- 343.50 KB
- 2021-05-13 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
专题 1·氧化还原反应
【2010 考纲解读】
1、了解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系。
2、了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应。
3、能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系;能用单、双线桥正确表示氧化还原反
应中电子转移的方向和数目;能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
4、能正确比较氧化剂的氧化性、还原剂的还原性强弱;掌握氧化还原反应方程式的配平方法;
灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。
【考点回顾】
考点一、常见的氧化剂、还原剂归纳
1.常见的氧化剂:
物质类型 举例 对应还原产物
活泼的非金
属单质
F2、C12、Br2 X-
#K]
O2、03 H2O
元素处于高
化合价
时的化合物
氧化物 Mn02 Mn2+
含氧酸 浓硫酸 SO2
HN03 NO2 或 NO
盐 KMnO4 K2MnO4、MnO2
Fe3+、Cu2+ Fe2+、Cu+
过氧化物 Na202、H202 H2O 或 OH-
2.常见的还原剂:
物质类型 类例 对应氧化产物
活泼的金属单质 K、Na、Mg Mn
活泼的非金属
单质
H2 H+或 H2O
C CO 或 CO2
元素处于低化
合价
氧化物
C0 CO2
S02 SO3 或 H2SO4
H2S S
时的化合物 酸 HI I2
盐
S03
2- SO4
2-
Fe2+ Fe3+
3.具有中间价态的化合物
既有氧化性,又有还原性,一般情况下主要表现某一方面的性质
具有中间
价态的物质
Fe2+ S02、S03
2-、H2SO3 H202
氧化产物 Fe3+ SO4
2- O2
还原产物 Fe S H2O
通常表现的
主要性质
还原性 还原性 氧化性
例 1.(2009·重庆)下列叙述正确的是
A.二氧化硫具有还原性,故可作漂白剂
B.金属钠的金属活性比金属镁强,故可用钠与氯化镁溶液反应制单质镁
C.浓硝酸见光易分解,故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色
D.Fe 在氯气中燃烧生成三氯化铁,故在与其他金属反应的产物中的 Fe 也显+3 价
考点
二、氧化还原反应的基本规律
1.强弱规律
⑴氧化性、还原性的判断
①氧化性是指得电子的能力,还原性是指失电子的能力。
②氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易程度,与得失电子的多少无关。
③从元素的价态考虑:最高价态只有氧化性;最低价态只有还原性;中间价态既有氧化性又有
还原性。
(2)判断氧化性、还原性强弱常用的方法
①根据金属的活泼性判断
a.金属的金属性越强,单质的还原性越强,其对应的离子的氧化性越弱。
b.单质的还原性:按金属活动性顺序依次减弱。
c.离子的氧化性:按金属活动性顺序依次增强(铁为 Fe2+)。如:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。
②根据非金属的活泼性判断
非金属性越强,单质的氧化性越强,其对应离子的还原性越弱。如:氧化性 F2>Cl2>Br2>I2
>S;
还原性 S2— > I— > Br— > Cl— > F—。
③根据氧化还原反应进行的方向以及反应条件或剧烈程度来判断
a.氧化性:氧化剂 > 氧化产物。
b.还原性:还原剂 > 还原产物。
c.不同氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应条件越易,氧化性(还原性)
越强。
如:根据浓盐酸分别与 KMnO4、MnO2、O2 反应的条件分别为常温、加热、催化剂并加热,由反应
条件可以判断氧化剂的氧化性顺序为 KMnO4 > MnO2 > O2。
d.不同氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应现象越剧烈,氧化性(还原性)
越强。
如:钠和钾分别与水反应时,钾更剧烈,所以还原性:K > Na
④根据原电池或电解池的电极反应判断
a.两种不同的金属构成原电池的两极,负极金属是电子流出的极,正极金属是电子流入的极,
其还原性:负极>正极。
b.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某些物质的氧化性或还原性与外界条件有关
