化學(xué)第二單元 化學(xué)物質(zhì)及其變化 2.3 氧化還原反應(yīng)

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1、第第3 3節(jié)氧化還原反應(yīng)節(jié)氧化還原反應(yīng)-2-考綱要求:1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。2.了解常見的氧化還原反應(yīng)。3.掌握常見氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法和相關(guān)計算。-3-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三氧化還原反應(yīng)的基本概念1.氧化還原反應(yīng)的基本概念(1)氧化還原反應(yīng)的特征是元素化合價的變化。(2)氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。(3)有關(guān)概念:特別提醒 氧化還原反應(yīng)的概念可以通過“升失氧,降得還”記憶:反應(yīng)物所含元素化合價升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);反應(yīng)物所含元素化合價降低,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。-4-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三(4)四大反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系: -5-考點一

2、考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三2.常見的氧化劑和還原劑(1)常見的氧化劑。常見的氧化劑包括某些活潑的非金屬單質(zhì)、元素處于高價時的物質(zhì)等。如:-6-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三(2)常見的還原劑。常見的還原劑包括活潑的金屬單質(zhì)、某些活潑的非金屬單質(zhì)、元素處于低價態(tài)時的物質(zhì)等。如:-7-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三(3)所含元素具有中間價態(tài)的化合物。既有氧化性,又有還原性,一般情況下主要表現(xiàn)某一方面的性質(zhì)。特別提醒 根據(jù)元素化合價判斷物質(zhì)的氧化性、還原性,只是其變化的一種“趨勢”,但氧化性、還原性“能力”強弱不一定。如Na+中鈉的化合價是鈉元素的最高化合價,具有氧化性,但是氧化性很弱。-

3、8-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)金屬陽離子一定只具有氧化性 ( )(2)氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化時,一定有另一種元素被還原 ( )(3)有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的化學(xué)反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng) ( )(4)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物,不是氧化劑就是還原劑 ( )(5)分解反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),而化合反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng) ( )(6)在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑和還原劑,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物一定不同 ( )-9-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三1.理清知識線索 -10-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三2.要明確解題的思路找變價、判類型

4、、分升降、定其他。其中“找變價”是關(guān)鍵的一步,特別是不同反應(yīng)物中同種元素化合價有升有降的氧化還原反應(yīng),必須弄清元素化合價的變化情況。-11-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三例1(2017北京理綜)下列變化中,氣體被還原的是 ()A.二氧化碳使Na2O2固體變白B.氯氣使KBr溶液變黃C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D.氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-12-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1.(2016全國,節(jié)選)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:-13-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三回答下列問

5、題:(1)NaClO2中Cl的化合價為。 (2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式: 。 (3)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是。 (4)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為 g。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))答案 (1)+3價(2)2NaClO3+SO2+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4(3)2 1O2(4)1.57-14-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-15-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-16

6、-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三2.(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,再向濃縮液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為。 (2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng):2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,該反應(yīng)的還原劑是。 (3)偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進劑,二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l) 2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g),反應(yīng)中氧化劑是。 答案 (1)MnSO4(或Mn2+)(2)Cu2S(3)N2O4 -17-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-18-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三氧化

7、性、還原性強弱判斷及氧化還原反應(yīng)規(guī)律1.氧化性是指氧化劑得電子的性質(zhì)(或能力);還原性是指還原劑失電子的性質(zhì)(或能力)。2.同一個氧化還原反應(yīng)中,氧化劑和氧化產(chǎn)物具有氧化性,且氧化性氧化劑強于氧化產(chǎn)物;還原劑和還原產(chǎn)物具有還原性,且還原性還原劑強于還原產(chǎn)物。3.氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。特別提醒 氧化性強弱、還原性強弱分別是指得、失電子的能力強弱,與粒子得、失電子數(shù)目無關(guān)。-19-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)強氧化劑與強還原劑混合不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng) ( )(2)元素的非金屬性越強,其氧化性越強,

8、相應(yīng)單質(zhì)越活潑 ( )(3)氧化劑濃硝酸、濃硫酸參加反應(yīng)時,氮、硫化合價分別降低1、2價生成NO2、SO2,所以濃硫酸的氧化性強于濃硝酸 ( )-20-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三1.判斷氧化性、還原性強弱的方法(1)依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式比較對于氧化還原反應(yīng)一般有如下對應(yīng)關(guān)系:氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物。則氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑還原產(chǎn)物。(2)依據(jù)金屬性、非金屬性比較-21-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三(4)濃度與酸堿度也可以影響氧化性、還原性強弱如氧化性:濃硝酸稀硝酸;酸性環(huán)境下,KMnO4或K2CrO7氧化性較強。此外,還可以根據(jù)元素周期律、電化學(xué)原理

