高考化学二轮复习 专题三 氧化还原反应热点要点探究课件.ppt

专题三氧化还原反应 一 氧化还原反应的基本概念及相互关系1 氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移 特征是反应前后元素化合价的升降 判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征 2 基本概念 1 氧化反应 失去电子 化合价升高 的反应 2 还原反应 得到电子 化合价降低 的反应 3 氧化剂 被还原 得到电子的物质 所含元素化合价降低的物质 4 还原剂 被氧化 失去电子的物质 所含元素化合价升高的物质 5 氧化产物 还原剂失电子后对应的产物 包含化合价升高的元素的产物 6 还原产物 氧化剂得电子后对应的产物 包含化合价降低的元素的产物 3 氧化还原反应的表示方法 1 双线桥法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 在 桥 上标明电子的 得 与 失 且得失电子总数应相等 2 单线桥法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 上标明转移的电子总数 1 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 1 有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应 2 有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应 3 置换反应一定是氧化还原反应 4 复分解反应一定不是氧化还原反应 2 常见的氧化剂和还原剂重要的氧化剂一般有以下几类 1 活泼的非金属单质 如cl2 br2 o2等 2 元素 如mn等 处于高化合价时的氧化物 如mno2等 3 元素 如s n等 处于高化合价时的含氧酸 如浓h2so4 hno3等 4 元素 如mn cl fe等 处于高化合价时的盐 如kmno4 kclo3 fecl3等 5 过氧化物 如na2o2 h2o2等 重要的还原剂一般有以下几类 1 活泼的金属单质 如na al zn fe等 2 某些非金属单质 如h2 c si等 3 元素 如c s等 处于低化合价时的氧化物 如co so2等 4 元素 如cl s等 处于低化合价时的酸 如hcl h2s等 5 元素 如s fe等 处于低化合价时的盐 如na2so3 feso4等 二 氧化性 还原性及其强弱比较氧化性 得电子能力 得到电子越容易 氧化性越强 还原性 失电子能力 失去电子越容易 还原性越强 物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易程度 与得失电子的数目无关 如 na mg al的还原性强弱依次为na mg al 浓hno3 稀hno3的氧化性强弱为浓hno3 稀hno3 1 根据氧化还原反应的方向氧化性 氧化剂 氧化产物 氧化剂 还原剂 还原性 还原剂 还原产物 还原剂 氧化剂 2 根据元素的化合价如果物质中某元素具有最高价 该元素只有氧化性 物质中某元素具有最低价 该元素只有还原性 物质中某元素具有中间价态 该元素既有氧化性又有还原性 3 根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中 位置越靠前 其还原性就越强 其阳离子的氧化性就越弱 4 根据非金属活动性顺序来判断一般来说 越活泼的非金属 得到电子还原成非金属阴离子越容易 其阴离子失电子氧化成单质越难 还原性越弱 5 根据元素周期表同周期元素 随着核电荷数的递增 氧化性逐渐增强 还原性逐渐减弱 同主族元素 随着核电荷数的递增 氧化性逐渐减弱 还原性逐渐增强 6 根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行 表现为反应所需条件越低 则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强 不同的还原剂 或氧化剂 与同一氧化剂 或还原剂 反应时 条件越易或者氧化剂 或还原剂 被还原 或被氧化 的程度越大 则还原剂 或氧化剂 的还原性 或氧化性 就越强 7 根据电化学原理判断a 根据原电池原理判断 两种不同的金属构成原电池的两极 负极金属是电子流出的极 正极金属是电子流入的极 其还原性 负极 正极 b 根据电解池原理判断 用惰性电极电解混合液时 若混合液中存在多种金属阳离子时 在阴极先放电的阳离子的氧化性较强 相应的金属单质的还原性较弱 若混合液中存在多种阴离子 在阳极先放电的阴离子的还原性较强 相应的非金属单质的氧化性较弱 8 