高考化学 2.1 氧化还原反应课件 苏教版.ppt

第一单元氧化还原反应 三年19考高考指数 1 了解氧化还原反应的本质是电子的转移 2 了解常见的氧化还原反应 3 初步掌握用化合价升降法进行氧化还原反应方程式的配平 一 氧化还原反应的有关概念及其本质1 氧化还原反应的本质 2 如何判断一个反应是否是氧化还原反应 电子转移 得失或偏移 根据反应前后元素的化合价是否发生变化 3 反应规律 得降还氧 失升氧还 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 性 性 电子 化合价 被 电子 化合价 被 得 降低 还原 氧化 还原 失 升高 氧化 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 4 电子转移的表示请分别用单线桥法和双线桥法表示cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目 1 双线桥法 2 单线桥法 二 氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系1 一定属于氧化还原反应的是 2 一定不属于氧化还原反应的是 置换反应 复分解反应 3 属于氧化还原反应的常见化合反应的共同点是 4 属于氧化还原反应的常见分解反应的共同点是 可总结为 置是复非勿用问 化合分解需讨论 有单质参加 有单质生成 三 常见的氧化剂和还原剂1 常见氧化剂常见氧化剂包括某些活泼的非金属单质 元素处于高价时的物质 过氧化物等 如 cl so2 no no2 mn2 2 常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质 某些活泼的非金属单质 元素处于低价态时的物质等 如 zn2 h2o co2 3 具有中间价态的物质既有氧化性 又有还原性其中 fe2 so32 主要表现 性 h2o2主要表现 性 fe3 fe so42 s o2 h2o 还原 氧化 1 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 同素异形体之间的转化不是氧化还原反应 如3o22o3 2 金属阳离子一定只具有氧化性 分析 fe2 既具有氧化性又具有还原性 3 氧化还原反应中有一种元素被氧化时 一定有另一种元素被还原 分析 发生氧化反应和还原反应的可能是同一种元素 如cl2 h2o hclo hcl 4 氧化还原反应中的反应物 不是氧化剂就是还原剂 分析 有些反应物既不是氧化剂也不是还原剂 如cl2 h2o hclo hcl中的h2o 5 某元素从游离态变为化合态 该元素可能被氧化也可能被还原 分析 元素从游离态变为化合态 化合价可能升高 也可能降低 如fe cu2 fe2 cu cl2 2br 2cl br2 氧化还原反应中的主要规律1 质量守恒 电子守恒 规律 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 2 价态归中 互不交叉 规律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 3 强易弱难 先强后弱 规律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 加入氧化剂 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 加入还原剂 高考警示钟 1 同一个氧化还原反应中 氧化剂和还原剂可能是不同的物质 也可能是同种物质 氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质 如反应cl2 h2o hclo hcl中 氧化剂和还原剂均为cl2 反应2na2s na2so3 6hcl 6nacl 3s 3h2o中 氧化产物和还原产物均为s 2 同种元素的相邻价态之间不能发生氧化还原反应 但可能发生复分解反应 如 na2so3 h2so4 na2so4 so2 h2o 典例1 根据表中信息 判断下列叙述中正确的是 a 表中 组反应可能有一种或两种元素被氧化b 中mn2 为氧化产物 o2为还原产物c 表中 组反应的离子方程式配平为 2mno4 3h2o2 6h 2mn2 4o2 6h2od 表中 组反应的氧化产物是h2o 每生成1molh2o 电子转移数目是2na 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 fei2与cl2的相对量不同 发生反应的方程式不同 2 h2o2作氧化剂时 还原产物为h2o 作还原剂时 氧化产物为o2 解析 选a 互动探究 1 组反应中 若两种物质的物质的量之比为1 1 反应的离子方程式该如何书写 提示 两种物质的物质的量之比为1 1时 i 完全被氧化 fe2 未被氧化 离子方程式为cl2 2i i2 2cl 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 2h2o2 2h2o o2 mno2 变式备选 2012 绍兴模拟 在浓盐酸中h3aso3与sncl2反应的离子方程式为 3sncl2 12cl 2h3aso3 6h 