初高中化学暑假衔接材料：第10讲　氧化还原反应基本规律及其应用（暑假预习讲义）（原卷版）

2/14第10讲氧化还原反应基本规律及其应用内容导航01预习航标→析目标·明方向：预习导航精准定向02教材全解→析教材·学新知：情境概念深度构情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容03过关检测→练考点·强落实：过关检测分层提预习目标1.认识氧化还原反应中的守恒规律，并学会配平氧化还原反应方程式。2.认识氧化还原反应中的先后规律，会判断物质的稳定性和反应顺序。3.认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。4.以H2O2为例，学会根据元素化合价预测并设计实验探究物质的氧化性或还原性。5.了解氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用，学会氯气的实验室制法。预习重点守恒规律先后规律归中规律歧化规律氯气的实验室制法预习难点氧化还原反应方程式的配平情情｜境｜启｜思请指出下列反应的氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物，并思考为什么铁可以置换出铜？深｜研深｜研｜精｜炼知识点01氧化还原反应方程式的配平1．配平的基本原则(1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数。(2)质量守恒：反应前后原子的和不变。(3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带相等。2．配平的一般步骤(1)：写出反应物和生成物的化学式，标出反应前后变价元素的化合价。eq\o(C,\s\up6(0))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3(浓)——eq\o(N,\s\up6(＋4))O2↑＋eq\o(C,\s\up6(＋4))O2↑＋H2O(2)：标出反应前后元素化合价的变化值。(3)：通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。(4)：确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，观察法配平其他物质的化学计量数。C＋4HNO3(浓)——4NO2↑＋CO2↑＋2H2O(5)：检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒，配平后，把单线改成等号，标注反应条件。C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O2．配平的基本方法(1)适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如：(2)适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后确定反应物的化学计量数。如：3eq\o(S,\s\up6(0))＋6KOH(热、浓)=2K2eq\o(S,\s\up6(－2))＋K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3＋3H2O化合价降低2×2化合价升高4由于S的化合价既升高又降低，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。(3)若某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。如Cu2S＋HNO3→Cu(NO3)2＋NO＋H2SO4＋H2O，有Cu、S、N三种元素的化合价变化，Cu2S中Cu、S元素化合价均升高，看作一个整体，eq\o(Cu,\s\up6(＋1))2eq\o(S－2,\s\do4(↑1×2＋↑8×3))＋eq\o(H\o(N,\s\up6(＋5))O3,\s\do4(↓3×10))→eq\o(Cu,\s\up6(＋2))(NO3)2＋eq\o(N,\s\up6(＋2))O＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4＋H2O，配平得3Cu2S＋22HNO3=6Cu(NO3)2＋10NO↑＋3H2SO4＋8H2O。【方法技巧】（1）一般从左配：对于一般氧化还原反应，一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。（2）自变从右配：对于自身氧化还原反应，一般从右边氧化产物、还原产物配平。（3）归中从左配：对于归中反应，一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。（4）部分别忘加：对于部分氧化还原反应，一般先配平得失电子，再加上没有变价的部分。【例1】水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2＋＋2S2Oeq\o\al(2－,3)＋O2＋aOH－=Y＋S4Oeq\o\al(2－,6)＋2H2O，下列有关说法不正确的是()A．a＝4B．Y的化学式为Fe2O3C．