（北京专用）201X版高考化学一轮复习第5讲氧化还原反应

1、第5讲氧化还原反应,一、氧化还原反应的概念及应用 1.氧化还原反应 (1)概念:有元素化合价升降的化学反应。 (2)特征:反应前后元素的化合价发生了改变。 (3)实质:反应过程中有电子转移(包括电子得失和电子对偏移,教材研读,例如:反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O中氧化剂是 MnO2,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,生成1 mol Cl2时转移电子,2.有关概念及相互关系,数目为1.2041024。 3.氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系 4.氧化还原反应中电子转移的表示方法 (1)双线桥法,注意事项: a.箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。 b

2、.箭头方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化 。 c.在“桥”上标明电子的“得”与“失”,且得、失电子总数应相等。 (2)单线桥法,注意事项: a.箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。 b.箭头方向表示电子转移的方向。 c.在“桥”上标明转移的电子总数,5.常见的氧化剂和还原剂,自测1判断正误,正确的划“”,错误的划“”。 (1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( ) (2)金属阳离子一定只具有氧化性( ) (3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原( ) (4)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂( ) (5)某元

3、素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原(,自测2下列判断错误的是() A.向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,所以Br-还原性强于Cl- B.向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,则氧化性:Cl2I2 C.向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,加入H2O2后溶液变成红色,则Fe2+既有氧化性又有还原性 D.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性,C,答案C加入H2O2后溶液变成红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,只能证明Fe2+ 有还原性,无法证明它有氧化

4、性,二、氧化还原反应方程式的配平及相关计算 1.氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原则 (2)常用方法化合价升降法,2)常用方法化合价升降法,基本步骤,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+ H2O 根据原子守恒确定其他物质的化学计量数,然后将短线改为等号。 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,2.应用得失电子守恒解题的一般步骤 (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到或失去的电子数(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关系式。n(氧化剂)变价元素原子个数化合价变化值(高

5、价-低价)=n(还原剂)变价元素原子个数化合价变化值(高价-低价,中硫元素的化合价均为-1。 (2)配平化学方程式时,如无特别说明化学计量数“1”也必须填写在空上,特别提示(1)注意特殊物质中元素的化合价,如Na2O2中氧元素、FeS2,自测3根据FeS2+O2 Fe2O3+SO2回答下列问题: (1)氧化剂是,还原剂是,氧化产物是,还原产物是。 (2)化合价升高的元素为,化合价降低的元素为。 (3)1“分子”还原剂化合价升高总数为,1“分子”氧化剂化合价降低总数为。 (4)配平后各物质的化学计量数依次为,答案(1)O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2 (2)Fe、SO (3)11

6、4 (4)41128,自测4配平下列方程式: (1)KI+KIO3+H2SO4 I2+K2SO4+H2O (2)Mn+H+Cl-Mn2+Cl2+H2O (3)S+KOHK2S+K2SO3+H2O (4)P4+KOH+H2OK3PO4+PH3 (5)ClO-+Fe(OH)3+Cl-+Fe+ H2O (6)Mn+H2O2+Mn2+O2+H2O,答案(1)513333 (2)21610258 (3)36213 (4)29335 (5)324OH-325 (6)256H+258,考点突破,考点一物质氧化性、还原性强弱的判断,考点三未知氧化还原反应方程式的书写,考点二氧化还原反应的规律及应用,1.依据氧

7、化还原反应方程式判断 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”弱于“剂”。 2.依据反应条件及反应的剧烈程度判断 反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。例如,考点一 物质氧化性、还原性强弱的判断,2.依据反应条件及反应的剧烈程度判断 反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。例如,3.依据相同或相似条件下被氧化(或被还原)的程度判断 (1)不同氧化剂作用于同一种还原剂,所得氧化产物的价态越高,相应的氧化剂的氧化性越强。例如: (2)不同还原剂作用于同一种氧化剂,所得还原产物的价态越低,相应的还原剂的

8、还原性越强。例如,4.依据“两池”判断 (1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极金属正极金属。 (2)电解池: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。 5.依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断 (1)根据元素周期表判断,2)根据金属活动性顺序判断,5.依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断 (1)根据元素周期表判断,6.依据“三度”判断(“三度”即:浓度、温度、酸碱度) (1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓 H2SO4稀H2SO4,浓HNO3稀HNO3;还原性:浓盐酸稀盐

9、酸。 (2)温度:同一种物质,温度越高,其氧化性(或还原性)越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)酸碱度:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(或还原性)越强。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强,3)根据非金属活动性顺序判断,失电子的数目无关。 (2)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3,特别提示(1)氧化性、还原性强弱取决于得失电子的难易程度,与得,典例1(2017北京西城期末,10)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO- N2+3Cl-

10、+2H+3H2O。下列说法中,不正确的是() A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原 B.还原性:NCl- C.反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子 D.经此法处理过的废水可以直接排放,D,答案DA项,反应中氮元素化合价由-3价升高到0价,被氧化;氯元素化合价由+1价降低到-1价,被还原。B项,根据上述分析,N是还原剂, Cl-是还原产物,还原性:NCl-;C项,反应中每生成1 mol N2,转移电子 6 mol;D项,经此法处理过的废水中含有盐酸,属于酸性废水,不能直接排放,1-1有下列三个反应: 3Cl2+2FeI2 2FeCl3+2I2 2Fe2+Br2 2Fe3+2Br- C

