2015届高考化学一轮复习考点解析学案专题2.4氧化还原反应的基本概念和规律解析版.doc

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【2015考纲解读】1.了解氧化还原反应的本质是电子转移；2.能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系；3.能用单、双线桥正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目；4.能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。【高考预测】氧化还原反应的知识，是高考重点考查的内容，涉及的题型主要有选择题、填空题。本讲编写的主要特点是：(1)突出氧化还原反应的实质和特征。(2)对“四对概念”用横向联系，纵向对比法进行辨析理解，用“串联法”掌握。(3)在电子转移的表示方法中，注重在正确计算转移电子数的基础上，帮助学生建立电子守恒的思想，为下一讲氧化还原反应方程式的配平与计算奠定基础。(4)在要点探究中，重点对“四对概念”及其关系、氧化性、还原性强弱的比较和氧化还原反应的规律及其运用进行详细讲解。配备的例题和变式题，可供老师讲解和学生消化练习使用。【2014高考在线】1．【2014年高考上海卷第2题】下列试剂不会因为空气中的氧气而变质的是A．过氧化钠B．氢硫酸C．硫酸亚铁D．苯酚2．【2014年高考山东卷第9题】等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是A．FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D、Fe3O4 3．【2014年高考上海卷第17题】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出4．【2014年高考上海卷第19题】下列反应与Na2O2＋SO2→Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是A．2Na2O2＋2CO2→2Na2CO3＋O2 B．2Na2O2＋2SO3→2Na2SO4＋O2 C．2Na2O2＋H2SO4→Na2SO4＋H2O2 D．3Na2O2＋Cr2O3→2Na2CrO4＋Na2O【重点知识梳理】一、氧化还原反应的分类1．根据反应中有无电子转移或元素化合价是否发生变化，可以把化学反应划分为氧化还原反应和非氧化还原反应。判断氧化还原反应的最佳判据是有无元素化合价的升降。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：二、氧化还原反应的概念实例：在Fe2O3＋3CO2Fe＋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。1．相关概念还原剂在反应中表现为所含元素的化合价升高，实质上失电子。还原剂具有还原性，反应时本身被氧化，发生氧化反应，得到氧化产物。氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价降低，实质上得电子。氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原，发生还原反应，得到还原产物。2.中学常见的重要氧化剂和还原剂(1)重要的氧化剂有：①活泼的非金属单质，如Cl2、Br2、O2等；②Na2O2、H2O2、浓H2SO4、HNO3、HClO、KMnO4、KClO3等；③高价金属的阳离子，如Fe3＋、Cu2＋、Ag＋等。(2)重要的还原剂有：①活泼的金属单质，如Na、Al、Zn、Fe等；②某些非金属单质，如H2、C、Si等；③非金属的气态氢化物及其阴离子，如HBr、HI、H2S、NH3、S2－、Br－、I－等；④一些元素的低价态离子，如Fe2＋、SO等。另有CO等。(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。【归纳总结】氧化还原反应的相关概念(1)在复习氧化还原反应的有关概念时，要紧紧抓住“反应前后元素化合价起变化”这一特征，沿着“化合价升高——失去电子——还原剂——氧化反应——氧化产物(或化合价降低——得到电子——氧化剂——还原反应——还原产物)”这一线索进行分析。(2)不能正确标出反应前后元素的化合价变化，是解此类题常出错的原因。(3)统一规律：氧化反应和还原反应在同一反应中同时发生，有化合价升高的元素，必有化合价降低的元素。(4)在氧化还原反应中可能有的物质既是氧化剂又是还原剂，也有的物质既不是氧化剂也不是还原剂。三、氧化还原反应的表示方法(1)双线桥：表明同一元素在反应前后的电子得失情况，线桥跨越“等号”，电子得失总数相等。例如：CuO＋H2Cu得2e－＋H2失2e－O(2)单线桥：表明电子转移的方向和数目，线桥只标在反应物一边，并且是从被氧化(失电子、化合价升高)的元素指向被还原(得电子、化合价降低)的元素，而且电子总数前不得写“得”或“失”等字。例如：CuO＋H22e－Cu＋H2O以上两种方法都必须注意：箭头和箭尾要对准化合价发生变化的元素，而且注意还原剂失去电子总数和氧化剂得到电子总数相等。难点是转移电子数的计算。四、氧化还原反应的有关规律1．守恒规律氧化还原反应中还原剂失去的电子总数等于氧化剂得到的电子总数，即得失电子守恒。它具体表现为还原剂中元素化合价升高总数等于氧化剂中元素化合价降低总数。同时，生成氧化产物失去的电子总数与生成还原产物得到的电子总数也相等。该规律主要用于有关氧化还原反应的计算与配平。2．强换弱规律对于反应：氧化剂＋还原剂===氧化产物(弱氧化剂)＋还原产物(弱还原剂)，其中，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物。在能够发生的氧化还原反应里，总是强氧化剂将弱氧化剂“置换”出来；强还原剂将弱还原剂“置换”出来。反之，反应不能发生。该规律主要用于：①比较粒子的氧化性、还原性的强弱；②氧化还原反应能否发生的判断；③在适宜条件下用氧化性强的物质制备氧化性弱的物质或者用还原性强的物质制备还原性弱的物质等。