2015高考化学专题一 第五单元（氧化还原反应的基本概念）一轮复习教案 9页

‎2015《金版新学案》高中化学总复习讲义：专题一 第五单元　氧化还原反应的基本概念 考点一　氧化还原反应的基本概念 ‎1．氧化还原反应 ‎(1)氧化还原反应的判据 ‎①化学反应 ‎②氧化还原反应的最佳判据是有无元素化合价变化。‎ ‎(2)与四种基本反应类型的关系 ‎2．氧化还原反应的基本概念 ‎(1)结合实例理解氧化还原反应的基本概念 反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中 ‎①Cl元素被氧化，Mn元素被还原；‎ ‎②HCl发生氧化反应，MnO2发生还原反应；‎ ‎③MnO2是氧化剂，HCl是还原剂；‎ ‎④氧化产物是Cl2，还原产物是MnCl2。‎ ‎(2)常见的氧化剂和还原剂 ‎①常见氧化剂 常见氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质、过氧化物等。如：‎ ——Cl2　浓硫酸　浓硝酸　稀硝酸　KMnO4(H＋)‎ ‎　↓ ↓ 　↓ 　↓ 　↓ 　↓‎ — Cl－ 　SO2 　NO2 　NO 　Mn2＋‎ ‎②常见还原剂 常见还原剂包括活泼的金属单质、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如：‎ ——Zn　　H2　　CO ‎　↓ ↓ 　↓ ↓ ‎ — Zn2＋ 　H2O CO2‎ ‎③具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性 具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物 Fe2＋‎ Fe3＋‎ Fe SO SO S H2O2‎ O2‎ H2O 其中：Fe2＋、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。‎ ‎　判断正误，并说明理由。‎ ‎(1)金属阳离子一定只具有氧化性。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)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。‎ ‎(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。‎ 提示：　(1)错误；最高价阳离子只具有氧化性，中间价态的阳离子如Fe2＋既有氧化性又有还原性。‎ ‎(2)错误；Cl2＋H2OHCl＋HClO的反应中，氯元素既被氧化又被还原。‎ ‎(3)错误；同素异形体之间的转化，如3O22O3不属于氧化还原反应。‎ ‎(4)错误；如SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，反应中H2O既不是氧化剂也不是还原剂。‎ ‎(5)正确；如Cl－Cl2HClO，转化①中氯元素被还原，转化②中氯元素被氧化。‎ ‎1．(原创题)KOH是我国古代纺织业常用做漂洗的洗涤剂，古代制取KOH的流程如下：‎ 在上述流程中没有涉及的化学反应类型是(　　)‎ A．化合反应　　　　　　　 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 答案：　C ‎2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影3区域的是(　　)‎ A．Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2‎ B．NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑‎ C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ D．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ 解析：　阴影3区域表示既不属于化合反应，又不属于分解反应，还不属于置换反应的氧化还原反应。A项属于置换反应；B项属于非氧化还原反应；C项属于化合反应。‎ 答案：　D ‎3．某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 ‎700 ℃‎，对于该反应，下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应属于置换反应 B．N2H4是氧化剂 C．N2O4是还原剂 D．N2既是氧化产物又是还原产物 答案：　D ‎4．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，CaCO3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 解析：　从反应物CaCO3到生成物CO2，碳的化合价均为＋4价，没有改变，再从生成物H2分析发现氢的化合价降低，显然HCN中氢得电子，HCN是氧化剂，而CaCO3中的各元素均无化合价变化，而还原剂也必是HCN，其中的碳元素也一定被氧化，在HCN中碳为＋2价，CO中的碳也为＋2价，则CaCN2中碳为＋4价，故CaCN2为氧化产物。‎ 答案：　C ‎(1)抓住概念间的关系 ‎(2)明确解题思路 找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。‎ 考点二　电子转移的方向及数目 ‎1．电子转移的表示方法 ‎(1)双线桥法 氧化剂＋还原剂===还原得到ne－产物＋氧化失去ne－产物 请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：‎ ‎3Cu＋8HNO3(稀)===‎3C失去3×2e－u(NO3)2＋2N得到2×3e－O↑＋4H2O ‎(1)箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。