2018年高考化学大二轮复习专题一基本概念第5讲氧化还原反应学案.doc
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1、1第 5讲 氧化还原反应最新考纲 考向分析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。3掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。以生产生活中涉及的氧化还原反应为背景,主要考查以下几个方面:氧化还原反应相关概念的判断;氧化还原反应基本规律,特别是物质的氧化性或还原性强弱的判断及应用;给定条件下的氧化还原反应方程式的配平或书写;有关转移电子多少或利用电子守恒进行的计算。考点一 氧化还原反应的基本概念Z (课前)真 题 感 悟 hen tigan wu1(2017北京8)下列变化中,气体被还原的是( B )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
2、四氯化碳溶液褪色D氨气使 AlCl3溶液产生白色沉淀解析 A二氧化碳使 Na2O2固体变白,发生反应 2CO22Na 2O2=O22Na 2CO3,CO 2的化合价没有发生改变,过氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,不符合题意;B氯气使 KBr溶液变黄,发生反应 2KBrCl 2=2KClBr 2,Cl 元素化合价降低,被还原,符合题意;C乙烯使 Br2的四氯化碳溶液褪色,是乙烯与溴发生了加成反应,Br 元素化合价降低,Br2被还原,乙烯被氧化,不符合题意;D氯气使 AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝,反2应过程中 NH3化合价没有改变,不符合题意。答案选 B。2(2017全国28 节选)砷(As)
3、是第四周期A 族元素,可以形成As2S3、As 2O5、H 3AsO3、H 3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:(1)画出砷的原子结构示意图 。(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为 As2S3)制成浆状,通入 O2氧化,生成 H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 2As 2S35O 26H 2O=4H3AsO46S 。解析 (1)从内向外 P的各层电子数依次是 2、8、5,砷与磷位于同主族且相邻,砷原子比磷原子多一个电子层,所以从内向外砷的各层电子数分别为 2、8、18、5,据此可画出其原子结构示意图。(2)根据得失电子守恒先确定 As2S3与 O2的化学计量数分别为2
4、、5,再结合元素守恒得出 H2AsO4、S 和 H2O的化学计量数分别为 4、6、6。3(2016全国28 节选)NaClO 2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中 Cl的化合价为_3_。(2)写出“反应”步骤中生成 ClO2的化学方程式 2NaClO3SO 2H 2SO4=2ClO22NaHSO 4 。(3)“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_21_,该反应中氧化产物是_O 2_。(4)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当
5、于多少克 Cl2的氧化能力。NaClO 2的有效氯含量为_1.57_g_。(计算结果保留两位小数)解析 (1)根据化合物中各元素化合价代数和等于 0,计算出 NaClO2中氯元素化合价为3。(2)从流程图看出,反应物是氯酸钠、二氧化硫、硫酸,产物为硫酸氢钠、二氧化氯,根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式:2NaClO3SO 2H 2SO4=2ClO22NaHSO 4。(3)依题意,用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯,发生反应:2ClO 2H 2O22OH =2ClO O 22H 2O,ClO 2作氧化剂,H 2O2作还2原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为 21,氧化产物为 O2。
