2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)文檔第二章第8講氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用Word版含答案

第8講氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用1.氧化性、還原性的判斷(1)氧化性是指eq\o(□,\s\up1(01))物質(zhì)得電子的性質(zhì)(或能力)；還原性是指eq\o(□,\s\up1(02))物質(zhì)失電子的性質(zhì)(或能力)。(2)氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于得、失電子的eq\o(□,\s\up1(03))難易程度，與得、失電子數(shù)目的多少eq\o(□,\s\up1(04))無關(guān)。如：Na－e－=Na＋，Al－3e－=Al3＋，但根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，Na比Al活潑，更易失去電子，所以Na比Al的還原性強(qiáng)。(3)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較方法氧化劑(氧化性)＋還原劑(還原性)=還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物氧化性：氧化劑eq\o(□,\s\up1(05))＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑eq\o(□,\s\up1(06))＞還原產(chǎn)物。2．價(jià)態(tài)規(guī)律(1)升降規(guī)律：氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)有升必有降，升降總值eq\o(□,\s\up1(07))相等。(2)價(jià)態(tài)歸中規(guī)律含不同價(jià)態(tài)的同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)＋低價(jià)→eq\o(□,\s\up1(08))中間價(jià)”，而不會(huì)出現(xiàn)eq\o(□,\s\up1(09))交叉現(xiàn)象。簡記為“兩相靠，不相交”。例如，不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是注：⑤中不會(huì)出現(xiàn)H2S轉(zhuǎn)化為SO2而H2SO4轉(zhuǎn)化為S的情況。(3)歧化反應(yīng)規(guī)律“中間價(jià)→高價(jià)＋低價(jià)”。具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如：Cl2＋2NaOH=eq\o(□,\s\up1(10))NaCl＋eq\o(□,\s\up1(11))NaClO＋H2O。3．強(qiáng)弱規(guī)律自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，一般遵循eq\o(□,\s\up1(12))強(qiáng)氧化劑制eq\o(□,\s\up1(13))弱氧化劑，eq\o(□,\s\up1(14))強(qiáng)還原劑制eq\o(□,\s\up1(15))弱還原劑，即“由eq\o(□,\s\up1(16))強(qiáng)制eq\o(□,\s\up1(17))弱”。4．先后規(guī)律(1)同時(shí)含有幾種還原劑時(shí)eq\o(→,\s\up17(加入氧化劑))將按照還原性由eq\o(□,\s\up1(18))強(qiáng)到eq\o(□,\s\up1(19))弱的順序依次反應(yīng)。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2時(shí)，因?yàn)檫€原性Fe2＋eq\o(□,\s\up1(20))>Br－，所以eq\o(□,\s\up1(21))Fe2＋先與Cl2反應(yīng)。(2)同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí)eq\o(→,\s\up17(加入還原劑))將按照氧化性由eq\o(□,\s\up1(22))強(qiáng)到eq\o(□,\s\up1(23))弱的順序依次反應(yīng)。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入鐵粉，因?yàn)檠趸訤e3＋eq\o(□,\s\up1(24))>Cu2＋eq\o(□,\s\up1(25))>H＋，所以鐵粉先與eq\o(□,\s\up1(26))Fe3＋反應(yīng)，然后依次為eq\o(□,\s\up1(27))Cu2＋、eq\o(□,\s\up1(28))H＋。5．得失電子守恒規(guī)律(1)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑eq\o(□,\s\up1(29))得電子總數(shù)等于還原劑eq\o(□,\s\up1(30))失電子總數(shù)。(2)應(yīng)用：運(yùn)用“守恒規(guī)律”可進(jìn)行氧化還原反應(yīng)方程式的配平和相關(guān)計(jì)算。1.判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”，并指明錯(cuò)因。(1)金屬失去的電子數(shù)越多，金屬的還原性越強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：金屬還原性強(qiáng)弱取決于其失電子的難易程度，與失電子多少無關(guān)。(2)SO2具有較強(qiáng)的還原性，濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，故二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(×)錯(cuò)因：硫元素沒有介于＋4價(jià)和＋6價(jià)之間的價(jià)態(tài)，不能發(fā)生反應(yīng)。