2012届创新设计高考化学二轮专题复习课件：第3讲 氧化还原反应

第三讲氧化还原反应对氧化还原反应，高考中常以选择题、填空题的形式考查相关概念的辨析，涉及氧化性、还原性强弱比较；以具体物质的性质为载体，考查氧化还原反应方程式中得失电子数目的简单计算，以及强弱规律的应用等。氧化还原反应涉及面广，解题规律性强，需要一定的解题技巧。预计在2012年的高考试题中会推出新的设问方式、新的题型，特别是与工农业生产、科学研究、日常生活等紧密结合的试题。氧化还原反应【研习1】某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是反应产物之一。(1)该反应中的还原剂是________。(2)该反应中的还原产物是________。(3)写出该反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目：______________________________________________________________。(4)若反应过程中转移了0.3mol电子，则生成水的质量是________。名师答疑本题为一道开放性试题，可根据常见的氧化剂和还原剂来判断。HNO3为常见氧化剂，H2S为常见还原剂，两者反应后NO为还原产物，S为氧化产物。S元素由－2价升高到0价，N元素由＋5价降低到＋2价，运用得失电子守恒规律和观察法配平化学方程式。当生成4molH2O时转移6mol电子，当转移0.3mol电子时生成0.2molH2O，质量为3.6g。答案(1)H2S(2)NO(4)3.6g常见氧化剂和还原剂氧化剂Cl2O2浓H2SO4HNO3KMnO4(H＋)、MnO2Fe3＋KClO3H2O2还原产物Cl－O2－SO2NO或NO2Mn2＋Fe2＋Cl－H2O还原剂M(金属)I－(HI)S2－(H2S)CO、CH2NH3SO2、SOH2O2氧化产物Mn＋I2SCO2H＋NOSOO2【研习2】下表是四个反应的有关信息：序号①②③④氧化剂Cl2KMnO4KClO3KMnO4还原剂FeBr2H2O2HCl(浓)HCl(浓)其他反应物H2SO4氧化产物O2Cl2Cl2还原产物FeCl3MnSO4Cl2MnCl2下列结论中正确的是()。A．第①组反应的氧化产物一定只有FeCl3(实为Fe3＋)B．氧化性比较：KMnO4Cl2Fe3＋Br2Fe2＋C．还原性比较：H2O2Mn2＋Cl－D．第③组反应的产物还有KCl和H2O名师答疑第①组反应中，若Cl2足量，则其氧化产物是Fe3＋和Br2，选项A错误；Br2的氧化性大于Fe3＋，选项B错误；由第②组反应可知还原性H2O2Mn2＋，由第④组反应可知还原性HCl(Cl－)Mn2＋，选项C错误；第③组的化学反应为：KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，则第③组反应的产物还有KCl和H2O。答案D警示点发生氧化还原反应的本质原因物质能发生氧化还原反应的本质原因是强氧化性、强还原性物质间发生电子转移生成弱氧化性、弱还原性物质。反应过程中，得到与失去的电子总数相等，原子的种类和数目也没有发生变化。探究点判断物质氧化性、还原性强弱的常用方法物质氧化性、还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关。常用的判断方法有：1．根据反应方程式判断氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。2．根据物质活动性顺序比较(1)金属活动性顺序(常见元素)KCaNa…Fe…CuHgAg―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→原子(或单质)还原性逐渐减弱，对应阳离子氧化性逐渐增强(2)非金属活动性顺序(常见元素)FClBrIS―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→原子(或单质)氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强3．根据氧化产物的价态高低判断当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，还原剂价态升高越多，氧化剂氧化性越强。例如：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe＋S=====△FeS可以判断氧化性：Cl2S。4．依据元素周期律进行判断(1)金属单质与水或非氧化性酸反应越容易，金属的还原性越强。(2)金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属的还原性越强。(3)非金属气态氢化物越稳定，非金属的氧化性越强。(4)非金属单质与氢气化合越容易，非金属的氧化性越强。(5)非金属最高价氧化物对应含氧酸酸性越强，非金属的氧化性越强。5．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。其还原性：负极正极。(2)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，而在阳极先放电的阴离子的还原性较强。疑难点影响物质氧化性、还原性的因素1．浓度对物质氧化性、还原性的影响一般说来，溶液浓度越高，溶质的氧化性、还原性就越强，如制氯气的反应中，若盐酸浓度过低则反应不能进行。另外，氧化剂、还原剂浓度不同会使氧化还原产物有所不同。如稀硝酸的还原产物一般是NO气体，浓硝酸的还原产物则是NO2。2．温度对物质氧化性、还原性的影响一般说来，物质所处温度越高，氧化性或还原性就越强，如碳随温度升高还原性增强，几乎能还原所有金属氧化物。3．溶液酸碱性对氧化性、还原性的影响酸性条件能增强氧化剂的氧化能力，并有利于归中反应。中性、碱性条件下，氧化剂的氧化能力变弱，并有利于歧化反应的发生。如酸化的KMnO4溶液氧化能力远大于碱性的KMnO4溶液，其还原产物也不同。氧化还原反应的分析和判断考向立意从氧化还原反应的表征和实质两个方面，考查有关概念的分析和判断。【例证1】(上海高考化学)在①大气固氮；②硝酸银分解；③实验室制取氨气等变化中，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是()。A．①②③B．②①③C．③②①D．③①②点拨①大气固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮，氮元素被氧化。