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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应优质导学案
展开核心知识点一:
一、信息型氧化还原方程式的书写
1. 常见氧化剂及还原剂对应产物的判断
方程式的书写不要盲目,首先要根据基本理论(氧化还原反应、离子反应等)进行系统分析,判断反应物、产物;然后根据配平的基本方法(基于质量守恒的观察法、电子得失守恒的化合价升降法以及缺项配平)对其进行配平,最后进行检查即可得到。
2. 四步法突破信息型氧化还原反应方程式的书写
信息型氧化还原反应方程式是指用文字描述的方式,叙述一个化学反应的过程,需要从文字信息中提炼反应物、生成物,进而分析反应中电子得失情况,书写流程为:
核心知识点二:
二、氧化还原反应规律的应用
氧化还原反应的基本规律有:守恒律、强弱律、价态律、转化律、难易律,下面就各种规律及其作用做个介绍:
1. 守恒规律
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。即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。
应用:①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。
②配平氧化还原反应方程式。
2. 强弱规律
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
强弱规律的应用:①判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。
②判断某氧化还原反应能否正常进行。
3. 优先规律
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
应用:①判断某一氧化还原反应能否正常进行。
②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。
如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:2I-+Cl2=2Cl-+I2,然后发生反应:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。
4. 价态规律
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。
应用:①判断氧化还原反应能不能发生。
②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。
归中反应:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
如:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O(H2→,H2O4→O2)、5Cl-+ClO+6H+=3Cl2↑+3H2O。
歧化反应:当元素化合价处于中间价态时,才能发生歧化
如:Cl2 + H2O=HCl + HClO
核心知识点一:
1. KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应,生成Mn2+和CO2。该反应的离子方程式:___________________________________________________。
【答案】2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2↑ + 8H2O
【解析】根据“四步法”,先判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,第二步再写出氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物,并配平,第三步补项,第四步根据得失电子守恒配平,最后方程式为:2MnO4- + 5C2O42- + 16H+2Mn2+ + 10CO2↑ + 8H2O。
【考点】氧化还原反应方程式书写
2. “钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的,但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2+。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式:________________________________。
(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式:___________。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式:______________________________________。
【答案】V+6H++5NO3-= VO2++5NO2 ↑+3H2O
2NH4VO3V2O5+2NH3 ↑+H2O
V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2 ↑+3H2O
【解析】本题主要考查陌生方程式的书写。(1) 钒室温下能溶解于浓硫酸中生成VO2+,故金属钒与浓硝酸:V+6H++5NO3-= VO2++5NO2 ↑+3H2O;(2)根据题意灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,其方程式为:2NH4VO3V2O5+2NH3 ↑+H2O;(3)浓盐酸与V2O5反应氯气,氯元素的化合价升高,钒元素被还原为蓝色的VO2+,其反应离子方程式为:V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2 ↑+3H2O;
【考点】陌生氧化还原反应方程式的书写
(1)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2
(2)Cr2O72-+3HSO3-+5H+2Cr3++3SO42-+4H2O
【解析】(1)根据氧化还原反应原理,Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2,由此可得化学方程式2Mn(OH)2+O22MnO(OH)2。(2)HSO3-在反应中被氧化为SO42-,结合反应前后元素化合价变化,利用升降法可写出并配平该离子方程式。
【考点】氧化还原反应方程式的书写
核心知识点二:
某强氧化剂XO(OH)2+ 被Na2SO3还原。如果还原1.2×10-3 ml XO(OH)2+,需用30 mL 0.1ml·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是( )
A. XO B. X2O3 C. X2O D. X
【答案】D
【解析】由题意,S元素由+4→+6价,假设反应后X的化合价为+x价,根据氧化还原反应中得失电子数目相等,1.2×10-3×(5-x)=0.03L×0.1 ml·L-1×(6-4),解得x=0,所以X元素被还原后的物质是X。综上所述,符合题意的选项为D。
【考点】电子得失守恒在化学计算中的应用
已知:①向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;
②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;
③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。
下列判断正确的是( )
A. 上述实验证明氧化性:MnO>Cl2>Fe3+>I2
B. 上述实验中,共有两个氧化还原反应
C. 实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D. 实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
