全国版2021高考化学一轮复习第5讲氧化还原反应的基本概念和规律课件

全国版2021高考化学一轮复习第5讲氧化还原反应的基本概念和规律课件

化学物质及其变化 第二章 第 5 讲　氧化还原反应的基本概念和规律 　 1. 了解氧化还原反应的本质。　 2. 了解常见的氧化还原反应。 栏 目 导 航 考点一　氧化还原反应的概念及表示方法 考点二　物质氧化性、还原性强弱的判断 考点三　氧化还原反应的基本规律及其应用　 探究高考 · 明确考向 1 ． 氧化还原反应及其与四种基本反应类型的关系 (1) 本质和特征 考点一　氧化还原反应的概念及表示方法 (2) 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系 MnO 2 　 Cl 2 　 HCl 　 MnCl 2 　 2 mol 　 2 mol 　 还原　 酸　 3 ． 氧化还原反应中电子转移的表示方法 (1) 双线桥法 [ 试一试 ] ① 请标出 Cu 与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目： ________________________________________________________ 。 (2) 单线桥法 [ 试一试 ] ② 请标出 Cu 与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目： __ ________________________________________________________ __ 。 4 ． 常见的氧化剂和还原剂 (1) 常见氧化剂 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。如： Cl － 　 SO 2 　 NO 或 NO 2 　 Mn 2 ＋ 　 Fe 2 ＋ 或 Fe 　 (2) 常见还原剂 常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如： Zn 2 ＋ 　 H ＋ 　 CO 2 　 Fe 3 ＋ 　 S 　 I 2 　 　 还原性　 氧化性　 1 ． (2019 · 黑龙江哈尔滨六中月考 ) 下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是 ( 　　 ) A ．用葡萄糖制银镜或保温瓶内胆 B ．用 ClO 2 杀菌、消毒 C ．用 Na 2 SiO 3 溶液制备木材防火剂 D ．海水提溴 C 　 解析　 用葡萄糖制银镜或保温瓶内胆是利用葡萄糖的还原性和银氨溶液的氧化性， A 不符合题意；用 ClO 2 杀菌、消毒是利用 ClO 2 的强氧化性， B 不符合题意；用 Na 2 SiO 3 溶液制作防火材料不涉及氧化还原反应， C 符合题意；溴在海水中以 Br － 的形式存在，海水提溴过程中 Br － 被氧化为 Br 2 ，利用 Br － 的还原性， D 不符合题意。 B 　 解析　 反应 ① 中氧元素化合价降低，氧气为氧化剂， ② 中 Sb 元素化合价降低， Sb 4 O 6 作氧化剂， A 错误；反应 ① 中铁元素化合价由 0 价升高至＋ 2 价，每生成 3 mol FeS ，铁失去 6 mol 电子，共转移 6 mol 电子， B 正确；反应 ① 中 FeS 是氧化产物，不是还原产物， C 错误；反应 ① 中还原剂为 Fe ，反应 ② 中还原剂为 C ，每生成 4 mol Sb 时，反应 ① 消耗 6 mol Fe ，反应 ② 消耗 6 mol C ，二者的物质的量之比为 1 ∶ 1 ， D 错误。 D 　 1 ． 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。 2 ． 代数和法确定化合物中变价元素的化合价 先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。如有机物中碳元素化合价 ( 设为 x ) 的确定方法：有机物中氧元素的化合价为－ 2 ，氢元素的化合价为＋ 1 。利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。乙酸 (C 2 H 4 O 2 ) 中满足 2 x ＋ ( ＋ 1) × 4 ＋ ( － 2) × 2 ＝ 0 ，则 x ＝ 0 。 1 ． 氧化性、还原性的强弱判断方法 (1) 依据强弱规律判断 还原剂＋氧化剂 === 氧化失电子，化合价升高，被氧化产物＋还原得电子，化合价降低，被还原产物 氧化性：氧化剂 ______ 氧化产物 还原性：还原剂 ______ 还原产物 可总结为比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。 