江苏省海门市三厂中学2012届高三化学大一轮复习专题三 以化合价为立意的氧化还原反应基础

江苏省海门市三厂中学2012届高三化学大一轮复习专题三 以化合价为立意的氧化还原反应基础【考纲要求】理解氧化还原反应的本质，了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。【命题趋势】09、10、11年三年江苏高考化学试题中几乎没有专门涉及氧化还原反应概念及分析的试题，氧化还原反应的根本内容分散在部分选择题的一些选项和许多非选择题的背景材料中，氧化还原反应的内容主要出现在与原电池、电解池相关试题中，以体现考试说明中有关“理解氧化还原反应的本质，了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。”内容要求。【高考预测】从09、10、11年的江苏高考化学试题来看，12年江苏高考化学试题中氧化还原反应考查可能还是不会有专门的氧化还原反应概念及分析的试题，氧化还原反应可能还是出现在选择题的一些选项和非选择题的背景材料中，其着力点可能还要考查考生能用氧化还原反应知识去解决原电池、电解池等生产、生活中的实际问题的能力。要求考生正确掌握以化合价为立意的氧化还原反应的分析基础。【基础知识】一、理解氧化还原反应的本质和特征氧化还原反应的实质是电子的 （包括电子的得失或电子对的偏移），特征是反应前后 ；判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后 是否发生了变化这一特征。二、从多个角度理解氧化剂和还原剂等基本概念概 念化合价变化的角度电子转移的角度氧 化 剂所含元素化合价降低的物质在反应过程中得到电子的物质还 原 剂氧化反应物质所含元素化合价升高的反应物质失去电子的反应还原反应氧 化 性氧化剂所具有的得到电子的能力还 原 性还原剂所具有的失去电子的能力判断氧化反应、还原反应及氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物时可抓住下表中的关系：反应物变化特点生成物还原剂失、高、氧-氧化反应氧化产物氧化剂得、低、还-还原反应还原产物三、氧化性或还原性强弱比较与判断（1）根据元素的化合价如果物质中某元素具有最高价，该元素只有 性；物质中元素具有最低价，该元素只有 性；物质中元素具有中间价态，该元素既有 又有 性。对于同一种元素，价态越高，则 性越强，价态越低，则 性越强。（2）根据氧化还原反应方程式强还原剂（A）强氧化剂（B）弱氧化产物（a）弱还原产物（b）则氧化性：Ba，还原性：Ab。氧化剂的氧化性越强，则其对应的 产物的还原性则越 ；还原剂的还原性越强，则其对应的 产物的氧化性则越 。（3）根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越 ，其阳离子的氧化性就越 。（4）根据元素周期表同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐 ，还原性逐渐 ；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐 ，还原性逐渐 。（5）根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越 。不同的还原剂（或氧化剂）与同一氧化剂（或还原剂）反应时，条件越易或者氧化剂（或还原剂）被还原（或被氧化）的程度越大，则还原剂（或氧化剂）的还原性（或氧化性）就越 ；（6）其它条件一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越 ，反之则越弱。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 ，与得失电子的 无关。如：Na、Mg、Al的还原性强弱依次为NaMgAl；浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱依次为：浓HNO3稀HNO3；同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。四、常见的氧化剂和还原剂在中学化学中，常用作氧化剂的物质有： 等；常用作还原剂的物质有活泼的金属单质如 等。五、能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目1、双线桥分析法要点：双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素；线上标明电子得失、化合价升降、被氧化、被还原等内容(注意得失电子守恒)。2、单线桥分析法要点：单线桥是从还原剂中失去电子的元素指向氧化剂中得到电子的元素；线上标明只标明电子的数目，不必写其它内容。六、化学方程式的配平1、依据原则：在氧化还原反应中，元素得电子的总数=元素失去电子的总数或化合价升高的总数化合价降低的总数2、配平方法：一标、二列、三求、四配、五观、六查。具体地说，就是标出反应前后元素的化合价、列出化合价的升降情况、求化合价升降的最小公倍数、根据所求的最小公倍数配出化合价发生变化的物质的系数、用观察法配出所含元素化合价未发生变化的物质的系数、用质量守恒和电荷守恒检查所配结果是否正确。例： KMnO4 HCl KCl MnCl2 Cl2 H2O七、能运用氧化还原反应的规律进行有关计算氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂的垢量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。计算的关键是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。从试题的变化趋势来看，有一类题目已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比，计算并确定产物。题目解答的方法思路是：首先根据氧化剂与还原剂的质量比求出物质的量之比，分析判断可能的情况，然后再由得失电子数守恒列式求出化合价的变化，即可写出产物的分子式。【典型例题】【例1】（07江苏）三聚氰酸C3N3(OH)3可用于消除汽车尾气中的NO2。其反应原理为： C3N3(OH)3 3HNCO； 8HNCO6NO2 7N28CO24H2O 下列说法正确的是A.C3N3(OH)3与HNCO为同一物质 B.HNCO是一种很强的氧化剂C.1 molNO2在反应中转移的电子为4mol D.反应中NO2是还原剂【变式训练1】ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O下列说法正确的是 A.KClO3在反应中得到电子 B.ClO2是氧化产物 C.H2C2O4在反应中被氧化 D.1 molKClO3参加反应有2mol电子转移【例2】根据反应（1）（4），可以判断下列4个物质的氧化性由强到弱的正确顺序是 Cl22KI2KClI2 2FeCl2Cl22FeCl3 2FeCl32HI2FeCl22HClI2 H2SI2S2HIA.H2SI2Fe3Cl2 B.Cl2Fe3I2H2S C.Fe3Cl2 H2SI2 D.Cl2I2Fe3H2S【变式训练2】、均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的分子式（或化学式），但知道它们在一定条件下具有以下的转换关系（未配平）(1) G QNaCl (2) QH2O XH2(3) YNaOH GQH2O (4) ZNaOH QXH2O这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为A.QGZYX B.GYQZX C.GYZQX D.ZXGYQ【例3】现有铁粉和氧化铁的混合物共27.2 g，加入足量的稀硫酸使之充分反应。