2022届高考化学一轮复习2.3氧化还原反应课件

第3讲　氧化还原反应 [考纲要求]1．了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.了解常见的氧化还原反应。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。4.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。 考点一氧化还原反应基本概念 1知识梳理1.氧化还原反应（1）本质和特征电子转移(得失或偏移)元素的化合价发生变化 （2）相关概念及其关系失去还原氧化氧化氧化还原还原得到 （3）氧化还原反应中电子转移的表示方法①双线桥法请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：______________________________________________。 ②单线桥法请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：_______________________________________________。 [思考]反应Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，氧化剂是，还原剂是，氧化产物是。生成1molSO2时转移电子数目为2NA，被还原的H2SO4的物质的量是，浓硫酸表现的性质是和。浓H2SO4CuCuSO41mol酸性强氧化性 2．常见的氧化剂和还原剂（1）常见氧化剂常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：Cl－SO2NO或NO2Mn2＋Fe2＋或Fe （2）常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如：Zn2＋H＋CO2Fe3＋SI2 FeSH2OFe3＋O2还原氧化 [判断]（正确的打“√”，错误的打“×”）（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）某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化（　　）（3）非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性（　　）（4）H2O作为还原剂时，产物中一般有O2生成（　　）（5）氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂（　　）（6）强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应（　　）（7）阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性（　　）（8）元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼（　　）（9）难失电子的物质一定易得电子（　　）×××√×√××× [提醒]氧化还原反应与四种基本类型的关系 2对点速练练点一氧化还原反应基础判断1．下列应用不涉及氧化还原反应的是（　　）A．酸雨的形成B．根瘤菌固氮C．氨碱法制纯碱D．电池放电解析：有电子转移的反应是氧化还原反应，酸雨的形成是燃烧含硫、氮化合物引起的，是氧化还原反应；根瘤菌固氮是将氮气转化为化合态的氮；电池放电是氧化还原反应；氨碱法制纯碱的反应是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，选C。答案：C 2．下列物质在生活中应用时，起还原作用的是（　　）A．明矾作净水剂B．甘油作护肤保湿剂C．漂粉精作消毒剂D．铁粉作食品袋内的脱氧剂解析：A项，明矾作净水剂是因为它溶于水生成的Al(OH)3胶体具有较大的表面积，能够吸附水中的悬浮物而沉降，错误；B项，甘油作护肤保湿剂是因为它具有吸湿性，错误；C项，漂粉精作消毒剂是因为它具有强氧化性，能够杀死水中的细菌和病毒，错误；D项，铁粉作食品袋中的脱氧剂是因为铁粉具有还原性，能够和氧气发生反应，降低食品袋中的氧气浓度，正确。答案：D 3．氢化钙（CaH2）可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑，下列说法不正确的是（　　）A．CaH2既是还原剂，又是氧化剂B．H2既是氧化产物，又是还原产物C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂D．氧化产物与还原产物的质量比为1∶1解析：该反应中，CaH2中H元素由－1价变为0价，H2O中H元素由＋1价变为0价，则CaH2是还原剂，H2O是氧化剂，H2既是氧化产物，又是还原产物。答案：A 4．赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：Cu2S＋2Cu2O6Cu＋SO2↑，下列关于该反应的说法中，正确的是（　　）A．该反应的氧化剂只有Cu2OB．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂C．Cu既是氧化产物又是还原产物D．每生成19.2gCu，反应中转移0.6mol电子答案：B 解析：Cu2S、Cu2O中Cu均显＋1价，S、O均显－2价，利用双线桥法分析有：Cu2S既是氧化剂又是还原剂，Cu2O只作氧化剂。Cu是还原产物，SO2是氧化产物。每生成0.3molCu，反应中转移0.3mol电子。 练点二电子转移方向和数目的分析5．判断下列化学方程式中电子转移方向、数目表示的正误。×××√ 6．H2O2在Fe2（SO4）3催化下发生分解反应，写出H2O2分解反应方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目：。 练后归纳1.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。2．根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl（浓）＋NaClO3===NaCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。3．近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断： 考点二氧化还原反应规律 1知识梳理1.守恒规律化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相等，电子得失总数相等。2．强弱规律自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂制弱氧化剂，强还原剂制弱还原剂，即“强制弱”。氧化剂＋还原剂―→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。>> 3．先后规律在浓度相差不大的溶液中：（1）同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。（2）同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再与Cu2＋反应，最后与H＋反应。 4．价态规律（1）元素处于最高价，只有，如Fe3＋、Ag＋等；元素处于最低价，只有，如S2－、I－等；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、Cl2等。（2）归中反应规律不同价态的同种元素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”。如在反应KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化产物是，还原产物是，1molKClO3反应时转移电子数是。