反应中S2Oeq\o\al(2－,3)是还原剂D．每有32gO2参加反应，转移电子的物质的量为4mol【即练1】关于氧化还原反应：4Na2FeO4+10H2O===8NaOH+4Fe(OH)3↓+3X，下列说法正确的是()A.该反应中H2O全部做还原剂B.NaOH是还原产物C.X为O2D.Fe(OH)3是氧化产物【即练2】高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，离子方程式如下(未配平)：MnO4−+Fe2++H+===Mn2++Fe3++H2OA.MnO4−是氧化剂，FeB.Mn2+的还原性弱于Fe2+C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4D.生成1分子水时，转移2.5个电子知识点02氧化还原反应规律一、守恒规律1．内容还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数，氧化剂化合价降低总数＝还原剂化合价升高总数。应用：有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。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。X2Oeq\o\al(2－,7)在反应中做氧化剂，SOeq\o\al(2－,3)是还原剂，SOeq\o\al(2－,4)是氧化产物。(2)“”——确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。假设X在还原产物中的化合价为＋n价，eq\o(S,\s\up6(＋4))Oeq\o\al(2－,3)eq\o(→,\s\up7(失2e－))eq\o(S,\s\up6(＋6))Oeq\o\al(2－,4)；eq\o(X,\s\up6(＋6))2Oeq\o\al(2－,7)eq\o(→,\s\up7(得26－n))2eq\o(X,\s\up6(＋n))。(3)“”——根据题中氧化剂和还原剂得失电子守恒列出关系式。N(氧化剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值＝N(还原剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值3×2＝1×2(6－n)，解得n＝3。【方法技巧】氧化还原反应计算的步骤(1)找物质：找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。(2)定得失：确定一个原子或离子得失电子的个数，变价元素的原子总数。(3)列关系：根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。二、先后规律1．内容：在浓度相差不大的溶液中含有(1)几种还原剂时eq\o(→,\s\up7(加入氧化剂))将按照由强到弱的顺序依次反应。(2)几种氧化剂时eq\o(→,\s\up7(加入还原剂))将按照由强到弱的顺序依次反应。2．应用：判断氧化性、还原性强弱和反应的先后顺序如：把氯气通入FeBr2溶液时，还原性：Fe2＋＞Br－，若氯气的量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，还原性：I－＞Fe2＋，若氯气的量不足时首先氧化I－。三、价态规律1．归中规律同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态→中间价态，即“只靠拢，不交叉”“就近变价”。应用：同种元素的物质间发生氧化还原反应时，氧化产物、还原产物的判断，电子转移总数的计算。【特别提醒】同一元素，相邻价态不反应，比如浓H2SO4能干燥SO2，Fe3＋与Fe2＋可以共存。2．歧化规律氧化还原反应中，有元素化合价升高，必然有元素化合价降低。某物质发生歧化反应时，中间价态→高价态＋低价态。应用：判断反应物和产物中同种元素的价态的高低，计算电子转移的数目。【例2】ClO2常温下为易溶于水且不与水反应的气体，被称为“第四代”饮用水消毒剂。因其高效率、无污染而被广泛使用。工业上利用ClO2制备更稳定的NaClO2，－反应。下列关于该反应的说法正确的是()A．该反应在碱性条件下发生B．NaClO2为氧化剂C．生成1molI2时转移电子的物质的量为4molD．ClOeq\o\al(－,2)中Cl元素的化合价为＋4价【即练1】在反应KIO3＋6HI=3I2＋KI＋3H2O中，被氧化与被还原的碘原子个数之比为()A．1∶1B．1∶6C．1∶5D．5∶1【即练2】已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋B．H2O2＋H2SO4=SO2↑＋O2↑＋2H2OC．I2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HID．2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋知识点03在研究物质性质中的应用1．研究物质氧化性或还原性的思路2．