专题四、物质分类及氧化还原反应（冲刺2020高考化学---复习精品）

专题四、物质的分类和氧化还原反应 命题方向点播：氧化还原反应在历年高考中主要以方程式配平、氧化剂和还原剂的判 断、电化学部分电极反应式书写、综合题型中转移电子的计算等题型出现。同学们在 复习中，基础知识的掌握尤为重要。 基础知识回顾 一、简单分类法及其应用 1、分类方法：①交叉分类法：②树状分类法： 元素的分类：金属和非金属 化合物分类：有机物和无机物 氧化物： 酸性氧化物：与碱反应生成盐和水SiO2、SO2、CO2、SO3、N2O5、(多数为非金属氧化 物） 碱性氧化物：与酸反应生成盐和水 Fe2O3、CuO 、 MgO (多数为金属氧化物） 两性氧化物：与酸、碱反应生成盐和水 Al2O3、ZnO 不成盐氧化物： NO2、NO、CO、(盐中的N的化合价无+2、+3、C无+2） 2、物质的化学变化分类： 物质之间可以发生各种各样的化学变化，依据一定的标准可以对化学变化进行分类。 （1）根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为 （化学反应的四大基本反应类型）： A、化合反应（A+B=AB）： 如：2SO2+ O2 2SO3 B、分解反应（AB=A+B）；2NaHCO3 Na2CO3 +CO2↑+ H2O C、置换反应（A+BC=AC+B）；Cl2 +2KI ＝2KCl+I2 D、复分解反应（AB+CD=AD+CB） 2NH4Cl＋Ca(OH)2 ＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O （2）根据反应中是否有离子参加（电解质在水溶液中）可将反应分为： A、离子反应：有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还 原反应。如：Cl2＋H2O = HCl＋HClO B、分子反应（非离子反应） 如：2Fe＋3Cl2 2FeCl3 （3）根据反应中是否有电子得失或偏移，可将反应分为： A、氧化还原反应：反应中有电子转移（得失或偏移）的反应，反应前后元素化合价 有变化。如：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ B、非氧化还原反应： 如：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O （4）根据反应中是否有热量放出或吸收，可将反应分为： A、放热反应：3Fe＋2O2 Fe3O4 B、吸热反应：C+CO2 2CO 二、分散系及其分类 1、分散系： （1）概念：把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。 （2）分散质：被分散的物质称作分散质（可以是气体、液体、固体）， （3）分散剂：起容纳分散质作用的物质称作分散剂（气体、液体、固体）。 （4）9种分散系：（右图） 2、溶液、胶体、浊液三种分散系的比较 当水或液体是分散剂时，可以按着分散质粒子的大小将分散系分为：溶液、胶体 和浊液。 溶液、胶体、浊液三种分散系的比较表 分散质粒子 大小 nm 外观特征 能否通过 滤纸 丁达尔 效应 实例 溶液 小于1 均匀、透明、稳定 能 没有 NaCl、蔗糖 溶液 胶体 在1-100 之间 均匀、有的透明、较稳 定（介稳体系） 能 有 Fe(OH)3胶 体 浊液 大于100 不均匀、不透明、不稳 定 不能 没有 泥水 3、丁达尔效应：当光束通过胶体时，由于胶体粒子对光线散射形成的光亮“通路”的 现象。丁达尔效应是区分胶体和溶液的一种常见物理方法。 4、胶体： （1）胶体的性质：丁达尔现象、布朗运动、电泳、聚沉 （2）胶体提纯：渗析（胶体微粒不能透过半透膜） （3）Fe(OH)3胶体制备的方法：取烧杯，加入20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后逐滴 加入饱和FeCl3溶液1-2mL；继续煮沸至溶液呈红褐色；观察所得红褐 色液体Fe(OH)3胶体。 （4）Fe(OH)3胶体制备方程式： FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体) +3HCl （5）胶体凝聚的条件：加热、加电解质、加相反电性的胶体 （6）判断胶体最简单的方法：丁达尔现象 三、氧化还原反应 1、氧化还原反应的概念：凡是有元素化合价升降的化学反应，都是氧化还原反应。 