2025届高考化学一轮复习第二章化学物质及其变化第5讲氧化还原反应学案新人教版_第1页
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文档简介

PAGEPAGE30第5讲氧化还原反应高考备考导航考试要求: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,知道常见的氧化剂和还原剂。3.驾驭常见氧化还原反应方程式的配平和相关计算。名师点拨:分析近几年高考题,氧化还原反应一般不单独考查,而是与其他模块学问综合考查,如选择题中与阿伏加德罗常数结合考查电子转移数目的计算,以化学试验为载体,考查氧化还原反应相关概念和规律;非选择题一般在无机推断及化工流程题中考查信息型方程式的书写;在综合试验题中会考查氧化还原反应的相关计算。以下几点建议可供大家复习时参考:(1)将氧化还原反应基本概念的推断通过“升失氧—降得还”快速理顺,以精确推断各物质的“角色”;(2)娴熟驾驭化合价升降法配平氧化还原反应方程式的技巧,特殊是离子型氧化还原反应方程式的“三步”配平法:电子守恒→电荷守恒→质量守恒;(3)有意识地强化记忆氧化还原反应规律,特殊是氧化性、还原性强弱规律和电子守恒规律的应用。(4)与氧化还原滴定相结合考查氧化还原反应的相关计算。考点一氧化还原反应的基本概念及表示方法核心学问梳理1.氧化还原反应的基本概念(1)氧化还原反应的特征是元素化合价的改变。(2)氧化还原反应的实质是电子转移。(3)有关概念:例如,反应MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2。生成1molCl2时转移电子数目为2NA,被氧化的HCl的物质的量是2mol,盐酸表现的性质是还原性和酸性。特殊提示氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:反应物所含元素化合价上升,失去电子,发生氧化反应,对应产物是氧化产物;反应物所含元素化合价降低,得到电子、发生还原反应,对应产物为还原产物。2.相关概念之间的关系(1)氧化还原反应有关概念之间的相互关系。特殊提示理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”误区1.某元素由化合态变为游离态时,该元素肯定被还原。如Cl2+2Br-=Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。误区2.在氧化还原反应中,非金属单质肯定只作氧化剂。如H2+CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu+H2O反应中H2是还原剂。误区3.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则肯定有另一种元素被还原。如3NO2+H2O=2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。(2)氧化还原反应与基本反应类型之间的关系。例如,有下列10个反应:①Cu2S+O2eq\o(=,\s\up7(△))2Cu+SO2②3O2eq\o(=,\s\up7(放电))2O3③3CO+Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe+3CO2④2Na+2H2O=2NaOH+H2↑⑤CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO+CO2↑⑥2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑⑦Na2O+H2O=2NaOH⑧2Fe+3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3⑨H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O⑩NaH+H2O=NaOH+H2↑其中属于氧化还原反应的是①、③、④、⑥、⑧、⑩;既是氧化还原反应,又是化合反应的是⑧;既是氧化还原反应,又是分解反应的是⑥;属于置换反应的是①、④;属于复分解反应的是⑨。特殊提示没有单质生成的分解反应,有可能是氧化还原反应。如:2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高温))Fe2O3+SO2↑+SO33.氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”请用双线桥标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目。特殊提示关于双线桥:①箭头指向反应前后有元素化合价改变的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的改变;③失去电子的总数等于得到电子的总数。(2)单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”请用单线桥标出MnO2与浓酸盐的反应中电子转移的方向和数目。。特殊提示关于单线桥:①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。4.常见的氧化剂与还原剂(1)常见氧化剂:①活泼的非金属单质,如X2(X指卤素Cl、Br)、O2、O3等;②高价态的离子,如H+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+等;③高价态的物质,如H2SO4(浓)、HClO4、HNO3、PbO2、MnO2、KClO3、KMnO4等;④含Oeq\o\al(2-,2)的物质,如H2O2、Na2O2等。(2)常见还原剂:①活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Fe、Cu等;②某些非金属单质,如H2、C、S等;③低价态离子,如S2-、I-、Fe2+、Br-等;④含较低价态元素的物质,如CO、NH3、H2S、HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、NO等。(3)元素化合价与氧化性、还原性的关系:eq\a\vs4\al(当元素化,合价处于)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(最高价态:只有氧化性,中间价态:既有氧化性又有还原性,最低价态:只有还原性))规律:高价氧化,低价还原,中间价态两边转特殊提示(1)基本概念及其关系(2)分析氧化还原反应的方法思路找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是特别关键的一步,特殊是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必需弄清元素化合价的改变状况。基本方法是先标出熟识元素的化合价,再依据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。(3)依据元素化合价推断物质的氧化性、还原性,只是其改变的一种“趋势”,但氧化性、还原性“实力”强弱不肯定。如Na+中钠的化合价是钠元素的最高化合价,具有氧化性,但是氧化性很弱。基础小题自测1.推断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,肯定有另一种元素被还原。(×)(2)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原。(√)(3)ICl与水反应生成HCl和HIO的反应属于氧化还原反应。(×)(4)反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。(×)(5)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Cl2+H2OHCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。(×)(6)在反应:2CuFeS2+O2eq\o(=,\s\up7(△))Cu2S+2FeS+SO2中,SO2既是氧化产物,又是还原产物。(√)(7)有单质参与或有单质生成的化学反应不肯定是氧化还原反应。(√)(8)分解反应肯定是氧化还原反应,而化合反应为非氧化还原反应。(×)(9)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物肯定不同。(×)(10)非金属阴离子只具有还原性,金属阳离子只具有氧化性。(×)(11)没有单质参与的化合反应肯定不是氧化还原反应。