高三化学一轮知识点系列大全:考点六 氧化还原反应(一) Word版含解析
展开Ⅰ.课标要求
掌握氧化剂和还原剂、氧化反应和还原反应等基本概念。
掌握重要的氧化剂、还原剂之间的常见反应。
综合运用化合价和电子转移的观点,判断氧化还原反应中电子转移的方向与数目,并能进行一些简单的计算。
运用化合价升降关系配平一些简单的氧化还原反应。
能够依据一些条件,判断物质氧化性、还原性的强弱。
Ⅱ.考纲要求
了解氧化还原反应的本质是电子的转移。了解常见的氧化还原反应。
Ⅲ.教材精讲
一.化学反应的分类
1.根据反应物和生成物类别以及反应前后物质种类的多少,可把化学反应分为:
无机化学方面:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
有机化学方面:取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应。
2.根据反应中物质是否得失电子,可把化学反应分为:
氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.依据是否有离子参加或生成,可把化学反应分为:
离子反应和非离子反应
二.氧化还原反应
1.氧化还原反应:在反应中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
2.特征:反应前后元素的化合价发生了变化(外在表现)。
3.本质:反应中有电子转移(内在实质)。
三.氧化还原反应的一些重要概念
1.氧化反应与还原反应
①氧化反应:反应物所含元素化合价升高(失去电子)的反应。
②还原反应:反应物所含元素化合价降低(得到电子)的反应。
2、氧化剂与还原剂
①氧化剂:所含元素的化合价降低(得到电子)的反应物。
②还原剂:所含元素的化合价升高(失去电子)的反应物。
小结:
四.中学阶段常见的氧化剂与还原剂小结
1.氧化剂:
①活泼的非金属单质:如 F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3 ;
②元素处于高价态的化合物:KClO3、KMnO4、 K2Cr2O7、HNO3、浓H2SO4;
③高价态的金属阳离子:Fe3+、Ag+、Cu2+ ;
④其它:HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2、NO2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2 。
2.还原剂:
①金属单质:K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Zn等;
②某些非金属单质:H2、C、Si等;
③元素处于低价态的化合物:CO、SO2、HCl、HBr、HI、H2S、Na2SO3、FeSO4、Fe(OH)2
五.氧化性还原性强弱的比较
1.氧化性还原性与化合价的关系:
元素处于最高价态时,只有氧化性;
元素处于最低价态时,只有还原性;
元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
2.依据反应方程式比较氧化性还原性强弱:
氧化剂 + 还原剂 → 还原产物 + 氧化产物
则:氧化性: 氧化剂>氧化产物
还原性: 还原剂>还原产物
如: Cl2 + 2Fe2+ = 2Cl— + 2Fe3+
则:氧化性: Cl2 >Fe3+ ;还原性:Fe2+>Cl—
3.依据一些规律判断氧化性还原性的强弱
如:
①金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
还 原 性 逐 渐 减 弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Hg2+ Ag+ …
氧 化 性 逐 渐 增 强
②周期律
F2 Cl2 Br2 I2
氧化性逐渐减弱
F- Cl— Br- I—
还原性逐渐增强
六.氧化还原反应中量的关系
氧化剂得到的电子数 = 还原剂失去的电子数
七.探究铁及化合物的氧化性还原性
1、预测与假设
(1)只有氧化性的物质:Fe3+处于最高价态,只有氧化性。
(2)只有还原性的物质:Fe处于最低价态,只有还原性。
(3)既有氧化性又有还原性的物质:Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
2、实验方案
(1)证明Fe3+只有氧化性,需加入还原剂:如铁粉、铜粉等与之反应,以证明其氧化性,加入氯水等氧化性的物质后不反应,说明其无还原性。相关反应的离子方程式为:
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 、2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
(2)证明Fe只有还原性,需加入氧化剂:如FeCl3溶液、稀酸等与之反应,以证明其还原性。相关反应的离子方程式为: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 、 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
(3)证明Fe2+有氧化性,需加入还原剂,如锌粉与之反应,以证明其有还原性。加入氧化剂,如氯水、稀硝酸等与之反应,以证明其还原性。相关反应的离子方程式为:
