高考化学一轮复习 考点过关 物质的量与化学反应 专题4 氧化还原反应.doc

物质的量与化学反应 专题4 氧化还原反应【复习目标】1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。【考点过关】一、氧化还原反应1.氧化还原反应定义反应前后物质有电子转移（得失或偏移）的化学反应叫氧化还原反应，物质失去电子的反应叫氧化反应，物质得到电子的反应叫还原反应特征反应前后元素化合价发生了变化实质反应过程中电子转移（得失或偏移）规律在一个化学反应中氧化反应和还原反应同时发生，氧化剂和还原剂同时存在,氧化剂得电子，还原剂失电子,得失电子同时发生；同一氧化还原反应中,氧化剂和还原剂得失电子总数相等，即化合价升高的总价数等于降低的总价数关系化合反应和分解反应不一定是氧化还原反应，但有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定属氧化还原反应；（注意有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应）置换反应一定是氧化还原反应；复分解反应一定不是氧化还原反应2.氧化还原反应的概念之间的关系氧化剂得到电子的反应物活泼的非金属单质单质，如卤素单质(x2)、o2、s等高价态离子，如fe3+、cu2+等；高价或较高价含氧化合物，如mno2、浓h2so4、hno3、kmno4等过氧化物，如na2o2、h2o2等还原剂失去电子的反应物活泼或较活泼金属，如k、na、zn、fe等一些非金属单质，如h2、c、si等较低态的化合物，co、so2、h2s、na2so3、feso4氧化性得到电子的能力物质的氧化性、还原性的强弱与其得失电子能力有关，与得失电子的数目无关还原性失去电子的能力氧化产物氧化反应所得的生成物氧化还原反应中，氧化产物、还原产物可以是同一种产物，也可以是不同产物，还可以是两种或两种以上的产物。如反应4fes2+11o2=2fe2o3+8so2中，fe2o3和so2均既为氧化产物，又为还原产物还原产物还原反应所得的生成物3.电子转移的表示方法单线桥表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素箭头方向表示电子转移的方向在“桥”上标明转移的是电子总数双线桥表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化【巩固演练】下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是。在氧化还原反应中，某元素由化合态变为单质，此元素可能被还原，也可能被氧化在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂，金属单质一定是还原剂化合物分解的产物有单质，则该分解反应必属于氧化还原反应化学反应k2mno4cl2=2kclmno2o2属于氧化还原反应金属阳离子只有氧化性，hi只有还原性漂白粉在空气中变质过程中，既有氧化还原反应发生，又有非氧化还原反应发生某单质x能从盐的溶液中置换出单质y，当x、y都是非金属时，y一定比x活泼1molna2o2与足量的水反应，转移的电子数为2na5.6g铁粉与硝酸反应失去电子数一定为0.3na正确；氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生改变，反应中mn元素由6价变为4价，氧元素由2价变为0价，cl元素由0价变为1价，正确；金属阳离子fe2既有氧化性，又有还原性，hi中h1表现氧化性，i1表现还原性，错误；漂白粉变质发生非氧化还原反应ca(clo)2co2h2o=caco32hclo，发生氧化还原反应2hclo2hclo2，正确；金属或非金属发生置换反应，都是活泼性强的单质，从化合物中置换出活泼性朋弱的单质，错误；na2o2与水反应时-1价的o发生歧化反应，1molna2o2反应，只转移了1mol电子，错误；铁粉与硝酸反应到底生成fe3+还是fe2+还是fe3+和fe2+的混合物，不能确定，错误【答案】二、氧化性、还原性强弱的比较方法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)。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，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。物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如：氧化性：hno3（浓）hno3（稀）；cu与浓h2so4常温下不反应，加热条件下反应；kmno4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。1.氧化性强弱的比较根据非金属活动顺序判断氧化性：f2o2cl2br2i2s根据反应方程式判断氧化性：氧化剂氧化产物还原剂根据反应条件判断还原剂相同时，反应越容易进行，氧化剂的氧化性越强根据还原剂被氧化的程度判断还原剂、条件都相同时，还原剂被氧化得越彻底，氧化剂的氧化性越强根据电解池中放电顺序判断电解池中放电顺序遵循先得电子者氧化性强，其规律为阳离子得电子顺序（即氧化性强弱顺序）2.