高考化学 第二章 第三节 氧化还原反应课件 新人教版.ppt

第三节氧化还原反应 一 氧化还原反应1 本质和特征 电子转移 得失或偏移 元素的化合价发生变化 2 反应关系 例如 反应4hcl 浓 mno2mncl2 cl2 2h2o中 氧化剂是 氧化产物是 生成1molcl2时转移电子的物质的量为 被氧化的hcl的物质的量是 mno2 cl2 2mol 2mol 3 氧化还原反应与其他反应间的关系 1 与四种基本类型的关系 2 与电极反应的关系 原电池 负极 氧化反应 正极 还原反应 电解池 阳极 氧化反应 阴极 还原反应 二 氧化还原反应中电子转移的表示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 三 常见的氧化剂和还原剂1 常见氧化剂 x no或no2 so2 fe2 或fe mn2 2 常见还原剂 1 活泼的金属单质 如na k zn fe等 2 某些活泼的非金属单质 如h2 c si等 3 元素处于低价态时的物质 如co so2 fe2 s2 i 等 3 具有中间价态的物质既有氧化性 又有还原性其中 主要表现 性 h2o2主要表现 性 fe3 fe o2 h2o s 还原 氧化 思考辨析 1 氧化还原反应中的反应物 不是氧化剂就是还原剂 分析 在氧化还原反应中 有些反应物既不是氧化剂也不是还原剂 有些既是氧化剂 又是还原剂 如cl2 h2o hclo hcl中的h2o和cl2 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 分析 不一定 同素异形体之间的转化不是氧化还原反应 如3o22o3 3 2012 山东高考 化合反应均为氧化还原反应 分析 有些化合反应不属于氧化还原反应 如h2o co2 h2co3 na2o h2o 2naoh 4 某元素从游离态变为化合态 该元素一定被氧化 分析 元素从游离态变为化合态 也可能被还原 如br2 2nai 2nabr i2中的溴元素 5 非金属阴离子只具有还原性 金属阳离子只具有氧化性 分析 简单的非金属阴离子只具有还原性 但像既有氧化性又有还原性 有些金属阳离子不只具有氧化性 如fe2 既具有氧化性又具有还原性 考点1氧化还原反应中的 三大规律 规律一 三种守恒关系 1 质量守恒 反应前后元素的种类和质量不变 2 电子守恒 即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数 这是配平氧化还原反应方程式的依据 也是有关氧化还原反应计算的依据 3 电荷守恒 离子方程式中 反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等 书写氧化还原反应的离子方程式 时要注意满足电荷守恒 如fe3 cu fe2 cu2 错误 2fe3 cu 2fe2 cu2 正确 规律二 价态归中 互不交叉 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为 价态相邻能共存 价态相间能归中 归中价态不交叉 价升价降只靠拢 如 规律三 强易弱难 先强后弱 在浓度相差不大的溶液中 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 知识链接 电化学原理与氧化还原反应 1 原电池反应和电解池反应都是氧化还原反应 两极得失电子总数也相等 2 判断电解池中电解质溶液中离子的放电顺序时 也要遵循 强易弱难 先强后弱 的规律 典例1 2013 东丽区模拟 根据表中信息判断 下列选项不正确的是 a 第 组反应的其余产物为h2o和o2b 第 组反应中cl2与febr2的物质的量之比为1 2c 第 组反应中生成1molcl2 转移电子2mold 氧化性由强到弱的顺序为 cl2 fe3 br2 解题指导 解答本题要注意2点 1 h2o2作还原剂时 氧化产物为氧气 2 根据氧化还原方程式可判断物质氧化性的强弱 解析 选d 由kmno4变为mnso4可知 锰元素化合价降低 故mnso4是还原产物 h2o2是还原剂 o2是氧化产物 同时还会生成h2o 其反应离子方程式为2 