用4判断下列化学方程式中电子转移方向、数目表示的正误。5答案 (1) (2) (3) (4)5Na
7、CN 是重要的基本化工原料,常用于基本化学合成、冶金等,回答下列问题:(1)NaCN 中 C 的化合价为_,写出 NaCN 的电子式:_。(2)现代开采金矿:先以 NaCN 溶液浸取粉碎的含金(Au)矿石,得到 NaAu(CN)2(二氰合金酸钠)溶液;再用锌与 NaAu(CN)2溶液发生置换反应生成金。 “粉碎”的目的是_;“浸取”反应的氧化剂是_;消耗的锌与生成的金的物质的量之比为_。(3)工业上常用纯碱、焦炭、氨气反应制备 NaCN,写出反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目:_。解析 (1)NaCN 中,Na 是1 价,N 是3 价,根据正负化合价代数和为 0 知,C 是2
8、 价。也可以由 HCN 的结构式确定, 中非金属性强的 N 是3 价,H 是1 价,故 C 是2 价,NaCN 是 HCN 的钠盐,二者碳元素化合价相同。依据 HCN 的结构式可以写出NaCN 的电子式:Na C N 。(2)“粉碎”含金矿石可以“增大接触面积,加快反应速率” 。由 NaCN、Au 和 NaAu(CN)2可知,只有 Au 的化合价由 0 升高到1,其他元素化合价没有变化,这时应考虑空气中的氧气参与了反应,故“浸取”反应的氧化剂是空气中的氧气。抓住“置换”理解:锌元素的化合价由 0 升高到2、金元素的化合价由1 降低到 0,根据得失电子守恒知,消耗的锌与生成的金的物质的量之比为
9、12。(3)Na 2CO3中的6C(4 价)与焦炭(0 价)发生归中反应生成 NaCN(C 为2 价),即焦炭是还原剂、Na 2CO3是氧化剂,电子转移方向和数目为 。答案 (1)2 Na C N (2)增大接触面积,加快反应速率 O 2 12(3) 【练后归纳】元素化合价的判定方法(1)常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、氯、钾、钠、银;二价氧、钙、镁、钡、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。(2)有机物中碳的化合价制定方法:有机物中氧元素的化合价为2,氢元素的化合价为1。利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。乙酸(
10、C 2H4O2)中满足 2x(1)4(2)20,则 x0。(3)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判定S 、K 2 O4、Li 2 H、Al 、Na 2 2O3、 2O 、H 、 。Cu 2 Fe 2 2 2 Fe 6 N 3 N 3 S 2 C 3 24 C 2 N 3 Cu 1 H 1 考点二 氧化剂与还原剂(频数: 难度:)1常见的氧化剂、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。如:(2)常见还原剂7常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如:(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有
11、还原性具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物Fe2 Fe3 FeSO23 SO24 SH2O2 O2 H2O2.氧化性、还原性及其强弱比较(1)氧化性、还原性的判断(2)氧化性、还原性的强弱比较通过氧化还原反应方程式判断MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O= = = = = 氧化性:MnO 2Cl2根据与同一物质反应情况(反应条件、剧烈程度)判断F2H 2 2HF= = = = =冷 暗 处 Cl2H 2 2HCl= = = = =光 照 氧化性 F2Cl2根据原电池电极反应判断还原性 ZnFe8根据物质浓度、溶液酸碱性或温度判断氧化性:浓 HNO3稀 HNO3还原性:浓盐酸稀
12、盐酸常用的物质氧化性、还原性强弱顺序为氧化性:MnO Cl2Br2Fe3 I2, 4还原性:S 2 SO (或 H2SO3)I Fe2 Br Cl 。23H 2O2中氧元素尽管处于中间价态,但 H2O2主要表现为氧化性,其还原产物是 H2O,故H2O2又被称为绿色氧化剂。1教材基础知识判断(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应( )(2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性( )(3)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼( )(4)金属原子失电子数越多,金属的还原性越强( )答案 (1) (2) (3) (4)2(RJ 必修 1P387 改编)在下列反应中:HCl 作还
13、原剂的是_,HCl 作氧化剂的是_,HCl 为氧化产物的是_。(1)KOHHCl= =KClH 2O(2)2KMnO416HCl(浓)= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2O(3)Cl2H 2O HClHClO(4)2NaClH 2SO4(浓) Na2SO42HCl= = = = = (5)Fe2HCl= =FeCl2H 2答案 (2) (5) (3)3(溯源题)(2017北京理综,8)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9答案 B探源:本题源于 RJ 必修 1P
14、37“氧化剂和还原剂”及其拓展,对常见气体的还原反应进行了考查。题组一 氧化剂和还原剂的理解与判断1(2017湖南郴州质监二,1)在下列变化:大气固氮,硝酸银分解,实验室制取氨气。按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列正确的是( )A BC D解析 大气固氮发生的反应为 N2O 2 2NO,氮元素被氧化;硝酸银分解的= = = = =闪 电 化学方程式为 2AgNO3 2Ag2NO 2O 2,氮元素被还原;实验室制取氨= = = = = 气的化学方程式为 2NH4ClCa(OH) 2 CaCl22NH 32H 2O,该反应属于非= = = = = 氧化还原反应,氮元素既不被氧化