Fe2+ + Zn = Fe + Zn2+ 、2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ +2Cl— 、3Fe2+ +NO3—+4H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
Ⅳ、典型例题
【例1】下列叙述中正确的是 ( D )
A、含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性
B、阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C、失电子越多,还原性越强
D、强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应
【点评】本题涉及了氧化还原反应常见的基本概念方面的最易出错的问题。解题时,可以通过举例的方式判断其正误。对于A,例如:NaCl中钠元素处于最高价,但并没有强氧化性,再如H3PO4中,磷元素处于最高价,而磷酸是非氧化性的酸,没有强氧化性。对于B,例如:Fe2+为阳离式,就具有还原性,MnO4-为阴离子,就具有氧化性。对于C,氧化性还原性的强弱与物质得失电子的难易程度有关,而与得失电子的多少无关。如金属Na比Al活泼,但Na-e— = Na+ ,Al—3e— = Al3+。对于D,一般情况下,强氧化剂与强还原剂之间相遇即可发生氧化还原反应,但有时还要满足一定的条件,否则就不能发生反应,如浓硫酸具有强氧化性,二氧化硫具有强还原性,但两者之间就不能发生反应,原因是两者之间无中间价态。
例2.常温下,下列三个反应都能发生:
X2+2W2+ = 2X— + 2W3+ 、Z2 + 2X— = 2Z— + X2 、2W3+ +2Y— = 2W2+ + Y2
则在相同条件下,下列三个化学反应中可能发生的是 ( )
Y2 + 2X—=2Y—+ X2 ②Z2+ 2Y— = 2Z— + Y2 ③ 2W3+ + 2Z— = 2W2+ + Z2
A、只有① B、只有② C、①和② D、②和③
【解析】该题可以从题上所给的三个可以发生的反应,判断出三个反应中氧化剂和还原剂的强弱关系,然后利用强氧化剂可以与强还原剂(两强联合)反应的规律,即可判断所给的反应能否发生反应。该题实际上是考察利用方程式判断氧化性还原性强弱的一个问题。依据题上所给的三个反应可得:
氧化性:Z2 >X2> W3+>Y2
还原性:Z—
【解析】该题中反应物都有多种角色,BrF3既是氧化剂又是还原剂,H2O部分是还原剂,还有部分未发生氧化还原。但只要抓住“得失电子相等”的关系,5mlH2O做还原剂可失2×5mle—,BrF3做氧化剂时,1摩可得3mle—,设被还原的BrF3为x,则:3x = 10ml , x = ml。此题中5mlH2O中的“5”与方程式中的“5”没有什么关系,不要被其迷惑。答案为B。
Ⅴ.跟踪练习
一、选择题(下列各题均只有一个合理答案,请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内,填在其它地方无效)
1.人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有
A、酸性 B、碱性 C、氧化性 D、还原性
2.下列说法中错误的是
A、凡是氧化还原反应,都不可能是复分解反应
B、化合反应不可能是氧化还原反应
C、置换反应一定是氧化还原反应
D、分解反应可能是氧化还原反应
3. 过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。对于下列涉及H2O2的反应(未配平),H2O2仅体现氧化性的反应是
A、Na2O2 + HCl → NaCl + H2O2
B、Ag2O + H2O2 → Ag + O2 + H2O
C、H2O2 → H2O + O2
D、H2O2 + Cr2(SO4)3 +KOH → K2CrO4 + K2SO4 + H2O
4. 某种飞船是以N2H4和N2O4为动力源,反应式为:2N2H4 + N2O4 = 3 N2 + 4H2O ,反应温度可高达2700℃,对于该反应,下列正确的说法是
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
5. 有M、N、P、E四种元素,有下列实验事实:
(1)M + N2+ = M2+ + N (在溶液中反应)
(2)P + 2H2O(冷) = P(OH)2 + H2↑
(3)N和E相连放入E的硫酸盐溶液中,电极反应式为:
E2+ +2 e— → E 、 N—2e—→ N2+
根据以上事实,试判断它们还原性由强到弱的顺序正确的是
A、M N P E B、M N E P C、E P M N D、P M N E
二.选择题(下列各题可能有1~2个合理答案)
6. 已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2+, C2O3、 Cl2、FeCl3、 I2的氧化性依次减弱,下列反应在水溶液中不可能的是
A、3Cl2 + 6FeI2 = 2FeCl3 + 4FeI3
B、Cl2 + FeI2 = FeCl2 + I2
C、C2O3 +6HCl = 2CCl2 + Cl2↑ + 3H2O
