《北京专用2019版高考化学一轮复习第5讲氧化还原反应课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京专用2019版高考化学一轮复习第5讲氧化还原反应课件.ppt（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5讲氧化还原反应一、氧化还原反应的概念及应用一、氧化还原反应的概念及应用1.氧化还原反应(1)概念:有元素化合价化合价升降的化学反应。(2)特征:反应前后元素的化合价发生了改变。(3)实质:反应过程中有电子电子转移(包括电子得失和电子对偏移)。教材研读教材研读例如:反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,生成1molCl2时转移电子2.有关概念及相互关系有关概念及相互关系数目为1.2041024。3.氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系4.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:a.箭头必须由反应物指向
2、生成物,且两端对准同种元素。b.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电子转移前后的变化。c.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:a.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。b.箭头方向表示电子转移的方向电子转移的方向。c.在“桥”上标明转移的电子总数电子总数。氧化剂还原剂(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(1)活泼的金属单质,
3、如K、Na、Mg等(2)某些非金属单质,如H2、C、Si等(3)低价金属阳离子,如Fe2+、Cu+等(4)元素处于低价态时的氧化物,如CO、NO、SO2等(5)非金属阴离子及低价化合物,如S2-、I-、H2S等(6)非金属氢化物及其水溶液,如HBr、HI、H2S等5.常见的氧化剂和还原剂常见的氧化剂和还原剂自测自测1判断正误,正确的划“”,错误的划“”。(1)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( )(2)金属阳离子一定只具有氧化性()(3)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( )(4)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂( )(5)某元素从游离态变
4、为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原()自测自测2下列判断错误的是()A.向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,所以Br-还原性强于Cl-B.向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,则氧化性:Cl2I2C.向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,加入H2O2后溶液变成红色,则Fe2+既有氧化性又有还原性D.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性C答案答案C加入H2O2后溶液变成红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,只能证明Fe2+有还原性,无法证明它有氧化性。二、氧化还原反
5、应方程式的配平及相关计算二、氧化还原反应方程式的配平及相关计算1.氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平(1)配平原则(2)常用方法化合价升降法(2)常用方法化合价升降法基本步骤3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+H2O根据原子守恒确定其他物质的化学计量数,然后将短线改为等号。3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O2.应用得失电子守恒解题的一般步骤应用得失电子守恒解题的一般步骤(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得到或失去的电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系
6、式。n(氧化剂)变价元素原子个数化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)变价元素原子个数化合价变化值(高价-低价)。中硫元素的化合价均为-1。(2)配平化学方程式时,如无特别说明化学计量数“1”也必须填写在空上。特别提示特别提示(1)注意特殊物质中元素的化合价,如Na2O2中氧元素、FeS2自测自测3根据FeS2+O2Fe2O3+SO2回答下列问题:(1)氧化剂是,还原剂是,氧化产物是,还原产物是。(2)化合价升高的元素为,化合价降低的元素为。(3)1“分子”还原剂化合价升高总数为,1“分子”氧化剂化合价降低总数为。(4)配平后各物质的化学计量数依次为。答案答案(1)O2FeS2Fe2O3、S
7、O2Fe2O3、SO2(2)Fe、SO(3)114(4)41128自测自测4配平下列方程式:(1)KI+KIO3+H2SO4I2+K2SO4+H2O(2)Mn+H+Cl-Mn2+Cl2+H2O(3)S+KOHK2S+K2SO3+H2O(4)P4+KOH+H2OK3PO4+PH3(5)ClO-+Fe(OH)3+Cl-+Fe+H2O(6)Mn+H2O2+Mn2+O2+H2O答案答案(1)513333(2)21610258(3)36213(4)29335(5)324OH-325(6)256H+258考点突破考点突破考点一物质氧化性、还原性强弱的判断考点一物质氧化性、还原性强弱的判断考点三未知氧化还原
8、反应方程式的书写考点三未知氧化还原反应方程式的书写考点二氧化还原反应的规律及应用考点二氧化还原反应的规律及应用1.依据氧化还原反应方程式判断依据氧化还原反应方程式判断氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物口诀:比什么“性”找什么“剂”,“产物”之“性”弱于“剂”。2.依据反应条件及反应的剧烈程度判断依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。例如:考点一考点一 物质氧化性、还原性强弱的判断物质氧化性、还原性强弱的判断2.依据反应条件及反应的剧烈程度判断依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强
