高中化学精讲【氧化还原反应配平】

高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 高中化学高中化学 58 个考点精个考点精讲讲 1 1 氧化还原反应及其配平 氧化还原反应及其配平 1 1 复习重点 复习重点 1 氧化还原反应概念 2 电子守恒原理的应用 3 根据化合价升降总数守恒配平化学反应方程式 2 2 难点聚焦 难点聚焦 氧化还原反应中的概念与规律氧化还原反应中的概念与规律 一 一 五对概念五对概念 在氧化还原反应中 有五对既相对立又相联系的概念 它们的名称和相互关系是 二 二 五条规律五条规律 1 1 表现性质规律 表现性质规律 同种元素具有多种价态时 一般处于最高价态时只具有氧化性 处于最低价态时只具有还 原性 处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性 2 性质强弱规律 性质强弱规律 3 反应先后规律 反应先后规律 在浓度相差不大的溶液中 同时含有几种还原剂时 若加入氧化剂 则它首先与溶液中最 强的还原剂作用 同理 在浓度相差不大的溶液中 同时含有几种氧化剂时 若加入还原剂 则它首先与溶液中最强的氧化剂作用 例如 向含有 FeBr2溶液中通入 Cl2 首先被氧化的是 Fe2 4 价态归中规律 价态归中规律 含不同价态同种元素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 5 电子守恒规律 电子守恒规律 在任何氧化 还原反应中 氧化剂得电子 或共用电子对偏向 总数与还原剂失电子 或 共用电子对偏离 总数一定相等 三 物质氧化性或还原性强弱的比较三 物质氧化性或还原性强弱的比较 1 由元素的金属性或非金属性比较 金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱 2 由反应条件的难易比较 不同的氧化剂与同一还原剂反应时 反应条件越易 其氧化剂的氧化性越强 如 前者比后者容易发生反应 可判断氧化性 同理 不同的还原剂与同 一氧化剂反应时 反应条件越易 其还原剂的还原性越强 3 根据被氧化或被还原的程度不同进行比较 当不同的氧化剂与同一还原剂反应时 还原剂被氧化的程度越大 氧化剂的氧化性就越强 如 根据铁被氧化程度的不同 可判断氧 化性 同理 当不同的还原剂与同一氧化剂反应时 氧化剂被还原的程度越大 还 原剂的还原性就越强 4 根据反应方程式进行比较 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 5 根据元素周期律进行比较 一般地 氧化性 上 下 右 左 还原性 下 上 左 右 6 某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关 温度 如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 浓度 如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强 酸碱性 如中性环境中 不显氧化性 酸性环境中 显氧化性 又如 溶液的氧 化性随溶液的酸性增强而增强 注意 物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易 与得失电子的多少无关 如还原性 氧化性 3 例题精讲 例题精讲 一 氧化还原反应中的概念辨析 一 氧化还原反应中的概念辨析 例例 1 广州测试题 制备氰化钙的化学方程式为 CaCO3 2HCN Ca CN 2 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 Ca CN 2是氧化产物 H2 是还原产物 D CO 为氧化产物 H2 为还原产物 解析解析 本题考查氧化还原反应的有关概念 CaCO3 2HCN Ca CN 2 CO H2 CO2 注意生成物中 CO2碳元素来自 CaCO3 它的化合价在反应前后没有发生变化 即氢元素化合价降低 碳元素化合价升高 故 HCN 既是氧化剂又是还原剂 Ca CN 2 是氧化产物 H2是还原产物 答案 B C 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 点评 此类结合实例确定氧化还原反应的有关概念的试题 其解题方法是 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 如本题反应物均含有碳元素 必须弄清它的变化情况 例例 2 全国高考题 下列叙述正确的是 A 含金属元素的离子不一定都是阳离子 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 解析解析 本题主要是考查氧化还原反应概念正误的判断 答案 A D 点评 解此类有关概念辨析的试题应遵循 理解概念抓实质 的原则 若是再辅以具体实例 会使抽象的问题具体化 其判断结果更具有可靠性 例例 3 3 98 高考试测题 120 101 3KPa 条件下 有 2LH2O 2LCO 1LCO2 0 5LO2和 1LH2组 成的混合气体 将混合气体通过分别放有足量 Cu 粉 C 粉和 CuO 粉的三个灼热的反应管 假 