其他条件一般溶液的酸性越强或温度越高 则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强 反之则越弱 氧化性还原性强弱的比较是考试的一个难点 基本考查方式一是比较氧化性还原性的强弱 二是根据氧化性还原性强弱 判断反应能否进行 总的解题依据是一个氧化还原反应能进行 一般是氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性 还原剂的还原性强于还原产物的还原性 但要考虑到某些特殊情况如符合特定的平衡原理而进行的某些反应 三 氧化还原反应规律1 价态变化规律 1 归中规律 含同种元素不同价态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 的规律 这里的中间价可以相同 谓之 靠拢 也可以不同 但此时必是高价转变成较高中间价 低价转变成较低中间价 谓之 不相交 2 歧化规律 同一种物质中的同一元素部分化合价升高 另一部分化合价降低 发生自身的氧化还原反应 如 2 优先规律在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时 当加入氧化剂时 还原性强的还原剂优先被氧化 同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时 当加入还原剂时 氧化性强的氧化剂优先被还原 如 把少量cl2通入febr2溶液中 fe2 先失电子 把少量cl2通入fei2溶液中 i 先失电子 3 得失电子守恒规律在任何氧化还原反应中 氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定相等 对于氧化还原反应的计算 利用得失电子守恒规律 抛开烦琐的反应过程 可不写化学方程式 能更快 更便捷地解决有关问题 1 hcl和kclo3的反应中转移电子数目是几个 此反应是个价态归中反应 根据不交叉规律 kclo3不能被还原为kcl 所以转移电子数目是5个 2 氧化还原反应方程式的配平 1 配平原则 电子守恒 原子守恒 电荷守恒 2 配平步骤 以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例 标出化合价变化了的元素的化合价 如 调整系数 使化合价升降总数相等 根据元素存在的实际形式调整发生了氧化还原反应的物质的系数 使之成1 1的关系 如 根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数 如 2kmno4 10hclkcl 2mncl2 5cl2 h2o 利用元素守恒 用观察法配平没有参加氧化还原反应的其他物质的系数 如 2kmno4 16hcl2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 检查方程式两边各原子的个数是否相等 离子方程式还要检查方程式两边的离子所带的电荷数是否相等 典例1 对于反应ibr h2ohbr hio的说法正确的是 a ibr只作氧化剂b ibr只作还原剂c ibr既是氧化剂又是还原剂d ibr既不是氧化剂又不是还原剂 解析 这一题的关键是正确判断共价化合物ibr hio中i br元素的化合价 分析可知 该反应不属于氧化还原反应 故d正确 d 点拨 氧化还原反应中的重要概念理解要深刻 不能混淆 抓住两条线 氧化剂被还原 化合价降低 得到还原产物 还原剂被氧化 化合价升高 得到氧化产物 在反应中 氧化剂是得到电子 或电子对偏向 的物质 反应时所含元素的化合价降低 还原剂是失去电子 或电子对偏离 的物质 所含元素的化合价升高 电子转移数可以只看化合价升高的数目或者只看化合价降低的数目 不能将得失电子数相加 迁移训练1 制备氰氨基化钙的化学方程式为caco3 2hcn cacn2 co h2 co2 在反应中 a 氢元素被氧化 碳元素被还原b hcn既是氧化剂又是还原剂c cacn2是氧化产物 h2为还原产物d co是氧化产物 h2为还原产物 解析 根据化合价不交叉规律 该反应的电子转移情况为 参考答案 bc 解析 由氧化还原反应的强弱规律知 氧化性是氧化剂大于氧化产物 还原性是还原剂大于还原产物 由方程 知 氧化剂h2o2氧化性比氧化产物fe3 强 由方程 知 还原剂h2o2还原性比还原产物fe2 强 a错误 方程 和方程 相加 即h2o2分解生成h2o和o2 h2o2呈弱酸性 故随着反应进行 ph升高 b错误 h2o2分解时fe3 或fe2 作催化剂 所以总量不变 c正确 因fe2 可导致h2o2分解 所以h2o2生产过程要避免混入fe2 d正确 点拨 氧化性 还原性强弱比较的方法有很多 