浙江选考201X版高考化学大一轮复习 专题2 离子反应和氧化还原反应 第二单元 氧化还原反应学案.docx
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浙江选考201X版高考化学大一轮复习专题2离子反应和氧化还原反应第二单元氧化还原反应学案
第二单元 氧化还原反应
[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.氧化还原反应中电子转移的方向和数目
b
c
4.根据氧化还原反应判断物质的氧化性、还原性强弱
c
5.氧化还原反应方程式的配平
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.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
①Cu2S+O2
2Cu+SO2
②3O2
2O3
③2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
④CaCO3
CaO+CO2↑
⑤2H2O2
2H2O+O2↑
⑥SO3+H2O===H2SO4
⑦2Fe+3Cl2
2FeCl3
⑧H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑨NaH+H2O===NaOH+H2↑
⑩IBr+H2O===HIO+HBr
上述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______________。
答案 ①③⑤⑦⑨ ⑥⑦ ④⑤ ①③ ⑧
题组一 氧化还原反应概念的判断
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.(2016·浙江10月选考,4)下列反应中,水作氧化剂的是( )
A.C+H2O
CO+H2
B.H2+CuO
Cu+H2O
C.Cl2+H2OHCl+HClO
D.SO3+H2O===H2SO4
答案 A
解析 B项,H2还原CuO,H2作还原剂,H2O是氧化产物;C项,Cl2和H2O反应,H2O既不是氧化剂也不是还原剂;D项,SO3和H2O反应不是氧化还原反应。
3.(2017·衢州市高三1月教学质量检测)下列反应中,H2SO4只作氧化剂的是( )
A.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
B.2SO2+O2+2H2O===2H2SO4
C.Cu+2H2SO4
CuSO4+SO2↑+2H2O
D.C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
答案 D
解析 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O是复分解反应,不是氧化还原反应,体现了硫酸的酸性,故A错误;反应2SO2+O2+2H2O===2H2SO4中硫酸既是氧化产物,又是还原产物,故B错误;反应Cu+2H2SO4
CuSO4+SO2↑+2H2O中体现了硫酸的酸性和氧化性,故C错误;反应C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O只体现了硫酸的强氧化性,故D正确;答案为D。
4.(2017·温州市高三第二次选考模拟)在反应SiO2+2C
Si+2CO↑中,还原剂是( )
A.SiO2B.C
C.SiD.CO
答案 B
解析 反应中Si元素化合价从+4价降低到0价,得到电子,被还原,二氧化硅是氧化剂。
碳元素化合价从0价升高到+2价,失去电子,被氧化,碳是还原剂,答案选B。
题组二 电子转移的表示方法
5.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__________;属于歧化反应的是______,属于归中反应的是____________________________,属于部分氧化还原反应的是________________________________________________________________________。
答案 ④⑤ ② ③ ③④⑤
6.某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:
S、H2S、HNO3、NO和H2O。
已知水是反应产物之一。
(1)该反应中的还原剂是____________。
(2)该反应中的还原产物是____________。
(3)写出该反应的化学方程式,并用单线桥法标出电子转移的方向和数目:
_______________。
答案
(1)H2S
(2)NO (3)
解析 HNO3为常见的氧化剂,H2S为常见的还原剂,则NO为还原产物,S为氧化产物。
S元素由-2价升高到0价,N元素由+5价降到+2价,运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。
题组三 基于“双线桥”分析复杂氧化还原反应
7.(2017·温州中学高三模拟)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有银针验毒的记载,“银针验毒”涉及反应的化学方程式是4Ag+2H2S+O2===2X+2H2O,下列说法不正确的是( )
A.X的化学式为Ag2S
B.银针验毒时,空气中氧气得到电子
C.反应中Ag和H2S均是还原剂
D.每生成1molX,反应转移2mole-
答案 C
解析 A项,根据元素守恒可知X的化学式为Ag2S,正确;B项,O2中O元素化合价降低,所以银针验毒时,空气中氧气得到电子,正确;C项,反应时,Ag化合价升高,所以Ag是还原剂,S元素化合价不变,H2S不是还原剂,错误;D项,根据Ag元素的化合价变化,每生成1molAg2S,转移电子为2mol,正确。
8.(2017·绍兴市诸暨中学高三期中)O2F2可以发生反应:
