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氧化还原反应
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(三)
|课|标|要|求|
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,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的价态,可以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.能从氧化还原反应原理预测物质的化学性质与变化,并能设计实验进行初步验证,分析、解释有关实验现象,能进行氧化还原反应方程式的配平与计算。
微课时突破 1 基础知识一课过
(零散知识系统化,为深化学习奠基)
一、
二、
逐点清(一) 氧化还原反应及
相关概念
三、
目 录
逐点清(二) 氧化还原反应的强弱规律及价态规律
课时跟踪检测
逐点清(一) 氧化还原反应及
相关概念
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系统知识
1.基本概念
(1)本质和特征
电子转移(得失或偏移)
元素的化合价发生变化
(2)氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
2.相关概念间的关系
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂——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。
氧化剂 Cl2 浓硫酸 HNO3 KMnO4(H+) Fe3+ Cr2(H+)
还原产物 Cl- SO2 NO
(或NO2) Mn2+ Fe2+
(或Fe) Cr3+
(2)常见的还原剂——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,金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要的还原剂。
还原剂 Zn H2 CO Fe2+ H2S I-
氧化产物 ______ ______ ______ ______ _____ _____
Zn2+
H2O
CO2
Fe3+
S
I2
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。
还原产物 S
↑ ↑ ↑ ↑
可变角色 Fe2+ S H2O2
↓ ↓ ↓ ↓
氧化产物 _____
其中:Fe2+、主要表现 性,H2O2主要表现 性。
Fe
H2O
Fe3+
S
O2
还原
氧化
4.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头(反应物指向生成物),③算数目,④注得失。即
例如,用双线桥法标出MnO2与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目:
(2)单线桥法:①标变价,②画箭头(反应物失电子原子指向得电子原子),③标总数(不标“得”“失”)。即
例如,用单线桥法标出铜与浓硝酸反应中电子转移的方向和数目:
(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
输入你的标题
发掘教材
[思考与讨论·人教版必修一P26]
目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化
器(如图)。在催化转化器中,汽车尾气中的CO
和NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2。
(1)(考查氧化还原反应的概念)写出上述反应的化学方程式,指出氧化剂和还原剂:__________________________________________________________。
2NO+2CO N2+2CO2;NO为氧化剂,CO为还原剂
(2)(考查氧化还原反应的表示方法及计算)①用双线桥法表示此反应中的电子得失情况。
______________________________________________________。
②用单线桥法表示此反应中的电子转移情况。
______________________________________________________。
③每生成58 g气体产物,反应转移的电子数为 (NA表示阿伏加德罗常数的值)。
2NA
(3)(考查氧化还原反应的应用)食品的加工与保存中经常使用抗氧化剂,请列举几种:
。
维生素C、维生素E、茶多酚、花青素等
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原 ( )
(2)含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性 ( )
(3)(2024·湖北卷)硫黄、硝石和木炭混合,点燃发生氧化还原反应 ( )
(4)(2024·黑、吉、辽卷)用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性 ( )
×
×
√
√
(5)(2024·河北卷)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声,说明H2O具有还原性 ( )
(6)(2024·浙江6月选考)FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4 ( )
(7)(2024·浙江6月选考)制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期 ( )
(8)(人教版教材习题)CaO+H2O === Ca(OH)2属于氧化还原反应 ( )
×
×
√
√
2.(2024·山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是 ( )
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
√
解析:湖笔以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;松木中的碳元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为碳单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,B符合题意;宣纸以楮树皮为原料,先得到纸浆纤维,再制成宣纸,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;端砚以端石为原料,经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
3.(苏教版教材习题)某危险品仓库中存放有化工原料氰化钠(NaCN)。该物质有剧毒,一旦进入城市排水系统,后果不堪设想。当仓库发生火灾爆炸事故时,工作人员一方面封堵氰化钠泄漏渠道,另一方面对已经泄漏的少量氰化钠做无害化处理。下列物质中,可用于处理泄漏的氰化钠的是 ( )
A.铁粉 B.双氧水
C.臭氧(O3) D.氯化钠
√
解析:处理氰化钠(NaCN)泄漏的主要方法是使用双氧水(H2O2溶液)进行无害化处理,这是因为NaCN具有还原性,可以与双氧水发生氧化还原反应:NaCN+H2O2+H2O === NaHCO3+NH3↑,从而达到无害化的目的。铁粉、氯化钠均不与氰化钠反应,因此不适用于处理氰化钠泄漏。而臭氧(O3)虽然也能氧化氰化钠,但产物中会产生氧气,氧气支持燃烧,可能会加剧火灾爆炸事故,因此也不是理想的处理方法。
4.一定条件下,自然界中存在反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O === 7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,下列说法正确的是( )
A.FeS2在反应中只作还原剂
B.Cu2S既是氧化产物又是还原产物
C.5 mol FeS2发生反应,有14 mol电子转移
D.产物中的S有一部分是氧化产物
√
