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新高考版高中化学 专题四 氧化还原反应 课件
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这是一份新高考版高中化学 专题四 氧化还原反应 课件，共60页。PPT课件主要包含了考情解读，2常见的还原剂，考法帮▪解题能力提升，②补项原则等内容，欢迎下载使用。
课标要求1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,知道常见的氧化剂和还原剂
高考怎么考 氧化还原反应是高考的必考内容,选择题往往与阿伏加德罗常数相结合命题,非选择题可能与基本理论、元素化合物、化学实验及工艺流程相结合命题。从考查的内容上来看,氧化还原反应中电子转移数目的计算在NA题目中是命题热点,物质氧化性、还原性强弱的比较在元素周期律题目中是命题热点; 氧化还原反应方程式的书写与计算是必考内容,尤其是陌生反应方程式的书写,近年来“常考不衰”。 预计2022年的高考中,有关氧化还原反应的灵活应用仍然是考查重点,如氧化还原反应方程式的书写及计算,物质氧化性、还原性强弱的判断,电子转移数目的计算等,随着新高考对考生能力要求的提高,陌生氧化还原反应方程式的书写仍将是命题热点
考点1 氧化还原反应中的基本概念考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1 氧化还原反应基本概念的判断考法2 物质氧化性、还原性强弱的判断及应用考点2 氧化还原反应规律的应用考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法3 氧化还原反应规律的应用
考法3 氧化还原反应方程式的配平高分帮 “双一流”名校冲刺释疑难·专题突破疑难1 新情境条件下陌生反应方程式的书写
考点 1 氧化还原反应中的基本概念
考点帮▪必备知识通关
1.氧化还原反应的本质和特征2.氧化还原反应中基本概念之间的联系
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系注意有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。如3O2 2O3。
4.氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示方法 (1)双线桥法双线桥法表示同一种元素原子在反应前后电子变化的情况,双线桥法的基本表示形式如下:如：
(2)单线桥法单线桥法表示反应物中同种元素原子或不同种元素原子之间的电子转移情况,这种方法表示出了电子转移的方向和数目。其基本表示形式如下:如：
高考链接1.[2020全国卷Ⅰ,12B改编]1 ml CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2NA( )2.[2019全国卷Ⅱ,8C]1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+ 转移的电子数为6NA( )3.[2015新课标全国卷Ⅰ,8C]过氧化钠与水反应时,生成0.1 ml 氧气转移的电子数为0.2NA( )
4.[2015安徽,10D改编]NaClO和浓盐酸反应,每产生1 ml Cl2,转移电子约为6.02×1023个( )5.[2015广东,10D]3 ml单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子( )答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.√
考法帮▪解题能力提升
考法1 氧化还原反应基本概念的判断有关氧化还原反应基本概念的题目常从以下角度命题:氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断,物质氧化性(或还原性)、被氧化(或被还原)的分析,物质用途的正误判断等。1.判断氧化性与还原性的方法(1)元素处于最高价态时,一般只具有氧化性,如Cu2+、H+。(2)元素处于最低价态时,一般只具有还原性,如Cl-、S2-等。(3)元素处于中间价态时,既具有氧化性又具有还原性,如Cl2、Fe2+、SO2、H2O2等。
2.识别常见的氧化剂与还原剂(1)常见的氧化剂
注意1.题中没有特别说明时,判断氧化产物或还原产物时,一般优先考虑元素的常见价态物质,一般常见氧化剂对应的还原产物如表所示:2.一般情况下,元素价态越高,氧化性越强,但HClO中Cl的价态不是最高,其氧化性却比Cl的其他含氧酸强。
命题角度1 氧化还原反应的判断示例1 [2020山东,2,2分]下列叙述不涉及氧化还原反应的是A.谷物发酵酿造食醋B.小苏打用作食品膨松剂C.含氯消毒剂用于环境消毒D.大气中NO2参与酸雨形成
解析 谷物发酵酿造食醋涉及的转化为(C6H10O5)n→C6H12O6→CH3CH2OH→CH3COOH,涉及氧化还原反应,A项不符合题意。小苏打用作食品膨松剂利用了2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应中无元素化合价发生变化,不涉及氧化还原反应,B项符合题意。含氯消毒剂Cl2O、ClO2、NaClO等用于环境消毒时,常被还原为Cl-,发生的反应属于氧化还原反应,C项不符合题意。NO2→HNO3过程中氮元素化合价升高,涉及氧化还原反应,D项不符合题意。答案 B
