2019-2020年高考化學一輪復習 專題2.4 氧化還原反應的規(guī)律及應用講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 專題2.4 氧化還原反應的規(guī)律及應用講案（含解析） 復習目標： 1、 了解氧化還原反應的基本規(guī)律并運用其解題。 2、 利用氧化還原反應的基本原理判斷氧化還原產(chǎn)物，正確書寫出氧化還原反應化學方程式。 3、 會利用化合價升價法對氧化還原反應進行配平。 4、 能運用守恒進行相關(guān)的計算 基礎(chǔ)知識回顧： 一、氧化還原反應基本規(guī)律及應用 1、價態(tài)律 當元素具有可變化合價時，一般處于最高價態(tài)時只具有氧化性，處于最低價態(tài)時只具有還原性，處于中間價態(tài)時既具有氧化性又具有還原性。如：濃H2SO4的S只具有氧化性，H2S 中的S只具有還原性，單質(zhì)S既具有氧化性又具有還原性。 2、強弱律 在氧化還原反應中，強氧化劑+強還原劑=弱氧化劑(氧化產(chǎn)物)+弱還原劑(還原產(chǎn)物)，即氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物強，還原劑的還原性比還原產(chǎn)物強。如由反應2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知，F(xiàn)eCl3的氧化性比I2強，KI的還原性比FeCl2強。 一般來說，含有同種元素不同價態(tài)的物質(zhì)，價態(tài)越高氧化性越強(氯的含氧酸除外)，價態(tài)越低還原性越強。如氧化性：濃H2S04 >SO2（H2SO3)> S；還原性：H2S>S>SO2。 在金屬活動性順序表中，從左到右單質(zhì)的還原性逐漸減弱，陽離子(鐵指Fe2+)的氧化性逐漸增強。 3、優(yōu)先律 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時，首先被氧化的是還原性較強的物質(zhì)；同一還原劑與多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時，首先被還原的是氧化性較強的物質(zhì)。如：將Cl2通入物質(zhì)的量濃度相同的NaBr和NaI 的混合液中，Cl2首先與NaI 反應；將過量鐵粉加入到物質(zhì)的量濃度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中，F(xiàn)e首先與Fe3+反應。 4、價態(tài)歸中規(guī)律 含不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應時，該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價十低價→中間價”而不會出現(xiàn)交錯現(xiàn)象。 5、歧化反應規(guī)律 發(fā)生在同一物質(zhì)分子內(nèi)、同一價態(tài)的同一元素之間的氧化還原反應，叫做歧化反應。其反應規(guī)律是：所得產(chǎn)物中，該元素一部分價態(tài)升高，一部分價態(tài)降低，即“中間價→高價十低價”。具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應。 【典型例題1】【xx全國Ⅱ，13】【經(jīng)典題】含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項為通Cl2過程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式，其中不正確的是 A．x＝0.4a，2Fe2-+Cl2＝2Fe3++2Cl- B．x＝0.6a，2Br－+ Cl2＝Br2+2Cl－ C．x=a，2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－ D．x=1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－ 【遷移訓練1】【云南省紅河州xx屆高中畢業(yè)生復習統(tǒng)一檢測】工業(yè)上焙燒明礬[ KAl(SO4)2·12H2O]的化學方程式為： 4 KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3 +9SO2 +48H2O，下列判斷正確的是 A．在焙燒明礬的反應中，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是3：4 B．最后得到的K2SO4溶液呈中性，所以c(K+)=c(SO42-) C．焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸,焙燒948 t明礬(M= 474 g/mol)，若SO2的利用率為96%，可生產(chǎn)質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸432 t D．工業(yè)上冶煉Al2O3制得Al，以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，該電池反應的化學方程式是 Al＋3NiO(OH)＋NaOH NaAlO2＋3Ni(OH)2 二、氧化還原方程式的書寫及配平 1、推斷反應物和產(chǎn)物 根據(jù)氧化還原反應的原理，即氧化反應和還原反應同時發(fā)生，以及歸中原理判斷氧化劑和還原劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。 2、配平 （1）配平原則 ①電子得失守恒：反應中還原劑失去電子總數(shù)(化合價升高總值)與氧化劑得到的電子總數(shù)(化合價降低總值) ②質(zhì)量守恒：反應前后元素的種類相同，各元素的原子個數(shù)相等。 ③電荷守恒：若為離子反應，反應前后離子所帶正負電荷總數(shù)相等。 （2）配平步驟（以高錳酸鉀和濃鹽酸反應制氯氣為例）： ①標出化合價變化了的元素的化合價。如： +7 -1 +4 0 KMnO4+HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ②根據(jù)元素存在的實際形式調(diào)整發(fā)生了氧化還原反應的物質(zhì)的系數(shù)，使之成1：1的關(guān)系。 如： +7 -1 +4 0 KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ③調(diào)整系數(shù)，使化合價升降總數(shù)相等。 化合價↓ 5×② KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O 化合價↑2×⑤ ④根據(jù)化合價升降總數(shù)相等確定發(fā)生氧化還原反應的物質(zhì)的化學計量數(shù)。如：2KMnO4+10HCl==KCl+2MnCl2+5Cl2↑+H2O ⑤利用元素守恒，用觀察方法配平?jīng)]有參加氧化還原反應的其他物質(zhì)的系數(shù)。如： 2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O ⑥檢查方程式兩邊各原子的個數(shù)是否相等，離子方程式還要檢查方程式兩邊的離子所帶的電荷數(shù)是否相等。 3、缺項補項 在配平中缺項，一般通過質(zhì)量守恒可以判斷，更多時候考查H和O的缺項，如左邊O多，可以采用O+2H+→H2O或O+H2O→2OH-；左邊少O，可以H2O→2H++O或2OH-→H2O+O。 【典型例題2】【07年寧夏理綜·27】氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中，通過以下反應制得： SiO2 ＋ C＋ N2 Si3N4 ＋ CO （1）配平上述反應的化學方程式（將化學計量數(shù)填在方框內(nèi)）； （2）該反應的氧化劑是 ，其還原產(chǎn)物是 ； 【遷移訓練2-1】【09年廣東化學·23】（11分）②化學鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等條件下發(fā)生下述反應：（a） Ni2+ + H2PO2－+ → Ni++ H2PO3－+ 請在答題卡上寫出并配平反應式（a）。 【答案】2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+ 【遷移訓練2-2】【07年上海，24】氧化還原反應中實際上包含氧化和還原兩個過程。下面是一個還原過程 的反應式： NO3－＋4H＋＋3e→NO＋2H2O KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質(zhì)中的一種物質(zhì)（甲）能使上述還原過程發(fā)生。 （1）寫出并配平該氧化還原反應的方程式： （2）反應中硝酸體現(xiàn)了 、 性質(zhì)。 （3）反應中若產(chǎn)生0.2mol氣體，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol。 （4）若1mol甲與某濃度硝酸反應時，被還原硝酸的物質(zhì)的量增加，原因是： 。 考點詳析： 考點一：氧化還原反應規(guī)律的應用 1． 反應先后規(guī)律的應用 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時，首先被氧化的是還原性最強的物質(zhì)； 同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時，首先被還原的是氧化性最強的物質(zhì)。 2． 價態(tài)歸中規(guī)律思維模型 含不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應時，該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價＋低價―→中間價”，而不會出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。例如，不同價態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應是 如反應KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5，而非6。 3． 歧化反應規(guī)律思維模型 “中間價→高價＋低價”。 具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 【典型例題3】【河北省唐山市xx年度高三二模能力測試】已知：2Fe + 3Br2 = 2FeBr3，F(xiàn)e2+的還原性大于Br－?，F(xiàn)有16.8 g鐵和0.3 mol Br2反應后加入水得到澄清溶液后，通入a mol Cl2。下列敘述不正確的是 A．當a = 0.1時，發(fā)生的反應為2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－ B．當a = 0.45時，發(fā)生的反應為2Fe2++4Br－+3Cl2＝2Fe3++2Br2+6Cl－ C．若溶液中Br－有一半被氧化時， c(Fe3+): c(Br－):c(Cl－) ＝1:1:3 D．