(江苏专用)2019版高考化学一轮复习专题2从海水中获得的化学物质1第一单元氧化还原反应教案.doc
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1、1第一单元 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知识梳理一、本质和特征电子转移(得失或偏移) 化合价二、相关概念及其关系例如:反应 4HCl(浓)MnO 2 MnCl2Cl 22H 2O 中,氧化剂是 MnO2,= = = = = 氧化产物是 Cl2,还原剂是浓 HCl,还原产物是 MnCl2;生成 1 mol Cl2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。三、电子转移的表示方法1
2、双线桥法22单线桥法四、常见氧化剂和还原剂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。例如:具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物Fe2 Fe3 FeSO23 SO24 SH2O2 O2 H2O其中:Fe 2 、SO 主要表现还原性,H 2O2主要表现氧化性。233自我检测1判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)(2016高考全国卷,7C)次氯酸盐具有氧化性,所以可用漂白粉漂白织物。( )(2
3、)2015高考全国卷,28(1)改编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 MnSO4(或 Mn2 )。( )(3)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。( )(4)金属阳离子一定只具有氧化性。( )(5)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。( )(6)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。( )(7)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。( )答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)2某一反应体系中有反应物和生成物共 5 种物质:S、H
4、2S、HNO 3、NO 和 H2O。已知水是生成物之一。(1)该反应中的还原剂是_。(2)该反应中的还原产物是_。(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:_。(4)若反应过程中转移了 0.3 mol 电子,则生成水的质量是_。解析:HNO 3为常见的氧化剂,H 2S 为常见的还原剂,则 NO 为还原产物,S 为氧化产物。S 元素由2 价升高到 0 价,N 元素由5 价降到2 价,运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。由(3)中的化学方程式可知,当生成 4 mol H2O 时,转移 6 mol 电子,所以当转移 0.3 mol 电子时,生成 0.2 mol H2O,质量
5、为 3.6 g。答案:(1)H 2S (2)NO(4)3.6 g(1)氧化还原反应相关概念间的关系,熟记六个字:“升、失、氧;降、得、还”元素化4合价升高(降低)、失(得)电子,发生氧化(还原)反应。(2)近几年高考中常考的一些特殊物质中元素化合价如下:CuFeS2:Cu(2) Fe(2) S(2)K2FeO4:Fe(6) Li 2NH: N(3)LiNH2:N(3) AlN: N(3)Si3N4:Si(4) N(3) Na2S2O3:S(2)H2C2O4:C(3) HCN:C(2) N(3)CuH:Cu(1) H(1) FeO :Fe(8 n)n4S4O :S( ) Mg2B2O5H2O:B
6、(3)2652NaBH4:B(3) H(1) CuCl:Cu(1)MnOOH:Mn(3) Fe3O4:Fe(2、3)(2018济南高三模拟)某种飞船以 N2H4和 N2O4为动力源,发生反应:2N2H4N 2O4=3N24H 2O,反应温度可高达 2 700 ,对于该反应,下列说法正确的是( )AN 2H4是氧化剂BN 2O4是还原剂CN 2既是氧化产物又是还原产物D每生成 3 mol N2转移电子的数目为 16NA解析 该反应实际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,N2O4是氧化剂,N 2既是氧化产物又是还原产物,每生成 3 mol N2转移电子的数目为 8NA,故
7、C 正确。答案 C1 mol N2H4完全燃烧生成 N2和 H2O 时,转移电子数是_。解析:1 mol N 2H4完全燃烧生成 1 mol N2和 2 mol H2O 时,转移 4NA个电子。答案:4 NA(或 2.4081024)解决氧化还原反应相关概念题的解题思路(1)理清概念间的关系,把握知识线索(详见前面的知识梳理)。(2)明确分析问题的方法思路: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。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5和为零的原则求解其他元素的化合价。