命题角度2 结合物质性质、用途考查氧化还原反应相关概念解题思维模型示例2 [高考组合]下列说法错误的是A.[2017北京,8B改编]氯气使KBr溶液变黄,Cl2被还原B.[2016海南,7B]将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼C.[2016浙江,9D改编]O、Cl的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂D.[大纲卷高考]SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同
解析 溶液变黄说明有溴单质生成,即还原剂(KBr)被氧化生成Br2,氧化剂(Cl2)被还原,A项正确。氧化剂(HNO3)被还原,生成NO,还原剂(Fe)被氧化,证明还原剂(Fe)的还原性强于还原产物(NO)的,B项错误。O3、Cl2、ClO2均可用作水的消毒剂,C项正确。Br2与SO2发生氧化还原反应而使溴水褪色,KMnO4与乙烯发生氧化还原反应而使KMnO4溶液褪色,原理相同,D项正确。答案 B
考点扫描掌握物质性质,分析反应实质
思维导引解析 (1)氯气与硝酸银反应生成N2O5时,氮元素的化合价不变,结合“氧化产物是一种气体”判断,硝酸银中-2价的O(最低价只有还原性)失去电子被氧化为O2。(2)根据VO2+ VO2+,KClO3 Cl-,由得失电子守恒知n(VO2+)=6n(KClO3),n(KClO3)=16n(VO2+)=16×3 ml=0.5 ml。(3)浓缩液中的碘元素为-1价,在酸性环境中,MnO2将I-氧化为I2,MnO2中+4价的Mn被还原,还原产物应为MnSO4(或Mn2+)。答案 (1)O2 (2)0.5 (3)MnSO4(或Mn2+)
考法2 物质氧化性、还原性强弱的判断及应用1.“7法”判断物质的氧化性、还原性强弱(1)根据氧化还原反应方程式判断(两强生两弱)同一个氧化还原反应中,氧化性氧化剂﹥氧化产物,还原性还原剂﹥还原产物;通过多个相关的氧化还原反应,可以得出多种物质的氧化性、还原性的强弱顺序。
注意对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应,如Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
(2)根据单质的活动性顺序判断①根据非金属活动性顺序判断②根据金属活动性顺序判断
注意依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3+。
(3)根据元素周期律判断①同主族元素从上到下,非金属元素单质的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强;金属元素单质的还原性逐渐增强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱。②同周期主族元素从左到右,金属元素单质的还原性逐渐减弱,对应阳离子的氧化性逐渐增强;非金属元素单质的氧化性逐渐增强,对应阴离子的还原性逐渐减弱。③非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其对应单质的氧化性越强。如酸性HClO4 ﹥H2SO4 ﹥H3PO4﹥H2CO3﹥H2SiO3,则氧化性Cl2 ﹥S﹥ P﹥ C﹥ Si。④金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,其对应单质的还原性越强。如碱性NaOH﹥Mg(OH)2﹥Al(OH)3,则还原性Na﹥Mg﹥Al。
(5)根据反应条件的难易判断与同一种物质发生氧化还原反应时,反应条件越容易,一般可说明物质的氧化性或还原性越强。如MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,MnO2与浓盐酸需加热才能反应,KMnO4与浓盐酸在常温下即可反应,说明氧化性KMnO4>MnO2。
(6)根据“两池”判断①原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性,负极金属>正极金属。②电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
(7)根据相同条件下被氧化(还原)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: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:
注意应根据物质得失电子的难易程度来比较物质氧化性或还原性的强弱,不能根据得到或失去电子数目的多少来比较物质氧化性或还原性的强弱。
2.探究物质氧化性、还原性的实验方法(1)证明物质具有氧化性或还原性(2)证明物质氧化性或还原性的强弱
考点2 氧化还原反应 规律的应用
1.守恒规律在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。2.转化规律(1)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 中间价”,而不会出现交叉现象,简记为“两相靠,不交叉”。如H2S溶液与浓硫酸反应时,硫元素的化合价变化为 反应的化学方程式为H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O。
常见的归中反应有①NaClO+2HCl(浓) Cl2↑+H2O+NaCl;②KClO3+6HCl(浓) 3Cl2↑+3H2O+KCl;③SO2+2H2S 3S↓+2H2O(溶液中);④6NO2+8NH3 7N2+12H2O;⑤6NO+4NH3 5N2+6H2O;⑥2N2H4+N2O4 3N2+4H2O。
