高三专题氧化还原反应

考纲要求考情分析1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2．了解常见的氧化还原反应。3．掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。1.以生产、生活、社会中的实际问题考查氧化还原反应的基本概念，分析物质的氧化性、还原性强弱和电子转移过程.2．结合物质的推断及离子反应考查氧化还原反应方程式的书写.3．电子守恒法在氧化还原反应计算中的应用.专题：氧化还原反应一、氧化还原反应1．概念：某些物质被，同时某些物质被的反应。2．特征：有元素化合价(判断依据)。3．本质：电子转移(包括电子的、共用电子对的)。氧化还原变化得失偏移知识回顾4．关系失升高氧化还原氧化氧化氧化还原得降低还原例如对于反应MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(1)MnO2在反应中电子，所含元素的化合价，被，发生反应，作。(2)HCl在反应中电子，所含元素的化合价，被，发生反应，作剂。得到降低还原氧化剂失去升高氧化氧化还原还原5．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系化合置换复分解氧化还原二、氧化还原反应方程式的配平及表示方法1．氧化还原反应方程式的配平(1)配平方法①一标：标出反应前后的化合价。②二等：反应中和相等。③三定：确定化合价发生变化的物质的化学计量数。④四平：用观察法配平其他各物质的化学计量数。⑤五查：检查反应前后是否遵循守恒和守恒，离子方程式还有电荷守恒。变价元素升价总数降价总数质量电子(2)实例铜与浓H2SO4发生反应的化学方程式：2H2SO4(浓)＋Cu=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O。2．氧化还原反应的表示方法(1)双线桥法①表示方法：箭头由反应物指向生成物的对应元素，并在线桥上标明电子字样及。“得”、“失”电子转移数目②实例：Cu与稀硝酸反应过程中电子转移的方向和数目可表示为：(2)单线桥法①表示方法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标，不标电子的字样。②实例：Cu与浓HNO3反应过程中电子转移的方向和数目可表示为：转移电子数目“得”、“失”三、常见的氧化剂和还原剂1．常见氧化剂物质类型举例对应还原产物活泼的非金属单质X2(卤素)O2元素处于高价态时的化合物氧化物MnO2含氧酸浓硫酸硝酸盐KMnO4Fe3＋过氧化物Na2O2、H2O2X－O2－或OH－Mn2＋SO2或SNO或NO2Mn2＋Fe2＋或FeH2O2.常见还原剂物质类型举例对应氧化产物活泼的金属单质M(金属)活泼的非金属单质H2CMn＋H2OCO或CO2元素处于低价态时的化合物氧化物COSO2酸H2SHI盐SO32-Fe2CO2SO3或SO42-SI2SO42-Fe3＋1.根据方程式判断氧化剂(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．根据元素周期表判断(1)同周期：从左到右还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。(2)同主族：从上到下还原性逐渐增强，氧化性逐渐减弱。3．根据物质活泼性顺序比较判断常见金属元素的活泼性顺序：从左到右(根据金属活动性顺序表)还原性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性逐渐增强。4．根据反应条件判断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，可根据反应条件的不同进行判断，一般条件越低，氧化剂的氧化性越强。5．根据氧化产物的价态高低判断当变价的还原剂在相同的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低进行判断，一般氧化产物的价态越高，氧化剂的氧化性越强。6．根据电化学原理判断(1)原电池负极的还原性较强；(2)电解池(以惰性电极为例)阳极：易失电子的先放电，其还原性顺序为：S2－I－Br－Cl－OH－；阴极：易得电子的先放电，其氧化性顺序为：Ag＋Hg2＋Fe3＋Cu2＋H＋。7．根据物质的浓度大小判断具有氧化性(或还原性)的物质的浓度越大，其氧化性(或还原性)越强。8．根据反应的剧烈程度进行判断同种还原剂作用于不同氧化剂时，反应越剧烈，其氧化性越强。9．溶液酸碱性的影响溶液的酸碱性对氧化性、还原性强弱也有影响，如高锰酸钾在酸性、中性、碱性溶液中的氧化性逐渐减弱；在酸性溶液中镁的还原性强于铝的，而在碱性溶液中铝的还原性强于镁的；在酸性溶液中硝酸根离子表现出强氧化性，在中性或碱性溶液中则不表现出强氧化性。在常温下，发生下列反应：①16H＋＋10Z－＋2XO－4===2X2＋＋5Z2＋8H2O；②2A2＋＋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．溶液中可发生：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－B．Z2在①、③反应中为还原剂C．氧化性强弱的顺序为：XO－4Z2B2A3＋D．X2＋是XO－4的还原产物【解析】由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可得：XO－4Z2B2A3＋，C对；由氧化性Z2A3＋可知反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－能发生，A对；Z2在①反应中是氧化产物，B错；XO－4中X为＋7价，反应后变为＋2价，X2＋是XO－4的还原产物，D对。【答案】B对于同一体系中可能发生多个氧化还原反应，判断反应发生先后顺序有利于优化思维过程，降低计算难度。氧化还原反应先后顺序判断的依据：优先发生的反应其产物能与其他物质共存，若不能共存，不能优先发生。(1)多种还原剂与同种氧化剂反应，还原剂的还原性越强，越优先发生反应；如向含I－、Fe2＋、Br－的溶液中滴加氯水，离子被氧化的顺序为I－Fe2＋Br－。(2)多种氧化剂与同一种还原剂反应，氧化剂的氧化性越强，越优先被还原。如向含等物质的量浓度的Ag＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋、Zn2＋的溶液中加入镁粉，最先析出的金属为银。