高三一轮复习学案氧化还原反应完整版.docx
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高三一轮复习学案氧化还原反应完整版
《氧化还原反应》导学案
【考纲要求】
掌握化学反应的四种基本反应类型:
化合、分解、置换、复分解;
理解氧化还原反应,了解氧化剂和还原剂等概念;
掌握重要氧化剂、还原剂之间的常见反应;
熟练掌握氧化性和还原性强弱;
能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并能配平反应方程式;
能运用元素守恒、电子守恒、电荷守恒,进行氧化还原反应计算。
氧化还原反应(第一课时)
考点一:
氧化还原反应的有关概念及判断
(一)概念及实质
1.概念:
发生电子转移(得失或偏移)的反应。
2.实质:
发生电子转移。
3.判断:
有化合价升降。
(二)概念的比较
反应物
化合价变化
表现性质
变化过程
发生反应
生成物
氧化剂
还原剂
降低
升高
氧化性
还原性
被还原
被氧化
还原反应
氧化反应
还原产物
氧化产物
也可用下式表示:
综合以上概念和比较,可归纳以下“六字规律”,即“升失氧,降得还”,若与氧化剂、还原剂联系起来,再加六个字,即“若问剂,两相反”——还原剂被氧化,氧化剂被还原。
【例1】下列反应中,属于非氧化还原反应的是()
A.3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O
B.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O
C.3H2O2+2KCrO2+2KOH=2K2CrO4+4H2O
D.3CCl4+K2Cr2O7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl
【例2】制备氰氨基化钙的化学方程式为:
CaCO3+2HCN=CaCN2+CO↑+H2↑+CO2↑,在反应中()
A.氢元素被氧化,碳元素被还原B.HCN是氧化剂不是还原剂
C.CaCN2是氧化产物,H2是还原产物D.CO为氧化产物,H2为还原产物
【例3】下列微粒:
H+、Cu2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Cl-、S2-、I-、MnO4-、ClO3-、NO3-、SO32-、S、Cl2、Na、H2;其中只有氧化性的是;只有还原性的是,既有氧化性又有还原性的是;
【总结】如果物质中某元素具有最高价,该元素只有性;元素具有最低价,该元素只有性;元素具有中间价态,该元素既有又有性。
【例4】某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:
S、H2S、HNO3、NO和H2O。
已知水是反应产物之一。
(1)该反应中的还原剂是。
(2)该反应中的还原产物是。
(3)写出该反应的化学方程式。
【跟踪练习】
1.下列叙述正确的是()
A.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂
B.氧化还原反应的本质是电子的转移
C.还原剂在反应中发生还原反应
D.有单质生成的反应一定是氧化还原反应
2.(2011上海)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Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是()
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
C.2F2+2H2O=4HF+O2D.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
3.1962年,英国青年化学家以巴特莱特将PtF6和Xe按等物质的量在室温下混合后,首次得到含有化学键的稀有气体化合物六氟合铂酸氙:
Xe+PtF6=XePtF6。
有关此反应的叙述中正确的是()
A.Xe是氧化剂B.PtF6是氧化剂
C.PtF6是氧化剂又是还原剂D.该反应不属于氧化还原反应
4.(2008上海)下列物质中,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
5.(08上海卷)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
6.某一反应体系中共有As2S3、HNO3、H2SO4、NO、H3AsO4、H2O六种物质,已知As2S3是反应物之一。
(1)写出并配平反应方程式。
(2)氧化剂是,还原产物。
考点二:
氧化性、还原性强弱的比较方法
(一)依据化学方程式判断
在同一化学反应中氧化性:
氧化剂>氧化产物还原性:
还原剂>还原产物
(二)依据物质活动性顺序进行比较判断
(1)随着金属活动顺序表中金属的还原性越来越弱,其对应离子的氧化性越来越强。
单质还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐增强
(2)对于非金属
单质氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
(三)依据元素周期表判断
(1)同周期氧化性:
左<右还原性:
左>右
(2)同主族氧化性:
上>下还原性:
上<下
(四)依据反应条件判断
一般来讲,一组反应中反应条件越简单,对应反应物的氧化性或还原性越强。
氧化性:
KMnO4>MnO2>O2
(五)依据电化学原理判断
(1)原电池还原性:
负极>正极
(2)电解池阴极(氧化性):
先析出>后析出阳极(还原性):
先反应>后反应
(六)根据反应结果判断
同一物质在相同条件下,被不同氧化剂氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越强。
Fe+S=FeS2Fe+3Cl2=2FeCl3
(七)外界条件对氧化性或还原性强弱的影响(同一物质在不同条件下的氧化性或还原性)
(1)物质的浓度越高,氧化性或还原性越强。
(2)温度越高,氧化性或还原性越强。
(3)酸性越强,氧化性越强;碱性越强,还原性越强。
【例5】根据反应
(1)~(4),判断物质的氧化性由强到弱的正确顺序是()
⑴Cl2+2KI=2KCl+I2⑵2FeCl2+Cl2=2FeCl3
⑶2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2⑷H2S+I2=S+2HI
A.H2S>I2>Fe3+>Cl2B.Cl2>Fe3+>I2>H2S
C.Fe3+>Cl2>H2S>I2D.Cl2>I2>Fe3+>H2S
【例6】(09广东化学)常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+,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Fe2+
【例7】(06江苏卷)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有关。
下列各组物质:
①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe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.①③B.③④C.①②D.①③④
【跟踪练习】
1.常温下,在下列溶液中发生如下反应①16H++10Z-+2XO4-=2X2++5Z2+8H2O;
