2019届一轮复习人教版第二章第8讲氧化还原反应的概念学案

2019届一轮复习人教版第二章第8讲氧化还原反应的概念学案

第8讲　氧化还原反应的概念 考纲要求　1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。‎ 考点一　用“双线桥”理解氧化还原反应的概念 ‎1．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 ‎(1)氧化还原反应的本质与特征 本质：反应过程中有电子的转移(得失或偏移)。‎ 特征：反应过程中有元素的化合价发生改变。‎ ‎(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 答案　①③④⑥⑧⑩　⑦⑧　⑤⑥　①④　⑨⑪‎ ‎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Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂；C元素被氧化，Fe元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；CO2是氧化产物，Fe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：_____________________________。‎ 答案　(1)‎ ‎(2) ‎ ‎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 元素化合价处于中间价态的物质 氧化产物 还原产物 Fe2＋‎ Fe3＋‎ Fe SO(H2SO3)‎ SO S H2O2‎ O2‎ H2O 其中Fe2＋、SO(H2SO3)主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。‎ 理解氧化还原反应的基本概念 ‎(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)NO2溶于水发生氧化还原反应(√)‎ ‎(4)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(×)‎ ‎(5)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂(×)‎ ‎(6)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(√)‎ ‎(7)浓硫酸具有强氧化性，不能干燥SO2、CO等还原性气体(×)‎ ‎(8)置换反应一定是氧化还原反应，化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应(√)‎ ‎(9)NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O的反应中，NaHCO3被氧化(×)‎ ‎(10)Na2O2与水的反应中，水是还原剂(×)‎ 反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是__________，还原剂是__________，氧化产物是________，还原产物是________，MnO2发生________反应，HCl发生________反应；生成1 mol Cl2时转移电子数目为________，被氧化的HCl的物质的量是________ mol，盐酸显示的性质是________性和________性。‎ 答案　MnO2　HCl　Cl2　MnCl2　还原　氧化　2NA 2　还原　酸 ‎ ‎1．(2016·上海，13)O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2―→SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是(　　)‎ A．氧气是氧化产物 B．O2F2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　D 解析　A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误；B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，所以H2S是还原剂，错误；C项，外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D项，根据反应化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1∶4，正确。‎ ‎2．(2018·烟台模拟)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2 700 ℃，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 答案　D 解析　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。‎ ‎3．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___________________________。‎ 答案　N2O4‎ 解析　反应中N2O4中N由＋4价变为0价，作为氧化剂。‎ ‎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．代数和法确定化合物中变价元素的化合价 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。‎ 考点二　氧化性、还原性强弱的判断 ‎1．氧化性、还原性的判断 ‎(1)氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(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：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——只有氧化性，如：Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如：金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，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越强。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，氧化剂的氧化性越强，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，则氧化剂的氧化性越强，如：2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，则氧化性：Cl2＞S。‎ ‎(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)难失电子的物质一定易得电子(×)‎ ‎(5)NO2和NH3之间可能发生反应产生N2(√)‎ ‎(6)含硫化合物X、Y的转化关系S＋NaOH―→X＋Y＋H2O中，硫单质的化合价最低(×)‎ ‎(7)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中，锌首先与硝酸铁反应置换出铁(×)‎ ‎(8)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO(×)‎ 外因对氧化性、还原性的影响 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_________________________________(填序号，下同)。‎ ‎(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__________。‎ 答案　(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。‎ 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。‎ ‎1．(氧化性、还原性强弱判断)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＋‎ 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．(判断反应能否发生)(2018·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 答案　A 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>I2；C中氧化性：Co2O3>Cl2；D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＋。‎ ‎3．(结合宏观现象判断微观变化)已知：‎ ‎①向KMnO4晶体滴加浓盐酸，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　反应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，反应②说明氯气的氧化性强于三价铁离子，反应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。‎ ‎4．(氧化还原反应与实验探究)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形导管插入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2 mL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褪色，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　(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 解析　(1)通入一段时间N2，排出装置中的空气。‎ ‎(2)氯气和二氧化硫都是有毒气体，可以用氢氧化钠来吸收。‎ ‎(3)A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水。‎ ‎(4)SO2通入酸性高锰酸钾溶液中二者可以发生氧化还原反应。‎ ‎(5)乙中过程ⅣB溶液中既有Fe3＋又有Fe2＋，说明氯气不足，氯气氧化性大于铁离子，过程ⅥB溶液中含有SO，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则铁离子的氧化性大于二氧化硫；丙中过程ⅣB溶液中有Fe3＋，无Fe2＋，则氯气的氧化性大于铁离子，过程ⅥB溶液中有亚铁离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则铁离子的氧化性大于二氧化硫。‎ ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色，所以Br－还原性强于Cl－(√)(2015·山东理综，11C)‎ ‎(2)向含I－的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液，加入淀粉后溶液变成蓝色，则氧化性：Cl2>I2(√)(2015·广东理综，22C)‎ ‎(3)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成红色，则Fe2＋既有氧化性又有还原性(×)(2015·广东理综，22D)‎ ‎(4)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu均为单质被还原的置换反应(×)‎ ‎(2014·山东理综，7C)‎ ‎(5)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应(×)(2014·山东理综，7D)‎ ‎2．(2017·天津理综，3)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是(　　)‎ A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能 B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能 C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能 D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能 答案　A 解析　A项，硅太阳能电池工作时，发生光电效应，使光能转化成电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，正极和负极分别发生还原反应和氧化反应，使化学能转化成电能；C项，电解质溶液导电时，阴极和阳极分别发生还原反应和氧化反应，使电能转化成化学能；D项，葡萄糖在酶的作用下发生氧化还原等一系列反应的同时为人类生命活动提供能量，使化学能转化成热能。‎ ‎3．(2017·北京理综，8)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 解析　A项，二氧化碳使Na2O2固体变白，发生反应2CO2＋2Na2O2===O2＋2Na2CO3，CO2中元素的化合价没有发生改变；B项，氯气使KBr溶液变黄，发生反应2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2，Cl2化合价降低，被还原，符合题意；C项，乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色，是乙烯与溴发生了加成反应；D项，氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝，化合价没有改变。‎ ‎4．(2016·北京理综，10)K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)＋H2O??2CrO(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．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中Cr2O被C2H5OH还原 C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色 答案　D 解析　A项，①中在平衡体系中滴加70%H2SO4溶液，平衡向左移动，c(Cr2O)增大，橙色加深，③中滴加30%NaOH溶液，平衡向右移动，c(CrO)增大，溶液变黄，正确；B项，②中重铬酸钾氧化乙醇，反应中重铬酸钾被乙醇还原，正确；C项，②是酸性溶液，④是碱性溶液，酸性溶液中能氧化乙醇，而碱性溶液中不能氧化乙醇，说明K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强，正确；D项，若向④溶液中加入70%的H2SO4溶液至过量，溶液由碱性变为酸性，K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强，可以氧化乙醇，溶液变绿色，错误。‎