2019-2020年高考化学一轮复习 专题2.4 氧化还原反应的规律及应用讲案（含解析）.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 专题2.4 氧化还原反应的规律及应用讲案（含解析）复习目标：1、 了解氧化还原反应的基本规律并运用其解题。2、 利用氧化还原反应的基本原理判断氧化还原产物，正确书写出氧化还原反应化学方程式。3、 会利用化合价升价法对氧化还原反应进行配平。4、 能运用守恒进行相关的计算基础知识回顾：一、氧化还原反应基本规律及应用1、价态律 当元素具有可变化合价时，一般处于最高价态时只具有氧化性，处于最低价态时只具有还原性，处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如：浓H2SO4的S只具有氧化性，H2S 中的S只具有还原性，单质S既具有氧化性又具有还原性。2、强弱律 在氧化还原反应中，强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物)，即氧化剂的氧化性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知，FeCl3的氧化性比I2强，KI的还原性比FeCl2强。 一般来说，含有同种元素不同价态的物质，价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外)，价态越低还原性越强。如氧化性：浓H2S04 SO2（H2SO3) S；还原性：H2SSSO2。 在金属活动性顺序表中，从左到右单质的还原性逐渐减弱，阳离子(铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。3、优先律 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较强的物质；同一还原剂与多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质。如：将Cl2通入物质的量浓度相同的NaBr和NaI 的混合液中，Cl2首先与NaI 反应；将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中，Fe首先与Fe3+反应。4、价态归中规律 含不同价态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“高价十低价中间价”而不会出现交错现象。5、歧化反应规律发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。其反应规律是：所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即“中间价高价十低价”。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。【典型例题1】【xx全国，13】【经典题】含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是Ax0.4a，2Fe2-+Cl22Fe3+2Cl-Bx0.6a，2Br+ Cl2Br2+2ClCx=a，2Fe2+2Br+2Cl2Br2+2Fe3+4ClDx=1.5a，2Fe2+4Br+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl【迁移训练1】【云南省红河州xx届高中毕业生复习统一检测】工业上焙烧明矾 KAl(SO4)212H2O的化学方程式为：4 KAl(SO4)212H2O+3S2K2SO4+2Al2O3 +9SO2 +48H2O，下列判断正确的是A在焙烧明矾的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比是3：4B最后得到的K2SO4溶液呈中性，所以c(K+)=c(SO42-)C焙烧产生的SO2可用于制硫酸,焙烧948 t明矾(M= 474 g/mol)，若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸432 tD工业上冶炼Al2O3制得Al，以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是Al3NiO(OH)NaOH NaAlO23Ni(OH)2二、氧化还原方程式的书写及配平1、推断反应物和产物根据氧化还原反应的原理，即氧化反应和还原反应同时发生，以及归中原理判断氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物。2、配平（1）配平原则电子得失守恒：反应中还原剂失去电子总数(化合价升高总值)与氧化剂得到的电子总数(化合价降低总值)质量守恒：反应前后元素的种类相同，各元素的原子个数相等。电荷守恒：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等。（2）配平步骤（以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例）：标出化合价变化了的元素的化合价。如：+7 -1 +4 0KMnO4+HCl=KCl+MnCl2+Cl2+H2O根据元素存在的实际形式调整发生了氧化还原反应的物质的系数，使之成1：1的关系。 如：+7 -1 +4 0KMnO4+2HCl=KCl+MnCl2+Cl2+H2O调整系数，使化合价升降总数相等。化合价 5 KMnO4+2HCl=KCl+MnCl2+Cl2+H2O化合价2根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。如：2KMnO4+10HCl=KCl+2MnCl2+5Cl2+H2O利用元素守恒，用观察方法配平没有参加氧化还原反应的其他物质的系数。如：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O检查方程式两边各原子的个数是否相等，离子方程式还要检查方程式两边的离子所带的电荷数是否相等。3、缺项补项 在配平中缺项，一般通过质量守恒可以判断，更多时候考查H和O的缺项，如左边O多，可以采用O+2H+H2O或O+H2O2OH-；左边少O，可以H2O2H+O或2OH-H2O+O。【典型例题2】【07年宁夏理综27】氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得： SiO2 C N2 Si3N4 CO （1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在方框内）；（2）该反应的氧化剂是 ，其还原产物是 ；【迁移训练2-1】【09年广东化学23】（11分）化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2，在酸性等条件下发生下述反应：（a） Ni2+ + H2PO2+ Ni+ H2PO3+ 请在答题卡上写出并配平反应式（a）。