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中学化学

 
 
 

日志

 
 

2010年高考新课标人教版化学第一轮复习教案(3)  

2009-07-14 16:25:27|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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氧化还原反应

Ⅰ.课标要求

1.   掌握氧化剂和还原剂、氧化反应和还原反应等基本概念。

2.   掌握重要的氧化剂、还原剂之间的常见反应。

3.   综合运用化合价和电子转移的观点,判断氧化还原反应中电子转移的方向与数目,并能进行一些简单的计算。

4.   运用化合价升降关系配平一些简单的氧化还原反应。

5.   能够依据一些条件,判断物质氧化性、还原性的强弱。

.考纲要求

了解氧化还原反应的本质是电子的转移。了解常见的氧化还原反应。

Ⅲ.教材精讲

一.化学反应的分类

1.根据反应物和生成物类别以及反应前后物质种类的多少,可把化学反应分为:

无机化学方面:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。

有机化学方面:取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应。

2.根据反应中物质是否得失电子,可把化学反应分为:

氧化还原反应和非氧化还原反应。

3.依据是否有离子参加或生成,可把化学反应分为:

离子反应和非离子反应

二.氧化还原反应

1.氧化还原反应:在反应中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。

2.特征:反应前后元素的化合价发生了变化(外在表现)。

3.本质:反应中有电子转移(内在实质)。

三.氧化还原反应的一些重要概念

1.氧化反应与还原反应

①氧化反应:反应物所含元素化合价升高(失去电子)的反应。

②还原反应:反应物所含元素化合价降低(得到电子)的反应。

2、氧化剂与还原剂

①氧化剂:所含元素的化合价降低(得到电子)的反应物。

②还原剂:所含元素的化合价升高(失去电子)的反应物。

小结:

 

 

 

四.中学阶段常见的氧化剂与还原剂小结

1.氧化剂:

①活泼的非金属单质:如F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3

②元素处于高价态的化合物:KClO3、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、浓H2SO4

③高价态的金属阳离子:Fe3+、Ag+、Cu2+

④其它:HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2、NO2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2 。

2.还原剂:

①金属单质:K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Zn等;

②某些非金属单质:H2、C、Si等;

③元素处于低价态的化合物:CO、SO2、HCl、HBr、HI、H2S、Na2SO3、FeSO4、Fe(OH)2 

五.氧化性还原性强弱的比较

1.氧化性还原性与化合价的关系:

元素处于最高价态时,只有氧化性;

元素处于最低价态时,只有还原性;

元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。

2.依据反应方程式比较氧化性还原性强弱:

氧化剂 + 还原剂 → 还原产物 + 氧化产物

则:氧化性: 氧化剂>氧化产物

    还原性:还原剂>还原产物

如: Cl2 + 2Fe2+ = 2Cl +2Fe3+

则:氧化性: Cl2 >Fe3+;还原性:Fe2+>Cl

3.依据一些规律判断氧化性还原性的强弱

如:

①金属活动性顺序

K  Ca  Na Mg  Al  Zn Fe  Sn  Pb H  Cu  Hg Ag  Pt  Au

                  还 原 性 逐 渐 减 弱

 K+ Ca2+  Na+ Mg2+  Al3+ Zn2+  Fe2+ Sn2+  Pb2+ H+  Cu2+ Hg2+  Ag+

                  氧 化 性 逐 渐 增 强

②周期律

               F2  Cl2  Br2  I2

                氧化性逐渐减弱

               F Cl  Br  I

                还原性逐渐增强

六.氧化还原反应中量的关系

氧化剂得到的电子数 = 还原剂失去的电子数

七.探究铁及化合物的氧化性还原性

1、预测与假设

(1)只有氧化性的物质:Fe3+处于最高价态,只有氧化性。

(2)只有还原性的物质:Fe处于最低价态,只有还原性。

(3)既有氧化性又有还原性的物质:Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性。

2、实验方案

(1)证明Fe3+只有氧化性,需加入还原剂:如铁粉、铜粉等与之反应,以证明其氧化性,加入氯水等氧化性的物质后不反应,说明其无还原性。相关反应的离子方程式为:

2Fe3+  + Fe  =3Fe2+ 、2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ +Cu2+

(2)证明Fe只有还原性,需加入氧化剂:如FeCl3溶液、稀酸等与之反应,以证明其还原性。相关反应的离子方程式为:2Fe3+  + Fe  =3Fe2+ 、 Fe + 2H+ = Fe2+ +H2

