高考化学氧化还原反应专题教案 15页

氧化还原反应专题 氧化还原反应是历年高考的重点和难点，高考命题的意图是考查对概念的理解，近几年来主要以选择题和填空题的形式来考查氧化还原反应的概念，并涉及物质结构、元素及其化合物的性质。‎ ‎［复习提示］‎ ‎1．氧化还原反应贯穿整个中学化学教材，既是重点又是难点。理解氧化还原反应的特征规律，掌握电子守恒原理的巧妙运用，同时明确基本概念，牢记常见氧化剂、还原剂性质的强弱顺序，即可顺利解题。‎ ‎2．近年常出现一些陌生而复杂的物质，给判断元素的化合价带来了困难，可这样处理：无机物运用正负化合价代数和为0的原则判断，有机物根据结构式判断。‎ ‎［知识归纳］‎ 一、氧化还原反应的知识网络 ‎1、知识网络 ‎2、有关概念之间的关系 ‎3、氧化性、还原性强弱比较 ‎4、常见的氧化剂和还原剂 ‎ 强氧化剂：KMnO4，K2Cr2O7，浓H2SO4，HNO3，Ca（ClO）2，H2O2，Na2O2，Cl2，Br2，O2等。‎ ‎ 强还原剂：活泼金属如Na，Mg，Al等，H2S，S2—，SO2，SO32—，H2SO3，I—，HI，Fe2+等。‎ 二、氧化还原反应方程式的配平及计算 ‎1．氧化还原方程式的配平原则 ‎（1）电子得失守恒：反应中还原剂失去电子总数（化合价升高总值）与氧化剂得到的电子总数（化合价降低总值）相等。‎ ‎（2）质量守恒：反应前后元素的种类相同，各元素的原子个数相等。‎ ‎2．氧化还原方程式的配平步骤 ‎ 一标：标明反应前后化合价有变化的元素前后化合价。‎ ‎ 二等：通过求最小公倍数使化合阶升与降总值相等。‎ ‎ 三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数。‎ ‎ 方法是：氧化剂（还原剂）化学计量数＝‎ 四平：用观察法配平其他物质的化学计量数。‎ 五查：检查质量与电荷是否分别守恒。‎ ‎3．氧化还原反应的有关计算 其原理是：氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。‎ ‎［例题分析］‎ 一、判断概念 ‎[例1]已知化学方程式CaCO3十2HCN=CaCN2十CO↑十H2↑十CO2↑，在反应中（）‎ ‎ A．氢元素被氧化，碳元素被还原 ‎ B．HCN既是氧化剂又是还原剂 ‎ C．CaCN2是氧化产物．H2为还原产物 ‎ D．CO为氧化产物，H为还原产物 解析：‎ 本题考查氧化还原反应的有关概念。解题时要仔细分析反应物和生成物的分子式。正确标出化合价，然后根据“价升高→失电子→还原剂→氧化反应→氧化产物；价降低→得电子→氧化剂→还原反应→还原产物”确定有关概念。‎ ‎（注意生成物CO2中碳元素来自CaCO3，它的化合价在反应前后没有发生变化），即氢元素化合价降低，碳元素化合价升高。故HCN既是氧化剂又是还原剂，CaCN2是氧化产物，H2是还原产物。‎ 答案：BC 二、氧化性、还原性强弱判断 ‎[例2]常温下，在下列溶液中发生如下反应：‎ ‎①16H+十10Z—十2XO4—=2x2+十5Z2十8H2O ‎②‎2A2++B2=‎2A3+十2B—‎ ‎③2B—十Z2=B2十2Z—‎ 由此判断下列说法错误的是（）‎ ‎ A．反应Z‎2十2A2+=‎2A3+十2Z—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+‎ 解析：‎ 根据规律，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XO4—＞Z2＞B2＞A3+，还原性A2+＞B—＞Z—＞X2+。‎ 答案：B 三、配平 ‎[例3]由硫可制得多硫化钠Na2Sx，x值一般为2—6，已知Na2Sx与NaClO反应的化学方程式如下：‎ ‎ 试配平上述方程式，若某多硫化钠在反应中消耗的NaClO和NaOH的物质的量之比为2：1，试以求得的x值写出该多硫化钠的分子式_____________。‎ 解析：‎ 本题解答的关键必须正确标出Na2Sx中硫的氧化数（化合价），由化合物中化合价的代数和等于零这一原则得硫的氧化数为。分析反应前后元素的化合价变化情况，硫元素由升高到十6价，每个硫原子净升高数为，x个硫原子共升高6x十2，NaClO中氯元素的化合价由十1价降到—1价，净降低数为2根据最小公倍数可得Na2Sx前的系数为1，NaClO和NaCl前的系数为3x十1。