以过氧化氢(H2O2)为例探究物质的氧化性或还原性性质预测氧元素化合价为－1价，可升高到0价，具有氧元素化合价由－1价可降低到－2价，具有选择试剂酸性高锰酸钾溶液KI溶液、淀粉溶液实验操作实验现象酸性高锰酸钾溶液紫，产生无色无味的气体，该气体能使带火星的木条复燃溶液变实验结论H2O2表现，被氧化为氧气H2O2表现，被还原为H2O【思考1】证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么？【思考2】医疗上常用3%的H2O2溶液作为消毒杀菌剂，利用了H2O2的什么性质？为什么称H2O2为“绿色氧化剂”？3．物质氧化性或还原性的影响因素(1)物质氧化性或还原性的强弱由物质得失电子的能力决定。(2)环境条件也会影响物质氧化性或还原性的强弱。如酸性越强，KMnO4的氧化性越强。【特别提醒】【例3】为贮存、运输、使用方便，工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(化学式为2Na2CO3·3H2O2)，该晶体有Na2CO3和H2O2的双重性质，下列物质都会使过碳酸钠较快失效，其中在反应中，H2O2只表现还原性的是()A．MnO2 B．H2SC．稀H2SO4 D．酸性KMnO4【即练1】科学家指出：多种海产品如虾、蟹、牡蛎等体内含有＋5价的砷(As)，它对人体是无毒的，但＋3价的砷有毒。下列有关说法不正确的是()A．＋3价的砷有还原性B．＋5价的砷有氧化性C．砷从＋5价转变为＋3价，发生还原反应D．从合理膳食的角度，建议食用大量海鲜时饮用橙汁知识点04在物质转化和能量转化中的应用1.冶炼金属①金属冶炼的本质金属阳离子得电子生成金属单质，Mn＋＋ne－=M。②金属冶炼方法金属的冶炼方法金属活泼性与冶炼方法的关系如下：2.实验室制取氯气（1）制备原理MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O该反应为氧化还原反应，氧化剂为MnO2，还原剂为HCl。【思考1】含有146gHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成71gCl2吗？（2）仪器装置装置C的作用：除去Cl2中少量的HCl气体；装置D的作用：干燥氯气(或除去Cl2中的水蒸气)。【特别提醒】(1)稀盐酸与MnO2不反应，制取氯气时必须选用浓盐酸；加热温度不宜过高，以减少氯化氢的挥发。(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中的Ca(OH)2含量少，吸收不完全。(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。（3）收集方法：。（4）验满方法：a．将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到，则证明已集满。b．将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸先，则证明已集满。（5）尾气吸收：用氢氧化钠溶液吸收，反应的化学方程式为2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，氯气既表现又表现。【特别提醒】氯气其他制备方法实验室制备Cl2时，可用KMnO4或KClO3代替MnO2，利用“固体＋液体→气体(不需要加热)”装置制备。16HCl(浓)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O,6HCl(浓)＋KClO3=KCl＋3Cl2↑＋3H2O。【思考2】为防止Cl2污染，能否用澄清石灰水处理过量的Cl2？请写出相应的化学方程式。3.利用氧化还原反应获取能量【例4】下列冶炼金属的方法错误的是()A．加热分解HgO制金属HgB．高温下用CO还原赤铁矿炼铁C．电解氯化铝制金属铝D．Fe和CuSO4溶液湿法炼铜【即练1】实验室用如图所示装置制取并收集氯气。下列说法正确的是()A．该实验的反应原理为MnO2＋4HCl=MnCl2＋Cl2↑＋2H2OB．该图所示的过程中只存在两处明显错误C．实验室还可以用排饱和食盐水的方法收集Cl2D．收集氯气时可用干燥的蓝色石蕊试纸验满【即练2】下列关于实验室制氯气的说法中错误的是()A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2B．每生成1molCl2，转移2mol电子C．每消耗87gMnO2，起还原作用的HCl为146gD．生成的氯气中含有水蒸气和HCl气体1.（24-25高一下·河北邯郸·开学考试）亚硝酸钠(NaNO2)具有致癌作用，许多腌制食品中含NaNO2.酸性KMnO4溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式为：MnO4−+NO2−+H+→Mn2++A．生成1个Mn2+，转移电子为5个 B．该反应中氮元素被氧化C．配平后，水的化学计量数为6 D．反应中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶52.（25-26高一上·江西南昌·期中）某实验小组利用以下装置制备少量的氯气，并检验氯气的性质。实验过程中，下列说法正确的是A．参与反应的HCl全部被氧化为ClB．发生的所有反应均是氧化还原反应C．观察到淀粉-KI试纸变蓝，说明Cl−具有还原性小于D．