2024版一轮高考化学总复习优化设计第二章化学物质及其变化第4讲氧化还原反应的概念及规律

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第4讲氧化还原反应的概念及规律第二章2024内容索引010203强基础固本增分探考点精准突破研专项前沿命题强基础固本增分一、氧化还原反应1.氧化还原反应的本质和特征电子转移

化合价

2.氧化还原反应的基本概念及联系

还原氧化氧化氧化还原还原3.氧化还原反应中电子转移的表示方法

类型双线桥法单线桥法表示方法还原产物+氧化产物注意事项①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得”或“失”。②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中类型双线桥法单线桥法应用举例===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O4.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系

易错辨析判断正误(1)在氧化还原反应中,被氧化和被还原的物质不能是同种物质。(

)(2)合成氨反应中,N2作氧化剂,发生还原反应,故NH3只是还原产物。(

)(3)在Na2O2与CO2反应中,生成1molO2时转移4mol电子。(

)(4)反应SO2+H2O2===H2SO4是氧化还原反应,也是化合反应。(

)×××√二、氧化剂和还原剂1.氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂常见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:Cl-SO2NO或NO2Mn2+Fe2+或Fe(2)常见的还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如:Zn2+H+

CO2Fe3+SI22.氧化性和还原性(1)氧化性

氧化剂得到电子的能力(或性质)氧化剂在反应中表现出来的性质。例如,在反应Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑中,

作氧化剂,表现出氧化性。

(2)还原性

还原剂失去电子的能力(或性质)还原剂在反应中表现出来的性质。例如,在反应3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,

作还原剂,表现出还原性。

H2SO4

Cu(3)性质与元素价态的关系元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性:FeSH2OFe3+O2易错辨析(1)实现“Br2→Br-”转化过程,必须加入较强的还原剂。(

)(2)反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。(

)(3)向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液,产生大量气泡,说明Fe3+具有氧化性。(

)(4)向3mLKI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色,则Br2的氧化性比I2的强。(

)√××√探考点精准突破考点一氧化还原反应的基本概念及关系命题解读新教材变化增加了4种基本类型的反应与氧化还原反应的关系图示、“科学史话”(氧化还原反应概念的发展)、“思考与讨论”(汽车尾气的催化转化)等考情透析高频考点从近几年全国高考试题来看,氧化还原反应的基本概念的判断仍是高考命题的热点。预测考向新的一年高考可能会考查氧化还原反应中基本概念的判断、通过阿伏加德罗常数考查电子转移数目等,题目难度中等1.(2022浙江6月卷,10)关于反应Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是(

)A.H2SO4发生还原反应B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1D.1molNa2S2O3发生反应,转移4mol电子答案

B

解析

Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫单质和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境,A错误、B正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1

mol

Na2S2O3发生反应,要转移2

mol电子,D错误。2.关于反应8NH3+6NO2===7N2+12H2O,下列说法正确的是(

)A.NH3中H元素被氧化B.NO2在反应过程中失去电子C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3答案

D

解析

NH3中H元素化合价不变,未被氧化,A错误;NO2中N元素化合价降低,在反应中得到电子,B错误;还原剂是NH3,氧化剂是NO2,二者的物质的量之比为8∶6=4∶3,C错误;NH3→N2发生氧化反应,NO2→N2发生还原反应,N2既是氧化产物又是还原产物,则氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3,D正确。3.关于反应4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是(

)A.CO是氧化产物B.SiH4发生还原反应C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4D.生成1molSiO2时,转移8mol电子答案D

解析

根据反应的化学方程式,碳元素的化合价由+4价降为+2价,故CO为还原产物,A错误;氢元素的化合价由-1价升为+1价,故SiH4发生氧化反应,B错误;反应中氧化剂为二氧化碳,还原剂为SiH4,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,C错误;根据反应的化学方程式可知,氢元素的化合价由-1价升高至+1价,因此生成1

mol

SiO2时,转移8

mol电子,D正确。归纳总结基于元素价态变化,理解氧化还原反应的概念及联系考点二物质的氧化性和还原性的强弱比较命题解读新教材变化新教材只介绍了“氧化剂和还原剂”,提及氧化性和还原性,未涉及其强弱比较考情透析高频考点从近几年全国高考试题来看,氧化还原反应中物质氧化性或还原性的强弱关系仍是高考命题的热点。预测考向新的一年高考可能会考查氧化还原反应中基本概念的判断、通过阿伏加德罗常数考查电子转移数目及物质氧化性或还原性的强弱关系等,题目难度中等1.某校学习小组学生在实验室中设计实验探究物质的氧化性和还原性,涉及如下反应: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,可发生反应:答案