(×)[提示]如H2O2+SO2=H2SO4是氧化还原反应。(12)电子转移的方向和数目:(√)(13)金属单质只有还原性,非金属单质只有氧化性。(×)(14)化学反应中失去电子越多的原子,还原性越强。(×)(15)在生活中用漂白粉漂白织物时,是利用了漂白粉的氧化性。(√)(16)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。(×)(17)含最高价元素的化合物,肯定具有强氧化性。(×)(18)形成原电池的反应肯定是氧化还原反应。(√)2.(1)用浓盐酸来制取氯气的化学方程式如下:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,其中被还原的元素是Mn,被氧化的元素是Cl,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,还原产物是MnCl2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5,假如有2.5molCl2生成,则该反应中电子转移的物质的量为5mol。(2)在反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,氧化剂是HNO3,氧化产物是Cu(NO3)2,氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶3,每生成2molNO转移的电子数为6NA。(3)氧化还原反应3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,若反应中消耗了0.6molS,则反应中转移的电子为0.8mol。3.深度思索:(1)黑火药是中国的“四大独创”之一,其爆炸时,发生如下的反应:2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑。①氧化剂是KNO3和S,还原剂是C,氧化产物是CO2,还原产物是K2S和N2。②用双线桥标出电子转移的方向和数目:2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑③当0.1molCO2生成时,则转移的电子数为0.4NA。(2)饮用水中的NOeq\o\al(-,3)对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NOeq\o\al(-,3)的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NOeq\o\al(-,3)还原为N2,其化学方程式如下:10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2↑+2H2O①请用“单线桥法”表示上述反应中电子转移的方向和数目。②氧化剂是NaNO3,氧化产物是NaAlO2。③若转移3mol电子,则所产生的氮气在标准状况下的体积为6.72L。(3)①在2KI+O3+H2O=I2+2KOH+O2中,O2是氧化产物还是还原产物?②元素由化合态变为游离态,该元素肯定被还原吗?有单质参与或生成的反应肯定是氧化还原反应吗?[提示](3)①都不是,因为与O3相比,O2中氧元素的化合价没变,均为0价。②某元素由化合态变为游离态时,该元素不肯定被还原,也不肯定被氧化,如:Cl-→Cl2,氯元素被氧化,Cu2+→Cu,铜元素被还原。有单质参与或生成的反应不肯定属于氧化还原反应,犹如素异形体之间的转化不属于氧化还原反应:3O2eq\o(=,\s\up7(放电))2O3。考点突破提升微考点1氧化还原反应中相关概念的辨析典例1(2024·山东高考,2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是(B)A.谷物发酵酿造食醋B.小苏打用作食品膨松剂C.含氯消毒剂用于环境消毒D.大气中NO2参与酸雨形成[解析]A项,谷物发酵酿造食醋过程中存在淀粉的水解和葡萄糖的氧化,涉及氧化还原反应,错误;B项,小苏打用作食品膨松剂是利用了小苏打受热易分解的性质,不涉及氧化还原反应,正确;C项,含氯消毒剂具有氧化性,利用其消毒时发生氧化还原反应,错误;D项,NO2参与酸雨形成时转化为HNO3,氮元素的化合价上升,发生了氧化还原反应,错误。〔对点集训1〕(2024·北京高三检测)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是(B)物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀盐酸CCl2(HCl)H2O、浓硫酸DNO(NO2)H2O、无水CaCl2[解析]A项,除杂反应Fe+2FeCl3=3FeCl2属于氧化还原反应,A不选;B项,加入足量NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀,过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液,B正确;C项,除去Cl2中的HCl,可将混合气体通过饱和食盐水,然后再用浓硫酸干燥,C不选;D项,除杂反应3NO2+H2O=2HNO3+NO属于氧化还原反应,D不选。萃取精华:元素化合价的推断方法代数和法:标出熟识元素的化合价→代数和为零求解其他元素的化合价常见元素的化合价推断可以借助化合价口诀来记忆一价氢、氯、钾、钠、银;二价氧、钡、镁、钙、锌;三铝、四硅、五价磷;记变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见正价最高莫过八,负价最低四为限。正负变价要分清,莫忘单质都为零。特殊困难物质中的元素化合价推断①依据元素的非金属性确定元素的化合价例:CuH:非金属性H>Cu显正价eq\o(Cu,\s\up6(+1))eq\o(H,\s\up6(-1))→显负价②常考困难物质化合价的汇总eq\o(C,\s\up6(+3))2Oeq\o\al(2-,4)K2eq\o(F,\s\up6(+6))eO4Li2eq\o(N,\s\up6(-3))HLieq\o(N,\s\up6(-3))H2Aleq\o(N,\s\up6(-3))Heq\o(C,\s\up6(+2))eq\o(N,\s\up6(-3))Na2eq\o(S,\s\up6(+2))2O3eq\o(Fe,\s\up6(+8-n))Oeq\o\al(n-,4)eq\o(V,\s\up6(+5))Oeq\o\al(+,2)eq\o(Si,\s\up6(+4))3eq\o(N,\s\up6(-3))4中学化学涉及氧化还原反应的工艺1.海水提溴:eq\o(B,\s\up6(+1))r-→eq\o(B,\s\up6(0))r2→eq\o(B,\s\up6(-1))r-→eq\o(B,\s\up6(0))r22.海带提碘:eq\o(I-,\s\up6(-1))→eq\o(I2,\s\up6(0))3.硝酸工业:eq\o(N,\s\up6(-3))H3→eq\o(N,\s\up6(+2))O→eq\o(N,\s\up6(+4))O2→Heq\o(N,\s\up6(+5))O34.接触法制硫酸:Feeq\o(S,\s\up6(-1))2→eq\o(S,\s\up6(+4))O2→eq\o(S,\s\up6(+6))O3→H2eq\o(S,\s\up6(+6))O45.合成氨工业:eq\o(N,\s\up6(0))2→eq\o(N,\s\up6(-3))H36.氯碱工业:Naeq\o(Cl,\s\up6(-1))→eq\o(Cl2,\s\up6(0))7.工业制漂白粉:eq\o(Cl2,\s\up6(0))→Caeq\o(Cl2,\s\up6(-1))和Ca(eq\o(Cl,\s\up6(+1))O)2微考点2氧化还原反应中电子转移的表示方法典例2(2024·山东潍坊高三检测)KClO3和浓盐酸在肯定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯,该改变涉及反应的化学方程式为2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。(1)请分析该反应中电子转移的状况(单线桥法表示):。(2)上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1。(3)若产生标准状况下22.4LCl2,则转移的电子的物质的量为2mol。(4)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN-amg·L-1,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其反应的离子方程式为2ClO2+2CN-=N2+2CO2+2Cl-,处理100m3这种污水,至少须要ClO2eq\f(50a,13)(或3.85a)mol。