三维设计高考化学人教版Word书稿 氧化还原反应的基本概念 讲义 Word版含答案

三维设计高考化学人教版Word书稿 氧化还原反应的基本概念 讲义 Word版含答案

www.ks5u.com ‎1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。‎ ‎2.了解常见的氧化还原反应。‎ 第三节 氧化还原反应的基本概念 考点一 氧化还原反应的相关概念及其表示方法 ‎[教材知识层面]‎ ‎1．本质和特征 ‎2．反应关系 ‎3．电子转移的表示方法 请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：‎ ‎(1)双线桥法：‎ ‎。‎ ‎(2)单线桥法：‎ ‎。‎ ‎4．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系 ‎[高考考查层面]‎ 命题点1　氧化还原反应的概念辨析 破解氧化还原反应概念题的“两个关键”‎ ‎(1)理清知识线索：‎ ‎(2)明确方法思路：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。‎ ‎[典题示例]‎ ‎1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。‎ ‎(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。(　　)‎ ‎(6)置换反应都是氧化还原反应，化合反应不都是氧化还原反应。(　　)‎ ‎(7)CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2只作氧化剂。(　　)‎ ‎(8)NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O，该储氢过程中，NaHCO3被氧化。(　　)‎ 解析：氧气变臭氧、石墨变金刚石，均有单质参与和生成，但是没有化合价的变化，不是氧化还原反应，(1)错；Fe2＋处于中间价态，既可被氧化为Fe3＋，也可被还原为Fe，即同时具有氧化性和还原性，(2)错；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，被氧化和被还原的元素都是氧元素，而且CO2既不是氧化剂，也不是还原剂，故(3)、(4)错误；CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2既是氧化剂又是还原剂，(7)错；储氢过程中，C的化合价降低，NaHCO3被还原，(8)错。‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×‎ ‎2. (2015·威海模拟)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 解析：选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。‎ 命题点2　氧化还原反应中电子转移的分析方法 ‎[典题示例]‎ ‎1．判断下列化学方程式中电子转移方向、数目表示的正误。‎ ‎(1) (　　)‎ ‎(2) (　　)‎ ‎(3) (　　)‎ ‎(4) (　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√‎ ‎2．(2015·西安质检)下列对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的说法中正确的是(　　)‎ A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2‎ B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2‎ C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂 D．若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 解析：选A　根据方程式及反应前后氮元素的化合价升降可知：氧化剂与还原剂的质量比为1∶2，A正确；氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，B错误；NO2既是氧化剂又是还原剂，C错误；若有6 mol NO2参与反应，则转移电子4 mol，D错误。‎ ‎[方法技巧]‎ 分析氧化还原反应中电子转移数目的关键——标出元素化合价 ‎(1)基本方法：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。‎ ‎(2)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、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)明确一些特殊物质中元素的化合价：‎ CuFeS2：C、F、；K2FeO4：F；Li2NH、LiNH2、AlN：；Na2S2O3：；MO：；C2O：； HCN：、；CuH：C、；FeO：F；Si3N4：S、。‎ ‎[考点达标层面]‎ ‎1．在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S，反应结束后，经处理获得单质硫x mol。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原 B．氧化剂是Fe3＋，氧化产物是Cu2＋‎ C．反应中转移电子的物质的量为x mol D．