2020版高考化学一轮复习第二章第三节氧化还原反应课件新人教版.pptx

第三节 氧化还原反应,考向一 氧化还原反应基本概念及其判断 【通考点融会贯通】 1.氧化还原反应概念辨析“三步曲” 第1步:正确标出化合价所有的分析都源于化合价变化。,第2步:依据规律判断反应的合理性。 化合价与氧化性的关系:“高价氧、低价还,中间价态两面转”。 第3步:利用电子守恒进行定量判断。,2.氧化还原反应概念辨析中易错问题 (1)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是不同反应物,也可以是同一反应物,氧化产物、还原产物可以是不同产物,也可以是同一种产物。 (2)由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。,【通考题触类旁通】 角度1 氧化还原反应基本概念判断 1.(2019烟台模拟)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源,发生反应:2N2H4+N2O4=3N2+4H2O,反应温度可高达2 700 ,对于该反应,下列说法中正确的是 ( ),A.该反应属于置换反应 B.N2H4是氧化剂 C.N2O4是还原剂 D.N2既是氧化产物又是还原产物,【解析】选D。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产物。,2.(2019黄冈模拟)盐酸在不同的反应中,可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现在有如下三个反应,有关判断正确的是 ( ) Zn+2HCl=ZnCl2+H2 NaOH+HCl=NaCl+H2O 2HCl H2+Cl2,【解析】选C。反应是置换反应,HCl中氢元素化合价降低,表现氧化性,发生还原反应,所得产物H2是还原产物,A、D错误;反应是复分解反应,不是氧化还原反应,HCl表现酸性;反应中HCl既作氧化剂又作还原剂,既有氧化性也有还原性,C正确。,角度2 氧化还原反应的有关辨析 3.(2019衡阳模拟)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2= SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是 ( ) A.氧气是氧化产物 B.O2F2既是氧化剂又是还原剂 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】选D。氧元素的化合价由反应前的+1变为反 应后的0,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产 物,A错误;在反应中O2F2中的氧元素的化合价降低,获 得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的硫元素的化 合价是-2,反应后变为SF6中的+6,所以H2S是还原剂,B 错误;没说明是否在标准状况下,不能确定HF的物质的,量,所以不能确定转移电子的数目,C错误;根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是14,D正确;,4.关于反应4Al+3TiO2+3C=2Al2O3+3TiC的叙述正确的是 ( ) A.Al是还原剂,TiC是氧化产物 B.TiO2是氧化剂,TiC是还原产物 C.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是11 D.生成1 mol TiC时转移4 mol电子,【解析】选D。根据反应方程式可知,铝元素的化合价从0升高到+3,失去3个电子,Al为还原剂,Al2O3为氧化产物,碳元素的化合价从0降低到-4,得到4个电子,C是氧化剂,TiC为还原产物,故选项D正确。,【加固训练】 1.在反应中,元素X的原子将电子转移给元素Y的原子,则下列说法正确的是 ( ) 元素X被氧化 元素Y被氧化 元素X发生还原反应 元素Y发生还原反应 A. B. C. D.,【解析】选D。据题意知,X原子失去电子,X元素化合价升高,发生氧化反应;而Y原子获得电子,Y元素化合价降低,发生还原反应。,2.(2017北京高考)下列变化中,气体被还原的是 ( ) A.二氧化碳使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.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀,【解析】选B。二氧化碳使Na2O2固体变白,Na2O2发生了自身氧化还原反应,二氧化碳既不是氧化剂也不是还原剂,A错误;氯气使KBr溶液变黄,发生反应Cl2+2KBr=2KCl+Br2,氯元素化合价降低,被还原,B正确;乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色,乙烯被氧化,C错误;氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀,发生的是复分解反应,D错误。,3.(2017天津高考)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 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,【解析】选A。光能转化成电能,不是化学变化,与氧化还原无关;锂离子电池工作时,相当于原电池工作,分别在两极上发生氧化反应和还原反应,是氧化还原反应的过程;电解质导电的过程实际上是在电解池的两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程,是氧化还原反应的过程;葡萄糖供能就是葡萄糖在人体内被氧化释放能量的过程。,4.孙思邈太清丹经要诀中对制取彩色金(主要成分为SnS2)的过程有如下叙述:“雄黄十两,末之,锡三两,铛中合熔入坩埚中,火之以盖合之。密固,入风炉吹之。令锅同火色,寒之。开,黄色似金”。其中雄黄的主要成分为As4S4,下列说法不正确的是 ( ),A.SnS2可溶于硝酸 B.该过程也可以在空气中进行 C.制取彩色金的过程中发生了氧化还原反应 D.可用灼烧的方法鉴别真金与彩色金,【解析】选B。SnS2中Sn显+4价,S显-2价,-2价S具有 还原性,硝酸具有强氧化性,SnS2与硝酸发生氧化还原 反应,因此SnS2可溶于硝酸,A项正确;该过程如果在空 气中进行,SnS2容易被O2氧化,因此该过程不能在空气 中进行,B项错误;根据题中信息,“锡三两”,锡为单 质,产物为SnS2,Sn的化合价由0价+4价,化合价升高,即过程中存在氧化还原反应,C项正确;SnS2容易受热分解,颜色发生变化,真金受热不易分解,颜色不变化,D项正确。,考向二 氧化还原反应的基本规律及其应用 【通考点融会贯通】 1.价态规律 (1)升降规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。,(2)价态归中规律 含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。 例如,H2S与浓硫酸的反应:,(3)歧化反应规律 “中间价高价+低价”。 