(江苏专版)2020版高考化学一轮复习专题一第四讲氧化还原反应讲义(含解析).doc
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1、1氧 化 还 原 反 应江苏考纲要求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理解氧化还原反应的本质,了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。3掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。教材基础自热身1本质和特征氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移),特征是反应过程中元素的化合价发生变化。2相关概念及其关系例如,反应 MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O 中,氧化剂是= = = = = MnO2,还原剂是 HCl,氧化产物是 Cl2。生成 1 mol Cl2时转移电子数目为 2NA,被氧化的HCl 的物质的量是 2_mol,HC
2、l 显示的性质是还原性和酸性。3氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法例如:写出 Cu 与稀硝酸反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:_。氧化还原反应的相关概念及电子转移表示法2(2)单线桥法例如:写出 Cu 与稀硝酸反应的化学方程式并用单线桥标出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5常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂物质类型 举例 对应还原产物X2(卤素) X活泼的非金属单质O2、O 3 H2O 或 OH 或 O2 或 O22氧化物 MnO2 Mn2浓 H2SO4 SO2HNO3 NO 或 NO2含氧酸HClO ClKMnO4(H ) Mn
3、2Fe3 Fe2 或 Fe元素处于高化合价时的化合物或离子盐NaClO Cl过氧化物 Na2O2、H 2O2 H2O 或 OH(2)常见的还原剂物质类型 举例 对应氧化产物活泼的金属单质 Na、Fe、Al Na 、Fe 2 或 Fe3 、Al 3某些非金属单质 H2、C、S H 、CO 或 CO2、SO 2CO CO2氧化物SO2 SO3或 SO24变价元素中低价态化合物或离子 氢化物 NH3 N2或 NO3H2S S 或 SO2SO23 SO _24Fe2 Fe3离子I I2(3)中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物Fe2 Fe3 FeSO23 SO
4、24 SH2O2 O2 H2O 或 OH其中 Fe2 、SO 常作还原剂,H 2O2常作氧化剂23知能深化扫盲点提能点 一 突破氧化还原反应概念的“六个误区”误区 1 某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原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。因为元素处于化合态时,其化合价可能为正,也可能为负。若元素由负价变为 0 价,则其被氧化,若元素由正价变为 0 价,则其被还原。误区 2 有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,要看反应前后元素的化合价是否发生改变,如:同素异形体之间的转化就是非氧化还原反应。误区 3 在氧化还原
5、反应中,非金属单质一定只作氧化剂在氧化还原反应中,非金属单质不一定只作氧化剂,大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性,只是以氧化性为主。如在反应 Cl2H 2OHCl HClO 中,Cl 2既表现氧化性又表现还原性。误区 4 物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少物质氧化性或还原性的强弱取决于其所含元素原子得失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。误区 5 所含元素价态越高,化合物的氧化性一定越强含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性。如 HClO4中 Cl 为7 价(最高价态),HClO 中 Cl 为1 价,而实际上 HClO4的氧化性没有 HClO 的强。误区 6 在
6、氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原,有许多反应是一种元素既被氧化又被还原。如在反应 2Na2O22H 2O=4NaOHO 2中,Na 2O2中氧元素的化合价既升高又降低。对点练4下列说法正确的是( )A金属单质只作还原剂,非金属单质只作氧化剂B在氧化还原反应中,一种物质作氧化剂,另一种物质作还原剂CSO 2是常见的还原剂,一定条件下也具有氧化性D在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同解析:选 C A 项,金属单质只作还原剂,非金属单质既可作还原剂,又可作氧化剂,错误;B 项,在氧化还原反应
