2010高考考前20天备战化学冲刺系列专题1 氧化还原反应

2010高考考前20天备战化学冲刺系列专题1 氧化还原反应

专题 1·氧化还原反应 【2010 考纲解读】 1、了解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系。 2、了解氧化还原反应的本质是电子的转移，了解常见的氧化还原反应。 3、能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系；能用单、双线桥正确表示氧化还原反 应中电子转移的方向和数目；能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 4、能正确比较氧化剂的氧化性、还原剂的还原性强弱；掌握氧化还原反应方程式的配平方法； 灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。 【考点回顾】 考点一、常见的氧化剂、还原剂归纳 1.常见的氧化剂： 物质类型 举例 对应还原产物 活泼的非金 属单质 F2、C12、Br2 X- #K] O2、03 H2O 元素处于高 化合价 时的化合物 氧化物 Mn02 Mn2+ 含氧酸 浓硫酸 SO2 HN03 NO2 或 NO 盐 KMnO4 K2MnO4、MnO2 Fe3+、Cu2+ Fe2+、Cu+ 过氧化物 Na202、H202 H2O 或 OH- 2.常见的还原剂： 物质类型 类例 对应氧化产物 活泼的金属单质 K、Na、Mg Mn 活泼的非金属 单质 H2 H+或 H2O C CO 或 CO2 元素处于低化 合价 氧化物 C0 CO2 S02 SO3 或 H2SO4 H2S S 时的化合物 酸 HI I2 盐 S03 2- SO4 2- Fe2+ Fe3+ 3．具有中间价态的化合物 既有氧化性，又有还原性，一般情况下主要表现某一方面的性质 具有中间 价态的物质 Fe2+ S02、S03 2-、H2SO3 H202 氧化产物 Fe3+ SO4 2- O2 还原产物 Fe S H2O 通常表现的 主要性质 还原性 还原性 氧化性 例 1.（2009·重庆）下列叙述正确的是 A．二氧化硫具有还原性，故可作漂白剂 B．金属钠的金属活性比金属镁强，故可用钠与氯化镁溶液反应制单质镁 C．浓硝酸见光易分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色 D．Fe 在氯气中燃烧生成三氯化铁，故在与其他金属反应的产物中的 Fe 也显+3 价 考点 二、氧化还原反应的基本规律 1.强弱规律 ⑴氧化性、还原性的判断 ①氧化性是指得电子的能力，还原性是指失电子的能力。 ②氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易程度，与得失电子的多少无关。 ③从元素的价态考虑：最高价态只有氧化性；最低价态只有还原性；中间价态既有氧化性又有 还原性。 （2）判断氧化性、还原性强弱常用的方法 ①根据金属的活泼性判断 a.金属的金属性越强，单质的还原性越强，其对应的离子的氧化性越弱。 b.单质的还原性：按金属活动性顺序依次减弱。 c.离子的氧化性：按金属活动性顺序依次增强（铁为 Fe2+）。如：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+。 ②根据非金属的活泼性判断 非金属性越强，单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱。如：氧化性 F2＞Cl2＞Br2＞I2 ＞S； 还原性 S2— ＞ I— ＞ Br— ＞ Cl— ＞ F—。 ③根据氧化还原反应进行的方向以及反应条件或剧烈程度来判断 a.氧化性：氧化剂 ＞ 氧化产物。 b.还原性：还原剂 ＞ 还原产物。 c.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应条件越易，氧化性（还原性） 越强。 如：根据浓盐酸分别与 KMnO4、MnO2、O2 反应的条件分别为常温、加热、催化剂并加热，由反应 条件可以判断氧化剂的氧化性顺序为 KMnO4 ＞ MnO2 ＞ O2。 d.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应现象越剧烈，氧化性（还原性） 越强。 如：钠和钾分别与水反应时，钾更剧烈，所以还原性：K ＞ Na ④根据原电池或电解池的电极反应判断 a.两种不同的金属构成原电池的两极，负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极， 其还原性：负极＞正极。 b.用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的 还原性较强。 ⑤某些物质的氧化性或还原性与外界条件有关 a.温度：如浓硫酸具有强的氧化性，热的浓硫酸比冷的浓硫酸的氧化性更强。 b.浓度：如硝酸的浓度越高，氧化性越强。 c.酸碱性：如 KMnO4 的氧化性随酸性的增强而增强。 2.相等规律：在任何氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等。 此规律应用于解氧化还原反应的计算题、氧化还原反应方程式的配平。 3.先后规律：在溶液中如果存在多种氧化剂（或还原剂），当向溶液中加入一种还原剂（或氧化 剂）时，还原剂（氧化剂）先把氧化性（还原性）强的氧化剂（还原剂）还原（或氧化）。