a.温度:如浓硫酸具有强的氧化性,热的浓硫酸比冷的浓硫酸的氧化性更强。
b.浓度:如硝酸的浓度越高,氧化性越强。
c.酸碱性:如 KMnO4 的氧化性随酸性的增强而增强。
2.相等规律:在任何氧化还原反应中,氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等。
此规律应用于解氧化还原反应的计算题、氧化还原反应方程式的配平。
3.先后规律:在溶液中如果存在多种氧化剂(或还原剂),当向溶液中加入一种还原剂(或氧化
剂)时,还原剂(氧化剂)先把氧化性(还原性)强的氧化剂(还原剂)还原(或氧化)。如把 Cl2
通入到 FeBr2 溶液中,Cl2 先氧化 Fe2+,然后才氧化 Br—。
例 2.(2009· 广东)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+
考
点三、考查氧化还原反应的计算
1.常见的几种守恒
得失电子守恒:氧化还原反应中得失电子的物质的量相等;
质量守恒:反应前后各元素原子的物质的量相等;
电荷守恒:在离子反应中,阴离子所带的电荷总数与阳离子所带的电荷总数相等
2.有关氧化还原反应的计算种类
(1)求氧化剂与还原剂、或氧化产物与还原产物的量之间的关系。
(2)题目给定反应物和生成物,要求求出氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物的量的关系。
(3)题目给定氧化剂和还原剂的物质的量之比,求氧化产物或还原产物的化合价。
(4)某一氧化还原反应中氧化剂或还原剂不止一种,求某一部分氧化剂(或还原剂)氧化(或
还原)还原剂(或氧化剂)的物质的量。
例 3.(2009·全国 I)含有 a mol FeBr2 的溶液中,通入 x mol Cl2。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-
考
点四、氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式的配平
(1)常规配平
其关键是确定还原剂(或氧化剂)化合价升高(或降低)总数,这就必须弄清还原剂(或氧化
剂)中有几种元素发生化合价变化,每一种元素有几个变价原子。
配平的原则是:化合价升降总数相等。
下面以 NH3 + O2 — NO + H2O 为例来说明氧化还原反应方程式的配平步骤:
①写出反应物和生成物的化学式,并标出反应前后变价元素的化合价。
-3N H3 + 0O2 — +2N -2O + H2
-2O
②列出元素化合价升高和降低的数值
N:-3 → +2 升高 5
O:0 → -2 降低 2,O2 中含有 2 个氧原子,则降低 2×2 = 4
③求出最小公倍数,使化合价升高和降低总价数相等
5 与 4 的最小公倍数为 20,则
N:-3 → +2 升高 5×4
O:0 → -2 降低 2,O2 中含有 2 个氧原子,则降低 4×5
则 4 和 5 即是 NH3 与 O2 前的系数,但不一定是最终系数。
即 4 NH3 + 5 O2 — NO + H2O
④用观察法配平其他物质的系数
由 NH3 的系数可以确定 NO 的系数为 4,H2O 的系数为 6,检查 O 的原子数,反应物中为 5×2=
10,生成物中 O 原子个数为 4+6=10。则 4 NH3 + 5 O2 — 4 NO + 6 H2O
⑤将“—”写为“=”,给定条件的注明反应条件,标出沉淀、气体符号
4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O
(2)缺项配平
一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数,利用电子转移守恒配平。再
通过比较反应物和生成物,利用元素守恒和质量守恒确定缺项物质,缺项的物质一般为 H2O 、酸或
碱,然后用观察法配平。
例 4.(2009·上海)某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O 和一
种未知物质 X。
(1)已知 KBrO3 在反应中得到电子,则该反应的还原剂是 。
(2)已知 0.2molKBrO3 在反应中得到 1mol 电子生成 X,则 X 的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 。
a.氧化性: 3 3 4KBrO >H AsO b.氧化性: 3 4 3H AsO >KBrO
c.还原性: 3AsH >X d.还原性:
3X > A sH
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数
目:
