（新课标）高考化学总复习第2章第三节氧化还原反应讲义.docx

第三节氧化还原反应高考备考指南考纲定位1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。根据化学式判断元素化合价。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。4.能正确书写氧化还原化学方程式和离子方程式。核心素养1.模型认知根据氧化还原反应的本质认识“价态规律，强弱规律，守恒规律”三大规律及应用的思维模型。2.证据推理根据某些事实和信息归纳推导氧化性或还原性的强弱问题。3.科学探究科学探究是认识氧化还原反应的重要途径。从氧化还原反应的角度设计探究方案，进行实验探究加深性质的理解与深化。氧化还原反应的本质及概念间关系(对应复习讲义第18页)1氧化还原反应的本质和特征2氧化还原反应的有关概念及其相互关系(1)有关概念口诀：升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化，发生氧化反应)还(作还原剂，本身具有还原性)，降(化合价降低)得(得电子)还(被还原，发生还原反应)氧(作氧化剂，本身具有氧化性)。实例分析：反应4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O中，氧化剂是MnO2，氧化产物是Cl2，还原剂是HCl，还原产物是MnCl2；生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为2_mol，被氧化的HCl的物质的量是2_mol。(2)氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系3常见氧化剂与还原剂(1)氧化剂某些活泼的非金属单质：如Cl2，一般被还原为Cl。元素处于高价态的物质：如浓硫酸，一般被还原为SO2。过氧化物：如H2O2，一般被还原为H2O。(2)还原剂活泼的金属单质：如Zn，一般被氧化为Zn2。某些活泼的非金属单质：如H2，一般被氧化为H2O。元素处于低价态的物质：如CO，一般被氧化为CO2。(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性具有中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2Fe3FeSOSOSH2O2O2H2OSO2SO3或SOS4.电子转移的表示方法双线桥法与单线桥法请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：(1)双线桥法3Cu8HNO3=3C失32eu(NO3)22N得23eO4H2O；(2)单线桥法3Cu8HN6eO3=3Cu(NO3)22NO4H2O。注意双线桥中箭头起点是反应物，终点是生成物，且注明“得”或“失”，单线桥中箭头起点为还原剂，终点是氧化剂，只注明转移的电子总数，不注明“得”或“失”。(1)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。()(2)金属阳离子一定只具有氧化性。()(3)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。()(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。()(5)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。()(6)HCl只能作还原剂。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)角度1氧化还原反应的有关概念与本质1(2019合肥调研)高铁酸钾(K2FeO4)是一种常用的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子方程式为3ClO2Fe310OH=2FeO3Cl5H2O。下列相关叙述不合理的是()AK2FeO4中铁元素的化合价是6B制得1 mol K2FeO4转移3 mol eCFe3的氧化性强于FeOD氧化产物与还原产物物质的量之比为23C根据化合物中各元素化合价的代数和等于0，可计算出K2FeO4中铁元素的化合价是6，A项正确；根据题给离子方程式可知，制得1 mol K2FeO4转移3 mol电子，B项正确；FeO的氧化性强于Fe3，C项错误；该反应中氧化产物是FeO，还原产物是Cl，二者的物质的量之比为23，D项正确。2(2018湖南六校联考)已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应：4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)3O28Na。下列说法正确的是()A该反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是FeSO4B若Fe2失去4 mol电子，生成氧气的体积约为22.4 LC4 mol Na2O2参加反应，共得到6 mol电子D反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色C该反应中Fe2失电子作还原剂，Na2O2中的氧元素既得电子又失电子，故Na2O2既作氧化剂又作还原剂，A项错误。未指明温度和压强，故无法计算生成的氧气的体积，B项错误。反应过程中Fe2直接被氧化生成Fe3，形成Fe(OH)3沉淀，反应过程中无Fe(OH)2生成，D项错误。3氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4)在有机合成中非常重要，可发生如下反应：LiAlH44H2O=LiOHAl(OH)34H2、NaBH4NH4Cl=NH3BH3NaClH2，则下列说法错误的是()ALiAlH4中氢元素为1价B反应中，每生成1 mol NH3BH3会转移2 mol eC两个反应中，H2均既是氧化产物，又是还原产物D两反应中LiAlH4和NaBH4均作还原剂BLiAlH4中Li为1价，Al为3价，故H为1价，A项正确；反应中转移1个电子，则每生成1 mol NH3BH3转移1 mol e，B项错误；两个反应中均只有氢元素的化合价发生变化，故两个反应中H2均既是氧化产物，又是还原产物，C项正确；LiAlH4和NaBH4中氢元素均为1价，反应时化合价升高，均作还原剂，D项正确。