【志鸿优化设计】2014届高考化学一轮复习 第一单元物质的组成及其变化第3讲氧化还原反应练习 苏教版

1 第第 3 3 讲讲 氧化还原反应氧化还原反应 考纲点击考纲点击 1 了解氧化还原反应的本质是电子转移 2 了解常见的氧化还原反应 一 化学反应的类型及相互关系 1 氧化还原反应 概念 有元素 变化的反应称为氧化还原反应 特征 反应前后元素的 发生了变化 实质 反应过程中有电子 或 2 几种化学反应类型的关系 根据反应中有无 转移或元素 是否发生变化 可以把化学反应划分为 反应和 反应 四种基本类型和氧化还原反应的关系可用下图表示 即时训即时训练练 1 1 下列反应属于氧化还原反应的是 属于化合反应的是 属于分解反应的是 属于置换反应的是 属于复分解反应的是 TiCl4 2Mg2MgCl2 Ti CaCO3CaO CO2 2Fe 3Cl22FeCl3 2H2O22H2O O2 H2O SO3 H2SO4 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 3 NO2 H2O 2HNO3 NO 3SiCl4 4NH3 Si3N4 12HCl 特别提示特别提示 1 判断氧化还原反应首先要抓住化合价变化这一特征 凡是有元素化合 价变化的化学反应都是氧化还原反应 元素化合价没有变化的化学反应都是非氧化还原反 应 2 凡有单质参加的化合反应 有单质生成的分解反应和置换反应都是氧化还原反应 复分解反应都不是氧化还原反应 但有单质参加的反应不一定是氧化还原反应 如 2O3 3O2 3 没有单质参加的化合反应 如 Na2O2 SO2 Na2SO4 及没有单质生成的分解反应 如 2FeSO4Fe2O3 SO2 SO3 也有可能是氧化还原反应 二 氧化还原反应的有关概念 1 还原剂 还原剂在反应中表现为所含元素化合价 实质上 电子 还原剂具有 性 反应时本身被 发生 反应 得到 产物 2 氧化剂 氧化剂在反应中表现为所含元素化合价 实质上 电子 氧化剂具有 性 反应时本身被 发生 反应 得到 产物 3 氧化还原反应中基本概念之间的联系 2 例如 即时训练即时训练 2 2 1 在 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 的反应中 是氧化剂 是还原剂 元素被氧化 元素被还原 Cl2既有氧化性 又有还原性 是氧化产物 是还原产物 2 在 4NH3 6NO 5N2 6H2O 的反应中 是氧化剂 是还原剂 元素被氧化 元素被还原 具有氧化性 具有还原性 是氧化 产物 是还原产物 特别提示特别提示 为了方便记忆 快速解题可采用如下口诀 升失氧 降得还 剂性一致 其他相反 升失氧 降得还 即 反应后所含元素化合价升高的物质失电子被氧化 发 生氧化反应 反应后所含元素化合价降低的物质得电子被还原 发生还原反应 剂性一致 即 氧化剂具有氧化性 还原剂具有还原性 其他相反 即 氧化剂被还原 发生还原反 应 得到还原产物 还原剂被氧化 发生氧化反应 得到氧化产物 如果忘记了以上规律 我们可以联想比较熟悉的氢气还原氧化铜的反应来帮助记忆 三 常见的氧化剂和还原剂 1 常见氧化剂 物质类型举例对应还原产物 Cl2 Br2 活泼的非 金属单质O2 O3 氧化物 MnO2 H 稀硫酸 盐酸 醋酸 HNO3 或 浓硫酸氧化性酸 HClO KMnO4 变价元素 中高价态 化合物或 离子 盐 Fe3 过氧化物Na2O2 H2O2 2 常见还原剂 物质类型举例对应氧化产物 活泼的 金属单质 Na Fe Al 或 某些非金 属单质 H2 C S 或 CO 氧化物 SO2 NH3 氢化物 H2S SO2 3 变价元素 中低价态 化合物或 离子 盐 Fe2 3 I 过氧化物Na2O2 H2O2 特别提示特别提示 1 记住一些常见的氧化剂和还原剂可以帮助我们快速判断反应类型及化学 方程式的书写 最终提高我们的解题速率 如 SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式 的书写 首先根据记忆写出氧化剂 还原剂及其产物 MnO SO2 Mn2 SO 再 42 4 根据守恒配平 补齐方程式即可 2 通常氧化剂和还原剂是指具体的反应物 不是指反应物中的某一元素 3 既有氧化性又有还原性的物质 同一元素最高价态只具有氧化性 如 Fe3 HNO3中的 N 等 最低价态只具有还原性 如 S2 I 等 中间价态既具有氧化性 又具有还原性 可简记为 高价氧 低价还 中价全 如 1 