[解析](1)依据氧化还原反应的规律,KClO3中+5价Cl得电子转化成ClO2中+4价Cl,HCl中部分-1价Cl失电子转化成Cl2,2molKClO3参与反应共转移2mole-,因此用单线桥表示电子转移的状况是:eq\o(=,\s\up7(肯定温度))2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。(2)KClO3中Cl化合价降低,是氧化剂,一部分HCl作还原剂,一部分HCl显酸性,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。(3)由反应的化学方程式可知产生标准状况下22.4LCl2转移2mole-;(4)依据题意可知两种气体是N2和CO2,依据化合价的升降法配平可知反应的离子方程式为2ClO2+2CN-=N2+2CO2+2Cl-,依据离子方程式可知,n(ClO2)=n(CN-)=eq\f(100×103×a×10-3,26)mol=eq\f(50a,13)mol。〔对点集训2〕(1)下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是(B)[解析]本题考查用线桥法解决氧化还原反应中电子的转移问题。MnO2中的Mn元素由+4价降低为+2价,得到2个电子,HCl中Cl元素由-1价变为0价,生成氯气,共失去2个电子,双线桥法须要标注“得失”与“电子总数”,“得”与“失”标注错误,故A项错误;硫元素发生歧化反应,两个S由0价降低为-2价,总共降低4价,共得到4个电子,一个S由0价上升为+4价,总共上升4价,共失去4个电子,故B项正确;依据化合价不能交叉的原则,氯酸钾中氯元素的化合价应从+5价降到0价,盐酸中氯元素的化合价应从-1价上升到0价,转移电子数是5,故C项错误;氯酸钾中氯元素化合价降低,得到电子,氧元素化合价上升,失去电子,箭头应当是从O元素指向Cl元素,故D项错误。萃取精华:线桥法表示步骤(2)(2024·陕西汉中调研)用下列方法均可制取氧气:①2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑③2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg+O2↑④2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4+MnO2+O2↑若要制得相同质量的氧气,①、②、③、④反应中电子转移数目之比为(C)A.3∶2∶1∶4 B.1∶1∶1∶1C.2∶1∶2∶2 D.1∶2∶1∶1[解析]由反应的化学方程式可知,生成氧气时,反应①、③、④中氧元素的化合价均由-2价上升为0,即氧元素失去电子,反应②中氧元素的化合价从-1价上升到0价,并且都只有氧元素的化合价上升,则制得相同质量的氧气(假设是1mol),反应中转移电子的物质的量分别为4mol、2mol、4mol、4mol,即转移电子数目之比为2∶1∶2∶2。(3)(2024·浙江7月选考,10)反应MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是(B)A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.4∶1[解析],依据化合价改变分析可得:MnO2为氧化剂,对应的MnCl2为还原产物,HCl为还原剂,对应的Cl2为氧化产物,故n(Cl2)∶n(MnCl2)=1∶1,B正确。萃取精华:电子转移数目的推断方法。关键是明确反应中元素化合价的改变,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。双线桥法与单线桥法的区分。用双线桥法表示时箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素;用单线桥法表示时箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素。双线桥表示时要标出“得到”或“失去”及电子数目;单线桥表示时只标转移的电子数目。考点二物质氧化性、还原性强弱的推断氧化还原反应规律及应用核心学问梳理1.氧化性、还原性的推断:(1)氧化性是指物质得电子的性质(或实力);还原性是指物质失电子的性质(或实力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。例如:Na-e-=Na+,Al-3e-=Al3+,但依据金属活动性依次表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。2.氧化性、还原性强弱的比较方法(1)依据反应原理——氧化还原方程式推断氧化剂+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(2)依据反应条件及反应的猛烈程度推断反应条件要求越低,反应越猛烈,对应物质的氧化性或还原性越强。如是否加热、有无催化剂及反应温度凹凸和反应物浓度大小等。例如:eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu+4HNO3浓=CuNO32+,2NO2↑+2H2O,Cu+2H2SO4浓\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑,+2H2O))→eq\x(\a\al(氧化性:,浓硝酸>,浓硫酸))(3)依据产物中元素价态的凹凸来推断①相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(2Fe+3Cl2\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3,Fe+S\o(=,\s\up7(△))FeS))→eq\x(\a\al(氧化性:,Cl2>S))②相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,3Zn+2Fe3+=3Zn2++2Fe))→eq\x(\a\al(还原性:,Zn>Cu))(4)依据金属性、非金属性比较。eq\o(→,\s\up7(单质的还原性渐渐减弱),\s\do5(K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au))eq\o(→,\s\do7(,对应阳离子的氧化性渐渐增加))eq\o(→,\s\up7(单质的氧化性渐渐减弱),\s\do5(F、Cl、Br、I、S))eq\o(→,\s\do7(,对应阴离子的还原性渐渐增加))(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。②浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增加而增加。特殊提示(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度,而不取决于一个原子得失电子数目的多少。(2)具有氧化性的物质不肯定是氧化剂,具有还原性的物质不肯定是还原剂,应视详细反应而定。(3)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-<S<SO2。(4)常见物质的氧化性、还原性强弱依次。氧化性:MnOeq\o\al(-,4)>Cl2>Br2>Fe3+>I2;还原性:S2->SOeq\o\al(2-,3)(或H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。3.氧化还原反应规律及其应用(1)电子守恒规律:氧化剂得电子物质的量=还原剂失电子物质的量。守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种:NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物,则该氧化还原反应中还原剂是FeSO4,还原产物是NO。当有1molHNO3被还原,转移3mol电子,消耗还原剂3mol。(2)价态规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。如Fe3+、Cu2+只有氧化性,S2-、I-只有还原性,Cl2、Fe2+既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl,既有氧化性(由氢元素表现出的性质),又有还原性(由氯元素表现出的性质)。(3)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,即“由强生弱”。