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第3节氧化还原反应考纲要求:1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。基础梳理考点突破氧化还原反应的基本概念1.氧化还原反应的基本概念(1)氧化还原反应的特征是。(2)氧化还原反应的实质是。(3)有关概念:元素化合价的变化电子转移还原剂氧化反应氧化产物氧化剂还原反应还原产物3基础梳理考点突破特别提醒氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应;反应物所含元素化合价降低,得到电子,发生还原反应。4基础梳理考点突破(4)四大反应类型与氧化还原反应的关系:化合置换复分解5基础梳理考点突破2.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂。常见的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等。如:Cl-H2O(OH-)SO2NO(NO2)Mn2+Fe2+6基础梳理考点突破(2)常见的还原剂。常见的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:Mn+H2O(H+)CO2SO3(H2SO4)I2S7基础梳理考点突破(3)所含元素具有中间价态的化合物。既有氧化性,又有还原性,一般情况下主要表现某一方面的性质。特别提醒根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性,只是其变化的一种“趋势”,但氧化性、还原性“能力”强弱不一定。如Na+中钠的化合价是钠元素的最高化合价,具有氧化性,但是氧化性很弱。Fe3+O2FeSH2O还原性还原性氧化性8基础梳理考点突破自主巩固自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(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)分解反应一定是氧化还原反应,而化合反应为非氧化还原反应()(6)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物一定不同()9基础梳理考点突破1.理清知识线索10基础梳理考点突破2.要明确解题的思路找变价、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同种元素化合价有升有降的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。11基础梳理考点突破例12015年8月12日,天津港某公司危险品仓库发生特别重大火灾爆炸事故,其中导致库存的700吨NaCN部分发生泄漏,处理方法主要是用15%的H2O2将其氧化成无毒的物质,化学反应方程式如下:NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3。下列关于该反应的叙述正确的是()A.NaCN中碳的化合价为+4价B.NaCN发生还原反应C.1molNaCN完全反应转移2mol电子D.氧化产物为NH3 答案解析解析关闭NaCN中Na为+1价,C为+2价,N为-3价,故A错误;反应时NaCN中碳的化合价升高,发生氧化反应,故B错误;NaCN中碳的化合价由+2价升高为+4价,即1molNaCN完全被氧化转移了2mol电子,故C正确;反应中只有NaCN中的碳元素被氧化,生成的NaHCO3为氧化产物,产物NH3中的各元素化合价在反应前后均未变化,故D错误。答案解析关闭C12基础梳理考点突破方法技巧氧化还原反应中的概念判断氧化还原反应的概念性题目的解题思路是:判价态,分升降;定类型,推其他。其中“判价态”是关键的一步,对于复杂物质中元素化合价可以利用常见元素的化合价进行推断,如CuFeS2中硫的化合价为-2价。同种元素不同价态之间的转化,其价态可根据“归中而不交叉”的原则判断。13基础梳理考点突破1.(2016湖北八校第一次联考)白磷有剧毒,白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,白磷与硫酸铜溶液可以发生如下两个反应:(1)2P+5CuSO4+8H2O=5Cu+2H3PO4+5H2SO4(2)11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4下列有关说法中错误的是()A.在上述两个反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂B.在上述两个反应中,氧化产物都是H3PO4C.在反应(2)中,当有5molCuSO4发生反应时,共转移10mol电子D.在上述两个反应中,氧化剂都只有硫酸铜 答案解析解析关闭在题述两个反应中,水中氢、氧元素的化合价没有发生变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,A项正确;在题述两个反应中,只有磷元素的化合价由反应前的0价升高到H3PO4中的+5价,发生氧化反应,氧化产物都是H3PO4,B项正确;在反应(2)中,有6个磷原子磷元素的化合价由0价升高到+5价,共失去30个电子,5个磷原子得电子化合价由0价降为-3价,15个铜离子得电子化合价由+2价降为+1价,总共得到30个电子,则当有5molCuSO4发生反应时,共转移10mol电子,C项正确;反应(2)中Cu2+和部分P化合价降低,得电子作氧化剂,故反应(2)氧化剂为磷和硫酸铜,D项错误。答案解析关闭D14基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练2.(1)(2015课标全国,28节选)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为。(2)(2013山东理综,28节选)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是。(3)(2012山东理综,29节选)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g),反应中氧化剂是。答案:(1)MnSO4(或Mn2+)(2)Cu2S(3)N2O415基础梳理考点突破解析:(1)海藻中的碘应为I-,与MnO2和H2SO4反应的离子方程式为2I-+MnO2+4H+=Mn2+I2+2H2O,还原产物为MnSO4(或Mn2+)。