‎ ‎(2)箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。‎ ‎(2)单线桥法 氧化剂＋还原ne－剂===还原产物＋氧化产物 请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：‎ ‎3Cu＋8HN6e－O3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ‎(1)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。‎ ‎(2)箭头方向表示电子转移的方向。‎ ‎(3)在“桥”上标明转移的是电子总数。‎ ‎2．电子转移数目的确定方法 ‎(1)双线桥法中的电子转移数目 氧化剂得电子数＝氧化剂中变价原子个数×元素化合价降低值。‎ 还原剂失电子数＝还原剂中变价原子个数×元素化合价升高值。‎ ‎(2)单线桥法中电子转移数目 氧化剂1得电子数＋氧化剂2得电子数＋……‎ 或还原剂1失电子数＋还原剂2失电子数＋……‎ 　判断正误并说明错因 ‎　(1)Cl2＋2NaOH===NaC失2e－l＋NaC得2e－lO＋H2O ‎(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得4×e－3＋O失2×2e－2‎ ‎(3)6HCl(浓)＋KClO3===KC得6e－l＋‎3C失6e－l2↑＋3H2O 提示：　(1)错误；应转移一个电子。‎ ‎(2)错误；应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得2×e－3＋O失2×e－2。‎ ‎(3)错误；应为6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋‎3C失5×e－得5e－l2↑＋3H2O。‎ ‎1．用单线桥法标出下列反应电子转移的方向及数目 ‎(1)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O ‎(2)H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O 答案：　(1)SO2＋2H2S4e－===3S↓＋2H2O ‎(2)H2S＋H2S2e－O4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O 　走好关键第一步——正确标出元素化合价 ‎　正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。‎ ‎ 近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断 CuFeS2　Cu＋2　Fe＋2　S－2　K2FeO4　Fe＋6‎ Li2NH　N－3　LiNH2　N－3　AlN　N－3‎ Na2S2O3　S＋2　MO　M＋‎5　‎C2O　C＋3‎ HCN　C＋2　N－3　CuH　Cu＋1　H－1‎ FeO　Fe＋(8－n)　Si3N4　Si＋4　N－3‎ ‎2．下列氧化还原反应中，1 mol H2O得到1 mol电子的是(　　)‎ A．Cl2＋H2OHCl＋HClO B．2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑‎ C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑‎ D．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 解析：　在A、B、D项中H2O既不作氧化剂又不作还原剂；C项中H2O为氧化剂，1 mol H2O得1 mol e－。‎ 答案：　C ‎3．在2KI＋O3＋H2O===2KOH＋I2＋O2的反应中，当有2 mol的KI被氧化时，被还原的氧原子为(　　)‎ A．1 mol　　　　　　　　　 B．1/2 mol C．2/3 mol D．1/3 mol 解析：　根据化合价，O3中3个氧原子只有1个氧原子化合价降低为－2价，所以当有2 mol的KI被氧化时，被还原的氧原子为1 mol。‎ 答案：　A ‎4．火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2‎ 下列说法正确的是(双选)(　　)‎ A．SO2既是氧化产物又是还原产物 B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化 C．每生成1 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化 D．每转移1.2 mol电子，有0.2 mol硫被氧化 解析：　反应中电子的转移情况为：‎ B项，CuFeS2中铜元素被还原，硫元素被氧化；C项，每生成1 mol Cu2S，有1 mol硫被氧化。‎ 答案：　AD 考点三　氧化性和还原性 ‎1．氧化性和还原性 ‎(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力)；还原性是指物质失电子的性质(或能力)。‎ ‎(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。‎ ‎2．比较氧化性、还原性强弱的方法 ‎(1)根据氧化还原反应方程式进行判断 在“氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物”反应中 氧化性：氧化剂>氧化产物；氧化剂>还原剂 还原性：还原剂>还原产物；还原剂>氧化剂 ‎(2) 依据反应条件及反应的剧烈程度 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。