2022年高考化学氧化还原反应的基本概念和规律考点全归纳 .pdf
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1、氧化还原反应的基本概念和规律 考纲要求 1. 理解氧化还原反应的有关概念及其本质。2. 了解常见的氧化还原反应。考点一氧化还原反应及其相关概念1 用分类思想理解氧化还原反应(1) 根据反应中有无电子转移或元素化合价是否发生变化,可以把化学反应划分为氧化还原反应和非氧化还原反应。判断氧化还原反应的最佳判据是有无元素化合价的升降。(2) 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示:2 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; CO
2、2是氧化产物, Fe是还原产物。(1) 相关概念还原剂在反应中表现为所含元素的化合价升高,实质上失电子。 还原剂具有还原性,反应时本身被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物。氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价降低,实质上得电子。 氧化剂具有氧化性,反应时本身被还原,发生还原反应,得到还原产物。(2) 常见氧化剂和还原剂常见氧化剂a某些活泼的非金属单质:如Cl2 ,一般被还原为Cl。b元素处于高价态的物质:如浓硫酸,一般被还原为SO2 。c过氧化物:如H2O2 ,一般被还原为H2O 。常见还原剂a活泼的金属单质:如Zn,一般被氧化为Zn2。b某些活泼的非金属单质:如H2,一般被氧化为H2O 。c元
3、素处于低价态的物质:如CO ,一般被氧化为CO2 。具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。还原产物中间价态氧化产物32FeFeFe精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页2423SOSOS2222OOHOH深度思考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。ACu2S O22CuSO2 B3O2=放电2O3 CFe2O33CO=高温2Fe 3CO2 D2Na2H2O=2NaOHH2 ECaCO3=高温CaO CO2 F2H2O2=MnO22H2O
4、O2 G SO3 H2O=H2SO4 H2Fe3Cl2=点燃2FeCl3 I H2SO4 2NaOH=Na2SO42H2O 答案ACDFH GH EF AD I 2 判断正误,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) 3 在氧化还原反应中,氧
5、化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗?答案不一定, 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有可能是同一种物质或不同的物质。例如:Cl2 H2O=HClHClO中 Cl2 既是氧化剂, 又是还原剂, 6HClKClO3=3Cl2 KCl3H2O中 Cl2 既是氧化产物又是还原产物。题组训练氧化还原反应中有关概念的理解1 被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4 2H2O=NaBO24H2 , 下列说法中正确的是 (NaBH4中 H为 1 价 ) ( ) ANaBH4既是氧化剂又是还原剂BNaBH4是氧化剂, H2O是还原
6、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11答案D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页解析首先分析四种元素价态的变化:Na的价态反应前后都是1 价, B 反应前后都是3价, O反应前后都是2 价,变价元素只有H, NaBH4中 1 价氢被 H2O中 1 价氢氧化,发生归中反应生成H2 。2 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( ) ACO
7、2是氧化产物BH2C2O4 在反应中被氧化CH2C2O4 的氧化性强于ClO2的氧化性DClO2 作水处理剂时,利用了其强氧化性答案C 解析H2C2O4 为还原剂,被氧化,氧化产物为CO2 。选项 A、B正确;选项C, H2C2O4 表现的是还原性,不正确;选项D,ClO2 的强氧化性能杀灭水中的细菌等。反思归纳解氧化还原反应概念题的“两个关键”(1) 要理清知识线索(2) 要明确解题的方法思路: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, 特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。考点二电子转移数目的分析方法1 有关电子转移数目的计算关键
8、是明确反应中元素的化合价变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1 mol 氧化剂得电子的物质的量或者1 mol 还原剂失电子的物质的量。例如:2 氧化还原反应中电子转移的表示方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页(1) 单线桥法表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数。 ne还原剂氧化剂=氧化产物还原产物注意事项箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素箭头方向表示电子转移的方向在“桥”上标明转移的是电子总数。(2) 双线桥法表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。注意事项箭头必
9、须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。箭头方向不代表电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。深度思考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(5) ;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(3) 、(4) 、(5) 。(1) (2) (3) (4) (5) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页题组一一般氧化还原反应中电子转移数目的分析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
10、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0.3 mol电子,则生成水的质量是_ 。答案(1)H2S (2)NO (3) (4)3.6 g 解析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为常见的氧化剂, H2S为常见的还原剂,则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 价降到 2 价,运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。由 (3) 中的化学方程式可知,当生成4 mol H2O 时