6、(4)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力,得电子数相等时,氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠的最终还原3产物为氯离子。根据:NaClO 2 Cl ,Cl 2 2Cl ,得电子数相等时,存在: 得 4e 得 2e NaClO22Cl 2,故亚氯酸钠的有效氯含量为 1.57。71290.54(2015全国T28 节选)二氧化氯(ClO 2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。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_21_。解析 该反应的氧化剂为 KClO3,发生变化:K O3 O2;还原剂为 Na2SO3,发Cl 5 Cl
7、 4 生变化为 Na2 O3 Na 2 O4,根据得失电子守恒可知 n(KClO3) n(Na2SO3)21。S 4 S 6 R (课堂)弱 点 突 破 uo dian tu po知能补漏1突破氧化还原反应的基本知识(1)判断正误,回顾有关氧化还原反应的相关概念。有化合价升降的化学反应一定是氧化还原反应()置换反应全部属于氧化还原反应,因为有单质参加和生成,化合价发生了变化()氧化还原反应一定属于四大基本反应类型()有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应()氧化还原反应中,反应物不是氧化剂就是还原剂()在氧化还原反应中,金属单质都做还原剂()化合反应均为氧化还原反应()在氧化还原反应中,
8、非金属单质一定是氧化剂()某元素由化合态转化为游离态时,该元素一定被还原()金属阳离子被还原不一定得到金属单质()(2)根据化合物中各元素化合价代数和等于零的原则,写出括号内相应元素的化合价。NaClO2(Cl:_3_)、ClO 2(Cl: 4 )、CuCl(Cu:_1_)、N 2H4(N:_2_)、NaBH4(B:_3_)、K 2Cr2O7、Na 2CrO4(Cr:_6_)、H 2C2O4(C:_3_)、Na2S2O3(S:_2_)、MnO(OH) 2(Mn:_4_)、K 2FeO4(Fe:_6_)、CuFeS 2(Fe: 2 、S:_2_)、LiNH 2(N:_3_)、LiCoO 2(Co
9、:_3_)。(3)通过以下填空,完成对氧化还原反应各概念的掌握。对于 MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O。= = = = = 反应时 HCl中氯元素_失去_电子,发生_氧化_反应,是_还原_剂。反应时 MnO2中锰元素_得到_电子,发生_还原_反应,是_氧化_剂。4该反应的氧化产物是_Cl 2_,还原产物是_MnCl 2_。(填化学式)反应中,当标准状况下有 11.2 L的 Cl2生成时,有_1_ mol的 HCl被氧化,转移电子数为 NA 。用双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。2熟记 15组物质,掌握常见变化规律氧化剂 Cl2 O2浓H2SO4HNO3KMnO4(H
10、)、MnO2Fe3 KClO3、ClO H2O2对应还原产物ClO2 SO2NO或NO2Mn2 Fe2 Cl H2O还原剂 I (HI) S2 (H2S) CO、C Fe2 NH3 SO2、SO 23 H2O2对应氧化产物 I2 S CO2Fe3 NO SO24O23.记清 6个“不一定” ,以防不慎落陷阱(1)元素由化合态变为游离态不一定被氧化,也可以被还原,如 Fe2 Fe。(2)得电子难的物质不一定易失电子,如第A 族和稀有气体。(3)含最高价态元素的化合物不一定有强氧化性,如 H3PO4、SO ;而含低价态元素的24化合物也可能有强氧化性,如 HClO具强氧化性。(4)在氧化还原反应中
11、,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原,如Cl2H 2OHClHClO。(5)有单质参加的反应,不一定是氧化还原反应,如 3O22O3。(6)具有还原性物质与具有氧化性物质不一定都能发生氧化还原反应,如 SO2与浓H2SO4、Fe 3 与 Fe2 不反应。4依据元素的化合价判断物质的氧化性和还原性(1)元素处于最高价的物质具有氧化性,如 KMnO4。(2)元素处于最低价的物质具有还原性,如 NH3。(3)元素处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性,如 SO2。(4)反应中元素化合价降低的反应物是氧化剂,该物质具有氧化性;反应中元素化合价升高的反应物是还原剂,该物质具有还原性。B (课后)备