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 解析 选a 酸性环境下反应 不可能生成oh 所以 错 排除b c sn化合价由 2价变成 4价 所以sncl62 为氧化产物 对 答案选a 物质氧化性 还原性的判断及强弱比较1 五个常用依据 1 依据反应原理 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 还原性强 氧化性强 氧化性较弱 还原性较弱 得电子 化合价降低 被还原 失电子 化合价升高 被氧化 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 2 依据金属 非金属的活动性顺序 3 依据元素周期表 4 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 不同还原剂作用于同一种氧化剂 还原产物价态低的其还原性强 例如 根据cu 2fe3 cu2 2fe2 3zn 2fe3 3zn2 2fe 可以推知还原性 zn cu 5 依据电化学原理 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 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 2 其他依据另外 反应条件及反应的剧烈程度 氧化还原反应的程度 反应物本身所处的状态等其他条件也影响氧化剂的氧化性或还原剂的还原性 拓展延伸 氧化性 还原性强弱判断的其他依据 1 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 2na 2h2o 2naoh h2 mg 2h2omg oh 2 h2 由上述反应条件的不同 可判断还原性 na mg 2 依据元素价态高低判断 高价氧化低价还 中间价态两边转 同种元素不同价态的物质比较 一般而言 最高价态只有氧化性 作氧化剂 最低价态只有还原性 作还原剂 中间价态既有氧化性 又有还原性 既可作氧化剂 又可作还原剂 如 特例 在氯元素的含氧酸hclo hclo2 hclo3 hclo4中hclo的氧化性最强 3 依据反应物本身所处的状态判断 反应物 氧化剂或还原剂 本身的浓度越大 温度越高 相应的氧化性或还原性越强 如 氧化性hno3 浓 hno3 稀 hno3 热 浓 hno3 冷 浓 4 依据反应物所处的介质判断 no3 mno4 clo 在酸性条件下的氧化性较在中性或碱性条件下要强 高考警示钟 1 物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易 与得失电子的数目无关 如al被氧化时产物为al3 失去3个电子 而na被氧化时产物为na 只失去1个电子 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 so42 同理 元素处于最低价态时也不一定具有强还原性 典例2 已知 a b2 a2 b d 2h2o d oh 2 h2 以b e为电极与e的盐溶液组成原电池 电极反应为 e2 2e e b 2e b2 下列说法中正确的是 a 氧化性e2 b2 a2 d2 b 氧化性d2 e2 a2 b2 c 反应e a2 a e2 能够进行d 提取某废水中含有的少量a2 时可以选用d 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 原电池中相对较活泼的金属为负极 发生氧化反应 2 与水反应的活泼金属不能置换出溶液中的金属 解析 选a 分析三个反应事实可得如下结论 综合三个结论可知氧化性强弱顺序为e2 b2 a2 d2 c项 若发生反应e a2 a e2 则氧化性 a2 e2 与题干事实不符 所以该反应不能进行 d项 虽然d比a活泼 但d能与h2o反应 所以不能用d来置换溶液中的a2 技巧点拨 已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系 判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法 1 先假设反应成立 2 然后根据氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物规律 列出假设反应中的上述关系 3 结合题干条件判断该结论是否符合事实 符合事实 则反应成立 反之 则不成立 变式训练 2012 廊坊模拟 在100mlfei2溶液中缓缓通入标准状况下的氯气3 36l 反应完全后 溶液中有一半的fe2 被氧化生成fe3 则原来fei2溶液的物质的量浓度为 a 1mol l 1b 1 2mol l 1c 1 5mol l 1d 6mol l 1 解析 选b 因为i 的还原性比fe2 的强 所以氯气先氧化i 再氧化fe2 假设原来fei2的物质的量为x 则n fe2 x n i 2x 根据反应 2i cl2 i2 2cl 2fe2 cl2 2fe3 2cl 所以反应的氯气的物质的量为 0 15mol 解得 x 0 12mol 即 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 化合价升降法 1 基本步骤 五字诀 