如依据反应Cl2+S2-=S↓+2Cl-,可以确定氧化性Cl2>S,还原性S2->Cl-。(4)先后规律:在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂(氧化剂),加入同种氧化剂(还原剂),则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先被Cl2氧化;在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+,因此铁粉先与Fe3+反应。(5)歧化反应规律:“中间价→高价+低价”。某元素的中间价态在相宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应,反应中1molCl2反应时转移电子数为NA。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。(6)价态归中规律:①同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简洁概括为:“高到高,低到低,只靠拢,不交叉”。如在反应H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2+2H2O中,氧化产物是S,还原产物是SO2,1molH2S反应时转移电子数是2NA。②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;当存在中间价态时,同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。特殊提示已知物质的氧化性或还原性的强弱关系,推断某一氧化还原反应能否发生时可采纳假设法:(1)先假设反应成立;(2)然后依据氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物的规律,列出假设反应中的上述关系;(3)结合题干条件推断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则不成立。[微点拨]氧化还原反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。基础小题自测1.推断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)将Cl2通入FeBr2溶液中,先发生反应:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,后发生反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。(√)(2)浓硫酸具有强氧化性,故SO2不能用浓硫酸干燥。(×)(3)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易,与得失电子的数目无关。(√)(4)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO。(×)(5)在H2S与浓硫酸的反应中,氧化产物和还原产物均为SO2。(×)(6)反应2Fe3++Fe=3Fe2+,说明金属阳离子的还原产物不肯定是金属单质。(√)(7)反应Cu+H2SO4eq\o(=,\s\up7(通电))CuSO4+H2↑,说明还原性:Cu>H2。(×)(8)反应2MnOeq\o\al(-,4)+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,说明盐酸不能作高锰酸钾的酸化剂。(√)(9)在Fe(NO3)3溶液中通入SO2气体,溶液颜色先变为浅绿色,又变为棕黄色,说明氧化性Fe3+>HNO3。(×)(10)依据反应SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,可知SO2的氧化性比HI的强。(×)(11)在H2O2+Cl2=2HCl+O2反应中,每生成32g氧气,则转移2NA个电子。(√)(12)氧化剂浓硝酸、浓硫酸参与反应时,氮、硫化合价分别降低1、2生成NO2、SO2,所以浓硫酸的氧化性强于浓硝酸。(×)(13)铜与浓硝酸反应生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,说明氧化性稀硝酸大于浓硝酸。(×)(14)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁。(×)2.(2024·经典习题选萃)L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在肯定条件下,它们会发生如下的转化(关系式未配平):①P+A→Q+B②L+O2→M+H2O③L+M→R+H2O④B+H2O→A+O2(1)若五种含氮元素的物质中,有一种是硝酸,则硝酸是P,理由是P中氮元素的化合价最高。(2)反应②必需在催化剂(铂、氧化铁等)作用下,加热到肯定温度时方能发生,此反应在化工生产上有重要用途,据此推断在同温同压下,若物质R密度比空气的密度小,则R的化学式为N2。(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式:Ⅰ.M+P→N2O3+H2OⅡ.N2O4+H2O→P+QⅢ.M+L→Q+H2O其中肯定不行能实现的是Ⅲ,理由是氮元素的价态,Q>M>L,依据氧化还原反应规律,M与L这两种物质反应,不行能生成氮元素价态比M、L都高的物质(其他合理答案也可)。3.深度思索:(1)物质得电子越多,其氧化性越强吗?元素处于最高价态时肯定具有强氧化性吗?(2)往FeBr2溶液中通入少量Cl2,哪种离子先被氧化?若改为FeI2呢?[提示](1)物质的氧化性强弱与其得电子多少没有必定联系;元素处于最高价态时不肯定具有强氧化性,如NaNO3、H2SO4(稀)等。(2)由于还原性:I->Fe2+>Br-,所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是Fe2+;向FeI2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是I-。考点突破提升微考点1常见的氧化剂和还原剂典例1(2024·四川绵阳调研)依据下表中的信息推断,下列说法错误的是(C)序号反应物产物①Cl2、H2O2Cl-、……②Cl2、FeBr2FeCl3、FeBr3③KClO3、HClCl2、KCl、H2OA.第①组反应的氧化产物为O2B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1∶2C.第③组反应中生成3molCl2,转移6mol电子D.氧化性由强到弱的依次为ClOeq\o\al(-,3)>Cl2>Fe3+[解析]H2O2中氧元素的化合价上升,失去电子,被氧化,则H2O2对应的氧化产物为O2,A正确;②中溴元素的化合价没有改变,Cl2只将Fe2+氧化为Fe3+,发生的反应为3Cl2+6FeBr2=2FeCl3+4FeBr3,则Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1∶2,B正确;在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,每生成3mol氯气转移5mol电子,C错误;由KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O反应可知,物质的氧化性:ClOeq\o\al(-,3)>Cl2,Cl2氧化Fe2+生成Fe3+,则氧化性:Cl2>Fe3+,因此物质的氧化性由强到弱的依次为ClOeq\o\al(-,3)>Cl2>Fe3+,D正确。[易错警示]①在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是不同反应物,也可以是同一反应物,氧化产物、还原产物可以是不同产物,也可以是同一种产物。②由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。③H2O2中氧元素尽管处于中间价态,但H2O2主要表现为氧化性,其还原产物是H2O,故H2O2,又被称为绿色氧化剂。〔对点集训1〕(2024·山东滨州高三检测)依据反应2KClO3+I2=2KIO3+Cl2↑推断,下列结论不正确的是(C)A.I2具有还原性B.该反应属于置换反应C.还原剂是KClO3D.当生成1molCl2时,转移10mol电子[解析]碘元素的化合价上升,I2具有还原性,故A项正确;题给反应为单质与化合物反应生成新单质与新化合物的反应,属于置换反应,故B项正确;氯元素的化合价降低,则氧化剂是KClO3,故C项错误;当生成1molCl2时,转移1mol×2×(5-0)=10mol电子,故D项正确。