2019年高考化学二轮复习 专题03 氧化还原反应教学案.doc

专题03 氧化还原反应1了解氧化还原反应的本质是电子转移。2了解氧化剂、 还原剂、氧化产物和还原产物等概念。3能够利用得失电子守恒进行有关氧化还原反应的计算。4了解常见的氧化剂和还原剂及常见的氧化还原反应。一、氧化还原反应的基本概念及相互关系1氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移，特征是反应前后元素化合价的升降；判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。2基本概念 (1)氧化反应：失去电子(化合价升高)的反应。(2)还原反应：得到电子(化合价降低)的反应。(3)氧化剂(被还原)：得到电子的物质(所含元素化合价降低的物质)。(4)还原剂(被氧化)：失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)。(5)氧化产物：还原剂失电子后对应的产物(包含化合价升高的元素的产物)。(6)还原产物：氧化剂得电子后对应的产物(包含化合价降低的元素的产物)。 3氧化还原反应的表示方法(1)双线桥法箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。在“桥”上标明电子的“得”与“失”，且得失电子总数应相等。 (2)单线桥法箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。箭头方向表示电子转移的方向。在“桥”上标明转移的电子总数。 1氧化还原反应与四种基本反应类型的关系(1)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应；(2)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应；(3)置换反应一定是氧化还原反应； 三、氧化还原反应规律1价态变化规律(1)归中规律：含同种元素不同价态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”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”)，也可以不同，但此时必是高价转变成较高中间价，低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。(2)歧化规律：同一种物质中的同一元素部分化合价升高，另一部分化合价降低，发生自身的氧化还原反应。2优先规律 在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时，当加入氧化剂时，还原性强的还原剂优先被氧化；同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时，当加入还原剂时，氧化性强的氧化剂优先被还原。如：把少量Cl2通入FeBr2溶液中，Fe2先失电子；把少量Cl2通入FeI2溶液中，I先失电子。3得失电子守恒规律 在任何氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定相等。对于氧化还原反应的计算，利用得失电子守恒规律，抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，能更快、更便捷地解决有关问题。2氧化还原反应方程式的配平(1)配平原则：电子守恒、原子守恒、电荷守恒(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。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11的关系。调整系数，使化合价升降总数相等。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。利用元素守恒，用观察法配平没有参加氧化还原反应的其他物质的系数。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。四、信息型氧化还原反应方程式的书写 (1)根据所学知识和题目所给信息(包括图像、工艺流程图等)，找出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 高频考点二氧化还原反应的规律及其应用例2【2017北京卷】下列变化中，气体被还原的是A二氧化碳使Na2O2固体变白B氯气使KBr溶液变黄C乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀【答案】B【变式探究】在含等物质的量浓度的Na2S和NaBr的溶液中缓慢通入氯气，下列离子方程式不符合实际情况的是()AS2Cl2=S2ClBS22Br2Cl2=SBr24ClC2S22Br3Cl2=2SBr26ClD3S22Br4Cl2=3SBr28Cl【解析】选B。依题意，n(Na2S)n(NaBr)。还原性：S2Br。A项符合实际情况，只有S2被氧化；B项不符合实际情况，不符合氧化还原反应的优先规律，当S2没有被氧化完时，Br不会被氧化；C项符合实际情况，S2和Br都完全被氧化；D项符合实际情况，S2完全被氧化，Br部分被氧化。【变式探究】Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为21时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为()A110 B18C16 D15高频考点三氧化还原反应的综合应用例3、【2017海南】在酸性条件下，可发生如下反应： +2M3+4H2O=+Cl+8H+， 中M的化合价是 （ ）A. +4 B. +5 C. +6 D. +7【答案】C【解析】根据离子反应方程式中，反应前后所带电荷数相等，即61=8n1，解得n=2，从而得出M2O7n中M的化合价为+6价，故C正确。【变式探究】二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：电解时发生反应的化学方程式为_。溶液X中大量存在的阴离子有_。除去ClO2中的NH3可选用的试剂是_(填标号)。a水b碱石灰c浓硫酸 d饱和食盐水(3)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_(填标号)。a明矾 b碘化钾c盐酸 d硫酸亚铁由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，得到ClO2和NH3及溶液X，N由3价降低为3价，NaClO2中Cl由3价升高到4价，生成ClO2，Cl未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2NCl33H2O=6ClO2NH33NaCl3NaOH，溶液呈碱性，故溶液X中含有大量的阴离子为Cl和OH。ClO2是酸性气体，NH3是碱性气体，除去ClO2中的NH3可选用酸性干燥剂，如浓H2SO4等。(3)利用亚氯酸盐的氧化性及FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。 