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    2020年高考化学一轮总复习文档:第二章第8讲氧化还原反应规律及应用 学案

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    2020年高考化学一轮总复习文档:第二章第8讲氧化还原反应规律及应用 学案

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    8讲 氧化还原反应规律及应用

    1.氧化性、还原性的判断

    (1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(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===NaAl3e===Al3,但根据金属活动性顺序表,NaAl活泼,更易失去电子,所以NaAl的还原性强。

    (3)氧化性、还原性强弱的比较方法

    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价态规律

    (1)升降规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等

    (2)价态归中规律

    含不同价态的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,而不会出现交叉现象。简记为两相靠,不相交

    例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

    注:中不会出现H2S转化为SO2H2SO4转化为S的情况。

    (3)歧化反应规律

    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

    3强弱规律

    自发进行的氧化还原反应,一般遵循氧化剂制氧化剂,还原剂制还原剂,即

    4先后规律

    (1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2>Br,所以Fe2先与Cl2反应。

    (2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由的顺序依次反应。如在含有Fe3Cu2H的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3>Cu2>H,所以铁粉先与Fe3反应,然后依次为Cu2H

    5得失电子守恒规律

    (1)氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数

    (2)应用:运用守恒规律可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。

     

    1.判断正误,正确的画,错误的画“×”,并指明错因。

    (1)金属失去的电子数越多,金属的还原性越强。(×)

    错因:金属还原性强弱取决于其失电子的难易程度,与失电子多少无关。

    (2)SO2具有较强的还原性,浓H2SO4具有强氧化性,故二者能发生氧化还原反应。(×)

    错因:硫元素没有介于+4价和+6价之间的价态,不能发生反应。

    (3)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,物质的氧化性越强。(×)

    错因:由反应3NO2H2O===2HNO3NO可知氧化性:NO2>HNO3

    (4)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性。(×)

    错因:NaCO2中的碳元素均处于最高价,但不具有强氧化性。

    (5)反应:KClO36HCl===KCl3Cl23H2O转移的电子数为6e(×)

    错因:转移的电子数为5e

    (6)强氧化剂与强还原剂混合一定能发生氧化还原反应。(×)

    错因:SO2是强还原剂,浓H2SO4是强氧化剂,但二者不反应。

    2.水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe22S2OO2aOH===YS4O2H2O,下列有关说法不正确的是(  )

    Aa4

    BY的化学式为Fe2O3

    CS2O是还原剂

    D.每32 g O2参加反应,转移电子的物质的量为4 mol

    答案 B

    解析 2S2OS4O,失去2 mol电子,O22O2,得到4 mol电子,由得失电子得失守恒知2Fe22Fe3,失去2 mol电子,再由原子守恒知,Y为四氧化三铁,B项错误。

    考点 氧化性、还原性强弱的比较及应用

     [典例1] (2018·延安质检)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2Co2O3Cl2FeCl3I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(  )

    A3Cl26FeI2===2FeCl34FeI3

    BCl2FeI2===FeCl2I2

    CCo2O36HCl()===2CoCl2Cl23H2O

    D2Fe32I===2Fe2I2

    解析 根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,可判断B中氧化性:Cl2>I2C中氧化性:Co2O3>Cl2D中氧化性:Fe3>I2,这些结论与题给信息一致。对于A,由于I的还原性强于Fe2,所以Cl2应先氧化I,而不应先氧化Fe2

    答案 A

    名师精讲

    1物质氧化性、还原性强弱判断的常用方法

    (1)根据化学方程式

    氧化性:氧化剂>氧化产物;

    还原性:还原剂>还原产物。

    (2)依据反应条件来判断

    当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若氧化产物价态相同,可依据反应条件的难易程度来判断氧化剂氧化性的相对强弱,一般来说反应条件越苛刻,说明反应越难发生(即氧化剂得电子越困难),则对应氧化剂的氧化性越弱,例如:

    Cu4HNO3()===Cu(NO3)22NO22H2O

    Cu2H2SO4()CuSO4SO22H2O

    氧化性:浓硝酸>浓硫酸。

    (3)根据元素周期表判断

    (4)根据金属活动性顺序表判断

    (5)根据非金属活动性判断

     

     

