备战2025届新高考化学一轮总复习第1章物质及其变化第4讲氧化还原反应的概念和规律课件
展开1.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。2.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。3.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。
考点一 氧化还原反应的概念及相互关系
考点二 氧化还原反应的规律及应用
考点一氧化还原反应的概念及相互关系
反应前后C、H元素的化合价发生变化
基于元素化合价的变化,理解氧化还原反应的概念及关系
3.氧化还原反应中电子转移的表示(1)双线桥法用“双线桥法”标出实验室中加热KClO3和MnO2的混合物制取O2的反应中电子转移的方向和数目: ______________________。 (2)单线桥法用“单线桥法”标出铜与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:_______________________________________。
4.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。例如:
(2)常见的还原剂常见的还原剂包括活泼的金属单质、某些非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。例如:
(3)含中间价态元素的物质既有氧化性,又有还原性
5.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
【应用示例】分析下列五个化学反应:
其中属于“区域1”的是_____ (填序号,下同),属于“区域2”的是_______,属于“区域3”(阴影部分)的是________,属于“区域4”的是________,属于“区域5”的是______。
考向1 氧化还原反应的判断例1(2023·全国乙卷)下列应用中涉及氧化还原反应的是( )A.使用明矾对水进行净化B.雪天道路上撒盐融雪C.暖贴中的铁粉遇空气放热D.荧光指示牌被照发光
解析 明矾净水是由于Al3+水解产生的Al(OH)3胶体具有吸附性,与氧化还原反应无关,A错误;雪天道路撒盐可降低雪的熔点,促进雪融化,与氧化还原反应无关,B错误;暖贴利用了原电池原理,涉及氧化还原反应,C正确;荧光指示牌利用了光的反射原理,与氧化还原反应无关,D错误。
[对点训练1] 下列化学品在生活、生产中应用广泛。下列有关物质的应用与氧化还原反应无关的是( )A.工业上用黄铁矿(FeS2)为原料生产发烟硫酸B.用Na2O2作潜水器的供氧剂C.用食醋可除去暖水瓶中的水垢D.用优质糯米为原料酿制白酒
解析 在高温下煅烧FeS2生成氧化铁和二氧化硫,发生了氧化还原反应,A不符合题意;Na2O2与CO2或H2O反应生成氧气,作供氧剂,发生氧化还原反应,B不符合题意;食醋与水垢中的CaCO3发生复分解反应生成可溶性醋酸钙,不涉及氧化还原反应,C符合题意;糯米酿酒过程中淀粉发生水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精,发生氧化还原反应,D不符合题意。
考向2 氧化还原反应的概念及相互关系例2(2023·浙江1月选考卷)关于反应2NH2OH+4Fe3+══N2O↑+4Fe2++4H++ H2O,下列说法正确的是( )A.生成1 ml N2O,转移4 ml电子B.H2O是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
解析 NH2OH→N2O,N元素由-1价升高到+1价,故生成1 ml N2O时转移4 ml电子,A正确;该反应中,N元素化合价升高,Fe元素化合价降低,故NH2OH是还原剂,Fe3+是氧化剂,B、C错误;原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故设计成原电池时,Fe2+是正极还原产物,D错误。
[对点训练2] (2023·广东肇庆第一中学二模)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应: 3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF。下列有关说法正确的是( )A.NF3是氧化剂,H2O是还原剂B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1C.若生成0.2 ml HNO3,则转移0.2 ml电子D.NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体
解析 分析反应前后各元素价态变化,可知NF3在反应中既是氧化剂又是还原剂,其中:NF3→HNO3是被氧化的过程,NF3为还原剂,A错误;2NF3→2NO是被还原的过程,NF3是氧化剂,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,B错误;生成1 ml HNO3转移2 ml电子,所以生成0.2 ml HNO3转移0.4 ml电子,C错误;NF3与潮湿的空气中的水反应生成NO,NO与空气中的O2反应生成红棕色的NO2,D正确。
考点二氧化还原反应的规律及应用
1.强弱规律及应用(1)氧化性和还原性强弱的比较①依据化学方程式判断氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)═还原产物(还原性)+氧化产物(氧化性)氧化性:氧化剂________氧化产物; 还原性:还原剂_________还原产物。 【应用示例】根据反应Fe+CuSO4═Cu+FeSO4判断,氧化性:________>________,还原性:_______>________。
