专题03 氧化还原反应 离子反应-【口袋书】2023年高考化学必背知识手册.docx
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- 口袋书 专题03 氧化还原反应 离子反应-【口袋书】2023年高考化学必背知识手册 专题 03 氧化 还原 反应 离子 口袋 2023 年高 化学 知识 手册
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1、专题03 氧化还原反应、离子反应必背知识手册考点1 氧化还原反应一、元素的化合价1化合价规则(1)化合物中,正负化合价的代数和0(2)离子中,正负化合价的代数和电荷2常用等量关系(1)主族元素最高正价主族序数原子的最外层电子数(2)主族元素的最高正价+|最低负价|8或2(3)最高正化合价与其最低负化合价代数和等于0的短周期元素:H、C、Si等于2的短周期元素:N、P等于4的短周期元素:S等于6的短周期元素:Cl3化合价的范围:+1最高价+7,4最低价14化合价的特殊点(1)F元素没有正化合价,金属元素没有负化合价(2)O元素有正化合价,但是没有其所在族的最高正化合价(3)硼元素只有+3价(4)
2、氢元素的化合价金属氢化物中,氢显1价,如NaH、NaAlH4、B2H6非金属氢化物中,氢一般显+1价,如NH3、CH4(5)氧元素的化合价普通的含氧微粒中,氧显2价含O22或OO的微粒中,氧显1价在S2O82中,氧元素显1和2价在CrO5中,铬元素显1和2价5简单阴离子或气态氢化物中,非金属元素显最低负价6某些微粒中元素的化合价(1)有机物中元素的化合价H、N、O元素:H:+1,O:2,N:3碳元素:根据正负化合价的代数和为0计算有机物CH3OHHCHOCO(NH2)2HCOOH碳价态20+4+2(2)取代基中元素的化合价OH中氧元素的化合价为1价CH3中碳元素的化合价为3价CHO中碳元素的化
3、合价为+1价COOH中碳元素的化合价为+3价NH2中氮元素的化合价为2价NO2中氮元素的化合价为+4价(3)非金属元素形成的微粒:非金属性强的元素一般显最低负价CN原子团显1价,其中C显+2价,N显3价HNCO中,氢显+1价,C显+4价,N显3价,O显2价HFO中,H显+1价,F显1价,O显0价BrI中I元素显+1价,SiC中C元素显4价(4)含CO、NH3、H2O等分子的物质:Fe(CO)5中Fe显0价Cu(NH3)4SO4中Cu显+2价(5)某些含铁、铜的硫化物物质FeS2CuFeS2价态SFeCuFeS1+2+2+22(6)无法判断价态的物质物质AlFe2Fe3PFe3C价态AlFeFe
4、PFeC000000二、氧化还原反应基本概念1特征:反应前后元素的化合价是否发生了变化(1)氧化还原反应:反应前后元素的化合价变化(2)非氧化还原反应:反应前后元素的化合价不变2本质:反应过程中有电子的转移,包括电子的得失或偏移3氧化还原反应和四种基本反应类型的关系(1)置换反应一定是氧化还原反应;(2)复分解反应一定不是氧化还原反应;(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应;(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。【特别提醒】(1)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如3O22O3。(2)没有单质参加的化合反应也可能是是氧化还原反应,如H2O2+SO2H2SO4。4含“氧”概念(1
5、)氧化剂:得到电子,化合价降低的反应物(2)氧化反应:化合价升高的反应(3)氧化产物:化合价升高得到的生成物(4)被氧化:化合价升高的过程(5)氧化性:化合价降低过程表现的性质5含“还”概念(1)还原剂:失去电子,化合价升高的反应物(2)还原反应:化合价降低的反应(3)还原产物:化合价降低得到的生成物(4)被还原:化合价降低的过程(5)还原性:化合价升高过程表现的性质6氧化还原反应概念之间的关系7特别提醒(1)氧化反应和还原反应存在于在同一个反应中,它们同时发生、同时存在,是相互对立统一的。(2)氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2,氧化剂是
6、KMnO4,还原剂是KMnO42F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O(3)氧化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质3S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O,氧化产物是Na2SO3,还原产物是Na2SNO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,氧化产物是NaNO2,还原产物是NaNO2(4)被氧化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O,被氧化的元素是Cl,被还原的元素是Mn2H2S+SO22H2O+3S,被氧化的元素是S,被还原的元素是S(5)可能有多种元素同时被氧化或被还原3Cu2S
7、+22HNO36Cu(NO3)2+10NO+3H2SO4+8H2O,被氧化的元素是Cu和S,被还原的元素是N2KNO3+S+3CK2S+N2+3CO2,被氧化的元素是C,被还原的元素是N和S(6)方程式中的系数与实际参加反应的氧化剂或还原剂的量不一定一致C+2H2SO4CO2+2SO2+2H2O,n(氧化剂)n(还原剂)21Cu+2H2SO4CuSO4+SO2+2H2O,n(氧化剂)n(还原剂)11三、物质的氧化性和还原性1化合价和氧化性、还原性的关系(1)相互关系金属单质只有还原性非金属单质既有氧化性又有还原性,F2除外从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性(2)常见元素的最高价态和最