3．价态规律(1)高氧低还中两全：元素为最低价态时，只具有还原性，如I－，S2－等；元素为最高价态时，只具有氧化性，如Fe3＋，H＋等；元素处于中间价态时，既具有氧化性，又具有还原性，如Fe2＋等。(2)不交叉规律：在同一反应中，同种元素不同价态间的氧化还原反应进行时，其产物的价态既不相互交换，也不交错。4．优先反应规律当有多种氧化剂或多种还原剂时，氧化性越强的氧化剂或还原性越强的还原剂越优先反应，即“强者优先”。该规律是用于判断反应先后顺序的规律之一。【高频考点突破】考点一、对氧化还原反应概念的考查1．正确判断物质中各元素(特别是变价元素)的化合价是判断有关概念的前提，其基本方法是：先标出熟悉元素的化合价，再根据化合价的代数和为零的原理求其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价歌诀来记忆：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。2．氧化还原反应中各概念间的关系记忆方法：“氧降得还”(即：氧化剂→价降低→得电子→被还原→发生还原反应→对应还原产物)或“还升失氧”，记住任意“四”个字都行。3．含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性。例如：氧化性HClO4<HClO3<HClO2<HClO，H3PO4中＋5价的P无强氧化性。4．有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的转化。5．某一元素的原子在反应中得到电子或失去电子越多，其氧化性或还原性不一定越强，例如：Mg、Al分别与HCl及盐反应，Mg失2e－，Al失3e－，但还原性Mg强于Al。6．得到电子难的元素，失去电子不一定容易。例如：第ⅣA的C，既难得到电子，又难失去电子，与其他原子易以共价键结合。再如稀有气体元素。例1下列叙述正确的是()A．在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂B．氧化还原反应的本质是电子的转移C．还原剂在反应中发生还原反应D．有单质生成的反应一定是氧化还原反应【变式探究】制备氰胺化钙的化学方程式为：CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，在反应中()A．氢元素被氧化，碳元素被还原B．HCN既是氧化剂又是还原剂C．CaCN2是还原产物，H2是氧化产物D．CO是氧化产物，H2是还原产物考点二、常考的氧化性、还原性强弱的判断方法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．根据反应条件和反应剧烈程度进行判断(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；同种还原剂作用于不同氧化剂时，反应越剧烈，其还原性越强。如：2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，氧化性：Cl2>S；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。3．其他因素(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KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。【例2】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＋【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＋。【答案】A【变式探究】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===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2【反思感悟】(1)判断氧化性或还原性的强弱，依据的是得失电子的难易程度，而不是得失电子数目的多少。(2)元素的高价态氧化性不一定比低价态强，如HClO的氧化性大于HClO4，另外最高价态的物质也不一定都表现氧化性，如H3PO4。(3)强弱规律及应用氧化剂(较强氧化性)＋还原剂(较强还原性)===还原产物(弱还原性)得到ne－，被还原＋氧化产物(弱氧化性)失去ne－，被氧化氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。应用：①在适宜条件下，用氧化性强的物质制备还原性弱的物质；用还原性强的物质制备氧化性弱的物质；②比较物质间氧化性(或还原性)的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。考点三、氧化还原反应的规律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。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是如反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，转移的电子数为5，而非6。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。【例3】在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是()A．Mg B．Cu C．Ag D．H2【变式探究】已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：①G―→Q＋NaCl②Q＋H2OX＋H2③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是()A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X【答案】A【经典考题精析】【2013高考真题】（2013·广东卷）10．下列叙述I和II均正确并且有因果关系的是选项。