2019高考化学一轮复习 第4讲 氧化还原反应课件

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1、第4讲 氧化还原反应,考点一 氧化还原反应的基本概念,知识清单,一 氧化还原反应 1.氧化还原反应的本质及判断依据 (1)氧化还原反应的本质:有电子 转移 (包括电子得失和电子对偏移)。 (2)判断依据:有元素化合价的升高或 降低 。 2.氧化还原反应的有关概念 (1)氧化反应: 失去 电子(化合价升高)的反应。 (2)还原反应: 得到 电子(化合价降低)的反应。 (3)氧化剂(被 还原 ): 得到 电子的物质(所含元素化合价降 低的物质)。,(4)还原剂(被 氧化 ): 失去 电子的物质(所含元素化合价升 高的物质)。 (5)氧化产物:还原剂失电子后的对应产物(包含化合价 升高 的元 素的产

2、物)。 (6)还原产物:氧化剂得电子后的对应产物(包含化合价 降低 的元 素的产物)。 3.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系,二 常见的氧化剂和还原剂 1.常见的氧化剂 (1)活泼的非金属单质:如Cl2、O2、Br2、F2等。 (2)高价金属阳离子:如Fe3+、Sn4+、Cu2+等。 (3)高价或较高价含氧化合物:如KMnO4、MnO2、PbO2、KClO3等。 (4)过氧化物:如H2O2、Na2O2等。,2.常见的还原剂 (1)金属单质,如K、Na、Mg等。 (2)某些非金属单质,如H2、C、Si等。 (3)低价态金属阳离子,如Fe2+、Cu+等。 (4)元素处于低价态的氧化物,如CO、

3、NO、SO2等。 (5)非金属阴离子及低价态化合物,如S2-、I-、H2S等。 (6)非金属氢化物,如HBr、HI、H2S等。 三 氧化还原反应中电子转移的表示方法 1.双线桥法,注意事项: (1)箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。 (2)箭头方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。 (3)在“桥”上标明电子的“得”与“失”,且“得”“失”电子总数 应相等。 2.单线桥法,注意事项: (1)箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。 (2)箭头方向表示电子 转移的方向 。 (3)在“桥”上标明转移的 电子总数 。 四 氧化还原反应中各概念之间的相互关系,

4、特别提示 (1)氧化剂和还原剂均指反应物,氧化产物和还原产物均指 生成物。 (2)在同一氧化还原反应中,氧化剂和还原剂是同时存在的,它们既可以 是不同物质,也可以是同一物质;氧化产物和还原产物也是同时存在的, 既可以是不同物质,也可以是同一物质。 (3) (4)氧化还原反应的基本概念可记忆为: 升失还(原剂):被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物。 降得氧(化剂):被还原,发生还原反应,得到还原产物。,氧化还原反应方程式的配平 1.配平的原则 (1)得失电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电 子的总数相等。 (2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正、负电荷总数相等。

5、(3)原子守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等。 2.配平步骤 化合价升降法是最重要的也是最基本的配平方法,步骤一般为: (1)“一标”:根据反应物和生成物的化学式,标出化合价发生变化的元,素的化合价。例如: K O4+Na2 O3+H2SO4 SO4+K2SO4+Na2 O4+H2O (2)“二等”:使变价元素的化合价升降的总数相等,即求出化合价升降 的最小公倍数(化合价升高可用“”表示,降低可用“”表示)。 52 25 (3)“三定”:根据化合价升高与降低的最小公倍数,确定出参加氧化还 原反应的物质的化学计量数。 2KMnO4+5Na2SO3+H2SO4 2MnSO4+K2SO4+5Na

6、2SO4+H2O (4)“四平”:用观察法配平,确定其他各物质的化学计量数。 2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4 2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O (5)“五查”:检查反应前后原子总数是否相等,检查离子反应中电荷是,否守恒,若相等且守恒,说明方程式正确,将箭头或短线改为等号(上海地 区的反应方程式都用箭头,不必改为等号)。 2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4 2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O,考点二 氧化还原反应的规律及应用,氧化还原反应的规律 1.守恒规律 氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且得电子总数 等于 失电子总数。或者说氧化

7、还原反应中,有元素化合价升高必有元素化 合价降低,且化合价降低总值必 等于 升高总值。 2.价态规律 元素处于最高价态,只有 氧化 性;元素处于最低价态,只有 还原性 ;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要呈现一种性 质。物质中若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。 应用:判断元素或物质有无氧化性或还原性。,3.转化规律 在氧化还原反应中,元素相邻价态之间的转化最容易;同种元素不同价 态之间发生反应,元素的化合价只靠拢而不交叉;含有相邻价态的同种 元素的物质之间不发生氧化还原反应。例如: 应用:判断氧化还原反应能否发生及电子转移情况。,4.难易规律 越易失去电子的物质,失去

8、后就 越难 得到电子;越易得到电子的 物质,得到后就 越难 失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相 遇时,与还原性 最强 的优先发生反应;同理,一种还原剂同时与多 种氧化剂相遇时,与氧化性 最强 的优先发生反应。如向FeBr2溶 液中通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,2Br -+Cl2 Br2+2Cl-。 应用:判断物质的稳定性及反应顺序。,方法1 物质氧化性、还原性强弱的判断 1.含义:氧化性是指得电子的性质(或能力),还原性是指失电子的性质(或 能力)。 2.常用的判断方法 根据元素活动性顺序判断 a.金属活动性顺序 b.非金属活动性顺序,方法技巧

