2022届新高考化学二轮复习氧化还原反应的基本概念和规律学案.docx

氧化还原反应的基本概念和规律考纲要求核心素养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。3.了解常见的氧化还原反应。证据推理与模型认知建立氧化还原反应的观点，掌握氧化还原反应的规律，结合常见的氧化还原反应理解有关规律；通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质，建立氧化还原反应计算和配平的思维模型。科学探究与创新意识认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动；能从氧化还原反应的角度，设计探究方案，进行实验探究，加深对物质氧化性、还原性的理解。考点一基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念知识梳理夯实基础 强化要点1氧化还原反应的本质和特征2基于双线桥理解氧化还原反应概念之间的关系_。此反应中氧化剂是_，还原剂是_，氧化产物是_，还原产物是_，MnO2发生_反应，HCl发生_反应；生成1 mol Cl2时转移电子数目为_，被氧化的HCl的物质的量是_mol，盐酸体现的性质是_性和_性。答案：Cl失2×e22H2OMnO2HClCl2MnCl2还原氧化2NA2还原酸3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。如：(2)常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：(3)元素化合价处于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。4氧化还原反应的类型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；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。【辨析易错易混·正误判断】1(1)Na2O2与水的反应中，水是还原剂()(2)NaHCO3H2=HCOONaH2O的反应中，NaHCO3被氧化()(3)硝酸铜的分解产物可能是CuO、NO、NO2()(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)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂()(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)NO2溶于水发生氧化还原反应()(8)水作还原剂时，产物中一般有O2()(9)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()解析：(5)在3NO2H2O=2HNO3NO中，H2O既不是氧化剂也不是还原剂。(8)H2O中的两种元素，只有氧元素呈2价，可被氧化为1价或0价的氧。答案：(1)×(2)×(3)×(4)(5)×(6)×(7)(8)(9)×2四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。(1)无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应()(2)有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应()(3)复分解反应一定不属于氧化还原反应()(4)置换反应一定属于氧化还原反应()解析：(1)Na2O2SO2=Na2SO4是氧化还原反应。答案：(1)×(2)(3)(4)解题探究总结规律 提炼方法题组一氧化还原反应及基本概念判断12021·黑龙江哈尔滨模拟下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是()A用葡萄糖制银镜或保温瓶内胆B用ClO2杀菌、消毒C用Na2SiO3溶液制备木材防火剂D海水提溴解析：用葡萄糖制银镜或保温瓶内胆是利用葡萄糖的还原性和银氨溶液的氧化性，A不符合题意；用ClO2杀菌、消毒是利用ClO2的强氧化性，B不符合题意；用Na2SiO3溶液制作防火材料不涉及氧化还原反应，C符合题意；溴在海水中以Br的形式存在，海水提溴过程中Br被氧化为Br2，利用Br的还原性，D不符合题意。故选C。答案：C22021·浙江金华十校模拟下列变化中，气体被还原的是()A水蒸气使 CuSO4固体变蓝B氯气使浅绿色 FeCl2 溶液变黄CH2使灼热CuO 固体变红D氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀解析：A水蒸气使 CuSO4固体变蓝，发生了反应：CuSO45H2O=CuSO4·5H2O，不是氧化还原反应，故A不选；B氯气使浅绿色 FeCl2 溶液变黄，发生了反应：Cl22FeCl2=2FeCl3，Cl2中0价的Cl反应后降低到了FeCl3中的1价，被还原，故B选；CH2使灼热CuO 固体变红，发生了反应：H2CuOCuH2O，H2中H的化合价从0价升高到了水中的1价，被氧化，故C不选；D氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，发生了反应：AlCl33NH3·H2O=Al(OH)33NH4Cl，不是氧化还原反应，故D不选。故选B。答案：B题组二双线桥法在复杂氧化还原反应中的应用3用下列方法均可制得氧气：2KClO32KCl3O22HgO2HgO22KMnO4K2MnO4MnO2O22H2O22H2OO2若要制得相同质量的氧气，反应中电子转移数目之比为()A3112B2221C3142 D2111解析：2KClO32KCl3O212e；2HgO2HgO24e；2KMnO4K2MnO4MnO2O24e；2H2O22H2OO22e；制得相同质量的氧气，可假设得到3 mol O2，结合反应及转移的电子数计算反应中电子转移数目之比为12121262221。答案：B42021·豫南豫北名校精英联赛含氟的卤素互化物通常做氟化剂，使金属氧化物转化为氟化物，如2Co3O46ClF3=6CoF33Cl24X。下列有关该反应的说法中，正确的是()AX与O3互为同位素BClF3中氯元素为3价CCo3O4在反应中做氧化剂D1 mol Co3O4参加反应转移9 mol电子解析：根据质量守恒定律可知，X为O2，与O3互为同素异形体，A错误；ClF3中F元素为1价，则氯元素为3价，B错误；反应中Co元素的化合价由价升高到3价，被氧化，O元素的化合价由2价升高到0价，被氧化，则Co3O4做还原剂，C错误；Co3O4中O元素的化合价由2价升高到0价，Co元素的化合价由价升高到3价，1 mol Co3O4参加反应转移电子的物质的量为2×43×(3) mol9 mol，D正确。故选D。答案：D【反思归纳】走好关键第一步正确标出元素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。