2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2.4 氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題2.4 氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用講案（含解析） 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、 了解氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律并運(yùn)用其解題。 2、 利用氧化還原反應(yīng)的基本原理判斷氧化還原產(chǎn)物，正確書寫出氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式。 3、 會(huì)利用化合價(jià)升價(jià)法對(duì)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行配平。 4、 能運(yùn)用守恒進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算 基礎(chǔ)知識(shí)回顧： 一、氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律及應(yīng)用 1、價(jià)態(tài)律 當(dāng)元素具有可變化合價(jià)時(shí)，一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性，處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性，處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既具有氧化性又具有還原性。如：濃H2SO4的S只具有氧化性，H2S 中的S只具有還原性，單質(zhì)S既具有氧化性又具有還原性。 2、強(qiáng)弱律 在氧化還原反應(yīng)中，強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑=弱氧化劑(氧化產(chǎn)物)+弱還原劑(還原產(chǎn)物)，即氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物強(qiáng)，還原劑的還原性比還原產(chǎn)物強(qiáng)。如由反應(yīng)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知，F(xiàn)eCl3的氧化性比I2強(qiáng)，KI的還原性比FeCl2強(qiáng)。 一般來(lái)說(shuō)，含有同種元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)，價(jià)態(tài)越高氧化性越強(qiáng)(氯的含氧酸除外)，價(jià)態(tài)越低還原性越強(qiáng)。如氧化性：濃H2S04 >SO2（H2SO3)> S；還原性：H2S>S>SO2。 在金屬活動(dòng)性順序表中，從左到右單質(zhì)的還原性逐漸減弱，陽(yáng)離子(鐵指Fe2+)的氧化性逐漸增強(qiáng)。 3、優(yōu)先律 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被氧化的是還原性較強(qiáng)的物質(zhì)；同一還原劑與多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被還原的是氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)。如：將Cl2通入物質(zhì)的量濃度相同的NaBr和NaI 的混合液中，Cl2首先與NaI 反應(yīng)；將過(guò)量鐵粉加入到物質(zhì)的量濃度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中，F(xiàn)e首先與Fe3+反應(yīng)。 4、價(jià)態(tài)歸中規(guī)律 含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)十低價(jià)→中間價(jià)”而不會(huì)出現(xiàn)交錯(cuò)現(xiàn)象。 5、歧化反應(yīng)規(guī)律 發(fā)生在同一物質(zhì)分子內(nèi)、同一價(jià)態(tài)的同一元素之間的氧化還原反應(yīng)，叫做歧化反應(yīng)。其反應(yīng)規(guī)律是：所得產(chǎn)物中，該元素一部分價(jià)態(tài)升高，一部分價(jià)態(tài)降低，即“中間價(jià)→高價(jià)十低價(jià)”。具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)。 【典型例題1】【xx全國(guó)Ⅱ，13】【經(jīng)典題】含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過(guò)程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式，其中不正確的是 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－ 【遷移訓(xùn)練1】【云南省紅河州xx屆高中畢業(yè)生復(fù)習(xí)統(tǒng)一檢測(cè)】工業(yè)上焙燒明礬[ KAl(SO4)2·12H2O]的化學(xué)方程式為： 4 KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3 +9SO2 +48H2O，下列判斷正確的是 A．在焙燒明礬的反應(yīng)中，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是3：4 B．最后得到的K2SO4溶液呈中性，所以c(K+)=c(SO42-) C．焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸,焙燒948 t明礬(M= 474 g/mol)，若SO2的利用率為96%，可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸432 t D．工業(yè)上冶煉Al2O3制得Al，以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Al＋3NiO(OH)＋NaOH NaAlO2＋3Ni(OH)2 二、氧化還原方程式的書寫及配平 1、推斷反應(yīng)物和產(chǎn)物 根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理，即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，以及歸中原理判斷氧化劑和還原劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。 2、配平 （1）配平原則 ①電子得失守恒：反應(yīng)中還原劑失去電子總數(shù)(化合價(jià)升高總值)與氧化劑得到的電子總數(shù)(化合價(jià)降低總值) ②質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后元素的種類相同，各元素的原子個(gè)數(shù)相等。 ③電荷守恒：若為離子反應(yīng)，反應(yīng)前后離子所帶正負(fù)電荷總數(shù)相等。 （2）配平步驟（以高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣為例）： ①標(biāo)出化合價(jià)變化了的元素的化合價(jià)。如： +7 -1 +4 0 KMnO4+HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ②根據(jù)元素存在的實(shí)際形式調(diào)整發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù)，使之成1：1的關(guān)系。 如： +7 -1 +4 0 KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O ③調(diào)整系數(shù)，使化合價(jià)升降總數(shù)相等。 化合價(jià)↓ 5×② KMnO4+2HCl==KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O 化合價(jià)↑2×⑤ ④根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等確定發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如：2KMnO4+10HCl==KCl+2MnCl2+5Cl2↑+H2O ⑤利用元素守恒，用觀察方法配平?jīng)]有參加氧化還原反應(yīng)的其他物質(zhì)的系數(shù)。如： 2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O ⑥檢查方程式兩邊各原子的個(gè)數(shù)是否相等，離子方程式還要檢查方程式兩邊的離子所帶的電荷數(shù)是否相等。 3、缺項(xiàng)補(bǔ)項(xiàng) 在配平中缺項(xiàng)，一般通過(guò)質(zhì)量守恒可以判斷，更多時(shí)候考查H和O的缺項(xiàng)，如左邊O多，可以采用O+2H+→H2O或O+H2O→2OH-；左邊少O，可以H2O→2H++O或2OH-→H2O+O。 【典型例題2】【07年寧夏理綜·27】氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦?，通過(guò)以下反應(yīng)制得： SiO2 ＋ C＋ N2 Si3N4 ＋ CO （1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（將化學(xué)計(jì)量數(shù)填在方框內(nèi)）； （2）該反應(yīng)的氧化劑是 ，其還原產(chǎn)物是 ； 【遷移訓(xùn)練2-1】【09年廣東化學(xué)·23】（11分）②化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等條件下發(fā)生下述反應(yīng)：（a） Ni2+ + H2PO2－+ → Ni++ H2PO3－+ 請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出并配平反應(yīng)式（a）。 【答案】2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+ 【遷移訓(xùn)練2-2】【07年上海，24】氧化還原反應(yīng)中實(shí)際上包含氧化和還原兩個(gè)過(guò)程。下面是一個(gè)還原過(guò)程 的反應(yīng)式： NO3－＋4H＋＋3e→NO＋2H2O KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質(zhì)中的一種物質(zhì)（甲）能使上述還原過(guò)程發(fā)生。 （1）寫出并配平該氧化還原反應(yīng)的方程式： （2）反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)了 、 性質(zhì)。 （3）反應(yīng)中若產(chǎn)生0.2mol氣體，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol。 （4）若1mol甲與某濃度硝酸反應(yīng)時(shí)，被還原硝酸的物質(zhì)的量增加，原因是： 。 考點(diǎn)詳析： 考點(diǎn)一：氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 1． 反應(yīng)先后規(guī)律的應(yīng)用 同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被氧化的是還原性最強(qiáng)的物質(zhì)； 同一還原劑與含多種氧化劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應(yīng)時(shí)，首先被還原的是氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)。 2． 價(jià)態(tài)歸中規(guī)律思維模型 含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)＋低價(jià)―→中間價(jià)”，而不會(huì)出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。例如，不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是 如反應(yīng)KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5，而非6。 3． 歧化反應(yīng)規(guī)律思維模型 “中間價(jià)→高價(jià)＋低價(jià)”。 具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 【典型例題3】【河北省唐山市xx年度高三二模能力測(cè)試】已知：2Fe + 3Br2 = 2FeBr3，F(xiàn)e2+的還原性大于Br－?，F(xiàn)有16.8 g鐵和0.3 mol Br2反應(yīng)后加入水得到澄清溶液后，通入a mol Cl2。下列敘述不正確的是 A．當(dāng)a = 0.1時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－ B．當(dāng)a = 0.45時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe2++4Br－+3Cl2＝2Fe3++2Br2+6Cl－ C．若溶液中Br－有一半被氧化時(shí)， c(Fe3+): c(Br－):c(Cl－) ＝1:1:3 D．