2021高考化学苏教版一轮(江苏专用)教师用书:专题2 第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律 WORD版含答案.docx
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- 2021高考化学苏教版一轮江苏专用教师用书:专题2 第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律 WORD版含答案 2021 高考 化学 苏教版 一轮 江苏 专用 教师 专题 氧化 还原 反应 基本概念 规律
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1、第4讲氧化还原反应的基本概念和规律目标要求1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.知道常见的氧化剂和还原剂。1氧化还原反应的本质和特征2基于双线桥理解氧化还原反应概念之间的关系概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。应用体验用双线桥法标出MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O反应电子转移的方向和数目:_。此反应中氧化剂是_,还原剂是_,氧化产物是_,还原产物是_,MnO2发生_反应,HCl发生_反应;生成1 mol Cl2时转移电子数目为_,被氧化的HCl的物质的量是_ mol,盐酸表现的性质是_性和_性。答案MnO2HClCl2MnCl
2、2还原氧化2NA2还原酸3氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示4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非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:(2)常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性其中:Fe2、SO主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。理解应用(1)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_(填序号)。(2)中MnO2的作用:_。中Cl2表现的性质:_。中氧化产物和还原产物的质量比为_。中氧化剂与还原
3、剂物质的量之比为_。答案(1)(2)催化剂氧化性和还原性5121(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()(6)置换反应都是氧化还原反应,化合反应可能是氧化还原反应()(7)CaO2与水发生氧化还原反应时,CaO2只作氧化剂()双线桥法与单线桥法的区别用双线桥法表示时箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素;单线桥法箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的
4、元素。双线桥表示时要标出“得到”或“失去”及电子数目;单线桥表示时只标转移的电子数目。题组一氧化还原反应的判断1(2020长沙质检)下列应用不涉及氧化还原反应的是()A酸雨的形成 B.根瘤菌固氮C氨碱法制纯碱 D.电池放电答案C解析有电子转移的反应是氧化还原反应,酸雨的形成是燃烧含硫、氮化合物引起的,是氧化还原反应;根瘤菌固氮是将氮气转化为化合态的氮;电池放电是氧化还原反应;氨碱法制纯碱的反应是NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3CO2H2O,选C。2(2018北京,9)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是()ABCD实验NaOH溶液滴入FeS
5、O4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀,随后变为红褐色溶液变红,随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体,随后变为红棕色答案C解析C项,向AgCl浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,发生沉淀的转化,反应的离子方程式为2AgClS2Ag2S2Cl,与氧化还原反应无关;A项,NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,会生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,反应过程中出现灰绿色,最后变为红褐色,与氧化还原反应有关;B项,由于氯水显酸性,先使紫色石蕊溶液变红,后由于HClO具有氧化性, 使红色溶液迅速褪色,与氧化还原
6、反应有关;D项,热铜丝插入稀硝酸中发生的反应为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,NO被氧气氧化生成红棕色的NO2,与氧化还原反应有关。题组二基于“双线桥”分析氧化还原反应3某种飞船以N2H4和N2O4为动力源,发生反应:2N2H4N2O4=3N24H2O,反应温度可高达2 700 ,对于该反应,下列说法中正确的是()A该反应属于置换反应BN2H4是氧化剂CN2O4是还原剂DN2既是氧化产物,又是还原产物答案D解析该反应的反应物中无单质,不属于置换反应,A错;N2H4中N元素的化合价为2,在反应中失电子变为0价,因此N2H4是还原剂,B错;N2O4中N元素的化合价为4,在
7、反应中得到电子变为0价,因此N2O4是氧化剂,C错;2价的N和4价的N均生成0价的N,因此N2既是氧化产物又是还原产物,D对。4水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe22S2OO24OH=Fe3O4S4O2H2O。下列说法不正确的是()A参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为15B若有2 mol Fe2被氧化,则被Fe2还原的O2的物质的量为0.5 molC每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为3 molDO2是氧化剂,S2O与Fe2是还原剂答案AC解析反应中3Fe2Fe3O4,当3 mol Fe2参加反应时,有2 mol Fe2化合价升高,反应中Fe和S元素的化合价升高,Fe2
8、、S2O被氧化,作还原剂,O2为氧化剂,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1(22)14,A项错误、D项正确;若有2 mol Fe2被氧化,失去2 mol电子,则被Fe2还原的O2的物质的量为0.5 mol,B项正确;反应中3Fe2Fe3O4,2S2OS4O,当3 mol Fe2参加反应时,有2 mol Fe2化合价升高,S元素由2价升高到价,所以每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为4 mol,C项错误。5(2019山东日照期中)在好氧菌和厌氧菌作用下,废液中NH能转化为N2(g)和H2O(l),示意图如下:反应:NHO2NOHH2O(未配平)反应:NHNON2H2OH(未配平
9、)下列说法正确的是()A两池发生的反应中,氮元素只被氧化B常温常压下,反应中生成8.96 L N2时,转移电子1.5 molC好氧菌池与厌氧菌池投入废液的体积之比为35时,NH能完全转化为N2D反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为35答案CD解析反应中NO作氧化剂,N元素的化合价降低,被还原,A项错误;常温常压下,气体的摩尔体积未知,无法计算N2的物质的量,所以无法计算转移电子的物质的量,B项错误;配平反应方程式得反应为NH2O2=NO2HH2O,反应为5NH3NO=4N22H9H2O。好氧菌池产生NO,厌氧菌池消耗NO,则好氧菌池和厌氧菌池投入的废液体积之比为35时,NH能完全转化为N2,C项