SO2 Fe2 既具有氧化性也具有还原性 但一般以还原性为主 2 H2O2遇到强还原剂 如 S2 I SO2 Fe2 做氧化剂得还原产物为 H2O 遇到强 氧化剂 如 MnO 做还原剂得氧化产物 O2 4 即时训练即时训练 3 3 下列微粒既具有氧化性又具有还原性的是 Al3 Cl N2 MnO CO2 H2O2 H2O HCl 4 A B C D 一 氧化还原反应的重要规律 1 得失电子守恒规律 在任何氧化还原反应中 氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等 此规 律应用于解氧化还原反应的计算题和氧化还原反应方程式的配平 2 价态归中规律 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时 价态只靠近 不交错 相邻价态不反应 既 高到高 低到低 可以归中 不能跨越 如 1 因为 2 价离 0 价比 4 价近 所以 H2S 的氧化产物为 S 硫酸的还原产物为 SO2 转 移 2 个电子 不是转移 4 个电子 2 硫酸 SO2中的硫的价态分别为 6 4 无中间价 态 浓硫酸不能氧化 SO2 例 1 1 2012 湖南十二校联考 同位素示踪法可用于反应机理的研究 下列反应中 同位素示踪表示正确的是 A NH4Cl 2H2ONH3 2H2O HCl B 2KMnO4 5HO2 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 518O2 8H2O 18 2 C 2NaO2 2H2O 4Na18OH O2 18 2 D Ca2H2 2H2O Ca O2H 2 2H2 方法归纳方法归纳 只要看到有关氧化还原反应的题时 首先看元素化合价的变化 然后再根据规律解决 问题 例 1 2 2012 河南信阳二次调研 氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程 1 向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫 该反应中氧化过程的反应式为 SO2 2H2O 2e SO 4H 2 向亚氯酸钠 NaClO2 固体中通入用空气稀释的氯气 2 4 该反应中还原过程的反应式为 Cl2 2e 2Cl 在 1 和 2 反应中均会生成产物 X 则 X 的化学式为 A NaClO B ClO2 C HClO D NaClO4 4 二 氧化性 还原性强弱的判断 1 依据氧化还原反应方程式来判断 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 口诀 比什么 性 找什么剂 产物 之 性 小于 剂 2 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 口诀 易得者 不易失 易失者 不易得 易得者 不易失 例如 Cl2比 Br2易得 到电子 而得到电子后的 Cl 比 Br 难失去电子 从而可知 Cl2的氧化性比 Br2的强 而其 被还原后得到的 Cl 比 Br 的还原性弱 易失者 不易得 例如 Na 比 Mg 易失去电子 而失去电子后的 Na 比 Mg2 难得电子 从而可知 Na 的还原性比 Mg 的强 而其被氧化后得 到的 Na 比 Mg2 的氧化性弱 3 依据 两池 判断 1 两种不同的金属构成原电池的两极 负极金属是电子流出的极 正极金属是电子流 入的极 其还原性 正极 负极 2 用惰性电极电解混合溶液时 在阴极先得电子的阳离子氧化性较强 在阳极先失电 子的阴离子还原性较强 4 依据产物中元素价态的高低来判断 在相同条件下 还原剂还原性越强 把氧化剂还原到的价态越低 氧化剂氧化性越强 把还原剂氧化到的价态越高 例如 2Fe 3Cl22FeCl3 Fe SFeS 氧化性 Cl2 S 5 依据反应条件来判断 当不同的氧化剂作用于同一还原剂时 如氧化产物价态相同 可依据反应条件的难易 程度来判断 一般的来说反应条件越苛刻 说明反应越难发生 即氧化剂得电子越困难 5 则对应氧化剂的氧化性越弱 例如 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 氧化性 浓硝酸 浓硫酸 例 2 1 向 FeI2 FeBr2的混合溶液中通入适量氯气 溶液中某些离子的物质的量 变化如图所示 已知 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 