‎ 其他物质前面的系数使用观察法配平。根据NaClO和NaOH的物质的量之比为2：1有：（3x十1）／（2x—2）＝2，算出x＝5。‎ 答案：‎ 多硫化钠的化学式为Na2S5。‎ 四、简单计算 ‎[例4]在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O72—和Pb2+，则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为 （）‎ ‎ A．3．0mol B．1．5mol C．1．0mol D．0．75mol 解析：‎ Cr3+→，失3e—；PbO2→Pb2+，得2e—，据得失电子守恒有，‎ ‎ 1×3＝n（PbO2）×2n（PbO2）＝1．5mol 答案：B 专项练习 氧化还原专项练习 ‎1．在含有Cu（NO3）3、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是 （）‎ ‎ A．Mg B．Cu C．Ag D．H2‎ ‎2．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3+H‎2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法正确的是 （）‎ ‎ A．KClO3在反应中得到电子 B．ClO2是氧化产物 ‎ C．H‎2C2O4在反应中被氧化 D．1molKClO3参加反应有2mol电子转移 ‎3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）==Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）。下列说法错误的是 （）‎ ‎ A．电池工作时，锌失去电子 ‎ B．电池正极的电极反应式为：2MnO2（s）+H2O（1）+2e—=Mn2O3（s）+2OH—（aq）‎ ‎ C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 ‎ D．外电路中每通过O．2mol电子，锌的质量理论上减小6．‎‎5g ‎4．下列叙述正确的是 （）‎ ‎ A．发生化学反应时失去电子越多的金属原子，还原能力越强 ‎ B．金属阳离子被还原后，一定得到该元素的单质 ‎ C．核外电子总数相同的原子，一定是同种元素的原子 ‎ D．能与酸反应的氧化物，一定是碱性氧化物 ‎5．从矿物学资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：‎ ‎14CuSO4+5FeS2+12H2O====7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4‎ 下列说法正确的是 （）‎ ‎ A．Cu2S既是氧化产物又是还原产物 ‎ B．5molFeS2发生反应，有10mol电子转移 ‎ C．产物中的SO42－离子有一部分是氧化产物 ‎ D．FeS2只作还原剂 ‎6．若1．‎8g某金属跟足量盐酸充分反应，放出2．‎24L（标准状况）氢气，则该金属是 （）‎ ‎ A．Al B．Mg C．Fe D．Zn ‎7．NaH是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：NaH十H2O→NaOH十H2↑，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是 （）‎ ‎ A．跟水反应时，水作氧化剂 ‎ B．NaH中H—半径比Li+小 ‎ C．跟液氨反应时，有NaNH2生成 ‎ D．跟乙醇反应时，NaH被氧化 ‎8．世界卫生组织（WHO）将二氧化氯ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂，它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛作用。下列说法中正确的是 （）‎ ‎ A．二氧化氯是强氧化剂 ‎ B．