最基本的即为氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性 还原剂的还原性大于还原产物的还原性 对于一个自发的氧化还原反应 一般是强氧化性和强还原性物质生成弱氧化性和弱还原性物质 参考答案 cd 迁移训练2 某反应中反应物与生成物有 ash3 h2so4 kbro3 k2so4 h3aso4 h2o和一种未知物质x 1 已知kbro3在反应中得到电子 则该反应的还原剂是 2 已知0 2molkbro3在反应中得到1mol电子生成x 则x的化学式为 解析 1 在反应中kbro3得到电子 化合价降低是氧化剂 而还原剂是化合价升高的物质 所以只能是ash3 2 0 2molkbro3在反应中得到1mol电子生成x 说明溴元素化合价变化为5 即产物为0价的br2 ash3 br2 4 将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的化学计量数填入下列方框中 并标出电子转移的方向和数目 3 根据上述反应可推知 a 氧化性 kbro3 h3aso4b 氧化性 h3aso4 kbro3c 还原性 ash3 xd 还原性 x ash3 解析 3 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 4 电子转移的方向和数目 要注意电子转移是由还原剂指向氧化剂 ac 典例3 向nabr nai na2so3混合液中通入一定量氯气后 将溶液蒸干并充分灼烧 得到固体剩余物质的组成可能是 a nacl na2so4b nabr na2so4c nacl na2so4 i2d nacl 解析 向nabr nai na2so3混合液中 通入一定量氯气后 发生反应的次序分别为 na2so3 cl2 h2ona2so4 2hcl 2nai cl22nacl i2 2nabr cl22nacl br2 将溶液蒸干则hcl br2 cl2挥发 灼烧i2升华 若通入的氯气是过量的 得到固体剩余物质的组成是nacl na2so4 若通入的氯气是不足量的 则还有可能留下nabr 点拨 要注意优先原理的应用 越易失电子的物质 失去后就越难得到电子 越易得到电子的物质 得到后就越难失去电子 当一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时 还原性最强的优先发生反应 同理 一种还原剂遇多种氧化剂时 氧化性最强的优先发生反应 参考答案 a 迁移训练3 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 6fei22fecl3 4fei3b cl2 fei2fecl2 i2c co2o3 6hcl2cocl2 cl2 3h2od 2fe3 2i 2fe2 i2 解析 由于还原性i fe2 故a不可能发生 b d可能发生 又因为氧化性co2o3 cl2 故c也可能发生 a 典例4 神七 登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章 1 火箭升空时 由于与大气层的剧烈摩擦 产生高温 为了防止火箭温度过高 在火箭一面涂上一种特殊的涂料 该涂料的性质最可能的是 a 在高温下不融化b 在高温下可分解气化c 在常温下就分解气化d 该涂料不可能发生分解 解析 防止火箭温度过高 即应该在温度较高的情况下能气化降温 b 2 火箭升空需要高能的燃料 经常是用n2o4和n2h4作为燃料 其反应的方程式是 n2o4 n2h4 n2 h2o 请配平该反应方程式 n2o4 n2h4 n2 h2o该反应中被氧化的原子与被还原的原子的物质的量之比是 这个反应应用于火箭推进器 除释放大量的热和快速产生大量气体外 还有一个很大的优点是 解析 2 配平的关键是将化合价的升降标注清楚 n2o4中n为 4价 n2h4中n为 2价 反应后均生成n2 所以n2h4的化学计量数应为n2o4的2倍 1 2 3 4 2 1 产物无污染 迁移训练4 将no zn oh h2onh3 zn oh 配平后 离子方程式中h2o的化学计量数是 a 2b 3c 6d 8 解析 用化合价升降法配平得方程式 no 4zn 7oh 6h2o nh3 4zn oh 参考答案 c 探究点一氧化还原反应的概念分析及计算 1 解答氧化还原反应概念题的两个关键是 1 要理清知识线索 2 要明确解题的方法思路找变价 判类型 分升降 定其他 其中 找变价 是非常关键的一步 特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应 必须弄清它的变化情况 2 氧化还原反应的相关计算 1 基本方法 得失电子守恒法对于氧化还原反应的计算 关键是氧化还原反应的实质 得失电子守恒 列出守恒关系求解 