9、,根据元素在周期表中的位置判断 a.同主族元素(从上到下) 如 b.同周期主族元素(从左到右) 如 根据元素最高价氧化物的水化物酸碱性的强弱判断 例如,根据酸性HClO4H2SO4H3PO4H2CO3,可判断氧化性:Cl2SPC。 根据氧化还原反应的方向判断,氧化性:氧化剂氧化产物。还原性:还原剂还原产物。 根据氧化产物的价态高低判断 当变价的还原剂在相似(或相同)的条件下作用于不同的氧化剂时,可根 据氧化产物的价态高低来判断氧化剂氧化性的强弱。 如根据2Fe+3Cl2 2FeCl3,Fe+S FeS可以判断出氧化性:Cl2S。 根据反应所需条件判断 当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若氧化产

10、物价态相同,可根据反 应条件来进行判断。例如:,16HCl(浓)+2KMnO4 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2 4HCl(浓)+O2 2H2O+2Cl2 在上述三个反应中,还原剂都是浓盐酸,氧化产物都是Cl2,而氧化剂分别 是KMnO4、MnO2、O2。中KMnO4在常温下可把浓盐酸中的氯离子 氧化成氯气;需要在加热条件下才能完成;不仅需要加热,而且还需 要CuCl2作催化剂才能完成。由此我们可以得出结论: 氧化性:KMnO4MnO2O2。 根据物质的浓度大小判断 通常具有氧化性(或还原性)的物质浓度越大,其氧化性(或还原性)

11、越强;,反之,其氧化性(或还原性)越弱。例如氧化性:浓HNO3稀HNO3;MnO2能 与浓盐酸反应,却不能与稀盐酸反应,可判断还原性:浓盐酸稀盐酸。 根据原电池、电解池的电极反应判断 a.由两种不同的金属构成原电池的两极,负极是电子流出的极,正极是电 子流入的极。其还原性:负极金属正极金属(特殊原电池除外,如由 Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池,Al为负极,但Al的还原性弱于Mg)。 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。,例1 (2017湖南株洲质检,6)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观 察到有沉淀(CuI)生成,

12、且溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断 通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列有关分析中正确的是 ( ) A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+SO2I2 B.在SO2与I2的反应中得到的还原产物为H2SO4 C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性 D.滴加KI溶液时,每转移2 mol e-会生成2 mol CuI沉淀,解题导引 根据实验现象 发生的反应 分析各选项 解析 由题干信息可知,向CuSO4溶液中加入KI溶液时发生反应: ,当转移2 mol e-时生成2 mol CuI沉淀,D项正确;向反应后的混合物中再通入SO2气体,又发生反应:I2+ SO2+2H2O H2

13、SO4+2HI,该反应中SO2作还原剂,体现了SO2的还原 性,得到的还原产物是HI,故B、C均不正确;根据氧化剂的氧化性强于氧 化产物的氧化性可知,反应中氧化性Cu2+I2,反应中氧化性I2SO2,故 A项错误。,答案 D,例2 (2017湖南百所中学阶段性诊断,15)硫的多种化合物在工业中有 重要的应用。 (1)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)又称保险粉,是最适合木浆造纸的漂白剂,其 水溶液性质不稳定,有极强的还原性。 Na2S2O4中S元素的化合价为 。 Na2S2O4暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质,发生反应时,当氧 化剂和还原剂的物质的量之比为12时,产物为 (填化学式)。 将甲酸

14、和NaOH溶液混合,再通入SO2气体,会得到保险粉,此时甲酸被 氧化为CO2。该反应的化学方程式为 。 (2)铬会造成环境污染。某酸性废水中含有Cr2 ,处理时可用焦亚硫酸,钠(Na2S2O5)将Cr2 转化为毒性较低的Cr3+,再调节pH至8,使铬元素沉 降,分离出污泥后测得废水中Cr3+浓度为0.52 mg/L,达到排放标准。 Na2S2O5参加反应的离子方程式为 。 处理后的废水中Cr3+的物质的量浓度为 mol/L。,解题导引 得失电子守恒 甲酸结构简式H OOH c= ,n= 解析 (1)根据题中信息可知,氧化剂是O2,还原剂是Na2S2O4,又知氧 化剂和还原剂的物质的量之比为12,若设Na2S2O4被氧化后硫元素的 化合价为+x价,则根据得失电子守恒有14=(x-3)22,解得x=4,又有水 蒸气参与反应,所以产物为NaHSO3。 (2) 2 将Cr2 还原为Cr3+,则S2 被氧化为S ,由电荷守恒可知 反应物中还应有H+,据此可写出反应的离子方程式。 处理后的废水中Cr3+的浓度是0.52 mg/L,只需将其转化为物质的量浓 度即可,即c(Cr3+)= =110-5 mol/L。,答案 (1)+3 NaHSO3 HCOOH+2SO2+2NaOH Na2S2O4+CO2+2H2O (2)3S2 +2Cr2 +10H+ 6S +4Cr3+5H2O 110-5,