三维设计人教通用版2015届高考化学一轮总复习讲义第三节氧化还原反应

1、 第三节氧化还原反应 明考纲要求 理主干脉络 1.了解氧化还原反应的本质是 电子的转移。 2了解常见的氧化还原反应。 3 掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。 一、氧化还原反应的本质及有关概念 1本质和特征 2反应关系 二、电子转移的表示方法 1双线桥法 2单线桥法 三、常见的氧化剂和还原剂 1常见的氧化剂 物质类型 举例 对应还原产物 活泼金属单质 X2(卤素) X O2 H2O、O元素处于高化合价时的化合物或离子 氧化物 MnO2 Mn含氧酸 浓硫酸 SO2 HNO3 NO、N盐 KMnO4 Mn2 Fe3 Fe2、过氧化物 Na2O2、H2O2 H2O 2常见的还原剂 (1)活泼的金属

2、单质，如Na、Mg、Al、Fe等。 (2)某些活泼的非金属单质，如H2、C、Si等。 (3)元素处于低化合价时的物质，如CO、Fe2、S2、I等。 写出下列还原剂对应的氧化产物： CO：CO2，Zn：Zn2，SO23：SO24。 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 还原产物 氧化Fe2 Fe FeSO23 S SO2H2O2 H2O O2 1.判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“×”)。 (1)(2013·天津高考)Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应。( ) (2)(2012·天津高考)NO2溶于水时发生氧化还原反应。(

3、) (3)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。( ) (4)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。( ) (5)(2012·山东高考)化合反应均为氧化还原反应。( ) (6)某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化。( ) (7)非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性。( ) 提示：(1)() 反应生成Na2SO4和H2O； (2)() 生成HNO3和NO； (3)(×) 有些反应物既不是氧化剂，也不是还原剂，如反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O中的NaOH。 (4)(×) 如2O3=3O2、C(金刚石)=一定条件C

4、(石墨)。 (5)(×) 如SO3H2O=H2SO4不是氧化还原反应。 (6)(×) 如O2H2O，氧元素被还原。 (7)(×) 如Fe2具有还原性。 2以Cu与稀HNO3的反应为例表示氧化还原反应的电子转移。 (1)双线桥法 (2)单线桥法 答案： (1) (2) 3氧化还原反应与四种基本类型反应间的关系如下图，请将下面反应对号入座。 A.COCuO=高温 CuCO2 B.CaCO3=高温 CaOCO2 C.2FeCl2Cl2=2FeCl3 D.NH3HCl=NH4Cl E.ZnH2SO4=ZnSO4H2 F.HClNaOH=NaClH2O G.2KClO3=M

5、nO22KCl3O2 答案：D C B G A E F 4分析以下反应： (1)在反应MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O中，氧化剂是_，还原剂是HCl，氧化产物是_，生成1 mol Cl2时转移电子数目为_，被氧化的HCl的物质的量是_，盐酸显示的性质是_。 (2)在反应Cu2H2SO4(浓)= CuSO4H2OSO2中，氧化剂是_，还原产物是_，生成1 mol SO2转移电子数目为_，浓H2SO4显示的性质是_。 (3)在反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O中，氧化剂是_，还原剂是_，氧化产物是_，每有1 mol Cl2参与反应转移电子数目为_，氧化剂与还原剂物质的

6、量之比为_。 (4)在反应5KIKIO36HCl=6KCl3I23H2O中，氧化剂是_，还原剂是_，氧化产物是_，还原产物是_，每生成3 mol I2转移的电子数目为_，氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。 答案：(1)MnO2 Cl2 2NA 2 mol 还原性和酸性 (2)浓H2SO4 SO2 2NA 酸性和氧化性 (3)Cl2 Cl2 NaClO NA 11 (4)KIO3 KI I2 I2 5NA 51 物质氧化性、还原性强弱的比较 1在常温下发生下列反应： (1)16H10Z2XO4=2X25Z28H2O (2)2A2B2=2A32B (3)2BZ2=B22Z 根据上述反应，判断下