1【2016年高考北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是（ ）A中溶液橙色加深，中溶液变黄B中Cr2O72-被C2H5OH还原C对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D若向中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色【答案】D【解析】在平衡体系中加入酸，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，橙色加深，加入碱，平衡正向移动，溶液变黄，A正确；中重铬酸钾氧化乙醇，重铬酸钾被还原，乙醇被氧化，B正确；是酸性条件，是碱性条件，酸性条件下氧化乙醇，而碱性条件不能，说明酸性条件下氧化性强，C正确；若向溶液中加入70%的硫酸到过量，溶液为酸性，重铬酸根离子浓度增大，可以氧化乙醇，溶液变绿色，D错误。2【2016年高考上海卷】下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是（ ）A海带提碘 B氯碱工业C氨碱法制碱 D海水提溴【答案】C3【2016年高考上海卷】一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是（ ）A一定属于吸热反应 B一定属于可逆反应C一定属于氧化还原反应 D一定属于分解反应【答案】A【解析】根据图示可知该反应反应物是一种，生成物是两种且其中一种是单质。该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2的反应是放热反应，A错误；根据图示可知有一部分反应物未参加反应，属于该反应是可逆反应，B正确；该反应中化合物发生分解反应有单质生成，所以有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C正确；反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，D正确。4【2016年高考上海卷】O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是（ ）A氧气是氧化产物BO2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：4【答案】D5【2016年高考上海卷】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A0.80 B0.85 C0.90 D0.93【答案】A【解析】根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mL Cl2转移电子数为0.01mol。则有：，解得x=0.8。故选项A正确。6【2016年高考上海卷】（本题共12分）NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl（2）NaOCN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_（选填“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100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO_g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，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。【答案】（1）碱性；防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气。（2）2OCN+3ClOCO32+CO2+3Cl+N2 （3）14 900 （4）NaOCN、NaCN 【解析】（3）参加反应的NaCN是，反应中C由2价升高到4价，N元素化合价从3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，所以处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO的质量为g。（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似，则根据氯气与氢氧化钠反应的方程式可知，(CN)2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN和H2O。 【解析】（1）Fe是活泼的金属，根据还原水体中的NO3-的反应原理图可知，Fe被氧化作负极；正极发生得到电子的还原反应，因此正极是硝酸根离子被还原为NH4+，该溶液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反应式为：NO3-+8e-+10H+=NH4+3H2O；同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成四氧化三铁，该反应的离子方程式为：Fe2+2FeO(OH)Fe3O4+2H+。加入Fe2+之所以可以提高硝酸根离子的转化率主要因为减少了FeO（OH）的生成，生成更多的Fe3O4，增强了导电性，另外生成了H+，可以使pH增大的速度减慢，使NO3-的转化率增大；（4）Fe2H=Fe2H2，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全；初始pH高时，由于Fe3+的水解，Fe3+越容易生成FeO(OH)，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3去除率和铁的最终物质形态不同。 【考点定位】考查晶体类型、物质性质判断4【2014年高考山东卷第9题】等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是AFeO B. Fe2O3 C. FeSO4 D、Fe3O4 【答案】A【解析】根据化学式可算出四种物质中+2价Fe含量最大的是FeO，所以等质量的四种物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是FeO，故A项正确。【考点定位】本题考查根据化学式的计算。 5【2014年高考上海卷第17题】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。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Fe2C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【考点定位】考查铁、铜及其化合物转化的有关判断、氧化还原反应6【2014年高考上海卷第19题】下列反应与Na2O2SO2Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是A2Na2O22CO22Na2CO3O2 B2Na2O22SO32Na2SO4O2C2Na2O2H2SO4Na2SO4H2O2 D3Na2O2Cr2O32Na2CrO4Na2O【答案】D【解析】反应Na2O2SO2Na2SO4中SO2是还原剂，过氧化钠是氧化剂，则A、反应2Na2O22CO22Na2CO3O2中过氧化钠既是氧化剂，也还原剂，A不正确；B、反应2Na2O22SO32Na2SO4O2中过氧化钠既是氧化剂，也还原剂，B不正确；C、反应2Na2O2H2SO4Na2SO4H2O2中元素的化合价均没有发生变化，不是氧化还原反应，C不正确；D、反应3Na2O2Cr2O32Na2CrO4Na2O中，过氧化钠是氧化剂，D正确，答案选D。