02-3第二章第三节氧化还原反应

考纲下载 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 考情上线 1 以生产 生活 社会中的实际问题考查氧化还原反应的基本概念 分析物质的氧化性 还原性强弱和电子转移过程 2 结合物质的推断及离子反应考查氧化还原反应的配平 3 电子守恒法在氧化还原反应计算中的应用 3 本质 电子转移 包括电子的 共用电子对的 2 特征 有元素化合价 判断依据 一 氧化还原反应1 概念 某些物质被 同时某些物质被的反应 氧化 还原 变化 得失 偏移 4 关系 例如反应MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O中氧化剂是 还原剂是 氧化产物是 生成1molCl2时转移电子数目为 注意 有单质参加的或生成的反应不一定是氧化还原反应 如2O3 3O2 氧化剂与还原剂有可能是同一种物质 如Cl2 H2O HCl HClO MnO2 HCl Cl2 1 204 1024 二 常见的氧化剂和还原剂1 常见氧化剂 X H2O OH SO2 Mn2 NO NO2 Mn2 Fe2 Fe H2O 2 常见还原剂 Zn2 H2O CO CO2 CO2 SO S I2 SO Fe3 2 3 2 4 2 4 3 具有中间价态的物质既有氧化性 又有还原性 一般情况下主要表现某一方面的性质 Fe3 Fe 还原性 还原性 S 氧化性 H2O O2 SO3 SO H2SO4 2 3 2 4 注意 H2O2的还原产物为H2O无污染 是一种非常重要的绿色氧化剂 三 电子转移表示法1 双线桥法 在反应物和生成物之间表示电子转移的结果 该法侧重于表示的原子 或离子 间的电子转移 如 同一元素 注意 线桥从方程式的左侧指向右侧的同一种变价元素 箭头不表示方向 只表示变化 一定要标明 得到 或 失去 2 单线桥法 在反应物中的还原剂与氧化剂之间 箭头指向氧化剂 具体讲是箭头从的元素出发指向的元素 如 得电子 失电子 注意 强调方向和电子数目 不必注明得失 因为箭头指向中已包含了得失 判断下列说法是否正确1 2010 佛山模拟T8 C 具有最高价态的化合物一定具有强氧化性 2 2010 银川模拟T3 A 金属离子在化学反应中只能被还原 3 2009 无锡调研T5 B 由Cl2 H2O HCl HClO推断Cl2的氧化性大于HClO的氧化性 4 2010 临沂模拟T12 A 1molAl与足量盐酸或氢氧化钠溶液反应均转移3mol电子 提示 1 2 3 4 1 根据反应方程式判断氧化剂 氧化性 还原剂 还原性 还原产物 氧化产物 2 根据金属活动性顺序 常见元素 3 根据氧化产物的价态高低判断当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时 还原剂价态升高越大 氧化剂的氧化性越强 例如 2Fe 3Cl22FeCl3Fe SFeS氧化性 Cl2 S 4 根据元素周期表判断 1 同主族元素 从上到下 2 同周期主族元素 从左到右 5 根据电化学原理 1 原电池还原性 负极 正极 负极比正极活泼 先失去电子 如铜锌原电池中 Zn比Cu活泼 所以Zn作负极 即Zn Cu 还原性 2 电解池 以惰性电极电解为例 阳极 易失电子的先放电 即S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子 F 还原性 阴极 易得电子的先放电 即Ag Fe3 Cu2 H 氧化性 1 物质的氧化性 还原性强弱取决于元素的原子得失电子的难易程度 与得失电子数目的多少无关 2 同种元素的氧化性一般为高价态 低价态 如Fe3 Fe2 但有的成酸元素价态越低 其不稳定酸及其盐的氧化性反而越强 如氧化性 HClO HClO3 HClO4 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2 Co2O3 Cl2 FeCl3 I2的氧化性依次减弱 下列反应在水溶液中不可能发生的是 A 3Cl2 6FeI2 2FeCl3 4FeI3B Cl2 FeI2 FeCl2 I2C Co2O3 6HCl 2CoCl2 Cl2 3H2OD 2Fe3 2I 2Fe2 I2 解析 由于Co2O3 Cl2 FeCl3 I2的氧化性依次减弱 故Cl2可将Fe2 I 氧化生成Fe3 I2 Co2O3可将Cl 氧化生成Cl2 Fe3 可将I 氧化生成I2 故A不正确 答案 A 1 根据下列反应判断 H2SO3 I2 H2O H2SO4 2HI 2FeCl3 2HI 2FeCl2 2HCl I2 3FeCl2 4HNO3 2FeCl3 NO 2H2O Fe NO3 3 1 NO Fe2 I H2SO3的还原性由强到弱顺序为 2 I2 FeCl3 HNO3 H2SO4的氧化性由强到弱顺序为 解析 据反应 判断 氧化性I2 H2SO4 还原性H2SO3 HI 据反应 判断 氧化性FeCl3 I2 还原性HI FeCl2 据反应 判断 氧化性HNO3 FeCl3 还原性FeCl2 NO 由此可得出结论 还原性H2SO3 I Fe2 NO 氧化性HNO3 FeCl3 I2 H2SO4 答案 1 H2SO3 I Fe2 NO 2 HNO3 FeCl3 I2 H2SO4 1 氧化还原反应与四大反应类型之间的关系 2 基本规律 1 守恒规律氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子 且氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数 或者说氧化还原反应中 有物质元素化合价升高 必有物质元素化合价降低 且化合价降低总值必等于升高总值 应用 求某一反应中被氧化与被还原的原子数之比 或氧化剂与还原剂分子数之比及氧化产物与还原产物分子数之比 配平氧化还原反应方程式 进行氧化还原反应的有关计算 