具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。,2.强弱规律 自发进行的氧化还原反应,一般遵循强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,即“由强制弱”。,3.先后规律 (1)同时含有几种还原剂时 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。,(2)同时含有几种氧化剂时 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+Cu2+H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。,4.电子守恒规律 氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 【通考法一通百通】 电子守恒法计算“三步曲”,【通考题触类旁通】 角度1 守恒规律的应用 1.(2019大连模拟)将NaClO3和NaI按物质的量之比11混合于烧瓶中,滴入适量硫酸,并水浴加热,反应后测得NaClO3和NaI恰好完全反应,生成 I2、Na2SO4和H2O,并产生气体X,则X为 ( ) A.Cl2 B.Cl2O C.Cl2O3 D.ClO2,【解析】选D。根据转移电子数守恒得,1 mol NaI中的碘元素由-1价升高到0价,生成单质碘,化合价升高转移1 mol电子,故NaClO3中的氯元素化合价降低转移1 mol电子,则X气体中氯元素的价态为+4价,故选D。,角度2 先后规律的应用 2.(2019新余模拟)向100 mL的FeBr2溶液中,通入标 准状况下Cl2 5.04 L,Cl2全部被还原,测得溶液中c(Br-) =c(Cl-),则原FeBr2溶液的物质的量浓度是 ( ) A.0.75 molL-1 B.1.5 molL-1 C.2 molL-1 D.3 molL-1,【解析】选D。标准状况下Cl2的物质的量是 =0.225 mol,由于Fe2+的还原性强于Br-,通入氯气后, Cl2先氧化Fe2+再氧化Br-,设原FeBr2溶液的物质的量浓 度是x molL-1,则0.2252=0.1x1+(0.1x2- 0.2252),解得x=3。,角度3 价态规律的应用 3.NH3和NO2在催化剂作用下反应:8NH3+6NO2 7N2+12H2O。若还原产物比氧化产物少0.1 mol,则下列判断正确的是 ( ) A.转移电子4.8NA个 B.生成气体的体积为42.56 L(标准状况),C.还原剂比氧化剂多0.2 mol D.被还原的氮原子是11.2 g,【解析】选C。题给反应中NH3为还原剂,NO2为氧化剂, 由氮原子守恒知7 mol N2中,3 mol为还原产物,4 mol 为氧化产物。设还原产物为3x,则氧化产物为4x,4x- 3x=0.1 mol,x=0.1 mol,即有0.8 mol NH3和0.6 mol 的NO2反应生成0.7 mol N2。A项,应转移2.4NA个电子; B项,N2在标准状况下的体积为0.7 mol22.4 Lmol-1,=15.68 L;C项,NH3比NO2多0.8 mol-0.6 mol = 0.2 mol;D项,被还原的氮原子质量为0.6 mol 14 gmol-1=8.4 g。,【加固训练】 1.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为116,则x的值为 ( ) A.2 B.3 C.4 D.5,【解析】选D。在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行计算。 得关系式16-(6- )x=162,x=5。,2.锑(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在,我国锑 的蕴藏量为世界第一,从硫化物中提取单质锑一般是 先在高温下将硫化物转化为氧化物,再用碳还原: 2Sb2S3+3O2+6Fe Sb4O6+6FeS;Sb4O6+6C 4Sb+6CO,关于反应、的说法正确的是 ( ),A.反应、中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6 B.反应中每生成3 mol FeS时,共转移6 mol电子 C.反应中FeS既是氧化产物又是还原产物 D.每生成4 mol Sb时,反应与反应中还原剂的物质的量之比为43,【解析】选B。反应中氧气化合价降低,氧气为氧化 剂,反应中Sb4O6化合价降低,作氧化剂,A项错误;反 应中每生成3 mol FeS时,铁失去6 mol电子,共转移 6 mol电子,B项正确;反应中FeS只是氧化产物,不是 还原产物,C项错误;每生成4 mol Sb时,反应消耗 6 mol 铁,反应消耗6 mol 碳,所以二者的物质的量 之比为11,D项错误。,3.已知:向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,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: Cl2Fe3+I2 B.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,【解析】选A。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,所以A项正确;三个反应都是氧化还原反应;实验生成的气体是氯气,其氧化性大于中产生的FeCl3,能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝;实验只能证明Fe2+有还原性不能证明其有氧化性。,4.(2019徐州模拟)现有24 mL浓度为0.05 molL-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 molL-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为 ( ) A.+2 B.+3 C.+4 D.+5,【解析】选B。题目中指出被还原的物质是Cr,则得电 子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其 中硫元素的化合价从+4+6;而Cr元素的化合价将从 +6+n(设化合价为+n)。根据氧化还原反应中得失电 子守恒规律,有0.05 molL-10.024 L(6-4)= 0.02 molL-10.020 L2(6-n),解得n=3。,考向三 氧化还原反应方程式的配平及计算 【通考点融会贯通】 四步书写配平信息型氧化还原反应方程式,【通考题触类旁通】 角度1 氧化还原反应的配平 1.(1)(2017全国卷节选)已知FePO4沉淀 LiFePO4,写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_。,(2)(2017全国卷节选)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入如图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。,C、D中的溶液依次为_(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_。 