微考点2氧化性、还原性强弱的比较及应用典例2(2024·河南周口调研)碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种微粒之间的转化关系如图所示。已知淀粉遇单质碘变蓝。下列说法中,不正确的是(C)A.氧化性的强弱依次为Cl2>IOeq\o\al(-,3)>I2B.肯定条件下,I-与IOeq\o\al(-,3)反应可能生成I2C.途径Ⅱ中若生成1molI2,消耗4molNaHSO3D.向含I-的溶液中通入Cl2,所得溶液加入淀粉溶液不肯定变为蓝色[解析]由途径Ⅰ可知氧化性Cl2>I2,由途径Ⅱ可知氧化性I2<NaIO3,由途径Ⅲ可知氧化性Cl2>NaIO3,故氧化性的强弱依次为Cl2>IOeq\o\al(-,3)>I2,A正确;肯定条件下,I-与IOeq\o\al(-,3)反应可能生成I2,如酸性溶液中5I-+IOeq\o\al(-,3)+6H+=3I2+3H2O,故B正确;依据转化关系2IOeq\o\al(-,3)~I2~10e-可知,生成1molI2反应中转移的电子数为10NA,由得失电子守恒可知,被氧化的亚硫酸氢钠的物质的量为5mol,故C错误;依据图示转化Ⅲ可知氧化性:Cl2>NaIO3,则氯气能将碘氧化为HIO3,故向含I-的溶液中通入Cl2,所得溶液加入淀粉溶液不肯定变蓝,D正确。〔对点集训2〕(2024·山东潍坊高三检测)铋(Bi)位于元素周期表中第ⅤA族,其价态为+3时较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取肯定量的硫酸锰(MnSO4)溶液,向其中依次滴加下列溶液,对应的现象如表所示:加入溶液①适量铋酸钠溶液②过量的双氧水③适量KI淀粉溶液试验现象溶液呈紫红色紫红色消逝,产生气泡溶液变成蓝色则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的依次为(C)A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2[解析]由①中现象可知,NaBiO3把Mn2+氧化生成MnOeq\o\al(-,4),则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化产物)的氧化性;由②中现象可知,KMnO4氧化H2O2产生O2,自身被还原为Mn2+,则KMnO4(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性;由③中现象可知:碘离子被双氧水氧化成单质碘,则双氧水(氧化剂)的氧化性强于碘单质(氧化产物)的氧化性,综上所述,NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的依次是NaBiO3>KMnO4>H2O2>I2。微考点3氧化还原反应的规律典例3(1)(2024·山东青岛高三检测)含氯消毒剂可杀灭病毒,在抗击新型冠状病毒疫情期间,被广泛用于此次抗疫行动中。下列关于含氯物质说法错误的是(D)A.已知次氯酸溶液浓度过大时会发生反应:9HClO=HClO3+4Cl2↑+O2↑+4H2O,每生成1molHClO3转移8mol电子B.已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+,氯气与FeBr2以物质的量1∶1反应的离子方程式为2Cl2+2Fe2++2Br-=4Cl-+Br2+2Fe3+C.当温度较高时,发生反应:6Cl2+6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O,此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1D.将Cl2通入Ca(OH)2溶液,至Ca(OH)2恰好反应停止通入氯气;已知仅生成Ca(ClO3)2、Ca(ClO)2、CaCl2三种含氯物质,则2c(Ca2+)=c(ClOeq\o\al(-,3))+c(ClO-)+c(Cl-)[解析]A项,该反应中一部分Cl从+1价升至+5价,一部分从+1价降至0价,O元素化合价从-2升价至0价,每生成1molHClO3转移8mol电子,正确;B项,氧化性:Cl2>Br2>Fe3+,则还原性:Fe2+>Br->Cl-。当氯气与FeBr2溶液以物质的量1∶1反应时,Cl2先和Fe2+反应,再和Br-反应,正确;C项,题给反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂,6molCl2中有5molCl2作氧化剂,还有1molCl2作还原剂;D项,依据题意,Cl2与Ca(OH)2溶液恰好反应完全仅生成Ca(ClO3)2、Ca(ClO)2、CaCl2三种含氯物质,此三种产物中Ca与Cl原子个数比均为1∶2;但ClO-是弱酸的酸根会发生水解,因此2c(Ca2+)>c(ClOeq\o\al(-,3))+c(ClO-)+c(Cl-),错误。(2)(2024·河北衡水检测)已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在肯定条件下有下列转化关系(未配平):①G→Q+NaCl②Q+H2Oeq\o(→,\s\up7(通电))X+H2③Y+NaOH→G+Q+H2O④Z+NaOH→Q+X+H2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的依次是(A)A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、YC.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X[解析]由①得出Q中价态高于G,因为G中价态介于Q和-1价的Cl之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y介于Q与G之间,故有Q价态高于Y,Y价态高于G;分析②:H2O中的H化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必上升,则得出X价态高于Q;最终分析④:Z介于Q、X之间,则X价态高于Z,Z价态高于Q。〔对点集训3〕(1)(2024·天津高三检测)已知反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2,Br2+2Fe2+=2Br++2Fe3+。往含有FeBr2、FeI2的混合液中通入肯定量的氯气后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液变为红色,则下列说法不正确的是(C)A.按I-、Fe2+、Br-的依次还原性渐渐减弱B.通入氯气后原溶液中Fe2+肯定被氧化C.原溶液中Br-肯定被氧化D.不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2+[解析]依据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知,还原性为I->Fe2+>Br-,故A项正确;当加入KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中有Fe3+,氯气把Fe2+氧化成Fe3+,故B项正确;依据选项A的分析,Br-可能被氧化,也可能没有被氧化,故C项错误;溶液变红,可能部分Fe2+被氧化,也可能全部Fe2+被氧化,因此不能确定反应后的溶液中是否含Fe2+,故D项正确。(2)(2024·经典习题选萃)已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物,它们在肯定条件下有如下转换关系(未配平):①X→W+O2②Z+Y+NaOH→H2O+W③Y+SO2→Z+SO3④Q+Y→Z+H2O⑤X+Cu+H2SO4(浓)→Cu2++Y+SOeq\o\al(2-,4)则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的依次为(C)A.X>Y>Z>W>Q B.X>Z>Y>Q>WC.X>Y>W>Z>Q D.W>X>Z>Q>Y[解析]①X→W+O2中,X中氧元素失电子化合价上升,则氮元素得电子化合价降低,所以氮元素化合价X>W;③Y+SO2→Z+SO3中,硫元素化合价上升,则Y中氮元素化合价Y>Z;②Z+Y+NaOH→H2O+W为归中反应,则氮元素化合价W处于Z和Y中间,结合反应③可知,氮元素化合价Y>W>Z;④Q+Y→Z+H2O为归中反应,Z处于Q和Y之间,依据③知,Y>Z,所以Z>Q;⑤X+Cu+H2SO4(浓)→Cu2++Y+SOeq\o\al(2-,4),铜元素化合价上升,则X化合价降低生成Y,所以氮元素化合价,X>Y;所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的依次为X>Y>W>Z>Q。