2022届新高考化学二轮复习氧化还原反应的基本概念及其关系学案.docx

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1、第1课时氧化还原反应的基本概念及其关系(1)氧化还原反应中,肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原。()提示:。氧化还原反应中可能是一种元素既被氧化又被还原,如2Fe3+Fe3Fe2+。(2)含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性。()提示:。含最高价元素的化合物,不一定具有强氧化性,如H2O中的H+。(3)有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应。()提示:。有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应,如3O22O3。(4)元素的原子得失电子后,一定形成8电子稳定结构。()提示:。如氢原子得1个电子后形成2电子稳定结构。(5)氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂。()提示:。如

2、反应Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O中NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。 氧化还原反应相关概念及其关系(1)元素由化合态变为游离态,它可能被氧化,也可能被还原。(2)根据反应方程式判断氧化性、还原性强弱,还原性:还原剂还原产物;氧化性:氧化剂氧化产物。(3)按要求回答下列问题:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2用双线桥法表示该反应电子转移的方向和数目。_氧化剂_,还原剂_;氧化产物_,还原产物_。答案:O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2(4)用浓盐酸来制取氯气的化学方程式如下:2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+ 5Cl2+8H2O,其中被还原的

3、元素是Mn,被氧化的元素是Cl,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,还原产物是MnCl2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为15。 陌生氧化还原反应方程式的书写及相关计算(1)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,该反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。(2)用酸性CO(NH2)2水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与CO(NH2)2生成N2和CO2的反应,该反应的化学方程式为2HNO2+CO(NH2)22N2+CO2+3H2O。(3)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4,溶液中

4、B(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米Fe粉、H2和B(OH,其离子方程式为2Fe2+B+4OH-2Fe+B(OH+2H2。(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,该反应的离子方程式为Cr2+3HS+5H+2Cr3+3S+4H2O(或Cr2+8HS2Cr3+3S+5S+4H2O)。【自我反思知不足】知识点是否掌握学习索引是否相关概念及其关系角度一、角度二方程式的书写及相关计算角度二、角度三 氧化还原反应的基本概念及其关系【典例1】(2021鹤岗模拟)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下:KMnO4+FeSO4+H2SO4K

5、2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O(未配平)。下列说法正确的是()A.Fe2+的还原性强于Mn2+B.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物C.氧化剂和还原剂物质的量之比为51D.生成1 mol水时,转移2.5 mol电子【命题解读解题指导】考查素养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知情境载体高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应问题关键(1)明确反应前后元素价态的变化(2)准确判断氧化剂与还原剂、还原产物与氧化产物,根据得失电子守恒确定相关物质的计量数并据此完成相关计算和判断【解析】选A。Fe2+化合价升高,是还原剂,Mn2+是还原产物,还原性:还原剂还原产物,故A项正确;Mn

6、化合价降低,是氧化剂,Fe3+是氧化产物,故B项错误;锰元素由+7价降至+2价,铁元素由+2价升至+3价,根据得失电子守恒,Mn、Mn2+的系数为1,Fe2+、Fe3+的系数为5,根据电荷守恒,H+的系数为8,根据质量守恒,H2O的系数为4,所以离子方程式为Mn+5Fe2+8H+Mn2+5Fe3+4H2O,由此可知氧化剂和还原剂物质的量之比为15,故C项错误;根据离子方程式Mn+5Fe2+8H+Mn2+5Fe3+4H2O ,生成4 mol水时转移5 mol电子,所以生成1 mol水时,转移1.25 mol电子,故D项错误。三步解答氧化还原反应的题目 氧化还原反应的规律及其应用【典例2】(1)

7、Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和Ni均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为_,Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式:_。(2)某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为_。(3)欲使3 mol的VO2+变为V,则需要氧化剂KClO3至少为_mol。(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子数为_mol。(5)已知:还原性HSI-,氧化性II2

8、。在NaIO3溶液中滴加过量的NaHSO3溶液反应完全,推测反应后溶液中的还原产物为_(填化学式)。【解析】(1)由2Fe+3Cl22FeCl3、Co+Cl2CoCl2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性:Cl2FeCl3、Cl2CoCl2,Co和氯气反应生成CoCl2,说明Cl2的氧化性弱于CoCl3,故氧化性:CoCl3Cl2FeCl3。Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,说明盐酸被氧化为Cl2,则Co(OH)3被还原为Co2+,配平离子方程式为2Co(OH)3+6H+2Cl-2Co2+Cl2+6H2O。(2)根据电子得失守恒可知:(3-)x=2,解得x=0.8。(3)

