2019高考化学专题07氧化还原反应(一)考点讲解

07氧化还原反应(一)【考情报告】考查角度考查内容命题特点以甲醛气体为新的情境，考查基本概念，涉及化学反应中能量变化，分子结构、化学键等相关知识。考查氧化还原反应中的燃烧反应氧化还原反应是中学化学教材中的重要概念，贯穿整个高中化学的始终，因此是历年高考的高频考点，常以社会热点，工业生产、环境保护和能源的开发和利用为背景考查氧化还原反应知识，应予以特别关注。以金属冶炼为背景考查氧化还原基础知识。考查氧化还原反应以工艺流程为形式考查化学知识，涉及氧化还原反应原理、除杂方法、化学计算等。考查利用氧化还原反应除杂【考向预测】氧化还原反应是中学化学教材中的重要概念，贯穿整个高中化学的始终，因此，它是历年高考的必考内容，主要考查氧化还原反应的概念与本质；判断氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物，被氧化元素与被还原元素；比较氧化剂（还原剂）的氧化性（还原性）的强弱；方程式的配平及简单计算。那么，它在高考中考查形式有：1、出现在阿伏伽德罗常数的正误判断中。在阿伏伽德罗常数的正误判断中，计算得失电子数目是常考查的一种角度，在这儿需要掌握高中一些重要物质的性质，如氯气是强氧化剂，但1molCl2在化学反应中，不一定得2mole—，如它与NaOH溶液的反应，转移电子的物质的量为1mol。还有Na2O2,它与水的反应中，也是既作氧化剂又作还原剂，有2mol的Na2O2参加反应，电子转移数为2NA。2、出现在离子共存问题中。具有氧化性的微粒有Cl2、Na2O2和H+、NO3—（相当于HNO3）、Fe3+、MnO4—，具有还原性的离子还有SO32—、S2—、Fe2+。3、出现在离子方程式的正误判断中。氧化还原反应无论是出现在离子共存，还是离子方程式的书写中。所考查的物质一定是高中阶段常见的几种物质。因此学生在平时的学习中，一定要对这些物质熟悉。4、出现在填空题、简答题中。复习时一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。【经典在线】1.知识梳理一．氧化还原反应基本概念1．定义：在反应过程中有元素化合价变化2．实质：反应过程中有电子转移。3．特征：反应前后元素的化合价有变化。4.概念间的联系二．氧化性还原性强弱的8种判断方法1．依据元素周期表①同周期从左到右，金属单质的还原性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性逐渐增强；非金属单质的氧化性逐渐增强，对应阴离子的还原性逐渐减弱。②同主族从上到下，金属单质的还原性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱；非金属单质的氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。2．依据金属、非金属活动性顺序①依据金属活动性顺序②依据非金属活动性顺序3．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4．依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如有无催化剂、反应温度高低以及反应物浓度等。5．依据氧化还原反应的程度①相同条件下，不同氧化剂使同一种还原剂氧化程度大的，其氧化性强。例如：2Fe＋3Cl22FeCl3、Fe＋SFeS，氧化性：Cl2＞S。②相同条件下，不同还原剂使同一种氧化剂还原程度大的，其还原性强。例如：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋、3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe，还原性：Zn＞Cu。6．依据电化学原理原电池中，负极物质的还原性一般强于正极物质；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强，在阳极先放电的阴离子的还原性强。(注意：镁、铝在KOH溶液中构成原电池，铜、铁或铝在浓硝酸中构成原电池例外)7．依据温度、浓度及溶液酸碱性①温度因素：一般来说，升温可增强氧化剂的氧化性和还原剂的还原性。如HNO3(浓)+C(木炭)在常温下不反应，但在加热时就剧烈反应。②具有氧化性(或还原性)的物质的浓度越大，其氧化性(或还原性)越强；反之，其氧化性(或还原性)越弱。例如：氧化性：HNO3(浓)＞HNO3(稀)；还原性：HCl(浓)＞HCl(稀)。③溶液的酸碱性对物质的氧化性、还原性强弱亦有影响，如NO3-在酸性条件下显氧化性，在中性溶液中不显氧化性；KMnO4在酸性、中性、碱性溶液中的氧化性依次减弱。注意：氧化性、还原性强弱取决于物质得、失电子的难易，与得失电子的数目无关。8．根据同类型反应放热量判断①根据金属原子失电子吸收的能量判断元素的原子或离子得到(或失去)电子时必定伴随着能量的变化，就金属原子失电子而言，在一定条件下，失电子越容易，吸收的能量越少；失电子越难，吸收的能量越多，故根据金属原子在相同条件下失电子时吸收能量的多少判断金属元素的金属性强弱。②根据同主族非金属单质与同一种单质化合释放的热量多少判断与同一种单质化合生成化合价相同的物质，释放热量越多，说明对应非金属越活泼，如氟气、氯气、溴单质分别与氢气反应。2.经典精讲1．我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有关说法正确的是：A．该反应为吸热反应B．CO2分子中的化学键为非极性键C．HCHO分子中既含σ键又含π键D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO2【答案】：C2．（2013·山东理综·28节选）（12分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2H2O，该反应的还原剂是，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是。【答案】：（1）b、d（2）Cu2S；4；氢气【解析】：（1）NaCl与Al2O3冶炼需要用电解法，Fe2O3与Cu2S可以用热还原法，所以为b、d。（2）在该反应中，Cu元素化合价由+1升高到+2，S元素由-2升高到+6，Cu2S做还原剂，当有1molO2参与反应转移的电子为4mol，由于Cu2+水解呈酸性，加入镁条时，镁与H+反应生成了氢气。3．（2013·新课标Ⅱ·27）（14分）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:工业ZnO浸出液滤液滤液滤饼ZnO提示:在本实脸条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题:(1)反应②中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为；加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是；(2)反应③的反应类型为.