2Fe3 2I 2Fe2 I2 则下列有 关说法中 不正确的是 A 还原性 I Fe2 Br B 线段 AB 表示 Fe2 被氯气氧化 C 线段 BC 表示生成 4 mol Fe3 D 原溶液中n Br 6 mol 特别提示特别提示 1 根据化学方程式比较物质的氧化性 还原性强弱时 首先应依据化合价 的变化判断出氧化剂 氧化产物 还原剂 还原产物 然后依据规律进行判断 2 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 还原剂 Na 与 Mg 3 同一氧化剂同时与同浓度的若干种还原剂反应 往往是还原性强的先被氧化 如 向 FeBr2溶液中滴入少量氯水 Fe2 先被氧化 而向 FeI2溶液中滴入少量氯水 I 先被氧 化 例 2 2 已知 向 KMnO4固体上面滴加浓盐酸 产生黄绿色气体 向 FeCl2溶 液中通入少量实验 产生的气体 溶液变黄色 取实验 生成的溶液滴在淀粉 KI 试纸上 试纸变蓝 下列判断正确的是 A 上述实验证明氧化性 MnO Cl2 Fe3 I2 4 B 上述实验中 共有两个氧化还原反应 C 实验 生成的气体不能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝 D 实验 证明 Fe2 既有氧化性又有还原性 三 有关氧化还原反应方程式的配平及计算 1 根本原则 电子得失总数相等或化合价升降总数相等 2 一般步骤 1 标价态 确定氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 2 标变化 找准一个 原子或离子得失电子数 3 依据题意求解 3 配平步骤 1 标价态 即先写出反应物和生成物的化学式 并标出发生化合价变化的元素的正 负化合价 2 标变化 即标出元素化合价的升高或者降低 3 求总数 即使化合价升高和降低的总数相等 4 用观察的方法配平其他物质的化学计量数 例 3 1 配平下列离子反应方程式 Fe OH 3 ClO OH FeO Cl H2O n 4 2 已知有 10 7 g Fe OH 3参加反应 共转移了 0 3NA个电子 则 n FeO中铁元素的化合价为 n 4 3 根据所学的知识 推测 FeO能和下列 填序号 物质反应 n 4 A KMnO4 B SO2 C H2S D O2 6 4 一定条件下 向含硝酸的废水中加入 CH3OH 将 HNO3还原成 N2 若该反应消耗 32 g CH3OH 转移 6 mol 电子 则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 思路点拨思路点拨 考试中涉及氧化还原的题目 其中大多数要利用得失电子守恒规律 如 求某元素反 应前后的化合价 配平氧化还原方程式 求电子转移数目等 所以 看到此类题目 注意 用该规律 总之一句话 哪儿有氧化还原反应 哪儿就有得失电子守恒 运用化合价升高 或失电子 的总数 化合价降低 或得电子 的总数解题时 一定要注 意总数的意义 四 信息型氧化还原反应方程式的书写 近几年高考经常以信息的形式给出氧化剂和还原剂或部分产物 让我们书写化学方程 式或离子方程式 处理这种类型题目的基本思路 首先根据信息或记忆写出 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 再根据守恒 得失电子守恒 原子守恒 配平上述四种 物质 根据溶液酸碱性及守恒在方程式两边加上 H OH 或 H2O 并配平 如 SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式的书写 MnO SO2 Mn2 SO 2MnO 5SO2 2Mn2 5SO 方程式前面有 18 42 4 42 4 个 O 后面有 20 个 O 所以方程式前面加 2 个 H2O 依据溶液呈酸性 方程式后面加 4 个 H 2MnO 5SO2 2H2O 2Mn2 5SO 4H 最后用电荷检查是否配平 42 4 例 4 2012 课标全国理综 1 FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质 该反应的离 子方程式为 2 高铁酸钾 K2FeO4 是一种强氧化剂 可作为水处理剂和高容量电池材料 FeCl3与 KClO 在强碱性条件下反应可制取 K2FeO4 其反应的离子方程式为 关于物质的氧化性 还原性的实验探究 