2、氧化还原反应的实质：有电子转移（得失或偏移）  氧化还原反应的概念的发展历程：得 氧 失 氧 的 观 点 （狭义） 化合价升降观点（广 义） 电子转移观点（本质） 氧化反应 得氧的反应 化合价升高的反应 失去（或偏离）电子的反应 还原反应 失氧的反应 化合价降低的反应 得到（或偏向）电子的反应 氧 化 还 原 反应 有氧得失的反应 有化合价升降的反应 有电子转移（得失或偏移） 的反应 3、氧化还原反应的表现和实质及其氧化还原性如下： 反应的表现 反应的实质 氧化剂/还原剂 氧化反应 被氧化的元素化 合价升高 被氧化的元素失去电 子（或偏离） 还原剂（有还原性） 还原反应 被还原的元素化 合价降低 被还原的元素获得电 子（或偏向） 氧化剂（有氧化性） 氧 化 还 原 反应 有化合价升降 电子转移（得失或偏 移） 四、氧化剂和还原剂 氧化剂和还原剂作为反应物共同参加氧化还原反应。反应过程中，电子从还原剂 转移到氧化剂。 1、氧化剂是得到电子（或电子对偏向）的物质，反应时，所含元素的化合价降低。 氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原。 2、还原剂是失去电子（或电子对偏离）的物质，反应时，所含元素的化合价升高。 还原剂具有还原性，反应时本身被氧化。 常用作氧化剂的物质 O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等 常用作氧化剂的物质 Al、Zn、Fe、C、H2、CO等 3、氧化还原反应与四大基本反应之间的关系：化合反应 分解反应 不一定是氧化还原反应，一般有单质参加的化合反应或 有单质生成的分解反应才属氧化还原反应 置换反应 一定是氧化还原反应 复分解反应 一定不是氧化还原反应 备战 2020 高考化学一轮基础知识点复习 专题训练四、物质分类及氧化还原反应 考点 1 物质分类 1.（2019 全国Ι理综，7，6 分） 陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、 性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是 A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 2.（2019 全国Ⅱ理综，7，6 分） “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李 商隐的著名诗句,下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是 A.蚕丝的主要成分是蛋白质 B.蚕丝属于天然高分子材料 C.“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应 D.古代的蜡是高级脂肪酸酯,属于高分子聚合物 3. （2019 全国Ⅲ理综，7，6 分）化学与生活密切相关。下列叙述错误的是 A.高纯硅可用于制作光感电池 B.铝合金大量用于高铁建设 考点 2 氧化还原反应的有关概念 1.（2019 浙江调研）反应 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,被氧化的 NH3 与被还原的 Cl2 的物 质的量之比为A.2∶3 B.8∶3 C.6∶3 D.3∶2  2.（2019 北京理综，10,6 分）下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应 的是 3、 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 4.48 L HF，则转移 0.8 mol 电子 D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1∶4 4、(双选)已知：SO2－3 ＋I2＋H2O===SO2－4 ＋2I－＋2H＋。某溶液中可能含有 Na＋、NH＋4 、 Fe2＋、K＋、I－、SO2－3 、SO2－4 ，且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴 加少量溴水，溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是(　　) A．肯定不含 I－ B．肯定不含 SO2－4 C．肯定含有 SO2－3 D．肯定含有 NH＋4 5、 联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回 答下列问题： (1)联氨分子的电子式为______________，其中氮的化合价为________。 (2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为 ________________________________。(3)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝－1048.9 kJ·mol－1 上述反应热效应之间的关系式为 ΔH4＝____________； 联氨和 N2O4 可作为火箭推进剂的主要原因为 ______________________________________________________。 (4)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常 数值为_______________(已知：N2H4＋H＋===N2H ＋5 的 K＝8.7×107；KW＝1.0×10－ 14)。 联 氨 与 硫 酸 形 成 的 酸 式 盐 的 化 学 式 为 ____________________________________________。 (5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量 AgBr 的试管中加入联氨溶液，观察到的 现象是______________________________________________。联氨可用于处理高 压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上 1 kg 的联氨可除去水中溶解的 O2________kg ； 与 使 用 Na2SO3 处 理 水 中 溶 解 的 O2 相 比 ， 联 氨 的 优 点 是 ________________________________________________________________。参考答案 考点 1 1. A 本题考查物质组成、性质与用途，考查的核心素养是科学态度与社会责任。“雨 过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色， A 项错误；秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B 项正确；陶瓷以黏土为 原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C 项正确；陶瓷主要 成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有耐酸碱侵 蚀、抗氧化等优点，D 项正确。 2. D 本题结合诗句考查中华传统文化中的化学知识，考查的核心素养是科学态度与社 会责任。蚕丝的主要成分是蛋白质，A 项正确；蚕丝属于天然高分子化合物，B 项正 确；“蜡炬成灰”是指蜡烛燃烧，这属于氧化反应，C 项正确。在古代蜡烛通常由动 物油脂制成，动物油脂的主要成分为高级脂肪酸酯，其不属于高分子聚合物，D 项错 误。 C.活性炭具有除异味和杀菌作用 D.碘酒可用于皮肤外用消毒 3. C 本题考查化学与生活，考查的核心素养是科学态度与社会责任。利用高纯硅的半 导体性能，可制造光感电池，A 正确；铝合金具有质地轻、强度高、抗腐蚀能力强等 特点，可用于制造高铁车厢等，B 正确；活性炭具有吸附作用，能除去异味，但没有 杀菌消毒能力，C 错误；碘酒能使蛋白质变性，可用于皮肤外用消毒，D 正确。 考点 2 1、 A 本题考查氧化还原反应中氧化剂和还原剂的判断。反应中 NH3 并没有全部被 氧化，根据生成 N2 的量可知被氧化的 NH3 的量占 NH3 总量的 1/4，被氧化的 NH3 与被还原的 Cl2 的物质的量之比为 2∶3，故选 A。  2、 B 本题考查物质除杂及氧化还原反应，考查的核心素养是科学探究与创新意识。A 项，Fe 粉将溶液中的 Fe3+转化为 Fe2+，涉及氧化还原反应；B 项，Mg2+与 NaOH 溶液反应生成 Mg(OH)2 沉淀，多余的 NaOH 用稀盐酸中和，两个反应均不涉及氧 化还原反应；C 项，Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应，不能用水除去 Cl2 中 的 HCl；D 项，NO2溶于水生成 HNO3 和 NO，涉及氧化还原反应。 3、D　[解析] 分析反应可知，H2S 中－2 价的 S 被氧化成＋6 价的 SF6，O2F2 中＋1 价的 O 被还原成 0 价的 O2，故 O2F2 是氧化剂，H2S 是还原剂，SF6 为氧化产物，O2 为还原 产物，且还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1∶4，D 项正确，A、B 项错误；C 项没 有指明标准状况，故 4.48 L 的 HF 并不一定是 0.2 mol，转移电子数也不一定是 0.8 mol ，C 项错误。 