15、也不被还原,故正确答案是 A。答案 A2(2018河南省豫南豫北名校精英联赛)含氟的卤素互化物通常作氟化剂,使金属氧化物转化为氟化物,如 2Co3O46ClF 3=6CoF33Cl 24X。下列有关该反应的说法,正确的是( )AX 与 O3互为同位素BClF 3中氯元素为3 价CCo 3O4在反应中作氧化剂D1 mol Co 3O4参加反应转移 9 mol 电子解析 A根据质量守恒定律,X 为 O2,与 O3互为同素异形体,故 A 错误;B.ClF 3中 F 元素为1 价,则氯元素为3 价,故 B 错误;C.Co 3O4在反应中 O 元素的化合价由2 价升高为 0 价,被氧化,Co 3O4作还
16、原剂,故 C 错误;D.Co 3O4在反应中 O 元素的化合价由2 价升高为 0 价,Co 的化合价由 升高到3 价,1 mol Co3O4参加反应转移的电子为83243(3 ) mol9 mol 电子,故 D 正确;故选 D。83答案 D【易错警示】(1)由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧10化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。(2)并非价态越高氧化性越强,在 HClO 中氯元素的化合价为1 价,在 HClO4中氯元素的化合价为7 价,事实上 HClO 的氧化性比 HClO4强,HClO 有强氧化性;再如浓硫酸和 Na2SO4溶液中,硫元素均
17、为6 价,但浓硫酸具有强氧化性,而 Na2SO4溶液无氧化性;再如HNO3、KNO 3溶液中,氮元素均为5 价,但 HNO3溶液有强氧化性,而 KNO3溶液无氧化性。题组二 氧化性、还原性强弱比较与应用角度 1 依据方程式判断氧化性、还原性强弱3已知下列氧化还原反应:2BrO Cl 2=Br22ClO ,5Cl 2I 26H 2O=2HIO310HCl,ClO 5Cl 6H =3Cl2 3 3 33H 2O,则下列物质氧化能力强弱顺序正确的是( )AClO BrO IO Cl 2 3 3 3BClO BrO Cl 2IO 3 3 3CBrO ClO Cl 2IO 3 3 3DCl 2BrO C
18、lO IO 3 3 3解析 根据氧化还原反应的规律,氧化性:氧化剂氧化产物可知,在反应2BrO Cl 2=Br22ClO 中,物质的氧化性:BrO ClO ,在反应 3 3 3 35Cl2I 26H 2O=2HIO310HCl 中,物质的氧化性:Cl 2IO ,在反应 ClO 5Cl 6 3 3H =3Cl23H 2O 中,物质的氧化性:ClO Cl 2,则相应物质的氧化性由强到弱的顺序 3是 BrO ClO Cl 2IO ,选项 C 正确。 3 3 3答案 C4已知:2KMnO 416HCl= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2OK2Cr2O714HCl= =2KCl2CrCl 33
19、Cl 27H 2OMnO24HCl MnCl2Cl 22H 2O= = = = = 其中,KMnO 4和一般浓度的盐酸即可反应,K 2Cr2O7需和较浓的盐酸(6 molL1 )反应,MnO 2需和浓盐酸(8 molL 1 )反应。根据以上信息,下列结论中不正确的是( )A上述反应既属于氧化还原反应,又属于离子反应B生成 1 mol Cl2转移电子数均为 2NA(NA为阿伏加德罗常数)C氧化性:KMnO 4K 2Cr2O7Cl 2MnO 2D盐酸的浓度越大,Cl 的还原性越强11解析 审题时观察方程式,发现三个反应中均有盐酸参与,且都有 Cl2生成,再结合题给信息,氧化性的强弱顺序为 KMnO
20、4K 2Cr2O7MnO 2Cl 2。以上三个反应均为溶液中的离子反应,A 正确;Cl 被氧化生成 Cl2,B 正确。答案 C【归纳总结】根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法1浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓 H2SO4稀 H2SO4,浓 HNO3稀 HNO3,还原性:浓 HCl稀 HCl。2温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强,如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。3酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。拓展为了提高 KMnO4的氧化性,需酸化处理,所加入的酸为稀硫酸。角度 2 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发
21、生5已知 Co2O3在酸性溶液中易被还原成 Co2 ,Co 2O3、Cl 2、FeCl 3、I 2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )A3Cl 26FeI 2=2FeCl34FeI 3BCl 2FeI 2=FeCl2I 2CCo 2O36HCl(浓)= =2CoCl2Cl 23H 2OD2Fe 3 2I =2Fe2 I 2解析 根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,可判断 B 中 Cl2I 2;C 中Co2O3Cl 2;D 中 Fe3 I 2,这些结论与题给信息一致。对于 A,由于 I 的还原性强于Fe2 ,所以 Cl2应先氧化 I ,而不应先氧化 Fe2 。答案 A
22、试题分析(2015海南化学,1)化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是( )A明矾净化水 B纯碱去油污C食醋除水垢 D漂白粉漂白织物12解题思路: 我的答案: 考查意图:我们的日常生活离不开物质,化学是一门研究物质的基础自然科学,因此,学好化学,培育必备的科学素养,是对现代社会公民适应现代生活、提高生活质量的基本要求。生活中处处都有化学及其应用,经过中学阶段的学习,考生已经可以分析和解释生活中很多与化学有关的问题和现象。本题考查的是生活中一些常见的做法,净化水、祛除水垢、祛除油污、漂白织物,这些都涉及物质及其变化,解题的基本思路是将各选项中涉及的物质及其相互作用逐个进行分析,判断其
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