例如：根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，‎ Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，可以推知还原性：Na>Mg。‎ ‎(3)依据氧化还原反应的程度 相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。‎ 例如：根据2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，可以推知氧化性：Cl2>S。‎ ‎　(1)含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？试举例说明。‎ ‎(2)如何通过实验证明H2O2具有还原性？H2O2具有氧化性？‎ 提示：　(1)不一定，如在HClO中氯元素的化合价为＋1价，在HClO4中氯元素的化合价为＋7价，事实上HClO的氧化性比HClO4强，HClO有强氧化性；再如浓硫酸和Na2SO4溶液中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无强氧化性。‎ ‎(2)H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色，证明H2O2具有还原性；H2O2能使淀粉KI试纸变蓝，证明H2O2具有氧化性。‎ ‎1. X、Y、Z为三种单质，已知：Y能将Z从其化合物的水溶液中置换出来，而Z又能将X从其化合物中置换出来。由此推断下列说法中可能正确的是(　　)‎ ‎①单质的氧化性：Y>Z>X ‎②单质的还原性：Y>Z>X ‎ ‎③对应离子的氧化性：X>Z>Y ‎④对应离子的还原性：X>Z>Y A．只有①　　　　　　　　　 B．只有②③‎ C．只有①④ D．①②③④‎ 解析：　如果X、Y、Z是非金属单质，则单质的氧化性：Y>Z>X，对应离子的还原性：X>Z>Y；如果X、Y、Z是金属单质，则单质的还原性Y>Z>X；对应离子的氧化性：X>Z>Y。‎ 答案：　D ‎2．(创新题)‎ 用Pt电极电解含有Cu2＋和X3＋各0.1 mol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＋‎ 解析：　根据金属活动性顺序和阳离子的放电顺序知，氧化性Cu2＋>H＋。根据图中信息知，当电路中有0.1 mol电子通过时阴极没有固体物质产生，此时反应为X3＋＋e－===X2＋，氧化性X3＋>Cu2＋，当电路中又有0.2 mol电子通过时，阴极析出0.1 mol的铜。随后溶液中H＋在阴极放电，固体质量不再增加，所以选C。‎ 答案：　C ‎3．已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性强弱顺序为Cl－SO2，与已知矛盾，该反应不能发生。‎ 答案：　A ‎4．在常温下发生下列反应：‎ ‎①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O ‎②‎2A2＋＋B2===‎2A3＋＋2B－‎ ‎③2B－＋Z2===B2＋2Z－‎ 根据上述反应，判断下列结论错误的是(　　)‎ A．溶液中可发生：Z2＋‎2A2＋===‎2A3＋＋2Z－‎ B．Z2在①③反应中为还原剂 C．氧化性强弱的顺序为：XO>Z2>B2>A3＋‎ D．X2＋是XO的还原产物 解析：　关于氧化性：由①得XO>Z2，由②得B2>A3＋，由③得Z2>B2，综上知C对，可推得A对；由XO→X2＋，化合价降低，X2＋是还原产物，D对；③中Z2作氧化剂，B错。‎ 答案：　B 　氧化性、还原性强弱规律及应用 ‎　‎ 氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。‎ 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)的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。‎ ‎5．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质浓度、反应温度等有关。下列各组物质：‎ ‎①Cu与HNO3溶液　②Fe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．①② B．①③‎ C．③④ D．②④‎ 解析：　①Cu与浓HNO3反应生成NO2，与稀HNO3反应生成NO。②Fe与FeCl3溶液反应，与FeCl3溶液浓度无关。③Zn与浓H2SO4反应生成SO2，与稀H2SO4反应生成H2。④Fe与HCl溶液反应，与HCl溶液浓度无关。‎ 答案：　B 　根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法 ‎(1)浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3，还原性：浓HCl>稀HCl。‎ ‎(2)温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。‎ ‎(3)酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。‎ ‎1．(2012·广东理综·10)下列应用不涉及氧化还原反应的是(　　)‎ A．Na2O2用做呼吸面具的供氧剂 B．工业上电解熔融状态的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 解析：　首先写出各应用中发生反应的化学方程式，再根据元素的化合价是否变化判断反应是否为氧化还原反应。