2021年高考化学二轮专题复习 专题03氧化还原反应(讲)
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1、解密解密 03 氧化还原反应氧化还原反应 【考纲导向】【考纲导向】 1理解氧化还原反应的本质和特征 2从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念 3会比较与判断氧化性或还原性强弱 4知道常见的氧化剂和还原剂 5能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目 6能够利用得失电子守恒进行有关氧化还原反应的计算 7掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算 【命题分析命题分析】 氧化还原反应是中学化学教材中的重要概念,贯穿整个高中化学的始终,因此,它是历年高考的必考 内容,填空题、简答题均有可能出现,主要考查氧化还原反应的概念与本质;判断氧化剂与还原剂、氧化 产物与还原产物,被氧化元素与被还原元素;比较氧化剂(还原剂)
2、的氧化性(还原性)的强弱;方程式的配平 及简单计算。它在高考中考查形式有:(1)出现在阿伏伽德罗常数的正误判断中。在阿伏伽德罗常数的正误 判断中,计算得失电子数目是常考查的一种角度,在这儿需要掌握高中一些重要物质的性质,如氯气是强 氧化剂,但 1molCl2在化学反应中,不一定得 2mole,如它与 NaOH 溶液的反应,转移电子的物质的量为 1mol,还有 Na2O2,它与水的反应中,也是既作氧化剂又作还原剂,有 2mol 的 Na2O2参加反应,电子转移数 为 2NA。(2)出现在离子共存问题中。具有氧化性的微粒有 Cl2、Na2O2 和 H+、NO3(相当于 HNO3)、Fe3+、 Mn
3、O4,具有还原性的离子还有 SO32、S2、Fe2+。(3)出现在离子方程式的正误判断中。(4)出现在简答题 中根据信息书写化学方程式,能力要求高,难度较大。 核心考点一核心考点一 基本概念基本概念 1氧化还原反应基本概念图解 2常见氧化剂和还原剂 (1)常见氧化剂及其还原产物 氧化剂 Cl2(X2) O2 Fe3 酸性 KMnO4、 K2Cr2O7 HClO 浓 H2SO4 HNO3 H2O2 还原产 物 Cl (X) H2O/ O2 / OH Fe2 / Fe Mn2 、Cr3 Cl SO2 NO2/NO H2O (2)常见还原剂及其氧化产物 还原剂 金属单质 非金属单 质 Fe2 H2S
4、/ S2 HI/I NH3 CO SO2/SO2 3 氧化产物 金属离子 非金属 氧化物 Fe3 S、SO2 I2 N2、NO CO2 SO3、SO2 4 3电子转移的表示方法 (1)双线桥法:标变价,画箭头,算数目,说变化。 (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”“失”字样。 考法考法 1 氧化还原反应的判断氧化还原反应的判断 【典例【典例 1】(2020山东卷)下列叙述不涉及氧化还原反应的是( ) A谷物发酵酿造食醋 B小苏打用作食品膨松剂 C含氯消毒剂用于环境消毒 D大气中 NO2参与酸雨形成 【解析】A 项,涉及淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖氧化
5、成乙醇,乙醇氧化成乙酸,涉及氧化还原反应,A 不符合题意; B 项, 小苏打即 NaHCO3, NaHCO3受热分解产生无毒的 CO2, 因此可用小苏打作食品膨松剂, 不涉及氧化还原反应,B 符合题意;C 项,利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌,涉及氧化还原反应,C 不 符合题意;D 项,NO2与水反应有 HNO3产生,因此 NO2参与了硝酸型酸雨的形成,涉及氧化还原反应,D 不符合题意。故选 B。 【答案】B 考法考法 2 氧化还原反应的概念氧化还原反应的概念 【典例【典例 2】(2021 年 1 月浙江选考)关于反应 8NH3+6NO2=7N2+12H2O,下列说法正确的是 ANH3中 H
6、元素被氧化( ) BNO2在反应过程中失去电子 C还原剂与氧化剂的物质的量之比为 3:4 D氧化产物与还原产物的质量之比为 4:3 【解析】由反应 8NH3+6NO2=7N2+12H2O 可知,其中 NH3的 N 元素的化合价由-3 升高到 0、NO2中的 N 元素的化合价由-+4 降低到 0,因此,NH3是还原剂, NO2是氧化剂。A 项,NH3中 H 元素的化合价没有 发生变化,故其未被氧化,被氧化的是 N 元素,A 不正确;B 项,NO2在反应过程中得到电子,B 不正确; C 项, 该反应中, NH3是还原剂, NO2是氧化剂。 由化学方程式可知, 还原剂与氧化剂的物质的量之比为 4:
