高考化学一轮复习 第二章 化学物质及其变化 2.3 氧化还原反应课件.ppt

第三节氧化还原反应 考点一氧化还原反应的基本概念 基础回顾 一 氧化还原反应1 本质和特征 电子转移 得失或偏移 化合价 2 相关概念及其关系 简单概括为 升失氧 降得还 剂性一致 其他相反 例如 反应mno2 4hcl 浓 mncl2 cl2 2h2o中 氧化剂是 还原剂是 氧化产物是 生成1molcl2时转移电子数目为 被氧化的hcl的物质的量是 盐酸表现的性质是 和 mno2 hcl cl2 2na 2mol 还原性 酸性 3 氧化还原反应中电子转移的表示方法 1 双线桥法 请标出cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目 2 单线桥法 请标出cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目 4 氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系 根据下图 将下面反应类型的序号填入下表中 根据上表总结四种基本反应类型与氧化还原反应的关系 1 一定属于氧化还原反应的是 反应 2 一定不属于氧化还原反应的是 反应 3 有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应 一定是氧化还原反应 置换 复分解 二 常见的氧化剂与还原剂1 常见氧化剂 包括某些活泼的非金属单质 含有高价态元素的化合物 某些氧化物和过氧化物等 如 cl so2 no或no2 mn2 fe2 或fe 2 常见还原剂 包括活泼的金属单质 某些非金属单质 元素处于低价态时的物质 化合物 金属离子 非金属离子 氢化物等 如 zn2 h co2 fe3 s i2 3 具有中间价态的物质既有氧化性 又有还原性 fe3 fe s o2 h2o 其中 fe2 主要表现 性 h2o2主要表现 性 还原 氧化 思维诊断 正确的打 错误的打 1 非金属阴离子只具有还原性 金属阳离子只具有氧化性 提示 像fe2 处于中间价态 既有氧化性又有还原性 2 有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应 提示 同素异形体之间的转化 如o2与o3之间的相互转化 不是氧化还原反应 3 元素由化合态变成游离态时 可能被氧化 也可能被还原 提示 从化合态变为游离态 元素化合价可能升高也可能降低 如加热hgo分解 hg化合价降低 被还原 o化合价升高 被氧化 4 金属单质只有还原性 非金属单质只有氧化性 提示 金属单质只有还原性 非金属单质如cl2与水反应时既表现氧化性又表现还原性 5 so2具有氧化性 可用于漂白纸浆 提示 so2具有氧化性 但so2的漂白性与其氧化性无关 so2的漂白性是因为其与有色物质化合生成无色不稳定的物质 6 化学反应中失去电子越多的原子 还原性越强 提示 原子的还原性与失电子数目无关 如化学反应中na失去1个电子 al失去3个电子 但还原性na al 方法点拨 根据化学式判断陌生元素化合价 1 判断化合物陌生元素的化合价 可通过化合物总化合价为零的原则进行推算 如naclo2中na为 1价 o为 2价 则cl的化合价为 3 2 在某些化合物中 很多非金属元素存在变价 我们还应根据结构理解元素化合价的特点 如hcn的结构式为h c n h与c比较 h吸引电子能力较弱 h为 1价 c与n比较 n吸引电子能力较强 n显 3价 则c为 2价 3 明确一些特殊物质中元素的化合价 cufes2 k2feo4 li2nh linh2 aln na2s2o3 m c2 cuh fe si3n4 题组过关 1 rj必修1 p38改编题 下列反应属于氧化还原反应 但hcl既不是还原剂也不是氧化剂的是 a caco3 2hcl cacl2 co2 h2ob fe 2hcl fecl2 h2 c pbo2 4hcl 浓 pbcl2 cl2 2h2od 2cao2 4hcl 2cacl2 2h2o o2 解析 选d a反应不是氧化还原反应 b c d均为氧化还原反应 其中b中hcl为氧化剂 c中hcl为还原剂 只有d中hcl既不是还原剂也不是氧化剂 因此d正确 2 2018 兰州模拟 在反应3s 6koh 2k2s k2so3 3h2o中 被氧化的硫与被还原的硫的物质的量之比为导学号79100020 a 2 1b 1 3c 3 1d 1 2 解析 选d 在反应3s 6koh 2k2s k2so3 3h2o中 只有硫元素的化合价发生变化 氧化剂和还原剂都是s 反应中s k2s s化合价降低 则s被还原 s k2so3 s化合价升高 则s被氧化 由生成物可知 被氧化与被还原的s的物质的量之比为1 2 故选d 3 2018 