人教版高中化学必修第一册第1章物质及其变化教考衔接1氧化还原反应规律应用的思维模型课件

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第一章教考衔接1　氧化还原反应规律应用的思维模型1.教材模型及分析教材原型——氢化物与水的反应氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为NaH+H2O ══ NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中,正确的是(　　)A.该反应属于置换反应B.该反应属于复分解反应C.NaH是氧化剂D.H2O中的氢元素被还原模型分析①价态规律:同种元素不同价态物质发生氧化还原反应时,符合规律“两相靠,不相交”。②双线桥分析: ③“两剂”的判断:氧化剂(化合价降低,被还原)——H2O;还原剂(化合价升高,被氧化)——NaH。2.模型应用与指导——氧化还原反应的基本规律①守恒规律及其应用②价态规律及其应用a.价态归中规律思维模型——“两相靠,不相交”。例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是注:不会出现⑤H2S和H2SO4反应中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。b.歧化反应规律思维模型——“中间价→高价+低价”。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,如:Cl2+2NaOH ══ NaCl+NaClO+H2O。③强弱规律及其应用较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物。一般越易失电子的物质,失电子后越难得电子,越易得电子的物质,得电子后越难失电子。④先后规律及其应用a.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。b.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,然后依次为Cu2+、H+。模型应用1——歧化反应、归中反应的分析(直接应用)1.(2023·北京卷改编)离子化合物Na2O2(O为-1价)和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O ══ 4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O ══ Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是(　　)A.①中Na2O2只作氧化剂B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应C.CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的分子数相同C解析 ①中Na2O2中-1价的氧发生歧化反应,一部分化合价升高,一部分化合价降低,故Na2O2既作氧化剂,又作还原剂,A错误;①中水中元素的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;CaH2由Ca2+和H-构成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的分子个数之比为1∶2,D错误。解题指导　(1)关键信息获取:①Na2O2(O为-1价);②CaH2;③化学方程式。(2)信息加工应用:①反应后氧的化合价分别为0价、-2价,故发生歧化反应,故Na2O2既作氧化剂,又作还原剂;②CaH2中氢元素为-1价,与水中+1价的氢发生归中反应;③分析两个化学方程式可知,分别得到1分子气体,各自转移2个和1个电子。模型应用2——教材外陌生物质的反应(迁移应用)2.(2021·浙江6月选考改编)关于反应K2H3IO6+9HI ══ 2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是(　　)A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成4个I2时,转移8个电子D.还原剂与氧化剂的个数之比为7∶1D解析 K2H3IO6中I的化合价从+7价降低到0价,K2H3IO6作氧化剂,发生还原反应,A项错误;KI中的I来自HI,化合价没有变化,B项错误;由方程式可知,消耗1个K2H3IO6时,转移7个电子,生成4个I2,转移7个电子,C项错误;由方程式知,9个HI中有7个作还原剂,有2个HI中I的化合价没有变化,还原剂和氧化剂物质的量之比为7∶1,D项正确。关键信息　①根据K2H3IO6确定I的化合价为+7价;②由化学方程式K2H3IO6+9HI ══ 2KI+4I2+6H2O可知发生归中反应。模型应用3——氧化还原反应的分析(分析判断)3.(2023·浙江1月选考改编)关于反应2NH2OH+4Fe3+ ══ N2O↑+4Fe2++ 4H++H2O,下列说法正确的是(　　)A.生成1个N2O,转移4个电子B.NH2OH是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.Fe2+为氧化产物A解析 反应生成1个一氧化二氮,2个N原子(由-1价升高到+1价)一共升高4价,转移4个电子,A正确;反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,B错误;反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,C错误;反应中铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,亚铁离子为还原产物,D错误。关键信息　①由化学式NH2OH确定N的化合价;②根据化学方程式利用双线桥分析电子转移。模型应用4——氧化还原反应规律在物质制备中的应用(迁移应用)4.(2022·海南卷节选)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料,某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。已知:原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤,可以除去原料表面的油污。 回答问题:(1)步骤②中,若仅用浓硫酸溶解固体B,将生成　　　　　(填化学式)污染环境。 (2)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀硫酸,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 SO2 Cu+H2O2+H2SO4 ══ CuSO4+2H2O 胆矾晶体易溶于水 (4)实验证明,滤液D能将I-氧化为I2。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ⅱ.乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,写出乙同学的实验方案及结果。______________________________________________________     (不要求写具体操作过程)。溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 解析 由流程中的信息可知,原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤,可以除去原料表面的油污;滤渣固体B与过量的稀硫酸、双氧水反应,其中的CuO、CuCO3、Cu(OH)2均转化为CuSO4,溶液C为硫酸铜溶液和稀硫酸的混合液,加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。(1)在加热的条件下,铜与浓硫酸发生反应生成CuSO4,根据氧化还原反应的规律可知会生成气体SO2,污染环境。(2)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀硫酸,生成CuSO4和H2O,该反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4 ══ CuSO4+2H2O。(4)胆矾是一种易溶于水的晶体,因此,经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是:胆矾晶体易溶于水,用水洗涤会导致胆矾的产率降低。(4)ⅰ.H2O2常温下即能发生分解反应,在加热的条件下,其分解更快,因此,甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2,理由是:溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。ⅱ.I-氧化为I2时溶液的颜色会发生变化;溶液D中含有CuSO4和H2SO4,乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,较简单的方案是除去溶液中的Cu2+,然后向其中加入含有I-的溶液,观察溶液是否变色;除去溶液中的Cu2+的方法有多种,可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物,如加入Na2S将其转化为CuS沉淀,因此,乙同学的实验方案为取少量溶液D,向其中加入适量Na2S溶液,直至不再有沉淀生成,静置后向上层清液中加入少量KI溶液;实验结果为:上层清液不变色,证明I-不能被除去Cu2+的溶液氧化,故只能是Cu2+将I-氧化为I2。关键信息　①制备胆矾:铜不与稀硫酸反应,故H2O2作氧化剂;②加热浓缩: H2O2受热分解;③硫酸铜中铜为其最高价态,故具有氧化性。