高三化学一轮复习 （知识存盘+名师助学+状元笔记）第2章 化学物质及其变化 第三讲 氧化还原反应课件.ppt

第三讲氧化还原反应 1 了解氧化还原反应的本质是电子的转移 了解常见的氧化剂 还原剂 2 了解常见的氧化还原反应 1 物质氧化性和还原性相对强弱的比较 2 以元素化合物知识为载体 有关氧化还原反应的综合考查 一 氧化还原反应1 定义 在反应过程中有元素的化学反应 2 实质 反应过程中有 3 特征 反应前后元素的化合价有 化合价变化 电子转移 变化 4 有关概念及相互关系 5 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系 在氧化还原反应中 一种元素被氧化 是否一定有另一种元素被还原 二 氧化还原反应中电子转移的表示方法1 双线桥法表示元素的原子在化学反应前后电子的得失和数目 注意 线桥的箭尾必须指在反应物中发生变化的原子上 箭头指向生成物中的该原子上 在线上标出得到或失去电子的数目 数目后面写上电子的标识e 注意 线桥的箭尾指向失电子元素的原子 箭头指向得电子元素的原子 在线上只需标出电子转移总数及电子的标识e 不需注明 得到 或 失去 的字样 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非金属单质 含有高价态元素的化合物 过氧化物等 如 2 常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质 非金属离子及低价态化合物 低价金属阳离子 某些非金属单质及其氢化物等 如 3 具有中间价态的物质既有氧化性 又有还原性 还原 氧化 在氧化还原反应中 氧化剂和还原剂 氧化产物和还原产物一定不同吗 试举例说明 如 每摩尔浓硝酸还原为no2时得到1mol电子 每摩尔稀硝酸还原为no时得到3mol电子 但浓硝酸的氧化性却比稀硝酸强 2 认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律 1 相邻价态之间不发生氧化还原反应 如so2和浓硫酸不反应 2 相间价态 在一定条件下能发生反应生成中间价态 如2fecl3 fe 3fecl2 3 认为同种元素不同价态的化合物的氧化性 还原性 强弱只与元素化合价的高低有关实际上 除此之外还与化合物的稳定性有关 如次氯酸 hclo 中氯的价态比高氯酸 hclo4 中氯的价态低 但次氯酸不稳定 氧化性却比高氯酸强 另外最高价态的物质也不一定都表现氧化性 如h3po4 我的总结在复习过程中采用对比的方法掌握氧化 还原两条线 1 氧化剂 得电子 化合价降低 表现氧化性 被还原 对应还原产物 2 还原剂 失电子 化合价升高 表现还原性 被氧化 对应氧化产物 问题征解配平氧化还原反应方程式的方法有哪些 提示 1 逆向配平法 部分氧化还原反应 自身氧化还原反应等宜用逆向配平法 即选择氧化产物 还原产物为基准物配平方程式 2 缺项配平法 一般先确定氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物的系数 再通过比较反应物与生成物 确定缺项物质 最后观察配平方程式 必考点12氧化还原反应基本概念的相互联系1 理清知识线索 化合价升高 失电子 还原剂 氧化反应 氧化产物 化合价降低 得电子 氧化剂 还原反应 还原产物 2 明确解题方法和思路 理解概念抓实质 解题应用靠特征 即从氧化还原反应的实质 电子转移 去分析理解有关的概念 而在实际解题过程中 应从分析元素化合价变化这一氧化还原反应的特征入手 3 注意三点 氧化还原反应的有关概念较多 因此应注意加深对概念内涵的理解和外延的掌握 在氧化还原反应中 氧化剂和还原剂可以是不同反应物 也可以是同一反应物 氧化产物 还原产物可以是不同产物 也可以是同一种产物 由于有些氧化还原反应中 氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应 因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误 典例1 2013 山东四市联考 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是氧化剂 caco3是还原剂c cacn2是氧化产物 h2是还原产物d co为氧化产物 h2为还原产物 解析从反应物caco3到生成物co2 碳的化合价均为 4价 没有改变 再从生成物h2分析发现氢的化合价降低 显然hcn中氢得电子 hcn是氧化剂 而caco3中的各元素均无化合价变化 而还原剂也必是hcn 其中的碳元素也一定被氧化 在hcn中碳为 2价 co中的碳也为 2价 则cacn2中碳为 4价 故cacn2为氧化产物 答案c 判价态 找变价 双线桥 分升降 写得失 算电子 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 必须弄清它们的变化情况 应用1 创新题 已知nh4cuso3与足量的10mol l 1硫酸混合微热 产生下列现象 有红色金属生成 产生刺激性气味的气体 溶液呈现蓝色 据此判断下列说法正确的是 a 反应中硫酸作氧化剂b nh4cuso3中硫元素被氧化c 刺激性气味的气体是氨气d 1molnh4cuso3完全反应转移0 5mol电子 解析根据实验现象 反应后有cu so2 cu2 生成 因此该反应为2nh4cuso3 2h2so4 nh4 2so4 cuso4 cu 2so2 2h2o 反应中cu 既是氧化剂又是还原剂 硫酸作为介质 既不是氧化剂又不是还原剂 a b错 刺激性气味的气体是so2 c错 1molnh4cuso3完全反应转移0 5mol电子 d对 答案d 必考点13物质氧化性和还原性强弱的比较利用比较的思想 结合物质在化学反应中的性质表现 比较物质氧化性和还原性的相对强弱 通常有以下一些方法 1 根据元素在周期表中的位置判断 1 同主族元素 从上到下 如 2 根据金属活动性顺序判断 1 根据金属活动性顺序判断 3 根据氧化还原反应方程式进行判断在 