5h2o2 6h 5o2 2mn2 8h2o a项正确 cl2与febr2反应 当cl2少量时只氧化还原性较强的fe2 当cl2足量时可氧化fe2 和br 由产物是fecl3和febr3可知 cl2量不足 发生反应的离子方程式为3cl2 6febr2 2fecl3 4febr3 故b项正确 根据 中的产物可知 发生反应的离子方程式为2 10cl 16h 5cl2 2mn2 8h2o 生成1molcl2 转移2mol电子 c项正确 分析 中的反应方程式可知氧化性强弱顺序为 cl2 fe3 根据以上三个反应无法确定fe3 与br2的氧化性强弱 d项错误 互动探究 1 当反应 中氯气足量时 发生反应的离子方程式应如何书写 提示 当cl2足量时 fe2 和br 均被完全氧化 离子方程式为3cl2 2fe2 4br 2fe3 6cl 2br2 2 请举出一个h2o2既作氧化剂又作还原剂的化学反应 写出反应方程式 提示 2h2o22h2o o2 考点2氧化性 还原性强弱判断的方法 方法一 依据反应原理 还原性强 氧化性强 氧化性较弱 还原性较弱 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 依据金属活动性顺序 方法三 依据元素周期表 方法四 依据电化学原理 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 方法五 依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低 反应越剧烈 对应物质的氧化性或还原性越强 如是否加热 反应温度高低 有无催化剂和反应物浓度大小等 例如 根据2na 2h2o 2naoh h2 mg 2h2omg oh 2 h2 可以推知还原性na mg 方法六 依据氧化还原反应的程度相同条件下 不同氧化剂作用于同一种还原剂 氧化产物价态高的其氧化性强 例如 根据2fe 3cl22fecl3 fe sfes 可以推知氧化性 cl2 s 高考警示 1 物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易程度 与得失电子的数目无关 如但还原性na al 2 对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应 如cl2 h2o hclo hcl 不能根据反应方程式判断物质氧化性 还原性的强弱 3 元素处于最高价态时只有氧化性 但不一定有强氧化性 如na 同理 元素处于最低价态时也不一定具有强还原性 典例2 2013 北京海淀区模拟 在一定条件下 下列微粒的还原性顺序为cl br fe2 i so2 由此判断以下各反应在溶液中不能发生的是 a 2fe3 so2 2h2o 2fe2 4h b 2fe2 cl2 2fe3 2cl c 2br 4h so2 br2 2h2od i2 so2 2h2o 4h 2i 解题指南 解答本题时可以先假设反应能够发生 然后将由反应得到的氧化性 还原性的强弱关系与已知信息比较 解析 选c 由题意 cl br fe2 i so2 知还原性br so2 c项违背氧化还原反应的强弱规律 正确的写法应为so2 br2 2h2o 2br 4h 互动探究 1 根据题目信息判断 写出在fei2溶液中通入少量cl2时反应的离子方程式 通入过量cl2时反应的离子方程式 2 在溶液中 cl br fe2 i 四种离子能与fe3 大量共存的是哪种 对不能共存的离子试用离子方程式表示不能共存的原因 提示 1 由于离子的还原性 i fe2 cl 在溶液中通入氯气 i 首先发生反应 因此通入少量氯气的离子方程式为2i cl2 2cl i2 若通入过量的氯气 溶液中的fe2 i 均会反应 离子方程式为 2fe2 4i 3cl2 2fe3 6cl 2i2 2 在溶液中 cl br fe2 与fe3 不反应 可以共存 fe3 可氧化i 生成单质碘 反应为2fe3 2i 2fe2 i2 考点3氧化还原反应方程式的配平及有关计算1 氧化还原反应方程式的配平方法 1 一般氧化还原反应方程式的配平 化合价升降法 2 缺项氧化还原反应方程式的配平 缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来 一般为水 酸或碱 方法先用 化合价升降法 配平含有变价元素的物质的化学计量数 然后由原子守恒确定未知物 再根据原子守恒进行配平 补项原则 2 计算方法 电子守恒法 1 应用电子守恒解题的一般步骤 一 二 三 一找各物质 找出氧化剂 还原剂及相应的还原产物和氧化产物 二定得失数 确定一个原子或离子得失电子数 注意化学式中的原子个数 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 2 多步连续进行的氧化还原反应的有关计算 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没有损耗 可直接找出起始物和最终产物 删去中间产物 建立二者之间的电子守恒关系 快速求解 高考警示 1 注意特殊物质中元素的化合价 如na2o2中氧元素 fes2中硫元素的化合价均为 1 2 配平化学方程式时 化学计量数 1 也必须填写在空格里 3 依据电子得失守恒列等式时不要忽略变价原子的个数 考查角度1氧化还原反应方程式的书写及配平 典例3 1 2012 北京高考节选 用hno3清洗试管壁上的ag 该反应的化学方程式为 2 2011 江苏高考节选 银锌碱性电池的电解质溶液为koh溶液 电池放电时正极的ag2o2转化为ag 负极的zn转化为k2zn oh 4 写出该电池反应方程式 解题指南 解答本题应注意以下2点 1 配平氧化还原反应离子方程式时 应注意电荷守恒 2 电池放电时ag2o2中ag o两种元素化合价同时降低 配平时应作为一个整体进行分析 解析 1 浓硝酸与ag发生氧化还原反应 生成agno3 no2和h2o 2 根据题意 确定反应为 ag2o2 zn koh h2o k2zn oh 4 ag 根据化合价升降配平ag2o2 zn k2zn oh 4和ag的化学计量数 用观察法配平整个反应 为ag2o2 2zn 4koh 2h2o 2k2zn oh 4 2ag 答案 1 ag 2hno3 浓 agno3 no2 h2o 2 ag2o2 2zn 4koh 2h2o 2k2zn oh 4 2ag 变式训练 1 在naoh的环境中 cl2与nai反应 每1molnai完全反应转移6mol电子 写出反应的化学方程式 2 fecl3溶液与草酸 h2c2o4 反应 得到澄清溶液 同时生成一种能使石灰水变浑浊的气体 此反应的离子方程式为 3 写出向febr2溶液中通入过量cl2的反应的离子方程式 4 碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应 请补全物质 并配平化学方程式 解析 1 由题意知 每1molnai完全反应转移6mol电子 所以氧化产物为naio3 cl2被还原为cl 所以反应的化学方程式为3cl2 nai 6naoh 6nacl naio3 3h2o 2 由题意知 草酸 h2c2o4 的氧化产物为co2 fecl3被还原为fe2 此反应的离子方程式为2fe3 h2c2o4 2co2 2fe2 2h 3 cl2过量时 fe2 和br 都被氧化 反应的离子方程式为2fe2 4br 3cl2 2fe3 2br2 6cl 4 由题意知 kio3被还原 ki被氧化 氧化产物和还原产物均为i2 配平发生氧化还原反应的物质的化学计量数为根据质量守恒可确定缺少的物质为h2o 同时配平其他物质的化学计量数为kio3 5ki 3h2so4 3k2so4 3i2 3h2o 答案 1 3cl2 nai 6naoh 6nacl naio3 3h2o 2 2fe3 h2c2o4 2co2 2fe2 2h 3 2fe2 4br 3cl2 2fe3 2br2 6cl 4 153333h2o 考查角度2氧化还原反应的有关计算 典例4 2013 河北区模拟 向含有1molfecl2的溶液中通入0 2molcl2 再加入含0 1mol的酸性溶液 使溶液中fe2 全部恰好被氧化 并使被还原为xn 则n值为 a 2b 3c 4d 5 解题指南 整个反应过程中fe2 失去电子 cl2和得到电子 