D、2Fe3+ + 2I— = 2Fe2+ + I2
7. 氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:
Al2O3 + N2 +3C 2AlN + 3CO
下列叙述正确的是
A、在氮化铝的合成反应中, N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B、上述反应中每生成1摩氮化铝, N2得到3ml电子
C、氮化铝中氮元素的化合价为—3价
D、氮化铝晶体属于分子晶体
8. ClO2是一种消毒杀菌剂,实验室可通过下列反应制得ClO2:
2KClO3 + H2C2O4+ H2SO4 = 2ClO2↑+K2SO4 +2CO2↑+ 2H2O
下列说法正确的是
A、KClO3在反应中得到电子B、ClO2是氧化产物
C、H2C2O4在反应中被氧化D、1mlKClO3参加反应,有2ml电子转移
9. Na2O2、CaC2、CaH2、Mg3N2都能与水反应,且反应中都有气体放出。下列说法正确的是
A、都属于氧化还原反应
B、CaC2、Mg3N2与水的反应属于复分解反应
C、Na2O2、CaH2与水反应时水作氧化剂
D、CaH2与水发生氧化还原反应产生H2,H2既是氧化产物又是还原产物
10. 在一定条件下,RO3n-与氟气可发生如下反应:
RO3n- + F2 + 2OH- = RO4- + 2F- + H2O
从而可知在RO3n-中,元素R的化合价是
A、+4 B、+5 C、+6 D、+7
11. 将一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250mL、1.8ml/L的HNO3溶液中,当固体混合物完全溶解后,在标准状况下生成1.12LNO(HNO3的还原产物仅此一种),再向反应后的溶液中加入1.0ml/LNaOH溶液,若要使铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液体积最少应为
A.300mL B.400mL C.450mL D.500mL
12.下列离子方程式正确的是
A.Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O
B.F2与NaOH溶液反应:F2+4OH-==2F-+O2+2H2O
C.AgNO3溶液中加入过量氨水:Ag++2NH3·H2O==Ag(NH3)2++2H2O
D.Fe3O4与稀HNO3反应:Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
13.下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关系为1∶2的是
A.O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2
B.2CH3COOH+Ca(ClO)2==2HClO+Ca(CH3COO)2
C.I2+2NaClO3==2NaIO3+Cl2
D.4HCl+MnO2==MnCl2+Cl2↑+2H2O
14.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是
A.反应速率:两者相同
B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少
C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深
D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少
15.已知某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-,则溶液中还可能大量存在的离子组是
A.A13+、CH3COO—、C1— B.Na+、NH4+、C1—
C.Mg2+、C1—、Fe2+ D. Mg2+、Ba2+、Br—
三.填空题
16.将几滴KSCN溶液(SCN-是“类卤离子”)加入酸性Fe3+溶液中,溶液立即变成红色①,将此红色溶液分为两份,一份中加入KMnO4溶液,红色褪去②;向另一份红色溶液中通入SO2时红色也消失③,再滴加KMnO4溶液,其紫色也褪去④,试解释以上画线四部分颜色变化的原因,并写出有关反应的离子方程式:
①
②
③
④
17.氧化铜有多种用途,如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:
Ⅱ
⑴制备氧化铜:
Ⅲ
I
工业CuSO4 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O …… CuO
①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是 。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是:滴加H2O2溶液,稍加热;当Fe2+转化完全后,慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末,搅拌,以控制溶液pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是 。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是 ,过滤,水浴加热烘干。水浴加热的特点是 。
