北京市2021高考化学一轮复习专题一基本概念第5讲氧化还原反应课件 43页

第5讲　氧化还原反应 一、氧化还原反应的概念及应用 教材研读 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① 　 电子      转移(包括电子得失和电子对偏移)。 2.有关概念及相互关系 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.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④ 　 电子转移的方向      。 c.在“桥”上标明转移的⑤ 　 电子总数      。 5.常见的氧化剂和还原剂 氧化剂 还原剂 (1)活泼的非金属单质,如Cl 2 、O 2 、Br 2 、F 2 等 (2)高价金属阳离子,如Fe 3+ 、Sn 4+ 、Cu 2+ 等 (3)高价或较高价元素的含氧化合物,如KMnO 4 、 MnO 2 、PbO 2 、KClO 3 等 (4)过氧化物,如H 2 O 2 、Na 2 O 2 等 (1)活泼的金属单质,如K、Na、Mg等 (2)某些非金属单质,如H 2 、C、Si等 (3)低价金属阳离子,如Fe 2+ 、Cu + 等 (4)元素处于低价态时的氧化物,如CO、NO、SO 2 等 (5)非金属阴离子及低价态化合物,如S 2- 、I - 、H 2 S等 (6)非金属氢化物,如HBr、HI、H 2 S等 自测1 　判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (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   (　 C 　) 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,加入淀粉溶液后 溶液变成蓝色,则氧化性:Cl 2 >I 2 C.向FeSO 4 溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H 2 O 2 溶液,加入H 2 O 2 后溶液变成红 色,则Fe 2+ 既有氧化性又有还原性 D.在CO 2 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 答案     C　向FeSO 4 与KSCN的溶液中加入H 2 O 2 后溶液变成红色,说明Fe 2+ 被氧 化为Fe 3+ ,只能证明Fe 2+ 有还原性,无法证明它有氧化性。 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 ①基本步骤   ②示例:配平   Cu+   HNO 3 (稀)   Cu(NO 3 ) 2 + NO↑+   H 2 O       (NO 3 ) 2 　化合价升高2 × 3 H   O 3     O　化合价降低3 × 2 3Cu+8HNO 3 (稀)   3Cu(NO 3 ) 2 +2NO↑+   H 2 O 根据原子守恒确定其他物质的化学计量数,然后将箭头改为等号。 3Cu+8HNO 3 (稀)   3Cu(NO 3 ) 2 +2NO↑+4H 2 O 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)。   特别提示 　 (1)注意特殊物质中元素的化合价,如Na 2 O 2 中氧元素、FeS 2 中硫 元素的化合价均为-1。 (2)解答有关配平化学方程式的题目时,如无特别说明,化学计量数“1”也必 须填写在空上。 自测3 　根据FeS 2 +O 2   Fe 2 O 3 +SO 2 ,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)O 2 　FeS 2 　Fe 2 O 3 、SO 2 　Fe 2 O 3 、SO 2 (2)Fe、S　O (3)11　4 (4)4、11、2、8 自测4 　配平下列方程式: (1) 　     KI+ 　     KIO 3 + 　     H 2 SO 4   　     I 2 + 　     K 2 SO 4 + 　     H 2 O (2) 　     Mn   + 　     H + + 　     Cl -   　     Mn 2+ + 　     Cl 2 ↑+ 　     H 2 O (3) 　     S+ 　     KOH   　     K 2 S+ 　     K 2 SO 3 + 　     H 2 O (4) 　     P 4 + 　     KOH+ 　     H 2 O   　     K 3 PO 4 + 　     PH 3 ↑ (5) 　　     ClO - + 　　     Fe(OH) 3 + 　　　       　　     Cl - + 　     Fe   + 　     H 2 O (6) 　     Mn   + 　     H 2 O 2 + 　　　       　     Mn 2+ + 　     O 2 ↑+ 　     H 2 O 答案 　(1)5　1　3　3　3　3 (2)2　16　10　2　5　8 (3)3　6　2　1　3 (4)2　9　3　3　5 (5)3　2　4OH - 　3　2　5 (6)2　5　6H + 　2　5　8 考点一　物质氧化性、还原性强弱的判断   考点突破 1.依据氧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:     还原性 Na>Mg 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:     氧化性 Cl 2 >S (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 剂的还原性越强。