利用得失电子的物质的量相等容易计算 解析 选b 由题意知 0 2molcl2和0 1mol的酸性溶液 共同将1molfe2 氧化 根据氧化还原反应中得失电子守恒可知 0 2molcl2和0 1mol得到电子的物质的量与1molfe2 失去电子的物质的量相等 所以有0 2mol 2 0 1mol 2 6 n 1mol 1 解得n 3 互动探究 1 根据上面计算 试写出在酸性条件下 与fe2 反应的离子方程式 2 等物质的量的cl2和分别与足量fe2 反应 可氧化的fe2 的物质的量之比是多少 提示 1 在酸性条件下 与fe2 反应生成x3 和fe3 离子方程式为 14h 6fe2 2x3 6fe3 7h2o 2 根据化合价的变化 1molcl2转移2mol电子 可氧化2molfe2 1mol转移6mol电子 可氧化6molfe2 因此等物质的量的cl2和氧化fe2 的物质的量之比为1 3 备选考点 氧化还原反应方程式的配平技巧1 自身反应 逆向配平在氧化还原反应中 氧化剂和还原剂为同一种物质 配平时应首先确定氧化产物和还原产物的化学计量数 再根据元素守恒 确定反应物的化学计量数 解析 1 标好价 典例1 配平氧化还原反应 cl2 koh 热 浓 kcl kclo3 h2o 3 求总数 运用最小公倍数法 求出化合价升降的总数 首先在生成物kcl和kclo3上确定化学计量数 4 配计量 用观察法首先确定cl2的化学计量数 然后把其他物质配平 把短线改为等号 反应为3cl2 6koh 热 浓 5kcl kclo3 3h2o 5 查守恒 反应正确 答案 3cl2 6koh 热 浓 5kcl kclo3 3h2o 2 多种变价 合并计算在一个氧化还原反应中 如果一种反应物中有多个原子化合价同时升高或同时降低 或者生成物中有多个原子是同时升高或同时降低得到的 则应计算出同种物质中升高或降低的化合价总数 作为一个整体 再计算化合价升降的最小公倍数进行配平 典例2 配平氧化还原反应 fes2 o2 fe2o3 so2 解析 1 标好价 列变化 在fes2中fe s两种元素化合价均升高 则1分子fes2化合价升高数为1 5 2 11 o2中氧元素在反应中化合价降低 1分子o2化合价降低数为2 2 4 2 求总数 根据化合价升降总数相等 首先确定fes2和o2的化学计量数 3 配计量 根据fes2的化学计量数确定fe2o3和so2的化学计量数 把短线改为等号 反应为4fes2 11o2 2fe2o3 8so2 4 查守恒 反应正确 答案 4fes2 11o2 2fe2o3 8so2 1 下列叙述中正确的是 a 含金属元素的离子一定是阳离子b 在氧化还原反应中 非金属单质一定是氧化剂c 某元素从化合态变为游离态时 该元素一定被还原d 金属阳离子被还原不一定得到金属单质 解析 选d a项 含金属元素的离子不一定是阳离子 如b项 在氧化还原反应中 非金属单质不一定是氧化剂 如反应c co22co中 c是还原剂 c项 某元素从化合态变为游离态时 该元素不一定被还原 如反应2i cl2 2cl i2中 碘元素由化合态变为游离态 被氧化 d项 金属阳离子被还原不一定得到金属单质 如2fe3 cu 2fe2 cu2 2 2013 临沂模拟 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示 则下列化学反应属于阴影3区域的是 a cl2 2nai 2nacl i2b nh4hco3nh3 h2o co2 c 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3d fe2o3 3co2fe 3co2 解析 选d 阴影3所表示的反应类型为氧化还原反应 但不属于四种基本反应类型 a为置换反应 不符合题意 b为分解反应 但该反应不是氧化还原反应 不符合题意 c项为有单质参加的化合反应 是氧化还原反应 不符合题意 d项不属于四种基本反应类型 属于氧化还原反应 符合题意 3 下列过程或事实不涉及氧化还原反应的是 蔗糖碳化 用氢氟酸雕刻玻璃 铁遇冷的浓硫酸钝化 装碱液的试剂瓶不用玻璃塞 雷雨发庄稼 实际使用的浓硝酸显黄色a b c d 解析 