考前三个月二轮专题复习考前专项冲刺集训学案氧化还原反应.docx
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考前三个月二轮专题复习考前专项冲刺集训学案氧化还原反应
学案3 氧化还原反应
最新考纲展示
1.理解氧化还原反应的有关概念及其本质。
2.掌握常见氧化还原反应的配平和计算。
基础回扣
1.氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应概念正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)有化合价升降的化学反应一定是氧化还原反应( )
(2)置换反应全部属于氧化还原反应,因为有单质参加和生成,化合价发生了变化( )
(3)氧化还原反应一定属于四大基本反应类型( )
(4)有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应( )
(5)氧化还原反应中,反应物不是氧化剂就是还原剂( )
(6)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂既可以是不同物质也可以是同种物质( )
(7)在氧化还原反应中,非金属单质都做氧化剂( )
(8)生成物中来源于氧化剂的是还原产物( )
(9)还原剂具有还原性,反应时本身被还原,发生还原反应( )
(10)元素从化合态变为游离态,该元素不一定被还原( )
(11)失电子越多,还原性越强,得电子越多,氧化性越强( )
(12)在同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性一定大于氧化产物的氧化性( )
(13)金属元素被还原,不一定得到金属单质( )
(14)含氧酸的价态越高,氧化性一定越强( )
(15)不容易得到电子的物质,肯定容易失去电子( )
答案
(1)√
(2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)√ (11)× (12)×(13)√ (14)× (15)×
2.氧化还原反应基本概念的相互关系
对于3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)Cu在反应中________电子,发生________反应,是________剂。
(2)HNO3在反应中________电子,被________,是________剂。
(3)该反应的氧化产物是________________,还原产物是________(填化学式)。
答案
(1)失 氧化 还原
(2)得 还原 氧化
(3)Cu(NO3)2 NO
3.氧化还原反应的规律
(1)下列粒子既有氧化性又有还原性的是________。
①Fe2+ ②SO2 ③Fe ④Cl2 ⑤H2O2 ⑥HCl
⑦Fe3+ ⑧HNO3
答案 ①②④⑤⑥
(2)实验室可用浓盐酸分别与KMnO4、MnO2、KClO3等多种物质在一定条件下反应制取氯气
①上述反应中,HCl表现的性质是________、________。
②在常温下,浓盐酸与KMnO4可反应生成氯气,KMnO4中的Mn被还原为+2价,该反应的化学方程式:
__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③KMnO4、MnO2和Cl2的氧化性由强到弱的顺序是:
________________________________________________________________________。
④已知KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,用双线桥表示该反应的电子转移情况:
________________________________________________________________________。
⑤用上述三种物质分别制取标准状况下3.36L氯气时,转移的电子数分别是__________________(NA表示阿伏加德罗常数)。
答案 ①还原性 酸性
②2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
③KMnO4>MnO2>Cl2
⑤0.3NA、0.3NA、0.25NA
题型1 基于“双线桥”,辨析概念
1.(高考题组合)下列叙述正确的是( )
A.Cl2+2Br-===2Cl-+Br2、Zn+Cu2+===Zn2++Cu均为单质被还原的置换反应(2014·山东理综,7C)
B.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应(2014·山东理综,7D)
C.Cl元素的单质在化学反应中只表现氧化性(2013·山东理综,8D)
D.BaSO3与H2O2的反应为氧化还原反应(2013·天津理综,1B)
答案 D
解析 A项,Zn+Cu2+===Zn2++Cu反应中,Zn元素化合价升高,Zn单质被氧化,错误;B项,在两个反应中水分子中的元素都未发生变化,既不作氧化剂也不作还原剂;C项,Cl2在化学反应中,氯元素的化合价既可降低又可升高,如在Cl2和NaOH的反应中既表现氧化性,又表现还原性,错误;D项,Na2SO3中+4价的硫元素被H2O2中-1价氧元素氧化,二者反应为氧化还原反应,正确。
2.[2014·新课标全国卷Ⅰ,27
(2)①②]次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。
H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为________(填化学式)。
答案 ①+1 ②H3PO4
解析 ①H3PO2中P元素化合价为+1价。
②根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为1∶4,4molAg+在反应中得到4mole-,1molH3PO2则失去4mole-,所以P元素将显+5价,产物为H3PO4,即氧化产物为H3PO4。
3.