(2)歧化反应规律具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)组成的物质可发生歧化反应,即“中间 价高价+低价”。常见的歧化反应有①Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O;②3Cl2+6KOH KClO3+5KCl+3H2O;③3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O;④Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O。
3.强者优先规律 (1)同时含有几种还原剂时 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。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 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+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,然后依次与Cu2+、H+反应。应用:判断物质发生氧化还原反应的先后顺序;判断氧化还原反应中物质氧化性、还原性的相对强弱;判断某氧化还原反应能否发生。
4.价态规律元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性;处于最低价态时只有还原性,但不一定有强还原性;处于中间价态时既有氧化性又有还原性。
考法2 氧化还原反应规律的应用1.守恒规律的应用—— 得失电子守恒法解题“三步”流程注意对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始反应物和最终产物,略去中间产物,建立二者之间的得失电子守恒关系,快速求解。
2.转化规律的应用(1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3 NaCl+3Cl2↑+3H2O,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
3.先后规律的应用同一氧化剂与含多种还原剂的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。
命题角度1 得失电子守恒规律的应用示例6 [两元素之间得失电子守恒问题][2015新课标全国卷Ⅱ,28(1),1分]工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。解析 由题给的反应物中有KClO3、生成物中有ClO2,可知氧化剂为KClO3,还原剂为Na2SO3。1 ml KClO3生成1 ml ClO2时得到1 ml电子,1 ml Na2SO3生成1 ml Na2SO4时失去2 ml 电子,根据得失电子守恒可知,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。 答案 2∶1
命题角度2 转化规律的应用示例8 氯气与氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH KX+KY+H2O(未配平)。KX在一定条件下发生反应:KX KY+KZ(未配平,KY与KZ的化学计量数之比为1∶3)。以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是A.+1 B.+3 C.+5 D.+7解析 根据题意可知,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价,KZ中氯元素化合价>KX中氯元素化合价(均为正价)。假设KX中氯元素为+a价,KZ中氯元素为+b价,依据元素化合价升降总数相等及KX KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5分别代入上式讨论,可知a=5,b=7符合题意。则KX中氯元素的化合价为+5。答案 C
命题角度3 强者优先规律的应用示例9 现有下列三个氧化还原反应:2FeCl3+2KI 2FeCl2+2KCl+I22FeCl2+Cl2 2FeCl32KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl解析 要寻找一种氧化剂,其氧化性比I2的强,比Cl2和Fe3+的弱(也可和Fe3+的氧化性相当)。由题给三个氧化还原反应可推知,氧化性KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,还原性I->Fe2+>Cl->Mn2+。加入氧化剂反应,反应过程分别为Cl2 氧化I-生成I2 Cl2过量将氧化Fe2+;KMnO4 氧化I-生成I2 KMnO4过量将氧化Fe2+、Cl-;Fe3+ 氧化I-生成I2 Fe3+只氧化I-不能氧化Fe2+。答案 C
考法点睛·应用实践根据强者优先规律,判断物质氧化性(或还原性)的强弱关系后可以快速搞清楚溶液中发生氧化还原反应的先后顺序。在溶液中常见离子的氧化性、还原性有以下规律:还原性S2->I->Fe2+>Br->Cl- ;氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+。
考法4 氧化还原反应方程式的配平1.氧化还原反应方程式配平的“三大”基本原则2.“五步骤”配平氧化还原反应方程式
3.常见的配平方法(1)“五步骤”配平法适用范围:简单氧化还原反应、归中反应、歧化反应等。
(2)设价配平法适用范围:复杂氧化还原反应,如一种反应物中有多种元素化合价发生变化,或几种物质中的不同元素经化合价变化后存在于同一种产物中。技巧:设该物质中各元素的化合价均为零,然后按“五步骤”配平法配平。
(3)待定“系数”法适用范围:大多数氧化还原反应。技巧:将各物质的化学计量数设为x、y、z…,然后根据原子守恒列等式,联立各等式得出化学计量数之比。