反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为y mol，则原Fe3＋的总物质的量为(y－x) mol 解析：选D　CuFeS2中Cu、Fe均为＋2价，S为－2价，‎ ‎，Fe3＋为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S为氧化产物，A、B错误。生成x mol单质硫时转移2x mol电子，C错误。生成x mol单质硫，则参加反应的Fe3＋的物质的量为2x mol，生成n(Cu2＋)＝x mol，n(Fe2＋)＝x mol，溶液中剩余n(Fe3＋)＝y－x－x＝(y－3x)mol，则原Fe3＋的总物质的量n(Fe3＋)＝(y－x) mol。‎ ‎2．某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是反应产物之一。‎ ‎(1)该反应中的还原剂是________。‎ ‎(2)该反应中的还原产物是________。‎ ‎(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_____________________。‎ ‎(4)若反应过程中转移了0.3 mol电子，则生成水的质量是________。‎ 解析：HNO3为常见的氧化剂，H2S为常见的还原剂，则NO为还原产物，S为氧化产物。S元素由－2价升高到0价，N元素由＋5价降到＋2价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。由(3)中的化学方程式可知，当生成4 mol H2O时，转移6 mol电子，所以当转移0.3 mol电子时，生成0.2 mol H2O，质量为3.6 g。‎ 答案：(1)H2S　(2)NO ‎(3)3H2S＋2HNO3===3S失3×2e－↓＋2N得2×3e－O↑＋4H2O　(4)3.6 g 考点二 常见的氧化剂和还原剂 ‎[教材知识层面]‎ ‎1．常见氧化剂 常见氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质、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、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如：‎ ‎3．具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性 具有中间 价态物质 氧化产物 还原产物 Fe2＋‎ Fe3＋‎ Fe SO SO S H2O2‎ O2‎ H2O 注：Fe2＋、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。‎ ‎[高考考查层面]‎ 命题点1　氧化性、还原性的概念理解及判断 ‎1．理解氧化性、还原性概念要注意 ‎(1)氧化性、还原性表示物质是否具有得失电子的能力，能得电子即具有氧化性，能失电子即具有还原性。‎ ‎(2)具有氧化性，能得电子，不一定是氧化剂，反之，具有还原性也不一定是还原剂。‎ ‎2．判断物质的氧化性、还原性的主要依据是化合价 ‎(1)含有最高价元素的物质具有氧化性；‎ ‎(2)含有最低价元素的物质具有还原性；‎ ‎(3)含有中间价态元素的物质既具有氧化性，又具有还原性。‎ ‎[典题示例]‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应 B．含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性 C．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性 D．具有氧化性的物质一定是氧化剂 解析：选A　强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应，如浓硫酸和CO不反应，A正确；含最高价元素的化合物不一定只表现强氧化性，如稀硫酸只表现弱氧化性，B不正确；Fe2＋既具有氧化性，又具有还原性，C不正确；具有氧化性的物质不一定是氧化剂，氯气和碱反应时，既是氧化剂，又是还原剂，D不正确。‎ ‎2．下列各组物质中只具有还原性的是(　　)‎ A．F－、CO2、Na　　　　　　　 B．Na、I－、Zn C．Fe3＋、SO、NO D．Fe3＋、O2、H2O2‎ 解析：选B　Na、Zn是金属单质，只具有还原性，I－处于碘元素的最低化合价，只具有还原性。‎ 命题点2　物质氧化性、还原性强弱的判断及应用 物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。如Al被氧化时产物为Al3＋，失去3个电子，而Na被氧化时产物为Na＋，只失去1个电子，但还原性Na＞Al。‎ ‎1．依据反应原理判断 还原剂　＋　氧化剂　===　氧化失电子，化合价升高，被氧化产物　＋　还原得电子，化合价降低，被还原产物 ‎(还原性强)　(氧化性强)　(氧化性较弱)　(还原性较弱)‎ 氧化性：氧化剂＞氧化产物　还原性：还原剂＞还原产物 ‎2．依据金属、非金属的活动性顺序判断 ‎3．依据反应条件及反应的剧烈程度判断 反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。‎ 如2Na ＋2H2O===2NaOH ＋ H2↑，Mg＋2H2O△,Mg(OH)2＋H2↑‎ 由上述反应条件的不同，可判断还原性：Na＞Mg。‎ ‎4．依据相同条件下氧化还原反应的程度判断 ‎①不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。‎ 例如：根据2Fe＋3Cl2点燃,2FeCl3，Fe＋S高温,FeS，‎ 可以推知氧化性：Cl2＞S。‎ ‎②不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。‎ 例如：根据Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe，‎ 可以推知还原性：Zn＞Cu。