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2015年高考化学 氧化还原反应


氧化还原反应
从历年高考试题来看,氧化还原反应的知识点相当重要!其考查方式灵活多样,可以贯穿于 各类选择题(如阿伏伽德罗常数考点,离子反应考点,原电池、电解池考点等)、工艺流程题、实验大题 等试题之中。所以必须正确理解氧化还原反应的概念和规律,能正确比较氧化剂的氧化性、还原剂的还原 性强弱;掌握氧化还原反应方程式的配平方法及单、双线桥;灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原

反应 的相关计算。 [重点知识归纳] 一、四种基本反应类型与氧化还原反应的关系

二、氧化还原反应的有关概念和关系
1、定义:有元素化合价升降的反应 2、本质:电子的转移 ①电子的得失(离子化合物) ②电子的偏移(共价化合物) 3、特征:化合价的升降(全部) 4、四参数:反应物(氧化剂 、还原剂)、生成物(氧化产物、还原产物) 失 得 5、表示方法: 升 降 氧 还 还 氧 氧 还

⑴双线桥法

氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物 [特别提醒] (1)线桥的箭尾必须指在反应物中发生变化的元素上,箭头指向生成物中的该元素上。 (2) 在线上标出得到或失去电子的数目,数目的写法是化合价发生变化的原子个数× 化合价的差值,数目后面写 - 上电子的标识 e 。

⑵单线桥法:表示反应物中元素原子发生电子转移的数目和情况。

[特别提醒] (1)线桥的箭尾指向失电子元素的原子,箭头指向得电子元素的原子。 (2)在线上只需标出 电子转移总数及电子的标识 e-,不需注明“得到”或“失去”的字样。 [练习] 分别用双线桥和单线桥标出 Cu 和稀 HNO3 反应的电子转移的方向和数目。

例 1、下列变化中,需要加入氧化剂的是( ) A.SO2→SO3 B.HCl→H2 C.FeCl2→FeCl3 D.Fe2O3→Fe E. H2O→O2 例 2、在 CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑的反应中, 下列叙述正确的是 (1)H2 是氧化产物;(2)H2 是还原产物;(3)H2O 是氧化剂;(4)CaH2 中氢元素,既被氧化又被还原; (5)氧化产物和还原产物质量比为 1:1 A、①②④ B、③④⑤ C、①②③⑤ D、④ 练习(1)2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 该反应中,氧化剂是______ 还原剂是_____ 氧化产物是______ 还原产物是________ (2)H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O 该反应中,氧化剂是______ 还原剂是_____ 氧化产物是______ 还原产物是________

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(3)下列各组离子中,因发生氧化还原反应而不能 大量共存的是( .. A. H 、Na
+ + +
- 2、 S2 O3 、Cl -



B.
? 4

C. Na 、OH 、 SO 24 、 H 2 PO

D. Cu 、Na 、S 、 SO 24

Fe 、Fe 、 SO 24 2+ + 2-

3+

2+

、 NO 3

三、重要氧化剂、还原剂? 氧化剂
活泼非金属单质:X2、O2、S 、O3 等 高价金属离子:Fe3+、Au3+ 不活泼金属离子: + Cu2+、 Ag+?其它: [Ag(NH3)2] 、 新制 Cu(OH)2?

还原剂
活泼金属单质:Na、Mg、Al、Zn、Fe? 某些非金属单质: C、H2、S? 低价金属离子:Fe2+、Co2+ 非金属的阴离子及其化合物:S2-、H2S、I -、HI、 NH3、Cl-、HCl、Br-、HBr

含氧化合物: NO2、 N2O5、 MnO2、 Na2O2、 H2O2?、 低价含氧化合物:CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、 HClO、 HNO3、 浓 H2SO4、 NaClO、 Ca(ClO)2、 KClO3、 Na2S2O3、NaNO2、H2C2O4; KMnO4、王水

*强氧化剂 KMnO4,K2Cr2O7,浓 H2SO4,HNO3,Ca(ClO)2,H2O2,Na2O2,Cl2,Br2,O2 等 *强还原剂:活泼金属 Na,Mg,Al 等,H2S,S2—,SO2,SO32—,H2SO3,I—,HI,Fe2+。 四、氧化性和还原性强弱的比较 1.在同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
例 3.据反应①I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ③2FeCl3+2HI=2FeCl2+I2+2HCl 可知:I-、Fe2+、Cl-、SO2 的还原性由强到弱的顺序是( A.I >Fe >Cl >SO2
2+ -


2+

B.Cl >Fe >SO2>I

-

2+

-

C.Fe >I->Cl->SO2 )

D.SO2>I->Fe2+>Cl-

例 4 已知 I-、Fe2+、SO2、Cl-和 H2O2 均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为 Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( A.2Fe +SO2+2H2O=2Fe +SO4 +4H C.H2O2+H2SO4=SO2+O2+2H2O
3+ 2+ 2+