(1)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。(2)明确一些特殊物质中元素的化合价：CuFeS2：、；K2FeO4：；Li2NH、LiNH2、AlN：；Na2S2O3：；MO：；C2O：；HCN：、；CuH：、；FeO：；Si3N4：、；NaBH4：、。角度2电子转移的表示方法4(1)用双线桥表示下列反应的电子转移方向和数目。3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O(2)用单线桥表示下列反应的电子转移的方向和数目。Cr2O14H6Cl=2Cr33Cl27H2OCaH22H2O=Ca(OH)22H2答案(1)3S6NaOH2Na2S得22eNa2S失4eO33H2O2K O3H2C O4H2SO42 得e2O2K2SO42 失e2O22H2O(2)Cr2O14H6C6el=2Cr33Cl27H2OCaH22H2e2O=Ca(OH)22H2氧化还原反应的三大规律及应用(对应复习讲义第19页)规律一强弱规律1氧化性与还原性含义氧化性是指物质得电子的能力，越易得电子氧化性越强，如Cl2Fe3；还原性是指物质失电子的能力，越易失电子还原性越强，如NaMg。2氧化性、还原性强弱的比较依据(1)依据反应原理判断还原剂氧化剂=氧化失电子，化合价升高，被氧化产物还原得电子，化合价降低，被还原产物氧化性强弱：氧化剂氧化产物还原性强弱：还原剂还原产物(2)依据“两表”判断根据元素周期表判断a同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。b同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱。氧化性逐渐增强。金属活动性顺序表(3)依据产物中元素价态的高低判断相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。如：相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。如：(4)电化学原理：原电池中负极还原性比正极物质还原性强。电解池中，阴极上先放电的阳离子氧化性较强。(5)依据反应条件判断：反应条件越易，性质越强。角度1氧化性和还原性的强弱判断1(2019湘东五校联考)向CuSO4溶液中逐滴加入碘化钾溶液至过量，观察到产生白色沉淀CuI，蓝色溶液变棕色，再向反应后的溶液中通入过量SO2，溶液变无色。则下列说法正确的是()A通入22.4 L SO2参加反应时，有2 mol个电子发生转移B通入SO2后溶液逐渐变成无色，体现了SO2的漂白性C滴加碘化钾溶液时，KI被氧化，CuI是氧化产物D上述实验条件下，微粒的氧化性：Cu2I2SO2D题中没有指明温度和压强，22.4 L SO2的物质的量无法确定，故转移电子数无法确定，A项错误；通入SO2时发生反应：SO2I22H2O=H2SO42HI，SO2将I2还原为I，体现了SO2的还原性，B项错误；滴加碘化钾溶液时，CuSO4转化为CuI，则CuSO4被还原，故KI被氧化，CuI是还原产物，C项错误；由2Cu24I=2CuII2、SO2I22H2O=H2SO42HI，结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可得氧化性：Cu2I2SO2，D项正确。2(2018朝阳模拟)已知：AB2=A2B；D2H2O=D(OH)2H2；以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E22e=E，B2e=B2。下列说法正确的是()A氧化性：E2B2A2D2B氧化性：D2E2A2B2C还原性：EBADD提取某废水中含有的少量A2时可以选用DA根据可知氧化性：B2A2，还原性：AB；根据可知D是很活泼的金属单质；根据可知氧化性：E2B2，还原性：BE。角度2判断反应能否发生3已知I、Fe2、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2H2O2IFe2，符合题意；B项，还原性：SO2I，符合题意；C项，还原性：H2O2SO2，与题意矛盾；D项，还原性：H2O2Fe2，符合题意。规律二价态转化规律1不同元素的相应物质发生氧化还原反应时元素升高化合价总数一定等于化合价降低总数。2同元素相应物质的氧化还原反应(1)价态归中含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价低价中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。例如，不同价态硫之间可以发生氧化还原反应的是注中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。(2)歧化反应同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态高价态低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。如： l22NaOH=Na Na OH2O3元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如Na、SO；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。1氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2KOHKXKY(未配平)，KX在一定条件下自身能发生反应：KXKYKZ(未配平，KY与KZ关系比为13)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是()A1价B3价C5价 D7价C反应：Cl2KOHKXKY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯元素分别显正价和1价；由于KX也发生歧化反应：KXKYKZ，可断定KY为KCl，化合价高低是Z中ClX中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为a价，KZ中Cl的化合价为b，依据化合价守恒原理及KXKY3KZ，有a13(ba)，把a1、a3、a5代入上式讨论，可知a5时，b7符合题意。