【解析】本题考查化学反应中的氧化还原反应,通过反应物和生成物的存在分析氧化剂还原剂,
从而进一步考查学生掌握的有关电子得失守恒的应用。
(1)根据这些物质的化合价价态变化,可知这是一个氧化还原反应,其中 KBrO3 得电子,则必
有失电子的物质,观察各物质即可知道失电子的为 AsH3,即还原剂为 AsH3。
(2)根据电子转移守恒,0.2molKBrO3 在反应中得到 1mol 电子生成 X,则 X 中必含 Br 元素,而
0.2molKBrO3 在反应中得到 1mol 电子 Br 的价态变为 0,所以 X 为 Br2。
(3)根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂,则可以确定反应方程式为
5AsH3+4H2SO4+8KBrO3
4K2SO4+5H3AsO4+4H2O+4Br2,所以根据氧化剂氧化性大于氧化产物,还原
剂还原性大于还原产物可得答案为 ac。
(4)根据配平的氧化还原方程式 5AsH3+4H2SO4+8KBrO3
4K2SO4+5H3AsO4+4H2O+4Br2,利用单线桥可
得
【答案】(1)AsH3 (2)Br2 (3)a c (4)
【2010 高考预测】氧化还原反应是高中化学的基础知识,它贯穿与高中化学的始终,是高考化
学的高频考点之一。氧化还原的应用主要集中在氧化性、还原性的强弱比较,氧化还原反应中电子
转移的方向和数目的表示,以电子转移为核心的有关计算等等。从历年高考试题来看,其考查方式
灵活多样,可以独立命题考查,也可以贯穿于填空、推断、实验、计算等各类试题之中,正确理解
氧化还原反应的概念和规律,灵活运用电子转移守恒是掌握本讲知识的关键。分析近几年的高考试
题的特点,氧化还原反应主要考查这几个方面:
一、将氧化还原反应方程式的配平与物质的分析推断结合在一起;
二、根据计算确定氧化产物或还原产物;
三、运用氧化还原知识解释和解决一些生活、生产、环保和能源方面的问题。化学反应中的能
量主要题型有热化学方程式的判断或书写、反应热的计算或比较大小。可能出现的新题型:(1)结
合数学图象;(2)结合社会热点问题;(3)与实验、计算等组合进行综合考查。
测试题
1.在氧化还原反应中,水作为氧化剂的是( )
A.C+ H2O 高温 CO2+ H2
B.3NO2+H2O══2HNO3+NO
C.2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑
D.2F2+2H2O══4HF+O2
2.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、HCl B.Cl2、Al、H2 C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O
3.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
4.常温下,在下列溶液中发生如下反应
① 16H++10Z-+2XO
4 =2X2++5Z2+8H2O
② 2A2++B2=2A3++2B-
③ 2B-+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 XO
4 、Z2、B2、A3+
D. 还原性由强到弱的顺序是 A2+、B-、Z-、X2+
5.钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
6. 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:
4MnO >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
7.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+
8. 含有 a mol FeBr2 的溶液中,通入 x mol Cl2。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++2 Cl
B.x=0.6a,2 Br + Cl2=Br2+2 Cl
C.x=a,2Fe2++2 Br +2Cl2=Br2+2Fe3++4 Cl
D.x=1.5a,2Fe2++4 Br +3Cl2=2Br2+2Fe3++6 Cl
9. 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. 1:4 B.1:5 C. 2:3 D.2:5
10.(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、NH3 B.N2、SO2、H2O、NH3
C.N2、SO2、NH3、H2O D.H2O、NH3、SO2、N2
11.配平化学方程式