9、。例如:3.依据相同或相似条件下被氧化依据相同或相似条件下被氧化(或被还原或被还原)的程度判断的程度判断(1)不同氧化剂作用于同一种还原剂,所得氧化产物的价态越高,相应的氧化剂的氧化性越强。例如:(2)不同还原剂作用于同一种氧化剂,所得还原产物的价态越低,相应的还原剂的还原性越强。例如:4.依据依据“两池两池”判断判断(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极金属正极金属。(2)电解池: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.依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断(
10、1)根据元素周期表判断(2)根据金属活动性顺序判断5.依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断(1)根据元素周期表判断(6.依据依据“三度三度”判断判断(“三度三度”即即:浓度、温度、酸碱度浓度、温度、酸碱度)(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如氧化性:浓H2SO4稀H2SO4,浓HNO3稀HNO3;还原性:浓盐酸稀盐酸。(2)温度:同一种物质,温度越高,其氧化性(或还原性)越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。(3)酸碱度:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(或还原性)越强。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的
11、增强而增强。(3)根据非金属活动性顺序判断失电子的数目无关。(2)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3+。特别提示特别提示(1)氧化性、还原性强弱取决于得失电子的难易程度,与得典例典例1(2017北京西城期末,10)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO-N2+3Cl-+2H+3H2O。下列说法中,不正确的是()A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原B.还原性:NCl-C.反应中每生成1molN2,转移6mol电子D.经此法处理过的废水可以直接排放D答案答案DA项,反应中氮元素化合
12、价由-3价升高到0价,被氧化;氯元素化合价由+1价降低到-1价,被还原。B项,根据上述分析,N是还原剂,Cl-是还原产物,还原性:NCl-;C项,反应中每生成1molN2,转移电子6mol;D项,经此法处理过的废水中含有盐酸,属于酸性废水,不能直接排放。1-1有下列三个反应:3Cl2+2FeI22FeCl3+2I22Fe2+Br22Fe3+2Br-Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2+3H2O下列说法正确的是()A.中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2B.根据以上化学方程式可以得到氧化性强弱顺序:Cl2Fe3+Co2O3C.可以推理得到Cl2+FeBr2FeCl2+Br2D.在反应
13、中当1molCo2O3参加反应时,2molHCl被氧化D答案答案DA项,反应中的氧化产物分别为Fe3+与I2、Fe3+、Cl2;B项,由可知氧化性:Cl2Fe3+,由可知氧化性:Co2O3Cl2,故氧化性强弱顺序为Co2O3Cl2Fe3+;C项,由于还原性:Fe2+Br-,通入Cl2后,Cl2优先氧化Fe2+;D项,反应中当1molCo2O3参加反应时,6molHCl中只有2mol被氧化为Cl2。方法指导方法指导氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性就越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。应用:(1)在适宜条件下,用氧化性强的物质制备还原性弱的物质,用还原性强的物
14、质制备氧化性弱的物质;(2)比较物质间氧化性(或还原性)的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下能否发生反应。1-2铋(Bi)位于元素周期表中第A族,其价态为+3价时较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液,向其中依次滴加下列溶液,对应实验现象如下表所示:加入溶液适量铋酸钠溶液过量的双氧水适量KI-淀粉溶液实验现象溶液呈紫红色溶液紫红色消失,产生气泡溶液变成蓝色则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为()A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I
15、2D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2C答案答案CNaBiO3能将MnSO4中的Mn2+氧化成Mn,说明NaBiO3的氧化性强于KMnO4;Mn能将H2O2氧化成O2,说明KMnO4的氧化性强于H2O2;H2O2能将KI氧化成I2,说明H2O2的氧化性强于I2。1.守恒规律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。应用:配平氧化还原反应方程式及进行有关计算。2.强弱规律强弱规律氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应,生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化
16、产物。考点二考点二 氧化还原反应的规律及应用氧化还原反应的规律及应用应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备还原性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备氧化性较弱的物质,也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。3.价态规律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,但主要表现一种性质。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。4.转化规律转化规律氧化还原反应中,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,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素相邻价态之间不发生氧化还