(4)缺项配平法 适用范围:有缺项物质的氧化还原反应。①配平流程缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程为
命题角度1 直接型氧化还原反应方程式的配平示例10 [2020全国卷Ⅱ,26改编]配平下列反应方程式
命题角度2 缺项型氧化还原反应方程式的配平示例11 [2015浙江,27Ⅰ(4),2分]完成以下氧化还原反应的离子方程式:
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疑难1 新情境条件下陌生反应方程式的书写 离子反应与氧化还原反应是中学化学基础知识,是高考考查的热点,主要在实验题和工艺流程题中考查,且新情境条件下陌生反应方程式(氧化还原或非氧化还原方程式)的书写是必考内容,主要考查考生在新情境中迁移运用复分解反应、元素周期律、氧化还原反应等基础知识的能力。
突破点1 “四步法”突破新情境条件下陌生氧化还原反应方程式的书写
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示例12 [2016四川,8(5)改编]在稀硫酸中,Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化O的一种氢化物,Cr被还原为+3价,该反应的化学方程式为 。
突破点2 新情境条件下非氧化还原反应方程式的书写 常考的三类陌生的复杂的复分解反应(1)根据水解原理书写①亚硫酰氯的水解:SOCl2+H2O SO2↑+2HCl。②五氟化磷的水解:PF5+4H2O H3PO4+5HF。③四氯化硅与烧碱溶液反应:SiCl4+6NaOH Na2SiO3+4NaCl+3H2O(四氯化硅水解生成的硅酸、盐酸进一步与NaOH反应)。
(2)根据强酸制弱酸的原理书写四硼酸钠(Na2B4O7)与硫酸反应:Na2B4O7+H2SO4+5H2O Na2SO4+4H3BO3。(3)根据热稳定性书写Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800 ℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4:Li2CO3+FeC2O4·2H2O+SiO2 Li2FeSiO4+2CO2↑+CO↑+2H2O↑(硅酸盐比碳酸盐、草酸盐的热稳定性强,800 ℃生成的碳酸和草酸分解)。
示例13 (1)[2019全国卷Ⅲ,26(6)改编]写出向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3“沉锰”(生成MnCO3)的离子方程式: 。 (2)[2018全国卷Ⅰ,27(1),2分]生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式: 。 (3)[2018全国卷Ⅱ,28(1),2分]晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3] 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为 。
课标要求1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,知道常见的氧化剂和还原剂
高考怎么考 氧化还原反应是高考的必考内容,选择题往往与阿伏加德罗常数相结合命题,非选择题可能与基本理论、元素化合物、化学实验及工艺流程相结合命题。从考查的内容上来看,氧化还原反应中电子转移数目的计算在NA题目中是命题热点,物质氧化性、还原性强弱的比较在元素周期律题目中是命题热点; 氧化还原反应方程式的书写与计算是必考内容,尤其是陌生反应方程式的书写,近年来“常考不衰”。 预计2022年的高考中,有关氧化还原反应的灵活应用仍然是考查重点,如氧化还原反应方程式的书写及计算,物质氧化性、还原性强弱的判断,电子转移数目的计算等,随着新高考对考生能力要求的提高,陌生氧化还原反应方程式的书写仍将是命题热点
考点1 氧化还原反应中的基本概念考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1 氧化还原反应基本概念的判断考法2 物质氧化性、还原性强弱的判断及应用考点2 氧化还原反应规律的应用考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法3 氧化还原反应规律的应用
考法3 氧化还原反应方程式的配平高分帮 “双一流”名校冲刺释疑难·专题突破疑难1 新情境条件下陌生反应方程式的书写
考点 1 氧化还原反应中的基本概念
考点帮▪必备知识通关
1.氧化还原反应的本质和特征2.氧化还原反应中基本概念之间的联系
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系注意有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。如3O2 2O3。
4.氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示方法 (1)双线桥法双线桥法表示同一种元素原子在反应前后电子变化的情况,双线桥法的基本表示形式如下:如：
(2)单线桥法单线桥法表示反应物中同种元素原子或不同种元素原子之间的电子转移情况,这种方法表示出了电子转移的方向和数目。其基本表示形式如下:如：
高考链接1.[2020全国卷Ⅰ,12B改编]1 ml CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2NA( )2.[2019全国卷Ⅱ,8C]1 ml K2Cr2O7被还原为Cr3+ 转移的电子数为6NA( )3.[2015新课标全国卷Ⅰ,8C]过氧化钠与水反应时,生成0.1 ml 氧气转移的电子数为0.2NA( )