7、列结论中错误的是( ) A溶液中可能发生反应：Z22A2=2A32Z BZ2在(1)、(3)反应中作还原剂 C氧化性强弱顺序为XO4>Z2>B2>A3 DX2是XO4的还原产物 解析：选B 由反应(1)可知氧化性：XO4>Z2，由反应(2)可知氧化性：B2>A3，由反应(3)可知氧化性：Z2>B2，综上氧化性强弱顺序为XO4>Z2>B2>A3，结合选项分析可知B不正确，Z2在(1)中是氧化产物，在(3)中作氧化剂。 2(2014·北京海淀区模拟)在一定条件下，下列微粒的还原性顺序为ClBrFe2ISO2，由此判断以下各反应在溶液中

8、不能发生的是( ) A2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H B2Fe2Cl2=2Fe32Cl C2Br4HSO24=SO2Br22H2O DI2SO22H2O=4HSO242I 解析：选C 根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性，分析各个选项中还原剂和还原产物是否与题干的还原性顺序一致。C项SO2的还原性强于Br，所以正向不能进行，逆向可以。 3(双选)常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应： 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 2Fe3H2O2=2Fe2O22H 下列说法正确的是( ) AH2O2的氧化性比Fe3强，其还原性比Fe2弱 B在H2O2分解

9、过程中，溶液的pH逐渐下降 C在H2O2分解过程中，Fe2和Fe3的总量保持不变 DH2O2生产过程要严格避免混入Fe2 解析：选CD A项，由第一个反应判断H2O2的氧化性比Fe3强，由第二个反应判断H2O2的还原性比Fe2强。B项，在H2O2分解过程中，溶液的pH增大。C项，根据质量守恒定律和催化原理，Fe2和Fe3的总量保持不变。D项，若混入Fe2，即可促进H2O2的分解而影响H2O2的生产。 物质的氧化性、还原性强弱比较的四大依据 1依据反应原理 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 3依据元素周期表 4依据电化学原理 (1)原

10、电池原理： 一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极>正极。 (2)电解池原理： 用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。 特别提醒 (1)物质氧化性或还原性的强弱取决于其得失电子的难易，与得失电子的数目无关。如Al3e Al3，而Nae Na，但还原性NaAl。 (2)对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应，如 Cl2H2OHClOHCl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。 (3)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、SO24；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。 氧化还

11、原反应规律及应用 4(2013·福建高考)某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟探究其热分解的产物，提出如下4种猜想： 甲：Mg(NO3)2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2 丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2 请问哪种猜想一定不能成立？ 答案：根据氧化还原反应中化合价变化守恒规律，元素的化合价有升有降，而丁的猜想 中，只有N元素的化合价降低，没有化合价升高的元素，故丁的猜想一定不能成立。 5对于以下有关氧化还原反应的事实，请予以解释： (1)Na与水反应生成NaOH和一种气体，该气体只能是H2，不可能是O2。 (2)H2O2通常被称做绿色氧化剂。 (3)浓H2

12、SO4是强氧化剂，SO2是强还原剂，但潮湿的SO2气体可以用浓H2SO4干燥。 (4)食品包装袋内通常装有细小的铁粒。 答案：(1)Na与H2O反应若生成NaOH和O2，没有化合价降低的元素，不符合氧化还原反应的守恒规律。 (2)H2O2被还原后生成无污染的水，故被称为绿色氧化剂。 (3)在浓H2SO4与SO2之间硫元素没有6和4之间的中间价态，因而浓H2SO4不能氧化SO2，可以作为SO2的干燥剂。 (4)用Fe粉还原食品袋中的O2以达到防腐的目的。 6(双选)(2012·上海高考)PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的4和2价的混合氧化物，4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2。现将1

13、mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为32，则剩余固体的组成及物质的量比是( ) A11混合的Pb3O4、PbO B12混合的PbO2、Pb3O4 C141混合的PbO2、Pb3O4、PbO D114混合的PbO2、Pb3O4、PbO 解析：选AD 先依题意设PbO2受热分解后得到PbO和PbO2的物质的量之比为xy，则(xy)PbO2= xPbOyPbO2 x2O2。 PbO24HCl(浓)=PbCl2Cl22H2O y y x2y32 x3y 然后把答案选项中的Pb3O4改写成PbO2·2PbO的形式，Pb3O4改写

