2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题03离子反应和氧化还原反应教学案含解析.pdf
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1、1 离子反应和氧化还原反应【2019 年高考考纲解读】1了解氧化还原反应的本质是电子转移,了解常见的氧化还原反应。掌握常见的氧化还原反应的配平和相关计算。2了解离子反应的概念,离子反应发生的条件,了解常见离子的检验方法。3能正确书写化学方程式、离子方程式,并能进行有关计算。【重点、难点剖析】一、氧化还原反应的概念辨析及规律应用1正确理解氧化还原反应中的八个“不一定”(1)含最高价态元素的化合物不一定有强氧化性,如H3PO4、Na;而含低价态元素的化合物也可能有强氧化性,如氧化性HClOHClO2HClO3HClO4。(2)在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原,如Cl2H2
2、HClO。(3)得电子难的物质不一定易失电子,如A族的碳(C)和稀有气体。(4)元素由化合态变为游离态不一定被氧化,也可能被还原。(5)氧化还原反应中一种反应物不一定只表现出一种性质,如Cl22NaOH=NaCl NaClO H2O中的 Cl2既表现氧化性又表现还原性。(6)物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得失电子的难易,与得失电子的多少无关。如Na、Mg、Al的还原性强弱依次为NaMg Al。(7)氧化性:氧化剂氧化产物,还原性:还原剂还原产物,此方法不适用于歧化反应和电解反应。(8)浓 H2SO4具有强氧化性,SO2具有还原性,但二者并不能发生氧化还原反应。二、离子方程式的书写及正误判断
3、1离子方程式正误的判断方法2书写离子方程式时的注意要点2(1)离子反应要符合客观事实不要臆造。(2)多元弱酸的酸式酸根离子不拆开写。如NaHSO3应拆分为Na和 HSO3。(3)盐类水解的离子方程式书写易忽视符号“=”与、“”与“”的正确使用。(4)注意几个涉及氧化还原反应的离子方程式,如少量SO2通入 Ca(ClO)2溶液中,产物为CaSO4而不是CaSO3;向 Fe(OH)3悬浊液中加入稀碘化氢溶液中,产物中的Fe 元素应为Fe2而不是 Fe3。(5)注意“量”的条件,如漂白粉溶液通入少量CO2:Ca2 2ClO CO2H2O=CaCO3 2HClO;通入足量 CO2:ClOCO2 H2O
4、=HClO HCO3。(6)注意反应环境,不在溶液中进行的离子反应不能写离子方程式,如实验室用NH4Cl 固体和Ca(OH)2固体反应制取NH3的反应。(7)注意操作顺序,操作顺序不同,离子方程式有时也不同。如 AlCl3溶液逐滴加入到NaOH 溶液和 NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中的反应。(8)注意是否漏掉了离子反应,如Ba(OH)2溶液与 NaHCO3溶液反应,既要写出OH与 HCO3生成 CO23的反应,又不能漏掉Ba2与 CO23生成 BaCO3的反应。(9)看是否遵循守恒规律,离子方程式中一定符合两个守恒、电荷守恒、质量(原子)守恒,如是氧化还原反应则还要遵循得失电子守恒。【
5、方法技巧】有限定条件的离子方程式的书写1过量型书写程序:按照化学式组成比例写出不足量物质参加反应的离子形式及比例。如Ca(HCO3)2溶液与过量 NaOH 溶液反应,离子方程式中不足量物质Ca(HCO3)2中 Ca2与 HCO3的比例一定是12。过量物质的离子满足不足量离子的需要,如上述反应中OH的化学计量数为2,满足 2HCO3。综合起来可得离子方程式:Ca22HCO3 2OH=CaCO3 CO232H2O。2定量型书写的关键是参加反应的离子严格按照给定的量之间的关系进行,如等物质的量的Ba(OH)2溶液与明矾溶液的反应,Al3、SO24、Ba2和 OH的物质的量之比为1212,显然OH不足
6、量,然后按照以少定多的方法写出离子方程式:2Al33SO243Ba26OH=2Al(OH)3 3BaSO4。3目标型先写出能达到目标的主要离子方程式,然后用设“1”的方法使其完善。如向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,写出溶液呈中性时的离子方程式:先写出H OH=H2O,再设两物质各为1 mol,因NaHSO4=NaHSO24,Ba(OH)2=2OH Ba2,所以当溶液中的H被完全中和时,加入的Ba(OH)2只有3 0.5 mol,故离子反应方程式为SO24H OH Ba2=BaSO4 H2O。4条件限定型在书写离子反应方程式时,有不同的限定条件,一类是生成物的形态不同,如NH4与
7、 OH反应,不加热时生成 NH3H2O,而加热时有NH3产生;再如反应时使用澄清石灰水与使用石灰乳,书写时所用的符号不同,前者用离子符号表示,后者则用化学式表示。三、离子共存离子共存中的题设“陷阱”条件类型高考中的常见表述误点点拨常见的限制条件“无色”有色离子不能大量存在“pH 1”或“pH 13”溶液显酸性或碱性“因发生氧化还原反应而不能共存”只能是氧化性离子和还原性离子不共存,不是其他离子反应类型常见的易错点“透明”“透明”也可“有色”“不能共存”易看成“能共存”常见的隐含条件“与 Al 反应放出H2”溶液既可能显酸性也可能显碱性“由水电离出c(H)11012molL1”溶液既可能显酸性也
8、可能显碱性“通入足量的NH3”与 NH3H2O反应的离子不能存在常见题干要求(1)“一定大量共存”审清关键字(2)“可能大量共存”(3)“不能大量共存”【高考题型示例】题型一氧化还原反应的基本概念例 1(2018全国卷,节选)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_。【答案】O2【变式探究】【2017 天津卷】下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是4 A硅 太阳能电池工作时,光能转化成电能B锂离子电池放电时,化学能转化成电能C电解质溶液导电时,电能转化成化学能D葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能【答案】A【变式探