如把 Cl2 通入到 FeBr2 溶液中，Cl2 先氧化 Fe2+，然后才氧化 Br—。 例 2.（2009· 广东）常温下，往 H2O2 溶液中滴加少量 FeSO4 溶液，可发生如下两个反应： 2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2+2H+下列说法正确的是（ ） A．H2O2 的氧化性比 Fe3+ 强，其还原性比 Fe2+ 弱 B．在 H2O2 分解过程中，溶液的 pH 逐渐下降 C．在 H2O2 分解过程中，Fe2+和 Fe3+的总量保持不变 D．H2O2 生产过程要严格避免混入 Fe2+ 考 点三、考查氧化还原反应的计算 1.常见的几种守恒 得失电子守恒：氧化还原反应中得失电子的物质的量相等； 质量守恒：反应前后各元素原子的物质的量相等； 电荷守恒：在离子反应中，阴离子所带的电荷总数与阳离子所带的电荷总数相等 2.有关氧化还原反应的计算种类 （1）求氧化剂与还原剂、或氧化产物与还原产物的量之间的关系。 （2）题目给定反应物和生成物，要求求出氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物的量的关系。 （3）题目给定氧化剂和还原剂的物质的量之比，求氧化产物或还原产物的化合价。 （4）某一氧化还原反应中氧化剂或还原剂不止一种，求某一部分氧化剂（或还原剂）氧化（或 还原）还原剂（或氧化剂）的物质的量。 例 3.（2009·全国 I）含有 a mol FeBr2 的溶液中，通入 x mol Cl2。下列各项为通 Cl2 过程中， 溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确．．．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－ 考 点四、氧化还原反应方程式的配平 1.氧化还原反应方程式的配平 （1）常规配平 其关键是确定还原剂（或氧化剂）化合价升高（或降低）总数，这就必须弄清还原剂（或氧化 剂）中有几种元素发生化合价变化，每一种元素有几个变价原子。 配平的原则是：化合价升降总数相等。 下面以 NH3 + O2 — NO + H2O 为例来说明氧化还原反应方程式的配平步骤： ①写出反应物和生成物的化学式，并标出反应前后变价元素的化合价。 -3N H3 + 0O2 — +2N -2O + H2 -2O ②列出元素化合价升高和降低的数值 N：-3 → +2 升高 5 O：0 → -2 降低 2，O2 中含有 2 个氧原子，则降低 2×2 ＝ 4 ③求出最小公倍数，使化合价升高和降低总价数相等 5 与 4 的最小公倍数为 20，则 N：-3 → +2 升高 5×4 O：0 → -2 降低 2，O2 中含有 2 个氧原子，则降低 4×5 则 4 和 5 即是 NH3 与 O2 前的系数，但不一定是最终系数。 即 4 NH3 + 5 O2 — NO + H2O ④用观察法配平其他物质的系数 由 NH3 的系数可以确定 NO 的系数为 4，H2O 的系数为 6，检查 O 的原子数，反应物中为 5×2＝ 10，生成物中 O 原子个数为 4+6＝10。则 4 NH3 + 5 O2 — 4 NO + 6 H2O ⑤将“—”写为“＝”，给定条件的注明反应条件，标出沉淀、气体符号 4 NH3 + 5 O2 ＝ 4 NO + 6 H2O （2）缺项配平 一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数，利用电子转移守恒配平。再 通过比较反应物和生成物，利用元素守恒和质量守恒确定缺项物质，缺项的物质一般为 H2O 、酸或 碱，然后用观察法配平。 例 4.（2009·上海）某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O 和一 种未知物质 X。 (1)已知 KBrO3 在反应中得到电子，则该反应的还原剂是 。 (2)已知 0.2molKBrO3 在反应中得到 1mol 电子生成 X，则 X 的化学式为 。 (3)根据上述反应可推知 。 a．氧化性： 3 3 4KBrO >H AsO b．氧化性： 3 4 3H AsO >KBrO c．还原性： 3AsH >X d．还原性： 3X > A sH (4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数 目： 【解析】本题考查化学反应中的氧化还原反应，通过反应物和生成物的存在分析氧化剂还原剂， 从而进一步考查学生掌握的有关电子得失守恒的应用。 （1）根据这些物质的化合价价态变化，可知这是一个氧化还原反应，其中 KBrO3 得电子，则必 有失电子的物质，观察各物质即可知道失电子的为 AsH3，即还原剂为 AsH3。 （2）根据电子转移守恒，0.2molKBrO3 在反应中得到 1mol 电子生成 X，则 X 中必含 Br 元素，而 0.2molKBrO3 在反应中得到 1mol 电子 Br 的价态变为 0，所以 X 为 Br2。 （3）根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，则可以确定反应方程式为 5AsH3+4H2SO4+8KBrO3 4K2SO4+5H3AsO4+4H2O+4Br2，所以根据氧化剂氧化性大于氧化产物，还原 剂还原性大于还原产物可得答案为 ac。 (4)根据配平的氧化还原方程式 5AsH3+4H2SO4+8KBrO3 4K2SO4+5H3AsO4+4H2O+4Br2，利用单线桥可 得 【答案】（1）AsH3 （2）Br2 （3）a c （4） 【2010 高考预测】氧化还原反应是高中化学的基础知识，它贯穿与高中化学的始终，是高考化 学的高频考点之一。氧化还原的应用主要集中在氧化性、还原性的强弱比较，氧化还原反应中电子 转移的方向和数目的表示，以电子转移为核心的有关计算等等。从历年高考试题来看，其考查方式 灵活多样，可以独立命题考查，也可以贯穿于填空、推断、实验、计算等各类试题之中，正确理解 氧化还原反应的概念和规律，灵活运用电子转移守恒是掌握本讲知识的关键。分析近几年的高考试 题的特点，氧化还原反应主要考查这几个方面： 一、将氧化还原反应方程式的配平与物质的分析推断结合在一起； 二、根据计算确定氧化产物或还原产物； 三、运用氧化还原知识解释和解决一些生活、生产、环保和能源方面的问题。化学反应中的能 量主要题型有热化学方程式的判断或书写、反应热的计算或比较大小。可能出现的新题型：（1）结 合数学图象；（2）结合社会热点问题；（3）与实验、计算等组合进行综合考查。 测试题 1.在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（ ） A．C+ H2O 高温 CO2+ H2 B．3NO2+H2O══2HNO3+NO C．2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑ D．2F2+2H2O══4HF+O2 2.下列物质中，只有氧化性、只有还原性，既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是（ ） A．F2、K、HCl B．Cl2、Al、H2 C．NO2、Na、Br2 D．O2、SO2、H2O 3.氮化铝（AlN，Al 和 N 的相对原子质量分别为 27 和 14）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一 定条件下，AlN 可通过反应 Al2O3＋＋N2＋3C 2AlN＋3CO 合成。下列叙述正确的是（ ） A．上述反应中，N2 是还原剂，Al2O3 是氧化剂 B．上述反应中，每生成 1molAlN 需转移 3mol 电子 C．AlN 中氮元素的化合价为＋3 D．AlN 的摩尔质量为 41g 4.常温下，在下列溶液中发生如下反应 ① 16H＋＋10Z－＋2XO  4 =2X2＋＋5Z2＋8H2O ② 2A2＋＋B2＝2A3＋＋2B－ ③ 2B－＋Z2＝B2＋2Z－ 由此判断下列说法错误的是（ ） A. 反应 Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－可以进行 B. Z 元素在①③反应中均被还原 C. 氧化性由强到弱的顺序是 XO  4 、Z2、B2、A3＋ D. 还原性由强到弱的顺序是 A2＋、B－、Z－、X2＋ 5．钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是 A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 6． 已知：①向 KMnO4 晶体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；②向 FeCl2 溶液中通入少 量实验①产生的气体，溶液变黄色；③取实验②生成的溶液滴在淀粉 KI 试纸上，试纸 变蓝色。下列判断正确的是( ) A.上述实验证明氧化性：  4MnO >Cl2>Fe3+>I2 B.上述实验中，共有两个氧化还原反应 C.实验①生成的气体不能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝 D.实验②证明 Fe2+既有氧化性又有还原性 7．常温下，往H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+2H+下列说法正确的是 A．H2O2 的氧化性比 Fe3+强，其还原性比 Fe2+弱 B．在 H2O2 分解过程中，溶液的 pH 逐渐下降 C．在 H2O2 分解过程中， Fe2+和 Fe3+的总量保持不变 D．H2O2 生产过程要严格避免混入 Fe2+ 8． 含有 a mol FeBr2 的溶液中，通入 x mol Cl2。下列各项为通 Cl2 过程中，溶液内发生反 应的离子方程式，其中不正确．．．的是 A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2 Cl B．x＝0.6a，2 Br + Cl2＝Br2+2 Cl C．x=a，2Fe2＋+2 Br +2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4 Cl D．x=1.5a，2Fe2＋+4 Br +3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6 Cl 9． 物质的量之比为 2：5 的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为 N2O，反应结束后锌 没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 A. 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5 10．(NH4)2SO4 在高温下分解，产物是 SO2、H2O、N2 和 NH3。