(1)[2014·广东理综,33
(1)①]H2O2是一种绿色氧化还原试剂,写出H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:
__________________________________________________。
答案
(2)[2013·山东理综,28
(2)]辉铜矿(Cu2S)可发生反应:
2Cu2S+2H2SO4+5O2===4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是________。
当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为________mol。
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是________。
答案 Cu2S 4 H2
解析 在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中,O2作氧化剂,所以1molO2得4mole-,还原剂也失去4mole-,Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,Mg+2H+===Mg2++H2↑,所以放出的气体应为H2。
解答氧化还原反应有关概念的试题并不难,只需坚持一种思想,用好一个关系,循着正确的思维程序,所有问题都可迎刃而解。
1.核心思想——对立统一思想
在一个氧化还原反应中,化合价有升就有降、电子有得就有失;氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应共存于同一反应中。
2.关系式
3.解答氧化还原反应有关概念题的“三个步骤”
第一步:
依据题意分析概念
“升失氧,降得还;剂性一致,其他相反。
”“剂性一致”即氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。
“其他相反”即氧化剂被还原,发生还原反应,生成还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。
第二步:
依据规律判断反应的合理性
氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律、强弱规律等。
同学们应掌握化合价与氧化性的关系,“高价氧,低价还,中间价态两面转”。
第三步:
利用电子守恒进行定量判断
有关氧化还原反应的定量问题,利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。
对于生疏的或多步氧化还原反应,可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物,利用原子守恒和电子守恒,建立已知量与未知量的关系,快速列等式求解。
如:
一定量的Cu与HNO3完全反应产生NOx,该NOx又被O2氧化为HNO3,则Cu与O2的关系为n(Cu)×2=n(O2)×4。
(一)“三对”概念的定性判断
1.下列变化按氮元素只被氧化、只被还原、既不被氧化又不被还原、既可能被氧化又可能被还原的顺序排列正确的是( )
①高能固氮 ②硝酸分解 ③实验室制取氨气 ④氨氮废水脱氮(指将NH3或NH
转化为N2)
A.④②③①B.②①③④
C.③④②①D.③①④②
答案 A
2.相同物质的量的KClO3分别发生下述反应:
①有催化剂MnO2存在时,受热分解得到氧气;②若不使用催化剂,加热至470℃左右,得到KClO4(高氯酸钾)和KCl。
下列关于①和②的说法不正确的是( )
A.都属于氧化还原反应
B.发生还原反应的元素相同
C.发生氧化反应的元素不同
D.生成KCl的物质的量相同
答案 D
解析 有MnO2作催化剂时发生反应:
2KClO3
2KCl+3O2↑,被氧化的元素为O,被还原的元素为Cl;若不用MnO2作催化剂时发生反应:
4KClO3
3KClO4+KCl,被氧化与被还原的元素都是Cl,由两种条件下反应的化学方程式可推知等物质的量的KClO3参加反应时,生成KCl的物质的量不同。
3.下列推断可能合理的是( )
A.Fe3+、O2、H2O2三种微粒只具有氧化性,没有还原性
B.木炭与浓硝酸反应可能生成CO和NH4NO3
C.因为SO2具有还原性,所以不能用浓H2SO4干燥SO2
D.Cl2转变为HClO时一定需要加入氧化剂才能实现
答案 B
解析 本题利用氧化还原反应规律来推断物质的性质或可能的生成物。
这类试题的解答要在充分理解氧化还原反应规律的基础上,从元素的价态来分析其氧化性或还原性,从元素价态变化情况来分析其转化是否合理。
选项A,H2O2既具有氧化性也具有还原性;选项B,如果浓硝酸与木炭反应生成CO和NH4NO3,则在反应过程中既有元素化合价降低,也有元素化合价升高,符合氧化还原反应规律,假设成立;选项C,因浓H2SO4中S的化合价与SO2中S的化合价相邻,即浓H2SO4不能与SO2反应,所以浓H2SO4能干燥SO2;选项D,Cl2与H2O直接反应可得到HClO,该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂,不需加入氧化剂就能实现。
(二)电子转移数目与反应物或生成物的定量关系
4.已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为Cl—S—S—Cl,它易与水反应:
2S2Cl2+2H2O===4HCl+SO2↑+3S↓。
对该反应的说法正确的是( )
A.S2Cl2既作氧化剂又作还原剂
B.H2O作还原剂
C.每生成1molSO2转移4mol电子
D.氧化产物与还原产物物质的量之比为3∶1
答案 A
解析 因Cl的非金属性比S强,故S2Cl2中S、Cl的化合价分别为+1、-1价;则在反应中只有硫的化合价发生变化,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶3,A项正确,B、D项错误;SO2中硫的化合价为+4价,故每生成1molSO2转移3mol电子,C项错误。
5.在碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气,可以得到高碘酸钠(Na2H3IO6)。
下列有关该反应的说法错误的是( )
A.在该反应中碘酸钠作还原剂
B.碱性条件下,氯气的氧化性强于高碘酸钠的氧化性
C.反应中生成1molNa2H3IO6转移2mol电子