成都模拟 一定条件下 碘单质与砹单质以等物质的量进行反应可得ati 它与zn nh3能发生反应 化学方程式如下 2ati 2zn zni2 znat2 ati 2nh3 l nh4i atnh2 下列叙述正确的是 a zni2既是氧化产物 又是还原产物b znat2既是氧化产物 又是还原产物c ati与液氨反应 ati既是氧化剂 又是还原剂d ati与zn反应 ati既是氧化剂 又是还原剂 解析 选b 在ati中 因碘和砹属于同一主族 根据元素周期律可知 碘的非金属性比砹的强 所以在ati中 at为 1价 i为 1价 根据2ati 2zn zni2 znat2可知 zn的化合价从0价升高到 2价 是还原剂 而在ati和zni2中i的化合价均为 1价 所以i的化合价没有变化 则ati只是氧化剂 不是还原剂 zni2只是氧化产 物而不是还原产物 在znat2中at的化合价是 1价 则at的化合价从 1价降低到 1价 所以znat2既是氧化产物又是还原产物 故a d错误 b正确 c项 因为nh4i中i为 1价 在atnh2中at为 1价 所以ati与液氨反应时没有化合价的变化 则ati既不是氧化剂 又不是还原剂 故c错误 加固训练 1 下列各反应中 水既不是氧化剂 又不是还原剂 且反应属于氧化还原反应的是 a 氟气和水b 铝与氢氧化钠溶液c 二氧化氮和水d 五氧化二磷与冷水 解析 选c a反应中f的化合价降低 水中o的化合价升高 水作还原剂 故a不选 b反应中al的化合价升高 水中h的化合价降低 水作氧化剂 故b不选 c反应中n的化合价既升高又降低 而水中元素的化合价不变 所以水既不是氧化剂 又不是还原剂 故c选 d反应中没有元素的化合价变化 该反应不是氧化还原反应 故d不选 2 下列化学方程式中电子转移方向 数目正确的是 解析 选d a中电子转移数为1e 且电子的得失错误 b中电子转移方向和数目错误 应为 c中用单线桥法表示电子转移时 箭头的方向即为电子转移的方向 因此不需要在线桥上标注电子的得失 d正确 考点二氧化还原反应的基本规律及应用 基础回顾 1 得失电子守恒 氧化剂得电子物质的量 还原剂失电子物质的量 守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题 如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种 no feso4 fe no3 3 h2o hno3和fe2 so4 3 已知hno3为反应物 则该氧化还原反应中还原剂是 还原产物是 当有1molhno3被还原 转移 mol电子 消耗还原剂 mol feso4 no 3 3 2 价态规律 元素处于最高价 只有氧化性 元素处于最低价 只有还原性 元素处于中间价态 既有氧化性又有还原性 如fe3 cu2 只有氧化性 s2 i 只有还原性 cl2 fe2 既有氧化性又有还原性 物质若含有多种元素 其性质是这些元素性质的综合体现 如hcl 既有氧化性 由氢元素表现出的性质 又有还原性 由氯元素表现出的性质 3 强弱规律 1 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 如根据反应cl2 s2 s 2cl 可以确定氧化性 还原性 cl2 s s2 cl 2 在浓度相差不大的溶液中 同时含有几种还原剂 氧化剂 加入同种氧化剂 还原剂 则还原性 氧化性 强的物质首先被氧化 被还原 如febr2溶液中通入少量cl2 因为还原性 所以 先被cl2氧化 在含有fe3 cu2 的溶液中加入铁粉 因为氧化性 因此铁粉先与 反应 fe2 br fe2 fe3 cu2 fe3 4 歧化规律 某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化 如cl2与naoh溶液反应为歧化反应 反应中1molcl2反应时转移电子数为 na 5 归中规律 1 同种元素的高价态氧化低价态的时候 遵循的规律可简单概括为 高到高 低到低 只靠拢 不交叉 如在反应h2s h2so4 浓 s so2 2h2o中 氧化产物是 还原产物是 1molh2s反应时转移电子数是 s so2 2na 2 同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应 当存在中间价态时 同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应 若无中间价态则不能反应 如浓硫酸和so2不能反应 思维诊断 正确的打 错误的打 1 在fe no3 3溶液中通入so2气体 溶液颜色先变为浅绿色 又变为棕黄色 说明氧化性fe3 hno3 提示 开始溶液酸性较弱 fe3 先氧化了so2生成了fe2 和 随反应的进行 