确定氧化剂与还原剂的化学计量数 观察法配平其他物质的化学计量数 检查质量 电荷 电子是否分别守恒 通过求最小公倍数使化合价升降总值相等 标明反应前后化合价有变化的元素的化合价 2 示例 如配平 cu hno3 稀 cu no3 2 no h2o 先配平含变价元素物质的化学计量数 参加氧化还原反应的元素为铜和氮两种元素 则有cu 0 cu 2 化合价升2 3n 5 n 2 化合价降3 23cu 2hno3 稀 3cu no3 2 2no h2o 根据原子守恒 观察法配平其他物质的化学计量数 化学方程式为 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 2 应用电子守恒解题的一般步骤 二找一列 一找 找 出氧化剂 还原剂及相应的还原产物和氧化产物 二找 找 准一个原子或离子得失电子数 注意化学式中粒子的个数 一列 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 高价 低价 n 还原剂 变价原子个数 化合价变化值 高价 低价 拓展延伸 配平化学方程式的其他方法 1 缺项氧化还原反应方程式的配平 特点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 此类配平要求写出未知物质的化学式 再对方程式进行配平 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a 酸性条件下 缺h 氢 或多o 氧 补h 少o 氧 补h2o 水 b 碱性条件下 缺h 氢 或多o 氧 补h2o 水 少o 氧 补oh 示例如配平 kmno4 kno2 mnso4 k2so4 kno3 h2o a 先配平含变价元素物质的化学计量数 参加氧化还原反应的元素为锰和氮两种元素 则有mn 7 mn 2 化合价降5 2n 3 n 5 化合价升2 52kmno4 5kno2 2mnso4 k2so4 5kno3 h2o b 由于生成物中多出了so42 和h 则反应物 内为h2so4 且化学计量数为3 由此推知h2o的化学计量数为3 化学方程式为 2kmno4 5kno2 3h2so4 2mnso4 k2so4 5kno3 3h2o 2 定 1 配平法 该方法一般适用于氧化剂含有氧元素的氧化还原反应 一般步骤为 将反应物中氧化剂的化学计量数定为1 将还原剂的化学计量数定为x 根据质量守恒定律用x的代数式表示其他物质的化学计量数 由方程式左右两边氧原子个数相等从而列出含有x的方程式 解方程式求出x 将x值代入化学方程式 若化学计量数为分数 把各化学计量数化为整数 如配平 mno2 hi mni2 i2 h2o 分析 设mno2的化学计量数为1 hi的化学计量数为x 根据质量守恒得出mni2的化学计量数为1 i2的化学计量数为 x 2 2 h2o的化学计量数为x 2 由方程式两边氧原子个数相等得x 2 2 则x 4 把x 4代入方程式得 mno2 4hi mni2 i2 2h2o 高考警示钟 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容易忽略变价原子的个数 典例3 2011 大纲版全国卷 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 molb 处理废水中cr2o72 的物质的量为molc 反应中发生转移的电子数为3nxmold 在feo feycrxo3中 3x y 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 铁元素由 2价被氧化为 3价 铬元素由 6价被还原为 3价 2 根据原子守恒推算硫酸亚铁铵和cr2o72 的物质的量 解析 选a 由铁原子和铬原子守恒可知消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n 1 y mol 处理废水中cr2o72 的物质的量为mol a项错误 b项正确 cr2o72 具有强氧化性 fe2 具有还原性 二者作用后铁元素由 2价被氧化为 3价 失电子总数为nymol 铬元素由 6价被还原为 3价 得电子总数为3nxmol 再由得失电子数相等得3x y c d项正确 变式训练 2012 温州模拟 一定条件下 氨气与一氧化氮发生反应 nh3 non2 h2o 未配平 该反应中 被氧化与被还原的氮原子数之比为 a 2 3b 3 2c 4 5d 5 6 解析 选a 在该反应中 nh3中的氮元素由 3价升高到0价 被氧化 no中的氮元素由 2价降到0价 被还原 设被氧化与被还原的氮原子的物质的量分别是x和y 则 2nh3 n2 6e 2no n2 4e x3xy2y由得失电子守恒得 3x 2y 即x y 2 3 解题技巧1 守恒法解决多步反应的计算问题 1 优点利用守恒法解题可避免分析繁琐的反应过程和排除细枝末节的干扰 可不写化学方程式 可以不管中间过程 直接从始态和终态找出其中特有的守恒关系 能更快 更便捷地解决有关问题 提高解题的速度和准确度 2 解题关键守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂数据中寻找某一不变的物理量及其对应关系 在解题时 首先必须明确每一种守恒法的特点 