专题一第四单元

专题一第四单元第四单元氧化还原反应的基本概念理解氧化还原反应的有关概念、特征及本质。一、氧化还原反应的基本概念1．氧化还原反应的判断氧化还原反应的特征是化合价的变化，实质是电子的转移。2．氧化还原反应有关概念反应物反应中化合价的变化反应中电子的得失反应物具有的性质反应中反应物自身的变化反应后的生成物氧化剂降低得到氧化性还原还原产物还原剂升高失去还原性氧化氧化产物对于反应MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2．单线桥法表示反应物中元素原子发生电子转移的数目和情况。Cu＋4HN2e－O3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O三、常见的氧化剂和还原剂1．常见氧化剂2.常见还原剂在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗？试举例说明。提示不一定。同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是同种物质，也可能是不同的物质；氧化产物和还原产物也可能是同一物质或不同的物质。如反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O中，Cl2既是氧化剂又是还原剂；又如反应2FeCl3＋Fe=3FeCl2中，FeCl2既是氧化产物又是还原产物。一条规律eq\a\vs4\al(·)元素化合价与氧化还原的关系元素化合价处于最高价态时，往往只有氧化性(不一定是强氧化性)，价态越高氧化性越强(氯的含氧酸及其盐除外，ClO－的氧化性强于ClOeq\o\al(－,3))；元素处于最低价态时，往往只有还原性(不一定是强还原性)；具有中间价态的物质，既有氧化性又有还原性，一般情况下主要表现某一方面的性质，如Fe2＋既能被氧化到Fe3＋表现还原性，又能被还原到Fe表现氧化性，但Fe2＋以还原性为主。两种方法eq\a\vs4\al(·)1．熟记氧化还原反应中几对概念的方法(1)典型反应记忆法：可以根据氢气还原氧化铜的典型反应分析，氢气是还原剂，反应后化合价升高，发生氧化反应，推理得到化合价升高发生氧化反应的普遍规律。(2)浓缩记忆法：将几个关键概念进行浓缩“升→失→氧→还原剂”，即元素化合价升高→失电子→发生氧化反应→被氧化→生成氧化产物→该物质为还原剂，同理“降→得→还→氧化剂”。(3)联想记忆法：对相关概念进行联想，例如宇航员飞到高空，失重，缺氧，即高失氧。2．陌生氧化还原反应的分析方法对于一个陌生的氧化还原反应的分析多采用双线桥法，因为双线桥能清晰的反映出元素化合价在反应前后的变化，有利于判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。需要注意：①线桥的箭尾必须指在反应物中发生变化的元素上，箭头指向生成物中的该元素上。②在线上标出“得到”或“失去”及电子的数目，数目后面写上电子的标识e－。③箭头方向不代表电子转移方向。我的体会eq\a\vs4\al(·)在复习过程中我采用对比的方法掌握氧化－还原两条线，这样理解会很有条理：氧化剂→得电子→化合价降低→表现氧化性→被还原→对应还原产物；还原剂→失电子→化合价升高→表现还原性→被氧化→对应氧化产物。我的警示eq\a\vs4\al(·)HCl具有氧化性还是具有还原性呢？从H＋的角度处于最高价态只具有氧化性，从Cl－的角度处于最低价态只有还原性，但HCl是由H、Cl两种元素组成的，因此既具有氧化性又具有还原性。eq\a\vs4\al\co1(以陌生氧化还原反应分析为载体考查,氧化还原反应概念的应用)氧化还原反应的分析方法和思路：理解概念抓实质，解题应用靠特征，即从氧化还原反应的实质―电子，去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价这一特征入手，利用双线桥法表示出元素化合价的变化，结合相关概念分析出具体物质的性质，判断出转移的电子数。(2012·常州调研)赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：Cu2S＋2Cu2Oeq\o(=,\s\up7(△))6Cu＋SO2↑，下列关于该反应的说法中，正确的是()。A．该反应的氧化剂只有Cu2OB．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂C．Cu既是氧化产物又是还原产物D．每生成19.2gCu，反应中转移0.6审题视角①判断元素化合价的变化。②利用双线桥法分析，判断被氧化、被还原的元素及转移的电子数。解析1.[能力定向]考查氧化还原反应的概念及具体氧化还原反应的分析能力。2．[解题思路]Cu2S、Cu2O中Cu均显＋1价，S、O均显－2价，利用双线桥分析有：Cu2S＋2Cu2Oeq\o(=,\s\up7(△))6C得6e－u＋S失6e－O2↑，Cu2S既是氧化剂又是还原剂，Cu2O只作氧化剂。Cu是还原产物，SO2是氧化产物。每生成0.3molCu，反应中转移0.3mol电子。答案B·氧化还原反应的分析思路判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清它们的变化情况。黄铜矿(CuFeS2)常用于提炼金属铜。黄铜矿焙烧过程中所发生的反应比较复杂，其中主要反应之一的化学方程式为：2CuFeS2＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))eq\x()＋2FeS＋SO2(已配平)，则下列关于该反应的说法错误的是()。