②2A2++B2=2A3++2B-;③2B-+Z2=B2+2Z-,由此判断下列说法错误的是()
A.反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在①③反应中均被还原
C.氧化性由强到弱的顺序是XO4-、Z2、B2、A3+
D.还原性由强到弱的顺序是A2+、B-、Z-、X2+
2.(05江苏卷)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+I2
C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I=2Fe2++I2
3.(06北京卷)已知:
①向KMnO4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。
下列判断正确的是()
A.上述实验证明氧化性:
MnO4->Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
4.(2009年深圳市一模)下列实验均发生了化学反应:
①将铁钉放入CuSO4溶液中;②向FeSO4溶液中滴加浓HNO3;③将铜丝放入FeCl3溶液中。
下列判断中正确的是()
A.上述实验证明了氧化性:
Fe3+>Fe2+>Cu2+
B.上述实验证明了Fe2+既有氧化性又有还原性
C.实验①、③中的化学反应都是置换反应
D.向三个实验后的溶液中加入足量NaOH溶液,最终都有Fe(OH)3生成
【课后练习】
1.(2012广东卷)下列应用不涉及氧化还原反应的是()
A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C.工业上利用合成氨实现人工固氮D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
2.下列叙述正确的是()
A.元素的单质一定由氧化或还原该元素的化合物制得
B.含有最高价元素的化合物不一定具有很强的氧化性
C.阳离子只能得到电子被还原,阴离子只能失去电子被氧化
D.在化学反应中,得电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
3.能正确表示四种基本类型反应与氧化还原反应关系的示意图是()
4.(09上海卷)在下列变化①大气固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是()
A.①②③B.②①③C.③②①D.③①②
5.(06广东卷)下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关系为1∶2的是()
A.O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2
B.2CH3COOH+Ca(ClO)2=2HClO+Ca(CH3COO)2
C.I2+2NaClO3=2NaIO3+Cl2
D.4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O
6.下列反应属于氧化还原反应,但水既不作氧化剂也不作还原剂的是()
A.CO2+H2O
H2CO3B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C.3Fe+4H2O(g)
Fe2O4+4H2D.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
7.亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2=LiNH2+LiH。
下列有关说法正确的是()
A.Li2NH中N的化合价是-1B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C.Li+和H-的离子半径相等D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
8.下列关于氧化还原反应的叙述中正确的是()
A.金属单质在反应中只作为还原剂B.非金属单质在反应中只作为氧化剂
C.金属原子失电子越多,还原性越强D.Cu2+比Fe2+氧化性强,Fe比Cu还原性强
9.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。
实验室中可通过以下反应制得:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4
2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法不正确的是()
A.CO2是氧化产物
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性
D.ClO2做水处理剂时,利用了其强氧化性
10.①在淀粉碘化钾溶液中,滴加少量次氯酸钠溶液,立即会看到溶液变蓝色,这是因为,离子方程式为。
②在碘和淀粉形成的蓝色溶液中,滴加亚硫酸钠溶液,发现蓝色逐渐消失,这是因为__________________,离子方程式是。
③对比①和②实验所得的结果,将I2、ClO-、SO42-按氧化性由强到弱的顺序排列为___________________。
氧化还原反应(第二课时)
考点三:
氧化还原反应的规律及应用
1.表现性质规律
同种元素具有多种价态时,一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。
2.性质强弱规律
氧化性:
氧化剂>还原剂氧化剂>氧化产物
还原性:
还原剂>氧化剂还原剂>还原产物
3.反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与溶液中最强的还原剂作用;同理,在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。
【例5】(09全国卷Ⅱ)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-
4.价态归中规律
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。
配平:
KClO3+HCl→KCl+Cl2+H2O
5.电子守恒规律
在任何氧化—还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
【例6】(09全国卷Ⅱ)物质的量之比为2:
5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,
反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A.1:
4B.1:
5C.2:
3D.2:
5
【跟踪练习】
1.(09北京东城一模)一定条件下,氨气与一氧化氮发生反应:
NH3+NO
N2+H2O(未配平)。
该反应中,被氧化与被还原的氮原子数之比为()
A.2∶3B.3∶2C.4∶5D.5∶6
考点四:
氧化还原方程式的配平
(一)氧化还原反应的表示方法
1.双线桥分析法
要点:
①双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素;
②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:
①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;