a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓硫酸,写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 _。 (3)(2017全国卷节选)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_。,【解析】(1)由FePO4制备LiFePO4过程中,铁元素的化 合价由+3变为+2,则H2C2O4中碳元素的化合价由+3升高 为+4,即生成CO2,根据化合价升高和降低的总数相等 和原子守恒,得到化学方程式为2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4 2LiFePO4+ H2O+ 3CO2。,(2)加热最终得到红棕色粉末,说明有Fe2O3生成,铁 元素的价态由+2升高到+3,根据转移电子守恒,一定有 SO2生成,即FeSO4分解生成Fe2O3、SO2和SO3。检验SO2 用品红溶液,若将气体通入Ba(NO3)2中,在酸性条件下 SO2也能与Ba(NO3)2反应生成BaSO4白色沉淀,干扰SO3的 检验,故检验SO3气体应通入BaCl2溶液中。所以C、D的,溶液依次为氯化钡溶液、品红溶液,现象是C中溶液变 浑浊产生白色沉淀,D中品红溶液褪色;根据转移电 子数守恒,FeSO4分解的反应方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3。,(3)As2S3与O2发生氧化还原反应生成H3AsO4和S,砷元素化合价由+3升高为+5,硫元素化合价由-2升高为0,则O2被还原, 1 mol As2S3被氧化转移电子为10 mol,根据转移电子数守恒可知,方程式为 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。,答案:(1)2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4 2LiFePO4+ H2O+ 3CO2 (2)c、a 产生白色沉淀、品红溶液褪色 2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3 (3)2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S,【加固训练】 (2018江苏高考节选)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。,(1)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式_。 (2)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 。,【解析】(1)HNO2中N为+3价,(NH2)2CO中N为-3价,氮原 子发生归中反应生成N2,由氮原子得失电子守恒配平 反应。(2)NH3与NO2发生归中反应,方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O,生成7 mol N2时,转移24 mol e-,则生 成1 mol N2时,转移 mol e-。,答案:(1)2HNO2+(NH2)2CO=2N2+CO2+3H2O (2),角度2 氧化还原反应的相关计算 2.(2019芜湖模拟)R2 在一定条件下可以把Mn2+氧 化成 ,若反应中R2 变为R ,又知反应中氧化 剂与还原剂的物质的量之比为52,则n值为 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4,【解析】选B。根据得失电子守恒,2 mol Mn2+ 2 mol ,失25 mol=10 mol e-,所以每 1 mol R2 2 mol R 得2 mol e-,故可知 R2 中R的化合价为+7。因此n=2。,【加固训练】 1.将0.48 g Mg粉加入500 mL 0.1 molL-1的硝酸中恰好完全反应,则还原产物可能是 ( ) A.NO2 B.NO C.N2O3 D.,【解析】选D。由题中数据知参加反应的Mg与硝酸物 质的量之比为n(Mg)n(HNO3)= (0.5 L 0.1 molL-1)=25,根据质量守恒定律知,假设2 mol Mg参与反应,则生成2 mol Mg(NO3)2,所以5 mol HNO3 中若只有1 mol HNO3被还原,依据得失电子守恒,还原 产物为N2O,若只有0.5 mol HNO3被还原,还原产物为 NH4NO3。,2.(2019宜昌模拟)取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算到标准状态),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02 g。则x等于 ( ) A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44,【解析】选B。反应流程为,x g=17.02 g-m(OH-),而OH-的物质的量等于镁、铜失 去电子的物质的量,等于浓硝酸得电子的物质的量,即: n(OH-)= 1+ 21=0.46 mol, 所以x g=17.02 g-0.46 mol17 gmol-1=9.20 g。,物质氧化性、还原性的比较 【教材固本通源】 完成下列实验,观察现象。写出有关反应的化学方程式。,【通探究融会贯通】 氧化性、还原性强弱比较的方法: 方法1.依据反应原理判断,氧化性:氧化剂氧化产物 还原性:还原剂还原产物 可总结为比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。,方法2:据“两表”判断 (1)根据元素周期表判断。,(2)根据金属活动性顺序判断。,方法3:依据电化学原理判断 (1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极正极。 (2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。,【通好题触类旁通】 1.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 ( ) A.3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2=FeCl2+I2,C.Co2O3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2+3H2O D.2Fe3+2I-=2Fe2+I2,【解析】选A。根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,可判断B中氧化性:Cl2I2;C中氧化性: Co2O3Cl2;D中氧化性:Fe3+I2,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+。,2.(2018北京高考改编)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。,(1)制备K2FeO4(夹持装置略),A为氯气发生装置。A中反应方程式是_ _(锰被还原为Mn2