新高考化学复习专题四氧化还原反应教学课件

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考点1　氧化还原反应的概念和规律一、氧化还原反应的本质、特征和相关概念1.本质和特征(1)本质:电子的转移(电子得失或共用电子对偏移)。(2)特征:反应过程中有元素化合价发生变化(氧化还原反应的判断依据)。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
注意　①置换反应中都有元素化合价发生变化,一定是氧化还原反应。②复分解反应 中没有元素化合价发生变化,一定不是氧化还原反应。③不是所有的化合反应和分解 反应都是氧化还原反应。有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应才是氧化 还原反应。如2Na+Cl2  2NaCl、2H2O2  2H2O+O2↑是氧化还原反应。但CaCO3  CaO+CO2↑、CaO+H2O  Ca(OH)2不是氧化还原反应。
4.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂
二、物质氧化性、还原性强弱比较方法1.依据氧化还原反应方程式比较还原剂+氧化剂  氧化产物+还原产物氧化性:氧化剂>氧化产物。还原性:还原剂>还原产物。2.依据金属、非金属的活动性顺序比较一般来说,元素金属性越强,对应金属单质的还原性越强;元素非金属性越强,对应非金 属单质的氧化性越强。3.依据反应条件及反应的剧烈程度比较
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。如可从是否需要 加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等方面比较。例如:MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)  2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可得氧化性:KMnO4>MnO2。2Na+2H2O  2NaOH+H2↑Mg+2H2O  Mg(OH)2+H2↑可得还原性:Na>Mg。
3.依据反应条件及反应的剧烈程度比较
4.依据氧化还原反应的程度判断(1)相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的,氧化剂的氧化性 强。如S、Cl2与Fe反应分别生成FeS、FeCl3,则氧化性:Cl2>S。(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的,还原剂的还原性强。5.依据元素周期表比较(1)同周期元素(稀有气体元素除外)从左到右,单质还原性减弱,氧化性增强。(2)同主族元素从上到下,单质还原性增强,氧化性减弱。6.依据浓度、酸碱度判断(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓硫酸>稀硫酸、浓
硝酸>稀硝酸。还原性:浓盐酸>稀盐酸。(2)酸碱度:同一种氧化剂所处环境酸性越强,其氧化性一般越强。如KMnO4溶液的氧 化性随溶液酸性的增强而增强。三、氧化还原反应基本规律1.电子转移守恒定律氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数2.强弱规律氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应,生成还原性较弱的还原产物和氧化 性较弱的氧化产物。
3.价态规律(1)由化合价判断氧化性、还原性①元素处于最高价态,只有氧化性,如KMnO4中Mn、HNO3中N、Fe3+、Cu2+等。②元素处于最低价态,只有还原性,如S2-、I-、NH3中N。③元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,如S、SO2中S、Fe2+等。(2)化合价不交叉规律①“归中反应”中元素的化合价遵循“只靠拢、可相见、不交叉”原则。如: 
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。如浓H2SO4与Na2SO3不发生氧化还原反 应,发生复分解反应生成SO2(常用此原理制取SO2)。4.先后规律在溶液中同时含有几种浓度相差不大的还原剂,加入同种氧化剂,则还原性强的还原 剂首先被氧化;同理向浓度相差不大的氧化剂中,加入同种还原剂,则氧化性强的氧化 剂首先被还原。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先被Cl2氧化; 在浓度相差不大的含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+,所以铁粉 先与Fe3+反应。
考点2    氧化还原反应方程式的书写与计算一、氧化还原反应方程式的书写1.配平原则
3.常用配平方法(1)正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化时,一般从反应物着手配平。(2)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应一般从生成物着手配平。例如 反应Cl2+NaOH  NaCl+NaClO+H2O的配平。二、有关氧化还原反应的计算方法1.基础方法:先写出完整的氧化还原反应方程式,再根据各物质的化学计量数列出比例 关系进行计算。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)某元素从游离态变为化合态,该元素一定被还原。 (　    )(2)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。 (　    )(3)有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。 (　    )(4)氧化还原反应中的反应物一定是氧化剂或还原剂。 (　    )(5)金属原子失电子数越多,金属的还原性越强。(　    )(6)强氧化剂和强还原剂混合一定能发生氧化还原反应。 (　    )(7)硝酸铜的分解产物可能是CuO、NO2、NO。 (　    )
(8)Cl2与SO2反应时Cl2  Cl-、SO2  S ,则反应中Cl2与SO2的物质的量之比为2∶1。 (　    )(9)在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Pb2+和Cr2 ,则与1 ml Cr3+反应所需PbO2的物质的量为1.5 ml。 (　    )(10)某强氧化剂XO(OH 被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 ml XO(OH ,需用30 mL 0.2 ml·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的化合价是+1。 (　    )