2 强弱规律较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应 生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物 应用 在适宜条件下 用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质 或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质 亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱 3 转化规律氧化还原反应中 以元素相邻价态之间的转化最容易 同种元素不同价态之间发生反应 元素的化合价只靠近而不交叉 同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应 例如 应用 判断氧化还原反应能否发生及标明电子转移情况 4 难易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 氧化性最强的氧化剂优先反应 如向FeBr2溶液中通入Cl2时 发生离子反应的先后顺序为2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Br Cl2 Br2 2Cl 2009 全国卷 含有amolFeBr2的溶液中 通入xmolCl2 下列各项为通Cl2过程中 溶液内发生反应的离子方程式 其中不正确的是 A x 0 4a 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl B x 0 6a 2Br Cl2 Br2 2Cl C x a 2Fe2 2Br 2Cl2 Br2 2Fe3 4Cl D x 1 5a 2Fe2 4Br 3Cl2 2Br2 2Fe3 6Cl 解析 因为还原性Fe2 Br 在FeBr2溶液中通入Cl2时先发生反应 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 通入过量Cl2时发生反应 2Fe2 4Br 3Cl2 2Br2 2Fe3 6Cl 所以当x 0 5a时只发生前一个反应 当x 1 5a时只发生后一个反应 当0 5a x 1 5a时 Fe2 与Br 均参加反应 且Fe2 与Br 的物质的量之比大于1 2 故选B 答案 B 此类题目易忽略氧化还原反应的先后顺序 本题若换为向FeI2溶液中通Cl2 则结果又有不同 因为Cl2先氧化I 再氧化Fe2 2 2008 上海高考 已知在热的碱性溶液中 NaClO发生如下反应 3NaClO 2NaCl NaClO3 在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应 其最终产物是 A NaCl NaClOB NaCl NaClO3C NaClO NaClO3D NaClO3 NaClO4 解析 所提示的反应为NaClO的自身氧化还原反应 NaClO2发生类似反应后化合价会有升有降 故A D均降均升是错误的 C项NaClO会继续生成NaCl和NaClO3 故最终产物为NaCl和NaClO3 答案 B 1 配平方法 化合价升降法步骤如下 2 计算方法 得失电子守恒法解题的一般步骤为 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 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 建立二者之间的守恒关系 快速求解 2009 上海高考 某反应中反应物与生成物有 AsH3 H2SO4 KBrO3 K2SO4 H3AsO4 H2O和一种未知物质X 1 已知KBrO3在反应中得到电子 则该反应的还原剂是 2 已知0 2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X 则X的化学式为 3 根据上述反应可推知 a 氧化性 KBrO3 H3AsO4b 氧化性 H3AsO4 KBrO3c 还原性 AsH3 Xd 还原性 X AsH3 4 将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中 并标出电子转移的方向和数目 分析元素价态变化 找准氧化 还原两个过程 由元素守恒 电子守恒配平方程式 根据电子转移推出产物 听课记录 1 此题考点为氧化还原反应 其特征为化合价升降 本质为电子的转移 要求能从化合价变化来判断氧化剂和还原剂 已知KBrO3为得电子物质 故其必是化合价降低 作氧化剂 那么还原剂只能是题目所提供的AsH3 AsH3中As为 3价 反应后变为H3AsO4中 5价的As 故还原剂为AsH3 2 此题出题依据为氧化还原反应中得失电子守恒 0 2molKBrO3在反应中得1mol电子 故每1molKBrO3得5mol电子 即反应后Br的化合价应降为零价 故另一物质为Br2 同时因为氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物已知 可直接进行配平 4H2SO4 5H3O4 4K2SO4 4Br2 4H2O 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 根据化合价升降相等 则应在AsH3前配系数5 在Br2前配系数4 根据原子守恒KBrO3前配8 再根据K原子守恒 K2SO4应在生成物中 系数为4 则H2SO4在反应物中 系数为4 H2O在生成物中 系数为4 配平后用单线桥法标出电子转移方向和数目 如上所示 3 此题考点为氧化还原反应中的基本规律 氧化剂的氧化性大于氧化产物 还原剂的还原性大于还原产物 答案 1 AsH3 2 Br2 3 ac 4 探究物质的氧化性与还原性氧化还原理论是高中重要的理论体系之一 