2021版新高考化学一轮复习 第2章 元素与物质世界 第4节 氧化剂和还原剂教学案 鲁科版

1第4节氧化剂和还原剂课标解读要点网络1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。根据化学式判断元素化合价。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。4.能正确书写氧化还原化学方程式和离子方程式。氧化还原反应的概念与实质1．实质和特征2．相关概念及其关系3．两种电子转移的表示方法(1)双线桥法：标变价―→画箭头―→标得失―→定数目。示例：C与浓硫酸反应：2(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得到”“失去”字样。===氧化产物＋还原产物示例：Cu与浓硝酸反应：===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。提醒：四种基本反应类型和氧化还原反应的关系4．常见的氧化剂和还原剂(1)常见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等。如：(2)常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性元素化合价处于中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2＋Fe3＋FeSO2－3(H2SO3/SO2)SO2－4SH2O2O2H2O其中Fe2＋、SO2－3(H2SO3/SO2)主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。3[补短板](1)在氧化还原反应中，非金属单质不一定只作氧化剂；金属单质一定作还原剂。(2)某元素由化合态变为游离态，该元素可能被氧化也可能被还原。(3)在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化，则不一定有另一种元素被还原，也可能同一元素既被氧化又被还原。(4)某元素的化合价越高，氧化性不一定越强。(5)金属阳离子不一定只具有氧化性，如Fe2＋。[基础判断](1)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。()(2)NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O的反应中，NaHCO3被氧化。()(3)Na2O2与H2O反应，NO2与H2O反应中氧化剂与还原剂均为一种物质。()(4)在Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O反应中，1molCl2反应转移2mole－。()(5)HNO3作氧化剂时还原产物可能为NO、NO2、N2O4、N2等。()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)√[知识应用]1．对于反应：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，(1)生成1molCl2，被氧化的HCl为________mol，转移电子数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。(2)在此反应中，表现氧化性的物质是________。(3)在此反应中，HCl表现的性质有________。(4)用双线桥法表示电子转移的方向与数目_____________________________________________________________________。[答案](1)22NA(2)MnO2(3)酸性、还原性(4)↑＋2H2O2．某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图。由图可知(1)氧化剂是________，还原剂是________。4(2)氧化产物是________，还原产物是________。[答案](1)(2)命题点1氧化还原反应概念和转移电子的有关计算1．(2019·湖北名校联考)三氟化氮(NF3)是微电子工业中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．3molNF3参加反应转移电子2molD[可知，该反应中3molNF3参加反应时，2molNF3被还原成NO，1molNF3被氧化成HNO3，即NF3既是氧化剂又是还原剂，还原剂和氧化剂物质的量之比为1∶2，NO为还原产物，HNO3为氧化产物，HF既不是氧化产物也不是还原产物，A、B、C项错误。]2．(2019·郑州一模)将过量H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中，加热后冷却，生成暗棕红色晶体M[化学式为Cr(NH3)3O4]，发生反应的离子方程式为CrO2－4＋3NH3＋3H2O2===M＋2H2O＋2OH－＋O2↑，测得M中有2个过氧键。下列叙述正确的是()A．M中Cr的化合价为＋3B．参与反应的H2O2全部被氧化C．向FeSO4溶液中滴加几滴M的溶液，没有明显现象D．转移0.2mol电子时，生成M的质量为16.7gD[M的化学式为Cr(NH3)3O4，M中有2个过氧键，则4个O均为－1价，而NH3为中性分子，故Cr的化合价为＋4，A项错误；根据3H2O2～O2以及M中有2个过氧键，知参与反应的H2O2只有13被氧化，B项错误；M中含有过氧键，具有强氧化性，向FeSO4溶液中滴加几滴M的溶液，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液会发生颜色变化，C项错误；转移0.2mol电子生成0.1molM，质量为16.7g，D项正确。]3．(双选)已知下列实验事实：①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液；②将K2Cr2O7溶液滴入淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝；③向5KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液。下列判断不正确的是()A．化合物KCrO2中Cr为＋3价B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物C．实验②证明还原性：Cr2O2－7I2D．实验③证明H2O2既有氧化性又有还原性CD[根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，KCrO2中Cr为＋3价，A项正确；Cr2O3既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，故Cr2O3是两性氧化物，B项正确；实验②中K2Cr2O7将KI氧化为I2，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，得氧化性：Cr2O2－7I2，C项错误；实验③中KCrO2被氧化为K2Cr2O7，H2O2仅体现氧化性，D项错误。]4．