2020年高考化学一轮总复习文档：第二章第7讲氧化还原反应 学案

第7讲　氧化还原反应

1.氧化还原反应本质和特征

2．相关概念及其关系

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。

实例：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“得到”“失去”字样。

4．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示

(1)置换反应、有单质参加的化合反应，有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。

(2)复分解反应一定是非氧化还原反应。

5．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：Cl2、浓硫酸、HNO3、Fe3＋、KMnO4(H＋)、Cr2O(H＋)等。

(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：H2、CO、Fe2＋、H2S、I－等。

(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Fe2＋、SO(H2SO3)、H2O2等。

1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。

(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为MnSO4或Mn2＋。(√)

错因：_____________

(2)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。(×)

错因：同素异形体的转化不是氧化还原反应。

(3)金属阳离子一定只具有氧化性。(×)

错因：Fe2＋有还原性。

(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。(×)

错因：Cl2与H2O反应，NO2与H2O反应等是同一元素既被氧化又被还原。

(5)在氧化还原反应中H2O2只能是氧化剂不可作还原剂。(×)

错因：H2O2与KMnO4(H＋)反应生成O2，作还原剂。

(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。(√)

错因：_____________

(7)Na2O2与水的反应中，水是还原剂。(×)

错因：Na2O2与H2O反应，H2O既不是氧化剂，又不是还原剂。

2．教材改编题

(据人教必修一P39 T8)在Fe＋H2SO4===H2↑＋FeSO4的反应中，Fe(　　)

A．是氧化剂 B．被氧化

C．得电子 D．被还原

答案　B

考点　氧化还原反应的基本概念

 [典例1]　(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2700 ℃，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

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。

答案　D

名师精讲

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，熟记8个字“升、失、氧、还、降、得、还、氧”。

2．确定元素化合价

(1)常见元素的化合价口诀：

一价氢、氯、钾、钠、银；二价氧、钙、镁、钡、锌；三铝、四硅、五价磷；二三铁、二四碳，二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。

(2)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价：

1．被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是(NaBH4中H为－1价)(　　)

A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂

B．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂

C．硼元素被氧化，氢元素被还原

D．被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1

答案　D

解析　首先分析四种元素价态的变化：Na的价态反应前后都是＋1价，B反应前后都是＋3价，O反应前后都是－2 价，变价元素只有H，NaBH4中－1价氢被H2O中＋1价氢氧化，发生归中反应生成H2。

2．新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox)(3＜x＜4；M表示Mn、Co、Zn或Ni的二价离子)，常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，转化流程如图所示：

有关上述转化过程的下列叙述正确的是(　　)

A．MFe2O4表现了还原性

B．MFe2Ox表现还原性

C．SO2和NO2表现了还原性

D．SO2和NO2发生了分解反应

答案　B

解析　A项，由信息可知，MFe2O4与氢气的反应中，MFe2O4被H2还原，则MFe2O4为氧化剂，具有氧化性；B项，MFe2Ox在常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，则氧化物为氧化剂，MFe2Ox为还原剂，体现其还原性；C项，由B可知，SO2和NO2表现了氧化性；D项，SO2和NO2发生了还原反应。

考点　电子转移的方向和数目

 [典例2]　NaCN是重要的基本化工原料，常用于基本化学合成、冶金等，回答下列问题：

(1)NaCN中C的化合价为________，写出NaCN的电子式：________。

(2)现代开采金矿：先以NaCN溶液浸取粉碎的含金(Au)矿石，得到Na[Au(CN)2](二氰合金酸钠)溶液；再用锌与Na[Au(CN)2]溶液发生置换反应生成金。“粉碎”的目的是_____________；

“浸取”反应的氧化剂是________；消耗的锌与生成的金的物质的量之比为________。

(3)工业上常用纯碱、焦炭、氨气反应制备NaCN，写出反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目：_____________。

解析　(1)NaCN中，Na是＋1价，N是－3价，根据正负化合价代数和为0知，C是＋2价。也可以由HCN的结构式确定，H—C≡N中非金属性强的N是－3价，H是＋1价，故C是＋2价，NaCN是HCN的钠盐，二者碳元素化合价相同。依据HCN的结构式可以写出NaCN的电子式：Na＋[C⋮⋮N]－。

(2)“粉碎”含金矿石可以“增大接触面积，加快反应速率”。由NaCN、Au和Na[Au(CN)2]可知，只有Au的化合价由0升高到＋1，其他元素化合价没有变化，这时应考虑空气中的氧气参与了反应，故“浸取”反应的氧化剂是空气中的氧气。抓住“置换”理解：锌元素的化合价由0升高到＋2、金元素的化合价由＋1降低到0，根据得失电子守恒知，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1∶2。

(3)Na2CO3中的C(＋4价)与焦炭(0价)发生归中反应生成NaCN(C为＋2价)，即焦炭是还原剂、Na2CO3是氧化剂，电子转移方向和数目为

。

答案　(1)＋2　Na＋[C⋮⋮N]－

(2)增大接触面积，加快反应速率　O2　1∶2

(3)

名师精讲

1．双线桥法

注意　①箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素；②得失电子总数必须相等。

2．单线桥法

注意　①箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；②箭头方向表示电子转移的方向；③在“桥”上标明转移的电子总数。

3．(2018·江西赣州模拟)氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域，在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是(　　)

A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂

B．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子

C．AlN中氮元素的化合价为＋3价

D．AlN的摩尔质量为41 g

答案　B

解析　 得到2×3e－＋3 失去3×2e－O反应中氮元素由0价降低到－3价，碳元素由0价升高到＋2价，所以N2是氧化剂，C是还原剂，每生成1 mol AlN转移3 mol电子，D项摩尔质量的单位为g/mol。

4．(2018·湖北部分重点中学适应性考试)某离子反应中涉及H2O、ClO－、NH、H＋、N2、Cl－六种微粒。常温条件下反应时，溶液pH随时间变化的曲线如图所示。下列判断错误的是(　　)

A．该反应的氧化剂是ClO－

B．该反应中有两种离子生成

C．该反应生成1 mol氧化产物时，转移的电子为6 mol

D．参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3

答案　D

解析　反应涉及的六种微粒中，ClO－具有强氧化性，应为该反应的氧化剂，分析其他微粒的化合价变化可知，NH应为该反应的还原剂，由题图可知，反应过程中c(H＋)不断增大，因此H＋应为该反应的生成物，再由原子守恒可知，H2O也是该反应的生成物。反应方程式为

＋3H2O＋2H＋分析各选项不难发现，D项错误，因为氧化剂与还原剂的物质的量之比应为3∶2。