7、中,一种物质作氧化剂,另一种物质作还原剂,也可以是一种物质既作还原剂,又作氧化剂,错误;C 项,SO 2是常见的还原剂,一定条件下也具有氧化性,正确;D 项,在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物可相同,也可不同,错误。 提能点 二 记住、判断常见元素的化合价正确分析氧化还原反应中电子转移的数目,其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。(1)常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆: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
8、难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。(2)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价CuFeS2:Cu 2 Fe 2 HCN:C 2 N 3CuH:Cu 1 H 1Si3N4:Si 4 N 3H3PO2:P 1K2FeO4:Fe 6LiNH2:N 3AlN:N 3Na2S2O3:S 2CuCl:Cu 1Li2NH:N 3VO :V 5 2C2O :C 324FeO :Fe (8 n)n4题点全练过高考1下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是( )A海带提碘 B氯碱工业C氨碱法制碱 D海水提溴解析:选 C A 项,海带提碘是由 KI 变为 I2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应
9、;B 项,氯碱工业是电解饱和 NaCl 水溶液产生 NaOH、Cl 2、H 2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应;C 项,氨碱法制取碱的过程中没有元素化合价的变化,未涉及氧化还原反应;D 项,海水提溴是由溴元素的化合物变为溴元素的单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应。52某种飞船以 N2H4和 N2O4为动力源,发生反应:2N 2H4N 2O4=3N24H 2O,反应温度可高达 2 700 ,对于该反应,下列说法中正确的是( )A该反应属于置换反应BN 2H4 是氧化剂CN 2O4是还原剂DN 2既是氧化产物又是还原产物解析:选 D 该反应的反应物中无单质,不属于置换反应;该反应实际
10、上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应,N 2H4是还原剂,N 2O4是氧化剂,N 2既是氧化产物又是还原产物。3将几滴 KSCN(SCN 是“类卤离子”)溶液加入含有 Fe3 的酸性溶液中,溶液变成红色。将该红色溶液分为两份:一份中加入适量 KMnO4溶液,红色褪去;另一份中通入SO2,红色也褪去。下列推测肯定不正确的是( )ASCN 在适当条件下可失去电子被氧化为(SCN) 2B中红色褪去的原因是 KMnO4将 SCN 氧化C中红色褪去的原因是 SO2将 Fe3 还原为 Fe2D中红色褪去的原因是 SO2将 SCN 还原解析:选 D 红色溶液的成分可看作是 Fe(SCN)3,由于 SCN
11、是“类卤离子” ,性质与卤素离子(Cl 、Br 、I )相似,因此可通过卤素离子的性质推测 SCN 的性质。如 Cl 可被酸性 KMnO4溶液氧化为 Cl2,则 SCN 也能被酸性 KMnO4溶液氧化为(SCN) 2,所以 A、B 项都正确;Fe 3 具有较强的氧化性,可将 SO2氧化为 H2SO4,本身被还原为 Fe2 ,C 项正确;卤素离子的化合价已到最低价,不能被 SO2还原,由此可推知 SCN 也不能被 SO2还原,故D 项不正确。4ClO 2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO 3H 2C2O4H 2SO4 2ClO22CO 2K
12、2SO42H 2O。下列说法正= = = = = 确的是( )AH 2SO4是氧化剂BClO 2是氧化产物CH 2C2O4在反应中被氧化D1 mol KClO 3参加反应有 2 mol 电子转移解析:选 C H 2SO4既不是氧化剂也不是还原剂,A 错误;KClO 3中 Cl 元素的化合价从5 降到4,被还原,生成还原产物,故 ClO2是还原产物,B 错误;H 2C2O4中 C 元素化合价升高,被氧化,C 正确;根据元素化合价变化可知,1 mol KClO3参加反应有 1 mol 电子转移,D 错误。5.(2019无锡高三月考)某离子反应中涉及6H2O、ClO 、NH 、H 、N 2、Cl 六
13、种微粒。常温条件下反应时,溶液 pH 随时间变化的曲 4线如图所示。下列判断错误的是( )A该反应的氧化剂是 ClOB该反应中有两种离子生成C该反应生成 1 mol 氧化产物时,转移的电子为 6 molD参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 23解析:选 D 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 pH 4减小, 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,H 2O 也是该反应的生成物。分析各选项不难发现,D 项错误,因为氧化剂与还原剂的物质的量之比应为 32。知