(3)证明Fe2+有氧化性,需加入还原剂,如锌粉与之反应,以证明其有还原性。加入氧化剂,如氯水、稀硝酸等与之反应,以证明其还原性。相关反应的离子方程式为:

Fe2+ + Zn = Fe + Zn2+ 、2Fe2+ +Cl2 = 2Fe3+ +2Cl、3Fe2+ +NO3+4H+ =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O

 

Ⅳ、典型例题

【例1】下列叙述中正确的是 (  D  )

A、含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性

B、阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性

C、失电子越多,还原性越强

D、强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应

【点评】本题涉及了氧化还原反应常见的基本概念方面的最易出错的问题。解题时,可以通过举例的方式判断其正误。对于A,例如:NaCl中钠元素处于最高价,但并没有强氧化性,再如H3PO4中,磷元素处于最高价,而磷酸是非氧化性的酸,没有强氧化性。对于B,例如:Fe2+为阳离式,就具有还原性,MnO4为阴离子,就具有氧化性。对于C,氧化性还原性的强弱与物质得失电子的难易程度有关,而与得失电子的多少无关。如金属Na比Al活泼,但Na-e= Na+ ,Al—3e =Al3+。对于D,一般情况下,强氧化剂与强还原剂之间相遇即可发生氧化还原反应,但有时还要满足一定的条件,否则就不能发生反应,如浓硫酸具有强氧化性,二氧化硫具有强还原性,但两者之间就不能发生反应,原因是两者之间无中间价态。

例2.常温下,下列三个反应都能发生:

X2+2W2+ = 2X + 2W3+、Z2 + 2X = 2Z + X2、2W3+ +2Y = 2W2+ +Y2

则在相同条件下,下列三个化学反应中可能发生的是 (  )

①    Y2 + 2X=2Y+X2  ②Z2+ 2Y =2Z + Y ③ 2W3++ 2Z = 2W2+ + Z2

 A、只有①   B、只有②    C、①和②       D、②和③

【解析】该题可以从题上所给的三个可以发生的反应,判断出三个反应中氧化剂和还原剂的强弱关系,然后利用强氧化剂可以与强还原剂(两强联合)反应的规律,即可判断所给的反应能否发生反应。该题实际上是考察利用方程式判断氧化性还原性强弱的一个问题。依据题上所给的三个反应可得:

氧化性:Z2 >X2>W3+>Y2

还原性:Z<X<W2+<Y  则反应②可以发生。

例3.在反应3BrF3 + 5H2O = HBrO3 +Br2 +9HF +O2↑中,若有5molH2O做还原剂,被水还原的BrF3的物质的量为多少?

【解析】该题中反应物都有多种角色,BrF3既是氧化剂又是还原剂,H2O部分是还原剂,还有部分未发生氧化还原。但只要抓住“得失电子相等”的关系,5molH2O做还原剂可失2×5mole,BrF3做氧化剂时,1摩可得3mole,设被还原的BrF3为x,则:3x= 10mol , x =mol。此题中5molH2O中的“5”与方程式中的“5”没有什么关系,不要被其迷惑。答案为B。

 

.跟踪练习

一.选择题(下列各题均只有一个合理答案,请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内,填在其它地方无效)

1.人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有

A、酸性     B、碱性     C、氧化性       D、还原性

2.下列说法中错误的是

A、凡是氧化还原反应,都不可能是复分解反应         B、化合反应不可能是氧化还原反应

C、置换反应一定是氧化还原反应                                 D、分解反应可能是氧化还原反应

3.过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。对于下列涉及H2O2的反应(未配平),H2O2仅体现氧化性的反应是

A、Na2O2 + HCl → NaCl +H2O2                                                       B、Ag2O + H2O2 → Ag + O2+ H2O

C、H2O2 → H2O +O2                                                                                   D、H2O2 +Cr2(SO4)3 +KOH →K2CrO4 + K2SO4 +H2O

4.某种飞船是以N2H4和N2O4为动力源,反应式为:2N2H4+ N2O4 = 3 N2 + 4H2O,反应温度可高达2700℃,对于该反应,下列正确的说法是

A、该反应属于置换反应              B、N2H4是氧化剂

C、N2O4是还原剂                    D、N2既是氧化产物又是还原产物

5.有M、N、P、E四种元素,有下列实验事实:

(1)M + N2+ = M2+ + N (在溶液中反应)

