内容正文:
高考总复习
化学
第4讲 氧化还原反应的概念及规律
第一章 物质及其变化
课标引领 1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。知道常见的氧化剂和还原剂。
2.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
3.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。
考点一 氧化还原反应的概念及关系
1.氧化还原反应的本质及特征
2.氧化还原反应的概念及关系
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法
同种
失电子
得电子
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
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。例如,
(2)常见的还原剂
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、低价态金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。例如,
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
[例1] 关于反应2NH2OH+4Fe3+===N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是 ( )
A.生成1 mol N2O,转移4 mol电子
B.H2O是还原产物
C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂
D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
A
氧化还原反应的概念及相互关系
考向一
解析:NH2OH中N为-1价,N2O中N为+1价,2NH2OH→N2O↑,氮元素升高4价,4Fe3+→4Fe2+,铁元素降低4价。生成1 mol N2O,转移4 mol电子,A正确;H2O中所含元素的化合价没有发生变化,B错误;N元素化合价升高,NH2OH被氧化,作还原剂,C错误;若将该反应设计为原电池,Fe3+参加的反应为还原反应,则Fe2+应为原电池的正极产物,D错误。
解答氧化还原反应的概念及关系类题的思维模板
[练1] (2024·浙江Z20名校联盟联考)汽车发生碰撞时,安全气囊中发生反应:10NaN3+2KNO3===5Na2O+K2O+16N2↑。下列判断不正确的是 ( )
A.该反应能在瞬间完成,并产生大量气体
B.生成标准状况下2.24 L气体,该反应转移电子的数目为0.5NA
C.N2既是氧化产物又是还原产物
D.被氧化和被还原的氮原子的物质的量之比为15∶1
B
考点二 氧化还原反应的规律及应用
1.“强弱规律”及应用(性质规律)
(1)氧化性和还原性
(2)氧化性和还原性强弱的比较
①根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)―→还原产物(还原性)+氧化产物(氧化性)
氧化性:氧化剂___(填“>”或“<”,下同)氧化产物。
还原性:还原剂___还原产物。
>
>
<
>
2.“价态规律”及其应用(转化规律)
(1)“价态归中”规律
含同种元素的不同价态物质发生氧化还原反应,该元素价态的变化遵循“高价态+低价态→中间价态”,不会出现价态“交叉”现象。例如,不同价态含硫物质之间的转化,符合如图所示规律,不会出现⑤中H2S生成SO2,H2SO4转化为S的情况。
(2)“歧化反应”规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮等)均可发生“歧化反应”。例如,利用Cl2与NaOH溶液反应制取漂白液,化学方程式为_______________ __________________________。
Cl2+2NaOH
===NaCl+NaClO+H2O
(1)判断含不同价态同种元素的物质之间能否发生氧化还原反应,例如,浓硫酸和SO2____(填“不”或“能”)发生反应,故____(填“可以”或“不可”)用浓硫酸干燥SO2。
(2)推测含不同价态同种元素的物质之间反应的可能产物,例如,浓硫酸具有______性,H2S具有______性,发生反应可能生成________或______。
答案:(1)不 可以
(2)氧化 还原 S SO2
[例2] (2025·浙江1月选考卷)关于溴的性质,下列说法不正确的是 ( )
A.Br-可被Cl2氧化为Br2
B.Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br-
C.Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-,说明氧化性:Br2>Fe3+
D.1 mol Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,转移
5 mol电子
氧化还原反应的规律及应用
考向二
D
解析:氯气具有强氧化性,可将Br-氧化为Br2,A正确;Br2与SO2水溶液反应,生成HBr和H2SO4,还原产物为Br-,B正确;根据反应Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-可知,氧化剂为Br2,氧化产物为Fe3+,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Br2>Fe3+,C正确;Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,反应方程式为3Br2+6NaOH===5NaBr+NaBrO3+3H2O,3 mol Br2参与反应,转移5 mol电子,D错误。
C
B
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C
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3.(2024·浙江温州十校联考)向碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气,可以得到钠盐Na2H3IO6。下列有关该反应的说法错误的是 ( )
A.在该反应中碘酸钠作还原剂
B.碱性条件下,氯气的氧化性强于碘酸钠的氧化性
C.反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.反应中生成1 mol Na2H3IO6转移2 mol电子
C
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4.(2024·浙江杭州强基联盟联考)以下是工业上利用烟道气中的二氧化硫处理含铬(Ⅵ)废水的工艺流程:
下列说法不正确的是( )
D
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D
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解析:NO→N2中N元素的化合价由+2降低为0,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO→CO2中C元素的化合价由+2升高为+4,失去2个电子,作还原剂,发生氧化反应。根据分析,生成1 mol CO2转移2NA的电子,A正确;催化剂通过降低反应的活化能,提高反应速率,B正确;根据分析可知,NO是氧化剂,CO是还原剂,N2为还原产物,CO2为氧化产物,C正确,D错误。