8、(3)有关电子转移数目的判断关键是明确反应中元素的化合价变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及 1 mol氧化剂得电子的物质的量或者 1 mol 还原剂失电子的物质的量。例如:题组一 氧化还原反应的相关概念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
9、 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(2015高考四川卷)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( )A明矾作净水剂B甘油作护肤保湿剂C漂粉精作消毒剂D铁粉作食品袋内的脱氧剂解析:选 D。A.明矾中的 Al3 发生水解生成胶体,胶体的表面积较大,能吸附水中的杂质,所以能起到净水的作用,与氧化还原无关,A 项错误;B.甘油为丙三醇,属于多羟基化合物,具有吸湿性,因此可作护肤保湿剂,与氧化还原无关,B 项错误;C.漂粉精能作消毒剂是因为它能生成 HClO,HClO 具有强氧化性,能杀菌消毒,并不是起还原作用,C项错误;D.铁
10、粉作食品袋内的脱氧剂,防止食品被氧化,起还原作用,D 项正确。3制备氰氨基化钙的化学方程式为 CaCO32HCN= =CaCN2COH 2CO 2,下列说法正确的是( )A氢元素被氧化,碳元素被还原 6BHCN 是氧化剂,CaCO 3是还原剂CCaCN 2是氧化产物,H 2为还原产物 DCO 为氧化产物,H 2为还原产物解析:选 C。该题的最关键的一点是分析各元素的化合价变化,难点是确定碳元素在HCN 和 CaCN2中的化合价,从反应物 CaCO3到生成物 CO2,碳的化合价均为4 价,没有改变,再从生成物 H2分析发现氢的化合价降低,显然 HCN 中 H 得电子,HCN 是氧化剂,而CaCO
11、3中的各元素化合价均无变化,则还原剂也必是 HCN,其中的碳元素一定被氧化,在HCN 中碳为2 价,CO 中的碳也为 2 价,则 CaCN2中的碳为4 价,故 CaCN2为氧化产物。题组二 氧化还原反应中电子转移的表示方法及计算4(教材改编)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_,属于部分氧化还原反应的是_。解析:(1)中标错了转移电子数,应为“12e ”;(2)中标错了“得”“失”,且转移电子数应为“e ”;(3)中 KClO3的线桥指向错误,应指向 Cl2,且转移电子数应为“5e ”;(4)中单线桥本身表示电子转移方向,故不需标注“
12、得”或“失”。只有(5)正确。其余问题按概念判断即可。答案:(5) (2) (3) (3)(4)(5)5(2018汕头高三模拟)氮化铝(AlN,Al 和 N 的相对原子质量分别为 27 和 14)广泛7应用于电子、陶瓷等工业领域,在一定条件下,AlN 可通过反应 Al2O3N 23C2AlN3CO 合成。下列叙述正确的是( )= = = = =高 温 A上述反应中,N 2是还原剂,Al 2O3是氧化剂B上述反应中,每生成 1 mol AlN 需转移 3 mol 电子CAlN 中氮元素的化合价为3 价DAlN 的摩尔质量为 41 g解析:选 B。反应中氮元素由 0 价3 价,碳元素由 0 价2
13、价,所以 N2是氧化剂,C 是还原剂,每生成 1 mol AlN 转移 3 mol 电子,AlN 的摩尔质量为 41 g/mol。氧化还原反应的规律及应用知识梳理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,且得电子总数等于失电子总数。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,且化合价降低总数等于升高总数。2价态归中规律同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为“价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,低升高降只靠拢”。8。3强弱规律氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应,生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。即:氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:
14、还原剂还原产物。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,还可用于判断某个反应能否发生。4先后规律(1)含义: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,与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,与氧化性最强的优先发生反应,如 FeBr2溶液中缓缓通入 Cl2时,发生离子反应的先后顺序为2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl , 2Br Cl 2=Br22Cl 。(2)应用:判断物质的稳定性及反应顺
15、序。自我检测1判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(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)向浓 H2SO4中通入 H2S 气体,1 mol 浓硫酸转移电子数可能是 6NA,也可能是 2NA。( )9(5)1 mol Cl2与 Ca(OH)2 完全反应,转移的电子数是 2NA。( )(6)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应,转移电子数为 6NA。( )解析:(4)H 2SO4(浓)3H 2S=4S4H 2OH2SO4(浓)H 2S=SO2S2H 2O