9、究】(2 016上海化学,2)下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是()A海带提碘B氯碱工业C氨碱法制碱D海水提溴解析A海带提碘是由KI 变为 I2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;B.氯碱工业是由 NaCl 的水溶液在通电时反应产生NaOH、Cl2、H2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;C.氨碱法制取碱的过程中没有元素化合价的变化,是非氧化还原反应,正确;D.海水提溴是由溴元素的化合物变为溴元素的单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误。故选项 C正确。答案D【变式探究】(2015海南化学,1,2 分)化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是()
10、A明矾净化水 B纯碱去油污C食醋除水垢 D漂白粉漂白织物答案D【变式探究】(2015江苏化学,3,2 分)下列说法正确的是()A分子式为C2H6O的有机化合物性质相同B相同条件下,等质量的碳按a、b两种途径完全转化,途径a比途径b放出更多热能途径a:CH2O高温CO H2O2燃烧CO2H2O 途径b:CO2燃烧CO25 C在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数D通过化学变化可以直接将水转变为汽油答案C 题型二氧化还原反应的规律例 2(2016上海化学,13)O2F2可以发生反应:H2S4O2F2SF62HF 4O2,下列说法正确的是()A氧气是氧化产物BO2F2既是氧化
11、剂又是还原剂C若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为14 解析AO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.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.外界条件不明确,不能确定 HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D.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。答案D【变式探究】(2013浙江理综,26,15 分)
12、氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的 H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25 gL 1。请回答下列问题:(1)甲的化学式是 _;乙的电子式是_。(2)甲与水反应的化学方程式是_。(3)气体丙与金属镁反应的产物是_(用化学式表示)。(4)乙 在 加 热 条 件 下 与CuO 反 应 可 生 成Cu 和 气 体 丙,写 出 该 反 应 的 化
13、学 方 程 式_。有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计实验方案验证之_ 6 _。(已知:Cu2O2H=Cu Cu2H2O)(5)甲 与 乙 之 间 _(填“可 能”或“不 可 能”)发 生 反 应 产 生H2,判 断 理 由 是_。(4)NH3具有还原性,与 CuO在加热条件下发生反应,生成 Cu、N2和 H2O,反应方程式为2NH33CuO=3CuN23H2O。由于 Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成 Cu2和 Cu,Cu与非氧化性酸不发生反应,所以可取少量产物,向其中滴加稀盐酸或稀H2SO4,若得到蓝色溶液,则证明含有Cu2O,反之则不含Cu2O。答案(1)AlH3(
14、2)AlH3 3H2O=Al(OH)33H2(3)Mg3N2(4)2NH3 3CuO=3CuN2 3H2O 取样后加稀H2SO4,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无 Cu2O(5)可能AlH3中氢的化合价为1 价,NH3中氢的化合价为1 价,因而有可能发生氧化还原反应生成氢气【变式探究】(2014上海化学,16,4 分)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg,则()A被氧化的砒霜为1.98 mg B分解产生的氢气为0.672 mL C和砒霜反应的锌为3.90 mg D转移的电子总数为61
15、05NA7 解析本题考查氧化还原反应。砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应的方程式为As2O3 6Zn12HCl2AsH36ZnCl2 3H2O。根据砷的相对原子质量为75,若砷的质量为1.50 mg,物质的量为0.02 mmol,被还原的砒霜为0.02 mmol2198 gmol11.98 mg,和砒霜反应的锌为3.90 mg。2AsH32As3H2分解产生的氢气标准状态下为0.03 mmol22.4 L mol1 0.672 mL;转移的电子总数为0.18103NA。答案C【变式探究】(2015浙江理综,27,18 分).(6 分)请回答:(1)H2O2的电子式 _。(2)镁燃烧不能