考点二　物质氧化性、还原性强弱的判断 > 　 > 　 (2) 根据反应的难易程度判断 与同一物质发生氧化还原反应，一般越易进行，则其物质具有的氧化性或还原性就越 ______ 。 强　 Na ＞ Mg ＞ Al 　 KMnO 4 >MnO 2 >O 2 　 (3) 据 “ 三表 ” 判断 ①根据元素周期表判断 氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如： Na － e － ===Na ＋ ， Al － 3e － ===Al 3 ＋ ，但根据金属活动性顺序表， Na 比 Al 活泼，更易失去电子，所以 Na 比 Al 的还原性强。 Cl 2 >S 　 HI>HBr>HCl 　 大　 强　 大　 强　 物质的氧化性和还原性的强弱与所含元素化合价的高低没有关系，如：①在 HClO 中氯元素的化合价为＋ 1 价，在 HClO 4 中氯元素的化合价为＋ 7 价，事实上 HClO 的氧化性比 HClO 4 强， HClO 有强氧化性；再如浓硫酸和 Na 2 SO 4 中，硫元素均为＋ 6 价，但浓硫酸具有强氧化性，而 Na 2 SO 4 溶液无强氧化性；②硫单质中 S 为 0 价， H 2 SO 3 中 S 为＋ 4 价，但还原性 S>H 2 SO 3 。 1 ． (2019 · 山西吕梁检测 ) 根据下列四个反应： ① Fe ＋ Cu 2 ＋ ===Fe 2 ＋ ＋ Cu 　② 2Fe 3 ＋ ＋ Cu ＝ Cu 2 ＋ ＋ 2Fe 2 ＋ ③ 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 　④ HClO ＋ H ＋ ＋ Cl － ===Cl 2 ＋ H 2 O 可以判断出各微粒的氧化性由强到弱的顺序是 ( 　　 ) A ． HClO>Cl 2 >Fe 3 ＋ >Cu 2 ＋ >Fe 2 ＋ B ． Cl 2 >HClO>Fe 3 ＋ >Cu 2 ＋ >Fe 2 ＋ C ． Cl 2 >Fe 3 ＋ >HClO>Cu 2 ＋ >Fe 2 ＋ D ． HClO>Cl 2 >Cu 2 ＋ >Fe 3 ＋ >Fe 2 ＋ A 　 解析　 ① Fe ＋ Cu 2 ＋ ===Fe 2 ＋ ＋ Cu 中铜离子是氧化剂，亚铁离子是氧化产物，所以氧化性 Cu 2 ＋ >Fe 2 ＋ ； ② 2Fe 3 ＋ ＋ Cu===Cu 2 ＋ ＋ 2Fe 2 ＋ 中铁离子是氧化剂，铜离子是氧化产物，所以氧化性 Fe 3 ＋ >Cu 2 ＋ ； ③ 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 中氯气是氧化剂，铁离子是氧化产物，所以氧化性 Cl 2 >Fe 3 ＋ ； ④ HClO ＋ H ＋ ＋ Cl － ===H 2 O ＋ Cl 2 中次氯酸是氧化剂，氯气是氧化产物，所以氧化性 HClO>Cl 2 ，所以氧化性由强到弱的顺序正确的是 HClO>Cl 2 >Fe 3 ＋ >Cu 2 ＋ >Fe 2 ＋ 。 ] 解析　 根据还原剂的还原性 > 还原产物的还原性，可知 C 项中， H 2 O 2 的还原性 >SO 2 的还原性，这与题干中 Fe 2 ＋ Ce 3 ＋ ； Sn 2 ＋ >Fe 2 ＋ 。 Sn 2 ＋ 、 Fe 2 ＋ 、 Ce 3 ＋ 　 3 ． 不同　 同种　 多种　 本规律可总结为价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是 [ 填一填 ] (3) 根据氧化还原反应的规律写出浓 H 2 SO 4 、 H 2 S 和 SO 2 三种物质可能发生的氧化还原反应的化学方程式。 ① _______________________________ ， ② ________________ __ __________ __ _____________ 。 2H 2 S ＋ SO 2 ===3S ↓ ＋ 2H 2 O 　 H 2 S ＋ H 2 SO 4 ( 浓 )===S ↓ ＋ SO 2 ＋ 2H 2 O 　 4 ． 最强　 最强　 [ 想一想 ] 往 FeBr 2 溶液中通入少量 Cl 2 ，哪种离子首先被氧化？在含有 Fe 3 ＋ 、 Cu 2 ＋ 、 H ＋ 的溶液中加入铁粉，哪种离子首先被还原？ 提示： 由于还原性： I － >Fe 2 ＋ >Br － ，所以往 FeBr 2 溶液中通入少量 Cl 2 ，首先被氧化的是 Fe 2 ＋ ；由于氧化性 Fe 3 ＋ ＞ Cu 2 ＋ ＞ H ＋ ，所以铁粉先被 Fe 3 ＋ 还原，然后依次为 Cu 2 ＋ 、 H ＋ 。 1 ． [ 守恒规律 ](2019 · 山东临沂模拟 ) 某铁的氧化物 (Fe x O) 5.52 g 溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下 112 mL Cl 2 ，恰好将 Fe 2 ＋ 完全氧化。