设气体通过每个反应管都能充分反应 且不论三个反应管以何种顺序排列 问 尾气是否有可能是单一气体 填 可能 或 不可能 若可能 该气体是 原气体中是否有几种 或一种 不可能再存在于尾气之中 填 有 或 没有 若有 它们 或它 是 原气体中是否有几种 或一种 肯定存在于尾气中 填 有 或 没有 若 有 它们 或它 是 解答解答 题时若将放有足量 Cu 粉 C 粉和 CuO 粉的三个反应管排列组合 共有 6 种情况 逐一分 析 固然可以求解 但相当费时费力 如运用发散思维从还原剂 Cu 粉 C 粉可将 O2 CO2 H2O 还原成 CO H2 氧化剂 CuO 可将 CO H2氧化成 CO2 H2O 等角度来考虑 就能找 到一个新角度 发现新的解法 反应管盛放物质可吸收气体能反应产生新气体 灼热 Cu 粉 还原剂 O2 无 灼热 C 粉 还原剂 CO2 H2O O2CO H2 灼热 CuO 粉 氧化 剂 CO H2CO2 H2O 不难发现 Cu 粉 C 粉和 CuO 粉的三个反应管无论如何排列 O2一定不再存在 尾气之中有 CO2 H2O 或 CO H2存在 答案 不可能 有 O2 没有 二 氧化性或还原性强弱判断 二 氧化性或还原性强弱判断 例例 4 上海高考试题 根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 解析解析 本题是根据物质氧化性或还原性强弱的规律解题 在同一氧化还原反应中 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 氧化性 氧化剂 氧化产物 概括为 左 右 据此规律 由反应式 1 可知还原性 由 2 可知还原性 由 3 可知还原性 综合 1 2 3 得 答案 A 例例 5 2000 年南京调研试题 已知均有还原性 它们在酸性溶液中还原 性的强弱顺序为 则下列反应不能发生的是 解析 本题实质上是例 3 的逆向思维题 解题时可先假设各选项反应均能发生 推出选项中相 应微粒还原性的强弱顺序 然后对照已知微粒还原性强弱顺序 从而确定反应能否发生 由还原性强弱顺序的判断规律可知 各选项有关微粒还原性强弱顺序为 A 对比 C D 与此相违背 故 C D 反应不能发生 答案 C D 点评 氧化还原反应能否发生 其规律是 强氧化剂 强还原剂 弱氧化剂 弱还原剂 或者 说氧化性 还原性体现 以强制弱 的原则 根据氧化还原反应 判断有关微粒的氧化性 还 原性的强弱是化学中的一条重要规律的应用 也是高考考查的热点知识 三 三 氧化还原反应方程式配平 氧化还原反应方程式配平 1 配平原则 在氧化还原反应元素间得失电子总数 或化合价升降总数 相等 配平原则 在氧化还原反应元素间得失电子总数 或化合价升降总数 相等 2 配平方法 一标 二找 三定 四平 五查 配平方法 一标 二找 三定 四平 五查 1 定项配平 定项配平 例例 5 上海高考试题 实验室为监测空气中汞蒸气的含量 往往悬挂涂有 CuI 的滤纸 根据 滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量 其反应为 4CuI Hg Cu2HgI4 2Cu 1 上述反应产物 Cu2HgI4中 Cu 元素显 价 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 2 以上反应中的氧化剂为 当有 1molCuI 参与反应时 转移电子 mol 3 CuI 可由 Cu2 与 I 直接反应制得 请配平下列反应的离子方程式 Cu2 I CuI I3 解答解答 根据元素间化合价升降总数相等得 1 1 2 CuI 0 5 3 2 5 2 1 2 2 缺项配平 缺项配平 例例 6 上海高考试题 KClO3 HCl 浓 KCl ClO2 Cl2 A 1 请完成该化学方程式并配平 未知物化学式和系数填入框内 2 浓盐酸在反应中显示出来的性质是 填写编号 多选倒扣 只有还原性 还原性和酸性 只有氧化性 氧化性和酸性 3 产生 0 1molCl2 则转移的电子的物质的量为mol 4 ClO2具有很强的氧化性 因此 常被用作消毒剂 其消毒效率 以单位质量得到的电子 数表示 是 Cl2的倍 解析解析 1 HCl 中一部分 Cl 化合价不变 表现为酸性 一部分 Cl 化合价升高到 1 价 表现 为还原性 KClO3化合价降低到 4 价 先配平发生元素化合价变化的系数 观察得缺项为 H20 配平得 2 4 2 2 1 2 H20 2 3 0 2 4 根据得电子能力 2 63 5 67 5AN 71 2AN 3 3 依题意书写氧化还原反应方程式 依题意书写氧化还原反应方程式 例例 7 在 KI 和 H2SO4 溶液中加入 H2O2 放出大量不溶于水的无色气体 气泡从溶 液内部放出 同时溶液呈紫红色 且可使淀粉变蓝 写出化学方程式 解析 这是一道颇为简单但却很容易出错的化学题 错误的原因大多是把实验现象看成 只是一个反应的现象 其实 实验现象往往是若干个反应共同体现出来的 该题就是如 此 有的同学认为产物中有I2 和 O2 这没有错 但如果认为这两种物质均是由一个反 应得到的话 这就错了 因为在这个反应中 这两种物质均是氧化产物 哪么还原剂是 什么呢 如果还原剂是 H2SO4 则应该有 SO2生成 与题意不符 而且稀H2SO4 也 没有这么强的氧化性 