即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 2 特殊题型对于多步连续进行的氧化还原反应 只要中间各步反应过程中电子无损耗 可直接根据起始物和最终产物得失电子相等 删去中间产物 建立二者的守恒关系 迅速求解 例如 则cu失去电子的物质的量等于h2o2得电子的物质的量 忽略hno3参加反应的过程 例1 在浓盐酸中h3aso3与sncl2反应的离子方程式为 3sn2 2h3aso3 6h 18cl 2as 3sncl62 6m 关于该反应的说法中正确的组合是 氧化剂是h3aso3 还原性 cl as 每生成1molas 反应中转移电子的物质的量为3mol m为oh sncl62 是氧化产物a b c d 只有 b 解析 此反应中sncl2 sncl62 锡元素价态升高 则sncl2是还原剂 sncl62 是氧化产物 故 正确 h3aso3 as中 as元素的化合价降低 故h3aso3是氧化剂 则生成1molas 转移电子的物质的量为3mol 故 正确 cl 不是还原剂 故 错误 由电荷守恒知m为h2o 故 错误 点评 氧化还原反应的概念分析是解决氧化还原反应所有题目的基础 而找变价是氧化还原反应有关概念分析的关键 二氧化氯是目前国际上公认的新一代高效 广谱 安全杀菌剂 可采用氯酸钠 naclo3 与浓盐酸反应的方法制备 此法的缺点主要是在得到二氧化氯的同时产生了大量的氯气 下列有关该反应的说法不正确的是 a 二氧化氯中cl的化合价为 1b 制备二氧化氯的反应中 naclo3是氧化剂 hcl是还原剂c 二氧化氯是naclo3的还原产物d 生成标准状况下的22 4l二氧化氯时转移电子1mol a 解析 clo2中cl的化合价为 4 o的化合价为 2 a项错误 制备clo2的化学方程式为 2naclo3 4hcl 浓 2nacl 2clo2 cl2 2h2o 由此可知 选项b c d正确 例2 在过量的稀硫酸溶液中加入5 6gfe粉 待反应完全后 再加入50ml0 5mol l 1kno3溶液 恰好反应完全 该反应的方程式为 feso4 kno3 h2so4 k2so4 fe2 so4 3 nxoy h2o 则对该反应的下列说法正确的是 a 反应中还原产物是nob 氧化产物和还原产物的物质的量之比为1 4c 反应过程中转移的电子数为8e d 化学方程式中按物质顺序的化学计量数是 8 2 5 1 4 1 5 d 解析 设还原产物中n的化合价为a 由电子守恒可得 1 0 5mol l 1 50 10 3l 5 a 解得a 1 所以还原产物为n2o 由得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式得8feso4 2kno3 5h2so4 k2so4 4fe2 so4 3 n2o 5h2o 由化学方程式可知氧化产物和还原产物的物质的量之比为4 1 反应过程中转移的电子数为0 1 6 02 1023 点评 守恒定律是自然界最重要的基本定律 是化学科学的基础 在化学反应中 守恒包括原子守恒 电荷守恒 得失电子守恒等 任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒 电荷守恒即反应前后阴 阳离子所带电荷数必须相等 原子守恒 或称质量守恒 也就是反应前后各元素原子个数相等 得失电子守恒是指在氧化还原反应中 失电子总数一定等于得电子总数 即得失电子数目保持守恒 守恒法是解答化学计算题最常用的方法之一 某含铬 cr2o72 废水用硫酸亚铁铵 feso4 nh4 2so4 6h2o 处理 反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀 该沉淀经干燥后得到nmolfeo feycrxo3 不考虑处理过程中的实际损耗 下列叙述错误的是 a 消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n 2 x b 处理废水中的cr2o的物质的量为nx 2c 反应中发生转移的电子数为3nxmold 在feo feycrxo3中 3x y a 解析 cr2o72 中cr的化合价为 6价 具有强氧化性 被 2价铁还原为 3价 根据生成物的化学式可判断部分铁被氧化 被氧化的铁的化合价升高为 3价 因此根据得失电子守恒d项正确 铬元素的化合价由 6价降低为 3价 即1molcr得到3mol电子 因此c项正确 由质量守恒判断b项也正确 探究点二氧化还原反应的基本规律 1 物质氧化性 还原性强弱的判断物质氧化性 还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度 与得失电子的数目无关 可从 热 冷 温度 浓 稀 浓度 