还原性强弱的比较根据根据活动顺序表判断根据非金属活动顺序判断还原性：fo2clbris2根据反应方程式判断还原性：还原剂还原产物氧化剂根据反应条件判断氧化剂相同时，反应越容易进行，还原剂的还原性越强根据氧化剂被还原的程度判断氧化剂、条件都相同时，氧化剂被还原得越彻底，还原剂的还原性越强根据原电池电极判断负极金属比正极金属活泼（还原性强）根据电解池中放电顺序判断电解池中放电顺序遵循先失电子者还原性强，其规律为阴离子失电子顺序（即还原性强弱顺序）：s2-i-br-cl-oh-no3-、so42-等【巩固演练】(1)已知下列反应：2fecl32ki=2fecl22kcli22fecl2cl2=2fecl3i2so22h2o=h2so42hi判断下列物质的还原能力由强到弱的顺序是_。aife2clso2 bclfe2so2icfe2iclso2dso2ife2cl(2)已知：x2、y2、z2、w2四种物质的氧化能力w2z2x2y2，下列氧化还原反应能发生的是_。a2nawz2=2nazw2b2naxz2=2nazx2c2nayw2=2nawy2d2nazx2=2naxz2【解析】(1)根据反应方程式可以判断还原能力强弱：中ife2，中fe2cl，中so2i，综合分析知：so2ife2cl。(2)氧化能力强的单质可以氧化其后的阴离子生成相应单质。由四种物质氧化能力可知，w2可氧化z、x和y，z2可氧化x和y，x2可氧化y，故b、c项正确。【答案】(1)d(2)bc三、氧化还原反应的基本规律电子得失守恒规律氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，常用于有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式。运用守恒规律进行氧化还原反应的计算方法是：氧化剂物质的量变价元素的原子个数化合价的变化值=还原剂物质的量变价元素的原子个数化合价的变化值表现性质规律当元素具有可变化合价，一般化合价处于最高价态时只具有氧化性；处于最低价态时只具有还原性；处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。利用此规律可判断物质是否具有氧化性及还原性，但不能判断物质氧化性及还原性的强弱反应先后规律同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质。如：将cl2通人物质的量浓度相同的nabr和nai的混合液中，c12首先与nai反应；将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的fe2+、和cu2+的混合溶液中，fe首先与fe3+反应；febr2 中通入cl2 ，cl2首先氧化fe2+价态变化规律高价氧化（性）低价还（原性），中间价态两边转。同一元素的不同价态之间发生氧化还原反应，价态只能归中而不能交叉。本规律应用于氧化还原反应的分析和判断（如反应 kclo36hcl=kcl3c123h2o中氧化产物和还原产物均为c12，电子转移数目是5e）性质强弱规律氧化还原反应若能进行，一般为较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。【巩固演练】二氧化氯(clo2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用kclo3与na2so3在h2so4存在下制得clo2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_。(2)实验室用nh4cl、盐酸、naclo2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备clo2：电解时发生反应的化学方程式为_。溶液x中大量存在的阴离子有_。除去clo2中的nh3可选用的试剂是_(填标号)。a水 b碱石灰c浓硫酸 d饱和食盐水 (3)用如图装置可以测定混合气中clo2的含量：.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 ml水溶解后，再加入3 ml稀硫酸；.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；.用0.100 0 moll1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(i22s2o=2is4o)，指示剂显示终点时共用去20.00 ml硫代硫酸钠溶液。在此过程中：锥形瓶内clo2与碘化钾反应的离子方程式为_。玻璃液封装置的作用是_。测得混合气中clo2的质量为_g。(4)用clo2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_(填标号)。a明矾 b碘化钾c盐酸 d硫酸亚铁【解析】(1)该反应中cl由5价降低为4价，s由4价升高为6价，则kclo3为氧化剂，na2so3为还原剂。根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(kclo3)(54)n(na2so3)(64)，则有n(kclo3)/n(na2so3)21。(2)由图可知，电解nh4cl和盐酸混合溶液得到h2和ncl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为nh4cl2hcl3h2ncl3。