湿润的pH试纸变红，干燥的pH试纸不变色3.（25-26高一上·贵州黔东南·期末）实验室用下图装置制备纯净干燥的Cl2A．C的作用是干燥ClB．分液漏斗盛装的试剂是稀盐酸C．B中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2D．F中发生反应的离子方程式为：Cl4.（25-26高一上·四川成都·期末）实验室中利用如图装置模拟制备“84”消毒液(有效成分为NaClO)，下列说法不正确的是A．盛放浓盐酸的仪器是分液漏斗B．为除去Cl2中的HCl，装置a中的试剂为饱和C．装置b中，采用冰水浴冷却有利于NaClO的生成D．装置c的作用是吸收尾气5.（25-26高一上·海南海口·阶段检测）有下列三个反应：①3Cl2＋2FeI2=2FeCl3＋2I2②2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－③Co2O3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O下列说法不正确的是A．①②③中的还原产物分别是Cl-、Br-、CoCl2B．③反应中氧化剂与还原剂微粒个数比1：2C．根据以上化学方程式可以得到氧化性强弱顺序：Co2O3＞Cl2＞Fe3+D．可以推理得到Cl2＋FeBr2=FeCl2＋Br26.（25-26高一上·浙江·期中）利用草酸H2C2O4和KClO3可制取自来水消毒剂A．X表示COB．还原剂和氧化剂物质的量之比为1:2C．生成33.75g的ClO2气体，反应转移的电子数为D．可用NaClO代替KClO7.（25-26高一上·河南·期末）在盐酸介质中，用金属锌可将As2O3直接还原成AsH3气体，反应为As2O3A．方框内的化学式为H2B．还原性：Zn>AsHC．该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3D．HCl在反应中体现酸性8.（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中）做实验时不小心沾了一些高锰酸钾，皮肤上的斑很久才能消除，如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原，其离子方程式为：MnO4A．该反应的氧化剂是MnO4− C．配平该反应式后，H+的系数是6 9.（24-25高一下·山东·学业考试真题）将SO2和Cl2按物质的量之比1∶1同时通入品红溶液，溶液不褪色，原因是：A．H2O是还原剂 B．C．随着反应进行，溶液酸性增强 D．生成1molHCl时转移1mol电子10.（25-26高一下·山东临沂·学业考试模拟）二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，工业上常用作水处理剂。在处理废水中的CN−(其中C为+2价)时，发生的反应为A．CN−是还原剂 B．氧化性：C．每处理1molCN−时，转移5mol电子 11.（25-26高一下·河北沧州·期中）向质量为3.12g的Cu和CuO的混合物中加入100mL1.5mol⋅L−1稀硝酸，在加热条件下反应至Cu和CuO完全溶解，同时得到448mL(标准状况)A．混合物中Cu和CuO的物质的量之比为1:2B．参与反应的硝酸占总量的80%C．反应后的溶液中最多还可溶解3.36gFeD．反应后的溶液中硝酸铜的物质的量浓度为0.48mol⋅12.（25-26高一上·浙江杭州·期末）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应：10NaN3+2A．生成35.84LN2B．有0.4mol KNOC．转移电子的物质的量为2molD．被氧化的N原子的物质的量为3mol13.（25-26高一上·浙江杭州·期末）将一定量的氯气通入溶质的物质的量为2mol的氢氧化钾浓溶液中，加热少许时间后，恰好完全反应，测得溶液中含氯元素的离子有：Cl−、ClO−、ClO3A．一共消耗了71g氯气B．当溶液中ClO−与ClO3C．当溶液中ClO−与ClOD．反应生成的ClO−、ClO14.（24-25高一上·江苏南京·期中）某温度下，将I2加入氢氧化钾溶液中，反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定溶液中IO-与IO3-A．I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂B．该反应中还原产物为KIC．该反应中，I2的还原性大于KIO和KIO3的还原性D．该反应中，被还原的碘元素与被氧化的碘元素的原子个数之比是5∶1715.（25-26高一下·湖北咸宁·期中）亚磷酸H3PO3是一种弱酸，其与足量的NaOH反应的化学方程式为：2NaOH+H3A．Na2B．Na2HPOC．亚磷酸受热分解的反应中，每生成1molPH3D．亚磷酸受热分解的反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为3:116.（25-26高一下·浙江嘉兴·期中）关于反应2NH3A．N2H4C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 D．生成1molN217.（25-26高一下·浙江