B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI D.2Fe2++I2=2Fe3++2I-

2.根据元素周期表比较:同周期元素的单质(或原子)从左到右还原性逐渐减弱,氧化性逐渐 增强,同主族元素单质(或原子)从上到下还原性逐渐增强,氧化性逐渐减弱。 例如 单质 氧化性:F2>Cl2>Br2>I2>S, 还原性:Na<K<Rb<Cs。 - 2离子 还原性:F <Cl <Br <I <S , 氧化性:Na+>K+>Rb+>Cs+ 3.根据金属活动顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 还 原 性 渐 弱 + 2+ + 2+ 3+ 2+ 2+ 2+ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb2+(H+)Cu2+ Fe3+ Ag+ 氧 化 性 渐 强 4.①据原电池电极:负极金属比正极金属活泼(还原性强); ②据电解池中放电顺序,先得电子者氧化性强,先失电子者还原性强。 阳离子得电子顺序(即氧化性强弱顺序): 阴离子失电子顺序(即还原性强弱顺序):S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F5 根据化合价:通常元素价态越高,氧化性越强(如 Fe3+>Fe2+),最高价态只有氧化性;价态 越低,还原性越强(如 S2->S>SO2),最低价态只有还原性;中间价态兼具氧化性和还原性。 6.根据反应条件: 反应原理相似的不同反应中, 反应条件要求越低, 说明氧化剂或还原剂越强。

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则以上三个反应中氧化剂的氧化能力由强到弱的顺序_______________________ 。 7. 外界条件对氧化性或还原性强弱的影响(同一物质在不同条件下的氧化性或还原性) (1) 、物质的浓度越高,氧化性或还原性越强。 (2) 、温度越高,氧化性或还原性越强。 (3) 、酸性越强,氧化性越强;碱性越强,还原性越强。 注意:比较氧化性和还原性强弱的根本依据在于得失电子能力的大小,而绝不能以得失电子 数目的多少作为依据。 五、氧化还原反应规律: 1、价态规律: 原子处于最高价态时只具有氧化性,原子处于最低价态时只具还原性,处 于中间价态是既具有氧化性有具有还原性 2、守恒规律: 任何氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等 3、强弱规律: 任何氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于与氧化产物的氧化性,还原剂 的还原性大于还原产物的还原性 4、归中规律: 同种元素的不同价态原子间发生氧化还原反应,化合价只能向中间价态靠 拢,不能交叉。 5、优先规律: 一种氧化剂或还原剂与多种还原剂或氧化剂相遇时,总是依照还原性或者 氧化性的强弱顺序先后被氧化或被还原。 记忆口诀: 高氧低还中两性,归中靠拢不交叉; 歧化反应价升降,相邻价态不反应。 六、 氧化还原反应方程式的配平 氧化还原方程式的配平依据:电子守恒(价态守恒)、原子守恒、电荷守恒。 配平步骤:标价态,列升降。求倍数,配系数。观察法,最后定。 配平的基本技能
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。 (2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。 + (3)缺项配平法:先使得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加 H ,生成物一边 - 加水;若反应物这边缺负电荷,一般加 OH ,生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。 (4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。

例如:一、配平下列反应的化学方程式 1、 Cu + HNO3(浓) —— 2、 H2S 3、 C 4、 Zn + + + H+ H2SO4(浓) HNO3(浓) + NO3—— —— —

Cu(NO3)2 S↓ CO2↑ Zn2+ + + +

+

NO2↑ SO2↑ NO2↑ +

+

H 2O 2H2O H 2O

+ H 2O

NO

+

5、 KMnO4 6、 K2Cr2O7+ 7、 KMnO4+ 8、 KClO3 + 9、 MnO4—+



HCl

===

MnCl2



KCl



Cl2

+ CO2 + KNO3+

H2O H2O H2O

H2C2O4 +

H2SO4 ===

K2SO4+ Cr2(SO4)3+

KNO2+ H2SO4 == MnSO4+ K2SO4 + HCl(浓)—— KCl + ClO2 + Cl2↑ + H2O2+ H+ —— Mn2++ O2 十 H2 O

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二、

标出下列反应的电子转移方向和数目

1、Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 2、2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑ 3、2H2S + SO2 = 2H2O + 3S 4、KClO3 + 6HCl = KCl + 3H2O + 3Cl2 ↑
七、氧化还原反应的有关计算

计算方法——电子守恒法

①“一、找各物质” 找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 ②“二、定得失数” 确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。 ③“三、列关系式” 根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。 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。 (2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算 对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出 起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。