17、原反应。例如:应用:判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。5.难易规律难易规律越易失去电子的物质,失去后就越难得到电子;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FeBr2溶液中通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,2Br-+Cl2Br2+2Cl-。应用:判断物质的稳定性及反应顺序。典例典例2(2016北京理综,10)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O2Cr(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实
18、验:结合实验,下列说法不正确的是()A.中溶液橙色加深,中溶液变黄B.中Cr2被C2H5OH还原C.对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D.若向中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色D答案答案D中存在C2H5OH,溶液变为酸性后,K2Cr2O7的氧化性增强,会将C2H5OH氧化,溶液变成绿色。2-1根据表中信息,判断下列叙述中正确的是()A.表中组反应可能有一种或两种元素被氧化B.氧化性强弱的比较:KClO3Fe3+Cl2Br2C.表中组反应的离子方程式为2Mn+3H2O2+6H+2Mn2+4O2+6H2OD.表中组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e-序号氧化剂还原剂其他反
19、应物氧化产物还原产物Cl2FeBr2Cl-KMnO4H2O2H2SO4O2Mn2+KClO3浓盐酸Cl2A答案答案AA项,Cl2与FeBr2反应,Cl2少量时只氧化Fe2+,Cl2足量时氧化Fe2+和Br-;B项,氧化性KClO3Cl2Br2Fe3+;C项,不符合得失电子守恒;D项,组中的反应为KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O,1molKClO3参与反应转移5mol电子。2-2已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):GQ+NaClQ+H2OX+H2Y+NaOHG+Q+H2OZ+NaOHQ+X+H2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到
20、高的顺序是()A.G、Y、Q、Z、XB.X、Z、Q、G、YC.X、Z、Q、Y、GD.G、Q、Y、Z、XA答案答案A由得氯元素价态:QYG,由得氯元素价态:XZQ,综上可知,氯元素价态:XZQYG。书写未知氧化还原反应方程式的步骤(3步法)第1步:根据氧化还原反应的难易规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的化学计量数。第2步:根据溶液的酸碱性,通过在反应方程式中添加H+或OH-使方程式两端电荷守恒。第3步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其
21、他小分子)使方程式两端原子守恒。考点三未知氧化还原反应方程式的书写考点三未知氧化还原反应方程式的书写典例典例3高锰酸钾分别在酸性、中性、碱性条件下发生的反应如下:Mn+5e-+8H+Mn2+4H2OMn+3e-+2H2OMnO2+4OH-Mn+e-Mn(溶液呈绿色)(1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的影响。(2)将SO2通入高锰酸钾溶液中,发生还原反应的离子反应方程式为。(3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列说法正确的是(填序号)。a.氧化性:PbO2KMnO4b.还原性:PbO2KMnO4c.MnSO4溶液可以用盐酸酸化答案答案(1)酸
22、碱性(2)Mn+5e-+8H+Mn2+4H2O(3)a解析解析(1)Mn在酸性条件下被还原成Mn2+,在中性条件下被还原成MnO2,在碱性条件下被还原成Mn,因此高锰酸根离子被还原的产物受溶液的酸碱性影响;(2)SO2溶于水生成H2SO3,溶液呈酸性,高锰酸根离子被还原为Mn2+;(3)酸性条件下,PbO2将Mn2+氧化成紫红色的Mn,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知氧化性:PbO2KMnO4。(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法:先使得失电子数相
23、等,再观察两边电荷:若反应物一边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物一边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水。方法指导方法指导氧化还原反应方程式的配平技巧3-1(1)氯酸是一种强酸,氯酸的浓度超过40%就会迅速分解,反应的化学方程式为:8HClO33O2+2Cl2+4HClO4+2H2O根据题意完成下列小题:在上述变化过程中,发生还原反应的过程是(填化学式)。该反应的氧化产物是(填化学式);求所得混合气体的平均相对分子质量。(2)已知测定锰的一种方法是:将锰离子转化为高锰酸根离子,反应体系中有H+、Mn2+、H2O、I、Mn、I。有关反应的离子方程式为。在锰离子转化为高锰酸根离子的
24、反应中,如果把反应后的溶液稀释到1L,测得溶液的pH=2,求在反应中转移电子的物质的量。答案答案(1)HClO3Cl2O2和HClO447.6(2)2Mn2+5I+3H2O2Mn+5I+6H+1/60(或0.0167)解析解析(1)根据化学方程式中元素化合价的升降可以判断出+5价的氯部分被还原为0价,故还原过程为HClO3Cl2。化学方程式中化合价升高的元素有两种,故氧化产物是O2和HClO4;混合气体(O2和Cl2)的平均相对分子质量计算如下:(332+271)5=47.6。(2)根据题意和氧化还原反应方程式书写规律可以得出2Mn2+5I+3H2O2Mn+5I+6H+。根据离子方程式可知,每生成6molH+,转移电子的物质的量为10mol,当1L溶液的pH=2时,生成n(H+)=0.01mol,则转移电子的物质的量为1/60mol。