则 x 值为 ( 　　 ) A ． 0.80 　 B ． 0.85 　 C ． 0.70 　 D ． 0.90 C 　 2 ． [ 强弱规律 ](2018 · 江西临川期末 ) 已知如下反应： 2HI ＋ H 2 SO 4 ( 浓 )===I 2 ＋ SO 2 ↑ ＋ 2H 2 O ； I 2 ＋ SO 2 ＋ 2H 2 O ＝ 2HI ＋ H 2 SO 4 ( 稀 ) ，有关上述反应的结论正确的是 ( 　　 ) A ．上述两个反应是矛盾的 B ．氧化性：浓 H 2 SO 4 >I 2 > 稀 H 2 SO 4 C ．氧化性： I 2 > 浓 HSO 4 > 稀 H 2 SO 4 D ．无法比较浓 H 2 SO 4 、 I 2 、稀 H 2 SO 4 的氧化性 B 　 解析　 A ．两个反应都是客观存在的反应，且两反应中硫酸的浓度不同，所以上述两个反应不矛盾，错误； B ．根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，在 2HI ＋ H 2 SO 4 ( 浓 ) ＝ I 2 ＋ SO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 反应中，浓 H 2 SO 4 是氧化剂、 I 2 是氧化产物，则氧化性：浓 H 2 SO 4 >I 2 ，在 I 2 ＋ SO 2 ＋ 2H 2 O === 2HI ＋ H 2 SO 4 ( 稀 ) 反应中， I 2 是氧化剂，稀 H 2 SO 4 是氧化产物，则氧化性： I 2 > 稀 H 2 SO 4 ，所以氧化性：浓 H 2 SO 4 >I 2 > 稀 H 2 SO 4 ，正确；根据上述分析可知， C 、 D 错误。 3 ． [ 转化规律 ](2019 · 山东泰安模拟 ) 已知在热的碱性溶液中， NaClO 发生如下反应： 3NaClO===2NaCl ＋ NaClO 3 。在相同条件下 NaClO 2 也能发生类似的反应，其最终产物是 ( 　　 ) A ． NaCl 、 NaClO 　　　　 B ． NaCl 、 NaClO 3 C ． NaClO 、 NaClO 3 　　　 D ． NaClO 3 、 NaClO 4 解析　 已知反应中氯元素的化合价：＋ 1 变为＋ 5 和－ 1 ，符合邻位转化规律。既然 NaClO 2 也能发生类似的反应，则氯元素的化合价应既有升高，也有降低，选项 A 中均降低，选项 D 化合价均升高；选项 B 、 C 与题意相符，但选项 C 中 NaClO 不是最终产物。 B 　 D 　 解析　 A ．由图可知，向 100mL FeI 2 溶液中逐渐通入 Cl 2 ，先生成 I 2 ，后生成 Fe 3 ＋ ，根据氧化还原反应的 “ 先后规律 ” ，则还原性： I － ＞ Fe 2 ＋ ，由此可知氧化性： I 2 ＜ Fe 3 ＋ ，故 A 正确； B ．由图可知， n (Cl 2 ) ＝ 0.1 mol 时， I － 完全反应， n (Cl 2 ) ＝ 0.15 mol 时， Fe 2 ＋ 完全反应，所以当 n (Cl 2 ) ＝ 0.12 mol 时，溶液中的离子主要有 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 Cl － ，故 B 正确； C ．由图可知， n (Cl 2 ) ＝ 0.1mol 时， I － 完全反应，由方程式 2I － ＋ Cl 2 ＝ 2Cl － ＋ I 2 可知，消耗的 I － 为 0.2 mol ，故该 FeI 2 溶液的浓度为 1mol · L － l ，故 C 正确； D ． n (Cl 2 ) ∶ n (FeI 2 ) ＝ 1∶2 时，氯气与碘离子反应，反应的离子方程式为： 2I － ＋ Cl 2 ＝ 2Cl － ＋ I 2 ，故 D 错误。 1 ． (2018 · 北京卷， 9) 下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是 ( 　　 ) 探究高考 · 明确考向 C 　 A B C D 实验 NaOH 溶液滴入 FeSO 4 溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na 2 S 溶液滴入 AgCl 浊液中 热铜丝插入稀硝酸中 现象 产生白色沉淀，随后变为红褐色 溶液变红，随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体，随后变为红棕色 解析　 C 项：向 AgCl 浊液中滴加 Na 2 S 溶液，白色沉淀变成黑色，发生沉淀的转化，反应的离子方程式为 2AgCl ＋ S 2 － ===Ag 2 S ＋ 2Cl － ，与氧化还原反应无关。 