二氧化氯是强还原剂 ‎ C．二氧化氯是离子化合物 ‎ D．二氧化氯分子中氯为—1价 ‎9．航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料。点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：2NH4ClO4＝N2↑十4H2O十Cl2↑十2O2；△H＜0，下列对此反应的叙述中错误的是 （）‎ ‎ A．该反应属于分解反应 ‎ B．该反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行 ‎ C．反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能 ‎ D．在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用 ‎10．已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力为W2＞Z2＞X2＞Y2，判断下列氧化还原反应能发生的是（）‎ ‎ A．2W—+Z2=2Z—+W2 B．2Z—+X2=2X—+Z2‎ ‎ C．2Y—+W2=2W—+Y2 D．2X—+Z2=2Z—+X2‎ ‎11．M2O7x—与S2—在酸性溶液中发生如下反应：M2O7x—+3S2—+14H+=‎2M3‎++3S↓+7H2O，则M2O7x—中M元素的化合价为 （）‎ A，+2 B．+3 C．+4 D．+6‎ ‎12．ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为 （）‎ ‎ A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．2：3‎ ‎13．已知A2On2—可与B2—反应，B2—被氧化，产物为B单质，A2On2—被还原，产物为A3+；且知100mL、c（A2On2-）＝0．3mol·L—1的溶液与150mL、c（B2—）＝0．6mol·L—1的溶液恰好完全反应，则n值为 （）‎ ‎ A．4 B．5 C．6 D．7‎ ‎14．人体血红蛋白中含有Fe2+离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变为Fe3+离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有 （）‎ ‎ A．酸性 B．碱性 C．氧化性 D．还原性 ‎15．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 ‎16．下列叙述中，正确的是 （）‎ ‎ A．失电子难的物质得电子一定容易 ‎ B．在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂 ‎ C．某元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原 ‎ D．金属阳离子被还原不一定得到金属单质 ‎17．将NO3—+Zn+OH—+H2O→NH3+Zn（OH）42—配平后，离子方程式中H2O的化学计量数是 （）‎ ‎ A．2 B．4 C．6 D．8‎ ‎18．有关3BrF3+5H2O＝HBrO3+Br2+9HF+O2↑反应的叙述正确的是 （）‎ ‎ A．还原剂和氧化剂物质的量之比为5：3‎ ‎ B．HBrO3和HF是还原产物 ‎ C．生成1molO2，该反应转移6mol电子 ‎ D．O2的氧化性比BrF3强 ‎19．阿波罗宇宙飞船以N2H4（联氨）和N2O4为动力源，反应温度达‎2700℃‎，反应方程式为：2N2H4+N2O4＝3N2+4H2O，关于该反应的说法中正确的是 （）‎ ‎ A．属于置换反应 B．联氨是氧化剂 ‎ C．联氨是还原剂 D．氮气是氧化剂，不是还原剂 ‎20．某化学反应的反应物和产物如下：‎ KMnO4＋KI＋H2SO4→MnSO4＋I2＋KIO3＋K2SO4＋H2O ‎（1）该反应的氧化剂是____________。