(2)在反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O中,Cu2S中铜元素化合价由+1价升高到CuSO4中的+2价,硫元素化合价由-2价升高到CuSO4中的+6价,Cu和S均被氧化,故Cu2S作还原剂。(3)反应中N2O4中N由+4价变为0价,作为氧化剂。16基础梳理考点突破氧化性、还原性强弱判断及氧化还原反应规律1.氧化性是指的性质(或能力);还原性是指的性质(或能力)。2.同一个氧化还原反应中,氧化剂和氧化产物具有,且氧化性氧化剂氧化产物;还原剂和还原产物具有,且还原性还原剂还原产物。3.氧化还原反应中,氧化剂得电子总数还原剂失电子总数。特别提醒氧化性强弱、还原性强弱分别是指得、失电子的能力强弱,与粒子得、失电子数目多少无关。氧化剂得电子还原剂失电子氧化性强于还原性强于等于17基础梳理考点突破18基础梳理考点突破19基础梳理考点突破1.判断氧化性、还原性强弱的方法(1)依据氧化还原反应方程式比较对于氧化还原反应一般有如下对应关系:氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物。则氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。(2)依据金属性、非金属性比较20基础梳理考点突破21基础梳理考点突破(4)浓度与酸碱度也可以影响氧化性、还原性强弱如氧化性:浓硝酸稀硝酸;酸性环境下,KMnO4或酸性K2CrO7氧化性较强。此外,还可以根据元素周期律、电化学原理等判断氧化性、还原性的强弱。22基础梳理考点突破2.氧化还原反应规律及其应用23基础梳理考点突破24基础梳理考点突破例2汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2。若氧化物比还原物多1.75mol,则下列判断正确的是()A.生成40.0LN2(标准状况)B.有0.250molNaN3被氧化C.转移电子的物质的量为1.25molD.被还原的N原子的物质的量为3.75mol 答案解析解析关闭 答案解析关闭25基础梳理考点突破思维建模守恒法解氧化还原反应计算题的思维流程(1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。(3)“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式:n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值。26基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练3.(2017辽宁葫芦岛六校协作体联考)下列说法正确的是()A.HClO中氯元素化合价比HClO4中氯元素化合价低,所以HClO4的氧化性强B.已知Fe+Cu2+=Fe2+Cu2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,则氧化性强弱顺序为Fe3+Cu2+Fe2+C.已知还原性:B-C-D-,则反应2C-+D2=2D-+C2和反应2C-+B2=2B-+C2都能发生D.具有强氧化性和强还原性的物质放在一起就能发生氧化还原反应 答案解析解析关闭虽然HClO中Cl的化合价比HClO4中Cl的化合价低,但HClO的氧化性比HClO4强,A项错误;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性Cu2+Fe2+、Fe3+Cu2+,因此有氧化性Fe3+Cu2+Fe2+,B项正确;还原性强的物质可制取还原性弱的,反之不成立,因此反应2C-+B2=2B-+C2不能发生,C项错误;氧化还原反应有时也需要一定的条件,D项错误。答案解析关闭B27基础梳理考点突破4.(1)(2016上海化学,17)某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为()A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93(2)(2016全国课标卷甲,26)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:联氨分子的电子式为,其中氮的化合价为。实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为。联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是。28基础梳理考点突破答案:(1)A2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O固体逐渐变黑,并有气泡产生1N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)29基础梳理考点突破30基础梳理考点突破31基础梳理考点突破氧化还原反应方程式的配平1.氧化还原反应方程式的配平(以KClO3与浓盐酸反应生成Cl2为例)(1)配平原理。在氧化还原反应中,元素化合价升高总值元素化合价的降低总值氧化剂得电子总数还原剂失电子总数转移电子总数。=32基础梳理考点突破(2)配平步骤。化合价相等质量电荷电子33基础梳理考点突破2.氧化还原反应电子转移的表示方法(以KClO3与浓盐酸反应为例)(1)双线桥法:双线桥法表示同一种元素从到的电子得失情况,箭头是从反应物中的开始,指向生成物中的同一种元素。反应物生成物变价元素34基础梳理考点突破(2)单线桥法:单线桥法表示反应物中同种元素或不同种元素之间的电子转移情况,即表示原子或离子之间电子转移的和。特别提醒(1)注意元素的“特殊”化合价。如Na2O2中氧元素的化合价是-1价,FeS2中硫元素的化合价是-1价。(2)明确氧化剂和还原剂中,参加反应的原子与物质整体“1”中的数量关系。如Na2O2与SO2的反应中,起氧化性的氧原子是Na2O2的二倍,而在Na2O2与CO2的反应中,起氧化性和还原性的氧原子与Na2O2之比都是11。方向数目35基础梳理考点突破自主巩固自主巩固根据反应FeS2+O2Fe2O3+SO2回答下列问题。(1)氧化剂是,还原剂是,氧化产物是,还原产物是。(2)化合价升高的元素为,化合价降低的元素为。(3)1“分子”还原剂化合价升高总数为,1“分子”氧化剂化合价降低总数为。(4)配平后各物质的化学计量数依次为。O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2Fe、SO1144112836基础梳理考点突破1.正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,一般从左边反应物着手配平。2.