内容正文:
第4讲 氧化还原反应的基本概念及规律
复习目标
知识构建
1.了解氧化还原反应的基本概念。
2.了解氧化还原反应的本质,知道常见的氧化剂和还原剂。
3.理解氧化还原反应的基本规律,了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。
考点一 氧化还原反应的基本概念
1.本质和特征
2.相关概念及其关系
简单概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
3.电子转移的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法
4.常见的氧化剂、还原剂
(1)常见氧化剂:包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
(2)常见还原剂:包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
(3)元素化合价处于中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂
元素化合价处于中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
SO(H2SO3)
SO
S
H2O2
O2
H2O
其中Fe2+、SO(H2SO3)主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断
必修第一册·P24图示1-14
用图表示出氧化还原反应、非氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系。
提示:
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)有单质参与和生成的反应一定是氧化还原反应。(×)
(2)ICl与水反应生成HCl和HIO的反应属于氧化还原反应。(×)
(3)反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。(×)
(4)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、Cl2+H2O===HCl+HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。(×)
题组一 氧化还原反应基本概念
1.中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.C3N4中C元素的化合价为-4
B.反应的两个阶段均为吸热过程
C.阶段Ⅱ中,H2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.通过该反应,实现了化学能向太阳能的转化
解析:C 依据化合物中各元素正负化合价的代数和为0,C3N4中N元素的化合价为-3价,所以C元素的化合价为+4价,A项错误;阶段Ⅱ中,H2O2分解生成O2和H2O的过程为放热反应,B项错误;阶段Ⅱ中,H2O2发生歧化反应,既是氧化剂,又是还原剂,C项正确;利用太阳光实现高效分解水,实现了太阳能向化学能的转化,D项错误。
2.(双选)关于反应2KI+O3+H2O===2KOH+I2+O2,下列说法正确的是( )
A.当有2 mol KI被氧化时,1 mol氧原子被还原
B.O2是还原产物
C.若消耗2.24 L O3,则转移0.2 mol 电子
D.氧化剂与还原产物的物质的量之比为1∶1
解析:AD 反应中电子转移情况为:
,2 mol KI被氧化时,1 mol氧原子被还原,A项正确;KOH是还原产物,B项错误;未说明O3所处的状况,C项错误;氧化剂是O3,还原产物为KOH,1 mol O3参加反应,共得2 mol 电子,只有1 mol KOH是还原产物,故D项正确。
思维建模 解决氧化还原反应概念的一般思路
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。
题组二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
3.下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是( )
解析:D A项Cl2→NaCl应为得e-,Cl2→NaClO应为失e-;B项中氧化产物与还原产物均为Cl2,且转移电子数目为5e-;C项中用单线桥表示电子转移时不标“得失”。
4.饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员指出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为:
10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O
下列有关该反应的说法中,正确的是( )
A.反应中铝元素的化合价升高,被还原
B.若有10 mol 铝原子参与反应,则转移的电子总数为30
C.用双线桥表示的电子转移为:
D.可以用单线桥将电子转移表示为
解析:C 由化学方程式可知,铝元素的化合价升高,被氧化,A项错误;10 mol铝原子参加反应转移电子为10 mol×3=30 mol,数目为30 NA,B项错误;用双线桥法表示的电子转移如下:
C项正确;单线桥上应标注电子总数,并且不注明得失,D项错误。
思维建模 转移电子数的计算思路
明确元素的变价―→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量所有氧化剂或还原剂得或失的电子数―→确定转移电子数。[n(e-)=n(