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 反应中氧化性 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4 根据与同一物质反应的情况 反应条件 剧烈程度等 判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时 若氧化产物价态相同 则反应条件要求越低 氧化剂的氧化性越强 若氧化产物的价态不同 则其价态越高 氧化剂的氧化性越强 如 5 根据原电池或电解池的电极反应判断 1 以非氧化性酸或盐溶液做电解质溶液 两种不同的金属构成原电池的两极 负极是电子流出的极 正极是电子流入的极 一般情况下 其还原性 负极金属 正极金属 2 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 6 根据微粒反应过程中能量变化判断 1 当h2 x2 2hx 放出热量q1 h2 y2 2hy 放出热量q2 若q1 q2 则x2的氧化性比y2的氧化性强 x 的还原性比y 的还原性弱 2 当同主族元素的原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时 放出的能量越多 或形成的离子稳定性越强 则该原子的氧化性越强 反之越弱 3 当同主族元素的原子失去相同数目的电子形成阳离子时 吸收的能量越少 说明失电子越容易 其还原性越强 8 温度同一种物质 温度越高其氧化性越强 如热的浓h2so4 hno3的氧化性比冷的浓h2so4 hno3的氧化性强 典例2 用pt电极电解含有cu2 和x3 各0 1mol的溶液 阴极析出固体物质的质量m g 与溶液中通过电子的物质的量n mol 的关系如图所示 则下列氧化性强弱的判断正确的是 a cu2 x3 h x2 b x3 h cu2 x2 c x3 cu2 h x2 d x2 h cu2 x3 解析根据金属活动性顺序和阳离子的放电顺序知 氧化性cu2 h 根据图中信息知 当电路中有0 1mol电子通过时阴极没有固体物质产生 此时反应为x3 e x2 氧化性x3 cu2 当电路中又有0 2mol电子通过时 阴极析出0 1mol的铜 随后溶液中h 在阴极放电 固体质量不再增加 所以选c 答案c 氧化性 还原性强弱取决于元素的原子得失电子的难易 与得失电子数目无关 如na原子能失1个电子 al原子可失3个电子 但还原性na al 不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小说明氧化性或还原性的强弱 如3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o和cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o中氧化性 浓hno3 稀hno3 答案b 必考点14氧化还原反应基本规律及应用1 氧化还原反应规律 1 守恒规律化合价有升必有降 电子有得必有失 对于一个完整的氧化还原反应 化合价升降总数相等 电子得失总数相等 2 强弱规律具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应 生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物 3 转化规律氧化还原反应中 以元素相邻价态间的转化最易 同种元素不同价态之间若发生反应 元素的化合价只靠近而不交叉 同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应 4 先后规律越易失电子的物质 失电子后就越难得电子 越易得电子的物质 得电子后就越难失去电子 一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时 优先与还原性最强的还原剂发生反应 同理 一种还原剂遇到多种氧化剂时 优先与氧化性最强的氧化剂反应 2 氧化还原反应规律的应用 典例3 2013 郑州调研 24ml浓度为0 05mol l 1的na2so3溶液恰好与20ml浓度为0 02mol l 1的k2cr2o7溶液完全反应 已知na2so3可被k2cr2o7氧化为na2so4 则元素cr在还原产物中的化合价为 a 2b 3c 4d 5 解析题目中指出被还原的物质是cr 则得电子的物质必是k2cr2o7 失电子的物质一定是na2so3 其中s元素的化合价从 4 6 而cr元素的化合价将从 6 n 设化合价为n 根据氧化还原反应中得失电子守恒规律 有0 05mol l 1 0 024l 6 4 0 02mol l 1 0 020l 2 6 n 解得n 3 答案b 1 找出氧化剂 还原剂及相应的还原产物和氧化产物 2 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 3 根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式 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 3 反应生成0 3molh2o 则转移电子的数目为 4 若反应后 氧化产物的化合价升高 而其他物质保持不变 则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比将 填 增大 不变 减小 或 不能确定 解析 1 物质甲应该发生氧化反应 在题给四种物质中 能发生氧化反应的只有ki 被还原的元素为n 还原剂是ki 3 反应6ki 8hno3 稀 6kno3 2no 3i2 4h2o中转移的电子数为6e 即每生成4molh2o 转移6mol电子 因此若生成0 3molh2o 转移0 45mol电子即0 45na 4 若反应后氧化产物的化合价升高 则需氧化剂的物质的量增大 故氧化剂与还原剂的物质的量之比增大 答案 1 nki 2 6ki 8hno3 稀 6kno3 2no 3i2 4h2o 3 0 45na 4 增大 