然后挖掘题目中存在的守恒关系 最后巧妙地选取方法 正确地解答题目 3 常见类型 1 任何化学反应中质量守恒 此守恒包括三点 存在 2 在溶液中电荷守恒 涉及到溶液 尤其是混合溶液 中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法 即电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等 3 在氧化还原反应中得失电子守恒 涉及到氧化还原反应中氧化剂 还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法 即化学反应中 或系列化学反应中 氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数 存在 存在 1 14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应 将放出的气体与1 12l 标准状况下 氧气混合 通入水中恰好全部被吸收 则合金中铜的质量为 a 9 6gb 6 4gc 3 2gd 1 6g 解析 选c 根据得失电子守恒规律可直接找出已知量 o2 与未知量 cu ag 之间的物质的量关系 hno3中的元素首先得到cu ag失去的电子生成气体 no2和no 生成的气体再和o2反应最后又生成了hno3 整个过程的实质相当于cu ag失去的电子最终转移给了o2 整个过程转移电子守恒 根据得失电子守恒规律 得解得 m cu 3 2g 2 将一定量fe和fe2o3的混合物放入250ml2mol l 1的硝酸溶液中 反应完全后无固体剩余 生成2 24lno气体 标准状况 再向反应后的溶液中加入1mol l 1的naoh溶液 要使铁元素全部沉淀下来 所加naoh溶液的体积最少是 a 500mlb 400mlc 450mld 无法确定 解析 选b 根据题意可知 铁元素全部沉淀下来后 溶液中的溶质只有nano3 根据电荷守恒n na n no3 na 来自naoh naoh的物质的量等于溶液中no3 的物质的量 根据氮元素守恒可知 hno3反应后以两种形式存在 一部分生成no 另一部分在溶液中以no3 形式存在 因此在溶液中的no3 的物质的量为 所以加入naoh溶液的体积为 即400ml 所以b项正确 1 2012 杭州模拟 氧化还原反应的实质是电子的转移 下列关于氧化还原反应的叙述正确的是 a 在氧化还原反应中 有一种元素被氧化 肯定有另一种元素被还原b 11 2lcl2通入足量的naoh溶液中 转移的电子数为0 5nac 难失电子的原子 得电子的能力一定强d 元素由化合态变成游离态时 它可能被氧化 也可能被还原 解析 选d a项在歧化反应中就可以是只有一种元素化合价变化 a错 b项11 2lcl2不一定是1mol c项 稀有气体元素得失电子都难 d项是对的 比如水电解成氢气和氧气 2 关于下列反应及其叙述中 正确的是 a 2na 2h2o 2naoh h2 水是还原剂b na2o h2o 2naoh 水既是氧化剂 又是还原剂c 2na2o2 2h2o 4naoh o2 水是还原剂d 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 水是氧化剂 解析 选d 水中氢元素处于最高价 具有氧化性 氧元素处于最低价 具有还原性 水作还原剂的反应是氧元素被氧化成氧气的反应 水作氧化剂的反应是氢元素被还原成氢气的反应 h2o既不被氧化 又不被还原的反应是既没有o2生成 也没有h2生成的反应 其中在c选项的反应中 na2o2中 1价的氧变成 2价和0价的氧 所以o2是由na2o2变成的 na2o2既是氧化剂又是还原剂 h2o中氢 氧元素的化合价都没有变化 水既不是氧化剂 又不是还原剂 3 在未配平的反应 kmno4 h2o2 h2so4k2so4 mnso4 o2 h2o中 转移的电子总数是 a 5e b 6e c 10e d 12e 解析 选c 氧化还原反应转移的电子总数是化合价升高总数或降低总数 对于未配平的反应即为升高数和降低数的最小公倍数 kmno4 mnso4 5e h2o2 o2 2e 所以转移电子数为10e 4 2012 常州模拟 锑 sb 在自然界中一般以硫化物的形式存在 我国锑的蕴藏量占世界第一 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 6fesb4o6 6fes sb4o6 6c4sb 6co 关于反应 反应 的说法正确的是 a 反应 中的氧化剂分别是sb2s3 sb4o6b 反应 中生成3molfes时 共转移6mol电子c 反应 说明高温下sb的还原性比c强d 生成4molsb时 反应 与反应 中还原剂的物质的量之比为4 3 解析 选b 根据反应中各元素化合价的变化可知 反应 中sb和s元素的价态没有变化 o2为氧化剂 反应 中 sb4o6为氧化剂 根据反应 可知生成6molfes时共转移12mol电子 故生成3molfes时 共转移6mol电子 反应 中c为还原剂 sb为还原产物 因此c的还原性比sb强 根据反应 可知 生成4molsb时 反应 与反应 中还原剂的物质的量之比为1 1 5 根据以下几个反应 cl2 2ki 2kcl i2 2fecl2 c