10、正确;反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为35,D项正确。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CuFeS2Cu2Fe2S2K2FeO4Fe6Li2NHN3LiNH2N3AlNN3Na2S2O3
11、S2MOM5C2OC3HCNC2N3CuHCu1H1FeOFe(8n)Si3N4Si4N31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:Nae=Na,Al3e=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、浓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
12、)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:NaMgAl;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:F2Cl2Br2I2。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,
13、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:MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KMnO4MnO2。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:2Fe3Cl22FeCl3,FeSFeS,则氧化性:Cl2S。拓展延伸物质氧化性、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:Cu与HNO3溶液Cu与FeCl3溶液Zn与H2SO4溶液F
14、e与FeCl3溶液Cl2与NaOH溶液Fe与HNO3溶液Fe与H2SO4溶液Na与O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_(填序号,下同)。(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)(2)(3)解析Fe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。Fe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
15、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。(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应()(2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性()(3)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼()(4)难失电子的物质一定易得电子()(5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性()(6)MnO2不与稀盐酸反应是因为H浓度小()题组一氧化性或还原性强弱的比较1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:Tl32Ag
16、=Tl2Ag,AgFe2=AgFe3,Fe2Fe3=3Fe2,下列离子氧化性比较顺序正确的是()ATl3Fe3Ag BFe3AgTl3CTlAgFe2 DTl3AgFe3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。2(2020威海期中)碘元素在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。已知淀粉遇碘单质变蓝,下列说法中正确的是()A向含I的溶液中通入Cl2,所得溶液加入淀粉溶液一定变蓝B途径中若生成1 mol I2,消耗5 mol NaHSO3C氧化性的强弱顺序为Cl2I2IOD一定条件下,I与IO可能生成I2答案BD解析向
17、含I的溶液中通入少量Cl2,可产生碘单质,所得溶液能使淀粉溶液变蓝,若向含I的溶液中通入过量Cl2,生成IO,所得溶液不能使淀粉溶液变蓝,A项错误;根据转化关系2IOI210e,HSOSO2e,可知途径中若生成1 mol I2,消耗5 mol NaHSO3,B项正确;由途径可以知道氧化性:Cl2I2,由途径可以知道氧化性:I2IO,故氧化性的强弱顺序为Cl2IOI2,C项错误;一定条件下,I与IO可发生归中反应生成I2,D项正确。题组二氧化还原反应的竞争(先后规律的应用)3现有下列三个氧化还原反应:2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HC
18、l(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中含有Fe2、Cl和I,要除去I而不氧化Fe2和Cl,可以加入的试剂是()ACl2 BKMnO4CFeCl3 DHCl答案C解析本题是寻找一种氧化剂,其氧化性应大于I2的氧化性,而小于Cl2和Fe3的氧化性(也可等于Fe3的氧化性)。由知氧化性:Fe3I2,还原性:IFe2;由知氧化性:Cl2Fe3,还原性:Fe2Cl;由知氧化性:MnOCl2,还原性:ClMn2;由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4Cl2FeCl3I2,还原性强弱顺序为IFe2ClMn2。所以KMnO4可氧化Cl、Fe2及I,Cl2可氧化Fe2及I,FeCl3只能氧化I。4
19、往含Fe3、H、NO的混合液中加入少量SO,充分反应后,下列表示该反应的离子方程式正确的是()A2Fe3SOH2O=2Fe2SO2HB2HSO=H2OSO2C2H2NO3SO=3SO2NOH2OD2Fe33SO3H2O=2Fe(OH)33SO2答案C解析三价铁离子、硝酸根离子都具有氧化性,都能氧化亚硫酸根离子,硝酸根离子在酸性环境下氧化性强于三价铁离子,所以通入亚硫酸根离子,先与硝酸根离子反应,若亚硫酸根剩余再与三价铁离子反应,题干中亚硫酸根离子少量,所以只有硝酸根离子反应,所以离子方程式为:2H2NO3SO=3SO2NOH2O,C项正确。5.(2019辽宁省实验中学东戴河分校高三开学考试)已
20、知:还原性HSOI,氧化性IOI2,在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是()A0a间发生反应:3HSOIO=3SOI3HBab间共消耗NaHSO3的物质的量为1.8 molCbc间发生的反应中I2仅是氧化产物D当溶液中I与I2的物质的量之比为52时,加入的KIO3为1.08 mol答案C解析还原性HSOI,所以首先发生的反应为:IO3HSO=I3SO3H,继续加入KIO3,氧化性IOI2,所以IO可以结合H氧化I生成I2,反应为IO6H5I=3H2O3I2,根据发生的反应来判断各个点的产物。熟记常见物质
21、氧化性、还原性顺序(1)氧化性:KMnO4Cl2Br2Fe3I2S(2)氧化性:Fe3(3)还原性:ClBrFe2IX中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为a价,KZ中Cl的化合价为b价,依据化合价守恒原理及KXKY3KZ,有a13(ba),把a1、a3、a5代入上式讨论,可知a5时,b7符合题意。则KX中Cl的化合价为5。3(2020西宁第二次测评)LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH42H2O=LiAlO24H2。下列说法中正确的是()A氢气既是氧化产物又是还原产物BLiAlH4既是氧化剂又是还原剂C若生成标准状况下4.48 L H2,则转移0.4 mol电子D还原剂与氧
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