11、o2O3+6HCl 2CoCl2+Cl2+3H2O 下列说法正确的是() A.中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2 B.根据以上化学方程式可以得到氧化性强弱顺序:Cl2Fe3+Co2O3 C.可以推理得到Cl2+FeBr2 FeCl2+Br2 D.在反应中当1 mol Co2O3参加反应时,2 mol HCl被氧化,D,答案DA项,反应中的氧化产物分别为Fe3+与I2、Fe3+、Cl2;B项,由可知氧化性:Cl2Fe3+,由可知氧化性:Co2O3Cl2,故氧化性强弱顺序为Co2O3Cl2Fe3+;C项,由于还原性:Fe2+Br-,通入Cl2后,Cl2优先氧化Fe2+;D项,反应中当1

12、mol Co2O3参加反应时,6 mol HCl 中只有2 mol被氧化为Cl2。 方法指导 氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性就越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。 应用:(1)在适宜条件下,用氧化性强的物质制备还原性弱的物质,用还原性强的物质制备氧化性弱的物质;(2)比较物质间氧化性(或还原性)的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下能否发生反应,1-2铋(Bi)位于元素周期表中第A族,其价态为+3价时较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液,向其中依次滴加下列溶液,对应实验现象如下表所示,则NaBiO3、KMnO4、

13、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为() A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4 C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2,C,答案CNaBiO3能将MnSO4中的Mn2+氧化成Mn,说明NaBiO3的 氧化性强于KMnO4;Mn能将H2O2氧化成O2,说明KMnO4的氧化性强 于H2O2;H2O2能将KI氧化成I2,说明H2O2的氧化性强于I2,1.守恒规律 氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中,有元素化合价升高必有元素化合价降低,且化

14、合价降低总值必等于升高总值。 应用:配平氧化还原反应方程式及进行有关计算。 2.强弱规律 氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应,生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物,考点二 氧化还原反应的规律及应用,应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备还原性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备氧化性较弱的物质,也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。 3.价态规律 元素处于最高价态,只有氧化性;元素处于最低价态,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要表现一种性质。物质中若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。 应用:判断元素或物质有无氧化性或还原性,4.转化规

15、律 氧化还原反应中,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表明电子转移情况,5.难易规律 越易失去电子的物质,失去后就越难得到电子;越易得到电子的物质,得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,与还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,与氧化性最强的优先发生反应,如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-。 应用:判断物质的稳定性及反应顺序,

16、典例2(2016北京理综,10)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O 2Cr(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验: 结合实验, 下列说法不正确的是() A.中溶液橙色加深,中溶液变黄 B.中Cr2被C2H5OH还原 C.对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强,D.若向中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色,D,答案D中存在C2H5OH,溶液变为酸性后,K2Cr2O7的氧化性增强,会将C2H5OH氧化,溶液变成绿色,2-1根据表中信息,判断下列叙述中正确的是(,A.表中组反应可能有一种或两种元素被氧化 B.氧化性强弱的比较:KClO3Fe3+Cl2Br2

17、 C.表中组反应的离子方程式为2Mn+3H2O2+6H+ 2Mn2+4O2+ 6H2O D.表中组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e,A,答案AA项,Cl2与FeBr2反应,Cl2少量时只氧化Fe2+,Cl2足量时氧化Fe2+和Br-;B项,氧化性KClO3Cl2Br2Fe3+;C项,不符合得失电子守恒;D项,组中的反应为KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2+3H2O,1 mol KClO3参 与反应转移5 mol 电子,2-2已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平): G Q+NaCl Q+H2O X+H2 Y+NaOH G+Q+H2O

18、 Z+NaOH Q+X+H2O 这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是() A.G、Y、Q、Z、XB.X、Z、Q、G、Y C.X、Z、Q、Y、GD.G、Q、Y、Z、X,A,答案A由得氯元素价态:QYG,由得氯元素价态:XZQ,综上可知,氯元素价态:XZQYG,书写未知氧化还原反应方程式的步骤(3步法) 第1步:根据氧化还原反应的难易规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的化学计量数。 第2步:根据溶液的酸碱性,通过在反应方程式中添加H+或OH-使方程

19、式两端电荷守恒。 第3步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端原子守恒,考点三未知氧化还原反应方程式的书写,典例3高锰酸钾分别在酸性、中性、碱性条件下发生的反应如下: Mn+5e-+8H+ Mn2+4H2O Mn+3e-+2H2O MnO2+4OH- Mn+e- Mn(溶液呈绿色) (1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的影响。 (2)将SO2通入高锰酸钾溶液中,发生还原反应的离子反应方程式为。 (3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列说法正确的是(填序号,a.氧化性:PbO2KMnO4 b.还原性:PbO2

20、KMnO4 c.MnSO4溶液可以用盐酸酸化,答案(1)酸碱性 (2)Mn+5e-+8H+ Mn2+4H2O (3)a 解析(1)Mn在酸性条件下被还原成Mn2+,在中性条件下被还原成 MnO2,在碱性条件下被还原成Mn,因此高锰酸根离子被还原的产物 受溶液的酸碱性影响; (2)SO2溶于水生成H2SO3,溶液呈酸性,高锰酸根离子被还原为Mn2+; (3)酸性条件下,PbO2将Mn2+氧化成紫红色的Mn,根据氧化剂的氧化性 大于氧化产物的氧化性,可知氧化性:PbO2KMnO4,1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。 (2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。 (3)缺项配平法:先使得失电子数相等,再观察两边电荷:若反应物一边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物一边缺负电荷,一般加OH-,生成物