易 难 反应条件 剧烈程度 以及金属活动性顺序表 元素在周期表中的位置 原电池原理 电解池中离子的放电顺序等角度判断 还要学会从化学反应方向的角度判断 剂 物 同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性 还原剂的还原性大于还原产物的还原性 特别注意 1 含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性 如 hclo的氧化性强于hclo4 稀硫酸无强氧化性 2 物质的氧化性 还原性是相对的 如h2o2与mno4 反应作还原剂 与i fe2 s2 so32 反应作氧化剂 3 反应环境对物质氧化性 还原性的影响 no只有在酸性条件下才有强氧化性 而clo 无论在酸性 中性 还是在碱性条件下都有强氧化性 4 利用原电池正 负极判断金属的还原性时 要注意al和fe的特殊性 如mg al naoh溶液形成的原电池中mg作正极 al作负极 al或fe cu 浓硝酸形成的原电池中 al或铁为正极 cu为负极 2 氧化还原反应的一般规律 1 得失电子守恒规律 2 价态与表现性质规律 最高价态的元素只有氧化性 最低价态的元素只有还原性 中间价态的元素既有氧化性又有还原性 3 性质强弱规律 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 如 2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 氧化性 fe3 cu2 还原性 cu fe2 4 反应先后规律 如把cl2通入febr2溶液中 由于还原性fe2 br 当通入少量cl2时 根据先后规律 cl2首先将fe2 氧化 但cl2足量时 就可将fe2 br 一并氧化 5 价态归中规律 即同种元素不同价态之间的反应 高价态的元素化合价降低 低价态的元素化合价升高 但升高与降低的化合价不能相交 如kclo3 6hcl kcl 3cl2 3h2o 氯酸钾中cl元素的化合价由 5价降低到0价 而非 1价 作还原剂的hcl是5mol 而不是6mol 利用此规律可根据化合价判断混合体系中氧化剂 还原剂及氧化产物 还原产物 如某一混合体系有n2o feso4 fe no3 3 hno3和fe2 so4 3 则氧化剂为hno3 氧化产物为fe no3 3和fe2 so4 3 还原剂为feso4 还原产物为n2o 6 邻位价态规律 氧化还原反应发生时 其价态一般先变为邻位价态 如cl 一般被氧化成cl2 而不是更高价态的氯元素 s2 一般被氧化成s单质 而s单质一般被氧化成so2 但clo clo3 作氧化剂时 一般被还原成cl 而不是cl2 clo clo3 与cl 在酸性条件下发生归中反应生成cl2除外 7 歧化原则 中间价态 高价态 低价态 一般有 中间价态物质可以在碱液中歧化 而歧化产物又可以在酸液中发生归中反应 3s 6oh 2s2 so32 3h2o 2s2 so32 6h 3s 3h2o 记忆口诀 高氧低还中两性 归中靠拢不交叉 歧化反应价升降 相邻价态不反应 例3 根据下表信息 下列叙述中正确的是 a 表中 组反应的氧化产物只能是fecl3b 氧化性强弱比较 kmno4 fe3 cl2 fe2 c 的离子方程式配平后 h 的化学计量数为16d 表中 还原产物是kcl c 解析 fe2 的还原性强于br 因此向febr2溶液中通入cl2时优先氧化fe2 故其氧化产物有fecl3 也可能有br2 a b两项错误 表中 发生的是 归中反应 其氧化产物和还原产物都是氯气 d项错误 根据电子守恒配平 的离子方程式为2mno4 10cl 16h 5cl2 2mn2 8h2o c项正确 点评 在可能发生多个氧化还原反应的体系中 按氧化还原反应的 先后反应规律 分析问题 能优化思维过程 形成有序 条理的解题思路 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 4fei3b cl2 fei2 fecl2 i2c co2o3 6hcl 2cocl2 cl2 3h2od 2fe3 2i 2fe2 i2 a 解析 找出选项中反应的氧化剂与氧化产物 根据氧化性 氧化剂 氧化产物 若符合题干中的氧化性顺序co2o3 cl2 fecl3 i2就可以发生 可知b c d项都符合 正确 a项中cl2应先氧化i 再氧化fe2 反应方程式应为 3cl2 2fei2 2fecl3 2i2 故a错误 已知 还原性hso3 i 氧化性io3 i2 在含3molnahso3的溶液中逐滴加入kio3溶液 加入kio3和析出i2的物质的量的关系曲线如图3 1所示 下列有关说法正确的是 a 当溶液中n i n i2 1 1时 加入的n kio3 9