化学步步高高考总复习专题2 第二单元知识点+经典例题.docx

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化学步步高高考总复习专题2第二单元知识点+经典例题

[考试标准]

知识条目

必考要求

加试要求

1.根据化合价的变化判断氧化还原反应

b

b

2.四种基本化学反应类型与氧化还原反应之间的关系

b

b

3.氧化还原反应中物质的氧化性、还原性强弱判断,电子转移的方向和数目

b

c

考点一 基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念

1.基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念之间的关系

概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。

实例:

在Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂,CO是还原剂;C元素被氧化,Fe元素被还原;Fe2O3具有氧化性,CO具有还原性;CO2是氧化产物,Fe是还原产物。

2.基于电子转移的表示方法理解氧化还原反应的类型

下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中,正确的是④⑤;属于歧化反应的是②,属于归中反应的是③,属于部分氧化还原反应的是③④⑤。

3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

(1)下列反应属于氧化还原反应的是____________(填序号,下同),属于化合反应的是____________,属于分解反应的是________________________,属于置换反应的是____________,属于复分解反应的是______________。

①Cu2S+O2

2Cu+SO2

②3O2

2O3

③Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑

⑤CaCO3

CaO+CO2↑

⑥2H2O2

2H2O+O2↑

⑦SO3+H2O===H2SO4

⑧2Fe+3Cl2

2FeCl3

⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O

⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑

⑪IBr+H2O===HIO+HBr

答案 ①③④⑥⑧⑩ ⑦⑧ ⑤⑥ ①④ ⑨⑪

(2)四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示:

题组一 正确理解氧化还原反应

1.下列说法正确的是(  )

A.氧化还原反应的本质是元素的化合价发生变化

B.还原剂是一种能够得到电子的物质

C.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应

D.氧化反应和还原反应是同时发生的

答案 D

解析 氧化还原反应的本质是电子的转移;还原剂是一种能够失去电子的物质;物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应。

2.关于氧化还原反应,下列叙述正确的是(  )

A.物质失电子的反应为还原反应

B.物质在变化中失去了电子,此物质是氧化剂

C.发生电子转移的反应即为氧化还原反应

D.发生化合价升降的反应不一定是氧化还原反应

答案 C

解析 物质失去电子的反应叫作氧化反应,物质得到电子的反应叫作还原反应;失去电子的物质为还原剂,得到电子的物质为氧化剂;氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移;是否发生化合价升降是判断一个反应是否是氧化还原反应的依据。

3.下列说法正确的是(  )

A.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

B.金属阳离子一定只具有氧化性

C.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

D.某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原

答案 D

题组二 “双线桥”在分析氧化还原反应中的应用

4.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:

NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑,下列说法中正确的是(NaBH4中H为-1价)(  )

A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂

B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂

C.硼元素被氧化,氢元素被还原

D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1

答案 D

5.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。

实验室中可通过以下反应制得:

2KClO3+H2C2O4+H2SO4

2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。

下列说法不正确的是(  )

A.CO2是氧化产物

B.H2C2O4在反应中被氧化

C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性

D.ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性

答案 C

走好关键第一步——正确标出元素化合价

正确分析氧化还原反应中电子转移的数目,其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。

基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。

常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:

一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜、汞二价最常见。

近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断

CuFeS2 Cu+2 Fe+2 S-2 K2FeO4 Fe+6

Li2NH N-3 LiNH2 N-3 AlN N-3

Na2S2O3 S+2 MO

 M+5 C2O

 C+3

HCN C+2 N-3 CuH Cu+1 H-1

FeO

 Fe+(8-n) Si3N4 Si+4 N-3

考点二 氧化性、还原性强弱规律

1.氧化性、还原性的判断

(1)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)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。

如:

Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。

从元素的价态考虑:

最高价态——只有氧化性,如:

Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如:

金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如:

Fe2+、S、Cl2等。

2.氧化性、还原性强弱的比较方法

(1)根据化学方程式判断

氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物

氧化性:

氧化剂>氧化产物;

还原性:

还原剂>还原产物。

(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断

①与同一物质反应,一般越易进行,则其氧化性或还原性就越强。

如Na与冷水剧烈反应,Mg与热水反应,Al与水加热反应也不明显,所以还原性:

Na>Mg>Al;非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应,F2与H2暗处剧烈反应并爆炸,Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸,Br2与H2加热到500℃才能发生反应,I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应,且为可逆反应,故氧化性:

F2>Cl2>Br2>I2。

②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态相同,可根据反应条件的高低进行判断:

一般条件越低,氧化剂的氧化性越强,如:

MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由上述反应条件的不同,可判断氧化性:

KMnO4>MnO2。

当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如果氧化产物价态不相同,可根据氧化产物的价态高低进行判断:

氧化产物的价态越高,则氧化剂的氧化性越强,如:

2Fe+3Cl2

2FeCl3,Fe+S

FeS,则氧化性:

