2023届高三化学高考备考一轮复习第一章 氧化还原反应 复习课件
展开一、氧化还原反应相关概念(6分钟)1.本质和特征
3.电子转移的表示方法请分别用双线桥法和单线桥法表示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的关系
5.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂常见的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)常见的还原剂常见的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。如
其中Fe2+、SO2主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
例1.二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒剂,可用如下反应制得:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4===2ClO2↑+2Na2SO4+H2O。下列说法正确的是( )A.该反应属于复分解反应 B.NaClO3被还原,发生还原反应C.反应中Na2SO3作氧化剂 D.生成1个ClO2时,转移2个电子
【解析】该反应为氧化还原反应,而复分解反应一定不是氧化还原反应,故A错误;Cl元素的化合价降低,在反应中NaClO3得到电子,被还原,发生还原反应,故B正确;该反应中S元素的化合价升高,则Na2SO3是还原剂,故C错误;NaClO3中氯元素的化合价由+5价降低为+4价,所以每生成1个 ClO2转移1个电子故D错误。
针对训练1.为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3===4KNO3+Se+2I2+2H2O。下列说法错误的是( )A.①中SO2是还原产物,SeO2是氧化产物B.②中KI是还原剂,HNO3是氧化剂C.②中每生成2个I2共转移4个电子D.利用氧化还原反应可以处理生活中的一些实际问题
【解析】反应①中,硒元素化合价升高被氧化,硒是还原剂,SeO2为氧化产物,硫元素化合价降低被还原,浓硫酸是氧化剂,SO2是还原产物,故A正确;反应②中,硒元素化合价降低被还原,二氧化硒为氧化剂,碘元素化合价升高被氧化,碘化钾是还原剂,氮元素化合价没有变化,硝酸既不是氧化剂也不是还原剂,故B错误;反应②中,生成2个碘分子,转移4个电子,故C正确;利用氧化还原反应可以处理生活中的一些实际问题,例如防止铁生锈等,故D正确。
2.价态规律(1)升降规律氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。(2)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,不相交”。例如H2S与浓硫酸的反应:
(3)歧化反应规律具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,遵循“中间价→高价+低价”。如Cl2与NaOH溶液的反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
3.先后规律(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+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再与Cu2+反应。4.强弱规律(1).氧化性、还原性①氧化性是指 的性质(或能力);还原性是指 的性质(或能力)。②元素价态与氧化性、还原性的关系最高价态——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。【注意】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,Na比Al活泼,还原性更强。
(2)氧化性、还原性强弱的判断①依据反应原理
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
【解析】已知反应中氯元素的化合价由+1变为+5和-1,符合邻位转化规律。相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,选项A中均降低,选项D中化合价均升高;选项B、C与题意相符,但选项C中NaClO不是最终产物。
三、氧化还原方程式的配平(5分钟)一、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基本原则(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数。(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤(1)标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素化合价。(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化。(3)求总数:依据电子得失守恒,使化合价升高和降低的总数相等。(4)配化学计量数:用观察法配平其他物质的化学计量数。(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成双线,标注反应条件。
例3. 配平下列方程式(1)_____NaBO2+_____SiO2+_____Na+_____H2===_____NaBH4+_____Na2SiO3(2)________I2+________NaOH===________NaI+________NaIO3+________H2O
针对训练3.逆向配平类(1)______KI+______KIO3+______H2SO4===______I2+______K2SO4+______H2O(2)___H2S+___KMnO4+___H2SO4===___K2SO4+___MnSO4+___S↓+___H2O(3)________S+________KOH===________K2S+________K2SO3+________H2O(4)________(NH4)2Cr2O7===________N2+________Cr2O3+________H2O
四、由信息书写氧化还原反应方程式(8分钟)由氧化还原反应体系中的物质书写反应方程式
针对训练4.书写下列氧化还原反应方程式。(1)某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式: ____________________________________________。(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。(3)把碎纸片b补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)