②硝酸银分解生成NO2，氮元素被还原。③实验室制取NH3的反应为：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，氮元素的化合价没有发生变化。答案A分析氧化还原反应应注意两点：1．要理清知识线索：即化合价升高→失电子→还原剂→氧化反应→氧化产物(或化合价降低→得电子→氧化剂→还原反应→还原产物)。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，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。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。【示范1】一定条件下，碘单质与砹单质以等物质的量进行反应，可得AtI。它与Zn、NH3都能发生反应，化学方程式如下：2AtI＋2Zn===ZnI2＋ZnAt2AtI＋2NH3(l)===NH4I＋NH2At。则下列叙述正确的是()。A．ZnI2既是氧化产物，又是还原产物B．ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物C．AtI与液氨反应，AtI既是氧化剂，又是还原剂D．AtI与液氨反应，是自身氧化还原反应解析在AtI中，At显＋1价，I显－1价，所以ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物，B项正确。AtI与液氨反应，是非氧化还原反应。NH2At中，At显＋1价。AtI与液氨的反应可类比IBr与H2O的反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO。答案B【示范2】(2011·江苏)NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是()。A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D．上图所示转化反应都是氧化还原反应解析A错，因为碳酸氢根离子之间的缔合作用导致其溶解度比碳酸钠小；B对，因为该反应属于氯元素的歧化反应，其化合价同时升高和降低；C错，不是两者不反应，而是发生类似钝化作用，反应产物的覆盖和隔离作用阻碍了反应的进一步进行；D错，因为生成碳酸氢钠、碳酸钠的两个反应都不是氧化还原反应。答案B氧化还原反应的规律应用和有关计算考向立意灵活应用氧化还原反应的规律，进行有关各类性质的比较和计算的考查。【例证2】在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为：3SnCl2＋12Cl－＋2H3AsO3＋6H＋===2As＋3SnCl2－6＋6M。关于该反应的下列说法正确的组合是()。①氧化剂是H3AsO3②还原性：Cl－As③每生成7.5gAs，还原剂失去的电子为0.3mol④M为OH－⑤SnCl2－6是氧化产物A．①③⑤B．①②④⑤C．①②③④D．①③点拨根据质量守恒，反应的离子方程式为：3SnCl2＋12Cl－＋2H3AsO3＋6H＋===2As＋3SnCl2－6＋6H2O。反应中Sn元素的化合价由＋2升高至＋4，被氧化，SnCl2做还原剂；As元素化合价由＋3降低至0，被还原，H3AsO3做氧化剂。As是还原产物，SnCl2－6是氧化产物，还原性SnCl2As，氧化性H3AsO3SnCl2－6。每生成7.5gAs，即生成物质的量为0.1mol的As，还原剂失去的电子为0.3mol。故①③⑤正确。答案A氧化还原反应的规律是解此类题的依据【示范3】从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4。下列说法中正确的是()。A．CuSO4是氧化剂，FeS2是还原剂B．产物中的SO2－4有一部分是氧化产物C．Cu2S既是氧化产物又是还原产物D．5molFeS2发生反应，有10mole－转移解析从价态来看，Cu元素的价态降低，FeS2中的S元素的价态既有升高又有降低，所以CuSO4是氧化剂，FeS2既是还原剂，又是氧化剂，A项错误；FeS2一部分被氧化成SO2－4，B项正确；Cu2S是还原产物，C项错误；由方程式可知5molFeS2发生反应，其中有3mol的S化合价升高，有21mole－转移，D项错误。答案B【示范4】(2010·全国Ⅱ)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为()。A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶1解析根据反应物、生成物及电子守恒配平反应方程式为：3(NH4)2SO4=====强热3SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋6H2O，生成的N2中的N原子化合价升高，生成的NH3中的N原子化合价反应前后未变，两者个数之比为1∶2。答案B【示范5】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碘化钾试纸上，试纸变蓝色。下列判断正确的是()。A．上述实验证明氧化性：MnO－4Cl2Fe3＋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碘化钾试纸变蓝D．实验②证明Fe2＋既有氧化性又有还原性解析本题通过三个实验来考查学生对氧化还原反应的掌握，着重考查学生实验探究和利用实验结果判断、验证所学知识的能力。题中的有关反应为①2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(生成的黄绿色气体为Cl2)；②Cl2＋2FeCl2===2FeCl3(FeCl3溶液呈黄色)；③2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2(I2遇淀粉变蓝色)。以上三个反应都属于氧化还原反应，根据氧化性：氧化剂氧化产物的规律，可知A项正确、B项错误、C项错误。实验②只能证明Fe2＋具有还原性，D项错误。答案A氧化还原反应的综合应用考向立意结合一个典例的反应体系，综合考查对氧化还原反应的理解，并结合得失电子守恒进行有关判断和计算。【例证3】(上海高考化学)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。(1)已知