考点三氧化还原反应方程式的配平与相关计算核心学问梳理分析近几年的高考化学试题发觉,主观题中新情景下生疏氧化还原反应方程式的书写与配平是最常见的考查方式。除了已知反应物和生成物,利用氧化还原反应方程式的配平方法书写方程式外,有时还会出现缺项方程式的配平。该类氧化还原反应方程式一般结合实际情景或化工流程中物质的转化判定所缺物质,同时结合离子反应进行考查,题目综合性强,难度较大。备考过程中要结合实例,确定解题流程,分类突破。1.氧化还原方程式的配平(1)配平三大原则(2)化合价升降法配平步骤以上方法步骤以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下:①标变价eq\o(C,\s\up6(0))u+eq\o(HN,\s\up6(+5))O3(稀)——eq\o(Cu,\s\up6(+2))(NO3)2+eq\o(NO,\s\up6(+2))+H2O②列改变eq\o(C,\s\up6(0))u+eq\o(HN,\s\up6(+5))O3(稀)——eq\o(Cu,\s\up6(+2),\s\do4(↑2))(NO3)2+eq\o(NO,\s\up6(+2),\s\do4(↓3))+H2O③求总数eq\o(C,\s\up6(0))u+eq\o(HN,\s\up6(+5))O3(稀)——eq\o(Cu,\s\up6(+2),\s\do4(↑2×3))(NO3)2+eq\o(NO,\s\up6(+2),\s\do4(↓3×2))+H2O④定计量数3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O⑤查守恒,其他原子在配平常相等,最终利用O原子守恒来进行验证。特殊提示氧化还原反应方程式配平的基本技巧(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,再视察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加H+(或H2O),生成物一边加H2O(或OH-);若反应物一边缺负电荷,一般加OH-(或H2O),生成物一边加H2O(或H+)。(4)当化学方程式中有多个缺项时,应依据化合价的改变找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。2.氧化还原反应的计算(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数肯定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(留意化学式中原子的个数)。“三列出等式”:依据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价改变值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价改变值。“四找关系式”:多步连续进行的氧化还原反应的有关计算,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,可干脆找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。基础小题自测1.配平下列化学方程式(1)eq\x(4)eq\a\vs4\al(HCl浓+)eq\x(1)eq\a\vs4\al(MnO2)eq\o(=,\s\up7(△))eq\x(1)Cl2↑+eq\x(1)eq\a\vs4\al(MnCl2+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(H2O)(2)eq\x(5)eq\a\vs4\al(KI+)eq\x(1)eq\a\vs4\al(KIO3+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2SO4)=eq\x(3)eq\a\vs4\al(I2+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(K2SO4+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)(3)eq\x(2)eq\a\vs4\al(MnO\o\al(-,4)+)eq\x(16)eq\a\vs4\al(H++)eq\x(10)eq\a\vs4\al(Cl-)=eq\x(2)eq\a\vs4\al(Mn2++)eq\x(5)eq\a\vs4\al(Cl2↑+)eq\x(8)eq\a\vs4\al(H2O)(4)eq\x(3)eq\a\vs4\al(S+)eq\x(6)eq\a\vs4\al(KOH)=eq\x(2)eq\a\vs4\al(K2S+)eq\x(1)eq\a\vs4\al(K2SO3+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)(5)eq\x(2)eq\a\vs4\al(P4+)eq\x(9)eq\a\vs4\al(KOH+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)=eq\x(3)eq\a\vs4\al(K3PO4+)eq\x(5)eq\a\vs4\al(PH3)2.已知:5RxOeq\o\al(2-,4)+2MnOeq\o\al(-,4)+16H+→10RO2+2Mn2++8H2O改变过程中,0.2molRxOeq\o\al(2-,4)参与反应,共转移0.4mol电子。(1)配平离子方程式,并将配平后的计量数写在化学式前的横线上。(2)反应的氧化产物为RO2。(3)x=2。(4)参与反应的氢离子的物质的量为0.64。3.深度思索:(1)在P+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)的反应中,7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为1.5mol;生成1molCu3P时,参与反应的P的物质的量为2.2mol。(2)64g铜与肯定量的浓HNO3恰好完全反应,将产生的气体与适量的O2混合通入水中,气体完全溶解,试求O2的物质的量?[提示](1)设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x;生成1molCu3P时,被氧化的P的物质的量为y依据得失电子守恒得:7.5mol×(2-1)=x·(5-0)x=1.5mol1mol×3×(2-1)+1mol×1[0-(-3)]=y·(5-0)y=1.2mol所以参与反应的P的物质的量为1.2mol+1mol=2.2mol。(2)由电子守恒知,Cu失电子的物质的量与O2得电子的物质的量相等,据此可求得n(O2)=eq\f(1mol×2,4)=0.5mol。考点突破提升微考点1氧化还原反应方程式的配平典例1(2024·江苏苏州模拟)氢化铝锂(LiAlH4)是化工生产中广泛应用于药物合成的常用试剂。(1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇,LiAlH4作该反应的还原剂(填“氧化”“还原”或“催化”),用新制氢氧化铜(或银氨溶液)(填试剂名称)可检验乙醛已完全转化。(2)配平下列化学反应方程式。2LiAlH4+4H2SO4→1Li2SO4+1Al2(SO4)3+8H2↑该反应中H2SO4体现氧化性和酸性。若上述反应中电子转移数目为0.2NA个,则生成标准状况下氢气的体积为4.48L。[解析](1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇,则LiAlH4作该反应的还原剂,利用新制氢氧化铜或银氨溶液可检验乙醛已完全转化,若不出现红色沉淀或银镜说明转化完全。(2)反应中氢元素化合价由-1价上升为0价,+1价氢元素降低到0价,结合电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2LiAlH4+4H2SO4=Li2SO4+Al2(SO4)3+8H2↑,反应过程中硫酸中氢元素化合价降低作氧化剂,生成硫酸铝和硫酸锂表现出硫酸的酸性。反应过程中生成8mol氢气转移电子为8mol,若上述反应中电子转移数目为0.2NA,则生成氢气0.2mol,标准状况下氢气体积=0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L。