解析:反应中Cu元素化合价由+2价降低至+1价,FeS2中S元素化合价有由-1价降低至-2价,有由-1价升高至+6价,其余元素化合价未发生变化,因此FeS2在反应中既是氧化剂又是还原剂,故A错误;Cu2S为Cu、S元素化合价降低的产物,因此Cu2S为还原产物,故B错误;由A项分析可知,每有5 mol FeS2发生反应,转移电子为5 mol×2 ××[6-(-1)]=21 mol,故C错误;由A项分析可知,产物中的S有一部分是FeS2中S元素升高而得,因此产物中的S有一部分是氧化产物,故D正确。
逐点清(二) 氧化还原反应的强弱规律及价态规律
输入你的标题
系统知识
(一)强弱规律
1.氧化(还原)性的强弱是指物质得、失电子的 程度,与得、失电子数目的 无关。如Na-e- === Na+,Al-3e- === Al3+,但Na比Al的还原性 。
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断
氧化剂+还原剂 === 还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂 氧化产物;
还原性:还原剂 还原产物。
难易
多少
强
>
>
(2)非金属、金属元素及相应阴、阳离子的还原性或氧化性根据元素周期律及(非)金属活动性顺序判断
①元素周期表中:元素金属性越强,金属单质的还原性越强,对应金属阳离子(铁对应Fe2+)的氧化性越弱;元素非金属性越强,非金属单质的氧化性越强,对应非金属阴离子的还原性越弱。
如还原性:Na>Mg>Al、I->Cl-;
氧化性:Na+<Mg2+<Al3+、I2<Cl2。
②金属(非金属)活动性顺序表中:金属活动性越强,金属单质的还原性越强,对应金属阳离子的氧化性越弱;非金属活动性越强,非金属单质的氧化性越强,对应非金属阴离子的还原性越弱。
如氧化性:Cl2>I2、Cu2+>Fe2+;
还原性:Cl-<I-、Cu<Fe。
(3)电化学中根据正、负极和放电顺序判断
①一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性:负极 正极。
②用惰性电极电解混合溶液时,一般在阴极先放电的阳离子的
性较强,在阳极先放电的阴离子的 性较强。
>
氧化
还原
(4)同类型反应根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl2 2FeCl3、Fe+S FeS,则氧化性:Cl2 S。
(5)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。如MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O、2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,则氧化性:KMnO4 MnO2。
>
>
(二)价态规律
最高价态:只有 ,如浓H2SO4、KMnO4等;
最低价态:只有 ,如金属单质、Cl-、S2-等;
中间价态:既有 又有 ,如Fe2+、S、Cl2等。
氧化性
还原性
氧化性
还原性
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素不同物质间发生氧化还原反应时,遵循“高价+低价→ 中间价”,而不会出现交叉现象,简记为“两相靠,不相交”。例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是①②③④,不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2.歧化反应规律思维模型
“中间价→高价+低价”
具有多种价态的许多元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均有歧化反应,如Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O。
3.价态规律的应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2“无中不反应”或“相邻不反应”。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。
如反应NaClO3+6HCl === NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
(三)先后规律及应用
1.同时含有几种还原剂(或氧化剂)发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性: > ,所以 先与Cl2反应。
2.常见的强弱顺序
氧化性:Mn(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S;
还原性:Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(S)<S2-。
Fe2+
Br-
Fe2+
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向浓H2SO4中通入H2S气体,1 mol浓H2SO4转移电子数可能是6NA,也可能是2NA ( )
(2)1 mol KClO3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为6NA ( )
(3)在H2O2+Cl2 === 2HCl+O2反应中,每生成32 g氧气,转移2NA个电子 ( )
×
√
√
(4)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热发生氧化还原反应,则分解产物可能是CrO3、N2和H2O ( )
(5)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁 ( )
(6)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO ( )
×
×
×
2.二氧化氯(ClO2)是绿色消毒剂,实验室用如下方法制备ClO2:6NaClO2+NCl3+3H2O === 6ClO2+NH3+3NaOH+3NaCl。已知NCl3中N为+3价,则下列说法正确的是( )
A.氧化性:NaClO2>ClO2
B.NaCl是还原产物
C.生成6.75 g ClO2时,转移电子数为0.1NA
D.氧化剂和还原剂物质的量之比为6∶1
√
解析:该反应中,NaClO2是还原剂,其氧化性弱于氧化产物ClO2,A错误;该反应中,还原产物是NH3,B错误;6.75 g ClO2的物质的量为0.1 mol,根据反应方程式,每生成1 mol ClO2转移电子1 mol,C正确;该反应中,氧化剂是NCl3,还原剂是NaClO2,二者物质的量之比为1∶6,D错误。
3.(2025·河北衡水一模)根据表中信息判断,下列说法不正确的是 ( )
A.第①组反应的其余产物为H2O和O2
B.第②组反应中参加反应的Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1 mol Cl2,转移电子2 mol
D.氧化性由强到弱的顺序为Mn>Cl2>Fe3+>Br2
√
序号 反应物 产物
① KMnO4、H2O2、H2SO4 K2SO4、MnSO4……
② Cl2、FeBr2 FeCl3、FeBr3
③ Mn…… Cl2、Mn2+……
解析:氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由第③组反应可知氧化性:Mn>Cl2,由第②组反应可知氧化性:Cl2>Fe3+,由第②组反应可知Fe3+不能氧化Br-,则氧化性:Br2>Fe3+,故选D。
4.(2025·江苏南京模拟)已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G→Q+NaCl ②Q+H2O X+H2
③Y+NaOH → G+Q+H2O
④Z+NaOH → Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是
。
G<Y<Q<Z<X
解析:由①得出Q中Cl元素价态高于G,因为-1价为Cl元素的最低价,G中Cl元素价态介于Q和-1价之间,将该结论引用到③,Y中Cl元素价态介于Q与G之间,故有Q中Cl元素价态高于Y,Y中Cl元素价态高于G;分析②:H2O中的H元素化合价降低,则Q中的Cl元素转变为X中的Cl元素,化合价必升高,则X中Cl元素价态高于Q;最后分析④:Z中Cl元素价态介于Q与X之间,故有X中Cl元素价态高于Z,Z中Cl元素价态高于Q。
|大|概|念|知|识|体|系|构|建|
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