D

解析

根据氧化性:氧化剂>氧化产物,由反应①~③分别可得,氧化性:K2Cr2O7>Cl2、HCl>CrCl2、KMnO4>Cl2,①中使用浓盐酸,③中使用稀盐酸,则氧化性:KMnO4>K2Cr2O7,A错误;反应③中,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,根据得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,B错误;反应②中Cr与稀盐酸反应生成H2,向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,可能是发生了钝化,C错误;由于氧化性:KMnO4>K2Cr2O7,向Cr2(SO4)3溶液2.(2022四川成都模拟)溴酸盐在国际上被定位为2B级潜在致癌物。已知KBrO3可发生下列反应:2KBrO3+I2==2KIO3+Br2,下列有关说法不正确的是(

)A.KBrO3是氧化剂B.该反应说明I2的还原性强于Br2C.当有1molKBrO3参与反应时转移5mol电子D.通过该反应相关物质的氧化性、还原性强弱比较可知:不能用KI与Br2反应来制取I2答案

D

解析

在反应2KBrO3+I2==2KIO3+Br2中,Br元素化合价降低,得到电子被还原,所以KBrO3是氧化剂,A正确;在氧化还原反应中,还原剂的还原性比还原产物的强,在该反应中I2为还原剂,Br2为还原产物,所以物质的还原性:I2>Br2,B正确;在该反应中,Br元素化合价由反应前KBrO3中的+5价变为反应后Br2中的0价,则当有1

mol

KBrO3参与反应时转移5

mol电子,C正确;单质的氧化性:Br2>I2,所以Br2能够与KI发生置换反应:2KI+Br2==2KBr+I2,故可以用KI与Br2反应来制取I2,D错误。3.(2023宁夏石嘴山模拟)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H2O2<Fe2+<I-<SO2。则下列反应不能发生的是(

)B.H2O2+H2SO4==SO2↑+O2↑+2H2OC.I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HID.2Fe3++2I-==2Fe2++I2答案

B

解析

还原性:Fe2+<SO2,根据强弱规律,2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2+++4H+能发生;还原性:H2O2<SO2,根据强弱规律,H2O2+H2SO4==SO2↑+O2↑+2H2O不能发生;还原性:I-<SO2,根据强弱规律,I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI能发生;还原性:Fe2+<I-,根据强弱规律,2Fe3++2I-==2Fe2++I2能发生。归纳总结基于“性质强弱规律”,巧解物质的氧化性和还原性类题(1)熟记物质的性质强弱规律:①氧化性:氧化剂>氧化产物;②还原性:还原剂>还原产物。(2)巧用反应先后的两个规律:①同一还原剂与多种氧化剂反应时,氧化性强的物质优先发生反应:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>H+。②同一氧化剂与多种还原剂反应时,还原性强的物质优先发生反应:S2->>I->Fe2+>Br-。(3)利用“假设法”判断氧化还原反应能否发生:假设选项中反应能够发生,依据该反应判断氧化性(或还原性)的强弱,再与题干中物质的氧化性(或还原性)对照,若其强弱顺序一致,则此反应能够发生,否则,不能发生。研专项前沿命题氧化还原反应的基本规律及应用

题型考查内容选择题非选择题考查知识侧重考查氧化还原反应的“强弱”“价态律”“先后律”“守恒律”等核心素养宏观辨识与微观探析、变化观念考向1“价态转化”规律及应用例1

(2022黑龙江七台河期末)根据所学的氧化还原知识回答下列问题:(1)下列三个氧化还原反应涉及的物质中,氧化性最强的是

。若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除单质外,还可用反应中的

(从下列三个反应涉及的物质中选择)作氧化剂。

①2FeCl3+2KI==2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2==2FeCl3③2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(2)Na2S2O3是重要的化工原料,从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是