溶液酸性增强 hno3又氧化fe2 生成fe3 说明氧化性hno3 fe3 2 根据反应so2 2h2o i2 h2so4 2hi 可知so2的氧化性比hi的强 提示 在反应中 so2为还原剂 hi为还原产物 因此还原性 so2 hi 3 在h2o2 cl2 2hcl o2反应中 每生成32g氧气 则转移2na个电子 提示 在反应h2o2 cl2 2hcl o2中 每生成1molo2转移2mol电子 则每生成32g氧气转移2na个电子 4 重铬酸铵 nh4 2cr2o7 受热发生氧化还原反应 则分解产物可能是cro3 n2和h2o 提示 重铬酸铵中铬元素化合价为 6价 只能降低 氮元素化合价为 3价 只能升高 因此分解产物不可能是cro3 5 铜与浓硝酸反应生成no2 与稀硝酸反应生成no 说明氧化性稀硝酸大于浓硝酸 提示 不能根据反应后还原产物的化合价判断物质的氧化性强弱 铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应更剧烈 浓硝酸的氧化性大于稀硝酸 6 元素的化合价越高 氧化性一定越强 提示 一般具有变价的元素 其化合价越高氧化性越强 但也有一些特例 如高氯酸的氧化性弱于次氯酸 典题探究 角度一强弱规律 典题1 2018 淄博模拟 已知反应 2 cl2 br2 2 5cl2 i2 6h2o 2hio3 10hcl 5cl 6h 3cl2 3h2o 下列物质氧化能力强弱顺序正确的是导学号79100021 解析 选c 根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性 则 中氧化性 中氧化性 cl2 i 中氧化性 cl cl2 因此有br cl cl2 i 故选项c正确 典题2 2018 长沙模拟 已知酸性高锰酸钾溶液可以将feso4氧化 反应方程式为2kmno4 10feso4 8h2so4 k2so4 2mnso4 5fe2 so4 3 8h2o 现将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合 充分反应后再向所得溶液中加入ki溶液 混合溶液中铁离 子的物质的量随加入的ki的物质的量的变化关系如图所示 则下列有关说法错误的是 导学号79100022 a 图中ab段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应b 图中bc段发生的反应为2fe3 2i 2fe2 i2c 根据oc段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为1 25mold 根据oc段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0 25mol 解析 选c 在ab段 开始时fe3 的浓度不变 则说明fe3 没有与i 反应 所以只能是与feso4反应时剩余的kmno4与i 发生了反应 所以a正确 bc段 fe3 的浓度逐渐减小直到为0 说明是fe3 与i 发生了反应 反应的离子方程式是2fe3 2i 2fe2 i2 故b正确 c项 根据a项分析可知 高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应时 高锰酸钾剩余 则硫酸亚铁完全反应 fe2 全部变为fe3 再根据b项分析可知 bc段发生的是fe3 与i 反应 此时消耗n i 1 25 0 5 mol 0 75mol 则由关系式 1fe2 1fe3 1i 得n fe2 0 75mol 即硫酸亚铁的物质的量应为0 75mol 所以c错误 根据c项得出的数据n feso4 0 75mol 根据得失电子守恒可 得关系式 1kmno4 5feso4 所以与feso4反应的n kmno4 0 15mol 根据得失电子守恒ab段存在关系式 1 5i ab段消耗n i 0 5mol 所以与i 反应的kmno4是0 1mol 因此kmno4共有0 15mol 0 1mol 0 25mol 故d正确 归纳提升 氧化性 还原性强弱比较的方法方法一 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 方法二 据 三表 判断 1 根据元素周期表判断 2 根据金属活动性顺序判断 3 根据非金属活动性顺序判断 方法三 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 角度二归中与歧化规律 典题3 已知x y z w q均为含氮化合物 它们在一定条件下有如下转换关系 未配平 1 x w o2 2 z y naoh h2o w 3 y so2 z so3 4 q y z h2o 5 x cu h2so4 浓 cu2 y 