由图可知，ncl3溶液中加入naclo2溶液，收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的clo2气体，同时防止生成的单质碘逸出。clo2、i2和na2s2o3间存在关系式：2clo25i210na2s2o3，则有n(clo2)n(na2s2o3)0.100 0 moll120.00103 l4104mol，m(clo2)4104mol67.5 gmol10.027 00 g。(4)利用亚氯酸盐的氧化性及feso4的还原性除去含有的亚氯酸盐。【答案】(1)21(2)nh4cl2hcl3h2ncl3cl、ohc(3)2clo210i8h=5i24h2o2cl吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)0.027 00(4)d【过关演练】1.(2016届晋商四校联考)下列变化过程不涉及氧化还原反应的是()a将一小块钠放在石棉网上加热，生成淡黄色物质b向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯水褪色c向纯碱溶液中滴加酚酞，溶液变红色d向氢碘酸中滴加fecl3溶液，产生棕色物质2.(2016届长春一模)根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)()a只有反应均属于氧化还原反应b反应说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属c相同条件下生成等量的o2，反应和转移的电子数之比为11d反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为143.(2016届松滋二中检测)下列反应中，na2o2只表现强氧化性的是()a2na2o22co2=2na2co3o2bna2o2mno2=na2mno4c5na2o22mno16h=10na2mn25o28h2od2na2o22h2so4=2na2so42h2oo24.(2017届延安质检)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=2fe2i25.(2016届威海模拟)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bn2h4 是氧化剂cn2o4是还原剂dn2既是氧化产物又是还原产物6.(2016届淮北一模)对于反应2p4h2o22naoh=na2h2p2o64h2o，下列有关该反应说法正确的是()ap是氧化剂b氧化性h2o2na2h2p2o6c1 mol h2o2反应，转移电子1 moldna2h2p2o6中磷元素的化合价为37.(2016届湛江模拟)lialh4是重要的储氢材料，其组成类似于na3alf6。常见的供氢原理如下面两个方程式所示：2lialh42lih2al3h2，lialh42h2o=lialo24h2。下列说法正确的是()a若反应中生成3.36 l氢气，则一定有2.7 g铝生成b氢化锂也是一种储氢材料，供氢原理为lihh2o=liohh2c生成等质量的氢气，反应、转移电子数之比为43dlialh4是共价化合物，lih是离子化合物8.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型导管插入b中，继续通入n2，然后关闭k1、k3、k4。.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2 ml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“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so乙既有fe3又有fe2有so丙有fe3无fe2有fe29.(2016年高考全国卷)naclo2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)naclo2中cl的化合价为_。(2)写出“反应”步骤中生成clo2的化学方程式：_。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去mg2和ca2，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量clo2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克cl2的氧化能力。naclo2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)10.(2016届衡水中学二模)实验室用下列方法测定某水样中o2的含量。(1)实验原理用如图所示装置，使溶解在水中的o2在碱性条件下将mn2氧化成mno(oh)2，反应的离子方程式为_。在酸性条件下，再用i将生成的mno(oh)2还原为mn2，反应的离子方程式为_。然后用na2s2o3标准溶液滴定生成的i2，反应方程式为i22na2s2o3=2naina2s4o6。(2)实验步骤打开止水夹a和b，从a处向装置内鼓入过量n2，此操作的目的是_；用注射器抽取某水样20.00 ml从a处注入锥形瓶；再分别从a处注入含m mol naoh溶液及过量的mnso4溶液；完成上述操作后，关闭a、b，将锥形瓶中溶液充分振荡；打开止水夹a、b，分别从a处注入足量nai溶液及含n mol h2so4的硫酸；重复的操作；取下锥形瓶，向其中加入23滴_作指示剂；用0.005 moll1 na2s2o3溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_。