(填字母)。

a.Na2S+S

b.Na2SO3+S c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4答案

(1)KMnO4

FeCl3

(2)b解析

(1)根据同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物;反应①中FeCl3为氧化剂、FeCl2为还原产物,KI为还原剂、I2为氧化产物,则氧化性:FeCl3>I2,还原性:KI>FeCl2;反应②中FeCl2为还原剂、Cl2为氧化剂、FeCl3既是氧化产物又是还原产物,则氧化性:Cl2>FeCl3,还原性:FeCl2>FeCl3;反应③中KMnO4为氧化剂、MnCl2为还原产物,HCl为还原剂、Cl2为氧化产物,则氧化性:KMnO4>Cl2,还原性:HCl>MnCl2。综上可知氧化性:KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,氧化性最强的物质是KMnO4;若溶质中Cl-与I-共存,为了氧化I-而Cl-不被氧化,除单质外,根据氧化还原反应中“强制弱”规律,还可用反应中的FeCl3作氧化剂。(2)Na2S2O3中S元素的化合价为+2价;a.Na2S中S元素的化合价为-2价,S中S元素的化合价为0价,Na2S和S中S元素的化合价都比Na2S2O3中S元素的化合价低,a项不可行;b.Na2SO3中S元素的化合价为+4价,S中S元素的化合价为0价,Na2SO3可与S反应制备Na2S2O3,b项可行;c.SO2中S元素的化合价为+4价,Na2SO4中S元素的化合价为+6价,SO2和Na2SO4中S元素的化合价都比+2价高,c项不可行;d.Na2SO3中S元素的化合价为+4价,Na2SO4中S元素的化合价为+6价,Na2SO3和Na2SO4中S元素的化合价都比+2价高,d项不可行;答案选b。突破方法“价态转化”规律及分析(1)“价态归中”规律含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时,该元素的价态变化一定遵循“高价+低价→中间价”,即“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”。例如:(2)“价态歧化”规律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反应物中该元素价态高,或都比反应物中该元素价态低。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生“歧化反应”,例如:针对训练1.(2022山东卷,8)实验室制备KMnO4过程为①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4;②水溶后冷却,调溶液pH至弱碱性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是(

)A.①中用瓷坩埚作反应器B.①中用NaOH作强碱性介质C.②中K2MnO4只体现氧化性D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%答案D

解析

由题中信息可知,①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化

MnO2制备K2MnO4,由于瓷坩埚高温下易被强碱腐蚀,故不能用瓷坩埚作反应器,A项不正确;制备KMnO4时为了防止引入杂质离子,①中应用KOH作强碱性介质,不用NaOH,B项不正确;②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,K2MnO4既体现氧化性又体现还原性,C项不正确;K2MnO4歧化反应过程中,Mn元素的化合价由+6价变为+7价和+4价,因此反应生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1,根据Mn元素守恒可知,反应物MnO2中的Mn元素有

转化为KMnO4,即MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D项正确。2.关于反应4O2F2+H2S===SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是(

)A.O2F2在该反应中同时发生氧化反应和还原反应B.O2是氧化产物C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1D.若2.24LH2S被氧化,则转移电子为0.8mol答案

C

解析

物质变化:O2F2→O2(O元素化合价由+1价→0价),F元素未变价,则O2F2是氧化剂,A错误;O元素化合价降低,发生还原反应,则O2是还原产物,B错误;S元素化合价由-2价升高到+6价,H2S是还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,C正确;1

mol

H2S被氧化,转移8

mol

电子,题目未指明2.24

L

H2S是否处于标准状况,不能确定转移电子的物质的量,D错误。考向2“反应先后”规律及应用例2

已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2。向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。下列有关说法不正确的是(

)A.曲线d代表溶液中Br-变化情况B.原溶液中FeI2的物质的量为2molC.原溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=2∶3D.当通入2molCl2时,溶液中离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2===I2+2Fe3++4Cl-答案

B

解析

氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Br-,被氯气氧化的先后顺序是I-、Fe2+、Br-,d代表Br-的变化情况,A项正确。a代表的是I-的变化情况,n(I-)=2

mol,则n(FeI2)=1

mol,B项错误。b代表Fe2+变化情况,n(Fe2+)=4

mol,d代表Br-变化情况,n(Br-)=6

mol,两者物质的量比值为4∶6=2∶3,C项正确。加入2

mol

Cl2,I-全部被氧化,一半Fe2+被氧化,离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2==I2+2Fe3++4Cl-,D项正确。突破方法“反应先后”规律及应用当一种氧化剂与多种还原剂(或一种还原剂与多种氧化剂)反应时,若氧化剂(或还原剂)的量不足,要考虑还原剂的还原性(或氧化剂的氧化性)强弱,判断物质发生反应的先后顺序。(1)同种还原剂与多种氧化剂的反应在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种氧化剂,加入还原剂时,将按照物质的氧化性由强到弱的顺序依次发生反应。例如,向CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入铁粉,由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe先与Fe3+反应生成Fe2+,剩余铁粉再与Cu2+发生置换反应。(2)同种氧化剂与多种还原剂的反应在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种还原剂,加入氧化剂时,将按照物质的还原性由强到弱的顺序依次发生反应。例如,在FeBr2和FeI2混合液中通入Cl2时,由于还原性:I->Fe2+>Br-,故被Cl2氧化的离子的先后顺序为I-、Fe2+、Br-。针对训练3.在硫酸铁溶液中,加入少量铜粉至完全溶解后,又加入一定量铁粉,充分反应后有残余固体,则下列判断正确的是(

)A.最后得到的溶液中只含Cu2+B.残余固体一定全部是铜C.残余固体可能为铁、铜混合物D.最后得