KMnO4+FeS+H2SO4——MnSO4+Fe2(SO4)3+S↓+K2SO4+H2O
12. 智利硝石矿层中含有碘酸钠,可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘,其化学方程式为:2NaIO3
+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O
(1)反应中_____________元素被氧化,_____________是氧化剂。
(2)用短线标出电子转移方向和总数。
(3)反应产物中,所得氧化产物与还原产物质量之比为_____________。
13. 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 - 、SO
2
4 按氧化性 由强到弱的顺序排 列为
___________________。
4.答案:
B
解析:根据有关规律,在同一反应中,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,可得出氧化性:XO
4 >Z2>B2>A3+
5.答案:A
解析:①②反应中消耗 O2 的量相等,两个反应也仅有 O2 作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A
项正确。①中 H2O 的 H、O 两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B 项错;铜和钢构成原电池,
腐蚀速度加快,C 项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学
腐蚀,故 D 项错
6.答案:A
解析:本题特别关注 D 选项。题中的有关反应为
①2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(生成的黄绿色气体为 Cl2);
②Cl2+2FeCl2====2FeCl3(FeCl3 溶液为黄色);③2FeCl3+2KI====2FeCl2+2KCl+I2(I2 遇淀
粉变蓝色)。以上三个反应都属于氧化还原反应,根据氧化性:氧化剂>氧化产物的规
律,可知 A 正确、B 错误、C 错误。实验②只能证明 Fe2+具有还原性,D 错误。
7.答案:CD
解析:结合 A、B 两个方程式根据 氧化性、还原性强弱比较规律:得 H2O2 的氧化性>Fe3+的氧化性,
H2O2 的还原性>Fe2+的还原性,A 错;
2H2O2=2H2O+O2↑,分解过程中,Fe2+作催化剂,溶液 pH 值不变,B 错,
H2O2 分解 Fe3+或 Fe2+作催化剂,所以总量不变。因为 Fe2+可导致 H2O2 分解,所以 H2O2 生产过程要
避免混入 Fe2+,D 正确。
解析:此
题实际上是考查化学方程式的配平,(NH4)2SO4 NH3+N2+SO2+H2O,反应中:N:-3→0,
化合价变化总数为 6,S:+6→+4,化合价变化数为 2,根据化合价升高和降低的总数相等,所以
应在 SO2 前配 3,(NH4)2SO4 前面配 3,NH3 前面配 4,H2O 前面配 6,最后计算反应前后的 O 原子
个数相等。配平后的化学方程式为:
3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O。
11.答案:6 10 24——6 5 10 3 24
解析:① 标价态。
K
7
Mn
O4+
22
SFe
+H2SO4——
2
Mn
SO4+
3
2Fe
(SO4)3+
0
S↓+K2SO4+H2O
② 列变化,算出一个氧化剂(或还原剂)“分子”的化合价总共降低(或升高)
多少.
氧化剂 KMnO4,
7
Mn
→
2
Mn
↓5 价
③ 等升降。↑3×5(系数)5FeS;↓5×3(系数)3KMnO4 并确定相应的其他元素
的系数:
3KMnO4+5FeS+H2SO4——3MnSO4+Fe2(SO4)3+5S↓+K2SO4+H2O
④ 平系数。
用观察法配平其他物质的系数,一般先配盐,再配酸,最后配水,并核对氧原子数。
⑤ 验结果。
(3)反
应中氧化产物为 3NaHSO4+2Na2SO4,还原产物为 I2,故氧化产物与还原产物质量之比为(3×120+
2×142):(2×127)=322:127
13.答案: ① I-被氧化成 I2,I2 遇淀粉变蓝 2I-+ClO-+H2O=I2+Cl-+2OH-
② I2 被 SO
2
3 还原成 I- I2+SO
2
3 +H2O=SO
2
4 +2H++2I-
③ ClO->I2>SO
2
4
解析:淀粉溶液变蓝的原因是溶液中存在 I2,可由题目提供的反应物及产物中是否
有 I2,推断出反应的方程式.进一步来确定 I2,ClO-,SO 2
4 氧化性强弱。