7、3,C 说法不正确;D 项,该反应中氧化产物和还原产物均为 N2。还原剂被氧化后得到氧化产物,氧化剂被 还原后得到还原产物,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 4:3,因此,氧化产物与还原产物的质量之比为 4:3 ,D 说法正确。故选 D。 【答案】D 考法考法 3 氧化还原反应与四种基本反应类型氧化还原反应与四种基本反应类型 【典例【典例 3】下列反应既属于氧化还原反应又属于化合反应的是 ANa2CO3CO2H2O=2NaHCO3 B4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 C2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 DCa(OH)22NH4Cl=CaCl22NH32H2O 【解析】A 项
8、,Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3中三种物质生成一种物质是化合反应,但反应过程中没 有化合价的变化,所以不是氧化还原反应,故 A 不符合题意;B 项,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3三种 物质生成一种物质是化合反应,反应前铁的化合价为+2 价,反应后升高到+3 价,为还原剂,反应前氧的化 合价为 0 价,反应后化合价下降到-2 价,为氧化剂,所以此反应为氧化还原反应,故 B 符合题意;C 项, 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2反应前两种物质,反应后为两种物质,所以不是化合反应,此反应中存在化合 价的变化,为氧化还原反应,故 C 不符合题意;D 项,Ca(OH)22
9、NH4Cl=CaCl22NH32H2O 反应前两 种物质,反应后三种物质,所以不是化合反应,反应过程中没有化合价变化,因此为非氧化还原反应,故 D 不符合题意;故选 B。 【答案】B 考法考法 4 氧化还原反应的电子转移氧化还原反应的电子转移 【典例【典例 4】下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( ) 【解析】B 项,硫元素发生歧化反应,两个 S 由 0 降低为2 价,总共降低 4 价,一个 S 由 0 价升高为 4 价,总升高 4 价,共失去 4 个电子,正确;C 项,根据化合价不能交叉的原则,氯酸钾中氯元素的化合 价应从5 价降到 0 价,盐酸中氯元素的化合价应从1 价升高到 0
10、价,转移电子数是 5;D 项,氯酸钾中 氯元素化合价降低,得到电子,氧元素化合价升高,失去电子,箭头应该是从 O 指向 Cl, ,故 D 错误。 【答案】B 1误认为有单质参与或生成的反应一定是氧化还原反应。如 O2与 O3的转化为非氧化还原反应。 2 误认为元素由化合态变为游离态一定被还原, 其实不一定。 如 HClCl2, 氯元素被氧化, CuOCu, 铜元素被还原。 3误认为氧化还原反应中有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原,其实不一定。如 Cl2H2O HClHClO 中,被氧化和被还原的都是氯元素。 4误认为具有氧化性的物质和具有还原性的物质一定都能发生化学反应,其实不一定。如
11、 SO2具有还 原性,浓 H2SO4具有氧化性,但二者不发生氧化还原反应。 5误认为同种元素的高价态的物质一定比低价态物质的氧化性强,其实不一定。如 HClO 的氧化性高 于 HClO4。 明确分析问题的方法思路: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。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。 1(2020浙江 1 月选考)反应 MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O 中,氧化产物是( ) AMnO2 BHCl CMnCl2
12、DCl2 【答案】D 【解析】氧化还原反应中还原剂失电子化合价升高被氧化得到氧化产物,该反应中 HCl 中氯元素由-1 价升为 0 价得到产物 Cl2,即氧化产物为 Cl2;故选 D。 2(2020 浙江省 7 月选考)反应 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O 中,氧化产物与还原产物的物质 的量之比是( ) A1:2 B1:1 C2:1 D4:1 【答案】B 【解析】由反应方程式可知,反应物 MnO2中的 Mn 元素的化合价为+4 价,生成物 MnCl2中 Mn 元素 的化合价为+2 价, 反应物 HCl 中 Cl 元素的化合价为-1 价, 生成物 Cl2中 Cl 元素的化
