(步步高)高考化学(课标人教版)一轮复习【同步教学课件】第2章化学物质及其变化第4讲氧化还原反应的规律和应用.ppt
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1、一、氧化还原反应的基本规律 自我诊断 1.在反应KClO3+6HCl 3Cl2+KCl+3H2O中, 被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数之 比为 ( ) A.61 B.16 C.51 D.15,第4讲 氧化还原反应的规律和应用,基础盘点,解析 此反应为归中反应,关键是要正确分析化 合价的变化情况,化合价的变化应遵循“只靠近, 不交叉”的原则。反应中只有1个+5价的氯原子得 电子,被还原为Cl2,HCl化学计量数虽然为6,但 仍有一个-1价氯原子没有变价,即生成KCl,因此 只有5个-1价氯原子失去电子被氧化生成Cl2,也 就是说在生成的3分子氯气中,有5个氯原子是Cl- 被氧化的结果,有1个
2、氯原子是KClO3被还原的结 果。 答案 D,2.向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中,通入一定量氯 气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余 物质的组成可能是 ( ) NaCl、Na2SO4 NaCl、NaBr、 Na2SO4 NaCl、Na2SO4、I2 NaCl、NaI、Na2SO4 A. B. C. D. 解析 Br-、I-、SO 还原性强弱顺序为:SO I-Br-,通入一定量Cl2后,按以上顺序反 应,分别生成Na2SO4、I2、Br2和NaCl,将溶液 蒸干并充分灼烧,Br2挥发,I2升华,不会存留 在固体剩余物中,受热稳定的NaCl、Na2SO4一定 留在固体中,但又因为Cl
3、2是一定量,还原性较 弱的NaBr也可能有剩余。故A选项符合题意。,A,基础回归 1.守恒规律 化合价有升必有降,电子有得必有失。对于一 个完整的氧化还原反应,化合价升降总数相等, 得失电子总数相等。 2.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。 3.价态规律 元素处于最高价态,只有氧化性;元素处于最 低价态,只有还原性;元素处于中间价态,既有 氧化性又有还原性,但主要表现其中一种性质。,4.转化规律,5.难易规律 越易失电子的物质,失电子后就越难得电子, 越易得电子的物质,得电子后就越难失电子; 一种氧化剂同时和几种还原剂相遇
4、时,优先与 还原性最强的还原剂发生反应;同理,一种还 原剂遇到多种氧化剂时,氧化性最强的氧化剂 优先反应。 注意两类特殊的氧化还原反应 歧化反应和归中反应,特别提醒,(1)歧化反应:同种元素同价态在反应中部分 原子化合价升高,部分原子化合价降低。如: 3Cl2+6KOH KClO3+5KCl+3H2O (2)归中反应:同种元素由高价态、低价态转 化至中间价态。如:2Na2S+Na2SO3+6HCl 6NaCl+3S+3H2O,二、氧化还原反应方程式的配平及有关计算 自我诊断 3.2001年1月6日,我国525名两院院士投票评选 出1999年中国十大科技进步奖,其中一项是: 储氢碳纳米管研究获重
5、大进展。电弧法合成的 碳纳米管,常伴有大量杂质碳纳米颗粒。 这种碳纳米颗粒可通过氧化气化法提纯。其反 应式是:,(1)完成并配平上述反应的化学方程式。 (2)此反应的氧化剂是 ,氧化产物是 。 (3)上述反应中若产生0.1 mol气体物质,则转移 电子的物质的量是 mol。 解析 (1)反应过程中 3C+2K2Cr2O7+ H2SO4 3CO2+ K2SO4+2Cr2(SO4)3+ ,再根据 元素守恒,由钾元素守恒可知K2SO4的计量数为2,,Cr2(SO4)3,由电子得失相等得:,+3,由硫元素守恒可知,H2SO4的计量数为8,由氢、氧 元素守恒可知缺项为H2O,计量数为8。 (2)通过(1
6、)中元素化合价变化情况分析可知: K2Cr2O7作氧化剂,CO2为氧化产物。 (3)从反应方程式可知,有1 mol CO2生成即转 移4 mol电子,可确定答案。 答案 (1)3 2 8 3 CO2 2 2 8 H2O (2)K2Cr2O7 CO2 (3)0.4,基础回归 1.配平方法化合价升降法 步骤如下:,标,标明反应前后化合价有变化的元素的化合价,等,通过求最小公倍数使化合价升降总值相等,定,确定氧化剂与还原剂的化学计量数,平,观察法配平其他物质的化学计量数,检查质量、电荷、电子是否分别守恒,查,2.计算方法得失电子守恒法 解题的一般步骤为: (1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和