‎ ‎5．依据反应物本身所处的状态判断 反应物(氧化剂或还原剂)本身的浓度越大，温度越高，相应的氧化性或还原性越强。如： 氧化性：HNO3 (浓) ＞ HNO3 (稀) ，HNO3 (热、浓) ＞ HNO3 (冷、浓)。‎ ‎[典题示例]‎ ‎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＋‎ 解析：选A　在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。由方程式可知，还原性：Fe2＋ ＞Ce3＋；Sn2＋＞Fe2＋。‎ ‎2．硫氰[(SCN)2]的化学性质和卤素(X2)类似，称为拟卤素，如(SCN)2＋H2O===HSCN＋HSCNO，它们的阴离子的还原性强弱为Cl－＜Br－＜SCN－＜I－。下列说法不正确的是(　　)‎ A．Cl2可以与KSCN溶液反应 B．(SCN)2可以与KI溶液反应 C．KSCN溶液可以与FeCl3溶液反应 D．(SCN)2可以与KBr溶液反应 解析：选D　阴离子的还原性强弱顺序为Cl－＜Br－＜SCN－＜I－，故对应分子的氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞(SCN)2＞I2，故(SCN)2不能将Br－氧化，D错误。‎ ‎3．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，由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是(　　)‎ A．①③ B．③④‎ C．①② D．①③④‎ 解析：选A　Cu与HNO3反应时，Cu与浓HNO3反应产生NO2，而与稀HNO3反应产生NO，产物不同，Zn与稀H2SO4反应产生H2，而与浓H2SO4反应产生SO2，故选A。‎ ‎[考点达标层面]‎ ‎1．在常温下发生下列反应：‎ ‎(1)16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O ‎(2)2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－‎ ‎(3)2B－＋Z2===B2＋2Z－‎ 根据上述反应，判断下列结论中错误的是(　　)‎ A．溶液中可能发生反应：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－‎ B．Z2在(1)、(3)反应中作还原剂 C．氧化性强弱顺序为XO＞Z2＞B2＞A3＋‎ D．X2＋是XO的还原产物 解析：选B　由反应(1)可知氧化性：XO>Z2，由反应(2)可知氧化性：B2>A3＋，由反应(3)可知氧化性：Z2>B2，综上氧化性强弱顺序为XO>Z2>B2>A3＋，结合选项分析可知B不正确，Z2在(1)中是氧化产物，在(3)中作氧化剂。‎ ‎2．(2015·威海模拟)已知：① A＋B2＋===A2＋＋B ‎② D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑‎ ‎③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋。下列说法正确的是(　　)‎ A．氧化性E2＋＞B2＋＞A2＋＞D2＋‎ B．氧化性D2＋＞E2＋＞A2＋＞B2＋‎ C．反应E＋A2＋===A＋E2＋能够进行 D．提取某废水中含有少量的A2＋时可以选用D 解析：选A　分析三个反应事实可得如下结论：‎ 反应 结论 ‎①‎ 氧化剂：B2＋，氧化产物：A2＋，氧化性：B2＋>A2＋‎ ‎②‎ D能置换出H2O中的氢，说明D为活泼金属，D2＋的氧化性非常弱 ‎③‎ 由电极反应知，B为原电池负极，所以金属活动性B>E，氧化性E2＋＞B2＋；正极反应为：E2＋＋2e－===E，说明阳离子氧化性：E2＋＞H＋‎ 综合三个结论可知氧化性强弱顺序为E2＋＞B2＋> A2＋>D2＋。C项，若发生反应E＋A2＋===A＋ E2＋，则有氧化性A2＋> E2＋，与题干事实不符，所以该反应不能进行；D项，虽然D比A活泼，但D能与H2O反应，所以不能用D来置换溶液中A2＋。‎ 以“环境污染物——硒的回收”为载体串联氧化还原知识 高考载体(2012·上海高考T28)‎ ‎　　二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。‎ 已知：①Se＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋SeO2＋2H2O ‎②2SO2＋SeO2＋2H2OSe＋2SO＋4H＋‎ ‎[知识串联设计]‎ ‎(1)依据Se与浓H2SO4反应写出Se和浓HNO3(还原产物为NO2)反应的化学方程式________________________。 ‎(2)Se与浓HNO3的反应中，氧化剂是__________，还原剂是______________，反应中被还原的元素是____________。当有标准状况下22.4 L NO2气体生成时，转移电子的物质的量是________ mol。 ‎(3)依据反应①、②判断SeO2、浓H2SO4、SO2的氧化性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)用双线桥法标出反应②电子转移的方向和数目。_________________________。‎ ‎(5)SeO2、KI和HNO3发生如下反应：‎ SeO2＋KI＋HNO3―→Se＋I2＋KNO3＋H2O，配平上述反应的化学方程式。____________。‎ 答案：(1)Se＋4HNO3(浓)===SeO2＋4NO2↑＋2H2O ‎(2)浓HNO3　Se　N　1‎ ‎(3)浓H2SO4>SeO2>SO2‎ ‎(4) ‎ ‎(5)O2＋4K＋4HNO3===S＋22＋4KNO3＋2H2O