D.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
答案 D
解析 本题考查氧化还原反应,难度中等。
碘酸钠中碘元素的化合价升高,作为还原剂,A选项正确;氯气为氧化剂,高碘酸钠为氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,B选项正确;高碘酸钠中碘元素为+7价,则生成1molNa2H3IO6转移2mol电子,C选项正确;该反应的离子方程式为IO
+Cl2+3OH-===H3IO
+2Cl-,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,D选项错误。
6.黄铜矿(CuFeS2)常用于提炼金属铜。
黄铜矿焙烧过程中所发生的反应比较复杂,其中主要反应之一的化学方程式为2CuFeS2+O2
+2FeS+SO2(已配平),则下列关于该反应的说法错误的是( )
A.方框中的物质应为Cu2S
B.该反应的部分产物可用于硫酸工业
C.反应中SO2既是氧化产物又是还原产物
D.反应中若有1molSO2生成,则一定有4mol电子发生转移
答案 D
解析 根据原子守恒,方框中的物质应为Cu2S;反应中的产物SO2可以用于制H2SO4;该反应中部分硫的化合价由-2价升高到+4价,故每生成1molSO2转移的电子为6mol。
题型2 氧化性、还原性强弱的应用
1.(高考题组合)下列有关物质氧化性或还原性强弱的叙述错误的是( )
A.Cl2、Br2、I2的氧化性能作为氯、溴、碘元素非金属性递变规律的判断依据[2014·福建理综,23
(2)b]
B.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大(2013·天津理综,3C)
C.将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡,静置,可观察到下层液体呈紫色,验证Br2的氧化性强于I2(2014·四川理综,4C)
D.将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置,下层溶液显紫红色,说明氧化性:
Fe3+>I2(2014·广东理综,22D)
答案 B
解析 A项,根据元素周期律,同主族元素从上到下,金属性增强,非金属性减弱,Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱,正确;B项,同主族元素简单阴离子还原性越强,其水解程度并不一定越大,如F-的还原性小于Cl-,但其水解程度比Cl-要强,错误;C、D两项中,下层液体呈紫色,说明反应中有碘生成,说明Br2、Fe3+均能将I-氧化为I2,正确。
2.[2013·广东理综,33
(1)②③]在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:
取少量新制氯水和CCl4于试管中,____________。
答案 ②Cl2、HClO、ClO-
③加入一定量的NaBr溶液,充分振荡,静置,若观察到CCl4层呈橙红色,证明Cl2的氧化性强于Br2
解析 ②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸(具有较强的氧化性),次氯酸电离生成的ClO-、溶液中溶解的Cl2也具有氧化性;③比较Cl2和Br2的氧化性强弱,可以通过非金属单质间的置换反应来判断,即把溴化钠溶液加入到盛有新制氯水以及四氯化碳的试管中,然后振荡,静置后可发现溶液出现分层现象,下层溶液变为橙红色(说明生成了溴单质),从而说明Cl2的氧化性强于Br2。
1.氧化性还原性比较的六种方法
判据
判断方法
金属活动
顺序
一般来说,金属活动性越强,对应单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱
非金属活
动顺序
一般来说,非金属活动性越强,对应单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱
化学方
程式
氧化性:
氧化剂>氧化产物;
还原性:
还原剂>还原产物
元素
周期表
反应条件
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,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等
电极放电
顺序
(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>正极
(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
2.强弱规律的常见应用
(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。
(3)判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。
在浓度相差不大的溶液中:
①同时含有几种还原剂时
还原性强的先被氧化;
②同时含有几种氧化剂时
氧化性强的先被还原。
(一)由方程式判断“强”与“弱”
1.(2014·淄博模拟)现有下列几个离子反应:
①Cr2O
+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO
+4H+
下列有关性质的比较中正确的是( )
A.氧化性:
Cr2O
>Cl2>Fe3+
B.氧化性:
Cl2>Br2>Cr2O
C.还原性:
