高考化学讲与练 第2章 第4讲 氧化还原反应的概念(含解析)新人教版.doc
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1、1 / 23【2019【2019 最新最新】精选高考化学讲与练精选高考化学讲与练 第第 2 2 章章 第第 4 4 讲讲 氧化还原氧化还原反应的概念(含解析)新人教版反应的概念(含解析)新人教版李仕才考纲要求 1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。考点一考点一 用用“双线桥双线桥”理解氧化还原反应的概念理解氧化还原反应的概念1氧化还原反应与四种基本反应类型的关系(1)氧化还原反应的本质与特征本质:反应过程中有电子的转移(得失或偏移)。特征:反应过程中有元素的化合价发生改变。(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。示例 下列反应属于氧化还原反应的是_,属于化合反
2、应的是_,属于分解反应的是_,属于置换反应的是_,属于复分解反应的是_。Cu2SO22CuSO23O22O3Fe2O33CO2Fe3CO22Na2H2O=2NaOHH2CaCO3CaOCO22 / 232H2O22H2OO2SO3H2O=H2SO42Fe3Cl22FeCl3H2SO42NaOH=Na2SO42H2ONaHH2O=NaOHH2IBrH2O=HIOHBr答案 2氧化还原反应的概念之间的关系概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反” 。实例:在 Fe2O33CO2Fe3CO2 的反应中 Fe2O3 是氧化剂,CO 是还原剂;C 元素被氧化,Fe 元素被还原;Fe2O3 具有氧化性,
3、CO 具有还原性;CO2 是氧化产物,Fe 是还原产物。3氧化还原反应电子转移的表示方法(1)双线桥法:标变价,画箭头,算数目,说变化。用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目:_。(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得” “失”字样。用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目:_。答案 (1)(2)4常见的氧化剂和还原剂3 / 23(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
4、物等。如:(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性元素化合价处于中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2Fe3FeSO(H2SO3)23SO24SH2O2O2H2O其中 Fe2、SO(H2SO3)主要表现还原性,H2O2 主要表现氧化性。理解氧化还原反应的基本概念(1)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()(2)金属阳离子一定只具有氧化性()(3)NO2 溶于水发生氧化还原反应()(4)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()(5)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂()(6)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()(7
5、)浓硫酸具有强氧化性,不能干燥 SO2、CO 等还原性气体()(8)置换反应一定是氧化还原反应,化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应()(9)NaHCO3H2=HCOONaH2O 的反应中,NaHCO3 被氧化()(10)Na2O2 与水的反应中,水是还原剂()反应 MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O 中,氧化剂是_,还原剂是_,氧化产物是_,还原产物是4 / 23_,MnO2 发生_反应,HCl 发生_反应;生成1molCl2 时转移电子数目为_,被氧化的 HCl 的物质的量是_mol,盐酸显示的性质是_性和_性。答案 MnO2 HCl Cl2 MnCl2 还原 氧化 2NA2
6、 还原 酸1(2016上海,13)O2F2 可以发生反应:H2S4O2F2SF62HF4O2,下列说法正确的是( )A氧气是氧化产物BO2F2 既是氧化剂又是还原剂C若生成 4.48LHF,则转移 0.8mol 电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为 14答案 D解析 A 项,O 元素的化合价由反应前的1 价变为反应后的 0 价,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产物,错误;B 项,在反应中 O2F2中的 O 元素的化合价降低,获得电子,所以该物质是氧化剂,而 H2S 中的 S 元素的化合价是2 价,反应后变为 SF6 中的6 价,所以 H2S 是还原剂,错误;C 项,外界条件不明确,不能确定
7、 HF 的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D 项,根据反应化学方程式可知还原剂 H2S 与氧化剂 O2F2 的物质的量的比是 14,正确。2(2018烟台模拟)某种飞船以 N2H4 和 N2O4 为动力源,发生反应:2N2H4N2O4=3N24H2O,反应温度可高达 2700,对于该反应,下列说法中正确的是( )A该反应属于置换反应BN2H4 是氧化剂CN2O4 是还原剂DN2 既是氧化产物又是还原产物5 / 23答案 D解析 该反应的反应物中无单质,不属于置换反应;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
8、产物。3偏二甲肼(CH3)2NNH2与 N2O4 是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH3)2NNH2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(g),反应中氧化剂是_。答案 N2O4解析 反应中 N2O4 中 N 由4 价变为 0 价,作为氧化剂。1解决氧化还原反应概念的一般思路找变价、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。2代数和法确定化合物中变价元素的化合价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。如有机物中碳元素化合价(
9、设为 x)的确定方法:有机物中氧元素的化合价为2,氢元素的化合价为1。利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。乙酸(C2H4O2)中满足 2x(1)4(2)20,则 x0。考点二考点二 氧化性、还原性强弱的判断氧化性、还原性强弱的判断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6 / 23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