(2)P + 2H2O(冷) = P(OH)2 +H2

(3)N和E相连放入E的硫酸盐溶液中,电极反应式为:

E2+ +2 e → E、   N—2e→ N2+

根据以上事实,试判断它们还原性由强到弱的顺序正确的是

A、M N PE        B、M N EP         C、E P MN          D、P M N E

.选择题(下列各题可能有12个合理答案)

6.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的是

A、3Cl2 + 6FeI2  =2FeCl3 + 4FeI3

B、Cl2 + FeI2 = FeCl2 +I2

C、Co2O3 +6HCl = 2CoCl2+  Cl2↑ + 3H2O

D、2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ +I2

7.氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:

          Al2O3 +  N2+3C       2AlN + 3CO

下列叙述正确的是

A、在氮化铝的合成反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂

B、上述反应中每生成1摩氮化铝, N2得到3mol电子

C、氮化铝中氮元素的化合价为—3价

D、氮化铝晶体属于分子晶体

8.ClO2是一种消毒杀菌剂,实验室可通过下列反应制得ClO2

2KClO3 + H2C2O4+H2SO4 =2ClO2↑+K2SO4 +2CO2↑+2H2O

下列说法正确的是

A、KClO3在反应中得到电子                       B、ClO2是氧化产物

C、H2C2O4在反应中被氧化                          D、1molKClO3参加反应,有2mol电子转移

9.Na2O2、CaC2、CaH2、Mg3N2都能与水反应,且反应中都有气体放出。下列说法正确的是

A、都属于氧化还原反应

B、CaC2、Mg3N2与水的反应属于复分解反应

C、Na2O2、CaH2与水反应时水作氧化剂

D、CaH2与水发生氧化还原反应产生H2,H2既是氧化产物又是还原产物

10.在一定条件下,RO3n-与氟气可发生如下反应:

RO3n- +  F2 +2OH = RO4- + 2F +H2O

从而可知在RO3n-中,元素R的化合价是

A、+4         B、+5          C、+6            D、+7

11.将一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250mL、1.8mol/L的HNO3溶液中,当固体混合物完全溶解后,在标准状况下生成1.12LNO(HNO3的还原产物仅此一种),再向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,若要使铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液体积最少应为

         A.300mL               B.400mL                C.450mL                     D.500mL

12.(广东06高考)下列离子方程式正确的是

A.Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O

B.F2与NaOH溶液反应:F2+4OH-==2F-+O2+2H2O                                  

C.AgNO3溶液中加入过量氨水:Ag++2NH3·H2O==Ag(NH3)2++2H2O

D.Fe3O4与稀HNO3反应:Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O                       

13.(广东06高考)下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关系为1∶2的是

  A.O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2

 B.2CH3COOH+Ca(ClO)2==2HClO+Ca(CH3COO)2

 C.I2+2NaClO3==2NaIO3+Cl2

 D.4HCl+MnO2==MnCl2+Cl2↑+2H2O                  

14.(上海06高考)将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是

A.反应速率:两者相同                                         B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少

C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深          D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少

15.(上海06高考)已知某溶液中存在较多的H、SO42、NO3,则溶液中还可能大量存在的离子组是

   A.A13、CH3COO、C1            B.Na+、NH4+、C1

   C.Mg2+、C1、Fe2+                           D. Mg2+、Ba2+、Br

 

.填空题

16.将几滴KSCN溶液(SCN是“类卤离子”)加入酸性Fe3+溶液中,溶液立即变成红色,将此红色溶液分为两份,一份中加入KMnO4溶液,红色褪去;向另一份红色溶液中通入SO2红色也消失,再滴加KMnO4溶液,其紫色也褪去,试解释以上画线四部分颜色变化的原因,并写出有关反应的离子方程式:

                                                                        

                                                                        

                                                                        

                                                                          

 

 

参考答案:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

D

B

D

D

D

A

BC

AC

BD

B

11

12

13

14

15

 

 

 

 

 

B

AC

AD

B

B

 

 

 

 

 

 

16、①Fe3++nSCN[Fe(SCN)n]3—n,生成的[Fe(SCN)n]3—n为红色

②2MnO4+10SCN+16H+=2Mn2++5(SCN)2+8H2O,由于SCN被氧化为(SCN)2,使①中的平衡向左移动,故红色褪去。

③2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++,由于Fe3+被还原为Fe2+,使①中平衡左移,故红色褪去。

④MnO4 + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,Fe2+将MnO4还原,故紫色褪去。

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