氧化还原反应的知识在实验中的应用主要有如下三个方面 1 利用某些实验手段证明物质具有氧化性或还原性 2 利用某些实验手段比较物质氧化性或还原性的强弱 3 物质的氧化性和还原性对化学实验的影响 实验典例 亚硝酸钠 NaNO2 外观近似食盐 有像食盐一样的咸味 它的毒性较大 长期食用 可能致癌 NaNO2在酸性条件下既具有氧化性 可将 I 氧化为 I2 也具有还原性 与酸性高 锰酸钾溶液反应 为了区别食盐与亚硝酸钠 老师提供了下表中的试剂 操作供学生选择 试剂操作 H2SO4溶液 KMnO4溶液 KI 溶液 AgNO3溶液 淀粉溶液 A 把样品放入 H2SO4溶液中 溶解后再加入淀粉溶液 B 把样品放入 H2SO4溶液中 溶解后再加入所选试剂 C 把样品放入水中 溶解后再加入所选试剂 D 把样品放入盐酸中 溶解后再加入所选试剂 1 请设计两套方案判断被检验的样品是亚硝酸钠 方案一 试剂及操作 现象 方案二 试剂及操作 现象 2 某同学检验样品是亚硝酸钠时采用了 D 的组合 是否可行 并说明理由 如下图所示装置 根据实验现象 左边棉花变为橙色 右边棉花变为蓝色 所得 结论氧化性 Cl2 Br2 I2是否正确 并说明理由 7 1 高考集萃 下列叙述中正确的是 A 2012 山东理综 化合反应均为氧化还原反应 B 2012 安徽理综 科学家最近研究出一种环保 安全的储氢方法 其原理可表示为 NaHCO3 H2 HCOONa H2O 储氢过程中 NaHCO3被氧化 C 2012 天津理综 NO2溶于水发生氧化还原反应 D 2012 海南化学 一定条件下 2 3 g 的 Na 完全与 O2反应生成 3 6 g 产物时失去的 电子数为 0 1NA E 2012 浙江理综 CaO2与水发生氧化还原反应时 CaO2只作氧化剂 2 对于反应 CaH2 2H2O Ca OH 2 2H2 有下列判断 H2只是氧化产物 H2只是 还原产物 H2O 是氧化剂 CaH2中的 H 元素被还原 此反应中的氧化产物和还原产 物的分子个数之比为 1 1 上述判断正确的是 A B C D 3 用硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中 精矿在阳极浸出的反应比较复杂 其中有一 主要反应 CuFeS2 4Fe3 Cu2 5Fe2 2S 下列说法正确的是 A 反应中硫元素被氧化 所有铁元素均被还原 B 还原剂是 S2 和 Cu 氧化剂是 Fe3 C 氧化产物是 S 还原产物是 Cu2 和 Fe2 D 当转移 1 mol 电子时 有 46 g CuFeS2参加反应 4 已知 向黄色的 FeCl3溶液中加入少量维生素 C 溶液黄色褪去 向淀粉和 KI 的混合液中滴加 FeCl3溶液 溶液颜色变蓝 取实验 生成的蓝色溶液 加入少量维生 素 C 溶液蓝色褪去 下列判断不正确的是 A 上述实验证明维生素 C 有还原性 B 实验 能证明 I2既有氧化性又有还原性 C 上述实验中涉及了三个氧化还原反应 D 上述实验证明还原性 维生素 C I Fe2 5 2013 浙江衢州一中高三期中 某容器中发生一个化学反应 反应过程中存在 H2O ClO CN HCO N2 Cl 六种物质 在反应过程中测得 ClO 和 N2的物质的量随 3 时间变化的曲线如图所示 下列有关判断中正确的是 A 还原剂是含 CN 的物质 氧化产物只有 N2 B 氧化剂是 ClO 还原产物是 HCO 3 C 配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 5 2 D 若生成 2 24 L N2 标准状况 则转移电子 0 5 mol 8 6 2012 湖北黄冈期末 现向含 6 mol KI 的硫酸溶液中逐滴加入 KBrO3溶液 整个过 程中含碘物质的物质的量与所加入 KBrO3的物质的量的关系如图所示 请回答下列问题 1 b 点时 KI 反应完全 则氧化产物与还原产物的物质的量之比为 电子转移 数目为 2 已知 b c 过程中 仅有溴元素发生化合价变化 写出并配平该反应的离子方程式 3 已知在 c d 段发生下列反应 2BrO I2 2IO Br2 当n KBrO3 3 mol 时 3 3 n I2 mol 9 参考答案参考答案 基础梳理整合基础梳理整合 一 1 化合价 化合价 得失 偏移 2 电子 化合价 氧化还原 非氧化还原 置换 复分解 分解 即时训练即时训练 1 1 答案 答案 二 1 升高 失去 还原 氧化 氧化 氧化 2 降低 得到 氧化 还原 还原 还原 