2018届一轮复习鲁科版氧化还原反应的基本概念和规律

2018届一轮复习鲁科版氧化还原反应的基本概念和规律

第6讲　氧化还原反应的基本概念和规律 考点一　用“双线桥”理解氧化还原反应的概念 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 ‎(1)根据反应中有无________转移或元素____________变化，可以把化学反应划分为______________反应和________________反应。判断氧化还原反应的最佳判据是________________________________。‎ ‎(2)四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。‎ ‎[示例]　下列反应属于氧化还原反应的是___________________________________________，‎ 属于化合反应的是____________，属于分解反应的是________________________，属于置换反应的是______________，属于复分解反应的是______________。‎ ‎①Cu2S＋O22Cu＋SO2‎ ‎②3O22O3‎ ‎③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ ‎④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑‎ ‎⑤CaCO3CaO＋CO2↑‎ ‎⑥2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎⑦SO3＋H2O===H2SO4‎ ‎⑧2Fe＋3Cl22FeCl3‎ ‎⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O ‎⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑‎ ‎⑪IBr＋H2O===HIO＋HBr ‎2．氧化还原反应的概念之间的关系 概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。‎ 实例：在Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2的反应中________是氧化剂，__________是还原剂；__________元素被氧化，________元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；________是氧化产物，________是还原产物。‎ ‎3．氧化还原反应电子转移的表示方法 ‎(1)双线桥法：①标变价，②画箭头，③算数目，④说变化。‎ 用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目：_________________________。‎ ‎(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得”、“失”字样。‎ 用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目：_________________________。‎ ‎4．常见的氧化剂和还原剂 ‎(1)常见氧化剂 常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：‎ ‎(2)常见还原剂 常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：‎ ‎(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性 元素化合价处于 氧化产物 还原产物 中间价态的物质 Fe2＋‎ Fe3＋‎ Fe SO(H2SO3)‎ SO S H2O2‎ O2‎ H2O 其中Fe2＋、SO(H2SO3)主要表现__________，H2O2主要表现__________。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)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(　　)‎ ‎(2)金属阳离子一定只具有氧化性(　　)‎ ‎(3)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(　　)‎ ‎(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂(　　)‎ ‎(5)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原(　　)‎ ‎2．元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原吗？有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　氧化还原反应及基本概念判断 ‎1．(2016·丰台模拟)下列颜色变化与氧化还原反应无关的是(　　)‎ A．将乙醇滴入酸性K2Cr2O7溶液中，溶液由橙色变为绿色 B．将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液红色褪去 C．将H2C2O4溶液滴入酸性KMnO4溶液中，溶液紫色褪去 D．将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，溶液先变红色后退色 ‎2．前几年，部分巨能钙被检出含有双氧水，而双氧水有致癌性，可加速人体衰老，因此卫生部已开始加紧调查巨能钙。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键 B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂 C．H2O2既有氧化性，又有还原性，与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的氧化性 D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似、与SO2不同 ‎3．(2016·文昌二模)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox)(3＜x＜4；M表示Mn、Co、Zn或Ni的二价离子)，常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，转化流程如图所示：有关上述转化过程的下列叙述正确的是(　　)‎ A．MFe2O4表现了还原性 B．MFe2Ox表现还原性 C．SO2和NO2表现了还原性 D．SO2和NO2发生了分解反应 题组二　运用“双线桥”分析陌生氧化还原反应 ‎4．(2017·威海调研)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2700℃，对于该反应，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该反应属于置换反应 B．N2H4是氧化剂 C．N2O4是还原剂 D．N2既是氧化产物又是还原产物 ‎5．偏二甲肼[(CH3)2NNH2]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________。‎ 练后反思 ‎1．解决氧化还原反应概念的一般思路 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含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。‎ ‎2．确定元素化合价的方法 ‎(1)代数和法 先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。如有机物中碳元素化合价(设为x)的确定方法：有机物中氧元素的化合价为－2，氢元素的化合价为＋1。利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。乙酸(C2H4O2)中满足2x＋(＋1)×4＋(－2)×2＝0，则x＝0。‎ ‎(2)记忆法 常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：‎ 一价氢、氯、钾、钠、银；二价氧、钙、镁、钡、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。‎ ‎(3)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断：‎ 、、、Al、、2O、H、。‎ 考点二　氧化性、还原性强弱的比较 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．氧化性、还原性的判断 ‎(1)氧化性是指__________的性质(或能力)；还原性是指__________的性质(或能力)。‎ ‎(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的________程度，与得、失电子数目的________无关。如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。‎ 从元素的价态考虑：最高价态——只有__________，如：Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有__________，如：金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有__________又有__________，如：Fe2＋、S、Cl2等。‎ ‎2．氧化性、还原性强弱的比较方法 ‎(1)根据化学方程式判断 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)根据反应条件和产物价态高低进行判断 ‎①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就________。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：Na________Mg________Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2________Cl2________Br2________I2。‎ ‎②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性________，如：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4________MnO2。‎ 当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性________，如：2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，则氧化性：Cl2________S。