4.[2015安徽,10D改编]NaClO和浓盐酸反应,每产生1 ml Cl2,转移电子约为6.02×1023个( )5.[2015广东,10D]3 ml单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子( )答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.√
考法帮▪解题能力提升
考法1 氧化还原反应基本概念的判断有关氧化还原反应基本概念的题目常从以下角度命题:氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断,物质氧化性(或还原性)、被氧化(或被还原)的分析,物质用途的正误判断等。1.判断氧化性与还原性的方法(1)元素处于最高价态时,一般只具有氧化性,如Cu2+、H+。(2)元素处于最低价态时,一般只具有还原性,如Cl-、S2-等。(3)元素处于中间价态时,既具有氧化性又具有还原性,如Cl2、Fe2+、SO2、H2O2等。
2.识别常见的氧化剂与还原剂(1)常见的氧化剂
注意1.题中没有特别说明时,判断氧化产物或还原产物时,一般优先考虑元素的常见价态物质,一般常见氧化剂对应的还原产物如表所示:2.一般情况下,元素价态越高,氧化性越强,但HClO中Cl的价态不是最高,其氧化性却比Cl的其他含氧酸强。
命题角度1 氧化还原反应的判断示例1 [2020山东,2,2分]下列叙述不涉及氧化还原反应的是A.谷物发酵酿造食醋B.小苏打用作食品膨松剂C.含氯消毒剂用于环境消毒D.大气中NO2参与酸雨形成
解析 谷物发酵酿造食醋涉及的转化为(C6H10O5)n→C6H12O6→CH3CH2OH→CH3COOH,涉及氧化还原反应,A项不符合题意。小苏打用作食品膨松剂利用了2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,反应中无元素化合价发生变化,不涉及氧化还原反应,B项符合题意。含氯消毒剂Cl2O、ClO2、NaClO等用于环境消毒时,常被还原为Cl-,发生的反应属于氧化还原反应,C项不符合题意。NO2→HNO3过程中氮元素化合价升高,涉及氧化还原反应,D项不符合题意。答案 B
命题角度2 结合物质性质、用途考查氧化还原反应相关概念解题思维模型示例2 [高考组合]下列说法错误的是A.[2017北京,8B改编]氯气使KBr溶液变黄,Cl2被还原B.[2016海南,7B]将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼C.[2016浙江,9D改编]O、Cl的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂D.[大纲卷高考]SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同
解析 溶液变黄说明有溴单质生成,即还原剂(KBr)被氧化生成Br2,氧化剂(Cl2)被还原,A项正确。氧化剂(HNO3)被还原,生成NO,还原剂(Fe)被氧化,证明还原剂(Fe)的还原性强于还原产物(NO)的,B项错误。O3、Cl2、ClO2均可用作水的消毒剂,C项正确。Br2与SO2发生氧化还原反应而使溴水褪色,KMnO4与乙烯发生氧化还原反应而使KMnO4溶液褪色,原理相同,D项正确。答案 B
考点扫描掌握物质性质,分析反应实质
思维导引解析 (1)氯气与硝酸银反应生成N2O5时,氮元素的化合价不变,结合“氧化产物是一种气体”判断,硝酸银中-2价的O(最低价只有还原性)失去电子被氧化为O2。(2)根据VO2+ VO2+,KClO3 Cl-,由得失电子守恒知n(VO2+)=6n(KClO3),n(KClO3)=16n(VO2+)=16×3 ml=0.5 ml。(3)浓缩液中的碘元素为-1价,在酸性环境中,MnO2将I-氧化为I2,MnO2中+4价的Mn被还原,还原产物应为MnSO4(或Mn2+)。答案 (1)O2 (2)0.5 (3)MnSO4(或Mn2+)
考法2 物质氧化性、还原性强弱的判断及应用1.“7法”判断物质的氧化性、还原性强弱(1)根据氧化还原反应方程式判断(两强生两弱)同一个氧化还原反应中,氧化性氧化剂﹥氧化产物,还原性还原剂﹥还原产物;通过多个相关的氧化还原反应,可以得出多种物质的氧化性、还原性的强弱顺序。
注意对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应,如Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
(2)根据单质的活动性顺序判断①根据非金属活动性顺序判断②根据金属活动性顺序判断
注意依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3+。
(3)根据元素周期律判断①同主族元素从上到下,非金属元素单质的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强;金属元素单质的还原性逐渐增强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱。②同周期主族元素从左到右,金属元素单质的还原性逐渐减弱,对应阳离子的氧化性逐渐增强;非金属元素单质的氧化性逐渐增强,对应阴离子的还原性逐渐减弱。③非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其对应单质的氧化性越强。如酸性HClO4 ﹥H2SO4 ﹥H3PO4﹥H2CO3﹥H2SiO3,则氧化性Cl2 ﹥S﹥ P﹥ C﹥ Si。④金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,其对应单质的还原性越强。如碱性NaOH﹥Mg(OH)2﹥Al(OH)3,则还原性Na﹥Mg﹥Al。