‎ ‎（2）如果该反应方程式中I2和KIO3的化学计量数都是5‎ ‎①KMnO4的化学计量数是________________‎ ‎②在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目 KMnO4+KI+H2SO4→‎ ‎（3）如果没有对该方程式中的某些系数作限定，可能的配平系数有许多组。原因是 ‎________________________________________________________________。‎ ‎21．已知氧化还原反应：‎ ‎①2Fe3++2I—=2Fe2++I2‎ ‎②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br ‎③2Br—+Cl2=Br2+2Cl—‎ 现向含amolFeI2和bmolFeBr2的混合液中逐渐通入cmolCl2，反应随Cl2通入明显分成几个阶段进行，试分别填写在c值增大过程中，不同c值范围内，被氧化的离子及被氧化离子的物质的量（用含a、b、c代数式表示）。‎ 反应物物质的量之间的关系 此阶段被氧化的离子符号 被氧化离子的物质的量（单位：mol）‎ ‎0H。‎ ‎8．A 从题干ClO2灭菌消毒，结合ClO2中Cl显+4价可选出A。‎ ‎9．D NH4ClO4即是氧化剂又是还原剂。‎ ‎10．CD 氧化性强的物质能把氧化性弱的物质从低价氧化到高价。‎ ‎11．D 由电荷平衡有：14—x—6=6，所以x=2，由M2O72—知M显+6价。‎ ‎12．B 电子得失守恒设1molNaClO3与nmolNa2SO3恰好反应，则1=2n，所以 ‎13．D 电子得失守恒由A2On2—，知A的化合价为，则2（n—1—3）×100×0．3=2×150×0．6，所以n=7‎ ‎14．D 维生素C可被亚硝酸盐氧化而保护了Fe2+‎ ‎15．D 根据氧化还原反应特征――化合价发生变化――进行判断 ‎16．D A错，如He难失电子也难得电子 ‎ B错，如中H2做还原剂 ‎ C错，如中Cl由—1价到0价被氧化 ‎ D对，如2Fe3++Fe=3Fe2+‎ ‎17．C 分析：‎ N：+5→—3↓8×1‎ Zn：0→+2↑2×4‎ 有NO3—+4Zn+OH—+H2O→NH3+4Zn（OH）42—‎ 根据电荷平衡各：OH—的化学计量数为7；再由H元素守恒知：H2O的化学计量数为6‎ ‎18．C 该反应中电子转移方向和数目如下：‎ ‎ 据此分析：‎ A错，还原剂包括1molBrF3和2mol水，共3mol；氧化剂为2molBrF3‎ B错，HF不是还原产物 C对，生成1molO2转化6mole—‎ D错，BrF3的氧化性比O2强 ‎19．C 从方程式知：N2H4是还原剂 ‎20．‎ 答案：‎ ‎（1）KMnO4‎ ‎（2）①8②‎ ‎（3）该反应式含两种氧化产物，两者的比例和氧化剂的用量都可发生变化 解析：‎ 根据化合价升降法配平，结合电子得失平衡原理加以分析即可。‎ 点评：‎ 本题考查基本理论部分中的氧化还原反应的配平，电子转移的表示方法及电子得失平衡原理，侧重应用能力的考查。‎ ‎21．‎ 答案：‎ ‎①I—②cmol③Fe2+④2（c—a）mol⑤Br—⑥（‎2c—‎3a—b）mol 提示：‎ 还原性I—>Fe2+>Br—Cl2先氧化I—，再氧化Fe2+，最后氧化Br—‎ ‎22．‎ ‎（1）2，16，3；2，6，6，8。Fe（或铁）6e—‎ ‎（2）还原产物Fe3+能发生水解反应生成Fe（OH）3胶体，吸附水中杂质 提示：‎ Fe：+3→+6↑3×2‎ ‎2Cl：0→-1↓2×3‎ 有：2Fe（NO3）3+NaOH+3Cl2→2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O，再观察配平就可。‎ ‎23．‎ 答案：‎ ‎5．6‎ 提示：‎ Mn：+7→+2↓5×2‎ ‎2C‎：+3→+4↑2×5‎ 有：2KMnO4+5H‎2C2O4+H2SO4→CO2+K2SO4+MnSO4+H2O，再观察配平。根据方程式计算生成的CO2的体积。‎ ‎24．答案：‎ ‎（1）2MnSO4＋5K2S2O8＋8H2O2KMnO4＋4K2SO4＋8H2SO4‎ ‎（2）MnSO4KMnO4‎ ‎（3）2Mn2＋＋5S2O82－＋8H2O2MnO4－＋10SO42－＋16H＋‎ ‎（4）Cl2（或HClO、HClO3）‎ 提示：‎ 由于生成物中有H2SO4，所给出的两种反应物中均没有H元素，所以，一定有H2O参加反应。