A 项： NaOH 溶液中滴入 FeSO 4 溶液中，会生成 Fe(OH) 2 白色沉淀， Fe(OH) 2 被氧化为 Fe(OH) 3 ，反应过程中出现灰绿色，最后变为红褐色，与氧化还原反应有关。 B 项：由于氯水显酸性，先使紫色石蕊溶液变红，后由于 HClO 具有氧化性，使红色溶液迅速褪色，与氧化还原反应有关。 D 项：热铜丝插入稀硝酸中发生的反应为 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 )===3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O ， NO 被氧气氧化生成红棕色的 NO 2 ，与氧化还原反应有关。 2 ． (2016 · 上海卷， 13) O 2 F 2 可以发生反应： H 2 S ＋ 4O 2 F 2 ―→SF 6 ＋ 2HF ＋ 4O 2 ，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．氧气是氧化产物 B ． O 2 F 2 既是氧化剂又是还原剂 C ．若生成 4.48 L HF ，则转移 0.8 mol 电子 D ．还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1∶4 D 　 解析　 A ． O 元素的化合价由反应前的＋ 1 价变为反应后的 0 价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误； B ．在反应中 O 2 F 2 中的 O 元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而 H 2 S 中的 S 元素的化合价是－ 2 价，反应后变为 SF 6 中的＋ 6 价，所以 H 2 S 是还原剂，错误； C ．外界条件不明确，不能确定 HF 的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误； D ．根据反应化学方程式可知还原剂 H 2 S 与氧化剂 O 2 F 2 的物质的量的比是 1 ∶ 4 ，正确。 3 ． (2018 · 北京卷， 28) 实验小组制备高铁酸钾 (K 2 FeO 4 ) 并探究其性质。资料： K 2 FeO 4 为紫色固体，微溶于 KOH 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生 O 2 ，在碱性溶液中较稳定。 (1) 制备 K 2 FeO 4 ( 夹持装置略 ) ① A 为氯气发生装置。 A 中反应方程式是 _____________________________ ____________________________( 锰被还原为 Mn 2 ＋ ) 。 ② 将除杂装置 B 补充完整并标明所用试剂。 ③ C 中得到紫色固体和溶液。 C 中 Cl 2 发生的反应有 3Cl 2 ＋ 2Fe(OH) 3 ＋ 10KOH ===2K 2 FeO 4 ＋ 6KCl ＋ 8H 2 O ，另外还有 __________________________________ 。 2KMnO 4 ＋ 16HCl===2MnCl 2 ＋ 2KCl ＋ 5Cl 2 ↑ ＋ 8H 2 O Cl 2 ＋ 2OH － ===Cl － ＋ ClO － ＋ H 2 O (2) 探究 K 2 FeO 4 的性质 ① 取 C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液 a ，经检验气体中含有 Cl 2 ，为证明是否 K 2 FeO 4 氧化了 Cl － 而产生 Cl 2 ，设计以下方案： 方案 Ⅰ 取少量 a ，滴加 KSCN 溶液至过量，溶液呈红色 方案 Ⅱ 用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体，再用 KOH 溶液将 K 2 FeO 4 溶出，得到紫色溶液 b ，取少量 b ，滴加盐酸，有 Cl 2 产生 ⅰ . 由方案 Ⅰ 中溶液变红可知 a 中含有 ________ 离子，但该离子的产生不能判断一定是 K 2 FeO 4 将 Cl － 氧化，还可能由 ______________________________________ 产生 ( 用方程式表示 ) 。 ⅱ . 方案 Ⅱ 可证明 K 2 FeO 4 氧化了 Cl － 。用 KOH 溶液洗涤的目的是 _________________________ 。 Fe 3 ＋ 　 4FeO ＋ 20H ＋ ===4Fe 3 ＋ ＋ 3O 2 ↑ ＋ 10H 2 O 　 排除 ClO － 的干扰 　 ＞　 溶液酸碱性不同