A项主要发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎，其中O元素由－1价变成0价和－2价；B项发生反应：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，Al元素由＋3价变成0价，O元素由－2价变成0价；C项发生反应：N2＋3H22NH3，N元素由0价变成－3价，H元素由0价变成＋1价；D项发生反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，元素化合价未发生变化，为非氧化还原反应。‎ 答案：　D ‎2．判断下列说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应(2013·天津1B)(　　)‎ ‎(2)NO2溶于水时发生氧化还原反应(2012·天津‎2C)(　　)‎ ‎(3)CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2只作氧化剂(2012·浙江‎9C)(　　)‎ ‎(4)Na还原CCl4的反应，Cl2与H2O的反应均是置换反应[2012·重庆26(4)](　　)‎ ‎(5)科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理为：NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O。储氢过程中，NaHCO3被氧化(2012·安徽‎7C)(　　)‎ 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎3．(2011·上海化学·18)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(双选)(　　)‎ A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑‎ B．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ C．‎2F2＋2H2O===4HF＋O2‎ D．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ 解析：　反应Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr中，水既非氧化剂又非还原剂。A中水既非氧化剂又非还原剂；B中水既非氧化剂又非还原剂；C中水作还原剂；D中水作氧化剂。‎ 答案：　CD ‎4．[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1 mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________mol。‎ 解析：　该反应中，Cu元素由＋1价变为＋2价，S元素由－2价变为＋6价，O元素由0价变为－2价，则O2为氧化剂，Cu2S为还原剂。1 mol O2发生反应时，得到4 mol电子，则还原剂Cu2S失去4 mol电子。‎ 答案：　Cu2S　4‎ ‎5．[2012·上海化学·18(3)]已知：Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O ‎2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO＋4H＋‎ SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是____________________。‎ 解析：　根据反应方程式中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性进行判断。由反应：Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O判断氧化性H2SO4(浓)>SeO2；根据反应：2SO2＋SeO2＋2H2O===4H＋＋2SO＋Se判断氧化性SeO2>SO2。因此，氧化性：H2SO4(浓)>SeO2>SO2。‎ 答案：　H2SO4(浓)>SeO2>SO2‎ 阅卷现场(二)__考查氧化还原反应基本概念时常见错例剖析 在3BrF3＋5H2O===HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑中，若有5 mol水发生氧化反应，则被水还原的BrF3的物质的量为(　　)‎ A．2 mol　　　　　　　　　　 B．3 mol C. mol D．5 mol 常见错误：　选D ‎[错因剖析]　‎ ‎(1)常见错误分析 错选D项的原因主要是没有看清题干关键词“被水还原”。本题要求判断“被水还原的BrF3的物质的量”，若未看清这一点，根据“被还原的BrF‎3”‎与发生氧化反应的H2O的物质的量的关系列比例式为2∶2＝n∶5，得n＝5。其实BrF3除有一部分被水还原外，还有一部分发生了自身的氧化还原反应。‎ ‎(2)其他错误分析 错选择项 错误原因 错选A 错误原因：没有看清题干关键词“5 mol水发生氧化反应”。‎ 误认为“参加反应”的水的物质的量为5 mol，从而将比例式列为2∶5＝n∶5，得n＝2，从而误选A 错选B 错误原因：对反应分析不透彻。‎ 误认为BrF3全部发生还原反应，H2O全部发生氧化反应，而直接根据化学方程式列比例式3∶5＝n∶5，得n＝3，从而误选B 正确解答：　选C。根据化学方程式可知，当有5 mol H2O发生反应时，其中作还原剂被BrF3氧化的是2 mol；当有3 mol BrF3发生反应时，其中有2 mol被还原、1 mol被氧化。分析电子转移关系可知有5 mol H2O发生氧化反应，失去10 mol e－，而1 mol BrF3被还原得到3 mol e－，则被H2O还原的BrF3物质的量为 mol。‎