    2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()性越强其氧化性(还原性)越强。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2

    拓展 为了提高KMnO4的氧化性,需酸化处理,所加入的酸为稀H2SO4

     

    1.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:

    Ce4Fe2===Fe3Ce3

    Sn22Fe3===2Fe2Sn4

    由此可以确定Fe2Ce3Sn2三种离子的还原性由强到弱的顺序是(  )

    ASn2Fe2Ce3 BSn2Ce3Fe2

    CCe3Fe2Sn2 DFe2Sn2Ce3

    答案 A

    解析 由方程式知还原性Fe2Ce3;由方程式知还原性Sn2Fe2;故还原性Sn2Fe2Ce3,所以选A

    2已知IFe2SO2H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2H2O2ISO2,则下列反应不能发生的是(  )

    A2Fe3SO22H2O===2Fe2SO4H

    BI2SO22H2O===H2SO42HI

    CH2O2H2SO4===SO2O22H2O

    D2Fe3H2O2===2Fe2O22H

    答案 C

    解析 A项,还原性SO2Fe2,反应能发生;B项,还原性SO2I,反应能发生;C项,还原性H2O2SO2,与已知矛盾,反应不能发生;D项,还原性H2O2Fe2,反应能发生。

    3某校同学为探究Br2I2Fe3的氧化性强弱,进行了如下实验。

    实验:取少量KI溶液于试管中,先加入溴水,振荡,再加入CCl4,振荡后静置,观察到下层液体呈紫红色;

    实验:取少量FeSO4溶液于试管中,先加入溴水,振荡,再继续滴加两滴KSCN溶液,振荡,观察到溶液呈红色。

    (1)写出实验中发生的氧化还原反应的离子方程式:_____________

    _____________________

    (2)由上述两个实验,对物质的氧化性可以得出的正确结论是_______

    ABr2I2 BFe3Br2

    CBr2Fe3 DIBr

    (3)已知Fe3的氧化性强于I2,请你从所给试剂中选择所需试剂,设计一个实验加以证明。(提示:请写出实验步骤、现象及结论)_____________

    _____________

    _____________

    FeCl3溶液 碘水 KI溶液 稀硫酸 淀粉溶液

    答案 (1)2Fe2Br2===2Fe32Br (2)AC

    (3)取少量FeCl3溶液于试管中,分别加入KI溶液和淀粉溶液,充分振荡,若溶液变蓝,说明有I2生成,进而证明Fe3的氧化性强于I2

    解析 实验下层溶液呈紫色,说明有I2生成,说明Br2的氧化性强于I2;实验滴加KSCN溶液,溶液呈红色,说明有Fe3生成,也说明Br2的氧化性强于Fe3

    (1)实验Fe2被氧化成Fe3的离子方程式为2Fe2Br2===2Fe32Br

    (2)根据实验可知氧化性Br2I2,根据实验可知氧化性Br2Fe3,所以AC正确。

    (3)要证明Fe3的氧化性强于I2,可用FeCl3氧化KI生成I2加以判断。

    考点 守恒规律及其应用

     [典例2] 配平下列化学方程式

    (1)(2016·天津高考)配平下列反应的化学方程式:

    ( )MnO(OH)2( )I( )H( )Mn2( )I2( )H2O

    (2)(2015·浙江高考)完成以下氧化还原反应的离子方程式:

    ( )MnO( )C2O_______===( )Mn2( )CO2_______

    解析 (1)

     

     

    (2)

    答案 (1)1 2 4 1 1 3

    (2)2 5 16H 2 10 8H2O

    名师精讲

    1氧化还原反应方程式配平原则

    (1)一般配平原则

    (2)缺项配平原则

    对于化学反应方程式,所缺物质往往是酸、碱或水,补项的两原则

    2.氧化还原反应方程式配平流程

    (1)直接型氧化还原反应方程式的配平

    (2)缺项型氧化还原反应方程式的配平

    缺项方程式是指某些反应物或生成物的化学式没有写出来,一般为水、酸(H)或碱(OH),其配平流程为:

     

     

    [典例3] (2018·河南省实验中学月考)现有24 mL浓度为0.05 mol·L1Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L1K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为(  )