【答案】A
【解析】①高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气,说明高锰酸钾的氧化性强于氯气,②说明氯气的氧化性强于三价铁离子,③说明三价铁离子的氧化性强于碘单质,A项正确;三个反应都为氧化还原反应,B项错误;根据氧化性强弱顺序,氯气能和碘化钾反应生成碘单质,能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,C项错误;实验②证明亚铁离子有还原性,不能证明其有氧化性,D项错误。
【考点】氧化还原反应规律的应用
(答题时间:25分钟)
一、选择题
1. 铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3++2Ag=Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+=3Fe2+。
下列离子氧化性比较顺序正确的是( )
A. Tl3+>Fe3+>Ag+ B. Fe3+>Ag+>Tl3+
C. Tl+>Ag+>Fe2+ D. Tl3+>Ag+>Fe3+
2. 下列化学反应发生的先后顺序判断正确的是( )
A. 在含有等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中,缓慢通入氯气:I-、Br-、Fe2+
B. 在含有等物质的量的NaCl、NaBr的溶液中加入硝酸银溶液:Cl-、Br-
C. 在含有等物质的量的Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉:Cu2+、Fe3+
D. 在含有等物质的量的H+、Al3+的溶液中,逐滴加入NaOH溶液:H+、Al3+、Al(OH)3
3. 根据下列反应,推断氧化性强弱顺序正确的是( )
①2Fe2++Cl2=2Fe3++2 Cl-
②HClO+HCl=Cl2↑+H2O
③Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
A. Cl2>HClO>Cu2+ B. HClO>Cl2>Fe3+
C. Cl2>Cu2+>Fe3+ D. Fe3+>Cu2+>HClO
4. 做实验时不小心沾在皮肤上的高锰酸钾会形成黑斑,很久才能消除,若用乙二酸的稀溶液擦洗黑斑,黑斑可以迅速褪去,其反应的离子方程式为:MnO+H2C2O4+H+―→CO2↑+Mn2++eq \x( );下列有关此反应的叙述正确的是( )
A. 乙二酸中C显+2价
B. 反应的离子方程式右侧方框内的产物是OH-
C. 氧化剂和还原剂的化学计量数之比是5∶2
D. 若有6ml H+参加反应,则转移电子10ml
5. 有Fe3+、Fe2+、NO、NH、H+和H2O六种微粒,分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物,下列叙述中,不正确的是( )
A. 还原产物为NH
B. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
C. 若有0.5ml NO参加还原反应,则转移电子8ml
D. 若把该反应设计为电解池,则阳极反应为Fe2+-e-=Fe3+
6. 硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式:_________________________。
7. 取一定量的酸性KMnO4溶液依次进行下列实验,有关现象记录如下:
①滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有气泡产生;
②再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色;
③最后通入足量的SO2气体。
请回答下列问题:
(1)KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为______________。
(2)实验③中的现象为__________________。
(3)实验①、②中反应的离子方程式分别是________________、______________。
1.【答案】D
【解析】在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
2.【答案】D
【解析】还原性:I->Fe2+>Br-,I-、Fe2+、Br-的物质的量相等,通入氯气时,被氧化的先后顺序依次为I-、Fe2+、Br-,A错误;溴化银的溶解度小于氯化银,在含有等物质的量的NaCl、NaBr的溶液中加入硝酸银溶液,首先生成溴化银沉淀,B错误;氧化性:Fe3+>Cu2+,含等物质的量的Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,首先发生Fe3+与铁的反应,C错误;在含有等物质的量的H+、Al3+的溶液中,逐滴加入NaOH溶液,首先发生H+的中和反应,然后OH-与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀,最后Al(OH)3溶解生成NaAlO2,D正确。
3. 【答案】B
【解析】①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-中氧化剂是Cl2,氧化产物是Fe3+,氧化性:Cl2>Fe3+②HClO+HCl=Cl2↑+H2O中氧化剂是HClO,氧化产物是Cl2,氧化性:HClO>Cl2;③Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+中氧化剂是Fe3+,氧化产物是Cu2+,氧化性:Fe3+>Cu2+;综上得到氧化性顺序是HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+。故选B。
4.【答案】D
【解析】A项,H2C2O4中H显+1价,O显-2价,则C显+3价;B项,方程式左侧有H+参加,则右侧方框内产物不可能为OH-,应为H2O;MnO为氧化剂,MnOMn2+,H2C2O4为还原剂,H2C2O42CO2,根据得失电子守恒,则氧化剂和还原剂的化学计量数之比为2∶5。反应2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O中转移电子数为10e-,即6ml H+参加反应,转移10ml电子。
5.【答案】C
【解析】其离子方程式为8Fe2++10H++NO=8Fe3++NH+3H2O。C项,若有0.5ml NO参加还原反应,应转移4 ml电子。
6.【答案】3H2SO4+5H2S+2KMnO4―→5S↓+2Mn SO4+K2SO4+8H2O
【解析】根据所给出的反应物和生成物配平含变价元素物质的计量系数,再结合环境根据质量守恒配平其他计量系数,所以反应的化学方程式为3H2SO4+5H2S+2KMnO4―→5S↓+
2MnSO4+K2SO4+8H2O。
7.【答案】(1)PbO2>KMnO4>H2O2
(2)溶液紫红色褪色,有白色沉淀生成
(3)2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
5PbO2+2Mn2++4H+=5Pb2++2MnO+2H2O
【解析】实验①说明H2O2能被MnO氧化,氧化性:KMnO4>H2O2;实验②说明Mn2+能与PbO2反应生成MnO,氧化性:PbO2>KMnO4。实验③中SO2还原性较强,能使酸性KMnO4褪色,SO2被氧化为H2SO4,H2SO4和Pb2+反应生成PbSO4白色沉淀。
重难点
题型
分值
重点
1. 信息型氧化还原反应方程式的书写
2. 氧化还原反应的规律及应用
选择与填空
6-8分
难点
信息型氧化还原反应方程式的书写
常见氧化剂
对应还原产物
常见还原剂
对应氧化产物
/
S
含氧有机物()
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