16、前一反应中 1 mol 浓 H2SO4转移 6NA个电子,后一反应中转移 2NA个电子。(5)Cl2既是氧化剂又是还原剂,1 mol Cl 2和 Ca(OH)2反应,转移电子数应为 NA。(6)利用价态归中规律,所以转移电子数应为 5NA。答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6)2往 FeBr2溶液中缓缓通入 Cl2,哪种离子先被氧化?若改为 FeI2呢?答案:由于还原性 I Fe 2 Br ,所以往 FeBr2溶液中缓缓通入 Cl2,首先被氧化的是 Fe2 ;向 FeI2溶液中缓缓通入 Cl2,首先被氧化的是 I 。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
17、强弱,或用于判断某个反应能否发生;价态归中规律可用于推测物质的性质及判断元素价态变化情况,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。(1)2016高考全国卷,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,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_。(3)(2015高考山东卷)向 NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,则 Br 还原性_Cl (填“强于”或“弱于”)。解析 (
18、1)根据图示,“尾气吸收”时 ClO2转化为 ClO ,ClO 2作氧化剂,则 H2O2 210作还原剂,H 2O2转化为 O2,由 ClO2 ClO 、H 2O2 O2,根据得失电子守恒, 得 e 2 失 2e 氧化剂和还原剂的物质的量之比为 21,氧化产物为 O2。(2)根据元素化合价的变化知,1 mol KClO3变成 1 mol ClO2得到 1 mol 电子,1 mol Na2SO3变成 1 mol SO 失去 2 mol 电子,根据得失电子守恒该反应中氧化剂与还原剂物24质的量之比为 21。(3)溶液上层呈橙红色,说明 Cl2与 NaBr 反应生成了 Br2与 NaCl,则 Br
19、还原性强于Cl 。答案 (1)21 O 2 (2)21 (3)强于(1)次磷酸(H 3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。H 3PO2及 NaH2PO2均可将溶液中的 Ag 还原为银,从而可用于化学镀银。利用 H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 41,则氧化产物为_(填化学式)。(2)1 mol Na2S2O3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_。解析:(1)根据 H3PO2与 Ag 反应中两者物质的量之比为 14,4 mol Ag 在反应中得到 4 mol e ,1 mol H3PO2则失去 4 mol e ,则产物中 P 元素显5 价
20、,故氧化产物为H3PO4。(2)根据反应物与生成物中变价元素的化合价,可配平化学方程式:Na2S2O3H 2SO4=Na2SO4S SO 2H 2O,即氧化产物(SO 2)与还原产物(S)的物质的量之比为 11。答案:(1)H 3PO4 (2)11氧化还原反应规律题的解题步骤首先分析题意的考查点,再确定用什么规律解决问题。涉及“几种元素被氧化(或还原)”或“谁先被氧化(或还原)”问题,必然用强弱规律解答;涉及电子转移数或氧化还原比例问题,必然用守恒规律解答;涉及能否发生某某反应,一般属于强弱规律,而判断同种元素的不同价态的物质之间反应的化合价变化问题,则要依据价态归中或歧化规律。 题组一 守恒
21、规律的应用1若(NH 4)2SO4在强热时分解的产物是 SO2、N 2、NH 3和 H2O,则该反应中化合价发生变化和未发生变化的 N 原子数之比为( )A14 B12C21 D4111解析:选 B。配平该反应:3(NH 4)2SO4 3SO24NH 3N 26H 2O,= = = = =强 热 从而推断出化合价变化和未变化的 N 原子个数之比为 12。2(2018成都检测)在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中,有一主要反应:CuFeS24Fe 3 =Cu2 5Fe 2 2S,反应结束后,经处理获得单质硫 x mol。下列说法正确的是( )A反应中硫元素被氧化,所有铁元素均被还原B氧化剂是 Fe3
22、 ,氧化产物是 Cu2C反应中转移电子的物质的量为 x molD反应结束后,测得溶液中三种金属离子的总物质的量为 y mol,则原 Fe3 的总物质的量为( y x) mol解析:选 D。CuFeS 2中 Cu、Fe 均为2 价,S 为2 价,Fe 3 为氧化剂,CuFeS 2为还原剂,S 为氧化产物,A、B 错误;生成 x mol 单质硫时转移 2x mol 电子,C 错误;生成 x mol 单质硫,则参加反应的 Fe3 的物质的量为 2x mol,生成 n(Cu2 ) x mol, n(Fe2 ) x 12 52mol,溶液中剩余 n(Fe3 ) y x x( y3 x) mol,则原 F
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