14、能深化扫盲点依据反应原理判断氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物对点练1已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:Ce4 Fe 2 =Fe3 Ce 3Sn2 2Fe 3 =2Fe2 Sn 4由此可以确定 Fe2 、Ce 3 、Sn 2 三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )ASn 2 、Fe 2 、Ce 3 BSn 2 、Ce 3 、Fe 2CCe 3 、Fe 2 、Sn 2 DFe 2 、Sn 2 、Ce 3解析:选 A 由反应:Ce 4 Fe 2 =Fe3 Ce 3 知还原性:Fe 2 Ce3 。由反应:Sn2 2Fe 3 =2Fe2 Sn 4 知还原性:Sn 2 Fe2 ,故还原
15、性强弱顺序为氧化性、还原性强弱判断的四种方法 7Sn2 Fe2 Ce3 。依据“三表”判断(1)元素周期表(2)金属活动顺序表(3)非金属活动性顺序表依据产物中元素价态的高低判断(1)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氧化性强。例如:(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:依据反应条件判断(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。
16、8(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。如:氧化性为 KMnO4(酸性)KMnO 4(中性)KMnO 4(碱性)。对点练2物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:Cu 与 HNO3溶液 Cu 与 FeCl3溶液 Zn 与 H2SO4溶液 Fe与 FeCl3溶液 Cl 2和 NaOH 溶液 Fe 和 HNO3溶液 Fe 和 H2SO4溶液 Na 和 O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_。(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是_。(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是_。答案:(1) (2
17、) (3)题点全练过高考题点一 物质氧化性、还原性强弱的判断1已知下列氧化还原反应:2BrO Cl 2=Br22ClO 3 35Cl 2I 26H 2O=2IO 10Cl 12H 3ClO 5Cl 6H =3Cl23H 2O 3上述条件下,各微粒氧化性由强到弱的排列顺序正确的是( )AClO BrO IO Cl2 3 3 3BBrO Cl2ClO IO 3 3 3CBrO ClO Cl2IO 3 3 3DCl 2BrO ClO IO 3 3 3解析:选 C 在氧化还原反应中氧化性强弱顺序为氧化剂氧化产物。根据反应可知氧化性:BrO ClO ;根据反应可知氧化性:Cl 2IO ;根据反应可知氧化
18、性:ClO 3 3 3Cl2,所以氧化性由强到弱是 BrO ClO Cl2IO 。 3 3 3 32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:选 A 根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,可判断 B 中Cl2I2;C 中 Co2O3Cl2;D 中 Fe3 I2,这些结论与题给信息一致。对于
19、 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 。9题点二 物质氧化性、还原性强弱比较的实验探究3为验证氧化性 Cl2Fe 3 SO 2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A 中加热装置已略,气密性已检验)。实验过程:.打开弹簧夹 K1K 4,通入一段时间 N2,再将 T 型导管插入 B 中,继续通入 N2,然后关闭 K1、K 3、K 4。.打开活塞 a,滴加一定量的浓盐酸,给 A 加热。.当 B 中溶液变黄时,停止加热,关闭 K2。.打开活塞 b,使约 2 mL 的溶液流入 D 试管中,检验其中的离子。.打开 K3和活塞 c,加入 70%的硫酸
20、,一段时间后关闭 K3。.更新试管 D,重复过程,检验 B 溶液中的离子。(1)过程的目的是_。(2)棉花中浸润的溶液为_。(3)A 中发生反应的化学方程式:_。(4)若将制取的 SO2通入酸性高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其离子方程式为_。(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示,他们的检测结果一定能够证明氧化性 Cl2Fe 3 SO 2的是_(填“甲” 、 “乙”或“丙”)。过程 B 溶液中含有的离子 过程 B 溶液中含有的离子甲 有 Fe3 无 Fe2 有 SO24乙 既有 Fe3 又有 Fe2 有 SO24丙 有 Fe3 无 Fe2 有 Fe2解析:(1)通入一段时间 N
21、2,排出装置中的氧气。(2)氯气和二氧化硫都是有毒气体,可以用 NaOH 溶液来吸收。(3)A 中发生二氧化锰与浓盐酸的反应,生成氯化锰、氯气、水。(4)SO2通入酸性高锰酸钾溶液中二者可以发生氧化还原反应。(5)溶液显酸性,检验 SO应选择 BaCl2溶液;乙中第一次有 Fe2 ,说明 Cl2不足,Cl 2氧化性大于 Fe3 ,第二次24有 SO ,说明发生 SO2与 Fe3 的反应,则 Fe3 的氧化性大于 SO2;丙中第一次有 Fe3 ,24无 Fe2 ,则 Cl2的氧化性大于 Fe3 ,第二次有 Fe2 ,说明发生 SO2与 Fe3 的反应,则10Fe3 的氧化性大于 SO2。答案:(
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