8、低价态元素ClSNCH最高价+7+6+5+4+1最低价123412氧化还原反应中酸或碱的作用(1)氧化性:所含元素的化合价降低(2)还原性:所含元素的化合价升高(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成(4)具体反应分析Zn+2HClZnCl2+H2,盐酸表现酸性和氧化性CuO+2HClCuCl2+H2O,盐酸表现酸性MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,盐酸表现酸性和还原性2HClH2+Cl2,盐酸表现氧化性和还原性3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,NH3表现碱性和还原性Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2+3H2O,硝酸表现酸性和氧化性3氧化
9、还原反应中水的作用(1)氧化性:有H2产生(2)还原性:有O2产生(3)氧化性和还原性:同时有H2和O2产生(4)具体反应分析2F2+2H2O4HF+O2,水表现还原性3Fe+4H2OFe3O4+4H2,水表现氧化性2Na+2H2O2NaOH+H2,水表现氧化性2H2OO2+2H2,水表现还原性和氧化性2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,水既不表现氧化性又不表现还原性Cl2+H2OHCl+HClO,水既不表现氧化性又不表现还原性3NO2+H2O2HNO3+NO,水既不表现氧化性又不表现还原性4常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂及产物预测氧化剂还原产物KMnO4Mn2+(酸性);MnO2
10、(中性);MnO42(碱性)K2Cr2O7(酸性)Cr3+浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)XH2O2OH(碱性);H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3等)NaClO(或ClO)Cl、Cl2NaClO3Cl2、ClO2等PbO2Pb2+(2)常见的还原剂及产物预测还原剂氧化产物Fe2+Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)SO2(或H2SO3、SO32)SO42S2(或H2S)S、SO2(或SO32)、SO42H2C2O4CO2(酸性);CO32(碱性)H2O2O2I(或HI)I2、IO3COCO2(酸性);CO32(碱性)金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2+、Fe2+(与
11、强氧化剂反应生成Fe3+)Cu2+(与弱氧化剂反应生成Cu+)5判断变化中是否一定需加氧化剂或还原剂(1)变价元素处于最高价:必须加入还原剂(2)变价元素处于最低价:必须加入氧化剂(3)变价元素处于中间价:可能发生自身的氧化还原反应,不一定加入氧化剂或还原剂(4)判断Cl2HClO(NaClO):不一定NO2HNO3:不一定SSO32:不一定KClO3KCl:不一定Na2O2O2:不一定CO2C:必须加入还原剂NH4+N2:必须加入氧化剂四、氧化性、还原性强弱的比较1判断的本质依据:得失电子的难易程度(1)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系(2)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多
12、少无必然关系2单质与其相应离子的氧化性和还原性变化相反(1)根据金属活动顺序表(2)根据非金属活动顺序表3根据化学反应比较氧化性或还原性强弱(1)比较反应物和生成物的氧化性或还原性:强制弱原理氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物(2)比较反应物的氧化性或还原性氧化性:氧化剂还原剂还原性:还原剂氧化剂4根据反应条件来判断 当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如: (1)比较KMnO4和MnO2氧化性强弱:KMnO4MnO2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O2KMnO4+16
13、HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O(2)比较Na、Mg、Al的还原性强弱:NaMgAlNa与冷水剧烈反应Mg与水加热才反应Al与水加热条件下也难反应5根据氧化产物的价态高低判断(1)方法:同种物质被不同氧化剂氧化的价态越高,氧化剂的氧化性越强。(2)实例:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,氧化性:Cl2S。6根据元素周期表比较单质的氧化性或还原性强弱(1)周期表右上角的F2的氧化性最强容易与氢气化合的非金属单质的氧化性强气态氢化物稳定的非金属单质的氧化性强最高价含氧酸酸性强的非金属单质的氧化性强气态氢化物还原性强的非金属单质的氧化性弱(2)短周期表左下角的Na的