Cl2>S。

题组一 正确理解氧化性、还原性强弱

1.下列说法正确的是(  )

A.含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性

B.强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应

C.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性

D.元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼

答案 B

解析 强氧化剂与强还原剂发生反应需要一定的条件,如:

H2和O2发生反应需要点燃或光照。

2.在氧化还原反应中,下列各组物质均可用作氧化剂的是(  )

A.F-、I-、S2-B.Fe3+、MnO

、NO

C.ClO

、MgD.Cl2、Fe3+、Al

答案 B

题组二 依据方程式判断氧化性、还原性强弱

3.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:

Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+

Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+

由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是(  )

A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+

C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+

答案 A

解析 在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。

由方程式可知,还原性:

Fe2+>Ce3+;Sn2+>Fe2+。

4.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。

已知下列反应在一定条件下能够发生:

①Tl3++2Ag===Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+===Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+===3Fe2+,下列离子氧化性比较顺序正确的是(  )

A.Tl3+>Fe3+>Ag+B.Fe3+>Ag+>Tl3+

C.Tl+>Ag+>Fe2+D.Tl3+>Ag+>Fe3+

答案 D

解析 在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。

题组三 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生

5.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是(  )

A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3

B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2

C.Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O

D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2

答案 A

解析 根据氧化还原反应中,氧化性:

氧化剂>氧化产物,可判断B中氧化性:

Cl2>I2;C中氧化性:

Co2O3>Cl2;D中氧化性:

Fe3+>I2,这些结论与题给信息一致。

对于A,由于I-的还原性强于Fe2+,所以Cl2应先氧化I-,而不应先氧化Fe2+。

6.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是(  )

A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO

+4H+

B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI

C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O

D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+

答案 C

解析 A项,还原性:

SO2>Fe2+,符合题意;B项,还原性:

SO2>I-,符合题意;C项,还原性:

H2O2>SO2,与题意矛盾;D项,还原性:

H2O2>Fe2+,符合题意。

题组四 外界条件影响物质的氧化性、还原性

7.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。

下列各组物质:

①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2和NaOH溶液 ⑥Fe和HNO3溶液 ⑦Fe和H2SO4溶液 ⑧Na和O2

(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是____________________________。

(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是_______________________________。

(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。

答案 

(1)①③⑥⑦ 

(2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④

解析 ⑥Fe和浓HNO3常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀HNO3反应,HNO3被还原成NO。

⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化,加热继续反应,Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。

8.

(1)100mL12mol·L-1的浓盐酸与足量的MnO2反应,生成的氯气的物质的量小于0.3mol,为什么?

(2)将一Cu片投入稀H2SO4溶液中,没观察到反应现象,然后向其中加入少量的KNO3晶体,看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生,为什么?

答案 

(1)浓盐酸完全反应时产生的Cl2是0.3mol,但MnO2只能氧化浓盐酸,随着反应进行,盐酸逐渐变稀,Cl-浓度小时还原性弱,将不再被MnO2氧化。

(2)NO

在酸性条件下可氧化铜,生成Cu2+使溶液呈蓝色,而自身被还原为NO。

根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法

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HCl>稀HCl。

2.温度:

同一种物质,温度越高其氧化性越强。

如:

热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

3.酸碱性:

同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。

如:

酸性条件:

2MnO

+6H++5SO

===2Mn2++5SO

+3H2O

中性条件:

2MnO

+H2O+3SO

===2MnO2↓+3SO

+2OH-

碱性条件:

2MnO

+2OH-+SO

===2MnO

+SO

+H2O

其氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。

考点三 氧化还原反应的“四条”规律

1.反应先后规律的思维模型

同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质;

同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。

2.价态归中规律思维模型

含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。

简记为“两相靠,不相交”。

例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应:

注 ⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。

3.歧化反应规律思维模型

“中间价―→高价+低价”。

具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:

Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。

4.守恒规律的思维模型

氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数),即得失电子守恒。

基于这种思想,可以对氧化还原反应进行配平和计算。

题组一 先后规律的应用

1.按要求书写离子方程式:

(1)向FeBr2溶液中通入少量Cl2

2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;

(2)向FeBr2溶液中通入等量Cl2

2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-;

(3)向FeBr2溶液中通入过量Cl2

2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。

2.向含S2-、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中通入Cl2,通入Cl2的体积(标准状况)和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是(  )

答案 C

解析 还原性:

S2->I->Fe2+>Br-,所以发生反应的顺序:

Cl2+S2-===S↓+2Cl-,Cl2+2I-===I2+2Cl-,Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-,Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。

题组二 歧化、归中规律的应用

3.由反应KClO3+xHCl(浓)===KCl+yCl2↑+3H2O,可推测x和y的值应分别为(  )

A.2,1B.5,3C.6,3D.8,4

答案 C

4.氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为-1价),反应方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中水的作用(  )