当固体粉末完全溶解时，收集到2.24 L(标准状况下)气体，当向溶液中滴加KSCN溶液时，溶液不显血红色。试求原样品中氧化铁的质量分数。解析：设Fe2O3的物质的量为xmol，由电子得失守恒关系有：n(Fe)2n(Fe2O3)2n(H2)2。即 (27.2-160x)56x(2.24/22.4)，解得x0.1，则氧化铁的质量分数为 (0.1mol160g/mol27.2 g)100%58.8%。【变式训练3】(2011大纲版全国卷)某含铬Cr2O72 废水用硫亚铁铵FeSO4(NH4)2 SO46H2O处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到n molFeOFeyCrxO3。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(2x)molB.处理废水中Cr2O72的物质的量为nx/2molC.反应中发生转移的电子为3nx molD.在FeOFeyCrxO3中3xy解析：由铬元素守恒知废水中Cr2O72的物质量为nx/2mol，反应中发生转移的电子数为6nx/2mol3nx mol。由得失电子守恒知y3x，而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n（1y）moln(3x1)mol，因此选项A是错误的。【反馈训练】1.ClO2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.11 B.21 C.12 D.232.在一定条件下，RO3n和氟气可发生如下反应：RO3nF22OHRO42FH2O。从而可知在RO3n中，元素R的化合价是A.4 B.5 C.6 D.73.将NO3ZnOHH2ONH3Zn(OH)42配平后，离子方程式中H2O的系数是A.2 B.4 C.6 D.84.（10江苏）下列说法不正确的是A.铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加B.常温下，反应C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0C.一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率D.相同条件下，溶液中的Fe3、Cu2、Zn2的氧化性依次减弱5.（11江苏）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。下列说法正确的是A.25，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B.石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应D.图4所示转化反应都是氧化还原反应6.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无7.将3.20g Cu跟30.0mL 10.0molL1的HNO3充分反应,还原产物有NO和NO2。若反应后溶液中有a mol H离子，则此时溶液中含NO3离子的物质的量为A.(a0.5)mol B.2 a mol C.0.1 a mol D.(a0.1)mol8.（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Br2SO22H2OH2SO42HBr相比较，水的作用不相同的是A.2Na2O22H2O4NaOHO2 B.4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3C.2F22H2O4HFO2 D.2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H29.我国发射神舟号的火箭是长征（F）型火箭，该火箭的燃料偏二甲基肼(CH3)2NNH2，氧化剂是N2O4，反应后生成CO2和另两种对环境无污染的物质，下列说法中不正确的是 A.该反应每生成3mol N2时，转移电子的物质的量为16mol B.火箭点燃瞬间，逸出的红棕色气体是NO2 C.偏二甲基肼与均二甲基肼（CH3NHNHCH3）的沸点相同 D.飞船在太空中运行时，在飞船仓中比地球上不容易做过滤实验10.常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2H2O22H2Fe32H2O 2Fe3H2O22Fe2O2H下列说法正确的是A.H2O2的氧化性比Fe3强，其还原性比Fe2弱B.在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降 C.在H2O2分解过程中， Fe2和Fe3的总量保持不变D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe211.用0.1 mol/L的Na2SO3溶液30 mL，恰好将2103 mol的XO4还原，则元素X在还原产物中的化合价是A.1 B.2 C.3 D.412.已知某强氧化剂RO(OH)2中的R元素被Na2SO3还原到较低价态。如果还原2.4103 mol RO(OH)2至较低价态，需要60 mL 0.1 mol/L的Na2SO3溶液。那么，R元素被还原成的价态是 A.1 B.0 C.1 D.213.某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO与ClO3的浓度之比为1:3，则Cl2与NaOH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.4:114.已知：氧化性：KMnO4HNO3；Bi位于周期表中VA，3价较稳定，NaBiO3溶液为无色。取一定量的Mn(NO3)2溶液依次进行下列实验，现象记录如下： 滴加适量的NaBiO3溶液，溶液变为紫红色。 继续滴加适量H2O2，紫红色褪去，并有气泡产生。 再加入适量的PbO2固体，固体溶解，溶液又变为紫红色。 最后通入足量的SO2气体。请回答下列问题： KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为 ； 实验中的现象为： ； 实验反应的离子方程式分别是： 、 。14.PbO2KMnO4H2O2 紫红色褪去，生成白色沉淀 2MnO45H2O26H2Mn25O28H2O 5PbO22Mn24H5Pb22MnO42H2O15.已知单质铁溶于一定浓度的硝酸溶液中反应的离子方程式为 aFebNO3cHdFe2fFe3gNOhN2OkH2O(化学计量数ak均为正整数）回答下列问