选b 蔗糖碳化是碳被氧化 钝化是氧化过程 雷雨发庄稼涉及以下转化n2 no no2 hno3 包含氧化还原反应 浓硝酸显黄色的原因是硝酸分解生成的no2溶于hno3所致 发生的反应为4no2 o2 2h2o 4hno3 是氧化还原反应 氢氟酸雕刻玻璃的反应为4hf sio2 sif4 2h2o 碱液腐蚀玻璃的反应为2naoh sio2 na2sio3 h2o 所以不涉及氧化还原反应的有 和 4 在反应ki 5kio3 3h2s 3i2 3k2so4 3h2o中 被氧化的碘元素和被还原的碘元素的质量比是 a 1 5b 5 1c 6 1d 1 6 解析 选a 碘元素被氧化 碘元素化合价降低 被还原 被氧化与被还原的碘元素的物质的量之比为1 5 故答案选a 5 2013 衡阳模拟 nano2因外观和食盐相似 又有咸味 容易使人误食中毒 已知nano2能发生如下反应 2nano2 4hi 2no i2 2nai 2h2o 1 上述反应中 氧化剂是 2 根据上述反应 鉴别nano2和nacl可选用的物质有 水 碘化钾淀粉试纸 淀粉 白酒 食醋 你认为必须选用的物质有 填序号 3 某厂废切削液中 含有2 5 的nano2 直接排放会造成污染 下列试剂能使nano2转化为不引起二次污染的n2的是 a naclb nh4clc hno3d 浓硫酸 4 饮用水中no对人类健康会产生危害 为了降低饮用水中no的浓度 某饮用水研究人员指出 在碱性条件下用铝粉将no还原为n2 请配平化学方程式为若反应过程中转移5mol电子 则生成标准状况下n2的体积为 l 解析 1 反应2nano2 4hi 2no i2 2nai 2h2o中 氮元素化合价由 3价降低为 2价 碘元素化合价由 1价升高到0价 nano2是氧化剂 hi是还原剂 2 由上述反应可知 酸性条件下 nano2能将hi氧化为i2 而nacl不具备此性质 因此可选用水 碘化钾淀粉试纸 食醋来鉴别nano2和nacl 3 要使nano2转化为n2 应加入还原性物质 可以选择nh4cl 4 利用化合价升降法可将化学方程式配平为10al 6nano3 4naoh 10naalo2 3n2 2h2o 若反应过程中转移5mol电子 会有0 5moln2生成 标准状况下n2的体积为11 2l 答案 1 nano2 2 3 b 4 1064103211 2 1 2012 广东高考 下列应用不涉及氧化还原反应的是 a na2o2用作呼吸面具的供氧剂b 工业上电解熔融状态的al2o3制备alc 工业上利用合成氨实现人工固氮d 实验室用nh4cl和ca oh 2制备nh3 解析 选d na2o2用作呼吸面具的供氧剂时 na2o2中o从 1价既升到0价又降到 2价 所以na2o2既是氧化剂又是还原剂 属于氧化还原反应 电解熔融状态的al2o3制备al时 al2o3中al从 3价降到0价 o从 2价升到0价 属于氧化还原反应 工业上合成氨是利用n2和h2反应生成nh3 也属于固氮中的一种 其中n从0价降到 3价 h从0价升到 1价 属于氧化还原反应 2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o 无化合价变化 属于非氧化还原反应 2 2011 上海高考改编 氧化还原反应中 水的作用可以是氧化剂 还原剂 既是氧化剂又是还原剂 既非氧化剂又非还原剂等 下列反应与br2 so2 2h2o h2so4 2hbr相比较 水的作用不相同的是 2na2o2 2h2o 4naoh o2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 2f2 2h2o 4hf o2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 a b c d 解析 选d 题中所给的反应和反应 既没有氢气产生 又没有氧气产生 水既不是氧化剂又不是还原剂 na2o2和h2o反应 na2o2既是氧化剂又是还原剂 水既不是氧化剂又不是还原剂 f2和h2o反应 有氧气产生 水作还原剂 al和naoh溶液反应 有氢气产生 水作氧化剂 3 2012 上海高考 二氧化硒 seo2 是一种氧化剂