A.既不是氧化剂也不是还原剂

B.是氧化剂

C.是还原剂

D.既是氧化剂又是还原剂

答案 B

解析 CaH2→H2的过程中,H元素的化合价由-1→0,化合价升高,故CaH2为还原剂,而H2O→H2的过程中,H元素的化合价由+1→0,化合价降低,故H2O为氧化剂。

5.在反应4P+3KOH+3H2O===3KH2PO2+PH3中,单质P(  )

A.被氧化

B.被还原

C.一部分被氧化,一部分被还原

D.既未被氧化又未被还原

答案 C

解析 

→KH2

O2,

H3,故单质P一部分被氧化,一部分被还原。

6.G、Q、X、Y、Z五种物质均为氯元素的含氧化合物,现在不了解它们的化学式,但知道它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平):

①G―→Q+NaCl

②Q+H2O

X+H2

③Y+NaOH―→G+Q+H2O

④Z+NaOH―→X+Q+H2O

这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为(  )

A.Q、G、Z、Y、XB.G、Y、Q、Z、X

C.G、Y、Z、Q、XD.Z、X、G、Y、Q

答案 B

解析 由歧化反应定义知G中氯元素化合价介于NaCl和Q物质中氯元素化合价之间,可见,氯元素的化合价Q>G。

采用类似方法可找出X、Q、Z、G的关系。

题组三 守恒规律的应用

(一)利用守恒配平

类型一 正向配平类

7.

(1)____HCl(浓)+____MnO2

____Cl2↑+____MnCl2+____H2O

(2)____Cu+____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2+____NO↑+____H2O

(3)____KI+____KIO3+____H2SO4===____I2+____K2SO4+____H2O

(4)____MnO

+____H++____Cl-===____Mn2++____Cl2↑+____H2O

答案 

(1)4 1 1 1 2 

(2)3 8 3 2 4

(3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8

类型二 逆向配平类

8.

(1)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O

(2)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3

答案 

(1)3 6 2 1 3 

(2)2 9 3 3 5

类型三 缺项配平类

9.

(1)____ClO-+____Fe(OH)3+____===____Cl-+____FeO

+____H2O

(2)____MnO

+____H2O2+____===____Mn2++____O2↑+____H2O

(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:

Al2O3、C、N2、AlN、CO。

请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。

答案 

(1)3 2 4OH- 3 2 5

(2)2 5 6H+ 2 5 8

(3)Al2O3+3C+N2===2AlN+3CO

解析 (3)根据氮元素、碳元素的化合价变化,N2是氧化剂,C是还原剂,AlN为还原产物,CO为氧化产物。

(二)利用守恒计算

10.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为(  )

A.2B.3C.4D.5

答案 D

解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。

得关系式1×

·x=16×2,x=5。

11.24mL0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL0.02mol·L-1的K2Cr2O7(重铬酸钾)溶液完全反应。

已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为(  )

A.+2B.+3C.+4D.+5

答案 B

解析 n(Na2SO3)=0.05mol·L-1×0.024L=0.0012mol,n(K2Cr2O7)=0.02mol·L-1×0.02L=0.0004mol,设元素Cr在还原产物中的化合价为x,K2

2O7

2

,Na2

O3

Na2

O4,K2Cr2O7在反应中得到电子:

0.0004mol×2×(6-x),Na2SO3在反应中失去电子:

0.0012mol×2。

根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子总数相等有0.0004mol×2×(6-x)=0.0012mol×2,解得x=3。

12.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。

若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是(  )

A.60mLB.45mL

C.30mLD.15mL

答案 A

解析 由题意可知,HNO3

,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。

即n(Cu)=2n(O2)=2×

=0.15mol。

根据质量守恒及

NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:

n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3mol,则V(NaOH)=

=0.06L=60mL。

1.配平步骤

(1)标好价:

正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。

(2)列变化:

列出元素化合价升高和降低的数值。

(3)求总数:

求元素化合价升高和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。

(4)配系数:

用观察法配平其他各物质的化学计量数。

(5)细检查:

利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。

2.配平技能

(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:

先使得失电子数配平,再观察两边电荷。

若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水。

然后进行两边电荷数配平。

(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。

3.守恒法解题的思维流程

(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失电子数(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等式。

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。

(一)概念的判断

1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”

(1)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-(√)

(2015·山东理综,11C)

(2)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:

Cl2>I2(√)

(2015·广东理综,22C)

(3)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,加入H2O2后溶液变成血红色,则Fe2+既有氧化性又有还原性(×)

(2015·广东理综,22D)

(4)在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数(√)

(2015·江苏,3C)

(5)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(√)

(2015·江苏,4C)

2.(2015·海南,1)化学与生活密切相关。

下列应用中利用了物质氧化性的是(  )

A.明矾净化水B.纯碱去油污

C.食醋除水垢D.漂白粉漂白织物

答案 D

解析 A项,明矾净水是利用Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附能力,错误;B项,纯碱去油污是利用碳酸钠水解,溶液呈碱性,错误;C项,食醋除水垢

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