10、,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:NaMgAl;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
11、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:F2Cl2Br2I2。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:KMnO4MnO2。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7 / 23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
12、,如:2Fe3Cl22FeCl3,FeSFeS,则氧化性:Cl2S。(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)难失电子的物质一定易得电子()(5)NO2 和 NH3 之间可能发生反应产生 N2()(6)含硫化合物 X、Y 的转化关系 SNaOHXYH2O 中,硫单质的化合价最低()(7)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁()(8)硝酸铜分解的产物可能是 CuO、NO2、NO()外因对氧化性、还原性的影响物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有
13、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 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_(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_。答案 (1) (2) (3)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
14、和8 / 23稀 H2SO4 反应生成 FeSO4 和 H2。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。1(氧化性、还原性强弱判断)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=3F
15、e2,下列离子氧化性比较顺序正确的是( )BFe3AgTl3ATl3Fe3AgDTl3AgFe3CTlAgFe2答案 D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。2(判断反应能否发生)(2018延安质检)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答案 A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9
16、/ 23氧化性:Cl2I2;C 中氧化性:Co2O3Cl2;D 中氧化性:Fe3I2,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。3(结合宏观现象判断微观变化)已知:向 KMnO4 晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;向 FeCl2 溶液中通入少量实验产生的气体,溶液变黄色;取实验生成的溶液滴在淀粉KI 试纸上,试纸变蓝色。下列判断正确的是( )A上述实验证明氧化性:MnOCl2Fe3I2B 上述实验中,共有两个氧化还原反应C实验生成的气体不能使湿润的淀粉KI 试纸变蓝D实验证明 Fe2既有氧化性又有还原性答案 A解析 反应高锰酸
17、钾与浓盐酸反应生成氯气,说明高锰酸钾的氧化性强于氯气,反应说明氯气的氧化性强于三价铁离子,反应说明三价铁离子的氧化性强于碘单质,A 项正确;三个反应都为氧化还原反应,B 项错误;根据氧化性强弱顺序,氯气能和碘化钾反应生成碘单质,能使湿润的淀粉KI 试纸变蓝,C 项错误;实验证明亚铁离子有还原性,不能证明其有氧化性,D 项错误。4(氧化还原反应与实验探究)为验证氧化性 Cl2Fe3SO2,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 K1K4,通入一段时间 N2,再将 T 形导管插入 B 中,继续通入 N2,然后关闭 K1、K3、K4。10
18、 / 23.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 2mL 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,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 Cl2Fe3SO2 的是_(填“甲” “乙”或
19、“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答案 (1)排出装置中的空气,防止干扰(2)NaOH 溶液(3)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(4)2MnO5SO22H2O=2Mn25SO4H(5)乙、丙11 / 23解析 (1)通入一段时间 N2,排出装置中的空气。(2)氯气和二氧化硫都是有毒气体,可以用氢氧化钠来吸收。(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)乙中过程B 溶液
20、中既有 Fe3又有 Fe2,说明氯气不足,氯气氧化性大于铁离子,过程B 溶液中含有 SO,说明发生二氧化硫与铁离子的反应,则铁离子的氧化性大于二氧化硫;丙中过程B 溶液中有Fe3,无 Fe2,则氯气的氧化性大于铁离子,过程B 溶液中有亚铁离子,说明发生二氧化硫与铁离子的反应,则铁离子的氧化性大于二氧化硫。1正误判断,正确的打“” ,错误的打“”(1)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,所以 Br还原性强于 Cl()(2015山东理综,11C)(2)向含 I的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,则氧化性:Cl2I2()(2015广东
21、理综,22C)(3)向 FeSO4 溶液中先滴入 KSCN 溶液,再滴加 H2O2 溶液,加入 H2O2 后溶液变成红色,则 Fe2既有氧化性又有还原性()(2015广东理综,22D)(4)Cl22Br=2ClBr2、ZnCu2=Zn2Cu 均为单质被还原的置换反应()(2014山东理综,7C)(5)2Na2O22H2O=4NaOHO2、Cl2H2O=HClHClO 均为水作还原剂的氧化还原反应()(2014山东理综,7D)2(2017天津理综,3)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )A硅太阳能电池工作时,光能转化成电能12 / 23B锂离子电池放电时,化学能转化成电能C电解质溶液导电
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