9、等判斷氧化性、還原性的強弱。-22-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三2.氧化還原反應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用 -23-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-24-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三 例2汽車劇烈碰撞時,安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2。若氧化物比還原物多1.75 mol,則下列判斷正確的是( )A.生成40.0 L N2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)B.有0.250 mol NaN3被氧化C.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25 molD.被還原的N原子的物質(zhì)的量為3.75 molC -25-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三思維建模 守恒法解氧化還原反應(yīng)計算題的思維流程(1)

10、“一找各物質(zhì)”:找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)“二定得失數(shù)”:確定一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中的原子個數(shù))。(3)“三列關(guān)系式”:根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系式:n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合價變化值=n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值。-26-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3. PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是( ) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-27-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三4.(1)(2016上海化學(xué))某鐵的氧化物(FexO)1.52 g溶

11、于足量鹽酸中,向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL Cl2,恰好將Fe2+完全氧化。x值為()A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93(2)(2016全國課標(biāo)卷,節(jié)選)聯(lián)氨(又稱肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料?；卮鹣铝袉栴}:聯(lián)氨分子的電子式為,其中氮的化合價為。實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 聯(lián)氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液,觀察到的現(xiàn)象是。聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧,防止鍋爐被腐蝕。理論上1 kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2 kg;與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比,聯(lián)氨的優(yōu)點

12、是。 -28-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-29-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-30-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破考點三-31-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.氧化還原反應(yīng)方程式的配平(以KClO3與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2為例)(1)配平原理。在氧化還原反應(yīng)中,元素化合價升高總值=元素化合價的降低總值=氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)=轉(zhuǎn)移電子總數(shù)。-32-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(2)配平步驟。 -33-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的表示方法(以KClO3與濃鹽酸反應(yīng)為例)(1)雙線橋法:雙線橋法表示同一種元素

13、從反應(yīng)物到生成物的電子得失情況,箭頭是從反應(yīng)物中的變價元素開始,指向生成物中的同一種元素。(2)單線橋法:單線橋法表示反應(yīng)物中同種元素或不同種元素之間的電子轉(zhuǎn)移情況,即表示原子或離子之間電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。-34-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破特別提醒 (1)注意元素的“特殊”化合價。如Na2O2中氧元素的化合價是-1價,FeS2中硫元素的化合價是-1價。(2)明確氧化劑和還原劑中,參加反應(yīng)的原子與物質(zhì)整體“1”中的數(shù)量關(guān)系。如Na2O2與SO2的反應(yīng)中,表現(xiàn)氧化性的氧原子數(shù)是“Na2O2”的二倍,而在Na2O2與CO2的反應(yīng)中,表現(xiàn)氧化性和還原性的氧原子數(shù)與“Na2O2”之比都是1 1

14、。-35-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破自主鞏固自主鞏固根據(jù)反應(yīng)FeS2+O2Fe2O3+SO2回答下列問題。(1)氧化劑是O2,還原劑是FeS2,氧化產(chǎn)物是Fe2O3、SO2,還原產(chǎn)物是Fe2O3、SO2。(2)化合價升高的元素為Fe、S,化合價降低的元素為O。(3)1“分子”還原劑化合價升高總數(shù)為11,1“分子”氧化劑化合價降低總數(shù)為4。(4)配平后各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)依次為41128。 -36-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破1.正向配平法:氧化劑、還原劑中某元素化合價全部變化,一般從左邊反應(yīng)物著手配平。2.逆向配平法:自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊生成物著手配平。3.

15、缺項配平法:化學(xué)方程式所缺物質(zhì)往往是酸、堿或水;如果是離子方程式,所缺物質(zhì)往往是H+、OH-或水?？梢愿鶕?jù)質(zhì)量守恒定律先寫出所缺物質(zhì),再根據(jù)化合價升降守恒配平。如果無法確定所缺項,可先依據(jù)化合價的升降守恒將現(xiàn)有的物質(zhì)配平,然后再根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定所缺物質(zhì)的化學(xué)式及化學(xué)計量數(shù)。-37-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-38-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-39-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-40-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破方法點撥 利用“三守恒”法配平氧化還原反應(yīng)方程式-41-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練5.ClO2是一種高效安全的綠色殺菌劑,下列有關(guān)

16、ClO2制備與殺菌的說法不合理的是() 答案解析解析關(guān)閉氯氣中氯元素的化合價從0價降低到-1價,NaClO2中氯元素化合價從+3價升高到+4價,所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1 2,A項正確;二氧化氯在強堿性環(huán)境中自身發(fā)生氧化還原反應(yīng),B項正確;化學(xué)方程式電荷不守恒,C項錯誤;二氧化氯作為氧化劑,氯元素由+4價降低到-1價,殺菌效果比氯氣、次氯酸強,D項正確。 答案解析關(guān)閉C -42-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破6.(2017北京理綜)SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液熱分解為NH3和

