专题4 氧化还原反应.docx
《专题4 氧化还原反应.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题4 氧化还原反应.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![专题4 氧化还原反应.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-8/5/04582947-14eb-4d37-9185-bfa75daa8432/04582947-14eb-4d37-9185-bfa75daa84321.gif)
专题4氧化还原反应
考点一 基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念
[考试标准] 必考要求b级,加试要求b级。
1.基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念之间的关系
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
实例:
在Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂,CO是还原剂;C元素被氧化,Fe元素被还原;Fe2O3具有氧化性,CO具有还原性;CO2是氧化产物,Fe是还原产物。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
下列反应属于氧化还原反应的是____________(填序号,下同),属于化合反应的是____________,属于分解反应的是________________________,属于置换反应的是____________,属于复分解反应的是______________。
①Cu2S+O2
2Cu+SO2
②3O2
2O3
③Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CaCO3
CaO+CO2↑
⑥2H2O2
2H2O+O2↑
⑦SO3+H2O===H2SO4
⑧2Fe+3Cl2
2FeCl3
⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑
⑪IBr+H2O===HIO+HBr
答案 ①③④⑥⑧⑩ ⑦⑧ ⑤⑥ ①④ ⑨⑪
正误辨析
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(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)某元素从游离态变为化合态,该元素一定被氧化( )
(3)非金属阴离子只具有还原性,金属阳离子只具有氧化性( )
(4)H2O作为还原剂时,产物中一般有O2生成( )
(5)无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应( )
(6)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
题组一 正确理解氧化还原反应
1.下列说法正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是元素的化合价发生变化
B.还原剂是一种能够得到电子的物质
C.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应
D.氧化反应和还原反应是同时发生的
答案 D
解析 氧化还原反应的本质是电子的转移;还原剂是一种能够失去电子的物质;物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应。
题组二 电子转移方向和数目的表示方法及应用
2.下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中,正确的是④⑤;属于歧化反应的是②,属于归中反应的是③,属于部分氧化还原反应的是③④⑤。
3.(2016·浙江10月选考,4)下列反应中,水作氧化剂的是( )
A.C+H2O
CO+H2
B.H2+CuO
Cu+H2O
C.Cl2+H2OHCl+HClO
D.SO3+H2O===H2SO4
答案 A
解析 B项,H2还原CuO,H2作还原剂,H2O是氧化产物;C项,Cl2和H2O反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂;D项,SO3和H2O反应不是氧化还原反应。
4.(2016·金华模拟)ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。
实验室中可通过以下反应制得:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4
2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑
+2H2O。
下列说法不正确的是( )
A.CO2是氧化产物
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.CO2的氧化性强于KClO3的氧化性
D.ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性
答案 C
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。
常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:
一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜、汞二价最常见。
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
考点二 氧化性、还原性强弱规律
[考试标准] 必考要求b级,加试要求c级。
1.氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(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。
如:
Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:
最高价态——只有氧化性,如:
Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如:
金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如:
Fe2+、S、Cl2等。
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:
氧化剂>氧化产物;
还原性:
还原剂>还原产物。
(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断
①与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。
如Na与冷水剧烈反应,Mg与热水反应,Al与水加热反应也不明显,所以还原性:
Na>Mg>Al;非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应,F2与H2暗处剧烈反应并爆炸,Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸,Br2与H2加热到500℃才能发生反应,I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,故氧化性:
F2>Cl2>Br2>I2。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:
一般条件越低,氧化剂的氧化性越强,如:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:
KMnO4>MnO2。
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态不相同,可根据氧化产物的价态高低进行判断:
氧化产物的价态越高,则氧化剂的氧化性越强,如:
2Fe+3Cl2
2FeCl3,Fe+S
FeS,则氧化性:
Cl2>S。
正误辨析
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)反应2Fe3++Fe===3Fe2+,说明金属阳离子还原产物不一定是金属单质( )
(2)反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,说明还原性Cu>Fe2+( )
(3)反应Cu+H2SO4通电,CuSO4+H2↑,说明还原性:
Cu>H2( )
(4)反应2MnO
+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O,说明盐酸不能作高锰酸钾的酸化剂( )
答案
(1)√
(2)√ (3)× (4)√
题组一 正确理解氧化性、还原性强弱
1.下列说法正确的是( )
A.含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性
B.强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应
C.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