13、合价为 0 价, 故 MnCl2 是还原产物,Cl2是氧化产物,由氧化还原反应中得失电子守恒可知,n(Cl2):n(MnCl2)=1:1,B 符合题意; 故选 B。 3(2020北京卷)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是( ) ANa BCl2 CNO2 DNa2O 【答案】A 【解析】A 项,2Na+2H2O=2NaOH+H2,H2O 中 H 元素化合价由+1 降为 0 价,得电子被还原,做氧化 剂,在反应中表现出氧化性,故 A 符合题意;B 项,Cl2+H2OHCl+HClO,H2O 中的元素没有发生化合价 的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故
14、B 不符合题意;C 项,3NO2+H2O=2HNO3+NO,H2O 中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原 剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故 C 不符合题意;D 项,Na2O + H2O = 2NaOH,该反应没有元素化 合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故 D 不符合题意;故选 A。 4(2019北京卷北京卷)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是 物质(括号内为杂质) 除杂试剂 A FeCl2溶液(FeCl3) Fe粉 B NaCl溶液(MgCl2) NaOH溶液、稀HCl C Cl2(HCl) H2O、浓H2SO
15、4 D NO(NO2) H2O、无水CaCl2 【答案】B 【解析】A项,FeCl3与 Fe 反应生成 FeCl2,FeCl3+Fe=2FeCl2,此过程中 Fe 的化合价发生变化,涉及 到了氧化还原法应, 故 A 不符合题意; B项,MgCl2与 NaOH 溶液发生复分解反应 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2 +2NaCl,过量的 NaOH 溶液可用 HCl 除去 HCl+NaOH=NaCl+H2O ,此过程中没有元素化合价发生变化, 未涉及氧化还原反应,故 B 符合题意;C项,部分氯气与 H2O 发生反应生成氯化氢和次氯酸,反应过程中 氯元素化合价变化,涉及到了氧化还原法应,故 C
16、不符合题意;D项,NO2 与水反应生成硝酸和 NO。反 应过程中氮元素化合价发生变化,涉及到了氧化还原法应,故 D 不符合题意;故选 B。 5下列属于氧化还原反应,且氧化剂和还原剂为同一种物质的是( ) AMgO+2HCl=MgCl2+H2O BC+H2O(g)CO+H2 C8NH3+6NO27N2+12H2O D2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 【答案】D 【解析】A 项,MgO+2HCl=MgCl2+H2O 中元素化合价没有发生变化,反应不是氧化还原反应,A 不符 合题意;B 项,C+H2O(g)CO+H2中 C、H 两种元素的化合价都发生了变化,反应属于氧化还原反应, 其中 C
17、是还原剂, H2O 是氧化剂, 氧化剂和还原剂不是同一种物质, B 不符合题意; C 项, 8NH3+6NO2 7N2+12H2O 中只有 N 元素的化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应,其中 NH3是还原剂,NO2是氧化 剂,氧化剂和还原剂不是同一种物质,C 不符合题意;D 项,反应 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2中有 O 元素 化合价的变化,反应属于氧化还原反应,其中 Na2O2既是还原剂也是氧化剂,氧化剂和还原剂是同一种物 质,D 符合题意;故选 D。 6(2018北京卷)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ) A B C D 实验 NaOH溶 液 滴 入 FeS
18、O4溶液中 石蕊溶液滴入氯水 中 Na2S溶 液 滴 入 AgCl 浊液中 热铜丝插入稀硝酸 中 现象 产生白色沉淀, 随后 变为红褐色 溶液变红,随后迅 速褪色 沉淀由白色逐渐变 为黑色 产生无色气体,随 后变为红棕色 【答案】C 【解析】A 项,NaOH 溶液滴入 FeSO4溶液中产生白色 Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反 应为 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;B 项,氯水中存在 反应 Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是 HClO 表现强 氧化性,与有色物质发生