有以下实验：①将MnO2加入H2O2中有气体放出，②将生成的气体通入FeCl2溶液，溶液由浅绿色变为黄色，③将黄色溶液加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝。由此判断正确的是()A．上述实验证明氧化性MnO2O2Fe3＋I2B．三个实验过程都是氧化还原反应C．实验①中MnO2是氧化剂D．实验③说明Fe2＋还原性比I－强解析：在实验①中MnO2做催化剂不能证明MnO2氧化性比O2强，A错误，三个实验都发生了氧化还原反应，B正确。实验①中MnO2是催化剂，C错误。实验③说明I－还原性比Fe2＋强。D错误。答案：B1.守恒规律对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相等，得失电子总数相等。2．强弱规律较强氧化性的氧化剂跟较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。3．转化规律氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。4．难易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发生反应。5．价态规律元素处于最高价态，只有氧化性；元素处于最低价态，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现其中一种性质。大多数氧化还原反应试题都涉及物质的氧化性和还原性强弱判断，而这些考点往往成为解题的障碍点。已知反应：①2K2CrO4＋H2SO4===K2Cr2O7＋K2SO4＋H2O②Fe2(SO4)3＋2HI===2FeSO4＋I2＋H2SO4③[]K2Cr2O7＋[]FeSO4＋[]H2SO4―→[]Fe2(SO4)3＋[]Cr2(SO4)3＋[]K2SO4＋[]H2O(1)上述三个反应中，属于氧化还原反应的是__(填序号)。(2)完成并配平反应③的化学方程式。(3)K2Cr2O7、I2、Fe3＋三种微粒氧化性由强到弱的顺序：__。【解析】本题是对氧化还原反应概念的考查，难度较小。元素化合价的升降是氧化还原反应的特征，三个反应中有元素化合价升降的为②③。配平反应③采用电子得失守恒法，该反应转移电子数为6，可得系数分别为1,6,7,3,1,1,7。氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，②中Fe3＋I2，③中K2Cr2O7Fe3＋，所以三种微粒的氧化性由强到弱的顺序为K2Cr2O7Fe3＋I2。【答案】(1)②③(2)1；6；7；3；1；1；7(3)K2Cr2O7Fe3＋I2(1)电子守恒是氧化还原反应计算的基本方法，其关系是还原剂失去的电子数等于氧化剂得到的电子数。(2)物质的氧化性、还原性强弱只与得失电子的难易有关。与得、失电子的数目无关。含氮废水进入水体中对环境选成的污染越来越严重。某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO－3还原成N2，从而消除污染。(1)配平以下有关的离子反应方程式：NO－3＋Al＋H2O―→N2↑＋Al(OH)3＋OH－(2)以上反应中失电子的物质是__________，还原产物是__________，每生成1mol这种还原产物，将有__________电子发生转移。(3)现需除去1m3含氮0.3mol的废水中的NO－3(设氮元素都以NO－3的形式存在)，则至少需要消耗金属铝________。(4)你对以上治理污染的方案有何评价？________。解析：(1)用化合价升降法配平。在该反应中，氧化剂(2N＋5O－3→N20)，化合价降低的总数为10；还原剂(Al0→Al＋33＋)，化合价升高的总数为3。由此先确定氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物的化学计量数。由电荷守恒确定OH－的化学计量数，最后用观察法配平其他物质。(2)在该反应中，失电子的物质是Al，还原产物是N2。生成1molN2时，转移电子的物质的量是1mol×2×(5－0)＝10mol。(3)设需要铝的质量为x，由得失电子守恒可知：0.3mol×(5－0)＝x27g·mol－1×3，解得x＝13.5g。(4)应考虑到治理成本、是否产生新的污染等问题。如长期饮用含较多Al3＋的水，会使人患痴呆症等。答案：(1)610183106(2)AlN210mol(3)13.5g(4)见解析(对应学生用书P15)易错点1忽视物质性质导致氧化还原反应产物判断错误下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2反应；②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．只有①②B．只有②③C．只有①②③D．全部【错因分析】本题易漏选①，认为在溶液中过量的铁能还原氯化铁，生成氯化亚铁；如果③中忽视NO－3在酸性条件下具有强氧化性，能将＋2价铁氧化成＋3价铁，易漏选③。【正确解答】①中的Cl2氧化性强，它能将单质铁氧化为＋3价铁，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2＋，但要注意稀H2SO4过量，加入KNO3后形成HNO3，HNO3能将Fe2＋氧化成Fe3＋。③从表面上看不会发生反应，实际上发生了Fe2＋被HNO3氧化的反应。④中首先Fe与盐酸反应生成FeCl2，然后Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，但题中未给出反应物之间量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。答案：C。Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化明确哪些氧化剂能将Fe2＋氧化为Fe3＋，以及哪些还原剂能将Fe3＋还原为Fe2＋是正确解题的关键。解题时，要注意“量与产物”的关系、物质性质与溶液酸碱性的关系等隐含条件。现将Fe2＋、Fe3＋常见的相互转化关系归纳如下：Fe2＋O2、Cl2、Br2、HNO3、H2O2、KMnO4、浓H2SO4I－、HI、S2－、H2S、Cu、Zn、FeFe3＋把图2中的“碎纸片”补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是()A．IO－4作氧化剂B．若有1molMn2＋参加反应，转移5mol电子C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数依次为2、3解析：分析图1、图2可知，Mn2＋为反