则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为 a x y z w qb x z y q wc x y w z qd w x z q y 解析 选c 1 x w o2中 x中氧元素失电子化合价升高 则氮元素得电子化合价降低 所以氮元素化合价x w 3 y so2 z so3中 硫元素化合价升高 则y中氮元素化合价降低 所以氮元素化合价y z 2 z y naoh h2o w为归中反应 则氮元素化合价w处于z和y中间 结合反应 3 可知 氮元素化合价y w z 4 q y z h2o为归中反应 z处于q和y之间 根据 3 知 y z 所以z q 5 x cu h2so4 浓 cu2 y 铜元素化合价升高 则x化合价降低生成y 所以氮元素化合价 x y 所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为x y w z q 题组过关 1 已知下列实验事实 cr2o3固体既能溶于koh溶液得到kcro2溶液 又能溶于硫酸得到cr2 so4 3溶液 向kcro2溶液中滴加h2o2溶液 再酸化 可得k2cr2o7溶液 将k2cr2o7溶液滴加到淀粉和ki的混合溶液中 溶液变蓝 下列判断不正确的是 a 化合物kcro2中cr为 3价b 实验 证明cr2o3是两性氧化物c 实验 证明h2o2既有氧化性又有还原性d 实验 证明氧化性 i2 解析 选c 化合物kcro2中 k为 1价 o为 2价 由化合物中正负化合价的代数和为0 则cr为 3价 故a正确 由反应 可知 氧化铬与酸 碱反应生成盐和水 为两性氧化物 故b正确 实验 中发生氧化还原反应 cr的化合价由 3价升高为 6价 则过氧化氢中o的化合价降低 所以证明h2o2有氧化性 故c错误 由 中 溶液变蓝 生成碘单质可知 发生氧化还原反应 cr的化合价降低 i的化合价升高 可证明氧化性为 i2 故d正确 2 2018 南昌模拟 已知常温下 溶液中能发生如下反应 2r z2 r2 2z 16h 10z 2x 2x2 5z2 8h2o 2m2 r2 2m3 2r 由此判断 下列说法中正确的是 a z2 2m2 2m3 2z 不可以进行b z元素在 反应中都发生还原反应 c x2 是还原剂x的还原产物d 各粒子氧化性由强到弱的顺序是x z2 r2 m3 解析 选d 氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性 则根据反应 可知氧化性是z2 r2 根据反应 可知氧化性是x z2 根据反应 可知氧化性是r2 m3 所以氧化性由强到弱的顺序是x z2 r2 m3 所以反应z2 2m2 2m3 2z 可以进行 a错误 z元素在 反应中化合价降低 发生还原反应 反应z元素化合价升 高 发生氧化反应 b错误 x2 是氧化剂x的还原产物 c错误 根据以上分析可知各粒子氧化性由强到弱的顺序是x z2 r2 m3 d正确 加固训练 1 实验室常用nano2与nh4cl两种物质的浓溶液混合共热制取少量n2 下列关于该反应的说法中不正确的是 a 该反应产物除n2外还有nacl和h2ob nano2是氧化剂 nh4cl是还原剂 c 每生成2 24l标准状况下n2转移0 6mol电子d 氧化产物和还原产物均为n2 解析 选c nano2与nh4cl发生的反应是nano2 nh4cl n2 nacl 2h2o 根据反应方程式 产物是n2 nacl和h2o 故a说法正确 nano2中n的化合价由 3价 0 化合价降低 作氧化剂 nh4cl中n的化合价由 3价 0价 化合价升高 作还原剂 故b说法正确 根据反应方程式 生成1moln2 转移电子3mol 则生成0 1moln2转移电子0 3mol 故c说法错误 n2既是氧化产物又是还原产物 故d说法正确 2 2018 枣阳模拟 根据反应 可以判断下列4种物质的氧化性由强到弱的正确顺序是 cl2 2ki 2kcl i2 2fecl2 cl2 2fecl3 2fecl3 2hi 2fecl2 2hcl i2 h2s i2 s 2hi a s i2 fe3 cl2b cl2 fe3 i2 sc fe3 cl2 s i2d cl2 i2 fe3 s 解析 选b 氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物 中氧化性 cl2 i2 中氧化性 cl2 fe3 中氧化性 fe3 i2 中氧化性 i2 s 最终可知氧化性cl2 fe3 i2 s b正确 考点三氧化还原反应方程式的配平与相关计算 基础回顾 1 氧化还原反应方程式的配平 1 配平原则 得失电子 质量 电荷 2 常用方法 化合价升降法 基本步骤 最小公倍数 2 氧化还原反应的计算 得失电子守恒 