过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有；(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是。(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2.取干燥后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g.则x等于。【答案】：（1）Fe2＋和Mn2＋；MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O=MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋;3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋;不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。或无法除去Fe2＋和Mn2＋；（2）置换反应；Ni（3）取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。（4）1（2）Zn＋Ni2＋===Zn2＋＋Ni是置换反应；还有Ni。（3）洗涤主要是除去SO42－和CO32－离子。检验洗净应该检验SO42－离子。取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。（4）令ZnCO3为amol,Zn(OH)2为bmol125a+99b=11.2;81(a+b)=8.1解之，a:b=1:x=1:1,x=1【解题技巧】一、灵活应用氧化还原反应的相关概念1．在复习氧化还原反应的有关概念时，要紧紧抓住“反应前后元素化合价起变化”这一特征，沿着“化合价升高——失去电子——还原剂——氧化反应——氧化产物或：化合价降低——得到电子——氧化剂——还原反应——还原产物”这一线索进行分析。2．要明确解题的方法、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：电子转移，去分析理解有关的概念，在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一特征入手。具体思路是：找变价、判类型、分升降、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，必须弄清它的变化情况。3．统一规律：氧化反应和还原反应在同一反应中同时发生，有化合价升高的元素，必有化合价降低的元素。4．在氧化还原反应中可能有的物质既是氧化剂又是还原剂，也有的物质既不是氧化剂也不是还原剂。二、关键点数字记忆1．掌握3个守恒:电子守恒、电荷守恒、原子守恒。2．牢记2个比较：氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。3．熟记5个规律：守恒规律、强弱规律、转化规律、难易规律、价态规律。三、掌握配平的基本技能1、全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。2、自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。3、缺项配平法：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加(H＋)，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加(OH－)，生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。四、氧化还原反应计算题的解题利器——守恒法利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应历程，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。1、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电子数。(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等式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价降低值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价升高值。2、守恒规律在解题中的应用常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。【规律总结】一、氧化还原反应规律1、反应先后规律：越易失电子的物质，失电子后就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后就越难失去电子；一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇到多种氧化剂时，优先与氧化性最强的氧化剂反应。2、价态归中规律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。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是如反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，转移的电子数为5，而非6。3．歧化反应规律：“中间价→高价＋低价”。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，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。4.强弱规律：具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。二、氧化反应反应规律的应用1、强弱规律应用：①判断某氧化还原反应中，氧化性、还原性的相对强弱。②判断某氧化还原反应能否正常进行③判断众多氧化还原体系中，哪一反应优先进行。2、守恒规律应用:①直接计算反应物与产物或与转移电子的数量关系。②配平氧化还原反应方程式。3、转化规律应用：①同种元素不同价态之间发生反应，元素化合价只归中不交叉。②根据化合物判断混合体系中氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。