例如:     还原性 Zn>Cu 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     (3)根据非金属活动性顺序判断     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,其氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H 2 SO 4 > 稀H 2 SO 4 ,浓HNO 3 >稀HNO 3 ;还原性:浓盐酸>稀盐酸。 (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(或碱)性越强,其氧化性(或还原性)越强。 如KMnO 4 溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。   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Fe 2+ ,而不是Fe 3+ 。   典例1     (2019北京西城期末)K 2 FeO 4 是优良的水处理剂。一种制备方法是将 Fe 2 O 3 、KNO 3 、KOH混合共熔,反应为Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH   2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O。下列关于该反应的说法不正确的是   (　 C 　) A.铁元素被氧化,氮元素被还原 B.氧化性:KNO 3 >K 2 FeO 4 C.每生成1 mol K 2 FeO 4 ,转移6 mol e - D.K 2 FeO 4 具有氧化杀菌作用 答案     C　A项,分析题给反应,铁元素由+3价升高到+6价,氮元素由+5价降低 到+3价,故铁元素被氧化,氮元素被还原;B项,依据氧化剂的氧化性大于氧化 产物的氧化性可知,KNO 3 的氧化性大于K 2 FeO 4 的氧化性;C项,标出双线桥可 知,整个反应每转移6 mol e - ,生成2 mol K 2 FeO 4 ,故每生成1 mol K 2 FeO 4 ,转移3 mol e - ;D项,K 2 FeO 4 具有强氧化性,具有杀菌作用。 1-1 　有如下反应:①2Br   +Cl 2   Br 2 +2Cl   ;②Cl   +5Cl - +6H +   3Cl 2 ↑+ 3H 2 O;③2FeCl 3 +2KI   2FeCl 2 +2KCl+I 2 ;④2FeCl 2 +Cl 2   2FeCl 3 。下列各 微粒氧化能力的强弱顺序正确的是   (　 C 　) A.Cl   >Br   >Cl 2 >Fe 3+ >I 2 　　B.Br   >Cl 2 >Cl   >I 2 >Fe 3+ C.Br   >Cl   >Cl 2 >Fe 3+ >I 2 　　D.Br   >Cl   >Fe 3+ >Cl 2 >I 2 答案     C　在同一个氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化 性,故由反应①可知,氧化性:Br   >Cl   ;由反应②可知,氧化性:Cl   >Cl 2 ;由反 应③可知,氧化性:Fe 3+ >I 2 ;由反应④可知,氧化性:Cl 2 >Fe 3+ 。综上所述,各微粒氧 化能力的强弱顺序为Br   >Cl   >Cl 2 >Fe 3+ >I 2 。 1-2 　铋(Bi)位于元素周期表中第ⅤA族,其价态为+3价时较稳定,铋酸钠 (NaBiO 3 )溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO 4 )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NaBiO 3 、KMnO 4 、I 2 、H 2 O 2 的氧化性由强到弱的顺序为   (　 C 　) A.I 2 、H 2 O 2 、KMnO 4 、NaBiO 3 　　B.H 2 O 2 、I 2 、NaBiO 3 、KMnO 4 C.NaBiO 3 、KMnO 4 、H 2 O 2 、I 2 　　D.KMnO 4 、NaBiO 3 、I 2 、H 2 O 2 加入溶液 ①适量铋酸钠溶液 ②过量的双氧水 ③适量淀粉-KI溶液 实验现象 溶液呈紫红色 溶液紫红色消失,产生气泡 溶液变成蓝色 答案     C　①NaBiO 3 能将MnSO 4 中的Mn 2+ 氧化成Mn   ,说明NaBiO 3 的氧化性 强于KMnO 4 ;②Mn   能将H 2 O 2 氧化成O 2 ,说明KMnO 4 的氧化性强于H 2 O 2 ; ③H 2 O 2 能将KI氧化成I 2 ,说明H 2 O 2 的氧化性强于I 2 。 1-3 　有下列三个反应: ①3Cl 2 +2FeI 2   2FeCl 3 +2I 2 ②2Fe 2+ +Br 2   2Fe 3+ +2Br - ③Co 2 O 3 +6HCl   2CoCl 2 +Cl 2 ↑+3H 2 O 下列说法正确的是   (　 D 　) A.①②③中的氧化产物分别是I 2 、Fe 3+ 、CoCl 2 B.根据以上方程式可以得到氧化性强弱顺序:Cl 2 >Fe 3+ >Co 2 O 3 C.可以推理得到Cl 2 +FeBr 2   FeCl 2 +Br 2 D.在反应③中,当1 mol Co 2 O 3 参加反应时,有2 mol HCl被氧化 答案     D　A项,反应①②③中的氧化产物分别为Fe 3+ 与I 2 、Fe 3+ 、Cl 2 ;B项,由 ①可知氧化性:Cl 2 >Fe 3+ ,由③可知氧化性:Co 2 O 3 >Cl 2 ,故氧化性强弱顺序为 Co 2 O 3 >Cl 2 >Fe 3+ ;C项,由于还原性:Fe 2+ >Br - ,通入Cl 2 后,Cl 2 优先氧化Fe 2+ ;D项,在 反应③中,当1 mol Co 2 O 3 参加反应时,6 mol HCl 中只有2 mol被氧化为Cl 2 。 