4．BC　[解析] 溶液无色，则该溶液不含 Fe2＋；向溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无 色，则溶液中一定存在 SO2－3 ；根据方程式 SO2－3 ＋I2＋H2O===SO2－4 ＋2I－＋2H＋可知， 还原性 SO2－3 ＞I－，当溶液中同时存在 SO 2－3 和 I－时，SO 2－3 先被氧化，由于溴水少 量，故无法判断溶液中是否存在 I－；溶液中所有离子物质的量浓度相等，无论是 Na ＋、NH ＋4 还是 K＋，均只带有一个单位正电荷，而 SO 2－4 带两个单位负电荷，若同时 存在 SO2－3 、SO2－4 ，则电荷无法守恒，故溶液中必定不存在 SO2－4 ；综上所述，溶液 中一定存在 SO2－3 ，一定不存在 SO 2－4 和 Fe2＋，可能存在 I－，Na＋、NH＋4 、K＋中存在 两种或三种。 5、(1) 　－2 (2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O (3)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反应放热量大、产生大量气体 (4)8.7×10－7　N2H6(HSO4)2 (5)固体逐渐变黑，并有气泡产生　1　N2H4 的用量少，不产生其他杂质(还原产物为 N2 和 H2O，而 Na2SO3 产生 Na2SO4) [解析] (1)N、H 均为非金属元素，根据各原子核最外层电子数分析可知，联氨分子含有 1 个 N—N 键、4 个 N—H 键，其电子式为 ；N2H4 是共价化合物，根据电子式可知 氮元素的化合价为－2 价，氢元素的化合价为＋1 价。 (2)由题意可知，次氯酸钠是强氧化剂，氨是还原剂，氮元素由－3 价升高到－2 价， 失去 1 个电子，生成联氨，氯元素由＋1 价降低到－1 价，得到 2 个电子，生成稳定的 氯化钠，则反应的化学方程式为 2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O。 (3)观察可知，四个热化学方程式关系式为③×2－②×2－①＝④，由盖斯定律可知 2ΔH3－2ΔH2－ΔH1＝ΔH4 ；由反应④可知，2 mol N2H4(l)和 1 mol N2O4(l)反应生成 3 mol N2(g)和 4 mol H2O(g)时，放出 1 048.9 kJ 热量，且产生 7 mol 气体，由此推断， 联氨和 N2O4 可作为火箭推进剂的主要原因是反应放热量大、产生大量气体。 (4)由题给信息可知，N2H4＋H＋N2H ＋5 的 K＝ c（N2H） c（N2H4）·c（H＋）＝8.7×107，KW＝c(H ＋)·c(OH－)＝1.0×10－14，联氨在水溶液中的第一步电离平衡为 N2H4＋H2ON2H＋5 ＋ OH － ， 其 电 离 常 数 Kb1 ＝ c（N2H） ·c（OH－） c（N2H4） ＝ c（N2H）·c（OH－）·c（H＋） c（N2H4）·c（H＋） ＝ c（N2H） c（N2H4）·c（H＋）×c(OH－)·c(H＋)＝K×KW＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7； 由题意可知，二元弱碱与硫酸中和所得正盐为 N2H6SO4，该正盐与硫酸继续反应生成的 酸式盐为 N2H6(HSO4)2。 (5)由题意可知，联氨是还原剂，AgBr 是氧化剂，两者反应时，AgBr 中银元素由＋1 价 降低到 0 价，生成的单质银或银粉覆盖在淡黄色的溴化银固体表面，联氨中氮元素由 －2 价升高到 0 价，生成氮气，反应的化学方程式为 N2H4＋4AgBr ===N2↑＋4Ag＋ 4HBr(可能还发生反应 N2H4＋HBr===N2H5Br)，因此可观察到淡黄色固体逐渐变黑，并有 气泡产生。由 N2H4＋O2===N2↑ ＋2H2O 可知，1 mol 联氨可除去 1 mol O2，又因为 M(N2H4) ＝M(O2)，m＝n·M，1 kg 联氨可除去 O2 的质量为 1 kg；用亚硫酸钠处理水中溶解氧的原理为 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4，处理等物质的量的 O2 时，消耗联氨的物质的量仅为消 耗亚硫酸钠的物质的量的一半，且联氨与氧气反应的产物为 N2 和 H2O，而亚硫酸钠与氧 气反应的产物为 Na2SO4。