SO2 D.还原性: Cl->Cr3+>Fe2+ 答案 A 解析 根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知: 氧化性强弱顺序为Cr2O >Cl2>Br2>Fe3+>SO ;还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Br->Cl->Cr3+。 故选A。 2.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应: Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+ Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+ 由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是( ) A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+ C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+ 答案 A 解析 在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。 由方程式可知,还原性: Fe2+>Ce3+;Sn2+>Fe2+。 (二)依据强弱规律判断反应顺序 3.向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为血红色,则下列叙述不正确的是( ) A.原溶液中的Br-不一定被氧化 B.通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定被氧化 C.不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+ D.若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液,静置、分液,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,能产生黄色沉淀 答案 D 解析 三种具有还原性的离子,还原性由强到弱的顺序为I->Fe2+>Br-,被氯气氧化的顺序依次为I-→Fe2+→Br-。 4.用Pt电极电解含有Cu2+和X3+各0.1mol的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。 则下列氧化性强弱的判断正确的是( ) A.Cu2+>X3+>H+>X2+ B.X3+>H+>Cu2+>X2+ C.X3+>Cu2+>H+>X2+ D.X2+>H+>Cu2+>X3+ 答案 C 解析 根据图像可知: 开始的0.1mol没有固体析出,说明X3+先放电,X3++e-===X2+,所以X3+氧化性最强,当X3+完全放电后,0.1molCu2+放电,恰好需要0.2mol电子,而图像中正好是0.2mol电子,在铜离子放电后析出固体物质的质量不再发生变化,说明H+开始放电,而X2+始终没有放电,说明X2+的氧化性小于氢离子,综上所述可知C正确。 5.向100mLFeI2溶液中逐渐通入Cl2,会依次生成I2、Fe3+、IO ,其中Fe3+、I2的物质的量随通入Cl2的物质的量n(Cl2)的变化如图所示,下列说法不正确的是( ) A.氧化性强弱: I2 B.n(Cl2)=0.12mol时,溶液中的离子主要有: Fe2+、Fe3+、Cl- C.若n(Cl2)∶n(FeI2)=6∶5,反应的离子方程式为2Fe2++10I-+6Cl2===5I2+2Fe3++12Cl- D.若n(Cl2)∶n(FeI2)=2∶1,反应的离子方程式为2Fe2++4I-+3Cl2===2I2+2Fe3++6Cl- 答案 D 解析 还原性的强弱顺序为I->Fe2+>I2,它们对应的氧化产物分别为I2、Fe3+、IO ,还原性越强,对应氧化产物的氧化性越弱,故A正确;选项B由图直接观察可得,但不要遗忘Cl-;若n(Cl2)∶n(FeI2)=6∶5,设n(FeI2)=0.1mol,则可认为0.1mol ,选项D中无IO ,由此可知D错误,实际上D中反应表示的是n(Cl2)∶n(FeI2)=3∶2的情况。 题型3 氧化还原反应方程式的书写与配平 1. (1)(2014·上海,28)硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。 在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式。 答案 3H2SO4+5H2S+2KMnO4―→5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O 解析 考查陌生环境下氧化还原反应方程式的书写: 根据所给出的反应物和生成物配平含变价元素物质的计量系数,再结合环境根据质量守恒配平其他计量系数,所以反应的化学方程式为3H2SO4+5H2S+2KMnO4―→5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O。 (2)[2014·安徽理综,25(4)]ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。 写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。 答案 2ClO +Cl22e-===2ClO2+2Cl- 解析 Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,ClO 被氧化为ClO2,而Cl2被还原为Cl-,根据氧化还原反应中元素化合价升降相等可得离子方程式为2ClO2+Cl2===2ClO2+2Cl-。 (3)[2014·新课标全国卷Ⅰ,27(3)]H3PO2的工业制法是: 将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。 写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑ (4)[2014·福建理综,23(3)]工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体: NaCl溶液 NaClO3溶液 KClO3晶体 ①完成Ⅰ中反应的总化学方程式: NaCl+ H2O=== NaClO3+ __________。 ②Ⅱ中转化的基本反应类型是________,该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是________________________________________________________________________。 答案 ① NaCl+ H2O=== NaClO3+ H2↑ ②复分解反应 室温下,氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体 解析 ①NaCl中Cl元素的化合价由-1价升高到NaClO3中的+5价,故必定有一种元素的化合价要降
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