(3)同一元素不同價(jià)態(tài)的化合物中，元素的化合價(jià)越高，物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：由反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知氧化性：NO2>HNO3。(4)含有最高價(jià)元素的化合物一定具有強(qiáng)氧化性。(×)錯(cuò)因：Na＋、CO2中的碳元素均處于最高價(jià)，但不具有強(qiáng)氧化性。(5)反應(yīng)：KClO3＋6HCl=KCl＋3Cl2＋3H2O轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6e－。(×)錯(cuò)因：轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5e－。(6)強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑混合一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(×)錯(cuò)因：SO2是強(qiáng)還原劑，濃H2SO4是強(qiáng)氧化劑，但二者不反應(yīng)。2．水熱法制備納米顆粒Y(化合物)的反應(yīng)為3Fe2＋＋2S2Oeq\o\al(2－,3)＋O2＋aOH－=Y＋S4Oeq\o\al(2－,6)＋2H2O，下列有關(guān)說法不正確的是()A．a(chǎn)＝4B．Y的化學(xué)式為Fe2O3C．S2Oeq\o\al(2－,3)是還原劑D．每32gO2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol答案B解析由2S2Oeq\o\al(2－,3)→S4Oeq\o\al(2－,6)，失去2mol電子，O2→2O2－，得到4mol電子，由得失電子得失守恒知2Fe2＋→2Fe3＋，失去2mol電子，再由原子守恒知，Y為四氧化三鐵，B項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(一)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較及應(yīng)用[典例1](2018·延安質(zhì)檢)已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是()A．3Cl2＋6FeI2=2FeCl3＋4FeI3B．Cl2＋FeI2=FeCl2＋I(xiàn)2C．Co2O3＋6HCl(濃)=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2解析根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，可判斷B中氧化性：Cl2>I2；C中氧化性：Co2O3>Cl2；D中氧化性：Fe3＋>I2，這些結(jié)論與題給信息一致。對(duì)于A，由于I－的還原性強(qiáng)于Fe2＋，所以Cl2應(yīng)先氧化I－，而不應(yīng)先氧化Fe2＋。答案A名師精講1．物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷的常用方法(1)根據(jù)化學(xué)方程式氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物。(2)依據(jù)反應(yīng)條件來判斷當(dāng)不同的氧化劑作用于同一還原劑時(shí)，若氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)相同，可依據(jù)反應(yīng)條件的難易程度來判斷氧化劑氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，一般來說反應(yīng)條件越苛刻，說明反應(yīng)越難發(fā)生(即氧化劑得電子越困難)，則對(duì)應(yīng)氧化劑的氧化性越弱，例如：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OCu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O氧化性：濃硝酸＞濃硫酸。(3)根據(jù)元素周期表判斷(4)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表判斷eq\o(→,\s\up17(KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgAg),\s\do15(失電子的能力逐漸減弱，還原性逐漸減弱))eq\o(→,\s\up17(K＋Ca2＋Na＋Mg2＋Al3＋Zn2＋Fe2＋H＋Cu2＋Hg2＋Ag＋),\s\do15(得電子能力逐漸增強(qiáng)，氧化性逐漸增強(qiáng)))(5)根據(jù)非金屬活動(dòng)性判斷eq\o(→,\s\up17(F2Cl2Br2I2S),\s\do15(得電子的能力逐漸減弱，氧化性逐漸減弱))eq\o(→,\s\up17(F－Cl－Br－I－S2－),\s\do15(失電子能力逐漸增強(qiáng)，還原性逐漸增強(qiáng)))2．根據(jù)影響因素判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱的方法(1)濃度：同一種物質(zhì)濃度越大，氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如氧化性：濃H2SO4＞稀H2SO4，濃HNO3＞稀HNO3，還原性：濃HCl＞稀HCl。(2)溫度：同一種物質(zhì)，溫度越高其氧化性越強(qiáng)，如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。(3)酸堿性：同一種物質(zhì)，所處環(huán)境酸(堿)性越強(qiáng)其氧化性(還原性)越強(qiáng)。如KMnO4在酸性條件下具有較強(qiáng)的氧化性，常溫下即可和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2。拓展為了提高KMnO4的氧化性，需酸化處理，所加入的酸為稀H2SO4。1．