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；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断CuFeS2Cu2Fe2S2K2FeO4Fe6Li2NHN3LiNH2N3AlNN3Na2S2O3S2MOM5C2OC3HCNC2N3CuHCu1H1FeOFe(8n)Si3N4Si4N3考点二氧化性、还原性强弱规律知识梳理夯实基础 强化要点1氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如：Nae=Na，Al3e=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。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。2氧化性、还原性强弱的比较方法(1)根据化学方程式判断氧化剂(氧化性)还原剂(还原性)=还原产物氧化产物氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：Na>Mg>Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500 才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4>MnO2。当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如：2Fe3Cl22FeCl3，FeSFeS，则氧化性：Cl2S。【辨析易错易混·正误判断】(1)MnO2不与稀盐酸反应是因为H浓度小()(2)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性()(3)难失电子的物质一定易得电子()(4)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼()(5)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性()(6)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)【提升思维能力·深度思考】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Cl2与NaOH溶液Fe与HNO3溶液Fe与H2SO4溶液Na与O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_(填序号，下同)。(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_。解析：Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。答案：(1)(2)(3)【方法指导】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。解题探究总结规律 提炼方法题组一依据方程式判断氧化性、还原性强弱12021·山西吕梁检测根据下列四个反应：FeCu2=Fe2Cu2Fe3Cu=Cu22Fe22Fe2Cl2=2Fe32ClHClOHCl=Cl2H2O可以判断出各微粒的氧化性由强到弱的顺序是()AHClO>Cl2>Fe3>Cu2>Fe2BCl2>HClO>Fe3>Cu2>Fe2CCl2>Fe3>HClO>Cu2>Fe2DHClO>Cl2>Cu2>Fe3>Fe2解析：FeCu2=Fe2Cu中铜离子是氧化剂，亚铁离子是氧化产物，所以氧化性Cu2>Fe2；2Fe3Cu=Cu22Fe2中铁离子是氧化剂，铜离子是氧化产物，所以氧化性Fe3>Cu2；2Fe2Cl2=2Fe32Cl中氯气是氧化剂，铁离子是氧化产物，所以氧化性Cl2>Fe3；HClOHCl=H2OCl2中次氯酸是氧化剂，氯气是氧化产物，所以氧化性HClO>Cl2，所以氧化性由强到弱的顺序正确的是HClO>Cl2>Fe3>Cu2>Fe2。 答案：A2铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：Tl32Ag=Tl2Ag，AgFe2=AgFe3，Fe2Fe3=3Fe2，下列离子氧化性强弱比较，顺序正确的是()ATl3Fe3AgBFe3AgTl3CAgTl3Fe2 DTl3AgFe3解析：在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。答案：D题组二依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生3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()A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3BCl2FeI2=FeCl2I2CCo2O36HCl(浓)=2CoCl2Cl23H2OD2Fe32I=2Fe2I2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中氧化性：Cl2>I2；C中氧化性：Co2O3>Cl2；D中氧化性：Fe3>I2，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【方法指导】假设法判断氧化还原反应能否进行已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。先假设反应成立然后根据氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性，还原剂的还原性还原产物的还原性的规律，列出假设反应中的上述关系结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。题组三氧化还原反应的竞争(先后规律的应用)4向含有Fe2、I、Br的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。下列有关说法不正确的是()A线段BC代表Fe3物质的量的变化情况B原混合溶液中c(FeBr2)6 mol·L1C当通入Cl2 2 mol时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe22I2Cl2=2Fe3I24ClD原溶液中n(Fe2)n(I)n(Br)213解析：根据还原性：BrFe2I，线段AB代表I物质的量的变化情况，线段BC代表Fe3物质的量的变化情况，线段DE代表Br物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe22I2Cl2=2Fe3I24Cl，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n(Fe2)n(I)n(Br)213，D项正确。