②线上标明只标明电子的数目,不必写其它内容。
(二)化学方程式的配平
1.配平原则(三个原则)
电子守恒,即电子转移数目相等。
原子守恒,即反应前后原子种类和数目相等。
电荷守恒,即反应前后电荷总数相等。
2.配平步骤(五步骤)
①标价态②列升降③求相等④观察计量数⑤检查
3.配平方法
①正向配平——常规法
②待定系统法(Fe3C+HNO3——Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O)
③整体标价法
`④缺项配平
⑤有机氧化还原反应方程式的配平
【例7】(08全国Ⅱ卷)(NH4)2SO4在高温下分解,产物是SO2、H2O、N2和NH3。
在该反应的化学方程式中,化学计量数由小到大的产物分子依次是()
A.SO2、H2O、N2、NH3B.N2、SO2、H2O、NH3
C.N2、SO2、NH3、H2OD.H2O、NH3、SO2、N2
【跟踪练习】
1.配平下列氧化还原反应方程式,并标明电子转移的方向和数目。
①H2S+H2SO3
S↓+H2O
氧化产物是_____________,还原产物是_____________,二者质量比是_____________。
②Cl2+KOH
KCl+KClO3+H2O
氧化剂是_____________,还原剂是____________,二者物质的量之比是____________。
③KClO3+HCl
KCl+Cl2↑+H2O
HCl的作用是_____________,被还原的元素是________________,当反应过程中有3mol电子转移时,可产生氯气_____________mol。
④缺项方程式的配平
H2O2+Cr2(SO4)3+___——K2SO4+K2CrO4+H2O
CH≡CH+KMnO4+H2SO4——HCOOH+MnSO4+K2SO4+___
NO3-+CH3OH——N2↑+CO2↑+H2O+___
2.(08海南卷)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。
当生成1mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为()
A.2molB.1molC.0.5molD.0.25mol
3.(07全国Ⅰ)已知氧化还原反应:
2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4=2CuI+13I2+12K2SO4+12H2O,其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为()
A.10molB.11molC.12molD.13mol
4.(08广东卷)氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。
在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3++N2+3C
2AlN+3CO合成。
下列叙述正确的是()
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1molAlN需转移3mol电子
C.AlN中氮元素的化合价为+3
D.AlN的摩尔质量为41g
考点五:
氧化还原反应的计算
1.典型题型
①求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量比。
②计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。
③确定反应前后某一元素价态的变化。
2.计算方法
①找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物。
②找准1个原子/离子得失电子数。
③据电子守恒列等式
n(氧化剂)×变价原子数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值
【例8】Cl2在70℃的NaOH水溶液中,能同时发生两个自身氧化还原反应,反应完全后测得溶液中NaClO和NaClO3的物质的量比为4∶1,则溶液中NaCl和NaClO的物质的量之比为()
A.9∶4B.5∶1C.11∶2D.1∶1
【跟踪练习】
1.(06全国卷Ⅱ)已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI,自身发生如下变化:
H2O2→H2OIO3-→I2MnO4-→Mn2+HNO3→NO
如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是()
A.H2O2B.IO3-C.MnO4-D.HNO3
2.(2012海南卷)将0.195g锌粉加入到200mL的0.100mol·L-1MO2+溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是()
A.MB.M2+C.M3+D.MO2+
3.(05江苏卷)Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O,当NO2和NO的物质的量为1∶1时,实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为()
A.1∶7B.1∶9C.1∶5D.2∶9
4.R2O8n-离子在一定条件下可把Mn2+氧化成MnO4-,若反应后R2O8n-变成RO42-,又知反应中氧化剂与还原剂的离子个数比为5:
2,则R2O8n-中R元素的化合价为()
A.+3B.+5C.+6D.+7
6.一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:
NH4NO3—HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子之比为()
A.1:
1B.5:
4C.5:
3D.3:
5
7.已知下列变化过程中,0.2molRxO42-参加反应时,共转移0.4mol电子。
RxO42-+MnO4-+H+
RO2+Mn2++H2O
(1)x值为__________。
(2)参加反应的H+的物质的量为__________mol。
答案:
(1)2
(2)0.64
8.(2008全国Ⅰ卷)实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:
软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl:
用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;滤去MnO2沉淀,浓缩滤液,结晶得到深紫色的针状KMnO4。
请回答:
(1)软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是 。
(2)K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是 。
(3)若用2.5g软锰矿(含MnO280%)进行上述实验,计算KMnO4的理论产量。
(4)KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2该反应的化学方程式是:
。
(5)上述制得的KMnO4产品0.165g,恰好与0.335g纯Na2C2O4反应完全,计算该KMnO4的纯度。
【课后练习】(一轮资料)
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