H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48LHF,则转移0.8mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
答案 D
解析 A项,氧元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产物,错误;B项,在反应中O2F2中的氧元素的化合价降低,获得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的S元素的化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,所以H2S是还原剂,错误;C项,外界条件不明确,不能确定HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D项,根据化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4,正确。
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的化合价判断
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能力;还原性是指失电子的能力。
(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.(2017·杭州检测)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
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+,能发生;B项,还原性:
SO2>I-,能发生;C项,还原性:
H2O2H2O2>Fe2+,能发生。
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_________________________(填序号,下同)。
(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。
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)。
微专题5 学考重要题型——氧化还原反应先后规律的应用
氧化还原反应的先后规律
一般情况下,在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时
还原性强的优先被氧化。
(2)同时含有几种氧化剂时
氧化性强的优先被还原。
(3)判断氧化还原型离子反应顺序的方法:
在氧化还原型离子反应中,同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,解此类题应抓住两点:
①确定氧化剂或还原剂强弱顺序。
如还原性I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+等。
②根据强弱规律判断反应顺序。
例
按要求书写离子方程式:
(1)向一定量的FeBr2溶液中分别通入①少量Cl2、②过量Cl2、③等量Cl2、④n(FeBr2)∶n(Cl2)=4∶5。
答案 ①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
②2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
③2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
④4Fe2++6Br-+5Cl2===4Fe3++3Br2+10Cl-
(2)向含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉:
①只有红色物质析出、②有气泡冒出。
答案 ①2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Cu+Fe2+
②2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Fe2++Cu,2H++Fe===Fe2++H2↑
1.(2015·浙江10月选考,25)已知氧化性Br2>Fe3+。
向含溶质amol的FeBr2溶液中通入bmolCl2,充分反应。
下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:
Fe2+>Br->Cl-
B.当a≥2b时,发生的离子反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.当a=b时,反应后的离子浓度:
c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶2∶2
D.当3a≤2b时,发生的离子反应:
2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
答案 C
解析 本题考查离子反应和氧化还原反应等知识。
解答这道题时,不需要从反应物FeBr2和Cl2的量分析入手书写与量有关的离子反应方程式来解题,只要依据题干给予的信息:
氧化性Br2>Fe3+,就可判断出还原性Fe2+>Br->Cl-,当a=b时,发生的离子反应2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-,利用原子守恒可知,反应后的溶液中c(Fe3+)∶c(Br-)∶c(Cl-)=1∶1∶2。
2.(2016·浙江10月选考,24)已知还原性:
SO
>I-。
向含amolKI和amolK2SO3的混合液中通入bmolCl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。
下列说法不正确的是( )
A.当a≥b时,发生的离子反应为SO
+Cl2+H2O===SO
+2H++2Cl-
B.当5a=4b时,发生的离子反应为4SO
+2I-+5Cl2+4H2O===4SO