9、“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为V,钒元素化合价从+4升高到+5,而氧化剂KClO3中氯元素化合价从+5降低到-1,则根据电子得失守恒可知需要氯酸钾的物质的量为3 mol6=0.5 mol。(4)电子转移数目既可用氧化剂得电子数目也可以用还原剂失电子数目进行确定。由反应方程式8NH3+6NO27N2+12H2O可知,当生成1 mol N2时有 mol 电子转移。(5)由还原性HSI-,可知当NaHSO3溶液过量时I先被还原成I2,再被还原成I-。答案:(1)CoCl3Cl2FeCl32Co(OH)3+6H+2Cl-2Co2+Cl2+6H2O(2)0.8(3)0.5(4)(5)NaI利用电

10、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(注意化学式中粒子的个数)三列关系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式:n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值 氧化还原方程式的书写、配平及相关计算【典例3】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:(1)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种

11、物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为_。(2)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_mol;产生“气泡”的化学方程式为_。(3)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是_(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液

12、需消耗氯气的质量为_kg(保留整数)。【解析】(1)由新制的HgO和Cl2反应来制备Cl2O,该反应为歧化反应,则一部分氯化合价降低生成HgCl2。根据守恒配平化学方程式为2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O。(2)生成ClO2的反应属于歧化反应,还原产物为NaCl,每生成1 mol ClO2,转移1 mol电子,则生成的NaCl为1 mol4=0.25 mol,由氯元素守恒可知消耗NaClO2的量为1.25 mol; 由反应物可知产生“气泡”为CO2,反应的化学方程式为NaHCO3+ NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O。(3)酸性清洁剂的主要成分为HCl,与NaClO发生归中反应生成氯

13、气,离子方程式为ClO- +Cl-+2H+Cl2+H2O。设消耗氯气的质量为x kg,由化学方程式Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O得消耗的NaOH的质量为,由题意得:(1 000 kg-x kg)30%-=1 000 kg1%; x=203。答案:(1)2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O(2)1.25 NaHCO3+NaHSO4CO2+Na2SO4+H2O(3)ClO-+Cl-+2H+Cl2+H2O203信息型氧化还原方程式的书写步骤1.理清两条概念线索2.氧化还原反应的基本规律及应用(1)氧化还原反应基本规律及应用内化于心,外化于形强弱规律:氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原

14、剂还原产物守恒规律:电子得失守恒归中规律:只靠近不交叉相邻价态不反应(2)解答氧化还原反应规律应用题的“三步骤”第一步:分析化合价的变化,准确判断相关概念氧化剂被还原,发生还原反应,生成还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。第二步:依据规律判断反应的合理性氧化还原反应遵循强弱律、优先律、转化律等,同时应掌握化合价与氧化性的关系,“高价氧,低价还,中间价态两面转”。第三步:利用电子守恒进行定量判断有关氧化还原反应的定量问题,利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。对于生疏的或多步氧化还原反应,可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物,利用原子守恒和电子守恒,建立已知量

15、与未知量的关系,列等式求解。(一)【高考大题题空逐空练氧化还原方程式的书写】1.“钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒在稀酸中是稳定的,但室温下能溶解于浓硝酸中生成V。(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式:_。(2)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为V),溶于强酸生成含V的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成盐的化学式:_ _、_。【解析】(1)钒室温下能溶解于浓硝酸中生成V,故金属钒与浓硝酸反应的离子方程式为V+6H+5NV+5NO2+3H2O。(2)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为V),溶于强酸生成含V的盐,

16、所以V2O5与烧碱溶液反应生成盐的化学式为Na3VO4,而V2O5溶于稀硫酸生成盐的化学式为(VO2)2SO4。答案:(1)V+6H+5NV+5NO2+3H2O(2)Na3VO4(VO2)2SO4【加固训练】高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题:(1)原料软锰矿与氢氧化钾按11的比例在“烘炒锅”中混配,在“平炉”中发生反应。“平炉”中发生反应的化学方程式为_。(2)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈

17、中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应生成MnO2,反应的离子方程式为_。“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中总反应的离子方程式为_。【解析】(1)在平炉中,MnO2、O2、KOH反应生成K2MnO4和H2O,配平反应为2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O。(2)体系呈中性或弱碱性,则CO2反应生成HC,离子方程式为3Mn+4CO2+2H2O2Mn+MnO2+4HC。电解过程中Mn变为Mn,Mn的化合价升高,则H化合价降低生成H2。反应的离子方程式为2Mn+2H2O2Mn+H2+2OH-。答案:(1)2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O(2)3M