12、 考 验 证 i ko yn zhn51(2016上海高考)O 2F2可以发生反应:H 2S4O 2F2SF 62HF4O 2,下列说法正确的是( D )A氧气是氧化产物BO 2F2即是氧化剂又是还原剂C若生成 4.48 L HF,则转移 0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为 14解析 H 2S中硫元素为2 价,生成的 SF6中硫元素为6 价,O 2F2中氧元素为1 价,生成的 O2中氧元素为 0价。所以 H2S是还原剂,O 2F2是氧化剂,氧气是还原产物,A、B 项错误;没有指明外界条件,所以生成 4.48 L HF,转移电子数无法计算,C 项错误;还原剂与氧化剂的物质的量之比
13、为 14,D 项正确。2(2018赣州二模)“银针验毒”在我国有上千年历史,银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为 4Ag2H 2SO 2=2Ag2S十 2H2O。当银针变色后,将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原。以下说法不正确的是( D )A当银针变黑时,所检验的物质有毒B银针验毒时,Ag 被氧化C上述验毒反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为 11D银针复原发生的反应可能为 3Ag2S2Al= =6AgAl 2S3解析 当银针变黑时,说明 Ag被氧化为 Ag2S,则说明所检验的物质有毒,故 A正确;银针验毒时,Ag 化合价升高,被氧化,故 B正确;在反应
14、4Ag2H 2SO 2=2Ag2S2H 2O中,氧化产物为 Ag2S,还原产物为 H2O,两者的物质的量之比为 11,故 C正确;将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原,说明发生原电池反应,正极为 Ag2S,负极为 Al,总反应式为 3Ag2S2Al6H 2O=6Ag十 2Al(OH)33H 2S,故 D错误。3下列生活中常用的食物储存方法中,所加物质不与氧气反应的是( A )A B C D用浸泡过 KMnO4溶液的纸张保鲜水果食用油中添加一种酚类物质红酒中添加一定量的SO2食品包装袋中放置还原铁粉解析 高锰酸钾具有强氧化性,与氧气不反应,A 正确;酚羟基、SO 2、还原铁粉均能被氧
15、气氧化,B、C、D 错误。4(2018泰安二模)高锰酸钾(KMnO 4)是一种常用的氧化剂,不同条件下高锰酸钾可发生如下反应:6MnO 5e 8H =Mn2 4H 2O4MnO 3e 2H 2O=MnO24OH 4MnO e =MnO (溶液绿色)4 24(1)从上述三个半反应中可以看出 MnO 的还原产物与溶液的_酸碱性_有关。4(2)用草酸(H 2C2O4)的稀溶液可以洗涤沾在皮肤上的高锰酸钾,其中的变化:H2C2O4CO 2。写出该反应的离子方程式: 5H2C2O42MnO 6H =2Mn2 10CO 28H 2O 。4(3)将 PbO2粉末投入酸性 MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色
16、。下列说法正确的是_ad_(填字母)。a氧化性强弱:PbO 2KMnO4b还原性强弱:PbO 2KMnO4c该反应可以用盐酸酸化dPbO 2发生还原反应:PbO 2SO 4H 2e =PbSO42H 2O24(4)用 KMnO4可以测定 H2O2溶液的有效含量:取 15.00 mL某浓度 H2O2溶液,逐滴加入0.03 molL 1 KMnO4溶液( 已酸化),产生无色气体,至终点时共消耗 20.00 mL KMnO4溶液。写出反应的离子方程式 2MnO 5H 2O26H =2Mn2 5O 28H 2O ;4溶液中 c(H2O2)_0.1_molL 1 ;反应中转移的电子数目_0.003_mo
17、l。解析 (1)由不同条件下高锰酸钾可发生的反应可知,溶液的酸性越强,反应后锰元素的化合价越低,所以高锰酸根离子(MnO )反应后的产物与溶液的酸碱性有关。4(2)H2C2O4CO 2,C 化合价升高,则 H2C2O4表现还原性并且呈酸性,MnO 被还原的4产物应为 Mn2 ,即发生还原反应的离子反应过程为 MnO Mn 2 ,所以反应的离子方程式4为 5H2C2O42MnO 6H =2Mn2 10CO 28H 2O。4(3)将 PbO2投入酸性 MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色,证明二者之间发生氧化还原反应生成了含高锰酸根离子的溶液,二氧化铅是氧化剂,硫酸锰是还原剂。根据氧化剂的氧化性强