氧化性还原性Cl2Cl25NA （3）歧化反应规律“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。1molCl2反应时转移电子数为。NA ＋6氧化5Fe(OH)3胶体 √√√×√√ 2对点速练练点一氧化还原反应规律性判断1．已知有如下三个氧化还原反应：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I22FeCl2＋Cl2===2FeCl32KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O若某溶液中Fe2＋和I－共存，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的试剂是（　　）A．Cl2B．KMnO4C．FeCl3D．HCl答案：C 2．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＋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。答案：D 3．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＋4FeI3B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2解析：氧化还原反应发生的条件是强氧化剂＋强还原剂＝弱还原剂＋弱氧化剂。由于Fe3＋氧化性强于I2，所以FeI3不存在，A中反应不可能发生；B、C、D中反应符合氧化还原反应规律，所以可以发生。例如n(Cl2)∶n(FeI2)＝1∶1时即发生B项的反应。答案：A 练后归纳假设法判断氧化还原反应能否进行已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。先假设反应成立然后根据氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性，还原剂的还原性>还原产物的还原性的规律，列出假设反应中的上述关系结合题干条件判断该结论是否符合事实，符合事实，则反应成立；反之，则不成立 练点二氧化还原反应规律性计算4．氮氧化铝（AlON）是一种透明高硬度防弹材料，可以由反应Al2O3＋C＋N22AlON＋CO合成，下列有关说法正确的是（　　）A．氮氧化铝中氮的化合价是－3价B．反应中每生成5.7gAlON的同时生成1.12LCOC．反应中氮气作氧化剂D．反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是2∶1解析：A项，AlON中铝显＋3价，氧显－2价，则氮显－1价，错误；B项，没有指明温度和压强，不能计算出生成物CO的体积，错误；C项，反应后氮元素的化合价降低，N2作氧化剂，正确；D项，AlON为还原产物，CO为氧化产物，两者物质的量之比为1∶2，错误。答案：C 5．过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解放出氧气的反应机理如下：①MnO2＋H2O2＋2H＋===Mn2＋＋O2↑＋2H2O；②Mn2＋＋H2O2===MnO2＋2H＋。下列说法正确的是（　　）A．H2O2在①中是氧化剂，在②中是还原剂B．Mn2＋在①中是还原产物，在②中是氧化产物C．在①中每生成1molO2，转移的电子数为2.408×1024D．在MnO2催化作用下1molH2O2分解生成0.5molO2答案：D 解析：H2O2在①中是还原剂，在②中是氧化剂，A项错误。Mn2＋在①中是还原产物，在②中是还原剂，B项错误。①中氧元素由－1价变为0价，生成1molO2时转移2mol电子，即1.204×1024个电子，C项错误。由①、②可得总反应为2H2O22H2O＋O2↑，故1molH2O2分解生成0.5molO2，D项正确。 答案：C 练后归纳守恒法解题的“3步流程” 411123832451333321610258 8．逆向配平类型训练（1）S＋KOH===K2S＋K2SO3＋H2O（2）P4＋KOH＋H2O===K3PO4＋PH3↑3621329335 324OH－325256H＋25831018H2O1012 方法总结氧化还原方程式配平的一般步骤 练点四信息型氧化还原反应方程式的配平10．按要求书写方程式：（1）H3PO2的工业制法是：将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式：__________________________________________________。（2）①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为_________________________________。②PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_______________________________________。6H2O＋2P4＋3Ba(OH)2===2PH3↑＋3Ba(H2PO2)2PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O2Ag＋＋ClO－＋2OH－===Ag2O2↓＋Cl－＋H2O （5）生产硫化钠大多采用无水芒硝（Na2SO4）—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：__________________________________。（6）KMnO4的氧化性随pH的减小而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋；在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2。三氯乙烯（C2HCl3）是地下水有机污染物的主要成分，研究显示在地下水中加入KMnO4溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出反应的化学方程式____________________________________。3Na2SO4＋8C3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2＋HCl 11．以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2，还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下：(1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，写出Al2O3溶解的离子方程式______________________________。Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)证明酸浸后溶液中存在Fe3＋的方法是：取酸浸后的溶液少许置于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，溶液变为红色；再慢慢滴入过量的H2O2溶液，溶液的红色先变深，之后红色逐渐褪去，继续滴加会有气泡逸出，该气体会使带火星的木条复燃。①红色变深的原因是(用离子方程式表示)：________________________________________________；②溶液红色褪去是由于过氧化氢氧化了硫氰根离子，已知双氧水氧化SCN－生成N2、CO2和SO2－4，写出该反应的离子方程式：_______________________________________________；③有气体逸出，说明Fe3＋对H2O2的分解有催化作用，写出催化过程第一步反应的离子方程式___________________________。2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)32Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋ 解析：(2)①溶液呈红色，是因为发生了Fe3＋＋3SCN－⇌Fe(SCN)3，红色变深，说明c(Fe3＋)增大，发生了Fe2＋→Fe3＋，故反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。