专题四(氧化还原反应)

——张佳伟1华大教育学科教师辅导讲义学员编号：年级：高二课时数：3学员姓名：辅导科目：化学学科教师：张佳伟授课类型T(专题四：氧化还原反应)授课日期及时段2015年8月教学内容一、同步知识梳理一、氧化还原反应的本质㈠实质：电子的转移（得失或偏移）。㈡特征：反应前后元素的化合价发生了变化。二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系三、氧化还原反应的表示方法a.用两条线由反应物指向生成物，且对准同种元素。㈠双线桥法b.要标明“得”、“失”电子，且得失电子数相等。c.箭头不代表电子转移的方向。a.用一条线表示不同元素原子得失电子的情况。㈡单线桥法b.由失电子的元素指向得电子的元素，并标明电子转移的总数。c.箭头表示电子转移的方向Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO23Cu+8HNO3==3Cu（NO3）2+NO+4H2O四、有关氧化还原反应的总结——张佳伟2㈠从化合价升降角度认识氧化还原反应㈡从电子转移角度理解氧化还原反应1、在离子化合物的形成过程中，金属元素原子失去电子使化合价升高，发生氧化反应；非金属元素原子得到电子使化合价降低，发生还原反应。2、在共价化合物的形式过程中，公用电子对偏向哪一方，该元素的化合价降低，发生还原反应，共用电子对偏离哪一方，该元素化合价升高，发生氧化反应。3、元素化合价的升降既与氧化还原反应有着密切的关系，又与元素原子之间的电子转移有着密切的关系。五、氧化还原反应的基本规律㈠守恒律：化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数与得电子总数相等，反应前后电离总数相等（离子反应）㈡价态律：元素处于最好价态，只有氧化性；元素处于最低价态，只有还原性。㈢强弱律：强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。㈣转化律：以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只靠近不交叉(有可能生成同一价态的物质)；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。㈤难易律：越易失电子的物质，失去后就越难得电子；越易得电子的物质，得到后就越难失去电子。㈥跳位律在特殊情况下，氧化剂遇到强还原剂时，或还原剂遇到强氧化剂时，元素的价态变化不是临位变化而是跳位变化的。㈦有效律㈧分部律：分部反应覆盖了某些氧化还原反应的本质当一个氧化剂（还原剂）遇到还原剂（氧化剂）时，自身氧化还原能力较强的优先。六、氧化还原反应的类型㈠还原剂+氧化剂===氧化产物+还原产物㈡部分氧化还原反应㈢自身氧化还原反应七、常见的氧化剂和还原剂㈠具有最高价元素的物质，在氧化还原反应中只能得到电子，一般是较强的氧化剂，具有较强的氧化性。a.高价或较高价含氧化合物：MnO2KClO3KMnO4K2Cr2O7HNO3H2SO4（浓）常见的氧化剂b.高价金属阳离子：Cu2+Fe3+Ag+Pb4+c.非金属单质：Cl2Br2I2O2S——张佳伟3d.过氧化物：Na2O2H2O2㈡具有最低价元素的物质，在氧化还原反应中只能失去电子，一般是较强的还原剂，具有较强的还原性。a.活泼或较活泼的金属：KCaNaMgAlZnFeb.低价金属阳离子：Fe2+Cu+常见的还原剂c.非金属离子及低价态化合物：S2-H2SI-SO2H2SO3Na2SO3d.较低价的化合物：CONH3H2e．少数金属化合物：NaHCaH2CaC2八、氧化性、还原性的强弱判断方法㈠由氧化还原反应方向比较还原剂A+氧化剂B氧化产物a+还原产物b，则：氧化性B＞a，还原性A＞b。如：由2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-可知：氧化性Br2＞Fe3+，还原性Fe2+＞Br-㈡根据物质活动性顺序比较判断：1、金属活动性顺序（常见元素）KCaNa…Fe…CuHgAg原子还原性逐渐减弱，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、由反应条件的难易比较a.不同氧化剂与同一还原剂反应，反应条件约易，氧化性越强。如：F2和H2混合在暗处就能剧烈化合而爆炸，而I2与H2需在不断加热的情况下才能缓慢化合，因而F2的氧化性比I2强。b.不同还原剂与同一氧化剂反应，反应条件越易，还原性越强。如有两种金属M和N均能与水反应，M在常温下能与水反应产生氢气，而N需在高温下才能与水蒸气反应，由此判断M的还原性比N强。4、条件相同，与同一物质反应，能使这一物质化合价变化大的，氧化（还原）性强。如：2Fe+3Cl2===2FeCl3Fe+S===FeS可以判断氧化性：Cl2＞S5、对于同种元素：化合价高的氧化能力强，化合价低的还原能力强——张佳伟4如：氧化性：H2SO4（浓）＞SO2＞S还原性：H2S＞S＞SO2九、氧化还原反应方程式的配平技巧㈠逆向配平法K2Cr2O7+HCl（浓）===KCl+CrCl3+Cl2+H2O㈡设“1”配平法P4O+Cl2===POCl3+P2Cl6㈢零价配平法Fe3+HNO3==Fe（NO3）3+NO2+CO2+H2O㈣整体标价法S+Ca(OH)2==CaSx+CaS2O3+H2O㈤缺项配平法MnO4-+Cl-+==Mn2++Cl2+H2O㈥有机氧化还原反应方程式的配平KMnO4+H2SO4+H2C2O4==CO2+MnSO4+K2SO4+H2O二、同步题型分析1.（09年福建理综·6）下列类型的反应，一定发生电子转移的是（）A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应【答案】B【解析】置换反应中肯定有单质参加，一定属于氧化还原反应，即一定有电子转移，C项正确。【考点分析】四种基本反应类型与氧化还原反应的关系2.常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O，2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+H+，下列说法正确的是（）A．H2O2的氧化氢比Fe3+强，其还原性比Fe2+弱B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降C．