在该反应的化学方程式中， 化学计量数由小到大的产物分子依次是( ) A．SO2、H2O、N2、NH3 B．N2、SO2、H2O、NH3 C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2 11．配平化学方程式 KMnO4＋FeS＋H2SO4——MnSO4＋Fe2（SO4）3＋S↓＋K2SO4＋H2O 12. 智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘，其化学方程式为：2NaIO3 ＋5NaHSO3＝3NaHSO4＋2Na2SO4＋I2＋H2O （1）反应中_____________元素被氧化，_____________是氧化剂。 （2）用短线标出电子转移方向和总数。 （3）反应产物中，所得氧化产物与还原产物质量之比为_____________。 13. ① 在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为 _____________，离子方程式为____________________。 ② 在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为 __________________，离子方程式是____________________。 ③对比①和②实验所得 的结果，将 I2 、ClO － 、SO 2 4 按氧化性 由强到弱的顺序排 列为 ___________________。 4．答案： B 解析：根据有关规律，在同一反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂 的还原性大于还原产物的还原性，可得出氧化性：XO  4 ＞Z2＞B2＞A3＋ 5．答案：A 解析：①②反应中消耗 O2 的量相等，两个反应也仅有 O2 作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A 项正确。①中 H2O 的 H、O 两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B 项错；铜和钢构成原电池， 腐蚀速度加快，C 项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学 腐蚀，故 D 项错 6.答案：A 解析：本题特别关注 D 选项。题中的有关反应为 ①2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(生成的黄绿色气体为 Cl2)； ②Cl2+2FeCl2====2FeCl3(FeCl3 溶液为黄色)；③2FeCl3+2KI====2FeCl2+2KCl+I2(I2 遇淀 粉变蓝色)。以上三个反应都属于氧化还原反应，根据氧化性：氧化剂＞氧化产物的规 律，可知 A 正确、B 错误、C 错误。实验②只能证明 Fe2+具有还原性，D 错误。 7.答案：CD 解析：结合 A、B 两个方程式根据 氧化性、还原性强弱比较规律：得 H2O2 的氧化性>Fe3+的氧化性， H2O2 的还原性>Fe2+的还原性，A 错； 2H2O2＝2H2O+O2↑，分解过程中，Fe2+作催化剂，溶液 pH 值不变，B 错， H2O2 分解 Fe3+或 Fe2+作催化剂，所以总量不变。因为 Fe2+可导致 H2O2 分解，所以 H2O2 生产过程要 避免混入 Fe2+，D 正确。 解析：此 题实际上是考查化学方程式的配平，(NH4)2SO4 NH3＋N2＋SO2＋H2O，反应中：N：－3→0， 化合价变化总数为 6，S：＋6→＋4，化合价变化数为 2，根据化合价升高和降低的总数相等，所以 应在 SO2 前配 3，(NH4)2SO4 前面配 3，NH3 前面配 4，H2O 前面配 6，最后计算反应前后的 O 原子 个数相等。配平后的化学方程式为： 3(NH4)2SO4 4NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O。 11.答案：6 10 24——6 5 10 3 24 解析：① 标价态。 K 7 Mn  O4＋ 22 SFe  ＋H2SO4—— 2 Mn  SO4＋ 3 2Fe  （SO4）3＋ 0 S↓＋K2SO4＋H2O ② 列变化，算出一个氧化剂（或还原剂）“分子”的化合价总共降低（或升高） 多少． 氧化剂 KMnO4， 7 Mn  → 2 Mn  ↓5 价 ③ 等升降。↑3×5（系数）5FeS；↓5×3（系数）3KMnO4 并确定相应的其他元素 的系数： 3KMnO4＋5FeS＋H2SO4——3MnSO4＋Fe2（SO4）3＋5S↓＋K2SO4＋H2O ④ 平系数。 用观察法配平其他物质的系数，一般先配盐，再配酸，最后配水，并核对氧原子数。 ⑤ 验结果。 （3）反 应中氧化产物为 3NaHSO4＋2Na2SO4，还原产物为 I2，故氧化产物与还原产物质量之比为（3×120＋ 2×142）:（2×127）＝322:127 13.答案： ① I－被氧化成 I2，I2 遇淀粉变蓝 2I－＋ClO－＋H2O＝I2＋Cl－＋2OH－ ② I2 被 SO 2 3 还原成 I－ I2＋SO 2 3 ＋H2O＝SO 2 4 ＋2H＋＋2I－ ③ ClO－＞I2＞SO 2 4 解析：淀粉溶液变蓝的原因是溶液中存在 I2，可由题目提供的反应物及产物中是否 有 I2，推断出反应的方程式．进一步来确定 I2，ClO－，SO 2 4 氧化性强弱。