2021版江苏新高考选考化学(苏教版)一轮复习教师用书:专题2 1 第一单元 氧化还原反应 .doc
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1、第一单元氧化还原反应学习任务1氧化还原反应的相关概念一、本质和特征二、有关概念及其与四种基本反应类型的关系1有关概念口诀:升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化,发生氧化反应)还(做还原剂,本身具有还原性);降(化合价降低)得(得电子)还(被还原,发生还原反应)氧(做氧化剂,本身具有氧化性)。例如:反应4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O中,氧化剂是MnO2,氧化产物是Cl2,还原剂是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。2与四种基本反应类型的关系(1)一定属于氧化还原反应的是置换反应。(2)一定不
2、属于氧化还原反应的是复分解反应。(3)有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应,一定是氧化还原反应。三、电子转移的表示方法1双线桥法2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Fe2Fe3FeSOSOSH2O2O2H2O其中:Fe2、SO主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。1判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)次氯
3、酸盐具有氧化性,所以可用漂白粉漂白织物。()(2)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、H2S、HNO3、NO和H2O
4、。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:HNO3为常见的氧化剂,H2S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。(4)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,质量为3.6 g。答案:(1)H2S(2)NO解决氧化还原反应相关概念题的
5、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和为零的原则求解其他元素的化合价。(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1 mol还原剂失电子的物质的量。例如: 提升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
6、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项正确;乙烯与溴的反应是加成反应,C项错误;氨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制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO32HCN=CaCN2COH2CO2,下列说法正确的是()A氢元素被氧化,碳元素被还原 BHCN是氧化剂,CaCO3是还原剂CCaCN2是氧化产物,H2
7、为还原产物 DCO为氧化产物,H2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分析发现氢元素的化合价降低,显然HCN中H得电子,HCN是氧化剂,而CaCO3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中碳元素为2价,CO中的碳元素也为2价,则CaCN2中的碳元素为4价,故CaCN2为氧化产物。3(双选)(2020济南高三模拟)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源,发生反应:2N2H4N2O4=3N24H2O,反应
8、温度可高达2 700 ,对于该反应,下列说法正确的是()AN2H4是氧化剂BN2O4是还原剂CN2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8NA解析:选CD。该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应,N2H4是还原剂,N2O4是氧化剂,N2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C、D正确。提升二氧化还原反应中电子转移的表示方法及计算4(教材改编题)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:中标错了转移电子数,应为“12e”;中标错了“得”
9、“失”,且转移电子数应为“e”;中KClO3的线桥指向错误,应指向Cl2,且转移电子数应为“5e”;中单线桥本身表示电子转移方向,故不需标注“得”或“失”。只有正确。其余问题按概念判断即可。答案:5(2020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)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域,在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3N23C2AlN3CO合成。下列叙述正确的是()A上述反应中,N2是还原剂,Al2O3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
10、素由0价2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。学习任务2氧化还原反应的规律及应用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”。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:还原剂还原
11、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。(2)应用:判断物质的稳定性及反应顺序。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。()(
12、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。()(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)H2SO4(浓)3H2S=4S4H2OH2SO4(浓)H2S=SO2S2H2O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 Cl2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
13、转移电子数应为5NA。答案:(1)(2)(3)(4)(5) (6)2向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IFe2Br,所以向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。3(1)(2018高考全国卷)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为_。(2)NaClO2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,其中“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
14、反应中氧化产物是_。(3)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_。(4)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:(1)氯气与硝酸银反应生成N2O5,氯气做氧化剂,还原产物为氯化银,又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价,则只能是氧元素化合价升高,所以该反应的氧化产物为O2。(2)根据图示,“尾气吸收”时ClO2转化为ClO,ClO2做氧化剂,则H2O2做还原剂,H2O2转化为O2,由ClO2ClO、H2O2O2,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之
15、比为21,氧化产物为O2。(3)根据元素化合价的变化可知,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质的量之比为21。(4)溶液上层呈橙红色,说明Cl2与NaBr反应生成了Br2与NaCl,则Br还原性强于Cl。答案:(1)O2(2)21O2(3)21(4)强于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。 提
16、升一守恒规律的应用1若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3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()A14B12C21D41解析:选B。配平该反应:3(NH4)2SO43SO24NH3N26H2O,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(双选)(2020镇江检测)在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中,有一主要反应:CuFeS24Fe3=Cu25Fe22S,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,氧化产物是Cu2C反应中转移电子的物质的量为2x molD反应结束
17、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(yx) mol解析:选CD。CuFeS2中Cu、Fe均为2价,S为2价,Fe3为氧化剂,CuFeS2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正确;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 mol,溶液中剩余n(Fe3)yxx(y3x) mol,则原Fe3的总物质的量n(Fe3)(yx) mol,D正确。提升二价态归中规律的应用3在KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O的反应中, 被氧化的氯与被还原
18、的氯的原子个数比为()A16B61 C15D51解析:选D。据“价态归中,互不交叉”规律, KClO3中的Cl元素和HCl中的Cl元素发生归中反应,生成零价态的Cl2,用双线桥法标出电子得失情况如下:4已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):GQNaClQH2OXH2YNaOHGQH2OZNaOHQXH2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是()AG、Y、Q、Z、XBX、Z、Q、G、YCX、Z、Q、Y、GDG、Q、Y、Z、X解析:选A。由得出Q价态高于G,因为G必介于Q和1 价的Cl之间,1价为氯元素的最低价;将该结论引用到,Y介于Q与G之间,
19、故有Q价态高于Y,Y价态高于G;分析:H2O中的H化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X价态高于Q;最后分析:Z介于Q、X之间,则X价态高于Z,Z价态高于Q。提升三强弱规律、先后规律的应用5在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol 的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉,经搅拌后发生的变化应是()A铁溶解,析出0.01 mol Ag和0.005 mol CuB铁溶解,析出0.01 mol Ag并放出H2C铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Fe3D铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Cu2解
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