7、氧化产物。 (2)找准一个原子或离子得失电子数。(注意 化学式中粒子的个数) (3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒 列出等式。 n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值 (高价-低价)=n(还原剂)变价原子个数 化合价变化值(高价低价)。,对于多步连续进行的氧化还原反 应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可 直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建 立二者之间的守恒关系,快速求解。,迷津指点,要点一 氧化还原反应的基本规律应用 氧化还原反应的规律主要有守恒规律、强弱规 律、价态规律、转化规律、难易规律等,其中 考查最多的是守恒规律,其在计算中应用较多。,要点精讲,【典例导析1】 在浓盐
8、酸中HNO2与SnCl2反应 的离子方程式为:3SnCl2+12Cl-+2HNO2+6H+ N2+3SnCl +4H2O。关于该反应的说法 正确的是 ( ) 氧化剂是HNO2 还原性:Cl-N2 每 生成2.8 g N2,还原剂失去的电子为0.6 mol x为4,y为2SnCl 是氧化产物 A. B. C. D.只有,解析 反应中,HNO2得到电子为氧化剂,SnCl2 失去电子为还原剂,其对应产物SnCl 是氧化产 物。Cl-在反应中没有得失电子。每生成1 mol N2转移6 mol电子,故生成2.8 g N2(0.1 mol), SnCl2失去0.6 mol电子。根据电荷守恒有:-12 +6
9、=-3y,y=2,根据原子守恒有:6+12=3x,x=6。 综合上述,正确。 答案 A,迁移应用1 铁溶于一定浓度的硝酸溶液时,发生 反应的离子方程式为 aFe+bNO +cH+ dFe2+f Fe3+gNO+hNO2 +kH2O,下列有关推断中,不正确的是( ) A.2d+3f =3g+h B.反应中每消耗5.6 g Fe,转移0.2 mol 0.3 mol e- C.HNO3的氧化性大于Fe3+ D.当a不变时,d随着b的增大而增大 解析 由得失电子守恒可知,A、B正确;由氧 化性强弱顺序可知C正确;由得失电子守恒和电 荷守恒可知当a不变时,d随着b的增大而减小, D项错误。,D,要点二
10、氧化还原反应的有关计算 1.主要类型 (1)求氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物 的物质的量之比或质量之比。 (2)通过计算确定元素的化合价或氧化产物、 还原产物的组成。 (3)根据氧化还原反应的先后次序进行计算。 2.方法技巧 得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧 化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子 数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧 化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计,算及电解过程中电极产物的有关计算等。得失电 子守恒法解题的步骤是:首先找出氧化剂、还原 剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失 电子的物质的量,然后根据得失电子守恒列出等 式:氧化剂的物质的量每摩尔
11、氧化剂得电子数 =还原剂的物质的量每摩尔还原剂失电子数,利 用这一等式,解氧化还原反应计算题,可化难为 易,化繁为简。,【典例导析2】 已知KOCN中碳为+4价,在反应 KOCN+KOH+Cl2 CO2+N2+KCl+H2O(未 配平)中,如果有6 mol Cl2完全反应,则被氧 化的KOCN的物质的量是 ( ) A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.6 mol 解析 由题意可知,Cl2为氧化剂,氯元素化合 价改变为0-1,KOCN为还原剂,其中氮元素显 -3价,氮元素化合价改变为-30,由化合价升 降守恒得:6 mol2=n(KOCN)3,所以 n(KOCN)=4 mol。,C
12、,迁移应用2 14 g铜银合金与足量的某浓度的硝 酸反应,将放出的气体与1.12 L(标准状况下) 氧气混合,通入水中恰好全部被吸收,则合金 中铜的质量为 ( ) A.9.6 g B.6.4 g C.3.2 g D.1.6 g,解析 根据得失电子守恒规律可直接找出已知量 (O2)与未知量(Cu、Ag)之间的物质的量关系。 HNO3中的N元素相当于电子的“二传手”,先得到 Cu、Ag失去的电子,再传给O2,最后恢复原貌,Cu、Ag失去的电子最终传给了O2,所以根据得失 电子守恒规律,得 解得: m(Cu)=3.2 g。 答案 C,+5,题组一 氧化还原反应的基本规律 1.在NO2被水吸收的反应中