已知常溫下在溶液中可發(fā)生如下兩個(gè)離子反應(yīng)：①Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋②Sn2＋＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Sn4＋由此可以確定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三種離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋ D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋答案A解析由方程式①知還原性Fe2＋＞Ce3＋；由方程式②知還原性Sn2＋＞Fe2＋；故還原性Sn2＋＞Fe2＋＞Ce3＋，所以選A。2．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有還原性，它們?cè)谒嵝匀芤褐羞€原性的強(qiáng)弱順序?yàn)镕e2＋＜H2O2＜I－＜SO2，則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋B．I2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HIC．H2O2＋H2SO4=SO2↑＋O2↑＋2H2OD．2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋答案C解析A項(xiàng)，還原性SO2＞Fe2＋，反應(yīng)能發(fā)生；B項(xiàng)，還原性SO2＞I－，反應(yīng)能發(fā)生；C項(xiàng)，還原性H2O2＞SO2，與已知矛盾，反應(yīng)不能發(fā)生；D項(xiàng)，還原性H2O2＞Fe2＋，反應(yīng)能發(fā)生。3．某校同學(xué)為探究Br2、I2和Fe3＋的氧化性強(qiáng)弱，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)①：取少量KI溶液于試管中，先加入溴水，振蕩，再加入CCl4，振蕩后靜置，觀察到下層液體呈紫紅色；實(shí)驗(yàn)②：取少量FeSO4溶液于試管中，先加入溴水，振蕩，再繼續(xù)滴加兩滴KSCN溶液，振蕩，觀察到溶液呈紅色。(1)寫出實(shí)驗(yàn)②中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式：__________________________________。(2)由上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)物質(zhì)的氧化性可以得出的正確結(jié)論是_______。A．Br2＞I2 B．Fe3＋＞Br2C．Br2＞Fe3＋ D．I－＞Br－(3)已知Fe3＋的氧化性強(qiáng)于I2，請(qǐng)你從所給試劑中選擇所需試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)加以證明。(提示：請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論)_______________________________________。①FeCl3溶液②碘水③KI溶液④稀硫酸⑤淀粉溶液答案(1)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－(2)AC(3)取少量FeCl3溶液于試管中，分別加入KI溶液和淀粉溶液，充分振蕩，若溶液變藍(lán)，說明有I2生成，進(jìn)而證明Fe3＋的氧化性強(qiáng)于I2解析實(shí)驗(yàn)①下層溶液呈紫色，說明有I2生成，說明Br2的氧化性強(qiáng)于I2；實(shí)驗(yàn)②滴加KSCN溶液，溶液呈紅色，說明有Fe3＋生成，也說明Br2的氧化性強(qiáng)于Fe3＋。(1)實(shí)驗(yàn)②中Fe2＋被氧化成Fe3＋的離子方程式為2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①可知氧化性Br2＞I2，根據(jù)實(shí)驗(yàn)②可知氧化性Br2＞Fe3＋，所以A、C正確。(3)要證明Fe3＋的氧化性強(qiáng)于I2，可用FeCl3氧化KI生成I2加以判斷?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(二)守恒規(guī)律及其應(yīng)用[典例2]配平下列化學(xué)方程式(1)(2016·天津高考)配平下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：()MnO(OH)2＋()I－＋()H＋→()Mn2＋＋()I2＋()H2O(2)(2015·浙江高考)完成以下氧化還原反應(yīng)的離子方程式：()MnOeq\o\al(－,4)＋()C2Oeq\o\al(2－,4)＋_______=()Mn2＋＋()CO2↑＋_______。解析(1)(2)答案(1)124113(2)2516H＋2108H2O名師精講1．氧化還原反應(yīng)方程式配平原則(1)“一般”配平原則(2)“缺項(xiàng)”配平原則對(duì)于化學(xué)反應(yīng)方程式，所缺物質(zhì)往往是酸、堿或水，補(bǔ)項(xiàng)的兩原則2.氧化還原反應(yīng)方程式配平流程(1)直接型氧化還原反應(yīng)方程式的配平(2)缺項(xiàng)型氧化還原反應(yīng)方程式的配平缺項(xiàng)方程式是指某些反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式?jīng)]有寫出來，一般為水、酸(H＋)或堿(OH－)，其配平流程為：[典例3](2018·河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)現(xiàn)有24mL濃度為0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5解析題目中指出被還原的元素是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是Na2SO3，其中S元素的化合價(jià)從＋4→＋6；而Cr元素的化合價(jià)將從＋6→＋n(設(shè)化合價(jià)為＋n)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。