高考试题专项提升
1.(2010 天津卷)5.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是 A.用 F e C l 3 溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2F e 3 + = Cu2+ + 2Fe2+ B.Na2O 2 与 H 2 O 反应制备 O 2 :Na2O 2 + H 2 O = 2N a + + 2O H - + O 2 ↑ C.将氯气溶于水制备次氯酸:C l 2 + H 2 O = 2H + + Cl- + ClO- D.用浓盐酸酸化的 K M n O 4 溶液与 H 2 O 2 反应,证明 H 2 O 2 具有还原性: + 2MnO ? + 5H 2 O 2 = 2Mn2+ + 5O 2 ↑ + 8H 2 O 4 + 6H 2.(2010 广东理综卷)7.能在溶液中大量共存的一组离子是 A.NH4+ 、Ag+、PO43-、ClB.Fe3+、H+、I-、HCO3C.K+、Na+、NO3- 、MnO4D.Al3+、Mg2+ 、SO42- 、CO323.(2010 安徽卷)7. 亚氨基羟(Li2NH)是一种储氢容量器,安全性好的固体储氢材料,其储 氢原理可表示为 Li2NH+H2=LiNH2+LiH。下列有关说法正确的是 A. Li2NH 中 N 的化合价是-1 B.该反应中 H2 既是氧化剂又是还原剂 + + C.Li 和 H 的离子半径相等 D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同 4.(2010 江苏卷)8.下列说法不 正确的是 . A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加 B.常温下,反应 C ?s ? ? CO2 ? g ? ? 2CO ? g ? 不能自发进行,则该反应的 ?H >0 C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率 D.相同条件下,溶液中 Fe3+ 、 Cu 2+ 、 Zn 2+ 的氧化性依次减弱 5. (2011 上海)氧化还原反应中,水可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非 氧化剂又非还原剂等。下列反应与 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr 比较,水的作用不相同的是 A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 C.2F2+2H2O=4HF+O2 D.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

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6. [2012· 江苏化学卷 5]下列有关物质的性质与应用不相对应的是 A.明矾能水解生成 Al(OH)3 胶体,可用作净水剂 B.FeCl3 溶液能与 Cu 反应,可用于蚀刻印刷电路 C.SO2 具有氧化性,可用于漂白纸浆 D.Zn 具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料 7. [2012· 海南化学卷 3]下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4 C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2 8. [2012· 广东理综化学卷 8]在水溶液中能大量共存的一组是 ? 2? 2? ? OH ? NO3 Al 3? C l O Cl ? K ? Cu A Fe B
? ? 2? 2? 2? Mg 2? Br ? SO4 H? SiO SO4 3 C NH 4 Na D 9. [2012· 广东理综化学卷 10]下列应用不涉及氧化还原反应的是 A Na2O2 用作呼吸面具的供氧剂 B 工业上电解熔融状态 Al2O3 制备 Al C 工业上利用合成氨实现人工固氮 D 实验室用 NH4Cl 和 Ca(OH)2 制备 NH3 10.[2012· 广东理综化学卷 12]下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是

11. (2013 上海) 已知氧化性 Br2>Fe3+。 FeBr2 溶液中通入一定量 Cl2,发生反应的离子方程式为:

a Fe2++b Br-+c Cl2→d Fe3++ e Br2+ f Cl下列选项中的数字与离子方程式中的 a、b、c、d、e、f 一一对应,其中不符合反应实际的是 A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2 C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4 12.(2013 上海)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应 10NaN3+2KNO3→K2O+5Na2O+16N2↑。 若氧化物比还原物多 1.75mol,则下列判断正确的是 A.生成 40.0LN2(标准状况) B.有 0.250molKNO3 被氧化 C.转移电子的物质的量为 1.25mol D.被氧化的 N 原子的物质的量为 3.75mol 13. (2014 上海 T19)下列反应与 Na2O2+SO2→Na2SO4 相比较,Na2O2 的作用相同的是 A.2Na2O2+CO2→2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3→2Na2SO4+O2 C.Na2O2+H2SO4→Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3→2Na2CrO4+Na2O 14. (2014 山东 T7)下表中对应关系正确的是 A CH3CH3+Cl2 → CH3CH2Cl+HCl , CH2=CH2+HCl→ CH3CH2Cl 均为取代反应 B 由油脂得到甘油,由淀粉得到葡萄糖 均发生了水解反应 C Cl2+2Br?=2Cl?+Br2,Zn+Cu2+=Zn2++Cu 均为单质被还原的置换反应 D 2Na2O2+2H2O+4NaOH+O2↑,Cl2+H2O=HCl+HClO 均为水作还原剂的氧化还原反应 15. (2014 广东 T22)下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 A B C D 实验操作 向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸 向 AgNO3 溶液中滴加过量氨水 将可调高度的铜丝伸入到稀 HNO3 中 将 KI 和 FeCl3 溶液在试管中混合后,加入 CCl4,振荡,静置 现象 均冒气泡 溶液澄清 溶液变蓝 下层溶液显紫红色 结论 两者均能与盐酸反应 Ag 与 NH3?H2O 能大量共存 Cu 与稀 HNO3 发生置换反应 氧化性:Fe >I2
3+ +

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