19、氧化还原反应;C 项,白色沉淀变为黑色时的反应为 2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl, 反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应; D 项,Cu 与稀 HNO3反应生成 Cu(NO3)2、NO 气体和 H2O, 气体由无色变为红棕色时的反应为 2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化 还原反应无关的是 C 项,故选 C。 7(2017天津卷)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( ) A硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 【答
20、案】A 【解析】A 项,硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础,利用光电材料吸收光能后发生光电转换反 应,与氧化还原反应无关;B 项,锂离子电池工作时,涉及到氧化还原反应;C 项,电解质溶液导电实质是 电解的过程,与氧化还原反应有关;D 项,葡萄糖供能时,涉及到生理氧化过程。故选 A。 8下列反应中,氧化产物与还原产物为同一种物质的是( ) AKClO3 + 6HCl = KCl+ 3Cl2+ 3H2O B2Na+2H2O=2NaOH+H2 C2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 DI22Na2S2O3 = 2NaI Na2S4O6 【答案】A 【解析】A 项,KClO3 + 6HCl =
21、KCl+ 3Cl2+ 3H2O 反应中 KClO3中 Cl 元素的化合价由+5 价降低为 0, HCl 中 Cl 元素的化合价由-1 价升高为 0,Cl2既是氧化产物也是还原产物,故 A 选;B 项, 2Na+2H2O=2NaOH+H2反应中 Na 元素的化合价升高,NaOH 为氧化产物,H 元素的化合价降低,氢气为还 原产物, 故 B 不选; C 项, 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2反应中 Na2O2中 O 元素的化合价由-1 价升高到 0 价, 氧化产物是氧气, O 元素的化合价由-1 价降低到-2 价, 还原产物为氢氧化钠, 故 C 不选; D 项, I22Na2S2O3 = 2
22、NaI Na2S4O6反应中 I 元素的化合价由 0 价降低到-1 价,还原产物为 NaI,S 元素的化合价由+2 价升 高到 5 + 2 价,氧化产物是 Na2S4O6,故 D 不选;故选 A。 核心考点二核心考点二 氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律 1氧化还原反应的基本规律 守恒律 定义 化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数 相等。 即 n(氧化剂) 变价原子个数 化合价变化值n(还原剂) 变价原子个 数 化合价变化值。 应用 直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。 配平氧化还原反应方程式。 强弱律 定义 氧化性:氧化剂氧化产物; 还原性:还原剂
23、还原产物。 应用 判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。 判断某氧化还原反应能否正常进行。 优先律 定义 当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性) 最强的还原剂(氧化剂)反应。 应用 判断某一氧化还原反应能否正常进行。 可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。 如:向 NaBr 和 NaI 的混合溶液中通入 Cl2,因 I 的还原性强于 Br,则先 发生反应: 2I Cl 2=2Cl I 2, 然后发生反应: 2Br Cl 2=2Cl Br 2。 价态律 定义 有多种价态的元素, 处于最高价态时只具有氧化性(如 H2SO4中的 S 元素), 处于最低价态时
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