D.元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼
答案 B
解析 强氧化剂与强还原剂发生反应需要一定的条件,如:
H2和O2发生反应需要点燃或光照。
2.(2016·乐清市检测)在氧化还原反应中,下列各组物质均可用作氧化剂的是( )
A.F-、I-、S2-B.Fe3+、MnO
、NO
C.ClO
、MgD.Cl2、Fe3+、Al
答案 B
题组二 依据方程式判断氧化性、还原性强弱
3.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+。
4.(2016·丽水模拟)铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。
已知下列反应在一定条件下能够发生:
①Tl3++2Ag===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是( )
A.Tl3+>Fe3+>Ag+B.Fe3+>Ag+>Tl3+
C.Tl+>Ag+>Fe2+D.Tl3+>Ag+>Fe3+
答案 D
解析 在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
题组三 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生
5.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。
下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
答案 A
解析 根据氧化还原反应中,氧化性:
氧化剂>氧化产物,可判断B中氧化性:
Cl2>I2;C中氧化性:
Co2O3>Cl2;D中氧化性:
Fe3+>I2,这些结论与题给信息一致。
对于A,由于I-的还原性强于Fe2+,所以Cl2应先氧化I-,而不应先氧化Fe2+。
6.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO
+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
答案 C
解析 A项,还原性:
SO2>Fe2+,符合题意;B项,还原性:
SO2>I-,符合题意;C项,还原性:
H2O2>SO2,与题意矛盾;D项,还原性:
H2O2>Fe2+,符合题意。
题组四 外界条件影响物质的氧化性、还原性
7.(2016·台州模拟)物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。
下列各组物质:
①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2和NaOH溶液 ⑥Fe和HNO3溶液 ⑦Fe和H2SO4溶液 ⑧Na和O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_________________________________。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________________。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。
答案
(1)①③⑥⑦
(2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
解析 ⑥Fe和浓HNO3常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀HNO3反应,HNO3被还原成NO。
⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。
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:
酸性条件:
2MnO
+6H++5SO
===2Mn2++5SO
+3H2O
中性条件:
2MnO
+H2O+3SO
===2MnO2↓+3SO
+2OH-
碱性条件:
2MnO
+2OH-+SO
===2MnO
+SO
+H2O
其氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
考点三 氧化还原反应的“四条”规律
[考试标准] 必考要求b级,加试要求c级。
1.反应先后规律的思维模型
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;
同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。
2.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。
简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应:
注意 ⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
3.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
4.守恒规律的思维模型
氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数),即得失电子守恒。
基于这种思想,可以对氧化还原反应进行配平和计算。
题组一 先后规律的应用
1.(2015·浙江10月学考,25)已知氧化性Br2>Fe3+。
向含溶液amol的FeBr2溶液中通入bmolCl2,充分反应。
下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:
Fe2+>Br->Cl-
B.当a≥2b时,发生的离子反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.当a=b时,反应后的离子浓度:
c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶2∶2
D.当3a≤2b时,发生的离子反应:
2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
答案 C
解析 本题考查离子反应和氧化还原反应等知识。
这是一道能力要求较高的试题,是一道难得的好题,命题者严格把握了“学考”对离子反应内容的要求,巧妙设计从与反应物的量有关的离子反应入手,考查离子共存问题。
所以解答这道题时,不需要从反应物FeBr2和Cl2的量分析入手书写与量有关的离子反应方程式来解题,只要依据题干给予的信息:
氧化性Br2>Fe3+,就可判断出还原性Fe2+>Br->Cl-,当a=b时,发生的离子反应2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-,利用原子守恒可知,反应后的溶液中c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶1∶2。
2.(2014·上海,17)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。
对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
答案 B
解析 本题考查铁及其化合物的性质。
FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2,还可能有过量的FeCl3溶液,加入铁粉充分反应后,A项,若无固体剩余,说明原溶液中含有Fe3+,反应后不一定还含有;B项,不管固体是铁粉还是铜粉,溶液中一定含有Fe2+;C项,若溶液中有Cu2+,可能有部分铜固体析出;D项,若溶液中有Fe2+,不一定有Cu析出。
题组二 歧化、归中规律的应用
3.氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为-1价),化学方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中水的作用( )
A.既不是氧化剂也不是还原剂
B.是氧化剂
C.是还原剂
D.既是氧化剂又是还原剂
答案 B
解析 CaH2→H2的过程中,H元素的化合价由-1→0,化合价升高,故CaH2为还原剂,而H2O→H2的过程中,H元素的化合价由+1→0,化合价降低,故H2O为氧化剂。
4.(2016·温州检测)在反应4P+3KOH+3H2O===3KH2PO2+PH3中,单质P( )
A.被氧化
B.被还原
C.一部分被氧化,一部分被还原
D.既未被氧化又未被还原
答案 C
解析
→KH2
O2,
→
H3,故单质P一部分被氧化,一部分被还原。
题组三 守恒规律的应用
(一)利用守恒配平
类型一 正向配平类
5.
(1)____HCl(浓)+____MnO2
____Cl2↑+____MnCl2+____H2O
(2)____Cu+____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2+____NO↑+____H2O
(3)____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O
(4)____MnO
+____H++____Cl-===____Mn2++____Cl2↑+____H2O
答案
(1)4 1 1 1 2
(2)3 8 3 2 4
(3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8
类型二 逆向配平类
6.