14、成PbO2·2PbO后，混合物中PbO2与PbO的比例为13的选项正确。 氧化还原反应的基本规律及应用 1守恒规律 (1)内容。 质量守恒：反应前后元素的种类、原子的数目和质量不变。 电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数，表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。 电荷守恒：离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。 (2)应用：运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。如用铜电极电解Na2SO4溶液，其阳、阴极产物及转移电子关系式为：Cu22eH22OH。 2强弱规律 在浓度相差不大的溶液中： (1)同时含

15、有几种还原剂时加入氧化剂 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。 如向FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2Br，所以Fe2先与Cl2反应。 (2)同时含有几种氧化剂时加入还原剂 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。 如在含有Fe3、Cu2的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3Cu2，所以铁粉先与Fe3反应，然后再与Cu2反应。 3归中规律 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为： 价态相邻能共存，价态相间能归中， 归中价态不交叉，价升价降只靠拢。 如以下两例： 氧化还原反应方程式的配平与计算 7写出以下化学方程式并配平。 (1)(2013·浙江高考)NH3在加热条件下

16、与CuO反应生成Cu和N2。 (2)(2012·北京高考)用浓HNO3清洗试管壁上的Ag。 (3)(2011·福建高考)向碘盐(KIO3)和稀H2SO4的混合溶液中加入KI固体后可生成I2。 (4)(2010·山东高考)Na2S放置在空气中被氧化变质。 (5)在NaOH环境下，Cl2与NaI反应时，每1 mol Na I完全反应转移6 mol电子。 (6)向FeBr2溶液中通入过量的Cl2。 答案：(1)3CuO2NH3= 3CuN23H2O (2)Ag2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O (3)KIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2O (4)2

17、Na2SO22H2O=2S4NaOH (5)3Cl2NaI6NaOH=NaIO36NaCl3H2O (6)2FeBr23Cl2=2FeCl32Br2 8(2013·福建高考改编)纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。 (1)完成反应的化学方程式： _24NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2O_ (2)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl。处理含CN相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍。 解析：(1)纤维素水解最终产物葡萄糖(C6H12O6)，根据化合价

18、升降守恒规律，(C6H12O6)中元素化合价升高数应该等于NaClO3元素化合价降低数，又根据Na元素和S原子守恒，产物 中其中一种肯定是“12Na2SO4”，则24NaClO3得24e 24 ClO2?C6H12O6失24e 6CO2 (2)ClO25e Cl Cl22e 2Cl 由于处理相同量的废水，得到的电子数相同，5n(ClO2)2n(Cl2)，故n(Cl2)2.5 n(ClO2) 答案：(1)C6H12O624NaClO312H2SO4=24ClO26CO218H2O12Na2SO4 (2)2.5 1配平三原则 2配平四技巧 (1)正向配平法 适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应，配

19、平按以下五步进行。 标明反应前后化合价有变化的元素的化合价 通过求最小公倍数使化合价升降总数相等 确定氧化剂与还原剂的化学计量数 用观察法配平其他物质的化学计量数 检查质量、电荷、电子是否分别守恒 (2)逆向配平法 适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。 先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。 如： 由于S的化合价既升高又降低，而且升降总数相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3，即3S6KOH(浓)= 2K2SK2SO33H2O。 (3)奇数配偶法 适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。

20、如SCKNO3CO2N2K2S，反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后用观察法配平得： S3C2KNO3=3CO2N2K2S (4)缺项配平 对于反应的化学方程式，所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式，所缺物质往往是H、OH或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质，再用其他守恒法配平。如果无法确定所缺物质，可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平，然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。 3应用电子守恒法解题的一般步骤 (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电子数目(注意化学式中粒子的个数)。 (3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式： n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价低价的绝对值)n(还原剂)×变价