必考点15氧化还原反应的综合应用 配平与计算1 氧化还原反应方程式的配平步骤氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移 而氧化剂得电子的总数 或元素化合价降低总数 必然等于还原剂失电子总数 或元素化合价升高总数 根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平 配平的步骤 1 标好价 正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价 2 列变化 列出元素化合价升高和降低的数值 3 求总数 求元素化合价升高数和降低数的总数 确定氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物的化学计量数 4 配系数 用观察法配平其他各物质的化学计量数 5 细检查 利用 守恒 三原则 即质量守恒 得失电子守恒 电荷守恒 逐项检查配平的方程式是否正确 2 电子守恒 氧化还原反应计算的核心思想得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时 氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数 得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等 电子守恒法解题的步骤是 首先找出氧化剂 还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂 还原剂得失电子的量 然后根据电子守恒列出等式 计算公式如下 n 氧化剂 得电子原子数 原子降价数 n 还原剂 失电子原子数 原子升价数利用这一等式 解氧化还原反应计算题 可化难为易 化繁为简 典例4 向盛有ki溶液的试管中加入少许ccl4后滴加氯水 ccl4层变成紫色 如果继续向试管中滴加氯水 振荡 ccl4层会逐渐变浅 最后变成无色 完成下列填空 1 写出并配平ccl4层由紫色变成无色的化学反应方程式 如果化学计量数是1 不用填写 2 整个过程中的还原剂是 3 把ki换成kbr 则ccl4层变为 色 继续滴加氯水 ccl4层的颜色没有变化 cl2 hio3 hbro3氧化性由强到弱的顺序是 4 加碘盐中含碘量为20 50mg kg 1 制取加碘盐 含kio3的食盐 1000kg 若用ki与cl2反应制kio3 至少需要消耗cl2 l 标准状况 保留2位小数 解析 2 根据题意 反应过程中cl2首先氧化ki生成单质碘 cl2过量时i2继续被氧化生成hio3 因此整个过程中还原剂为ki和i2 3 cl2与kbr反应生成单质溴 br2溶于ccl4呈红棕色 cl2不能继续氧化br2生成hbro3 因此氧化性hbro3 cl2 又因cl2氧化i2生成hio3 则氧化性cl2 hio3 因此氧化性由强到弱的顺序为hbro3 cl2 hio3 此题考查氧化还原反应方程式的配平 氧化剂和还原剂的判断 氧化性强弱的比较 化学计算等 解答问题时 要抓住特征现象 确定反应物和生成物 然后从化合价的变化入手判断反应类型 还原剂 还原产物 氧化剂 氧化产物等 最后根据强弱规律比较氧化性的强弱 在进行配平计算时要牢牢抓住得失电子守恒原理 答案 1 610183106 2 aln210mol 3 13 5 许多有关化学反应的计算 如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的 常见的守恒关系有 反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒 电解质溶液中的电荷守恒 氧化还原反应中得失电子数守恒 原电池或电解池中两极通过的电子总数相等 从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式 运用关系式法等计算技巧巧妙解题 当场指导 2012 江苏化学 18 12分 硫酸钠 过氧化氢加合物 xna2so4 yh2o2 zh2o 的组成可通过下列实验测定 准确称取1 7700g样品 配制成100 00ml溶液a 准确量取25 00ml溶液a 加入盐酸酸化的bacl2溶液至沉淀完全 过滤 洗涤 干燥至恒重 得到白色固体0 5825g 准确量取25 00ml溶液a 加适量稀硫酸酸化后 用0 02000mol l 1kmno4溶液滴定至终点 消耗kmno4溶液25 00ml h2o2与kmno4反应的离子方程式如下 hold住考向名师揭秘氧化还原反应是高考的高频知识点 2014年应关注社会热点 特别关注工业生产 环境保护和能源的开发和利用与氧化还原反应的结合点 1 2012 广东理综 10 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nh4cl与ca oh 2制取nh3的反应为复分解反应 属于非氧化还原反应 答案d 2 2012 上海化学 20 火法炼铜首先要焙烧黄铜矿 其反应为 2cufes2 o2 cu2s 2fes so2下列说法正确的是 a so2既是氧化产物又是还原产物b cufes2仅作还原剂 硫元素被氧化c 每生成1molcu2s 有4mol硫被氧化d 每转移1 2mol电子 有0 2mol硫被氧化 答案ad 3 2011 上海 18 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 a 2na2o2 2h2o 4naoh o2 b 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3c 2f2 2h2o 4hf o2d 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 答案cd 解析根据电子得失守恒解答 锌粉的物质的量为0 003mol 完全反应后失电子0 006mol 若m的化合价由 5变为x 则 5 x 0 0200l 0 100mol l 1 0 006mol 可得x 2 答案b 2 2