逆向配平法:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。3.缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价的升降守恒将现有的物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。37基础梳理考点突破38基础梳理考点突破39基础梳理考点突破40基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练5.(2016河南豫南九校第一次联考)ClO2是一种高效安全的绿色杀菌剂,下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是()答案解析解析关闭氯气中氯元素的化合价从0价降低到-1价,NaClO2中氯元素化合价从+3价升高到+4价,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为12,A项正确;二氧化氯在强碱性环境中自身发生氧化还原反应,B项正确;化学方程式电荷不守恒,C项错误;二氧化氯作为氧化剂,氯元素由+4价降低到-1价,杀菌效果比氯气、次氯酸强,D项正确。答案解析关闭C41基础梳理考点突破6.(2016上海化学,四)NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaClNaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2已知HCN(Ki=6.310-10)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。完成下列填空:(1)第一次氧化时,溶液的pH应调节为(填“酸性”“碱性”或“中性”);原因是。(2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。(3)处理100m3含NaCN10.3mgL-1的废水,实际至少需NaClOg(实际用量应为理论值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5mgL-1,达到排放标准。(4)(CN)2与Cl2的化学性质相似。(CN)2与NaOH溶液反应生成、和H2O。42基础梳理考点突破答案:(1)碱性防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气(3)14900(4)NaOCNNaCN43基础梳理考点突破44基础梳理考点突破1.“升失氧,降得还”六字真言,元素化合价升高(降低)、失(得)电子,发生氧化(还原)反应。2.氧化还原反应三大规律强弱规律、价态转化规律、守恒规律。3.氧化还原反应相关计算“三部曲”一找物质、二定得失、三列得失。45基础梳理考点突破4612341.在下列反应中,HCl作还原剂的是(),HCl作氧化剂的是()CB解析:NaOH与HCl反应为酸碱中和反应,是复分解反应,也是非氧化还原反应;B项,Zn与HCl生成氢气的反应中,氢元素的化合价由+1价降为0价,发生还原反应,HCl是氧化剂;MnO2与浓盐酸的反应中,氯元素的化合价由-1价升高到0价,发生氧化反应,HCl为还原剂;CuO与HCl的反应,是碱性氧化物与酸反应生成盐和水的反应,是非氧化还原反应。4712342.2017江西赣州十三县(市)联考二氯化二硫(S2Cl2)分子中的各原子最外层电子数均满足8电子,易与水反应:2S2Cl2+2H2O=4HCl+SO2+3S。对该反应下列说法正确的是()A.1molS2Cl2价电子数为66NAB.氧化产物与还原产物的物质的量之比为17C.每生成1molSO2转移4NA电子D.每生成48g硫单质会断裂5NA个共价键 答案解析解析关闭 答案解析关闭4812343.(1)维生素C又称“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,根据以上转化你能得出的结论是。(2)氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。工业上可以用氧化铝、焦炭和氮气在高温下制取,请写出有关反应的化学方程式,其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。答案:(1)维生素C具有强还原性,且还原性比Fe2+强(2)Al2O3+N2+3C2AlN+3CO13491234解析:(1)Fe3+Fe2+发生了还原反应,则说明维生素C具有还原性,且还原性比Fe2+强。(2)N2AlN反应中氮元素的化合价由0价降为-3价,发生还原反应,N2为氧化剂;则碳元素被氧化,高温下碳元素生成CO,碳为还原剂。根据氧化还原反应方程式配平原理,反应方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。故氧化剂与还原剂物质的量之比为13。5012344.(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性,H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。H3PO2中,P元素的化合价为。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为41,则氧化产物为(填化学式)。(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是。当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是。答案:(1)+1价H3PO4(2)Cu2S4H2511234解析:(1)H3PO2中P化合价为+1价。根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为14,4molAg+在反应中得到4mole-,1molH3PO2则失去4mole-,所以P在产物中显+5价,产物为H3PO4,即氧化产物为H3PO4。(2)在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中,Cu2S是还原剂,O2是氧化剂,1molO2得4mole-,则还原剂失去4mole-。由于Cu2+发生水解反应Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+,则Mg+2H+=Mg2+H2,所以放出的气体应为H2。52
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