【考点定位】考查过氧化钠性质的判断、氧化还原反应7【2014年高考浙江卷第7题】下列说法不正确的是A光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济B氨氮废水(含NH4+及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理C某种光学检测技术具有极高的灵敏度，可检测到单个细胞(V=1012L)内的数个目标分子，据此可推算该检测技术能测量到细胞内浓度约为10121011molL1的目标分子D向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变【答案】D。【解析】汽油与甲醇的热值不相同，向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值发生变化。8【2014年高考安徽卷第25题】(14分)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。（1）Na位于元素周期表第 周期第 族；S的基态原子核外有 个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为 。（2）用“”或“”填空：第一电离能离子半径熔点酸性Si SO2 NaNaCl SiH2SO4 HClO4（3）CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 、101KPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl2(s)，放热44.4KJ，该反应的热化学方程式是 。（4）ClO2是常用于水的净化，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目 。 【答案】（1）第三周期，第A族 2，1s22s22p63s23p2（2），（3）4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(2)+2CuO(s) H=-177.6kJ/mol（4）【解析】（2）第一电离能同周期从左往右逐渐增大趋势，但有几个反常，故有SiS；具有相同的电子层结构，核电荷越多半径越小，故有O2-Na+；一般熔沸点原子晶体大于离子晶体；同周期从左到右非金属性逐渐增强，非金属性越强其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。 据图知D对应的化合价为7，则其含氯的离子为ClO4 。据图知A为Cl，B为ClO，C为ClO3 ，则BAC反应的化学方程式(并标出状态)为：3ClO (aq)ClO3 (aq)2Cl(aq)，反应放出热量：60363102117KJ/mol，故其反应热H117KJ/mol，综上便可写出完整的热化学方程式。【考点定位】考查元素周期律、电解原理、化学方程式的书写、化学反应类型的分析与判断、热化学方程式的书写。11【2014年高考江苏卷第20题】（14分）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。（1）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22eS （n1）S+ S2 Sn2写出电解时阴极的电极反应式： 。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成 。（2）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如题20图2所示。在图示的转化中，化合价不变的元素是 。反应中当有1molH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3的物质的量不变，需要消耗O2的物质的量为 。在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有 。（3）H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如题20图3所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。【答案】 （1） 2H2O+2e-=H2+2OH- Sn2-+2H+=(n-1)S+ H2 S （2）Cu、Cl 0.5mol 提高空气的比例（增加氧气的通入量）（3）2H2S2H2+S2【解析】12【2014年高考重庆卷第11题】（14分）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。（1）氢气是清洁能源，其燃烧产物为_。（2）NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应达到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为_，反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为_。（3）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：。某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为a mol/L，平衡时苯的浓度为bmol/L，该反应的平衡常数K_。（4）一定条件下，题11图示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。导线中电子移动方向为_。生成目标产物的电极反应式为_。该储氢装置的电流效率_（100%，计算结果保留小数点后1位）【答案】（1）水或H2O （2）NaBH42H2O=NaBO24H2；4NA或2.4081024（3） mol3/L3 （4）AD C6H66H6eC6H12 64.3%【解析】（1）氢气的燃烧产物是水。（2）反应前后B元素的化合价不变，则反应前后B元素的化合价均是3价，因此反应前NaBH4中氢元素的化合价是1价。水中氢元素的化合价是1价，因此反应中还有氢气生成，则反应的化学方程式为NaBH42H2O=NaBO24H2。NaBH4中氢元素的化合价从1价升高到0价，因此1molNaBH4在反应中失去4mol电子，其数目是4NA或2.4081024。 【考点定位】本题考查铁离子的检验、电解原理、氯气的检验等知识。14【2014年高考新课标卷第27题】（15分）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第 周期第 族；PbO2的酸性比CO2的酸性 （填“强”或“弱”）。（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ，阴极上观察到的现象是 ；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为 ，这样做的主要缺点是 。（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重的4.0%（即样品起始质量a点固体质量/样品起始质量100%）的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2 nPbO，列式计算x值和m:n值 。【答案】（1）六 A 弱（2）PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2+2H2O（3）PbO+ClO PbO2+Cl Pb2+2H2O2e PbO2+4H石墨上包上铜镀层 Pb2+2e Pb 不能有效利用Pb2（4）根据PbO2 PbOx+（2x/2）O2，有（2x/2）32=2394.0%，x=2（2394.0%/16）=1.4，根据mPbO2 nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。 【解析】