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6.(2022·浙江6月选考卷)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
B
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解析:H2SO4转化为硫酸钠和水,所含元素的化合价均未发生变化,故未发生还原反应,A错误;Na2S2O3中的S的化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据硫元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol电子,D错误。
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类型
双线桥法
表示
方法
注意
事项
①箭头指向反应前后有元素化合价变化的______元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;
②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化
类型
单线桥法
表示方法
注意事项
①箭头从_________元素的原子指向_________元素的原子;
②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数;
③线桥只出现在反应物中
②根据相同条件下产物中元素价态高低判断
例如,Fe+SFeS,2Fe+3Cl22FeCl3,则氧化性:S___Cl2。
③根据反应条件及反应剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性(或还原性)越强。例如,MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,则氧化性:KClO3___MnO2。
(1)同时含有几种还原剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。例如,在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,还原性:__________,故Fe2+先与Cl2反应,离子方程式为____________________。
(2)同时含有几种氧化剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。例如,在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入少量铁粉,氧化性:____________,铁粉先与Fe3+反应,离子方程式为________________。
答案:(1)Fe2+>Br- Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
(2)Fe3+>Cu2+ 2Fe3++Fe===3Fe2+
[练2] (2024·浙江杭州重点中学四校联考)Au溶于食盐和硝酸混合液发生反应:Au+4NaCl+5HNO3===HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3,(已知:HAuCl4===H++AuCl),下列说法不正确的是 ( )
A.Au是还原剂,HNO3是氧化剂
B.HAuCl4是氧化产物,NO是还原产物
C.Au消耗0.5 mol得到1.5 mol电子
D.Au也能溶于王水(浓硝酸和浓盐酸体积比1∶3)
解析:由题干反应的化学方程式可知,反应中Au由0价升高到HAuCl4中的+3价,被氧化,则Au是还原剂,HNO3中的N由+5价降低到NO中的+2价,被还原,是氧化剂,A正确;由A项分析可知,HAuCl4是氧化产物,NO是还原产物,B正确;由A项分析可知,
1 mol Au在反应中失去3 mol电子,故Au消耗0.5 mol失去1.5 mol电子,C错误;由题干反应的化学方程式可知,真正起作用的为Cl-和NO,故Au也能溶于王水(浓硝酸和浓盐酸体积比1∶3),D正确。
1.KNO3具有强氧化性,可发生反应:2KNO3+2NH4Cl2N2↑+O2↑+4H2O+2KCl,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值) ( )
A.N2既是氧化产物,又是还原产物
B.KNO3仅作氧化剂
C.生成1 mol N2转移电子的数目为5NA
D.每生成36 g水,能产生33.6 L气体(在标准状况下)
解析:KNO3中N由+5价变为0价,NH4Cl中N由-3价变为0价,则N2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;KNO3中N由+5价变为0价,O由-2价变为0价,则KNO3既是氧化剂又是还原剂,B错误;KNO3中N由+5价变为0价,反应消耗2 mol KNO3生成2 mol N2,转移10 mol电子,则生成1 mol N2转移电子的数目为5NA,C正确;由反应可知,每生成4 mol水,产生3 mol气体(N2和O2),36 g水的物质
的量为=2 mol,会产生1.5 mol气体,气体在标准状况下的体积为1.5 mol×22.4 L/mol=33.6 L,D正确。
2.(2025·浙江Z20名校联盟联考)工业上用S8(分子结构:)与甲烷为原料制备CS2,发生反应:S8+2CH4===2CS2+4H2S。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.CS2中σ键和π键数量之比为2∶1
B.S8既是氧化剂又是还原剂
C.生成标准状况下的H2S气体11.2 L,断开S—S键数为NA
D.若该反应转移电子数8NA,则被还原的CH4有1 mol
解析:CS2的结构为S===C===S,一个双键中含有一个σ键、一个π键,因此1 mol CS2中含有2 mol σ键与2 mol π键,因此σ键与π键数量比为1∶1,A错误;反应中C由CH4中-4价升高到CS2中+4价,CH4作还原剂,S由0价降低到-2价,S8作氧化剂,B错误;标准状况下,11.2 L H2S为0.5 mol,1个S8中含有8个S—S键,根据S8~8(S—S)~4H2S可知,每生成0.5 mol H2S消耗0.125 mol S8,断裂1 mol S—S键,
即断开S—S键数为NA,C正确;CH4中C由-4价升高到CS2中+4价,有CH4~CS2~8e-,反应转移8NA个电子,即每消耗1 mol CH4,甲烷化合价升高,是被氧化,D错误。
A.烟道气中SO2具有还原性
B.过程 Ⅱ 中SO2是还原剂,Cr3+为还原产物
C.处理废水中的1 mol CrO(不考虑其他氧化性物质),转移3 mol电子
D.烟道气可以用Na2SO3溶液或Fe2(SO4)3溶液代替
5.(2024·浙江1月选考卷)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO2CO2+N2,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值) ( )
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO与CO反应的活化能
C.NO是氧化剂,CO是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
$$