14、还原性最强与酸或水反应剧烈的金属单质的还原性强最高价碱的碱性强的金属单质的还原性强相应阳离子的氧化性强的金属单质的还原性弱7根据原电池原理比较金属单质的还原性强弱(1)基本规律:负极正极电子流出的电极是负极,阳离子移向的电极是正极被溶解(质量减小)的电极一般是负极质量增加的电极一般是正极有气泡产生的电极一般是正极(2)特殊情况强碱性溶液中,Mg-NaOH溶液-Al原电池中,Al是负极氧化性溶液中,Cu-浓硝酸-Fe原电池中,Cu是负极铅蓄电池,负极质量增加,正极质量增加6根据电解池原理比较(用惰性电极电解)(1)阳极先放电的阴离子的还原性强,相应的非金属单质的氧化性弱(2)阴极先放电的阳离子的
15、氧化性强,相应的金属单质的还原性不一定弱放电顺序:Fe3+Cu2+,单质的还原性FeCu7根据能量变化比较单质的氧化性和还原性强弱(1)金属越容易失电子,金属性越强,吸收的能量越少(2)金属越容易得电子,非金属性越强,释放的能量越多8常见微粒的还原性顺序还原性:氧化性:(1)全部氧化:MnO4(H+)、ClO(H+)、Cr2O72(H+)(2)氧化前五种:ClO、Cl2、浓硫酸(+4价S除外,无中间价态)(3)氧化前四种:NO3(H+)、H2O2(H+)、Br2(4)氧化前三种:Fe3+9强弱规律的两个应用(1)氧化还原反应发生的先后顺序:强者优先向含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时,还原性
16、强的还原剂(离子)先被氧化向含多种氧化剂的溶液中,加入一种还原剂时,氧化性强的氧化剂(离子)先被还原(2)判断氧化还原反应方向:强制弱原理强氧化剂+强还原剂弱还原剂+弱氧化剂考点2 氧化还原反应方程式的书写和配平1配平原则2化合价升降法配平步骤3信息型氧化还原方程式书写流程考点3 氧化还原反应的有关计算1氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法:标变价画箭头标得失定数目模型示例:C与浓硫酸反应(2)双线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”“失去”模型示例:Cu与浓硝酸反应2转移电子数的计算(1)N(e)氧化剂得到电子的数目还原剂失去电子的数目(2)
17、反应中转移电子数与各物质的化学计量数成正比(3)计算公式n(e)n(氧化剂)N(变价原子数)N(化合价变化数)n(e)n(还原剂)N(变价原子数)N(化合价变化数)3氧化还原反应中转化规律(1)5NH4NO32HNO3+4N2+9H2O(2)2KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O(3)H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O4电子守恒规律(1)规律:氧化还原反应中得电子总数与失电子总数相等,表现为元素化合价降低总数与升高总数相等。(2)应用:运用电子守恒进行氧化还原反应的相关计算。5“电子守恒法”计算的一般思维模板考点4 电解质及其相关概念辨析一、电解质和非电解质一、电解质
18、和非电解质1电解质和非电解质(1)物质类别:都是化合物、纯净物(2)本质区别:看水溶液或熔融状态能否导电(3)导电条件:自身电离出离子,导电(4)常见电解质:酸、碱、盐、金属氧化物和水2强电解质和弱电解质(1)本质区别:是否完全完全电离强电解质:不含溶质分子,含溶剂分子弱电解质:溶质分子和溶质离子共存(2)常见强电解质强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4强碱:KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2、Ag(NH3)2OH大多数盐:Fe(SCN)3、(CH3COO)2Pb除外金属氧化物:Na2O2、MgO、CaO等(3)常见弱电解质:弱酸、弱碱、少数盐和水二、电解
19、质的电离1电离(1)概念:电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成自由移动的离子的过程(2)条件:水溶液或熔融状态,不是“通电”(2)变化:电离过程中只有旧化学键断裂,没有新化学键形成,发生物理变化(4)表示:电离方程式强电解质:用“”连接;弱电解质:用“”连接2电离方程式书写(1)强酸的酸式盐:硫酸氢盐,如:NaHSO4水溶液:NaHSO4Na+H+SO42熔融态:NaHSO4Na+HSO4(2)弱酸的酸式盐:完全电离出金属阳离子和酸根阴离子NaHCO3:NaHCO3Na+HCO3K2HPO4:KH2PO4K+H2PO4NH4HS:NH4HSNH4+HS(3)多元弱酸分步电离,以第一步为主,不可
20、合并H2CO3:H2CO3H+HCO3、HCO3H+CO32(4)多元弱碱分步电离,一步书写Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3+3OH_(5)借水型电离NH3H2O的电离:NH3H2ONH4+OHAl(OH)3酸式电离:Al(OH)3+H2OAl(OH)4+H+(6)自偶电离:一个分子失去H+,另一个分子得到H+H2O(l):2H2OH3O+OHNH3(l):2NH3NH4+NH2HNO3(l):2HNO3H2NO3+NO33两组方程式的区别(1)有水参与的反应不一定是水解反应,还可能是电离反应电离方程式:HS+H2OS2+H3O+水解方程式:HS+H2OH2S+OH(2)注意电离方程式和沉
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