16、用CO2灭火,用化学方程式表示其理由_ _ _。(3)在AgCl沉 淀 中 加 入KBr 溶 液,白 色 沉 淀 转 化 为 淡 黄 色 沉 淀,写 出 反 应 的 离 子 方 程 式_。(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:()MnO4()C2O24_=()Mn2()CO2 _.(12分)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生 H2,甲与 AlCl3反应可得到NaAlH4。将 4.80 g 甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的 H2。请推测并回答:(1)甲的化学式 _。(2)甲与 AlCl3反应得到NaAlH4
17、的化学方程式_。(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_。(4)甲在 无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程发生反应的化学方程式 _。(5)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到的固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的甲一定是纯净的。判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由_。8 反应生成的甲为NaH,NaH与水反应生成NaOH 和 H2,NaH与 AlCl3反应可得到NaAlH4。(1)甲的化学式为NaH;(2)由于反应物为NaH与 AlC
18、l3,得到产物有NaAlH4,故推知另一产物为NaCl,其化学方程式为 4NaHAlCl3=NaAlH43NaCl。(3)NaAlH4中的氢显 1 价,水中的氢显1 价,NaAlH4与水发生氧化还原反应的过程中生成氢气,另一产物为NaAlO2,其化学方程式为NaAlH4 2H2O=NaAlO24H2。(4)根据题意NaH在无水条件下能与Fe2O3反应,结合反应物的性质可推知反应产物为Fe 和 NaOH,从而得出其化学方程式为3NaH Fe2O3=2Fe3NaOH。(5)制备过程中,由于盐酸易挥发,产生的氢气中会有氯化氢,易和钠反应生成 NaCl;如在制取NaH的反应中钠过量,则产物中混有钠,钠
19、与水反应也会有氢气产生,同时验纯时也没有考虑到混入的NaCl。答案.(1)(2)2MgCO2=高温2MgO C(3)AgCl(s)Br(aq)=AgBr(s)Cl(aq)(4)2MnO45C2O2416H=2Mn210CO2 8H2O.(1)NaH(2)4NaHAlCl3=NaAlH43NaCl(3)NaAlH42H2O=NaAlO24H2(4)3NaHFe2O3=2Fe3NaOH(5)制备过程不合理,因为盐酸易挥发,H2中混有 HCl,导致产物中有NaCl 验纯方法不合理,如果有Na残留,Na与水反应也产生H2;没有考虑混入的NaCl【变式探究】(2015安徽理综,27,14 分)硼氢化钠(
20、NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4,其流程如下:9 已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33)。(1)在第步反应加料之前,需要将反应器加热至100 以上并通入氩气,该操作的目的是_,原料中的金属钠通常保存在_中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_,_,玻璃片和小刀等。(2)请配平第步反应的化学方程式:NaBO2SiO2Na H2=NaBH4Na2SiO3(3)第步分离采用的方法是_;第步分离NaBH4并回收溶剂,采用的方法是_。(4)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g),在 2
21、5、101 kPa 下,已知每消耗3.8 克 NaBH4(s)放热 21.6 kJ,该反应的热化学方程式是_。答案(1)除去反应器中的水蒸气和空气煤油镊子滤纸(2)1 2 4 2 1 2 (3)过滤蒸馏(4)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H 216 kJ/mol【方法 技巧】利用电子守恒关系解题的思维流程一找各物质找出反应中的氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物,并标出变价元素的化合价二定得失数找准一个原子(或离子)得失电子数目(注意化学式中粒子的个数)三列守恒式根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式关系:n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值n(还原剂)
22、变价原子个数化合价变化值题型四离子大量共存问题对于离子共存题目的正确作答,审题是关键,首先要注意题干要求,审清关键词,如“能不能”“一10 定、可能、一定不能”“因发生氧化还原反应不能”等;其次对“无色透明”的理解,“无色”对应“有色”,应掌握常见有色离子,“透明”对应“浑浊”,应掌握常见的沉淀反应,另外还需特别关注一些限定或隐含条件,特别是一些酸、碱性的变相说法。例 4【2017 江苏卷】常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN、ClBHOHcc=110-12的溶液中:K+、Na+、23CO、3NOCc(Fe2+)=1mol L-1的溶液中
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