13、,发生还原反应和发生 氧化反应的物质,其质量比为 ( ) A.31 B.13 C.12 D.21 解析 NO2与H2O反应的方程式如下:3NO2+H2O 2HNO3+NO,HNO3是氧化产物,NO是还原产 物,由元素守恒知,发生还原反应和发生氧化反 应的NO2的质量比为12。,对点训练,C,2.在一定条件下,分别以过氧化氢、高锰酸钾、 氯酸钾为原料制取氧气,当制得相同物质的量 的氧气时,三个反应中转移电子数的物质的量 之比为 ( ) A.123 B.243 C.122 D.111 解析 根据反应:2H2O2 2H2O+O2, 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,2KClO3 2KCl+
14、3O2,假设产生的O2均为3 mol,反 应转移电子6 mol,反应转移电子均为 12 mol,故三个反应中转移电子数的物质的 量之比为61212=122。,C,MnO2,MnO2,3.常温下,发生如下反应: 16H+10Z-+2XO 2X2+5Z2+8H2O 2A2+B2 2A3+2B- 2B-+Z2 B2+2Z- 由此判断下列说法错误的是 ( ) A.反应Z2+2A2+ 2A3+2Z-可以进行 B.Z元素在、反应中均被还原 C.氧化性由强到弱的顺序是XO 、Z2、B2、A3+ D.还原性由强到弱的顺序是A2+、B-、Z-、X2+,解析 根据物质化学性质强弱规律,在同一反应 中,氧化剂的氧化
15、性大于氧化产物的氧化性,还 原剂的还原性大于还原产物的还原性,可得出: 还原性A2+Z-,A项中的反应可以进行,A项正确; 反应中Z-被氧化,B项错误;氧化性XO Z2B2 A3+,还原性A2+B-Z-X2+,C、D正确。 答案 B,4.在5NH4NO3 2HNO3+9H2O+4N2反应中,被还 原的氮原子与被氧化的氮原子数目比为( ) A.35 B.53 C.52 D.21 解析 本题可利用得失电子守恒求解。N(-3价) N(0价) N(+5价) N(0价) 设被还原的氮原子与被氧化的氮原子数目分别 为x、y,则5x=3y,即xy=35。,A,失去3e-,得到5e-,题组二 氧化还原反应的有
16、关计算 5.已知氧化还原反应:2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4 2CuI+13I2+12K2SO4+12H2O,其中1 mol氧 化剂在反应中得到的电子为 ( ) A.10 mol B.11 mol C.12 mol D.13 mol 解析 因方程式已配平,用双线桥法标出电子 转移方向数目即可得出答案。 2 mol Cu(IO3)2作为氧化剂转移22 mol e-,那 么1 mol氧化剂转移11 mol e-。,B,6.用48 mL 0.1 mol/L的FeSO4溶液,恰好还原2.4 10-3mol RO(OH)2+,则R元素的最终价态 为 ( ) A.+2 B.+3 C.+4 D
17、.+5 解析 铁元素在反应中升高1价,设R元素的最 终价态为x,由化合价升降相等得关系式48 10-3 L0.1 mol/L1=2.410-3 mol(5-x), 解得x=3,B项正确。,B,7.请根据反应15CuSO4+11P+24H2O 5Cu3P +6H3PO4+15H2SO4,判断1 mol CuSO4能氧化P 的物质的量 ( ) A. mol B. mol C. mol D. mol 解析 这类题型应直接根据得失电子守恒定律 解答,题已直接给出了参与氧化还原反应的氧 化剂的物质的量。设被氧化的P的物质的量为 x,氧化产物为H3PO4,则有11 mol=x5,解 得x=1/5 mol。
18、,C,8.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI, 自身发生如下变化: H2O2H2O IO I2 MnO Mn2+ HNO2NO如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的 KI,得到I2最多的是 ( ) A.H2O2 B.IO C.MnO D.HNO2,解析 还原剂为KI,每摩尔氧化剂得电子数目越 多,则消耗的KI越多,产生的I2也越多。在题目 信息中,1 mol H2O2 H2O得电子2 mol,1 mol IO I2得电子5 mol,1 mol MnO Mn2+得电子5 mol,1 mol HNO2 NO得电子1 mol, 对比B和C选项,1 mol氧化剂得电子数目相等,但 B选项中氧
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