写出并配平该反应的离子方程式:__________________________________________________。
K2Cr2O7+14HCl===3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O
4NaClO+4Ag+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑
3S+6OH-===2S2-+SO+3H2O
一、宏观辨识与微观探析【沙场点兵】1.现有下列三个氧化还原反应;①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2 ===2FeCl3③2KMnO4+16HCl(浓)===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】由题给三个反应可推知氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,还原性由强到弱的顺序为I->Fe2+>Cl->Mn2+。所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+、I-,Cl2可氧化Fe2+、I-,FeCl3只能氧化I-。
二、变化观念与平衡思想【沙场点兵】2.过氧化氢(H2O2)中氧的化合价为-1价,其水溶液俗称双氧水,它具有氧化性,可用于医疗中的杀菌消毒。结合下列涉及H2O2的A~F反应,回答相关问题:A.Na2O2+2HCl===2NaCl+H2O2B.Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2OC.2H2O2===2H2O+O2↑D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2OE.H2O2+MnSO4===MnO2+H2SO4F.H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O(1)上述反应不属于氧化还原反应的是________(填字母,下同)。(2)H2O2仅体现还原性的反应是_____________________________。(3)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是________________________。(4)上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是________________________。
Ag2O>H2O2>K2CrO4
【解析】(1)反应前后各元素化合价不变的化学反应是非氧化还原反应,A中各元素化合价均不变,所以是非氧化还原反应,B、C、D、E、F各反应都涉及元素化合价的变化,都是氧化还原反应。(2)B中过氧化氢中的氧元素化合价升高,失电子发生氧化反应,只体现还原性。(3)C中H2O2中的O元素的化合价既升高又降低,H2O2既体现还原性又体现氧化性。(4)反应Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O中,氧化银作氧化剂,H2O2作还原剂,则氧化性:Ag2O>H2O2。反应3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O中,H2O2作氧化剂,K2CrO4为氧化产物,则氧化性:H2O2>K2CrO4。故氧化性强弱顺序为Ag2O>H2O2>K2CrO4。
五、科学态度与社会责任【沙场点兵】5.过氧化氢(H2O2,氧显-1价)俗名双氧水,过氧化氢是应用广泛的“绿色”氧化剂,酸性条件下稳定,中性或弱碱性条件下易分解。医疗上利用它能杀菌消毒的作用来清洗伤口。
【答案】A中表现还原性,B中既表现还原性又表现氧化性,C中表现氧化性。
【答案】N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O。
2.按要求完成下列氧化还原反应的方程式;(1)(2018天津理综)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式; 。 (2)(2018江苏单科)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式; 。 (3)(2016课标Ⅱ)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(N2H4),反应的化学方程式为 。
3.(2020·山东等级考)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】(1)废液显酸性,空缺的反应物为H+,则空缺的生成物为H2O,由得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可配平该离子方程式。(2)标出化合价发生变化元素的化合价,利用化合价升降总数相等,结合电荷守恒和原子守恒配平方程式。
1,2,4,1,1,3
【解析】(1)SO2转化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)+2SO2+O2 ===2MgSO4+2H2O。(2)HNO2中N为+3价,(NH2)2CO中N的化合价为-3价,依据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为2HNO2+(NH2)2CO===2N2↑+CO2↑+3H2O。(3)NaClO具有强氧化性,可将NH3氧化为N2H4,本身被还原为NaCl,据此可写出反应的化学方程式。
2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O
2HNO2+(NH2)2CO ===2N2↑+CO2↑+3H2O
2NH3+NaClO ===N2H4+NaCl+H2O
【解析】谷物发酵酿造食醋过程中谷物先水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成CH3CH2OH,CH3CH2OH再转化为CH3COOH,该过程涉及氧化还原反应,A项不符合题意;小苏打用作食品膨松剂利用的是NaHCO3受热分解会放出CO2的性质,不涉及氧化还原反应,B项符合题意;含氯消毒剂具有较强的氧化性,消毒时发生氧化还原反应,C项不符合题意;大气中的NO2形成酸雨时发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,该反应属于氧化还原反应,D项不符合题意。
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