1、第3节 氧化还原反应,-2-,考纲要求:1.了解氧化还原反应的本质。 2.了解常见的氧化还原反应。 3.掌握常见氧化还原反应方程式的配平方法和相关计算。,-3-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,氧化还原反应的基本概念 1.氧化还原反应的基本概念 (1)氧化还原反应的特征是元素化合价的变化。 (2)氧化还原反应的实质是电子转移。 (3)有关概念:,特别提醒 氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应;反应物所含元素化合价降低,得到电子,发生还原反应。,-4-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(4)四大反应类型与氧化还
2、原反应的关系:,-5-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.常见的氧化剂和还原剂 (1)常见的氧化剂。 常见的氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质等。如:,-6-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(2)常见的还原剂。 常见的还原剂包括活泼的金属单质、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如:,-7-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(3)所含元素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。,特别提醒 根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性,只是其变化的一种“趋势”,但氧化性、还原性“能力”强弱不
3、一定。如Na+中钠的化合价是钠元素的最高化合价,具有氧化性,但是氧化性很弱。,-8-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)金属阳离子一定只具有氧化性 ( ) (2)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原 ( ) (3)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应 ( ) (4)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂 ( ) (5)分解反应一定是氧化还原反应,而化合反应为非氧化还原反应 ( ) (6)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物一定不同 ( ),-9-,考点一,考点二,基础梳理,
4、考点突破,考点三,1.理清知识线索,-10-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.要明确解题的思路 找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是关键的一步,特别是不同反应物中同种元素化合价有升有降的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。,-11-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,例1(2018北京理综)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ),答案,解析,-12-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,跟踪训练 1.(2018河南八市第二次测评)LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2。下列说法
5、中正确的是( ) A.氢气既是氧化产物又是还原产物 B.LiAlH4既是氧化剂又是还原剂 C.若生成标准状况下4.48 L H2,则转移0.4 mol电子 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为21,答案,解析,-13-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.(1)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+ 2H2O,该反应的还原剂是 。 (2)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应: (CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g),反应中的氧化剂是 。,答案 (1)Cu2S (2)N2O
6、4 解析 (1)在反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O中,Cu2S中铜元素化合价由+1价升高到CuSO4中的+2价,硫元素化合价由-2价升高到CuSO4中的+6价,Cu和S均被氧化,故Cu2S作还原剂。 (2)反应中N2O4中N由+4价变为0价,作为氧化剂。,-14-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,氧化性、还原性强弱判断及氧化还原反应规律 1.氧化性是指氧化剂得电子的性质(或能力); 还原性是指还原剂失电子的性质(或能力)。 2.同一个氧化还原反应中,氧化剂和氧化产物具有氧化性,且氧化性氧化剂强于氧化产物;还原剂和还原产物具有还原性,且还原性还原剂强于还原
7、产物。 3.氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 特别提醒 氧化性强弱、还原性强弱分别是指得、失电子的能力强弱,与粒子得、失电子数目无关。,-15-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应 ( ) (2)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼 ( ) (3)氧化剂浓硝酸、浓硫酸参加反应时,氮、硫化合价分别降低1、2价生成NO2、SO2,所以浓硫酸的氧化性强于浓硝酸 ( ),-16-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,1.判断氧化性、还原性强弱的方法
8、(1)依据氧化还原反应方程式比较。 对于氧化还原反应一般有如下对应关系:氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物。 则氧化性:氧化剂氧化产物; 还原性:还原剂还原产物。 (2)依据金属性、非金属性比较。,-17-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(4)浓度与酸碱度也可以影响氧化性、还原性强弱。 如氧化性:浓硝酸稀硝酸;酸性环境下,KMnO4或K2CrO7氧化性较强。 此外,还可以根据元素周期律、电化学原理等判断氧化性、还原性的强弱。,-18-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.氧化还原反应规律及其应用,-19-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-20-,考点一,
9、考点二,基础梳理,考点突破,考点三,答案,解析,-21-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,思维建模 守恒法解氧化还原反应计算题的思维流程 (1)“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。 (3)“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式: n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值。,-22-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,跟踪训练 3.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水
10、溶液中不可能发生的是( ),D,-23-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,4.(1) 某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为( ) A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93 (2)(2016全国,节选)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题: 联氨分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。 实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为 。 联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是
11、 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是 。,-24-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-25-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-26-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,-27-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,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(以KClO3与浓盐酸反应生成Cl2为例) (1)配平原理。 在氧化还原反应中,元素化合价升高总值=元素化合价的降低总值=氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数=转移电子总数