H2O2 2KI H2SO4 I2 K2SO4 2H2O 2H2O2 2H2O O2 点评 解此类题方法是 先依据题意设法找出发生氧化还原反应的物质 根据元素化合价变 化总数守恒配平其系数 再根据电荷 元素守恒配平找出并其它物质 4 实战演练 实战演练 1 1 高考试题 是一种广谱型的消毒剂 根据世界环保联盟的要求 ClO2将逐渐取代 Cl2成 为生产自来水的消毒剂 工业上 ClO2常用 NaClO3和 Na2SO3溶液混合并加 H2SO4酸化后反应制 得 在以上反应中 NaClO3和 Na2SO3的物质的量之比为 A 1 1 B 2 1 C 1 2 D 2 3 2 天津调考试题 对于反应 的正确说法是 A 属于置换反应 B 是还原剂 C 是还原剂 D 既是氧化产物又是还原产物 3 2000 年福州测试题 常温下 在下列溶液中发生如下反应 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 由此判断 下列说法错误的是 A 反应 可以进行 B Z 元素在 1 3 反应中均被还原 C 氧化性由强到弱顺序是 D 还原性由强到弱顺序是 4 1999 年长沙联考试题 今有下列三个氧化还原反应 若某溶液中有 可加入的试剂是 5 南昌测试题 五种物质 它们是硫及其化合物 已知在一定条件下有如 下转化关系 未配平 则这些物质中硫元素的化合价或平均化合价由低到高的顺序是 6 全国高考试题 某金属与足量的稀硫酸反应 生成该金属的三价正盐和 氢气 则该 金属的相对原子质量为 7 全国高考试题 已知在酸性溶液中 下列物质氧化 时 自身发生如下变化 如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的 得到 最多的是 8 上海高考试题 某温度下 将 通入 溶液中 反应得到 的混合液 经测定的浓度之比为 1 3 则 与 溶液反应时被还原的氯 元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为 A 21 5 B 11 3 C 3 1 D 4 1 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 9 全国高考试题 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应 假定只产生单一的还原产物 当参 加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为 2 1 时 还原产物是 10 江苏高考试题 在一定条件下 RO3n 和氟气可发生如下反应 RO3n F2 2OH RO4 2F H2O 从而可知在 RO3n 中 元素 R 的化合价是 A 4 B 5 C 6 D 7 11 南京测试题 已知 IBr 的性质与卤素相似 的结构为 的结构S O 23 2 CrO5 为 次氟酸的结构为 H O F 下列反应中属于氧化 还原反应的是 IBr HIO HBr 2 S H O 2 S O 23 2 H SO2H O 2 4 2 2 5 2HOF 2HF Cr O 27 2 H O 22 H CrO5H O 2 O2 A B 只有 C 只有 D 只有 12 北京测试题 保险粉是连二亚硫酸钠 的工业俗名 年产量达 30 万吨 是Na S O 2 24 最大量生产的无机盐之一 生产保险粉主要用甲酸法 其最主要的步骤上是把甲酸与溶于甲醇 和水混合溶剂里的 NaOH 混合 再通入气体 所发生的化学反应是 HCOONa 2 NaOH SO2SO2 以下有关叙述中错误的是 Na S O 2 24 CO2H O 2 A 在此反应中 HCOONa 是还原剂 是氧化剂SO2 B 保险粉的还原性比 HCOONa 的还原性强 C NaOH 未被氧化也未被还原 D 甲醇虽未参加反应 但有助于保险粉的结晶 分离 13 高考试测题 油画所用颜料含有某种白色的铅化合物 置于空气中 天长日久就会生成 黑色 PbS 从而使油画的色彩变暗 若用 H2O2来 清洗 则可将 PbS 转变为白色的 PbSO4而使 油画 复原 请填空 上述 清洗 反应的化学方程式为 若有 0 1mol 的 PbS 参与反应 则在此反应中发生转移的电子 为 mol 14 淮安测试题 在热的稀硫酸溶液中溶解了 11 4gFeSO4 当加入 50ml0 5mol LKNO3溶液 后 使其中的 Fe2 全部转化成 Fe3 KNO3也反应完全 并有 NxOy氮氧化物气体逸出 FeSO4 KNO3 H2SO4 K2SO4 Fe2 SO4 3 NxOy H2O 1 推算出 x y 2 配平该化学方程式 系数填写在上式方框内 3 反应中氧化剂为 4 用短线和箭头标出电子转移的方向和总数 15 南通市联考 化学实验中 如果使某步骤中的有害产物作为另一步的反应物 形成一个循 高分网高分网 高分网 至 TOP 中小学教育资讯门户 环 就可不再向环境排放该种有害物质 例如 Na2Cr2O7 CrCl3 Cr OH 3 Na2CrO4 NaCrO2 1 在上述有编号的步骤中 需用还原剂的是 需用氧化剂的是 填编号 2 在上述循环中有一种难溶物质既能与强酸反应 又能与强碱反应写出相关离子反程式 3 步骤 是重铬酸钠与碘化钾在盐酸存在下的反应 产物是三氯化铬 碘单质等 请写出 化