(5)根据反应条件的难易判断与同一种物质发生氧化还原反应时,反应条件越容易,一般可说明物质的氧化性或还原性越强。如MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,MnO2与浓盐酸需加热才能反应,KMnO4与浓盐酸在常温下即可反应,说明氧化性KMnO4>MnO2。
(6)根据“两池”判断①原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性,负极金属>正极金属。②电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
(7)根据相同条件下被氧化(还原)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: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:
注意应根据物质得失电子的难易程度来比较物质氧化性或还原性的强弱,不能根据得到或失去电子数目的多少来比较物质氧化性或还原性的强弱。
2.探究物质氧化性、还原性的实验方法(1)证明物质具有氧化性或还原性(2)证明物质氧化性或还原性的强弱
考点2 氧化还原反应 规律的应用
1.守恒规律在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。2.转化规律(1)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 中间价”,而不会出现交叉现象,简记为“两相靠,不交叉”。如H2S溶液与浓硫酸反应时,硫元素的化合价变化为 反应的化学方程式为H2S+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O。
常见的归中反应有①NaClO+2HCl(浓) Cl2↑+H2O+NaCl;②KClO3+6HCl(浓) 3Cl2↑+3H2O+KCl;③SO2+2H2S 3S↓+2H2O(溶液中);④6NO2+8NH3 7N2+12H2O;⑤6NO+4NH3 5N2+6H2O;⑥2N2H4+N2O4 3N2+4H2O。
(2)歧化反应规律具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)组成的物质可发生歧化反应,即“中间 价高价+低价”。常见的歧化反应有①Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O;②3Cl2+6KOH KClO3+5KCl+3H2O;③3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O;④Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O。
3.强者优先规律 (1)同时含有几种还原剂时 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。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 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+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,然后依次与Cu2+、H+反应。应用:判断物质发生氧化还原反应的先后顺序;判断氧化还原反应中物质氧化性、还原性的相对强弱;判断某氧化还原反应能否发生。
4.价态规律元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性;处于最低价态时只有还原性,但不一定有强还原性;处于中间价态时既有氧化性又有还原性。
考法2 氧化还原反应规律的应用1.守恒规律的应用—— 得失电子守恒法解题“三步”流程注意对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始反应物和最终产物,略去中间产物,建立二者之间的得失电子守恒关系,快速求解。
2.转化规律的应用(1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3 NaCl+3Cl2↑+3H2O,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
3.先后规律的应用同一氧化剂与含多种还原剂的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。
命题角度1 得失电子守恒规律的应用示例6 [两元素之间得失电子守恒问题][2015新课标全国卷Ⅱ,28(1),1分]工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。解析 由题给的反应物中有KClO3、生成物中有ClO2,可知氧化剂为KClO3,还原剂为Na2SO3。1 ml KClO3生成1 ml ClO2时得到1 ml电子,1 ml Na2SO3生成1 ml Na2SO4时失去2 ml 电子,根据得失电子守恒可知,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。 答案 2∶1