(1)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O
(2)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
答案
(1)3 6 2 1 3
(2)2 9 3 3 5
(二)利用守恒规律计算
7.(2016·绍兴质检)Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为( )
A.2B.3C.4D.5
答案 D
解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
Na2
―→xNa2
O4 Na
O―→Na
得关系式
·x=16×2,x=5。
1.配平步骤
(1)标好价:
正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。
(2)列变化:
列出元素化合价升高和降低的数值。
(3)求总数:
求元素化合价升高和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
(4)配化学计量数:
用观察法配平其他各物质的化学计量数。
(5)细检查:
利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。
2.守恒法解题的思维流程
(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失电子数(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等式:
a×be-=a′×b′e-
a、a′指变价原子个数(物质的量)。
b、b′指元素的化合价变化数。
专题强化练
1.(2016·浙江4月选考,4)下列属于氧化还原反应的是( )
A.2KBr+Cl2===2KCl+Br2
B.CaCO3===CaO+CO2↑
C.SO3+H2O===H2SO4
D.MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
答案 A
解析 只有A中反应含有元素化合价的变化。
2.化学与生活密切相关。
下列应用中利用了物质氧化性的是( )
A.明矾净化水B.纯碱去油污
C.食醋除水垢D.漂白粉漂白织物
答案 D
解析 A项,明矾净水是利用Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附能力,错误;B项,纯碱去油污是利用碳酸钠水解,溶液呈碱性,错误;C项,食醋除水垢是利用醋酸的酸性,能与碳酸钙反应而除去,错误;D项,因漂白粉具有强氧化性而用于漂白织物,正确。
3.(2016·宁海3月模拟)下列反应中,属于氧化还原反应的是( )
A.SO2+2KOH===K2SO3+H2O
B.CaO+H2O===Ca(OH)2
C.Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
D.Fe+2FeCl3===3FeCl2
答案 D
解析 A、B、C三项的反应中,各元素均无化合价的变化,不属于氧化还原反应;D项,反应中铁的化合价发生了变化,故是氧化还原反应。
4.汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳,消除这两种物质产生的大气污染的方法是安装催化转换器,使它们发生反应生成CO2和N2。
其反应的化学方程式为2CO+2NO
2CO2+N2,其中NO( )
A.是氧化剂
B.是还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
答案 A
解析 根据反应的化学方程式可知,NO中氮元素的化合价从+2价降低到0价,得到电子发生还原反应,因此NO是氧化剂。
5.(2016·湖州3月模拟)离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示,正确的是( )
答案 A
解析 因置换反应一定属于氧化还原反应,有的离子反应属于氧化还原反应,有的离子反应属于复分解反应,复分解反应一定不属于氧化还原反应,故A正确,B、C、D错误。
6.(2016·浙江临海市高一上统测)下列反应中,属于氧化还原反应的是( )
A.盐酸和氢氧化钠溶液反应
B.硫酸铜晶体受热变成白色粉末
C.二氧化硫溶于水
D.铁在潮湿空气中缓慢氧化
答案 D
7.下列反应中,H2O作还原剂的是( )
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B.Cl2+H2O===HCl+HClO
C.2F2+2H2O===4HF+O2
D.SO2+H2OH2SO3
答案 C
解析 A项,H2O作氧化剂;B项,H2O既不是氧化剂,也不是还原剂;D选项不是氧化还原反应。
8.向含0.78molFeCl2的溶液中通入0.09molCl2,再加入100mL1mol·L-1的X2O
酸性溶液,使溶液中的Fe2+恰好全部被氧化,则产物中X的化合价为( )
A.+1B.+2C.+3D.+5
答案 C
解析 0.78molFe2+→0.78molFe3+,共失去0.78mole-,0.09molCl2→0.18molCl-,获得0.18mole-,根据得失电子守恒可知,X2O
获得电子的物质的量=0.78mol-0.18mol=0.60mol,n(X2O
)=0.1L×1mol·L-1=0.1mol,设产物中X的化合价为x,则有0.1×2×(6-x)=0.60,得x=3,C项正确。
9.(2016·温州十校联合体高二期末)工业上生产氮化硅陶瓷的反应为3SiCl4+2N2+6H2
Si3N4+12HCl,有关该反应的说法正确的是( )
A.SiCl4是氧化剂B.Si3N4是氧化产物
C.H2被还原D.N2发生还原反应
答案 D
解析 3SiCl4+2N2+6H2
Si3N4+12HCl反应中N元素的化合价降低,则N2是氧化剂,发生还原反应,Si3N4是还原产物,H元素的化合价升高,则H2是还原剂,发生氧化反应,故D正确。
10.(2016·金华十校9月高三模拟)已知H2SO3+I2+H2O===H2SO4+2HI,