【答案】2Ni2+ + 1H2PO2+ 1H2O 2 Ni+ +1H2PO3+ 2 H+【迁移训练2-2】【07年上海，24】氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式： NO34H3eNO2H2OKMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质（甲）能使上述还原过程发生。（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式： （2）反应中硝酸体现了 、 性质。（3）反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的物质的量是 mol。（4）若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是： 。考点详析：考点一：氧化还原反应规律的应用1 反应先后规律的应用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。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是如反应KClO36HCl=KCl3Cl23H2O中，转移的电子数为5，而非6。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：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。【典型例题3】【河北省唐山市xx年度高三二模能力测试】已知：2Fe + 3Br2 = 2FeBr3，Fe2+的还原性大于Br。现有16.8 g铁和0.3 mol Br2反应后加入水得到澄清溶液后，通入a mol Cl2。下列叙述不正确的是 A当a = 0.1时，发生的反应为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl B当a = 0.45时，发生的反应为2Fe2+4Br+3Cl22Fe3+2Br2+6Cl C若溶液中Br有一半被氧化时， c(Fe3+): c(Br):c(Cl) 1:1:3 D当0a0.15时，溶液中始终满足2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)c(Cl)+c(Br)+ c(OH)【迁移训练3】已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：GQNaClQH2OXH2YNaOHGQH2OZNaOHQXH2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是 ()AG、Y、Q、Z、X BX、Z、Q、G、YCX、Z、Q、Y、G DG、Q、Y、Z、X考点二：氧化还原方程的书写及配平1、未知氧化还原反应方程式的书写技巧（1）熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物氧化剂Cl2O2浓H2SO4HNO3KMnO4(H)、MnO2Fe3KClO3H2O2还原产物ClO2SO2NONO2Mn2Fe2ClH2O还原剂I(HI)S2(H2S)CO、CH2NH3SO2SOH2O2氧化产物I2SCO2HNOSOO2（2）书写未知氧化还原反应方程式的步骤(3步法)第1步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H或OH的形式使方程式两端的电荷守恒。第3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。2、配平的基本方法（1）全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。（2）自变从右边配：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：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加(H)，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加(OH)，生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。【典型例题4】按要求完成下列方程式：（1）在NaClO溶液中通入足量SO2，写出发生反应的离子方程式：_。（2）S与Cl2的水溶液充分反应可生成2种强酸，该反应的化学反应方程式是_。（3）无色有刺激性气味的SO2气体与含1.5 mol Cl的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5NA个电子转移时，该反应的化学方程式是_。考点三：氧化还原反应相关计算守恒法的应用对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。守恒法解题的基本步骤：（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。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。【典型例题5】【湖南长沙雅礼中学xx第二次月考】取相同体积的KI、Na2S、FeBr2溶液，分别通入足量的Cl2，当反应恰好完成时，消耗Cl2的体积相同（同温、同压条件下），则KI、Na2S、FeBr2溶液的物质的量浓度之比是（ ） A112 B213 C632 D321 【迁移训练5】在PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为_mol。生成1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为_mol。【典型例题6】【山东省临沂市郯城一中xx届高三12月月考】向某FeBr2溶液中，通入112L（标准状况下）的Cl2，测得溶液中c（Br）=3c（Cl-）=03mol/L。反应过程中溶液的体积变化不计，则下列说法中正确的是A原溶液中c（Br）=04mol/L B反应后溶液中c（Fe3+）=c（Fe2+）C反应后溶液中c（Fe3+）=01mol/L D原溶液的浓度为01mol/L【迁移训练6】【xx崇明一模】足量的铜与一定量的浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO、N2O4、NO2 的混合气体，这些气体与1.68升O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则和铜反应的硝酸的物质的量可能是()A0.4molB0.55molC0.6molD0.65mol