11、,转移6 mol 电子,所以当转移0.3 mol 电子时,生成 0.2 mol H2O ,质量为3.6 g 。题组二特殊氧化还原反应中电子转移数目的分析2用高铁酸钠(Na2FeO4)对水消毒是城市饮用水处理的新技术。已知反应:Fe2O33Na2O2=2Na2FeO4Na2O ,下列说法正确的是 ( ) ANa2O2既是氧化剂又是还原剂BNa2FeO4既是氧化产物又是还原产物C3 mol Na2O2 发生反应,有12 mol 电子转移D在 Na2FeO4中 Fe 为 4 价,具有强氧化性,能消毒杀菌答案B 解析对题目中的反应方程式作分析可知:Na2O2作氧化剂,氧元素由1 价降低到 2 价,A错
12、。铁元素由 Fe2O3中的 3 价升高到 Na2FeO4中的 6 价,Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物, B正确, D错。 C中 3 mol Na2O2 发生反应,有6 mol 电子转移。3 从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO4 5FeS212H2O=7Cu2S5FeSO4 12H2SO4 ,下列说法中正确的是 ( ) ACuSO4 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CCu2S既是氧化产物又是还原产物D5 mol FeS2发生反应,有10 mol e 转移答案B 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
13、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5 mol FeS2 发生反应,其中有3 mol精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页的 S化合价升高,有21 mol e 转移, D项错误。4 在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中,有一主要反应: CuFeS2 4Fe3=Cu2 5Fe2 2S,反应结束后,经处理获得单质硫x mol 。下列说法正确的是 ( ) A反应中硫元素被氧化,所有铁元素均
14、被还原B氧化剂是Fe3,氧化产物是Cu2C反应中转移电子的物质的量为x mol D反应结束后,测得溶液中三种金属离子的总物质的量为y mol,则原 Fe3的总物质的量为(y x) mol 答案D 解析CuFeS2中 Cu 、Fe均为 2 价, S为 2 价,Fe3为氧化剂, CuFeS2为还原剂, S为氧化产物,A、B错误。生成x mol 单质硫时转移2x mol电子, C错误。生成x mol 单质硫,则参加反应的Fe3的物质的量为2x mol ,生成 n(Cu2 ) 12x mol ,n(Fe2) 52x mol ,溶液中剩余 n(Fe3 ) y12x52x(y 3x) mol ,则原 Fe
15、3的总物质的量n(Fe3) (y x)mol 。反思归纳走好关键第一步标准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CuFeS2 Cu 2Fe2 S2 K2FeO4 Fe6 Li2NH N3 LiNH2 N 3 Al
16、N N3 Na2S2O3 S2 MO 2M 5 C2O2 4C3 HCN C2 N3 CuH Cu1 H1 FeOn 4Fe(8 n) Si3N4 Si 4 N 3 考点三氧化性、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: Nae =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
17、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页(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) 根据反应条件和反应剧烈程度进行判断与同一物质反应,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
18、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 。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;同种还原剂作用于不同氧化剂时,反应越剧烈,其还原性越强。如:2Fe3Cl2=点燃2FeCl3,FeS=FeS,氧化性:Cl2S;MnO24HCl( 浓 )=MnCl2Cl2 2H2O,2KMnO4 16HCl( 浓
19、 )=2KCl 2MnCl25Cl28H2O ,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:KMnO4MnO2。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溶液无强氧化性。2下列说法正确的是 ( ) A强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应B含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性C阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性D发生化学反应时,失电子越多
20、的金属原子,还原能力越强答案A 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 Ce3Sn2 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 ( ) ASn2、 Fe2、 Ce3 B Sn2、 Ce3、 Fe2CCe3、 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:(1)T
21、l3 2Ag=Tl 2Ag,(2)Ag Fe2=AgFe3,(3)Fe 2Fe3=3Fe2,下列离子氧化性比较顺序正确的是 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页ATl3 Fe3Ag B Fe3AgTl3 CTl AgFe2 D Tl3 AgFe2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 (
22、) A3Cl2 6FeI2=2FeCl3 4FeI3 BCl2 FeI2=FeCl2 I2 CCo2O3 6HCl=2CoCl2Cl2 3H2O D2Fe3 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 Fe3I2 ,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 ,而不是先氧化Fe2。4硫氰 (SCN)2 的化学性质和卤素(X2) 类似,称为拟卤素,如( SCN)2 H2O=HSCNHSCNO,它们的阴离子的还原性强弱为Cl BrSCN I 。下列说法不正确
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