當(dāng)0＜a＜0.15時(shí)，溶液中始終滿足2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)＝c(Cl－)+c(Br－)+ c(OH－) 【遷移訓(xùn)練3】已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物，在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平)： ①G―→Q＋NaCl ②Q＋H2OX＋H2 ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O 這五種化合物中Cl元素化合價(jià)由低到高的順序是 (　　) A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X 考點(diǎn)二：氧化還原方程的書寫及配平 1、未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫技巧 （1）熟記常見的氧化劑及對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物、還原劑及對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物 氧化劑 Cl2 O2 濃H2SO4 HNO3 KMnO4(H＋)、MnO2 Fe3＋ KClO3 H2O2 還原產(chǎn)物 Cl－ O2－ SO2 NO\NO2 Mn2＋ Fe2＋ Cl－ H2O 還原劑 I－(HI) S2－(H2S) CO、C H2 NH3 SO2\SO H2O2 氧化產(chǎn)物 I2 S CO2 H＋ NO SO O2 （2）書寫未知氧化還原反應(yīng)方程式的步驟(3步法) 第1步：根據(jù)氧化還原順序規(guī)律確定氧化性最強(qiáng)的為氧化劑，還原性最強(qiáng)的為還原劑；根據(jù)化合價(jià)規(guī)律及題給信息和已知元素化合物性質(zhì)確定相應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物；根據(jù)氧化還原反應(yīng)的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)。 第2步：根據(jù)溶液的酸堿性，通過(guò)在反應(yīng)方程式的兩端添加H＋或OH－的形式使方程式兩端的電荷守恒。 第3步：根據(jù)原子守恒，通過(guò)在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。 2、配平的基本方法 （1）全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。 （2）自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 （3）缺項(xiàng)配平法：先使得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷，一般加(H＋)，生成物一邊加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加(OH－)，生成物一邊加水。然后進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。 【典型例題4】按要求完成下列方程式： （1）在NaClO溶液中通入足量SO2，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________。 （2）S與Cl2的水溶液充分反應(yīng)可生成2種強(qiáng)酸，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是________。 （3）無(wú)色有刺激性氣味的SO2氣體與含1.5 mol Cl的一種含氧酸(該酸的某鹽常用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣)的溶液在一定條件下反應(yīng)，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，若有1.5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。 考點(diǎn)三：氧化還原反應(yīng)相關(guān)計(jì)算——守恒法的應(yīng)用 對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應(yīng)過(guò)程，可不寫化學(xué)方程式，不追究中間反應(yīng)過(guò)程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個(gè)方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。 守恒法解題的基本步驟： （1）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）找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù)) （3）根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。 n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))＝n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值(高價(jià)—低價(jià))。 【典型例題5】【湖南長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)xx第二次月考】取相同體積的KI、Na2S、FeBr2溶液，分別通入足量的Cl2，當(dāng)反應(yīng)恰好完成時(shí)，消耗Cl2的體積相同（同溫、同壓條件下），則KI、Na2S、FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度之比是（ ） A．1∶1∶2 B．2∶1∶3 C．6∶3∶2 D．3∶2∶1 【遷移訓(xùn)練5】在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為________mol。生成1 mol Cu3P時(shí)，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為________mol。 【典型例題6】【山東省臨沂市郯城一中xx屆高三12月月考】向某FeBr2溶液中，通入1．12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的Cl2，測(cè)得溶液中c（Br－）=3c（Cl-）=0．3mol/L。反應(yīng)過(guò)程中溶液的體積變化不計(jì)，則下列說(shuō)法中正確的是 A．原溶液中c（Br－）=0．4mol/L B．反應(yīng)后溶液中c（Fe3+）=c（Fe2+） C．反應(yīng)后溶液中c（Fe3+）=0．1mol/L D．原溶液的濃度為0．1mol/L 【遷移訓(xùn)練6】【xx崇明一模】足量的銅與一定量的濃硝酸反應(yīng)得到硝酸銅溶液和NO、N2O4、NO2 的混合氣體，這些氣體與1.68升O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。則和銅反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可能是(　　) A．0.4mol B．0.55mol C．0.6mol D．0.65mol