在H2O2分解过程中，Fe2+和Fe3+的总量保持不变D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+【答案】CD【解析】由氧化还原反应的强弱律可知，氧化性是氧化剂大于氧化产物，还原性是还原剂大于还原产物，由方程一可知，氧化剂H2O2氧化性比氧化产物Fe3+强，由方程二可知，还原剂H2O2还原性比，原产物为Fe2+强，——张佳伟5所以A错误；方程一和方程二相加，即H2O2分解生成H2O和O2，H2O2呈弱酸性，所以随着反应进行，pH升高，B错误；H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂，所以总量不变，C正确；因为Fe2+可导致H2O2分解，所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+，D正确21世纪教育网【考点分析】氧化性和还原性强弱的比较考查。3.物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是A.1：4B.1：5C.2：3D.2：5【答案】A【解析】设2molZn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2molZn(NO3)2，显然含有4mol3NO，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)=n(HNO3)×4，则n(HNO3)=1mol，即有1molHNO3被还原。【考点分析】氧化还原反应的计算4.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为A．2molB．1molC．0.5molD．0.25mol【答案】D【解析】：此题主要考查氧化还原反应的配平：Zn＋HNO3(稀)Zn(NO3)2＋NH4NO3＋H2O，Zn：0→＋2，化合价改变值为：(2－0)×1＝2，N：＋5→－3，化合价的改变值为：(5＋3)×1＝8，根据化合价升降总值相等得：在Zn(NO3)2前配4，NH4NO3前配1，然后根据反应前后各元素的原子个数相等，找出其他物质的系数。配平后的化学方程式为：4Zn＋10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O，当生成1mol的Zn(NO3)2时，被还原的HNO3为0.25mol21世纪教育网【考点分析】氧化还原反应的计算5.下列有关化学与生活的说法不正确．．．的是（）A．采用原煤脱硫技术，可减少燃煤产生的SO2B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可用作木材防腐剂C．自来水厂可用氯气来杀菌消毒，因此氯气无毒D．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂【答案】C【解析】根据氯气的性质可以知道氯气是一种有毒的气体，因氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性，所以——张佳伟6常用氯气对自来水消毒杀菌。因此C选项是错误的21世纪教育网【考点分析】化学与生活综合运用6.钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀【答案】A【解析】反应①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中的氧化剂是O2，1molO2在反应中得到4mol电子，同样在反应②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3中氧化剂也是O2，而且两个反应中氧气的系数都是1，因此得到的电子均是4mol，故A选项正确B选项错误。钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池，其中钢质水管做负极被腐蚀，故C选项错误。钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，而且主要是发生吸氧腐蚀，因此D选项错误。【考点分析】氧化还原反应的基本概念考查21世纪教育网7.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。下列说法正确的是()A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物B.5molFeS2发生反应，有10mol电子转移C.产物中24SO有一部分是氧化产物D.FeS2只作还原剂【答案】C【解析】分析反应——张佳伟7可知，FeS2中S的化合价降低生成Cu2S，升高生成FeSO4，故FeS2既是氧化剂又是还原剂，D错误；CuSO4中Cu的化合价降低生成Cu2S，FeS2中S的化合价也降低生成Cu2S，故Cu2S只是还原产物，非氧化产物，A错误；5molFeS2发生反应，有21mol电子转移，B错误；产物中24SO有一部分是氧化产物，另一部分由CuSO4提供，C正确。【考点分析】考查学生对氧化还原相关概念的辨析和计算能力21世纪教育网8.氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应：Al2O3＋N2＋3C高温2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂B．上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子C．AlN中氮的化合价为+3D．AlN的摩尔质量为41g【答案】B【解析】该反应中N2降价为氧化剂，C升价为还原剂，每生成1molAlN转移3mol电子，AlN中Al为+3价，N为-3价。D中摩尔质量的单位为g/mol。【考点分析】氧化还原相关概念的辨析和计算能力9.一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu－2e－===Cu2+，还原反应式：2Fe3+＋2e－===2Fe2+。据此，回答下列问题：⑴将反应Zn＋2H+===Zn2+＋H2↑拆写为两个“半反应式”：氧化反应式：，还原反应式：。⑵将反应3NO2＋H2O==2H+＋2NO3—＋NO拆写为两个“半反应式”：氧化反应式：，还原反应式：。⑶已知某反应的两个“半反应式”为：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O，O2＋2H2O＋4e－===4OH—，则氧化还原反应方程式为。【答案】⑴Zn－2e－===