答案：B5现有下列三个氧化还原反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中含有Fe2、Cl和I，要除去I而不氧化Fe2和Cl，可以加入的试剂是()ACl2BKMnO4CFeCl3DHCl解析：本题是寻找一种氧化剂，其氧化性应大于I2的氧化性，而小于Cl2和Fe3的氧化性(也可等于Fe3的氧化性)。由知氧化性：Fe3>I2，还原性：I>Fe2；由知氧化性：Cl2>Fe3，还原性：Fe2>Cl；由知氧化性：MnO>Cl2，还原性：Cl>Mn2；由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I>Fe2>Cl>Mn2。所以KMnO4可氧化Cl、Fe2及I，Cl2可氧化Fe2及I，FeCl3只能氧化I。答案：C【规律总结】氧化还原反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性最强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。考点三价态归中、歧化规律的应用知识梳理夯实基础 强化要点1歧化反应规律思维模型“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，如：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。2价态归中规律思维模型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，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是注：不会出现中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。3应用(1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性，如浓H2SO4与SO2不发生反应。(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HClNaClO3=NaCl3Cl23H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。【辨析易错易混·正误判断】(1)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()(2)1 mol Cl2与Ca(OH)2完全反应，转移的电子数是2NA()(3)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应，转移电子数为6NA()(4)含硫化合物X、Y的转化关系：SNaOHXYH2O中，硫单质的化合价最低()(5)SO2具有还原性，不能用浓硫酸来干燥()解析：(1)H2SO4(浓)3H2S=4S4H2OH2SO4(浓)H2S=SO2S2H2O前一反应中1 mol浓H2SO4转移6NA电子，后一反应中转移2NA电子。(2)Cl2既是氧化剂又是还原剂，1 mol Cl2和Ca(OH)2反应，转移电子数应为NA。(3) 所以转移电子数应为5NA。答案：(1)(2)×(3)×(4)×(5)×解题探究总结规律 提炼方法题组一价态归中规律、歧化反应规律的应用1氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2KOHKXKY(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KXKYKZ(未配平，KY与KZ关系比为13)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是()A1B3C5D7解析：反应：Cl2KOHKXKY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯元素分别显正价和1价；由于KX也发生歧化反应：KXKYKZ，可断定KY为KCl，化合价高低：Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为a价，KZ中Cl的化合价为b价，依据化合价守恒原理及KXKY3KZ，有a13(ba)，把a1、a3、a5代入上式讨论，可知a5时，b7符合题意。则KX中Cl的化合价为5。答案：C2L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在一定条件下，它们会发生如下的转化(关系式未配平)：PAQBLO2MH2OLMRH2OBH2OAO2(1)若五种含氮元素的物质中，有一种是硝酸，则硝酸是_，理由是_。(2)反应必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下，加热到一定温度时方能发生，此反应在化工生产上有重要用途，据此推断在同温同压下，若物质R密度比空气的密度小，则R的化学式为_。(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转换的关系式：.MPN2O3H2O.N2O4H2OPQ.MLQH2O其中一定不可能实现的是_，理由是_。解析：氮元素化合价P>Q>M>R>L。答案：(1)PP中氮元素的化合价最高(2)N2(3)根据氧化还原反应规律，M、L这两种物质反应，不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质题组二电子转移数目的计算3(1)根据反应KClO36HCl(浓)=3Cl2KCl3H2O可知，每生成3 mol Cl2转移_mol e。(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2，每产生1 mol氧气转移_mol e。(3)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应：4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)3O28Na，每4 mol Na2O2发生反应转移_mol e。解析：(1)中反应属于自身氧化还原反应，生成物3个Cl2分子中，有1个Cl原子来源于KClO3，另外5个Cl原子来源于HCl，所以每生成3 mol Cl2转移电子5 mol。(2)中Na2O2中的氧由1到2、0价，故每生成1 mol O2转移2 mol e。(3)化合价升高总数：4Fe24Fe3，化合价升高4，对于4 mol Na2O2，其中1 mol Na2O2中的氧由1到0价，化合价升高2，总数为6；化合价降低总数：3 mol Na2O2中的氧由1到2价，降低总数为6，所以每4 mol Na2O2发生反应转移6 mol电子。答案：(1)5(2)2(3)6