2024届高考化学复习讲义第一章物质及其变化第四讲氧化还原反应的基本概念和规律考点一氧化还原反应的基本概念含答案
展开1.观点与视角
(1)守恒观点
(2)动态视角
2.认识思路
考点1 氧化还原反应的基本概念
1.氧化还原反应的本质和特征
2.氧化还原反应中基本概念之间的联系
3.氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示方法
(1)双线桥法
双线桥法表示同一种元素原子在反应前后电子变化的情况,双线桥法的基本表示形式如下:
用双线桥法表示KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O中电子转移的方向和数目[13] 。
(2)单线桥法
单线桥法表示反应物中同种元素原子或不同种元素原子之间的电子转移情况,这种方法表示出了电子转移的方向和数目。其基本表示形式如下:
用单线桥法表示S+3C+2KNO3点燃K2S+N2↑+3CO2↑中电子数转移的方向和数目[14] 点燃K2S+N2↑+3CO2↑ 。
4.判断氧化性与还原性的方法
(1)元素处于最高价态时,一般只具有[15] 氧化性 ,如Cu2+、H+。
(2)元素处于最低价态时,一般只具有[16] 还原性 ,如Cl-、S2-等。
(3)元素处于中间价态时,既具有[17] 氧化性 又具有[18] 还原性 ,如Cl2、Fe2+、SO2、H2O2等。
说明 (1)简单阴离子只具有还原性(如Cl-、O2-),但有些复杂阴离子(如ClO-、O22-、酸性环境下的NO3-等)具有氧化性。
(2)金属阳离子都具有氧化性,变价金属元素的低价阳离子还具有还原性,如Fe2+、Cu+等。
5.识别常见的氧化剂与还原剂
(1)常见的氧化剂
(2)常见的还原剂
1.易错辨析。
(1)在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂。( √ )
(2)某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。( ✕ )
(3)[2023湖北]氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂。( √ )
(4)金属元素只能显正价,非金属元素只能显负价。( ✕ )
(5)有单质参加且有单质生成的反应一定是氧化还原反应。( ✕ )
(6)有单质生成的分解反应全是氧化还原反应。( √ )
(7)在氧化还原反应中,一种元素被氧化,一定就有另一种元素被还原。( ✕ )
(8)向0.1 ml·L-1H2O2溶液中滴加0.01ml·L-1KMnO4溶液,溶液褪色,证明H2O2具有氧化性。( ✕ )
(9)同样跟足量氯气反应,1 ml Mg失去2 ml 电子,而1 ml Al失去3 ml 电子,可推断Al比Mg的还原性强。( ✕ )
(10)同一种元素,其价态越高,氧化性就越强;价态越低,还原性就越强。( ✕ )
2.(1)[生活中的氧化还原反应]下列说法正确的是 ACD (填标号,下同)。
A.双氧水可作消毒剂
B.ClO2具有还原性,所以可用于自来水的杀菌消毒
C.细铁粉可作食品抗氧化剂
D.NaClO通过氧化灭活病毒
(2)[实际生产中的氧化还原反应]下列化工生产中,未涉及氧化还原反应的是C。
A.海带提碘B.氯碱工业
C.氨碱法制碱D.海水提溴
3.层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池的正极材料,其化学式为LiNixCyMnzO2,其中Ni、C、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=13时,z= 13 。
4.中国战机歼-31使用了高强度、耐高温的钛合金材料,工业上冶炼钛的反应为TiCl4+2Mg高温Ti+2MgCl2,TiCl4作 氧化剂 (填“氧化剂”或“还原剂”),TiCl4发生 还原反应 (填“氧化反应”或“还原反应”)。
5.工业上常用氨气为原料制备硝酸,其中有一步非常重要的反应为4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O,该反应的氧化剂为 O2 ,还原剂为 NH3 。用单线桥法表示该氧化还原反应中电子转移的方向和数目: 催化剂△4NO+6H2O 。
6.某浓度的FeCl3溶液中可能混有少量FeCl2,取少量该溶液,加入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾溶液褪色,则该方法不能(填“能”或“不能”)证明溶液中含有Fe2+,如果不能,请你写出一种可以证明溶液中含有Fe2+的方法: 取样,滴加铁氰化钾溶液,若产生蓝色沉淀,则含有Fe2+(合理即可) 。
研透高考 明确方向
命题点1 氧化还原反应的判断
1.[2023全国乙]下列应用中涉及氧化还原反应的是( C )
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 明矾水解产生的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,从而达到净水的目的,与氧化还原反应无关,A错误;撒盐可降低雪的熔点,使雪融化,未发生化学变化,与氧化还原反应无关,B错误;使用暖贴时,铁粉与空气中的O2发生氧化还原反应,C正确;荧光指示牌被照发光是由于电子的跃迁,与氧化还原反应无关,D错误。
2.[北京高考]下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( B )
解析 Fe粉将溶液中的Fe3+转化为Fe2+,涉及氧化还原反应,A项错误;Mg2+与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,多余的NaOH溶液用稀盐酸中和,两个反应均不涉及氧化还原反应,B项正确;Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应,不能用水除去Cl2中的HCl,C项错误;NO2溶于水生成HNO3和NO,涉及氧化还原反应,D项错误。
命题点2 氧化还原反应基本概念的判断
3.[2023浙江]关于反应2NH2OH+4Fe3+N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是( A )
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 该反应中氮元素由-1价升高为+1价,生成1 ml N2O,转移4 ml电子,A项正确;该反应中H、O元素化合价不变,H2O既不是氧化产物,也不是还原产物,还原产物为Fe2+,B项错误;该反应中氮元素化合价升高,铁元素化合价降低,NH2OH为还原剂,Fe3+为氧化剂,C项错误;若设计成原电池,则正极反应为Fe3++e-Fe2+,Fe2+为正极产物,D项错误。
命题点3 氧化性、还原性强弱比较
4.下列说法错误的是( C )
A.[山东高考改编]向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,所以Br-还原性强于Cl-