CuSO4 FeSO4
Fe Cu
(2)强弱规律的应用同时含有几种氧化剂(或还原剂),发生氧化还原反应时,氧化性(或还原性)强的优先发生反应。【应用示例】在FeI2溶液中通入少量Cl2,由于还原性:________>________,则________优先与Cl2反应,离子方程式为________________________。
简单概括为“强者优先”
I- Fe2+
Cl2+2I-══2Cl-+I2
简单概括为“只靠近,不交叉”
2.价态规律及其应用(1)“价态归中”规律模型含不同价态同种元素的物质发生氧化还原反应,该元素价态的变化遵循“高价态+低价态→中间价态”,不会出现价态“交叉”的现象。
例如,不同价态含硫物质之间的转化,符合如图所示规律:
【应用示例】判断含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应的可能性,推测反应的可能产物。例如,浓硫酸和SO2________(填“能”或“不能”)发生氧化还原反应;浓硫酸和H2S发生“归中反应”,推测可能生成的含硫产物: ________或________。
S SO2
(2)“歧化反应”规律模型同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮等)均可发生“歧化反应”。【应用示例】将Cl2通入NaOH溶液中制取漂白液,化学方程式为_______________________________________________。
Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O
考向1 “强弱规律”及其应用例1已知有如下反应:①K2Cr2O7+14HCl(浓)═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;②Cr+2HCl(稀)═CrCl2+H2↑;③2KMnO4+16HCl(稀)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。下列说法正确的是( )A.氧化性:K2Cr2O7>KMnO4>Cl2B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1C.向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,说明两者不能发生反应D.向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,发生反应:
[对点训练1] 已知Pb2O3与HNO3溶液发生反应Ⅰ: Pb2O3+2HNO3═Pb(NO3)2+PbO2↓+H2O,PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ:5PbO2+2MnSO4+3H2SO4═2HMnO4+5PbSO4+2H2O,下列说法正确的是( )A.在反应Ⅰ中,Pb2O3只是氧化剂B.Pb2O3与盐酸反应:Pb2O3+2HCl═PbCl2+PbO2↓+H2OC.PbO与HNO3溶液反应:PbO+2HNO3═Pb(NO3)2+H2OD.由反应Ⅰ、Ⅱ可知氧化性:HNO3>PbO2>HMnO4
考向2 “价态规律”及其应用例2(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料,研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应。
[对点训练2] 氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H+和e-)。下列说法正确的是( )
进阶1 练易错·避陷阱1.(2024·四川雅安模拟)关于反应NH4NO3+Zn═ZnO+N2↑+2H2O,下列说法正确的是( )A.生成1 ml的ZnO,共转移5 ml电子B.NH4NO3只做氧化剂C.该反应中氧化产物只有ZnOD.每产生448 mL N2,生成0.72 g H2O
解析 该反应中铵根离子中N元素化合价升高,Zn元素化合价也升高,硝酸根离子中N元素化合价降低。NH4NO3既做氧化剂又做还原剂,B错误;N2既是氧化产物也是还原产物,ZnO是氧化产物,C错误;没说明是否处于标准状况,无法计算,D错误。
2.工业上除去电石渣浆(含CaO)上层清液中的S2-,并制取CaSO4·2H2O的流程图如下:
进阶2 练热点·提素能3.(2023·广东韶关二模)氮氧化物是大气污染物之一,如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理,下列说法错误的是( )
A.整个过程中Ni2+作催化剂B.过程Ⅰ中发生的化学反应为2Ni2++2NO═2Ni3++2O-+N2C.过程中涉及的反应均为氧化还原反应D.过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
解析 整个过程中Ni2+先参加反应后又被生成,Ni2+是催化剂,A正确;过程Ⅰ中的反应物为Ni2+、NO,产物为Ni3+、O-、N2,对应的离子方程式为2Ni2++2NO═2Ni3++2O-+N2,B正确;过程Ⅰ、Ⅱ中的化学反应均存在元素化合价的升降,即涉及的反应均为氧化还原反应,C正确;过程Ⅱ的离子方程式为2Ni3++2O-═2Ni2++O2↑,Ni元素化合价降低,Ni3+是氧化剂,O元素化合价升高,O-是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1,D错误。
5.(2023·辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
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