答案B[典例4](2018·伊犁質(zhì)檢)取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)過程中硝酸被還原只產(chǎn)生8960mL的NO2氣體和672mL的N2O4氣體(都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為17.02g。則x等于()A．8.64 B．9.20C．9.00 D．9.44解析反應(yīng)流程為eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))eq\o(→,\s\up17(濃HNO3))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg2＋、Cu2＋\o(→,\s\up17(NaOH))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2,CuOH2)),NO2、N2O4))xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNO3得電子的物質(zhì)的量，即：n(OH－)＝eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)×1＋eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)×2×1＝0.46mol所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。答案B名師精講守恒法解題的“3步流程”說明多步連續(xù)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，只要中間各反應(yīng)過程中電子沒有損耗，可直接找出起始物和最終產(chǎn)物，刪去中間產(chǎn)物，建立二者之間的得失電子守恒關(guān)系，快速求解。4．配平下列方程式(1)________ClO－＋________Fe(OH)3＋________=________Cl－＋________FeOeq\o\al(2－,4)＋________H2O(2)________MnOeq\o\al(－,4)＋________H2O2＋________=________Mn2＋＋________O2↑＋________H2O(3)________FeS2＋________O2eq\o(=,\s\up17(高溫))________Fe2O3＋________SO2(4)________NH4NO3eq\o(=,\s\up17(△))________HNO3＋________N2↑＋________H2O答案(1)324OH－325(2)256H＋258(3)41128(4)5249解析(1)依據(jù)電荷守恒，故缺項(xiàng)應(yīng)為陰離子(因一個(gè)ClO－生成一個(gè)Cl－)，所以再依據(jù)原子守恒，缺項(xiàng)應(yīng)為OH－。(2)同(1)的分析方法，缺項(xiàng)應(yīng)為H＋。5．Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16，則x的值為()A．2 B．3C．4 D．5答案D解析Na2eq\o(Sx,\s\up6(－2/x))→xNa2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4Naeq\o(Cl,\s\up6(＋1))O→Naeq\o(Cl,\s\up6(－1))得關(guān)系式·x＝16×2，x＝5。考點(diǎn)eq\a\vs4\al(三)價(jià)態(tài)規(guī)律及其應(yīng)用[典例5](2018·南京調(diào)研)已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物，在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平)：①G→Q＋NaCl②Q＋H2Oeq\o(→,\s\up17(電解))X＋H2③Y＋NaOH→G＋Q＋H2O④Z＋NaOH→Q＋X＋H2O這五種化合物中Cl元素化合價(jià)由低到高的順序是()A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、YC．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X解析由①得出Q中價(jià)態(tài)高于G，因?yàn)镚必介于Q和－1價(jià)的Cl之間，－1價(jià)為氯元素的最低價(jià)；將該結(jié)論引用到③，Y介于Q與G之間，故有Q價(jià)態(tài)高于Y，Y價(jià)態(tài)高于G；分析②：H2O中的H化合價(jià)降低，則Q中的氯元素轉(zhuǎn)變?yōu)閄中的氯元素，化合價(jià)必升高，則得出X價(jià)態(tài)高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之間，則X價(jià)態(tài)高于Z，Z價(jià)態(tài)高于Q。答案A名師精講1．價(jià)態(tài)歸中規(guī)律(1)含義：含不同價(jià)態(tài)的同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，該元素價(jià)態(tài)的變化遵循“高價(jià)＋低價(jià)→中間價(jià)”，而不會(huì)出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。例如：H2S與濃硫酸的反應(yīng)：(2)應(yīng)用：根據(jù)化合價(jià)判斷氧化還原反應(yīng)體系中的氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物及電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，判斷同種元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)之間反應(yīng)的可能性。2．歧化規(guī)律同一元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成不同