向暗红色CrO3固体表面喷洒酒精会剧烈反应，生成绿色固体Cr2O3，同时有具有刺激性气味的乙醛生成。下列判断错误的是()A．该反应说明乙醛既有氧化性又有还原性B．若有1mol乙醇参加反应，转移电子的物质的量为2molC．由此反应可知，酒精严禁与强氧化性试剂混合存放D．上述反应的化学方程式为2CrO3＋3C2H5OH===Cr2O3＋3CH3CHO＋3H2OA[由题目信息可写出该反应的化学方程式为2CrO3＋3C2H5OH===Cr2O3＋3CH3CHO＋3H2O，在该反应中C2H5OH为还原剂，乙醛是氧化产物，根据该反应无法说明乙醛既有氧化性又有还原性，A项错误。]转移电子的计算思路明确元素的变价―→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量所有氧化剂或还原剂得或失的电子数―→确定转移电子数[n(e－)＝n(氧化剂)或n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)]。如上述T4，2H6O―→2H4O,1mol乙醇反应转移电子为1×2×(－1＋2)mol＝2mol。命题点2电子转移的表示方法5．双线桥法表示电子转移的方向和数目。(1)3Cl2＋6KOH5KCl＋KClO3＋3H2O(2)FeS2＋8HNO3===Fe(NO3)3＋2H2SO4＋5NO↑＋2H2O(3)3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF[答案](1)6(2)(3)6．单线桥法表示电子转移的方向和数目。(1)CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑(2)H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2(3)3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O[答案](1)===Ca(OH)2＋2H2↑(2)===SF6＋2HF＋4O2(3)＋10OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O牢记一些特殊物质中元素的化合价(单位：价)CuFeS2：Cu＋2Fe＋2S－2；FeS2：S－1；K2FeO4：Fe＋6；Li2NH、LiNH2、AlN：N－3；Na2S2O3：S＋2；MO＋2：M＋5；Na2S2O5：S＋4；C2O2－4：C＋3；HCN：C＋2N－3；CuH：Cu＋1H－1；OF2：O＋2；CrO5()：Cr＋6；FeOn－4：Fe＋(8－n)；Si3N4：Si＋4N－3。氧化还原反应的三大规律及应用规律一氧化性或还原性的强弱规律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)。7(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Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。(3)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)依据氧化还原反应方程式判断氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物氧化性：氧化剂氧化产物(填“”或“”，下同)还原性：还原剂还原产物(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件(如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等)要求越低，反应越剧烈，物质的氧化性或还原性越强。(3)依据产物中元素价态的高低来判断①相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：②相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：(4)根据外界条件判断同一种物质的性质强弱①浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓硫酸＞稀硫酸，浓硝酸＞稀硝酸，还原性：浓盐酸＞稀盐酸。②温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如：热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。③酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如NO－3在酸性条件下具有强氧化性。命题点1氧化性、还原性的判断1．铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族，＋3价较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液，对应的现象如下表所示：8加入溶液①适量的铋酸钠溶液②过量的双氧水③适量KI淀粉溶液实验现象溶液呈紫红色紫红色消失，产生气泡溶液变成蓝色关于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱(从左至右)的顺序为()A．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2B．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3C．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2D．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4A[①现象可知，铋酸钠将Mn2＋氧化成MnO－4，则铋酸钠的氧化性大于高锰酸钾；②现象可知，MnO－4将H2O2氧化为氧气，故高锰酸钾的氧化性大于H2O2；③现象可知，I－被H2O2氧化成碘单质，故H2O2的氧化性强于碘。综上所述，可知氧化性顺序为NaBiO3KMnO4H2O2I2，A项正确。]2．在常温下发生下列反应：①16H＋＋10Z－＋2XO－4===2X2＋＋5Z2＋8H2O②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－③2B－＋Z2===B2＋2Z－根据上述反应，判断下列结论中错误的是()A．溶液中可能发生反应：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－B．Z2在①③反应中作还原剂C．氧化性强弱顺序为XO－4Z2B2A3＋D．X2＋是XO－4的还原产物B[由反应①可知氧化性：XO－4Z2，由反应②可知氧化性：B2A3＋，由反应③可知氧化性：Z2B2，综上氧化性强弱顺序为XO－4Z2B2A3＋，结合选项分析可知B不正确，Z2在①中是氧化产物，在③中作氧化剂。]命题点2氧化性、还原性强弱的实验探究3．(1)如何设计实验证明氧化性Cl2Fe3＋？写出有关离子方程式。(2)如何设计实验证明还原性I－＞Fe2＋？写出有关离子方程式。[答案](1)取少许FeCl2溶液，加入2滴KSCN溶液，不显红色，加入氯水变成红色