A．方框中的物质应为Cu2SB．该反应的部分产物可用于硫酸工业C．反应中SO2既是氧化产物又是还原产物D．反应中若有1molSO2生成，则一定有4mol电子发生转移解析从原子守恒角度分析知，化学方程式中所缺少的物质为Cu2S，再通过化合价的升降与得失电子守恒可以验证Cu2S是正确的；反应中有SO2生成，其可以用于制H2SO4；生成1molSO2时转移的电子为6mol。答案Deq\a\vs4\al\co1(判断氧化性、还原性相对强弱方法的考查)方法一以元素在周期表中的位置为依据。①同主族元素从上到下原子金属性增强，非金属性减弱。②同周期元素，从左向右原子金属性减弱，非金属性增强。方法二依据金属活动性顺序判断。按照金属活动性顺序，排在前面的金属元素其原子的还原性强，排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。eq\o(→,\s\up7(KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAgPtAu),\s\do5(单质还原性逐渐减弱))eq\o(→,\s\up7(K＋Ca2＋Na＋Mg2＋Al3＋Zn2＋Fe2＋Sn2＋Pb2＋H＋Cu2＋Hg2＋Ag＋),\s\do5(阳离子氧化性逐渐增强))方法三根据氧化还原反应的方程式判断。对于氧化还原反应一般有如下对应关系：氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物。则氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。如根据：K2Cr2O7＋14HCl(浓)=2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O可以判断：在酸性条件下，氧化性：K2CrO7＞Cl2,还原性：HCl＞CrCl3方法四根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断。当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可根据反应条件要求的高、低来进行判断，反应条件要求越低，性质越强；若氧化产物价态不同，则价态越高，氧化剂的氧化性越强。方法五根据原电池、电解池的电极反应判断。①两种不同的金属构成原电池的两极，还原性：负极金属＞正极金属。②在电解过程中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性强的非金属阴离子优先在阳极放电。方法六根据微粒反应过程中能量变化判断①当H2＋X2=2HX(放出热量Q1)，H2＋Y2=2HY(放出热量Q2)，若Q1>Q2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强；X－的还原性比Y－的还原性弱。②当几种原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时，放出的能量越多，或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱。③元素的原子失去相同的电子形成阳离子时，吸收的能量越少，说明失电子越容易，其还原性越强。方法七根据物质浓度或溶液酸碱性比较某些物质的氧化性、还原性还与溶液的酸碱性有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；NOeq\o\al(－,3)中性条件下无强氧化性，但酸性条件下具有强氧化性。已知：①向KMnO4晶体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体，溶液变黄色；③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝色。下列判断正确的是()。A．上述实验证明氧化性：MnOeq\o\al(－,4)＞Cl2＞Fe3＋＞I2B．上述实验中，共有两个氧化还原反应C．实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝D．实验②证明Fe2＋既有氧化性又有还原性审题视角利用题给信息判断3个反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，判断氧化性的强弱。结合得出的结论，判断题目选项。解析1.[能力定向]氧化性、还原性的强弱比较及应用能力。2．[解题思路]根据题意知①中生成了氯气，则Cl－被氧化成Cl2，KMnO4作氧化剂，Cl2为氧化产物。②中FeCl2被Cl2氧化成FeCl3，③中I－被FeCl3氧化生成了I2。根据上述氧化还原规律知：氧化性：MnOeq\o\al(－,4)＞Cl2＞Fe3＋＞I2，A正确；上述三个反应都是氧化还原反应，Cl2也可以氧化KI而生成I2，实验②只能说明Fe2＋有还原性。答案A(1)举例证明Fe2＋具有氧化性_______________________________________。(2)若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂可选用上题中的_________________________________________________________________。