围绕物质的氧化性与还原性进行实验探究是近年高考题的主导方向 涉及到离子的检验 试剂的选择等考点 如2008年山东高考题涉及到检验Fe2O3样品中是否含有FeO 很多考生利用酸溶解后加入KSCN溶液 而答案提供的则是酸溶解后加入KMnO4溶液只需检验Fe2 的还原性 因此解题时要抓住理论指导 某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性 请回答下列问题 1 除胶头滴管外 你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是 2 请帮他们完成以下实验报告 一 实验目的 二 试剂 铁粉 FeCl3溶液 FeCl2溶液 氯水 锌片 铜片 三 实验记录 划斜线部分不必填写 四 实验结论 Fe只具有还原性 Fe3 只具有氧化性 Fe2 既具有氧化性 又具有还原性 五 联想发散 简述Fe2 的检验方法 将FeCl2溶液加热蒸干并灼烧 最后得到的固体物质是 原因是 解析 本题是根据新课标对考生探究能力的要求而设计的 包括设计实验 选择仪器 填写实验报告以及对结果进行分析 综合 迁移的能力 其中 相对较难的是最后的联想发散部分 检验Fe2 的方法不止一种 例如在含有Fe2 的溶液中加入NaOH溶液 可以生成白色的氢氧化亚铁沉淀 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色的氢氧化铁沉淀 再如 在含有Fe2 的溶液中加入KSCN溶液 出现红色 然后滴加适量氯水 Fe2 被氧化成Fe3 Fe3 与SCN 反应得到红色溶液 将FeCl2溶液加热蒸干的过程中 HCl挥发 促使Fe2 的水解平衡向右移动 生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁 灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3 答案 1 试管 2 实验目的 探究铁及其化合物的氧化性和还原性实验记录 Cl2 2Fe2 2Cl 2Fe3 Fe2 具有氧化性 铁粉逐渐溶解 溶液由棕黄色变为浅绿色 向FeCl3溶液中加入铜片联想发散 取适量待测液于试管中 滴加少量KSCN溶液 无红色出现 在混合液中滴入少量氯水 溶液变为红色 则证明有Fe2 或其他合理答案 Fe2O3在FeCl2溶液中存在平衡FeCl2 2H2O Fe OH 2 2HCl 加热时 HCl挥发 平衡右移 生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁 灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3 随堂巩固 1 2009 福建高考 下列类型的反应 一定发生电子转移的是 A 化合反应B 分解反应C 置换反应D 复分解反应 解析 A项 化合反应不一定是氧化还原反应 如NH3 HCl NH4Cl 该反应中无电子转移 B项 分解反应不一定是氧化还原反应 如CaCO3CaO CO2 该反应中无电子转移 C项 置换反应一定是氧化还原反应 一定发生电子转移 D项 复分解反应都不是氧化还原反应 无电子的转移 故选C 答案 C 2 2008 上海高考 下列物质中 按只有氧化性 只有还原性 既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 A F2 K HClB Cl2 Al H2C NO2 Na Br2D O2 SO2 H2O 解析 合成橡胶比天然橡胶性能好 B项错误 一种元素可有多种同位素原子 C项错误 分散系的分类是根据分散质粒子的直径大小 D项错误 答案 A 3 物质氧化性 还原性的强弱 不仅与物质的结构有关 还与物质的浓度和反应温度等有关 下列各组物质 Cu与HNO3溶液 Cu与FeCl3溶液 Zn与H2SO4溶液 Fe与HCl溶液由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是 A B C D 解析 Cu与HNO3反应 随HNO3浓度的变化 其生成物不同 HNO3浓度大时生成NO2 浓度小时生成NO等 Zn与H2SO4反应 若H2SO4浓度较大时 H2SO4表现强氧化性 生成SO2 若为稀H2SO4 则与Zn反应释放出H2 组的物质其反应产物与它们的浓度无关 答案 A 4 已知 异氰酸 HCNO 结构式为 其中氮元素为 3价 HCNO能和NO2反应生成N2 CO2 H2O 下列说法正确的是 A 在反应中 HCNO既被氧化又被还原B 在反应中 NO2是氧化剂 HCNO是还原剂C 在反应中 NO2与HCNO的物质的量之比为1 1D 每生成1molCO2有4mol电子转移 解析 由HCNO的结构式可知其中的C为 4价 N为 3价 反应方程式为 8CO2 4H2O 反应中HCNO只作还原剂被氧化 NO2作氧化剂 每生成1molCO2有3mol电子转移 答案 B 5 请写出一个符合条件的有水参加反应的化学方程式 1 水只作氧化剂 2 水只作还原剂 3 水既作氧化剂也作还原剂 4 水既不是氧化剂也不是还原剂 但属于氧化还原反应 5 水既不是氧化剂也不是还原剂 也不属于氧化还原反应 解析 H2O作氧化剂时 H元素化合价降低 H2O作还原剂时 O元素化合价升高 答案 1 2Na 2H2O 2NaOH H2 或3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2或C H2O g CO H2 2 2F2 2H2O 4HF O2 3 2H2O2H2 O2 4 3NO2 H2O 2HNO3 NO 5 CaO H2O Ca OH 2或SO3 H2O H2SO4 6 化学实验的微型化可有效地减少污染 实现化学实验绿色化的要求 某学生按下列操作做一个实验 在一块下衬白纸的玻璃片的不同