命题角度2 转化规律的应用示例8 氯气与氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH KX+KY+H2O(未配平)。KX在一定条件下发生反应:KX KY+KZ(未配平,KY与KZ的化学计量数之比为1∶3)。以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是A.+1 B.+3 C.+5 D.+7解析 根据题意可知,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价,KZ中氯元素化合价>KX中氯元素化合价(均为正价)。假设KX中氯元素为+a价,KZ中氯元素为+b价,依据元素化合价升降总数相等及KX KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5分别代入上式讨论,可知a=5,b=7符合题意。则KX中氯元素的化合价为+5。答案 C
命题角度3 强者优先规律的应用示例9 现有下列三个氧化还原反应:2FeCl3+2KI 2FeCl2+2KCl+I22FeCl2+Cl2 2FeCl32KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl解析 要寻找一种氧化剂,其氧化性比I2的强,比Cl2和Fe3+的弱(也可和Fe3+的氧化性相当)。由题给三个氧化还原反应可推知,氧化性KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,还原性I->Fe2+>Cl->Mn2+。加入氧化剂反应,反应过程分别为Cl2 氧化I-生成I2 Cl2过量将氧化Fe2+;KMnO4 氧化I-生成I2 KMnO4过量将氧化Fe2+、Cl-;Fe3+ 氧化I-生成I2 Fe3+只氧化I-不能氧化Fe2+。答案 C
考法点睛·应用实践根据强者优先规律,判断物质氧化性(或还原性)的强弱关系后可以快速搞清楚溶液中发生氧化还原反应的先后顺序。在溶液中常见离子的氧化性、还原性有以下规律:还原性S2->I->Fe2+>Br->Cl- ;氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+。
考法4 氧化还原反应方程式的配平1.氧化还原反应方程式配平的“三大”基本原则2.“五步骤”配平氧化还原反应方程式
3.常见的配平方法(1)“五步骤”配平法适用范围:简单氧化还原反应、归中反应、歧化反应等。
(2)设价配平法适用范围:复杂氧化还原反应,如一种反应物中有多种元素化合价发生变化,或几种物质中的不同元素经化合价变化后存在于同一种产物中。技巧:设该物质中各元素的化合价均为零,然后按“五步骤”配平法配平。
(3)待定“系数”法适用范围:大多数氧化还原反应。技巧:将各物质的化学计量数设为x、y、z…,然后根据原子守恒列等式,联立各等式得出化学计量数之比。
(4)缺项配平法 适用范围:有缺项物质的氧化还原反应。①配平流程缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程为
命题角度1 直接型氧化还原反应方程式的配平示例10 [2020全国卷Ⅱ,26改编]配平下列反应方程式
命题角度2 缺项型氧化还原反应方程式的配平示例11 [2015浙江,27Ⅰ(4),2分]完成以下氧化还原反应的离子方程式:
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疑难1 新情境条件下陌生反应方程式的书写 离子反应与氧化还原反应是中学化学基础知识,是高考考查的热点,主要在实验题和工艺流程题中考查,且新情境条件下陌生反应方程式(氧化还原或非氧化还原方程式)的书写是必考内容,主要考查考生在新情境中迁移运用复分解反应、元素周期律、氧化还原反应等基础知识的能力。
突破点1 “四步法”突破新情境条件下陌生氧化还原反应方程式的书写
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示例12 [2016四川,8(5)改编]在稀硫酸中,Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化O的一种氢化物,Cr被还原为+3价,该反应的化学方程式为 。
突破点2 新情境条件下非氧化还原反应方程式的书写 常考的三类陌生的复杂的复分解反应(1)根据水解原理书写①亚硫酰氯的水解:SOCl2+H2O SO2↑+2HCl。②五氟化磷的水解:PF5+4H2O H3PO4+5HF。③四氯化硅与烧碱溶液反应:SiCl4+6NaOH Na2SiO3+4NaCl+3H2O(四氯化硅水解生成的硅酸、盐酸进一步与NaOH反应)。
(2)根据强酸制弱酸的原理书写四硼酸钠(Na2B4O7)与硫酸反应:Na2B4O7+H2SO4+5H2O Na2SO4+4H3BO3。(3)根据热稳定性书写Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800 ℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4:Li2CO3+FeC2O4·2H2O+SiO2 Li2FeSiO4+2CO2↑+CO↑+2H2O↑(硅酸盐比碳酸盐、草酸盐的热稳定性强,800 ℃生成的碳酸和草酸分解)。
示例13 (1)[2019全国卷Ⅲ,26(6)改编]写出向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3“沉锰”(生成MnCO3)的离子方程式: 。 (2)[2018全国卷Ⅰ,27(1),2分]生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式: 。 (3)[2018全国卷Ⅱ,28(1),2分]晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3] 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为 。
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