當0＜a＜0.15時，溶液中始終滿足2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)＝c(Cl－)+c(Br－)+ c(OH－) 【遷移訓練3】已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物，在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平)： ①G―→Q＋NaCl ②Q＋H2OX＋H2 ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O 這五種化合物中Cl元素化合價由低到高的順序是 (　　) A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X 考點二：氧化還原方程的書寫及配平 1、未知氧化還原反應方程式的書寫技巧 （1）熟記常見的氧化劑及對應的還原產(chǎn)物、還原劑及對應的氧化產(chǎn)物 氧化劑 Cl2 O2 濃H2SO4 HNO3 KMnO4(H＋)、MnO2 Fe3＋ KClO3 H2O2 還原產(chǎn)物 Cl－ O2－ SO2 NO\NO2 Mn2＋ Fe2＋ Cl－ H2O 還原劑 I－(HI) S2－(H2S) CO、C H2 NH3 SO2\SO H2O2 氧化產(chǎn)物 I2 S CO2 H＋ NO SO O2 （2）書寫未知氧化還原反應方程式的步驟(3步法) 第1步：根據(jù)氧化還原順序規(guī)律確定氧化性最強的為氧化劑，還原性最強的為還原劑；根據(jù)化合價規(guī)律及題給信息和已知元素化合物性質(zhì)確定相應的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物；根據(jù)氧化還原反應的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的相應化學計量數(shù)。 第2步：根據(jù)溶液的酸堿性，通過在反應方程式的兩端添加H＋或OH－的形式使方程式兩端的電荷守恒。 第3步：根據(jù)原子守恒，通過在反應方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。 2、配平的基本方法 （1）全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價全變的，一般從左邊反應物著手配平。 （2）自變從右邊配：自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 （3）缺項配平法：先使得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應物這邊缺正電荷，一般加(H＋)，生成物一邊加水；若反應物這邊缺負電荷，一般加(OH－)，生成物一邊加水。然后進行兩邊電荷數(shù)配平。 【典型例題4】按要求完成下列方程式： （1）在NaClO溶液中通入足量SO2，寫出發(fā)生反應的離子方程式：_______________。 （2）S與Cl2的水溶液充分反應可生成2種強酸，該反應的化學反應方程式是________。 （3）無色有刺激性氣味的SO2氣體與含1.5 mol Cl的一種含氧酸(該酸的某鹽常用于實驗室制取氧氣)的溶液在一定條件下反應，可生成一種強酸和一種氧化物，若有1.5NA個電子轉(zhuǎn)移時，該反應的化學方程式是________。 考點三：氧化還原反應相關(guān)計算——守恒法的應用 對于氧化還原反應的計算，要根據(jù)氧化還原反應的實質(zhì)——反應中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應過程，可不寫化學方程式，不追究中間反應過程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。 守恒法解題的基本步驟： （1）找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 （2）找準一個原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學式中粒子的個數(shù)) （3）根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。 n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價—低價)。 【典型例題5】【湖南長沙雅禮中學xx第二次月考】取相同體積的KI、Na2S、FeBr2溶液，分別通入足量的Cl2，當反應恰好完成時，消耗Cl2的體積相同（同溫、同壓條件下），則KI、Na2S、FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度之比是（ ） A．1∶1∶2 B．2∶1∶3 C．6∶3∶2 D．3∶2∶1 【遷移訓練5】在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反應中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為________mol。生成1 mol Cu3P時，參加反應的P的物質(zhì)的量為________mol。 【典型例題6】【山東省臨沂市郯城一中xx屆高三12月月考】向某FeBr2溶液中，通入1．12L（標準狀況下）的Cl2，測得溶液中c（Br－）=3c（Cl-）=0．3mol/L。反應過程中溶液的體積變化不計，則下列說法中正確的是 A．原溶液中c（Br－）=0．4mol/L B．反應后溶液中c（Fe3+）=c（Fe2+） C．反應后溶液中c（Fe3+）=0．1mol/L D．原溶液的濃度為0．1mol/L 【遷移訓練6】【xx崇明一模】足量的銅與一定量的濃硝酸反應得到硝酸銅溶液和NO、N2O4、NO2 的混合氣體，這些氣體與1.68升O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。則和銅反應的硝酸的物質(zhì)的量可能是(　　) A．0.4mol B．0.55mol C．0.6mol D．0.65mol