步步高2016高考化学一轮复习氧化还原反应的基本概念和规律

第4讲氧化还原反应的基本概念和规律[考纲要求]1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。2.了解常见的氧化还原反应。考点一基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念1．结合实例理解氧化还原反应的相关概念实例：在Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂；C元素被氧化，Fe元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；CO2是氧化产物，Fe是还原产物。2．归纳总结氧化还原反应的概念(1)氧化还原反应的特征及本质①特征：有元素的化合价变化；②本质：有电子的转移(得失或偏移)。(2)氧化剂：在氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的反应物(即所含元素的化合价降低)。(3)还原剂：在氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的反应物(即所含元素的化合价升高)。(4)还原产物：氧化剂得到电子后生成的对应产物。(5)氧化产物：还原剂失去电子后生成的对应产物。3．基于双线桥理解氧化还原反应的概念之间的关系概括为升失氧、降得还，剂性一致、其他相反深度思考1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(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()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2．下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是④⑤；其中属于歧化反应的是②，属于归中反应的是③，属于部分氧化还原反应的是③④⑤。题组一氧化还原反应与四种基本反应类型的关系1．下列反应属于氧化还原反应的是____________，属于化合反应的是____________，属于分解反应的是________________________，属于置换反应的是______________，属于复分解反应的是______________。①Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2②3O2=====放电2O3③Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑⑤CaCO3=====高温CaO＋CO2↑⑥2H2O2===2H2O＋O2↑⑦SO3＋H2O===H2SO4⑧2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑⑪IBr＋H2O===HIO＋HBr答案①③④⑥⑧⑩⑦⑧⑤⑥①④⑨⑪四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示：题组二双线桥法在氧化还原反应中的应用2．三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应：3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF，下列有关该反应的说法正确的是()A．NF3是氧化剂，H2O是还原剂B．HF是还原产物C．还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶1D．NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体答案D3．被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是(NaBH4中H为－1价)()A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂B．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂C．硼元素被氧化，氢元素被还原D．被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1答案D4．ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4=====△2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法不正确的是()A．CO2是氧化产物B．H2C2O4在反应中被氧化C．H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性D．ClO2作水处理剂时，利用了其强氧化性答案C走好关键第一步——正确标出元素化合价正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：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。近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断CuFeS2Cu＋2Fe＋2S－2K2FeO4Fe＋6Li2NHN－3LiNH2N－3AlNN－3Na2S2O3S＋2MO＋2M＋5C2O2－4C＋3HCNC＋2N－3CuHCu＋1H－1FeOn－4Fe＋(8－n)Si3N4Si＋4N－3考点二氧化性、还原性强弱规律1．氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、S、Cl2等。2．氧化性、还原性强弱的比较方法(1)根据化学方程式判断氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===还原产物＋氧化产物；氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：NaMgAl；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2Cl2Br2I2。②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4MnO2。当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe＋S=====△FeS，则氧化性Cl2＞S。深度思考1．含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？试举例说明。答案不一定，如在HClO中氯元素的化合价为＋1价，在HClO4中氯元素的化合价为＋7价，事实上HClO的氧化性比HClO4强，HClO有强氧化性；再如浓硫酸和Na2SO4溶液中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无氧化性；再如HNO3、KNO3溶液中，氮元素均为＋5价，但HNO3溶液有强氧化性，而KNO3溶液无氧化性。2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应()(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性()(3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼()答案(1)√(2)×(3)×解析(1)强氧化剂与强还原剂发生反应需要一定的条件，如H2和O2发生反应需要点燃或光照。题组一依据方程式判断氧化性、还原性强弱1．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是()A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋答案A解析在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。由方程式可知，还原性：Fe2＋＞Ce3＋；Sn2＋＞Fe2＋。2．铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是()A．Tl3＋Fe3＋Ag＋B．Fe3＋Ag＋Tl3＋C．Tl＋Ag＋Fe2＋D．Tl3＋Ag＋Fe2＋答案D解析在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。题组二依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生3．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是()A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2C．Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2答案A解析根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，可判断B中Cl2I2；C中Co2O3Cl2；D中Fe3＋I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I－的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I－，而不应先氧化Fe2＋。4．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Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋4H＋B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HIC．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2OD．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋答案C解析A项，还原性SO2＞Fe2＋，符合题意；B项，还原性SO2＞I－，符合题意；C项，还原性H2O2＞SO2，与题意矛盾；D项，还原性H2O2＞Fe2＋，符合题意。熟记三条强弱顺序1．常见的氧化性、还原性顺序氧化性：KMnO4Cl2Br2Fe3＋I2稀H2SO4S还原性：Mn2＋Cl－Br－Fe2＋I－SO2＋H2O或SO2－3H2S或S2－氧化性：HNO3浓H2SO4Fe3＋2．金属原子与相应阳离子3．非金属原子与相应阴离子题组三外界条件影响物质的氧化性、还原性5．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与FeCl3溶液⑤Cl2和NaOH溶液⑥Fe和HNO3溶液⑦Fe和H2SO4溶液⑧Na和O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________________________________________________________。(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________________________________________________________。(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。答案(1)①③⑥⑦(2)⑤⑥⑦⑧(3)②④解析⑥Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。6．(1)100mL12mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气的物质的量小于0.3mol，为什么？(2)将一Cu片投入稀H2SO4溶液中，没观察到反应现象，然后向其中加入少量的KNO3晶体，看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生，为什么？答案(1)浓盐酸