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应(　　)‎ ‎(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性(　　)‎ ‎(3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼(　　)‎ ‎(4)金属原子失电子数越多，金属的还原性越强(　　)‎ ‎2．含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？试举例说明。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　依据方程式判断氧化性、还原性强弱 ‎1．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：‎ Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋‎ Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋‎ 由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是(　　)‎ A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋‎ C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋ D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋‎ ‎2．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＋‎ 题组二　依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生 ‎3．(2016·延安质检)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)‎ A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3‎ B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2‎ C．Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2‎ ‎4．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是(　　)‎ A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋‎ 题组三　外界条件影响物质的氧化性、还原性 ‎5．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：‎ ‎①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2和NaOH溶液 ‎⑥Fe和HNO3溶液　⑦Fe和H2SO4溶液　⑧Na和O2‎ ‎(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是______________________________。‎ ‎(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是______________________________。‎ ‎(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________________________________。‎ 方法指导 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(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。‎ 如：酸性条件：2MnO＋6H＋＋5SO===2Mn2＋＋5SO＋3H2O 中性条件：2MnO＋H2O＋3SO===2MnO2＋3SO＋2OH－‎ 碱性条件：2MnO＋2OH－＋SO===2MnO＋SO＋H2O 其氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)‎ 题组四　物质氧化性、还原性强弱的实验探究 ‎6．铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族，其价态为＋3时较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液，向其中依次滴加下列溶液，对应的现象如表所示：‎ 加入溶液 ‎1适量铋酸钠溶液 ‎2过量的双氧水 ‎3适量KI淀粉溶液 实验现象 溶液呈紫红色 紫红色消失，产生气泡 溶液变成蓝色 则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为(　　)‎ A．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3‎ B．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4‎ C．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2‎ D．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2‎ ‎7．为验证氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验)。‎ 实验过程：‎ Ⅰ.打开弹簧夹K1～K4，通入一段时间N2，再将T型导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。‎ Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。‎ Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，关闭K2。‎ Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。‎ Ⅴ.打开K3和活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后关闭K3。‎ Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。‎ ‎(1)过程Ⅰ的目的是_____________________________________________________________。‎ ‎(2)棉花中浸润的溶液为________。‎ ‎(3)A中发生反应的化学方程式：_________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若将制取的SO2通入酸性高锰酸钾溶液可使溶液退色，其离子方程式为_____________________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________________。‎ ‎(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)。‎ 过程ⅣB溶液中含有的离子 过程ⅥB溶液中含有的离子 甲 有Fe3＋无Fe2＋‎ 有SO 乙 既有Fe3＋又有Fe2＋‎ 有SO 丙 有Fe3＋无Fe2＋‎ 有Fe2＋‎ 答案解析 考点一 基础知识梳理 ‎1．(1)电子　化合价　氧化还原　非氧化还原　反应前后有无元素的化合价升降 ‎(2)①③④⑥⑧⑩　⑦⑧　⑤⑥　①④　⑨⑪‎ ‎2．Fe2O3　CO　C　Fe　CO2　Fe ‎3．(1)‎ ‎(2)＋6e－===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ‎4．(1)Cl－　SO2　NO或NO2　Mn2＋　Fe2＋或Fe　Cr3＋‎ ‎(2)Zn2＋　H＋　CO2　Fe3＋　S　I2‎ ‎(3)还原性　氧化性 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√‎ ‎2．某元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原，也不一定被氧化，如：Cl－―→Cl2，氯元素被氧化，Cu2＋―→Cu，铜元素被还原。有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应，如同素异形体之间的转化不属于氧化还原反应。‎ 解题探究 ‎1．B　[A项，溶液变为绿色是因为乙醇将Cr2O中＋6价的铬还原为＋3价铬，是氧化还原反应；B项，SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O没有元素发生化合价变化，不属于氧化还原反应；C项，H2C2O4中＋3价的碳将MnO中＋7价的锰还原为Mn2＋，属于氧化还原反应；D项，利用了氯水中的次氯酸氧化有机色质，属于氧化还原反应。]‎ ‎2．C ‎3．B　[A项，由信息可知，MFe2O4与氢气的反应中，M元素的化合价降低，则为氧化剂，具有氧化性；B项，MFe2Ox在常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，则氧化物为氧化剂，MFe2Ox为还原剂，体现其还原性；C项，由B可知，SO2和NO2表现了氧化性；D项，SO2和NO2发生了还原反应。]‎ ‎4．D　[该反应的反应物中无单质，不属于置换反应；该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，N2O4是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原产物。]‎ ‎5．N2O4‎ 解析　反应中N2O4中N由＋4价变为0价，作为氧化剂。‎ 考点二 基础知识梳理 ‎1．(1)得电子　失电子　(2)难易　多少　氧化性　还原性　氧化性　还原性 ‎2．(1)>　>　(2)①越强　>　>　>　>　>　②越强　>　越强　＞‎ 深度思考 ‎1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×‎ 解析　(1)强氧化剂与强还原剂发生反应需要一定的条件，如：H2和O2发生反应需要点燃或光照。‎ ‎2．不一定，如在HClO中氯元素的化合价为＋1价，在HClO4中氯元素的化合价为＋7价，事实上HClO的氧化性比HClO4强，HClO有强氧化性；再如浓硫酸和Na2SO4溶液中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无氧化性。‎ 解题探究 ‎1．A　2.D　3.A ‎4．C　[A项，还原性：SO2＞Fe2＋，符合题意；B项，还原性：SO2＞I－，符合题意；C项，还原性：H2O2＞SO2，与题意矛盾；D项，还原性：H2O2＞Fe2＋，符合题意。]‎ ‎5．(1)①③⑥⑦　(2)⑤⑥⑦⑧　(3)②④‎ 解析　⑥Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。‎ ‎6．C ‎7．(1)排出装置中的空气，防止干扰 ‎(2)NaOH溶液 ‎(3)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(4)2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋‎ ‎(5)乙、丙