B.[广东高考改编]向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,则氧化性:Cl2>I2
C.[2021上海改编]已知反应:I2+2KClO32KIO3+Cl2,则氧化性:KIO3>KClO3
D.[江苏高考改编]在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性
解析 向NaBr溶液中加入少量氯水和苯,振荡、静置后溶液分层,且上层呈橙红色,说明Cl2置换出了Br2,能说明Br-的还原性强于Cl-,A项正确。Cl2能将I-氧化为I2,I2遇淀粉溶液呈蓝色,B项正确。根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,知氧化性:KClO3>KIO3,C项错误。反应方程式为 2Mg+CO2点燃2MgO+C,还原剂为Mg,还原产物为C,根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知,Mg的还原性强于C的还原性,D项正确。
命题拓展
[变式拓展]某化学兴趣小组进行如下实验:
实验①:向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体Cl2;
实验②:向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的Cl2,溶液变为棕黄色;
实验③:取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变为棕蓝色。
下列判断正确的是( A )
A.上述实验证明氧化性:MnO4->Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.Cl2不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
解析 提取题目信息如表所示:
依据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可以判断氧化性由强到弱的顺序是MnO4->Cl2>Fe3+>I2,A项正确,B、C、D项错误。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。
2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
3.知道常见的氧化剂和还原剂
氧化还原
反应的基
本概念
2023全国乙,T7;2023山东,T13;2023湖南,T10;2023湖北,T2;2023上海,T4;2023广东,T9;2022山东,T1;2021山东,T13;2021江苏,T1;2021上海,T12;2020北京,T3;2020山东,T2;2020海南,T9;2020年1月浙江,T4
1.宏观辨识与微观探析:能用化学方程式正确表示典型物质的主要化学性质并描述典型的实验现象。
2.证据推理与模型认知:熟悉氧化还原反应的“氧化剂”“还原剂”“氧化产物”“还原产物”等基本概念;能从氧化还原角度描述物质性质和转化关系;能基于化合价升降趋势分析元素或其化合物的性质及物质的转化路径
氧化还原
反应规律
2023新课标卷,T11;2023北京,T12;2022湖南,T9;2022年6月浙江,T10;2022年1月浙江,T10;2021湖南,T8;2021年6月浙江,T8;2019年4月浙江,T6
命题分析预测
1.高考关于氧化还原反应的基本概念和规律的考查:(1)与阿伏加德罗常数相结合命题,考查氧化还原反应中电子转移数目的计算;(2)与元素化合物知识相结合命题,考查氧化还原反应中电子转移数目的计算,氧化还原反应的判断以及“两剂”“两产”的判断等。
2.预计2025年高考,有关氧化还原反应仍会结合元素化合物的性质进行考查,结合反应现象从定性角度考查,以及结合转移电子数目从定量角度考查等
原子守恒
主要指化学反应(或系列化学反应)中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变,以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关联的某些物质的量
电荷守恒
①化合物中存在电中性原则(化合物中正负化合价代数和为零)。②离子反应中的电荷守恒(反应前后净电荷数相等)。③电解质溶液中存在电荷守恒(阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数)
得失电子守恒
化学反应(或系列化学反应)中氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数
同一种物质在不同的条件下,氧化性或还原性可能会有较大的变化
如NO3-只有在酸性环境中才有强氧化性,在中性和碱性条件下几乎不表现氧化性,且浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强
同一种物质在不同的条件下,对应的氧化产物或还原产物也可能不同
如MnO4-在酸性条件下被还原为Mn2+,在中性条件下被还原为MnO2,在碱性条件下被还原为MnO42-;浓硝酸一般被还原为NO2,稀硝酸一般被还原为NO
常见的氧化剂
对应的常见还原产物
活泼非金
属单质
Cl2、Br2
[19] Cl-、Br-
O2、O3
O-2
变价元素处于高价态的化合物或离子
某些氧化物
MnO2
Mn2+
H+
稀硫酸、盐酸、醋酸
H2
氧化性酸
HNO3
[20] NO或NO2
浓硫酸
[21] SO2
HClO
Cl-
盐
Fe3+
[22] Fe2+
KMnO4(H+)
[23] Mn2+
过氧化物
H2O2、Na2O2
O-2
高考关注
的氧化剂
PbO2、高铁酸盐(如K2FeO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、LiCO2、NO2、S2O82-、H2O2等
常见的还原剂
对应的常见氧化产物
活泼金属单质
Na、Al、Zn、Fe
Na+、Al3+、Zn2+、Fe2+或Fe3+
某些非金属单质
H2、C、S
[24] H2O、CO或CO2、SO2
变价元素处于较低价态的化合物或离子
氧化物
CO
[25] CO2
SO2
SO3或SO42-
氢化物
NH3
NO
H2S
[26] S
离子
SO32-
SO42-
Fe2+
[27] Fe3+
I-、Br-
[28] I2、Br2
过氧化物
H2O2、Na2O2
O2
高考关注的还原剂
Mg、Sn、HI、Na2S等
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
序号
反应物
生成物
①
氧化剂:MnO4-
还原剂:Cl-
氧化产物:Cl2
②
氧化剂:Cl2
还原剂:Fe2+
氧化产物:Fe3+
③
氧化剂:Fe3+
还原剂:I-
氧化产物:I2
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