    A.+2 B3 

    C.+4 D5

    解析 题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+46;而Cr元素的化合价将从+6n(设化合价为+n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有0.05 mol·L1×0.024 L×(64)0.02 mol·L1×0.020 L×2×(6n),解得n3

    答案 B

    [典例4] (2018·伊犁质检)x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8960 mLNO2气体和672 mLN2O4气体(都已折算到标准状态),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02 g。则x等于(  )

    A8.64 B9.20 

    C9.00 D9.44

    解析 反应流程为

    x g17.02 gm(OH)

    OH的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓HNO3得电子的物质的量,即:

    n(OH)×1×2×10.46 mol

    所以x g17.02 g0.46 mol×17 g·mol19.20 g

    答案 B

    名师精讲

    守恒法解题的3步流程

     

    说明 多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的得失电子守恒关系,快速求解。

     

    4.配平下列方程式

    (1)________ClO________Fe(OH)3________===________Cl________FeO________H2O

    (2)________MnO________H2O2________===________Mn2________O2________H2O

    (3)________FeS2________O2________Fe2O3________SO2

    (4)________NH4NO3________HNO3________N2________H2O

    答案 (1)3 2 4OH 3 2 5

    (2)2 5 6H 2 5 8

    (3)4 11 2 8

    (4)5 2 4 9

    解析 (1)依据电荷守恒,故缺项应为阴离子(因一个ClO生成一个Cl),所以再依据原子守恒,缺项应为OH

    (2)(1)的分析方法,缺项应为H

    5Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2SxNaClO的物质的量之比为116,则x的值为(  )

    A2 B3 

    C4 D5

    答案 D

    解析 Na2 xNa2O4 NaONa

    得关系式·x16×2x5

    考点 价态规律及其应用

     [典例5] (2018·南京调研)已知GQXYZ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)

    GQNaCl

    QH2OXH2

    YNaOHGQH2O

    ZNaOHQXH2O

    这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是(  )

    AGYQZX BXZQGY

    CXZQYG DGQYZX

    解析 得出Q中价态高于G,因为G必介于Q和-1价的Cl之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到Y介于QG之间,故有Q价态高于YY价态高于G;分析H2O中的H化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X价态高于Q;最后分析Z介于QX之间,则X价态高于ZZ价态高于Q

    答案 A

    名师精讲

    1价态归中规律

    (1)含义:含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化遵循高价+低价中间价,而不会出现交叉现象。

    例如:H2S与浓硫酸的反应:

    (2)应用:根据化合价判断氧化还原反应体系中的氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物及电子转移的数目,判断同种元素不同价态的物质之间反应的可能性。

    2歧化规律

    同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循中间价态高价态+低价态,不会出现一边倒的现象,即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。

     

     

    6.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2KOHKXKY(未配平)KX在一定条件下能自身反应:KXKYKZ(未配平,KYKZ关系比为13),以上KXKYKZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯的化合价是(  )

    A.+1 B3 

    C.+5 D7

    答案 C

    解析 反应Cl2KOHKXKYCl2的歧化反应,由于KX也发生歧化反应:KXKYKZ,可断定KYKCl,化合价高低是ZClXCl(均为正价)。假设KXCl为+a价,KZCl的化合价为+b价,依据化合价守恒原理及KXKY3KZ,有a13(ba),把a1a3a5代入上式讨论,可知a5时,b7符合题意。则KXCl的化合价为+5

    7根据表中信息,判断下列叙述中正确的是(  )

     

    A.表中组的反应可能有一种或两种元素被氧化

    B.氧化性强弱的比较:KClO3Fe3Cl2Br2

    C.表中组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e

    D.表中组反应的离子方程式为2MnO3H2O26H===2Mn24O26H2O

    答案 A

    解析 A项中,物质的氧化性是Cl2Br2Fe3,故Cl2先氧化Fe2,如有多余的Cl2再氧化Br,故组的反应可能有一种或两种元素被氧化,正确;B项中,氧化性KClO3Cl2Br2Fe3,不正确;C项中,组反应中还原产物是Cl2,电子转移数目是5e,不正确;D项中,组反应中H2O2为还原剂,其中的O原子全部变成O2,应为2MnO5H2O26H===2Mn25O28H2O,不正确。

     

     

     

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