[易错警示](1)留意特殊物质中元素的化合价,如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为-1。(2)题目中配平化学方程式时,化学计量数“1”也必需填写在空格里。(3)依据电子得失守恒列等式时简洁忽视微粒中变价原子的个数。〔对点集训1〕(2024·经典习题汇编)请配平下列氧化还原反应方程式:(1)eq\x(4)eq\a\vs4\al(KI+)eq\x(2)CuSO4=eq\x(1)I2+eq\x(2)eq\a\vs4\al(CuI↓+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(K2SO4)(2)eq\x(3)eq\a\vs4\al(Cu2S+)eq\x(22)eq\a\vs4\al(HNO3)=eq\x(6)Cu(NO3)2+eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2SO4)+eq\x(10)eq\a\vs4\al(NO↑+)eq\x(8)eq\a\vs4\al(H2O)(3)eq\x(1)eq\a\vs4\al(NaBO2+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(SiO2+)eq\x(4)eq\a\vs4\al(Na+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(H2)=eq\x(1)eq\a\vs4\al(NaBH4+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(Na2SiO3)(4)eq\x(3)S+eq\x(6)NaOHeq\o(=,\s\up7(△))eq\x(2)Na2S+eq\x(1)Na2SO3+eq\x(3)H2O(5)eq\x(2)KClO3+eq\x(4)HCl=eq\x(2)KCl+eq\x(2)ClO2+eq\x(1)Cl2+eq\x(2)H2O(6)eq\x(11)P4+eq\x(60)CuSO4+eq\x(96)H2O=eq\x(20)Cu3P+eq\x(24)eq\a\vs4\al(H3PO4+)eq\x(60)eq\a\vs4\al(H2SO4)(7)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2S+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(HNO3)=eq\x(3)eq\a\vs4\al(S↓+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(NO↑+)eq\x(4)eq\a\vs4\al(H2O)(8)eq\x(2)P+eq\x(5)FeO+eq\x(3)CaOeq\o(=,\s\up7(高温))eq\x(1)Ca3(PO4)2+eq\x(5)Fe(9)eq\x(3)As2S3+eq\x(28)HNO3+eq\x(4)eq\a\vs4\al(H2O=)eq\x(6)eq\a\vs4\al(H3)AsO4+eq\x(9)eq\a\vs4\al(H2SO4)+eq\x(28)NO↑(10)eq\x(5)NH4NO3=eq\x(4)N2+eq\x(2)eq\a\vs4\al(HNO3+)eq\x(9)eq\a\vs4\al(H2O)(11)eq\x(1)eq\a\vs4\al(MnOOH2+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(I-+)eq\x(4)eq\a\vs4\al(H+)=eq\x(1)eq\a\vs4\al(Mn2++)eq\x(1)eq\a\vs4\al(I2+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)(12)eq\x(2)eq\a\vs4\al(MnO\o\al(-,4)+)eq\x(5)eq\a\vs4\al(C2O\o\al(2-,4)+)eq\x(16)eq\a\vs4\al(H+)=eq\x(2)eq\a\vs4\al(Mn2++)eq\x(10)eq\a\vs4\al(CO2↑+)eq\x(8)eq\a\vs4\al(H2O)(13)eq\x(1)eq\a\vs4\al(NH42Cr2O7)eq\o(=,\s\up7(△))eq\x(1)eq\a\vs4\al(N2↑)+eq\x(1)eq\a\vs4\al(Cr2O3+)eq\x(4)eq\a\vs4\al(H2O)[解析]依据元素化合价升降法和相应的配平技巧进行配平。(3)、(6)、(11)三个重点题目分析如下:(3)eq\o(N,\s\up6(0))a→eq\o(N,\s\up6(+1))a2SiO3,生成1份Na2SiO3升高1×2价,eq\o(H,\s\up6(0))2→NaBeq\o(H,\s\up6(-1))4,生成1份NaBH4降低1×4价,依据化合价升降总数相等,在Na2SiO3前添加系数2,在NaBH4前添加系数1,再依据原子守恒配平其他物质的系数。(6)由于Cu3P中存在多个变价元素,符合整体归一法配平,因此把Cu3P当作一个整体来分析,eq\o(P,\s\up6(0))4+eq\o(Cu,\s\up6(+2))SO4→eq\o(Cu,\s\up6(+1))3eq\o(P,\s\up6(-3)),生成1份Cu3P降低1×3+3=6价,eq\o(P,\s\up6(0))4→H3eq\o(P,\s\up6(+5))O4,上升5价,依据化合价升降总数相等,在H3PO4前添加系数6,在Cu3P前添加系数5,再依据原子守恒配平其他物质的系数。可知P4的系数为eq\f(11,4),再将全部的系数乘以4即可。(11)eq\o(Mn,\s\up6(+4))O(OH)2→eq\o(Mn,\s\up6(+2))2+,降低2价,eq\o(I-,\s\up6(-1))→eq\o(I2,\s\up6(0)),上升1价,依据化合价升降总数相等,在I-前添加系数2,在I2前添加系数1,在MnO(OH)2和Mn2+前添加系数1,再依据电荷守恒和原子守恒配平H+和H2O的系数为4和3。萃取精华:常见氧化还原反应类型及其配平技巧完全氧化还原型技巧:可从反应物或者生成物进行配平关键:符合一般的配平步骤实例:1eq\o(C,\s\up6(0))+2H2eq\o(S,\s\up6(+6))O4(浓)eq\o(→,\s\up7(△))eq\o(C,\s\up6(+4))O2↑+eq\o(S,\s\up6(+4))O2↑+H2O↑4×1↓2×2或eq\o(C,\s\up6(0))+H2eq\o(S,\s\up6(+6))O4(浓)eq\o(→,\s\up7(△))eq\o(1C,\s\up6(+4))O2↑+eq\o(2S,\s\up6(+4))O2↑+H2O↑4×1↓2×2C+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O歧化反应技巧:从生成物进行配平关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数实例:eq\o(N,\s\up6(+4))O2+H2O→2Heq\o(N,\s\up6(+5))O3+1eq\o(N,\s\up6(+2))O↑1×2↓2×13NO2+H2O=2HNO3+NO部分氧化还原型技巧:从生成物进行配平关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数实例:eq\o(M,\s\up6(+4))nO2+Heq\o(C,\s\up6(-1))l(浓)eq\o(→,\s\up7(△))1eq\o(M,\s\up6(+2))nCl2+1eq\o(C,\s\up6(0))l2+H2O↓2×1↑1×2×1MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O归中反应技巧:从反应物进行配平关键:确定氧化剂和还原剂的化学计量数实例:1eq\o(S,\s\up6(+4))O2+2H2eq\o(S,\s\up6(-2))→H2O+eq\o(S,\s\up6(0))↓4×1↑2×2SO2+2H2S=2H2O+3S↓微考点2缺项型氧化还原反应方程式的配平典例2(2024·经典习题汇编)请配平下列氧化还原反应方程式:①5Mn2++2ClOeq\o\al(-,3)+4H2O=5MnO2↓+1Cl2↑+8eq\x(H+)②3ClO-+2Fe(OH)3+4eq\x(OH-)=3Cl-+2FeOeq\o\al(2-,4)+5H2O③2Fe(OH)2+1ClO-+1eq\x(H2O)=2Fe(OH)3+1Cl-④2LiCoO2+3H2SO4+1H2O2=1Li2SO4+2CoSO4+1O2↑+4eq\x(H2O)⑤2MnOeq\o\al(-,4)+5C2Oeq\o\al(2-,4)+16eq\x(H+)=2Mn2++10CO2↑+8eq\x(H2O)⑥化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2POeq\o\al(-,2),在酸性条件下发生下述反应:1Ni2++1H2POeq\o\al(-,2)+1eq\x(H2O)=1Ni+1H2POeq\o\al(-,3)+2eq\x(H+)[解析]①eq\o(Mn,\s\up6(+2))2+→eq\o(Mn,\s\up6(+4))O2,上升2价,eq\o(Cl,\s\up6(+5))Oeq\o\al(-,3)→eq\o(C,\s\up6(0))l2,降低5价,依据化合价升降总数相等,在Mn2+前添加系数5,在ClOeq\o\al(-,3)前添加系数2,对比左右两边电荷可知,右边缺少8H+,再依据原子守恒配平H2O的系数为4。