即时训练即时训练 2 2 答案 答案 1 Cl2 Cl2 Cl Cl NaClO NaCl 2 NO NH3 N N NO NH3 N2 N2 三 1 Mn2 H2 NO NO2 SO2 Cl Mn2 Fe2 Cl 1 Br 1 O 2 O 2 2 Na CO CO2 SO2 CO2 SO NO S SO Fe3 I2 Fe 2 Fe 3 Al 3 H 1 2 42 4 O2 即时训练即时训练 3 3 B 解析 解析 从元素的化合价角度考虑 Cl 只有还原性 Al3 MnO CO2均只有氧化 4 性 核心归纳突破核心归纳突破 例 1 1 B 解析 解析 A 选项是 NH4Cl 水解 实质上是 NH与 2H2O 提供的 O2H 结合生 4 成一水合氨 所以一水合氨中只有一个 2H 错误 B 选项 H O2是还原剂 被氧化生成 18 2 18O2 正确 C 选项中 NaOH 中的氧原子只有 2 个是18O 错误 D 选项中 Ca OH 2中的 H 全 部来源于水 错误 例 1 2 B 解析 解析 NaClO3中氯元素化合价为 5 NaClO2中氯元素化合价为 3 由信息可知 NaClO3中氯元素化合价降低 NaClO2中氯元素化合价升高 所以 X 中的氯元素 化合价只能为中间价态 4 价 例 2 1 B 解析 解析 由化学方程式可知 A 正确 通入 Cl2后 被氧化的先后顺序为 I Fe2 Br 由图像可知线段 AB BC DE 分别表示消耗 I 生成 Fe3 消耗 Br 只有 B 错误 例 2 2 A 解析 解析 上述三步都是氧化还原反应 中氧化剂为 KMnO4 黄绿色气体 为氧化产物 Cl2 所以氧化性 MnO Cl2 中氧化剂为 Cl2 氧化产物 Fe3 的生成导致溶 4 液变黄色 所以氧化性 Cl2 Fe3 中氧化剂为 Fe3 有氧化产物 I2生成使淀粉试纸变 蓝 所以氧化性 Fe3 I2 可知 A 正确 实验 只能证明 Fe2 具有还原性 D 选项错误 例 3 答案 答案 1 2 5 n 2n 2 5 n n 3 2 2 6 3 BC 4 5 6 解析 解析 1 首先标化合价看价变化 OH 3 O OH H2O 3 Fe 1 Cl 4 8 FeOn n 1 Cl 根据化合价守恒配平 5 n O OH 2FeO 5 n 83 3 2Fe OH n Cl 2 n 4 Cl H2O 然后根据电荷守恒配平 OH H2O 最后用 H 或 O 检查是否配平 2 10 7 g Fe OH 3为 0 1 mol 所以如果 1 mol Fe OH 3参加反应 则转移 3 mol 电 子 Fe 的化合价升高 3 价 为 6 价 n 2 3 根据信息可知 FeO为强氧化剂 能与还原剂 SO2 H2S 反应 n 4 4 32 g CH3OH 为 1 mol 1 mol 的 CH3OH 转移 6 mol 的电子 碳元素升高 6 价 1 mol 的 HNO3化合价降低 5 价 所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为 5 6 例 4 答案 答案 1 2Fe3 2I 2Fe2 I2 或 2Fe3 3I 2Fe2 I 3 10 2 2Fe OH 3 3ClO 4OH 2FeO 3Cl 5H2O 2 4 解析 解析 1 HI 属于强酸 I 被 Fe3 氧化为棕色 I2 配平即可 2 反应物 Fe3 被氧化为 FeO 化合价升高 3 ClO 被还原为 Cl 化合价降低 2 4 2 所以方程式中 Fe3 FeO计量数为 2 ClO Cl 计量数为 3 即 2 4 2Fe3 3ClO 2FeO 3Cl 碱性溶液用 OH H2O 依据电荷守恒配平即可 2 4 实验探究拓展实验探究拓展 实验典例 答案 答案 1 方案一 B 溶液紫色褪去 方案二 B 或 D 溶液显蓝 色 2 不可行 盐酸能与高锰酸钾反应 不正确 无法证明与 KI 反应的是氯气还是溴蒸气 解析 解析 1 我们在设计实验时 一定要现象明显 依据信息 KMnO4溶液与亚硝酸钠 反应褪色 淀粉碘化钾遇亚硝酸钠变蓝 2 依据氧化性强弱 高锰酸钾的氧化性强于氯气 所以高锰酸钾能与盐酸反应 演练巩固提升演练巩固提升 1 CD 解析 解析 A 选项由 CaO H2O Ca OH 2可知 错误 B 选项中 H2是还原剂 所以 NaHCO3被还原 错误 C 选项 3NO2 H2O 2HNO3 NO 有化合价变化 属于氧化还原反应 正确 D 选项 反应后不论生成氧化钠还是过氧化钠 0 1 mol Na 参加反应都会