典题探究 角度一氧化还原反应的书写和配平 典题1 2017 全国卷 节选 li4ti5o12和lifepo4都是锂离子电池的电极材料 可利用钛铁矿 主要成分为fetio3 还含有少量mgo sio2等杂质 来制备 工艺流程如下 回答下列问题 1 酸浸 后 钛主要以tioc形式存在 写出相应反应的离子方程式 2 写出 高温煅烧 中由fepo4制备lifepo4的化学方程式 解析 1 酸浸 时用盐酸溶解fetio3生成tioc时 发生反应的离子方程式为fetio3 4h 4cl fe2 tioc 2h2o 2 高温下fepo4与li2co3和h2c2o4混合加热可得lifepo4 根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2fepo4 li2co3 h2c2o42lifepo4 h2o 3co2 答案 1 fetio3 4h 4cl fe2 tioc 2h2o 2 2fepo4 li2co3 h2c2o42lifepo4 h2o 3co2 母题变式 1 写出滤液 与双氧水 磷酸反应生成fepo4沉淀的离子方程式 提示 2fe2 2h3po4 h2o2 2fepo4 2h2o 4h 2 若采用钛酸锂 li4ti5o12 和磷酸亚铁锂 lifepo4 作电极组成电池 其工作原理为li4ti5o12 3lifepo4li7ti5o12 3fepo4 该电池充电时阳极反应式是 提示 lifepo4 e fepo4 li 充电时 阳极发生氧化反应 lifepo4失去电子生成fepo4 电极反应为lifepo4 e fepo4 li 角度二氧化还原反应的计算 典题2 2018 长沙模拟 已知cu2o与硝酸反应的化学方程式为3cu2o 14hno3 6cu no3 2 2no 7h2o 若生成no的体积为0 448l 标准状况下 下列说法正确的是 a 被氧化的cu2o为1 44gb 作氧化剂的硝酸为0 14molc 至少需0 5mol l 1硝酸140ml与cu2o反应d 转移的电子总数为0 06na 解析 选d 根据cu2o与硝酸反应的方程式3cu2o 14hno3 6cu no3 2 2no 7h2o可知反应中cu从 1价升高到 2价 n从 5价降低到 2价 反应中转移电子数为6 若生成no的体积为0 448l 标准状况下 物质的量是0 448l 22 4l mol 1 0 02mol 根据方程式可知消耗0 03molcu2o 0 14molhno3 a 反应中 消耗0 03molcu2o 其质量为144g mol 1 0 03mol 4 32g a错误 b 反应中消耗0 14molhno3 其中作氧化剂的硝酸为0 02mol b错误 c 反应中消耗0 14molhno3 则需0 5moi l 1硝酸的体积为0 14mol 0 5mol l 1 0 28l 280ml c错误 d 3cu2o 14hno3 6cu no3 2 2no 7h2o反应中转移电子数为6 则生成0 02molno时 转移电子为0 06mol d正确 题组过关 1 rj必修1 p42改编题 我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉 硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的 爆炸时除生成n2和co2外 还生成一种盐 则反应中转移4mol电子时 生成n2的物质的量是 a 1molb molc mold mol 解析 选c 根据题意 黑火药爆炸发生的反应为s 2kno3 3c k2s n2 3co2 反应中c为还原剂 s和kno3为氧化剂 反应中3c n2 12e 因此反应中转移4mol电子时生成moln2 2 已知24ml浓度为0 05mol l 1的na2so3溶液恰好与vml浓度为0 02mol l 1的k2cr2o7溶液完全反应 又知na2so3被k2cr2o7氧化为na2so4 元素cr在还原产物中的化合价为 3价 则所需k2cr2o7溶液体积v为导学号79100023 a 10b 20c 30d 40 解析 选b na2so3被氧化为na2so4 s元素化合价由 4价升高为 6价 k2cr2o7中cr发生还原反应 由 6价降低为 3 根据电子转移守恒 则24 10 3l 0 05mol l 1 6 4 v 0 02mol l 1 2 6 3 解得v 0 02l 即为20ml 3 2018 商丘模拟 三氟化氮 nf3 氟只有两种价态 1 0 是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体 它在潮湿的环境中能发生反应 3nf3 5h2o 2no hno3 9hf 下列有关该反应的说法正确的是 导学号79100024