⑵探究氧化铜的性质
①取A、B两支试管,往A中先加入适量CuO粉末,再分别向A 和B中加入等体积的3%H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡。结论是 。
②为探究试管A中反应的速率,收集气体并测定其体积必需的实验仪器有:
。
18.(1)请将5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
_________+__________→__________+__________+__________+H2O
(2)反应物中发生氧化反应的物质__________,被还原的元素是_________。
(3)反应中1 ml氧化剂_______(填“得到”或“失去”)___________ ml电子。
(4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中:
__________+ __________→
19.某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(已知试样质量为1.560g、锥
形瓶和水的质量为190.720g),利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数,每隔相同
时间读得电子天平的数据如表:
(1)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式
(2)计算过氧化钠质量分数时,必需的数据是
不必作第6次读数的原因是
(3)测定上述样品(1.560g)中Na2O2质量分数的另一种方案,其操作流程如下:
①操作Ⅱ的名称是
②需直接测定的物理量是
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯,还需要 、 (固定、夹持仪器除外)
④在转移溶液时,如溶液转移不完全,则Na2O2质量分数的测定结果 (填偏大、偏小或不变)。
20、(1)有下列操作供选择:
A.加NaOH溶液 B.加盐酸 C.加硝酸 D.加热 E.加AgNO3溶液 F.加水过滤 G.加MnO2 H.置于空气中(填序号,可以重复选择)
证明一种金属粉末是铁粉的操作顺序是 。
证明KClO3中含有氯元素的操作顺序是 。
(2)亚硝酸钠NaNO2可用作水泥施工的抗冻剂。它易溶于水,有碱味,有氧化性,也
有还原性。在酸性溶液中它能氧化碘离子、亚铁离子。它能将人体内血红蛋白里所含有
亚铁离子氧化为三价铁离子使人中毒,在建筑工地上多次发生把硝酸钠误作食盐使用,
导致民工中毒的事件。亚硝酸钠和酸反应应生产亚硝酸,亚硝酸是不稳定的弱酸,它只
存于冷的稀溶液中,易发生如下分解反应。
3HNO2=2NO↑+HNO3+H2O
从醋酸、氨水、纯碱、稀盐酸、碘化钾淀粉溶液中选择适当的物质做试剂,用两种简单的化学实验方法来鉴别亚硝酸钠和氯化钠。
方法一:试剂是(只用一种试剂) ;现象:
。
方法二:实验步骤及实验现象是
考点六“氧化还原反应”参考答案:
16、①Fe3++nSCN—Fe(SCN)n]3—n ,生成的Fe(SCN)n]3—n为红色
②2MnO4-+10SCN—+16H+=2Mn2++5(SCN)2+8H2O,由于SCN—被氧化为(SCN)2,使①中的平衡向左移动,故红色褪去。
③2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++,由于Fe3+被还原为Fe2+,使①中平衡左移,故红色褪去。
④MnO4- + 5Fe2+ +8H+=Mn2++5Fe3++4H2O ,Fe2+将MnO4-还原,故紫色褪去。
17、(1)①溶解,搅拌,过滤。
②使Fe3+完全形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+不会形成Cu(OH)2。
③蒸发浓缩,当溶液表面有晶膜出现时,冷却结晶。
④受热均匀,温度易控制。
(2)①CuO能催化H2O2分解。
②秒表、胶塞、导管、集气瓶、量筒。
18、(1)FeSO4+HNO3→Fe2(SO4)3+Fe(NO3)3+N2O
(2)FeSO4 ,+5价N。
(3)得到 4
(4)24FeSO4 + 30HNO3
19、(1)2Na2O2 +2H2O =4NaOH +O2 ↑
(2)试样的质量,锥形瓶加水的质量,第四次或第五次的读数。
第五次与第四次的读数相同。
(3)①蒸发
②生成NaCl的质量
③玻棒、烧杯。
④偏大
20、(1)BAH。 GDFCE。
(2)方法一:稀盐酸;加盐酸后微热,若有气泡产生,且气体遇空气后变红棕色则为亚硝酸钠,无现象则为氯化钠。
方法二:取适量试样于试管中,加入KI—淀粉溶液和醋酸,若溶液变蓝色,则为NaNO2,无现象则为氯化钠。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
B
D
D
D
A
BC
AC
BD
B
11
12
13
14
15
B
AC
AD
B
B
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