12、。,-28-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)配平步骤。,-29-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.氧化还原反应电子转移的表示方法(以KClO3与浓盐酸反应为例) (1)双线桥法:双线桥法表示同一种元素从反应物到生成物的电子得失情况,箭头是从反应物中的变价元素开始,指向生成物中的同一种元素。,(2)单线桥法:单线桥法表示反应物中同种元素或不同种元素之间的电子转移情况,即表示原子或离子之间电子转移的方向和数目。,-30-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,特别提醒 (1)注意元素的“特殊”化合价。如Na2O2中氧元素的化合价是-1价,FeS2中硫元素的
13、化合价是-1价。 (2)明确氧化剂和还原剂中,参加反应的原子与物质整体“1”中的数量关系。如Na2O2与SO2的反应中,表现氧化性的氧原子数是“Na2O2”的二倍,而在Na2O2与CO2的反应中,表现氧化性和还原性的氧原子数与“Na2O2”之比都是11。,-31-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,自主巩固 根据反应FeS2+O2Fe2O3+SO2回答下列问题。 (1)氧化剂是O2,还原剂是FeS2,氧化产物是Fe2O3、SO2,还原产物是Fe2O3、SO2。 (2)化合价升高的元素为Fe、S,化合价降低的元素为O。 (3)1“分子”还原剂化合价升高总数为11,1“分子”氧化剂化合价
14、降低总数为4。 (4)配平后各物质的化学计量数依次为4 11 2 8。,-32-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,1.正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,一般从左边反应物着手配平。 2.逆向配平法:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边生成物着手配平。 3.缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒定律先写出所缺物质,再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价的升降守恒将现有的物质配平,然后再根据质量守恒定律确定所缺物质的化学式及化学计量数。,-33-,考点三,考点一,考点
15、二,基础梳理,考点突破,-34-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-35-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-36-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,方法点拨 利用“三守恒”法配平氧化还原反应方程式,-37-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,跟踪训练 5. ClO2是一种高效安全的绿色杀菌剂,下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是( ),答案,解析,-38-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,6.(2017北京理综)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。 (1)SCR(选择性催化还原)工作原理:尿素CO
16、(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式: 。 反应器中NH3还原NO2的化学方程式: 。 当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成: 。,-39-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数
17、是 。,-40-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)NSR(NOx储存还原)工作原理: NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。,-41-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-42-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是 。 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是 。 还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气
18、的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:,-43-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-44-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-45-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-46-,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)根据图示可知,BaO与NO2结合形成Ba(NO3)2,因此BaO为储存NOx的物质。 根据图b可知,第一步反应为氢气还原Ba(NO3)2生成NH3,根据氧化还原反应知识可知,每有1 mol Ba(NO3)2参加反应生成氨气转移16 mol电子,而1 m
19、ol H2参加反应转移2 mol电子,根据电子守恒可知,第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为81。 根据题干中“在有氧条件下”可知反应中应有O2参与,则:15NO+NH3+O2 NNO + H2O,根据得失电子守恒配平得:415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O。,-47-,1.“升失氧,降得还”六字箴言,元素化合价升高(降低)、失(得)电子,发生氧化(还原)反应。 2.氧化还原反应三大规律强弱规律、价态转化规律、守恒规律。 3.氧化还原反应相关计算“三步曲”一找物质、二定得失、三列得失。,-48-,氧化还原反应,-49-,2,1,3,1.下列过程不涉及氧化还原反
20、应的是( ) A.古代用铜矿石、锡矿石冶炼铸造青铜器 B.出土的青铜器大多数已受到锈蚀 C.古代用明矾溶液清除青铜镜表面的锈斑 D.现代用过氧化氢溶液去除青铜器上有害的CuCl,C,解析:古代用铜矿石、锡矿石冶炼铸造青铜器,铜元素由化合态变为游离态,铜元素的化合价降低,属于氧化还原反应,A不符合题意;出土后的青铜器大多数已受到锈蚀,铜元素的化合价由0价升高到+2价,属于氧化还原反应,B不符合题意;铜锈与HCl反应,生成氯化铜、水和二氧化碳,没有元素的化合价变化,不涉及氧化还原反应,C符合题意;现代用双氧水去除青铜器上有害的CuCl,氧元素的化合价降低,铜元素的化合价升高,为氧化还原反应,D不符
21、合题意。,-50-,2,1,3,2.在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入12滴液溴,振荡后溶液变为黄色。 (1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是 ;乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是 。 (2)现提供以下试剂: A.酸性高锰酸钾溶液 B.氢氧化钠溶液 C.四氯化碳 D.硫氰化钾溶液 请判断哪位同学的推断是正确的,并用两种方法加以验证,写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象。,-51-,2,1,3,(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是 。若选用淀粉碘 化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的,你认为是否可行? ,理由是 。,答案
22、(1)Br2 Fe3+(或FeCl3、FeBr3) (2),(3)Fe2+ 不可行 Br2和Fe3+都能把I-氧化成I2,-52-,2,1,3,解析 (2)由于Br2的氧化性大于Fe3+的,因此Br2可将Fe2+氧化为Fe3+,故乙同学的推断是正确的,若要证明此推断,只需要检验混合物中不含有溴单质或含有Fe3+即可。证明不含溴单质可用四氯化碳萃取后观察有机层颜色,证明含有Fe3+可用硫氰化钾溶液。 (3)根据题述实验可知,还原性Fe2+Br-,所以在FeBr2溶液中通入Cl2时,首先被氧化的是Fe2+。若用淀粉碘化钾溶液来判断两位同学的推断,由于Br2和Fe3+的氧化性均大于I2,二者都能把I
23、-氧化为I2,从而得到相同的实验现象,因而无法判断谁的推断正确。,-53-,3,1,2,3.(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性,H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。 H3PO2中,P元素的化合价为 。 利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为41,则氧化产物为 (填化学式)。 (2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是 。当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是
24、。,答案 (1)+1价 H3PO4 (2)Cu2S 4 H2,-54-,3,1,2,解析 (1)H3PO2中P化合价为+1价。根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为14,4 mol Ag+在反应中得到4 mol e-,1 mol H3PO2则失去4 mol e-,所以P在产物中显+5价,产物为H3PO4,即氧化产物为H3PO4。 (2)在辉铜矿与H2SO4、O2的反应中,Cu2S是还原剂,O2是氧化剂,1 mol O2得4 mol e-,则还原剂失去4 mol e-。由于Cu2+发生水解反应Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+,则Mg+2H+=Mg2+H2,所以放出的气体应为H2。,