②得2e－，失11e－，由电子守恒、电荷守恒即可配平。③催化作用中Fe3＋一定要参与反应，故Fe3＋在第一步反应中应作氧化剂，发生2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋；第二步重新生成Fe3＋，发生2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。 练后归纳信息型氧化还原反应方程式的配平书写步骤 本讲真题研练1．[2019·北京卷，10]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()解析：A项，用Fe粉除去FeCl2溶液中的Fe3＋时，发生了氧化还原反应；C项，除去Cl2中的HCl杂质一般用饱和食盐水，用水除会损失部分Cl2，同时Cl2与H2O的反应是氧化还原反应；D项，NO2和H2O的反应属于氧化还原反应。答案：B 2.[2019·浙江4月选考，6]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∶3B．8∶3C．6∶3D．3∶2解析：该氧化还原反应用双线桥法表示为可知实际升价的N原子为2个，所以2个NH3被氧化，同时Cl2全部被还原，观察计量数，Cl2为3个，因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为2∶3。答案：A 3．[2018·北京卷，9]下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是()答案：C 解析：NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，发生反应：2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，生成白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，后一过程发生了氧化还原反应，A项不符合题意；氯水中含有HCl和HClO，溶液呈酸性，能使石蕊溶液变红，次氯酸具有强氧化性，能将红色物质氧化，溶液红色褪去，该过程发生了氧化还原反应，B项不符合题意；Na2S溶液滴入AgCl溶液中，发生了沉淀的转化：Na2S＋2AgCl⇌Ag2S＋2NaCl，此过程中不涉及氧化还原反应，C项符合题意；将铜丝插入稀硝酸中，发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成无色气体NO，但NO能与空气中的氧气发生反应：2NO＋O2===2NO2，这两步反应都是氧化还原反应，D项不符合题意。 4.[2017·北京卷，8]下列变化中，气体被还原的是()A．二氧化碳使Na2O2固体变白B．氯气使KBr溶液变黄C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀解析：A.二氧化碳使Na2O2固体变白，发生反应2CO2＋2Na2O2===O2＋2Na2CO3，CO2中各元素的化合价没有发生改变；B.氯气使KBr溶液变黄，发生反应2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2，Cl2中氯元素化合价降低，被还原，符合题意；C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色，是乙烯与溴发生了加成反应；D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝，化合价没有改变。答案：B 5．[2017·天津卷，3]下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能解析：A项，硅太阳能电池工作时，发生光电效应，使光能转化成电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，正极和负极分别发生还原反应和氧化反应，使化学能转化成电能；C项，电解质溶液导电时，阴极和阳极分别发生还原反应和氧化反应，使电能转化成化学能；D项，葡萄糖在酶的作用下发生氧化还原反应等一系列反应的同时为人类生命活动提供能量，使化学能转化成热能。答案：A 6．[2017·北京卷，27]SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_______________________________________。②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：_____________________________________________。 ③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_________________________________________________。④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60g·mol－1)含量的方法如下：取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol·L－1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用V2mLc2mol·L－1NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4 (2)NSR(NOx储存还原)工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。 ①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是________。③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：____________BaO8∶1415NO＋4NH3＋3O246 解析：(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒写出化学方程式：CO(NH2)2＋H2O2NH3↑＋CO2↑。②由SCR工作原理图可知，反应器中NH3还原NO2生成N2和H2O，结合得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式：8NH3＋6NO27N2＋12H2O。③燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，结合得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式：2SO2＋O2＋2H2O＋4NH3===2(NH4)2SO4。 您好，谢谢观看！ (2)①由图a可知，NOx储存过程中，NO和O2在Pt催化下生成NO2，并被BaO吸收生成Ba(NO3)2而被储存，Ba(NO3)2再被还原为N2，故储存NOx的物质是BaO。②第一步反应为H2与Ba(NO3)2反应生成NH3，1molBa(NO3)2被还原生成2molNH3，转移电子的物质的量为2×[5―(―3)]mol＝16mol。根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，参加反应的H2的物质的量为16mol×1/2＝8mol，故消耗H2和Ba(NO3)2的物质的量之比为8mol∶1mol＝8∶1。③已知反应物中有15NO、NH3和O2，产物中有15NNO和H2O，结合得失电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式：3O2＋415NO＋4NH3415NNO＋6H2O。