则KX中Cl的化合价为5。2在反应KClO36HCl=KCl3Cl23H2O中，氧化产物与还原产物的质量比为_。解析KClO36HCl=KCl3C得5e失5el23H2O。答案51规律三先后规律1同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2Br，所以Cl2先与Fe2反应。2同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如：在含有Fe3、Cu2、H的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3Cu2H，所以铁粉先与Fe3反应，然后依次为Cu2、H。1已知有如下三个氧化还原反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中Fe2和I共存，要除去I而不氧化Fe2和Cl，可以加入的试剂是()ACl2 BKMnO4CFeCl3 DHClC由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为：MnOCl2Fe3I2，因Cl2、KMnO4均能氧化Fe2，故选项A、B不合题意，HCl不能氧化I，D项错误。2向含S2、Fe2、Br、I各0.1 mol的溶液中通入Cl2，通入Cl2的体积(标准状况)和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是()C还原性：S2IFe2Br，所以发生反应的顺序：Cl2S2=S2Cl，Cl22I=I22Cl，Cl22Fe2=2Fe32Cl，Cl22Br=Br22Cl。守恒思想突破氧化还原反应方程式配平与计算(对应复习讲义第20页)一、氧化还原反应的配平与书写1一般配平的方法步骤2配平技巧方法(1)补加法：适用于部分被氧化或还原的氧化还原反应，如3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)倒配法：适用于氧化剂和还原剂是同一种物质的反应，如3S6KOH=2K2S1K2SO33H2O。(3)电荷守恒法：运用离子方程式的配平，如2MnO10Cl16H=2Mn25Cl28H2O。角度1氧化还原反应的配平配平下列方程式。(1)(2017全国卷)FeOCr2O3Na2CO3NaNO3Na2CrO4Fe2O3CO2NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的化学计量数比为27。5KI1KIO33H2SO4=3I23K2SO43H2O2P49KOH3H2O=3K3PO45PH3(2)(2)MnO(5)C2O16H=(2)Mn2(10)CO28H2O。在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH3。Ce3通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。Ce3H2O2H2O=Ce(OH)4H。LiCoO2H2SO4H2O2=Li2SO4CoSO4O2H2O。氧化还原反应方程式的缺项配平方法1：先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定其他未知物及其化学计量数。方法2：根据介质成分补项。条件补项原则酸性条件下反应物缺H(氢)或多O(氧)补H，反应物少O(氧)补H2O(水)碱性条件下反应物缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，反应物少O(氧)补OH角度2新情景下氧化还原方程式的书写【例】(2017全国卷节选)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：钛铁矿滤液Li4Ti5O12滤液FePO4,沉淀)LiFePO4) 滤渣请回答下列问题：(1)“酸浸”后，钛主要以TiOCl形式存在，写出相应反应的离子方程式：_。(2)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式：_。思维流程以第(2)题为例：根据化合价升降：PO4LiPO4 H2CO4O2 ：根据“氧化剂还原剂还原产物氧化产物”确定反应的主物质化学计量数关系：2FePO4H2C2O42LiFePO42CO2 ：根据质量守恒定律和介质成分“补缺”物质：2FePO4H2C2O4Li2CO32LiFePO43CO2H2O ：检查配平：电子守恒、原子守恒、电荷守恒答案(1)FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl2H2O(2)2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO43CO2H2O母题变式滤液沉淀的离子方程式为_。答案2Fe2H2O22H3PO4=2FePO44H2H2O新情景下氧化还原方程式书写思维模板x()对点训练书写下列反应的方程式(1)(2017全国卷)将水样(含溶解氧)与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定，该过程发生反应的化学方程式为_，将上述水样酸化，MnO(OH)2被I还原为Mn2，同时生成I2，该反应的离子方程式为_。(2)(2016全国卷)6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3，反应的离子方程式为_。(3)(2016全国卷)烟气中含有SO2和NO，写出用NaClO2溶液将烟气中NO转化成NO的离子方程式：_。答案(1)2Mn(OH)2O2=2MnO(OH)2MnO(OH)22I4H=Mn2I23H2O(2)Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O(3)3ClO4NO4OH=4NO3Cl2H2O二、氧化还原反应的相关计算1对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。2守恒法解题的思维流程(1)找出氧化剂，还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失