考点二　氧化还原反应的规律及应用   1.守恒规律 氧化还原反应中有物质得电子必有物质失电子,且得电子总数等于失电子总 数。或者说氧化还原反应中,有元素化合价降低必有元素化合价升高,且化合 价降低总数必等于升高总数。 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。     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,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,失去电子后就越难得到电子;越易得到电子的物质,得 到电子后就越难失去电子。一种氧化剂同时和多种还原剂相遇时,与还原性 最强的优先发生反应;同理,一种还原剂同时和多种氧化剂相遇时,与氧化性 最强的优先发生反应,如FeBr 2 溶液中通入Cl 2 时,发生离子反应的先后顺序为 2Fe 2+ +Cl 2   2Fe 3+ +2Cl - ,2Br - +Cl 2   Br 2 +2Cl - 。 应用:判断反应的先后顺序及物质的稳定性。   典例2     (2016北京理综,10,6分)K 2 Cr 2 O 7 溶液中存在平衡:Cr 2   (橙色)+H 2 O   2Cr   (黄色)+2H + 。用K 2 Cr 2 O 7 溶液进行下列实验:   结合实验, 下列说法不正确的是   (　 D 　) A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄 B.②中Cr 2   被C 2 H 5 OH还原 C.对比②和④可知K 2 Cr 2 O 7 酸性溶液氧化性强 D.若向④中加入70% H 2 SO 4 溶液至过量,溶液变为橙色 答案     D　④中存在C 2 H 5 OH,溶液变为酸性后,K 2 Cr 2 O 7 的氧化性增强,会将 C 2 H 5 OH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 　) A.表中①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:KClO 3 >Fe 3+ >Cl 2 >Br 2 C.表中②组反应的离子方程式为2Mn   +3H 2 O 2 +6H +   2Mn 2+ +4O 2 ↑+6H 2 O D.表中③组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e - 序号 氧化剂 还原剂 其他反应物 氧化产物 还原产物 ① Cl 2 FeBr 2 — Cl - ② KMnO 4 H 2 O 2 H 2 SO 4 O 2 Mn 2+ ③ KClO 3 浓盐酸 — Cl 2 答案     A　A项,Cl 2 与FeBr 2 反应,Cl 2 少量时只氧化Fe 2+ ,Cl 2 足量时氧化Fe 2+ 和Br - ; B项,氧化性:KClO 3 >Cl 2 >Br 2 >Fe 3+ ;C项,不符合得失电子守恒;D项,③组中的反 应为KClO 3 +6HCl(浓)   KCl+3Cl 2 ↑+3H 2 O,还原产物是Cl 2 ,1 mol KClO 3 参 与反应转移5 mol电子。 2-2     (2019北京十中月考)某同学设计完成了以下两个实验: ①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl 4 后滴加氯水,CCl 4 层变成紫色。继续 向试管中滴加氯水,振荡,CCl 4 层会逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO 3 )。 ②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl 4 后滴加氯水,CCl 4 层变成橙红色。 继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl 4 层的颜色没有变化。 下列说法不正确的是   (　 C 　) A.实验①生成HIO 3 时发生的反应为I 2 +5Cl 2 +6H 2 O   2HIO 3 +10HCl B.实验②中当CCl 4 层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br 2 的CCl 4 溶液 C.由上述实验得出Cl 2 、Br 2 、I 2 的氧化性的强弱顺序是Cl 2 >Br 2 >I 2 D.由上述实验得出Cl 2 、HIO 3 、HBrO 3 的氧化性的强弱顺序是HBrO 3 >Cl 2 >HIO 3 答案     C　A项,由继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl 4 层会逐渐变浅,最后变成 无色(生成了HIO 3 )可知,氯气可氧化碘单质,发生的反应为I 2 +5Cl 2 +6H 2 O   2HIO 3 +10HCl;B项,由向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl 4 后滴加氯水,CCl 4 层变成橙红色可知,Cl 2 将Br - 氧化成溴单质,溴单质易溶于CCl 4 ,则可通过分液 的方法获得Br 2 的CCl 4 溶液;C项,同一化学反应中,由氧化剂的氧化性大于氧化 产物的氧化性可知,①中氧化性:Cl 2 >I 2 ,②中氧化性:Cl 2 >Br 2 ,此实验不能比较 Br 2 、I 2 的氧化性强弱;D项,由①②中继续滴加氯水的现象及氧化剂的氧化性 大于氧化产物的氧化性可知,氧化性的强弱顺序是HBrO 3 >Cl 2 >HIO 3 。