(3)数据分析若滴定过程中消耗的na2s2o3标准溶液体积为3.90 ml，则此水样中氧(o2)的含量为_mgl1。若未用na2s2o3标准溶液润洗滴定管，则测得水样中o2的含量将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。11.(2016届苏锡常镇二次调研)锰酸锂(limn2o4)是新一代锂离子电池的正极材料。实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)的一种流程如下：(1)x的化学式为_。(2)写出“酸溶”过程中反应的离子方程式：_。(3)反应中与na2co3反应的物质有_和_(填化学式)；工业上洗涤li2co3用的是热水而不是冷水，其原因是_。(4)固相法制备limn2o4的实验过程如下：将mno2和li2co3按41的物质的量之比配料，球磨35小时，然后升温，高温加热，保温24小时，冷却至室温。写出该反应的化学方程式：_。limn2o4中锰元素的平均价态为3.5。在不同温度下，合成的limn2o4中mn2、mn3和mn4的含量与温度的关系见下表。t/w(mn2)(%)w(mn3)(%)w(mn4)(%)7005.5644.5849.867502.5644.8752.578005.5044.1750.338506.2244.4049.38由此可以确定：在上述温度范围内，锰元素的平均价态的变化趋势是_。参考答案2.【解析】为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰、水，为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，为过氧化氢分解生成水和氧气，为氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，为铝和二氧化锰发生铝热反应生成mn和氧化铝，均存在元素的化合价变化，均属于氧化还原反应，故a错误；为铝热反应，放出大量的热，可用于制熔点较高的金属，故b正确；中o元素的化合价由1价升高为0，中o元素的化合价由2价升高为0，则相同条件下生成等量的o2，反应和转移的电子数之比为12，故c错误；反应4hcl(浓)mno2,mncl2cl22h2o中mn元素的化合价由4价降低为2价，hcl中cl元素的化合价由1价升高为0，由电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为12，故d错误。【答案】b3.【解析】a项，na2o2既是氧化剂又是还原剂；b项，na2o2作氧化剂，表现氧化性；c项，na2o2作还原剂，表现还原性；d项，na2o2既是氧化剂又是还原剂。【答案】b4.【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。【答案】a5.【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产物。【答案】d7.【解析】气体所处温度和压强未知，无法由体积求物质的量，a项错误；氢化锂中的氢是1价，与水发生归中反应，方程式为lihh2o=liohh2，所以氢化锂也是一种储氢材料，b项正确；lialh4中的li、al都是主族金属元素，h是非金属元素，故li为1价、al为3价、h为1价，受热分解时，根据al元素的价态变化即可得出1 mol lialh4完全分解，转移3 mol电子，生成1.5 mol的氢气，由lialh42h2o=lialo24h2生成4 mol的氢气转移4 mol的电子，所以生成1 mol的氢气转移电子分别为2 mol和1 mol，所以反应、生成等质量的h2转移电子数之比为21，c项错误；lialh4是离子化合物，lih是离子化合物，d项错误。【答案】b8.【解析】(1)通入一段时间n2，排出装置中的氧气。(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)溶液显酸性，检验硫酸根离子应选择氯化钡溶液；乙中第一次，说明氯气不足，氯气氧化性大于铁离子，第二次有硫酸根离子，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；丙中第一次有fe3，无fe2，则氯气的氧化性大于铁离子，第二次有亚铁离子，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。【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9.【解析】(1)根据化合物中化合价的代数和为零的原则，可知naclo2中cl的化合价为3价。(2)由工艺流程图可知，“反应”步骤中的反应物为naclo3、h2so4和so2，生成物为nahso4和clo2，则反应的化学方程式为2naclo3h2so4so2=2nahso42clo2。(3)由于mg(oh)2的溶解度比mgco3更小，caco3的溶解度比ca(oh)2更小，所以为了能更完全地除去粗盐水中的mg2和ca2，要加入的试剂分别为naoh溶液和na2co3溶液，电解时在阴极发生还