18、n+4CO2+2H2O2Mn+MnO2+4HC2Mn+2H2O2Mn+H2+2OH-(二)【精优习题模拟练】2.下列叙述不涉及氧化还原反应的是()A.谷物发酵酿造食醋B.小苏打用作食品膨松剂C.含氯消毒剂用于环境消毒D.大气中NO2参与酸雨形成【解析】选B。涉及淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖分解成乙醇,乙醇氧化成乙酸,涉及氧化还原反应,A不符合题意;小苏打即NaHCO3,NaHCO3受热分解产生无毒的CO2,因此可用小苏打作食品膨松剂,不涉及氧化还原反应,B符合题意;利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌,涉及氧化还原反应,C不符合题意;D.NO2与水反应有HNO3产生,因此NO2参与了硝酸型酸雨的形成,

19、涉及氧化还原反应,D不符合题意。3.(2021阜阳模拟)过氧化钠具有强氧化性,遇亚铁离子可将其氧化为一种常见的高效水处理剂,化学方程式为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2。下列说法中不正确的是()A.氧化性:Na2O2Na2FeO4FeSO4B.FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂C.由反应可知每3 mol FeSO4完全反应时,反应中共转移12 mol 电子D.Na2FeO4处理水时,不仅能杀菌消毒,还能起到净水的作用【解析】选C。由氧化剂的氧化性大于氧化产物可知,氧化性Na2O2Na2FeO4 FeSO4,A正确;2FeSO4+6

20、Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2,Fe元素的化合价由+2价升高为+6价,O元素的化合价部分由-1价降低为-2价,部分由-1价升高为0价,所以FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,B正确;2FeSO410e-,所以每3 mol FeSO4完全反应时,反应中共转移15 mol电子,C错误。Na2FeO4处理水时,Na2FeO4可以氧化杀死微生物,生成的还原产物氢氧化铁又具有吸附作用,可以起到净水的作用,D正确。4.(2021北京模拟)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,原理如图所示。下列说法不正确的是()A.该过程的总反应:

21、C6H6O+7O26CO2+3H2OB.该过程中BMO表现较强氧化性C.降解产物的分子中只含有极性共价键D.和中被降解的苯酚的物质的量之比为31【解析】选B。该过程用光催化降解苯酚生成二氧化碳和水,所以反应:C6H6O+7O2 6CO2+3H2O,A正确;该过程中BMO是催化剂,BMO与O2在光作用下,BMO被氧化成BMO+,B错误;降解苯酚的产物为二氧化碳和水,二氧化碳和水分子中都只含有极性共价键,C正确;中1 mol 要得到3 mol电子,而中1 mol BMO+变为1 mol BMO只要得到1 mol电子,根据氧化还原反应得失电子相等,所以、中被降解的苯酚的物质的量之比为31,D正确。5

22、.根据氧化还原反应的概念完成下列各题。(1)SeO2与SO2的混合烟气可用水吸收制得单质Se,当有10 mol 电子转移时,会生成_mol Se。(2)(VO2)2SO4溶液中钒的含量可用酸化的H2C2O4溶液来测定,主要产物为CO2和VOSO4,其氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)K4Fe(CN)6与高锰酸钾溶液反应的化学方程式为K4Fe(CN)6+KMnO4+H2SO4 KHSO4+Fe2(SO4)3+MnSO4+HNO3+CO2+H2O(未配平), 若有1 mol K4Fe(CN)6被高锰酸钾氧化时,则消耗KMnO4的物质的量为_mol。【解析】(1)SeO2与SO2的反应中化合价

23、变化情况为Se:+40;每生成1 mol Se有4 mol电子转移,所以有10 mol电子转移时,会生成2.5 mol Se。(2)氧化剂为(VO2)2SO4,V的化合价降低1,H2C2O4为还原剂,C的化合价升高1,所以二者的物质的量之比为11。(3)该反应中,K4Fe(CN)6中的Fe、C、N的化合价分别由+2、+2、-3升高到+3、+4、+5,KMnO4中的Mn的化合价由+7下降到+2,根据化合价升降的总数相等,得到关系式10K4Fe(CN)6122KMnO4,所以,1 mol K4Fe(CN)6被高锰酸钾氧化时,消耗KMnO4的物质的量为12.2 mol。答案:(1)2.5 (2)11(3)12.2【加固训练】(2021金华模拟)高铁酸盐可用作净水剂,不仅可以消毒杀菌,还能吸附水中悬浮物,可以用下面反应制得:Fe2O3+KOH+KClOK2FeO4+KCl+H2O(未配平)。下列说法正确的是()A.Fe2O3发生氧化反应,被还原B.KClO失去电子,作氧化剂C.该条件下的氧化性:KClOK2FeO4,C错误;1 mol Fe2O3失去6 mol电子,1 mol KClO得2 mol电子,由电子守恒可知,参加反应的n(Fe2O3)n(KClO)=26=13,D正确。