+I2+8H++10Cl-
C.当a≤b≤
a时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为amol≤n(e-)≤3amol
D.当a<b<
a时,溶液中SO
、I-与Cl-的物质的量之比为a∶(3a-2b)∶2b
答案 C
解析 由于还原性SO
>I-,所以通入Cl2发生的反应依次为
SO
+Cl2+H2O===SO
+2H++2Cl-①
2I-+Cl2===I2+2Cl-②
A项,当a≥b时,Cl2不足,只发生反应①,正确;B项,当5a=4b时,即
=
时,既发生反应①,又发生反应②,正确;C项,当b=a时,只发生反应①,转移电子的物质的量为2amol,当b=
a时,转移电子的物质的量为2amol+amol=3amol,所以当a≤b≤
a时,转移电子的物质的量为2amol≤n(e-)≤3amol,错误;D项,当a<b<
a时,此时,n(SO
)=amol,I-为[a-2(b-a)]mol=(3a-2b)mol,Cl-为2bmol,正确。
1.(2017·温州市高三模拟)在含amolFeCl3溶液中加入含bmolFe和bmolCu的混合粉末充分反应(忽略离子的水解),下列说法中不正确的是( )
A.当a≤2b时,发生的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+
B.当2b≤a≤4b时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为2bmol≤n(e-)≤4bmol
C.当2a=5b时,发生的总离子反应为10Fe3++4Fe+Cu===14Fe2++Cu2+
D.当2b<a<4b时,反应后的溶液中n(Fe2+)∶n(Cu2+)=
(a-2b)∶(a+b)
答案 D
解析 A项,由于还原性Fe>Cu,所以当a≤2b时(即Fe过量),发生的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,正确;B项,根据2Fe3++Fe===3Fe2+,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,反应转移电子的物质的量为2bmol≤n(e-)≤4bmol,正确;C项,
=
时,发生的离子反应为5Fe3++2Fe+
Cu===7Fe2++
Cu2+,即10Fe3++4Fe+Cu===14Fe2++Cu2+,正确;D项,
2Fe3++Fe===3Fe2+
2bb3b
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
a-2ba-2b
所以n(Fe2+)∶n(Cu2+)=(3b+a-2b)∶
=(a+b)∶
,错误。
2.已知氧化性:
Br2>Fe3+>I2,向含amolFeI2的溶液中加入含bmolBr2的溴水,充分反应。
下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性强弱:
I->Fe2+>Br-
B.当a≥b时,发生的离子反应:
2I-+Br2===I2+2Br-
C.当7a=5b时,反应后的离子浓度之比:
c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶2∶5
D.当4a=3b时,发生的离子反应:
2Fe2++6I-+4Br2===2Fe3++3I2+8Br-
答案 C
解析 依次发生的离子方程式:
Br2+2I-===I2+2Br-,Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-。
C项,当
=
时,离子方程式:
10I-+4Fe2++7Br2===5I2+4Fe3++14Br-,所以c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶4∶14。
3.(2017·杭州市萧山区命题比赛)已知氧化性:
Fe3+>H+。
向含amolHCl和amolFeCl3的混合液中加入bmolFe单质,充分反应。
下列说法不正确的是( )
A.当b≥a时,发生的离子反应为2H++2Fe3++2Fe===4Fe2++H2↑
B.当2a=3b时,发生的离子反应为2H++6Fe3++4Fe===10Fe2++H2↑
C.当0.5a<b<a时,溶液中Fe2+与H+的物质的量之比为(a+b)∶(a-b)
D.当0.5a≤b≤a时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为amol≤n(e-)≤2amol
答案 C
解析 依次发生的离子方程式:
2Fe3++Fe===3Fe2+,2H++Fe===H2↑+Fe2+。
C项,
<
<1时,
2Fe3++Fe===3Fe2+
a
a
a
Fe + 2H+===Fe2++H2↑
(b-
) 2(b-
) (b-
)
n(Fe2+)∶n(H+)=(
+b-
)∶[a-2(b-
)]=(a+b)∶(2a-2b)。
4.已知氧化性:
Br2>Fe3+>I2,向amolFeI2和amolBaCl2混合溶液中缓慢通入bmolBr2,并不断搅拌,溶液中离子的物质的量随Br2加入的变化如图所示(不考虑盐类水解、水的电离及溶液体积变化等因素)。
则下列说法不正确的是( )
A.离子的还原性:
I->Fe2+>Br-
B.四条线与溶液中离子的对应关系:
X-Fe2+、Y-I-、Z-Br-、W-Cl-
C.当4a=3b时,反应后的离子浓度之比:
c(Fe2+)∶c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶2∶8
D.当3a≤2b时,发生的离子方程式:
2Fe2++4I-+3Br2===2Fe3++2I2+6Br-
答案 B
解析 依次发生的离子方程式:
Br2+2I-===I2+2Br-,Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-。
Z代表Br-,X代表I-,Y代表Fe2+,W代表Cl-