②eq\o(Fe,\s\up6(+3))(OH)3→eq\o(Fe,\s\up6(+6))Oeq\o\al(2-,4),上升3价,eq\o(Cl,\s\up6(+1))O-→eq\o(Cl,\s\up6(-1))-,降低2价,依据化合价升降总数相等,在Fe(OH)3前添加系数2,在ClO-前添加系数3,对比左右两边电荷可知,左边缺少4OH-,再依据原子守恒配平H2O的系数为5。③eq\o(Fe,\s\up6(+2))(OH)2→eq\o(Fe,\s\up6(+3))(OH)3,上升1价,eq\o(Cl,\s\up6(+1))O-→eq\o(Cl,\s\up6(-1)),降低2价,依据化合价升降总数相等,在Fe(OH)2前添加系数2,在ClO-前添加系数1,在Fe(OH)3前添加系数2,在Cl-前添加系数1,依据电荷守恒和原子守恒可知,应在左边补充1H2O。④Leq\o(iC,\s\up6(+3))oO2→eq\o(Co,\s\up6(+2))SO4,降低1价,H2eq\o(O,\s\up6(-1))2→eq\o(O,\s\up6(0))2,上升1×2价,依据化合价升降总数相等,在CoSO4前添加系数2,在O2前添加系数1,在LiCoO2前添加系数2,在H2O2前添加系数1,对比左右电荷守恒,因此在右边补充H2O,再依据原子守恒配平H2O和H2SO4的系数为4和3。⑤eq\o(Mn,\s\up6(+7))Oeq\o\al(-,4)→eq\o(Mn,\s\up6(+2))2+,降低5价,eq\o(C,\s\up6(+3))2Oeq\o\al(2-,4)→eq\o(C,\s\up6(+4))O2,上升1×2价,依据化合价升降总数相等,在MnOeq\o\al(-,4)前添加系数2,在C2Oeq\o\al(2-,4)前添加系数5,在Mn2+前添加系数2,在CO2前添加系数10,依据产物Mn2+可知应是MnOeq\o\al(-,4)酸性溶液,依据左右两边电荷和原子守恒可知,应在左边补充16H+,在右边补充8H2O。⑥eq\o(Ni,\s\up6(+2))2+→eq\o(N,\s\up6(0))i,降低2价,H2eq\o(P,\s\up6(+1))Oeq\o\al(-,2)→H2eq\o(P,\s\up6(+3))Oeq\o\al(-,3),上升2价,依据化合价升降总数相等,在Ni2+前添加系数1,在H2POeq\o\al(-,2)前添加系数1,在Ni前添加系数1,在H2POeq\o\al(-,3)前添加系数1,依据左右两边电荷和原子守恒,及溶液呈酸性可知,应在右边补充2H+,在左边补充1H2O。萃取精华:缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式补项原则介质多一个氧原子少一个氧原子酸性+2H+结合1个O→H2O+H2O供应1个O→2H+中性+H2O结合1个O→2OH-+H2O供应1个O→2H+碱性+H2O结合1个O→2OH-+2OH-供应1个O→H2O组合方式反应物生成物运用条件组合一H+H2O酸性溶液组合二H2OH+酸性或中性溶液组合三OH-H2O碱性溶液组合四H2OOH-碱性或中性溶液举例说明例:高锰酸根与亚硫酸根的反应:①酸性条件:2MnOeq\o\al(-,4)+5SOeq\o\al(2-,3)+6H+=2Mn2++5SOeq\o\al(2-,4)+3H2O②中性条件:2MnOeq\o\al(-,4)+3SOeq\o\al(2-,3)+H2O=2MnO2↓+3SOeq\o\al(2-,4)+2OH-③碱性条件:2MnOeq\o\al(-,4)+SOeq\o\al(2-,3)+2OH-=2MnOeq\o\al(2-,4)+SOeq\o\al(2-,4)+H2O〔对点集训2〕(1)配平下列离子方程式①eq\x(2)eq\a\vs4\al(MnO\o\al(-,4)+)eq\x(5)eq\a\vs4\al(H2O2+)eq\x(6)H+=eq\x(2)Mn2++eq\x(5)eq\a\vs4\al(O2↑+)eq\x(8)eq\a\vs4\al(H2O)②eq\x(1)eq\a\vs4\al(ClO\o\al(-,3)+)eq\x(6)eq\a\vs4\al(Fe2++)eq\x(6)H+=eq\x(1)eq\a\vs4\al(Cl-+)eq\x(6)eq\a\vs4\al(Fe3++)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)③eq\x(5)eq\a\vs4\al(BiO\o\al(-,3)+)eq\x(2)eq\a\vs4\al(Mn2++)eq\x(14)H+=eq\x(5)eq\a\vs4\al(Bi3++)eq\x(2)MnOeq\o\al(-,4)+eq\x(7)H2O④eq\x(2)eq\a\vs4\al(MnO\o\al(-,4)+)eq\x(5)eq\a\vs4\al(NO\o\al(-,2)+)eq\x(6)eq\a\vs4\al(H+)=eq\x(2)eq\a\vs4\al(Mn2++)eq\x(5)eq\a\vs4\al(NO\o\al(-,3)+)eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)⑤eq\x(2)eq\a\vs4\al(S2-+)eq\x(1)eq\a\vs4\al(SO\o\al(2-,3)+)eq\x(6)eq\a\vs4\al(H+)=eq\x(3)S↓+eq\x(3)eq\a\vs4\al(H2O)(2)将质量为12.64g的KMnO4固体加热一段时间后,收集到amolO2;向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸,又收集到bmolCl2,此时锰元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。①请完成并配平下列化学方程式:1K2MnO4+8HCl——2KCl+1MnCl2+2Cl2↑+4eq\x(H2O)该反应中的还原剂是HCl,当该反应中转移NA个电子时,氧化产物的物质的量为0.5mol,被氧化的还原剂的物质的量为1mol。②用酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO4溶液,写出该反应的离子方程式5Fe2++MnOeq\o\al(-,4)+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。③当KMnO3固体加热生成O2amol值最大时,向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸并加热,产生Cl2的物质的量b=0.12mol(此时Mn元素全部以Mn[解析]①锰元素的化合价降低4,氯元素的化合价上升1,由得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为K2MnO4+8HCl=2KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O;在氧化还原反应中得电子化合价降低的物质为氧化剂,反应K2MnO4+8HCl=2KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O中HCl失电子化合价上升为0价的氯气,所以HCl为还原剂,氧化产物为氯气。1molK2MnO4参与反应转移的电子为4mol,当反应中转移NA个电子时,依据方程式可知,氧化产物氯气的物质的量为eq\f(2,4)mol=0.5mol,参与反应的HCl有一半被氧化,被氧化的还原剂的物质的量为1mol。②高锰酸钾具有强氧化性,与硫酸亚铁溶液发生氧化还原反应,

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