由 Mn：+2→+7↑5×2‎ ‎2S：+7→+6↓2×5‎ 有：H2O+2MnSO4+5K2S2O8→2KMnO4+K2SO4+H2SO4‎ 观察配平有：2MnSO4＋5K2S2O8＋8H2O2KMnO4＋4K2SO4＋8H2SO4‎ 或反应中有MnCl2，则会被氧化生成较高价态含Cl的物质。‎ ‎25．‎ ‎（1）由无色变为紫红色 ‎（2）5PbO2+2MnSO4+2H2SO4=Pb（MnO4）2+4PbSO4+2H2O ‎（3）不能，PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O 提示：‎ 方程式的配平方法如下 Pb：+4→+2↓2×5‎ Mn：+2→+7↑5×2‎ 有：5PbO2+2MnSO4+H2SO4→Pb（MnO4）2+PbSO4+H2O，再观察配平。‎ ‎26．‎ 答案：‎ ‎（1）+1（2）CuI0．5（3）2521‎ 提示：‎ ‎ 关于⑶的配平，首先，I3-可看成I2与I-结合在一起的产物，之后，按生成I2配平，最后观察配平。‎ Cu：+2→+1↓1×2‎ ‎2I：-1→0↑2×1‎ 有：2Cu2++I-→2CuI+I3-，观察配平得：2Cu2++5I-→2CuI+I3-‎ ‎27．‎ ‎（1）S2—‎ ‎（2）喷出后，黑色PbS被氧化为白色PbSO4，与纸的颜色一致。同时白纸上事先用淀粉碘化钾溶液书写“为四化”三个字，因I—被氧化为I2，而I2遇淀粉变蓝色，故出现蓝色字体 ‎（3）Pb2++S2—=PbS↓‎ ‎（4）PbS+4H2O2=PbSO4+H2OKI+H2O2=2KOH+I2‎ ‎28．‎ 答案：‎ ‎（1）‎ K4[Fe（CN）6]=4KCN+Fe+‎2C+N2↑‎ ‎（2）‎ ‎①CN—+ClO—=CNO—+Cl—‎ ‎2CNO—+3ClO—+2H+=N2↑+2CO2↑+H2O+3Cl—‎ ‎②A；除混合气体中Cl2，防止对测定CO2的影响；＝‎ 提示：‎ 废水样中含CN-物质的量0．05mol/L×0．‎1L=0．01mol 根据C元素守恒：‎ CN-～CaCO3‎ ‎1mol‎100g n0．‎‎8g 所以n=8×10-3mol，所以CN-的分解率为：，即CN-的分解率为80%。‎ ‎29．‎ 答案：‎ ‎（1）2MnO4—+‎5C2O42—+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O ‎（2）240mg·L—1‎ 提示：‎ ‎（2）‎ ‎2MnO4—+‎5C2O42—+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O ‎ 2mmol5mmol ‎ n（KMnO4）11mL×0．2mol/L 求得n（KMnO4）=0．88mmol 所以，20mL水样消耗KMnO4为10．00mL×0．100mol/L—0．88mmol=0．12mmol 由电子得失守恒有 ‎4MnO4—～5O2‎ ‎4mmol160mg ‎0．12mmolm（O2）‎ 求得m（O2）=4．8mg 所以 ‎30．答案：（1）2162258（2）HCl0．5（3）0．20．16（4）‎‎12g ‎ 解析：本题综合考查重要的化学基本概念——氧化还原反应的配平及计算，利用字母进行讨论分析、解决问题的能力，属于较高要求——综合应用层次。‎ ‎（1）配平时注意不要漏掉等号。‎ ‎（2）依据化合价变化情况，可较容易判断出还原剂是HCl，再弄清氧化产物是对应还原剂，即可得出结果。‎ ‎（3）经对题目涉及的反应分析可知：a+b的最大值为只产生氯气时，即a=0时；则b=0．2，∴a+b=0．2a+b的最小值为产生氧气为最大量时，根据方程式可知产生氧气0．04mol，即a=0．04时；根据电子守恒知产生的二氧化锰还可氧化盐酸产生氯气的量：即b为 ‎＝0．12，∴a+b＝0．16‎ ‎（4）当a+b＝0．18时，‎4a+2（0．18－a）＝0．4，a＝0．02，‎ ‎ 即：产生氧气：0．02mol×‎32g·mol－1＝0．‎‎64g ‎ 由质量守恒可求出残留固体‎12g。‎