答案(1)Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋Fe(2)FeCl3(2010·南通二调)在碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气，可以得到高碘酸钠(Na2H3IO6)。下列有关该反应的说法错误的是()。A．在该反应中碘酸钠作氧化剂B．碱性条件下，氯气的氧化性强于高碘酸钠C．反应中生成1molNa2H3IO6，转移2mol电子D．反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1解析反应过程中NaIO3→Na2H3IO6，碘的化合价由＋5→＋7，NaIO3作还原剂；Na2H3IO6为氧化产物，则Cl2作氧化剂，A错误；由化合价升降守恒可知：n(NaIO3)∶n(Cl2)＝1∶1，得反应中氧化产物(Na2H3IO6)与还原产物(2Cl－)的物质的量之比为1∶2，C正确，D错误；氧化剂的氧化性强于氧化产物，B正确。答案ADeq\a\vs4\al\co1(★★★对氧化还原反应基本概念的考查)1．判断下列叙述的正误(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质()。(2011·上海，5)(2)发射“嫦娥二号”的长三丙火箭发动机内燃烧的化学方程式为C2H8N2＋2N2O4→3N2＋2CO2＋4H2O，该反应中N2O4是氧化剂()。(2011·上海理综，4)NNO2O2NNO2(3)科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N－N－N键角都是108.1°，该物质既有氧化性又有还原性()。(2011·安徽，7C)(4)石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂()。(2011·江苏，9C)(5)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是铁()。(2011·上海，8)解析(1)K2FeO4中Fe显＋6价，具有强氧化性，消毒杀菌，还原产物为Fe3＋，水解生成Fe(OH)3胶体吸附水中杂质。(2)抓住熟悉的N2O4判断，N2O4中N的化合价降低，作氧化剂，则C2H8N2作还原剂。(3)N(NO2)3分子中N的化合价为＋3价，处于中间价态，因此，该物质既有氧化性又有还原性。(4)石灰乳与Cl2反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，氯的化合价既升高又降低，既作氧化剂又作还原剂。(5)高炉炼铁过程中发生的化学反应主要是：2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO,3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO，既被氧化又被还原的元素是碳。答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×2．(2010·海南，7)下列物质中既有氧化性又有还原性的是()。A．HClOB．Al2O3C．N2O3D．SiO2解析各选项都是化合物，都是既具有氧化性又具有还原性，显然，这不是本题的原意。若不考虑氧元素，从价态来考虑其他元素，根据“高价氧化低价还原，中间价态两边转”，就可确定选AC：HClO中Cl是＋1价，中间价，符合题意；B项中铝元素最高价，只有氧化性；C项N2O3中的N是＋3价，中间价，符合题意；D项SiO2中的Si是＋4价，最高价，只有氧化性。答案AC3．(2011·上海，18)氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr相比较，水的作用不相同的是()。A．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑B．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3C．2F2＋2H2O=4HF＋O2D．2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑解析题给反应中H2O既不是氧化剂，又不是还原剂。选项C中H2O作还原剂；选项D中H2O作氧化剂。答案CD4．(2010·安徽，7)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为：Li2NH＋H2LiNH2＋LiH，下列有关说法正确的是()。A．Li2NH中N的化合价是－1B．该反应中H2既是氧化剂又是还原剂C．Li＋和H－的离子半径相等D．此法储氢和钢瓶储氢的原理相同解析反应中H2中两个氢原子，一个升高到＋1价(LiNH2中的氢)，一个降低到－1价(LiH中的氢)，所以H2既是氧化剂又是还原剂。Li2NH中氮的化合价为－3；A项错；Li＋半径小于H－，C项错；钢瓶储氢是物理过程，而该方法为化学方法，D项错。答案Beq\a\vs4\al\co1(★★★氧化性、还原性的比较与应用)1．(2009·广东，17)常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋下列说法正确的是()。A．H2O2的氧化性比Fe3＋强，其还原性比Fe2＋弱B．在H2O2分解过程中，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D．H