18、于氧化产物的氧化性,即氧化性:PbO 2KMnO4,故 a正确、b 错误;盐酸具有酸性且 Cl 具有还原性,PbO 2能将 Cl 氧化,所以该反应不能用盐酸酸化,故 c错误;二氧化铅是氧化剂,则 PbO2发生还原反应生成 PbSO4,反应式为PbO2SO 4H 2e =PbSO42H 2O,故 d正确。(4)KMnO 4与 H2O2反应,有气体产生,24说明产生氧气,溶液褪色说明 KMnO4被还原,再根据电子得失守恒和电荷守恒可写出离子方程式为 2MnO 5H 2O26H =2Mn2 5O 28H 2O。4根据 KMnO4与 H2O2反应的离子方程式可知关系式为2MnO 5H 2O2472 m
19、ol 5 mol0.03 molL1 0.02 L n(H2O2)则 n(H2O2)1.510 3 mol所以 c(H2O2) 0.1 molL 1 。1.510 3 mol1.510 2 L由 2MnO 5H 2O26H =2Mn2 5O 28H 2O,Mn 化合价从7 价降低到2 价,4所以反应中转移电子的物质的量为 0.03 molL1 0.02 L(72)0.003 mol。考点二 氧化还原反应规律及应用Z (课前)真 题 感 悟 hen tigan wu1(2018北京9)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( C )A B C D实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液
20、滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀,随后变为红褐色溶液变红,随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体,随后变为红棕色解析 C 项:向 AgCl浊液中滴加 Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,发生沉淀的转化,反应的离子方程式为 2AgClS 2 =Ag2S2Cl ,与氧化还原反应无关。A 项:NaOH 溶液中滴入 FeSO4溶液中,会生成 Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH) 2被氧化为 Fe(OH)3,反应过程中出现灰绿色,最后变为红褐色,与氧化还原反应有关。B 项:由于氯水显酸性,先使紫色石蕊溶液变红,后由于 HClO具有氧化性,使红色溶液迅速褪色,
21、与氧化还原反应有关。D项:热铜丝插入稀硝酸中发生的反应为 3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)2 2NO4H 2O,NO被氧气氧化生成红棕色的 NO2,与氧化还原反应有关。2(2018杭州二模)现有下列三个氧化还原反应:2B Z 2=B22Z 2A 2 B 2=2A3 2B 2XO 10Z 16H =2X2 5Z 28H 2O4根据上述反应,判断下列结论中错误的是( A )A要除去含有 A2 、Z 和 B 混合溶液中的 A2 ,而不氧化 Z 和平 B ,应加入 Z2B还原性强弱顺序为 A2 B Z X2CX 2 是 XO 的还原产物,B 2是 B 的氧化产物4D在溶液中可能发生反应:
22、XO 5A 2 8H =X2 5A 3 4H 2O4解析 根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应中,氧化性 XO Z2;反应中,氧化性 B2A3 ;反应中,氧化性 Z2B2,则氧化性由强到弱的4顺序是 XO Z2B2A3 ,所以要除去含有 A2 、Z 和 B 混合溶液中的 A2 ,而不氧化 Z4和 B ,应加入 B2,故 A错误;由、反应中还原性的比较可知,还原性由强到弱顺8序是 A2 、B 、Z 、X 2 ,故 B正确;反应中 X的化合价降低,则 XO 为氧化剂,则4X2 是 XO 的还原产物,反应中 B 发生氧化反应生成 B2,即 B2是 B 的氧化产物,故 C4正确;
23、根据氧化性由强到弱的顺序 XO Z2B2A3 ,所以溶液中 XO 能氧化 A2 ,发生的4 4反应为 XO 5A 2 8H =X2 5A 3 4H 2O,故 D正确。43已知氧化性 Br2Fe3 I2,向含有 Fe2 、Br 、I 各 0.1 mol的溶液中通入 Cl2。通入 Cl2的体积(标准状况)与溶液中某种离子(用 Q表示)的物质的量的关系如图所示,下列说法中正确的是( D )AQ 是 IBQ 是 BrCb 点时溶液中阴离子只有 Cl (不考虑 OH )Dab 区间的反应:2Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl 解析 根据离子还原性 I Fe2 Br ,故首先发生反应:2I Cl 2=I
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