17、CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式: 。 當(dāng)燃油中含硫量較高時,尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:。 -43-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的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,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。 (2)NSR(NOx儲存還原)工作原理:NO

18、x的儲存和還原在不同時段交替進行,如圖a所示。-44-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是。 用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是。 -45-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破還原過程中,有時會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時,得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補充完整:-46-考點三

19、考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-47-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-48-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-49-考點三考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(2)根據(jù)圖示可知,BaO與NO2結(jié)合形成Ba(NO3)2,因此BaO為儲存NOx的物質(zhì)。根據(jù)圖b可知,第一步反應(yīng)為氫氣還原Ba(NO3)2生成NH3,根據(jù)氧化還原反應(yīng)知識可知,每有1 mol Ba(NO3)2參加反應(yīng)生成氨氣轉(zhuǎn)移16 mol電子,而1 mol H2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子,根據(jù)電子守恒可知,第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比為8 1。根據(jù)題干中“在有氧條件下”可知反應(yīng)中應(yīng)有O2參與,-50-1.“升失氧,

20、降得還”六字箴言,元素化合價升高(降低)、失(得)電子,發(fā)生氧化(還原)反應(yīng)。2.氧化還原反應(yīng)三大規(guī)律強弱規(guī)律、價態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律、守恒規(guī)律。3.氧化還原反應(yīng)相關(guān)計算“三部曲”一找物質(zhì)、二定得失、三列得失。-51-氧化還原反應(yīng) -52-2131.下列過程不涉及氧化還原反應(yīng)的是()A.古代用銅礦石、錫礦石冶煉鑄造青銅器B.出土的青銅器大多數(shù)已受到銹蝕C.古代用明礬溶液清除青銅鏡表面的銹斑D.現(xiàn)代用過氧化氫溶液去除青銅器上有害的CuClC 解析:古代用銅礦石、錫礦石冶煉鑄造青銅器,銅元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),銅元素的化合價降低,屬于氧化還原反應(yīng),A不符合題意;出土后的青銅器大多數(shù)已受到銹蝕,銅元素的化合價

21、由0價升高到+2價,屬于氧化還原反應(yīng),B不符合題意;銅銹與HCl反應(yīng),生成氯化銅、水和二氧化碳,沒有元素的化合價變化,不涉及氧化還原反應(yīng),C符合題意;現(xiàn)代用雙氧水去除青銅器上有害的CuCl,氧元素的化合價降低,銅元素的化合價升高,為氧化還原反應(yīng),D不符合題意。-53-2132.(1)維生素C又稱“抗壞血酸”,在人體內(nèi)有重要的功能。例如,能幫助人體將食物中攝取的、不易吸收的Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)橐孜盏腇e2+,根據(jù)以上轉(zhuǎn)化你能得出的結(jié)論是 。 (2)氮化鋁(AlN)具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上可以用氧化鋁、焦炭和氮氣在高溫下制取,請寫出有關(guān)反應(yīng)的

22、化學(xué)方程式,其中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。 答案:(1)維生素C具有強還原性,且還原性比Fe2+強(2)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO1 3-54-213解析:(1)Fe3+Fe2+發(fā)生了還原反應(yīng),則說明維生素C具有還原性,且還原性比Fe2+強。(2)N2AlN反應(yīng)中氮元素的化合價由0價降為-3價,發(fā)生還原反應(yīng),N2為氧化劑;則碳元素被氧化,高溫下碳元素生成CO,碳為還原劑。根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式配平原理,反應(yīng)方程式為Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO。故氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1 3。-55-3123.(1)次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品,具有較強還原性,

23、H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag+還原為銀,從而可用于化學(xué)鍍銀。H3PO2中,P元素的化合價為。 利用H3PO2進行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4 1,則氧化產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。 (2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng):2Cu2S+2H2SO4+5O24CuSO4+2H2O,該反應(yīng)的還原劑是。當(dāng)1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,還原劑所失電子的物質(zhì)的量為 mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成,該氣體是。 答案:(1)+1價H3PO4(2)Cu2S4H2 -56-312解析:(1)H3PO2中P化合價為+1價。根據(jù)H3PO2與Ag+反應(yīng)中兩者物質(zhì)的量之比為1 4,4 mol Ag+在反應(yīng)中得到4 mol e-,1 mol H3PO2則失去4 mol e-,所以P在產(chǎn)物中顯+5價,產(chǎn)物為H3PO4,即氧化產(chǎn)物為H3PO4。(2)在輝銅礦與H2SO4、O2的反應(yīng)中,Cu2S是還原劑,O2是氧化劑,1 mol O2得4 mol e-,則還原劑失去4 mol e-。由于Cu2+發(fā)生水解反應(yīng)Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+,則Mg+2H+Mg2+H2,所以放出的氣體應(yīng)為H2。