2.(2023天津河西三模,1)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 (　    )A.海水提溴　　　    B.苏打用作食用碱C.谷物发酵酿酒　　　    D.漂白粉久置空气中失效
3.已知常温下,在溶液中发生如下反应:①16H++10Z-+2X   2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2  2A3++2B-③2B-+Z2  B2+2Z-由此推断下列说法错误的是 (　    )A.反应Z2+2A2+  2A3++2Z-可以进行B.Z元素在反应③中被还原,在反应①中被氧化C.氧化性由强到弱的顺序是X 、Z2、B2、A3+D.还原性由强到弱的顺序是Z-、B-、A2+、X2+
4.(2023上海长宁二模,18)关于反应K2H3IO6+9HI  2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是(　    )A.生成12.7 g I2时,转移0.1 ml电子B.KI是还原产物C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1D.K2H3IO6发生氧化反应
5.配平下列化学方程式:(1)　    VO2++　    Cl +　    H2O  　    V +　    Cl-+　    H+(2)　    KI+　    CuSO4  　    I2+　    CuI↓+　    K2SO4(3)　    P4+　    KOH+　    H2O  　    K3PO4+　    PH3↑(4)　    ClO-+　    Fe(OH)3+　      　    Cl-+　    Fe +　    H2O
(5)　    Cu2S+　    HNO3  　    Cu(NO3)2+　    NO↑+　    H2SO4+　    H2O答案    (1)6　1　3　6　1　6 (2)4　2　1　2　2(3)2　9　3　3　5 (4)3　2　4OH-　3　2　5(5)3　22　6　10　3　8
考法　陌生氧化还原反应方程式的书写　　陌生氧化还原反应方程式的书写,涉及的内容通常不是教材中的化学方程式。突 破这类方程式的书写,只要抓住 “得失电子守恒”的反应本质,书写就会得心应手。书写步骤如下: 
例如,书写酸性KMnO4溶液与SO2反应的离子方程式,KMnO4为氧化剂,对应的还原产物 为Mn2+;SO2为还原剂,对应的氧化产物为S 。根据得失电子守恒配平变价物质:2Mn +5SO2  2Mn2++5S ,该反应在酸性环境中进行,根据电荷守恒,在右边补上4H+;根据原子守恒,在左边补上2H2O,可得离子方程式:2Mn +5SO2+2H2O  2Mn2++5S +4H+。在离子方程式左右两边补上2K+,将相应离子“配对”成相应化合物,即可得化学方程式:2KMnO4+5SO2+2H2O  2MnSO4+K2SO4+2H2SO4。
例1 (2023黑龙江哈尔滨三中二模,10)利用雾霾中的污染物NO、SO2获得产品NH4NO3 的流程图如下所示。下列有关方程式错误的是 (　    ) A.“吸收池1”中反应的离子方程式:SO2+OH-  HS B.“吸收池2”中生成等物质的量的HNO2和HNO3的离子方程式:2NO+4Ce4++3H2O
  HNO2+N +4Ce3++5H+C.“电解池”中阴极的电极反应式:2HS +4e-+4H+  S2 +3H2OD.“氧化池”中反应的离子方程式:2NH3+O2+2N   2N +2N 
  解题导引    (1)观察流程图,看每个“程序中”进去和出来的物质,进去的为反应物,出来的为生成物,同时注意未反应的物质。(2)当反应中某两种物质的物质的量之比固 定,配平时要根据比例关系将其作为一个整体来配平,如“吸收池2”中生成等物质的 量HNO2和HNO3,将HNO2和HNO3都看成1 ml,则反应中转移4 ml电子;1 ml Ce4+被还 原为Ce3+,转移1 ml电子,根据电子转移守恒,生成1 ml HNO2和1 ml HNO3需要4 ml Ce4+,然后再根据电荷守恒、原子守恒进行配平。
  解析    由流程图知,吸收池1中NaOH与SO2反应生成NaHSO3,离子方程式为OH-+SO2  HS ,A项正确;吸收池2中反应的离子方程式为2NO+4Ce4++3H2O  HNO2+N +4Ce3++5H+,B项正确;“电解池”中HS 被还原为S2 ,则反应在阴极上发生,电极反应式为2HS +4e-+4H+  S2 +3H2O,C项正确;HNO2为弱酸,书写离子方程式时不能拆写成离子形式,D项错误。
例2 (2023江苏南京三模,16,节选)高纯ZnO可用作电子元件材料。以次氧化锌酸浸液 (主要含有Zn2+、S ,还含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Pb2+等)为原料制备高纯ZnO的工艺流程如下:
已知:在常温下,Ksp[Zn(OH)2]=2.1×10-16,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。(1)“除铁”时,须将Fe2+氧化为Fe3+的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(2)“除锰”反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　    。
  解题导引    化工流程题中陌生反应方程式的书写步骤:先写出“反应物(原料+加入的物质)→生成物(产物)”,再灵活运用“三大守恒”(原子守恒、得失电子守恒、电 荷守恒)进行配平。
  解析    综观流程图可得在“除铁”环节,除去Fe2+、Fe3+,生成Fe(OH)3,则向酸浸液中加入H2O2溶液,目的是将Fe2+氧化为Fe3+。在“除锰”环节Mn2+转化为MnO2除去。在“除铅”环节中向滤液中加入Zn粉将Pb2+转化为Pb除去。最后硫酸锌溶液经过一系列操作得到高纯ZnO。(1)Zn(OH)2与Fe(OH)2为同类型沉淀,由Zn(OH)2与Fe(OH)2的Ksp数据可知Zn(OH)2与Fe(OH)2沉淀时pH相近,不易通过调pH分离Fe2+和Zn2+;通过计算可得Zn(OH)2与Fe(OH)3沉淀时pH相差较大,易通过调pH分离Fe3+和Zn2+。(2)“除锰”过程中,高锰酸钾将Mn2+氧化为MnO2,同时Mn 也被还原为MnO2,根据得失电子守恒得出氧化剂、还原剂前的化学计量数,再根据电荷守恒添加介质(H+)、根据原子守恒添加H2O。
  答案    (1)Zn(OH)2与Fe(OH)2沉淀时pH相近,不易通过调pH分离Fe2+和Zn2+;Zn(OH)2与Fe(OH)3沉淀时pH相差较大,易于通过调pH分离Fe3+和Zn2+(2)3Mn2++2Mn +2H2O  5MnO2↓+4H+