人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)第1章物質(zhì)及其變化教考銜接1氧化還原反應(yīng)規(guī)律應(yīng)用的思維模型課件

第一章教考銜接1氧化還原反應(yīng)規(guī)律應(yīng)用的思維模型深挖教材1.教材模型及分析教材原型——?dú)浠锱c水的反應(yīng)氫化鈉(NaH)可在野外用作生氫劑,其中氫元素為-1價(jià)。NaH用作生氫劑時(shí)的化學(xué)反應(yīng)原理為NaH+H2O══NaOH+H2↑。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法中,正確的是(

)A.該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B.該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)C.NaH是氧化劑D.H2O中的氫元素被還原模型分析①價(jià)態(tài)規(guī)律:同種元素不同價(jià)態(tài)物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),符合規(guī)律“兩相靠,不相交”。②雙線橋分析:③“兩劑”的判斷:氧化劑(化合價(jià)降低,被還原)——H2O;還原劑(化合價(jià)升高,被氧化)——NaH。2.模型應(yīng)用與指導(dǎo)——氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律①守恒規(guī)律及其應(yīng)用②價(jià)態(tài)規(guī)律及其應(yīng)用a.價(jià)態(tài)歸中規(guī)律思維模型——“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:不會(huì)出現(xiàn)⑤H2S和H2SO4反應(yīng)中H2S轉(zhuǎn)化為SO2而H2SO4轉(zhuǎn)化為S的情況。b.歧化反應(yīng)規(guī)律思維模型——“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══NaCl+NaClO+H2O。③強(qiáng)弱規(guī)律及其應(yīng)用較強(qiáng)氧化性的氧化劑跟較強(qiáng)還原性的還原劑反應(yīng),生成較弱還原性的還原產(chǎn)物和較弱氧化性的氧化產(chǎn)物。一般越易失電子的物質(zhì),失電子后越難得電子,越易得電子的物質(zhì),得電子后越難失電子。④先后規(guī)律及其應(yīng)用a.同時(shí)含有幾種還原劑時(shí)

將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2時(shí),因?yàn)檫€原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先與Cl2反應(yīng)。b.同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí)

將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入鐵粉,因?yàn)檠趸訤e3+>Cu2+>H+,所以鐵粉先與Fe3+反應(yīng),然后依次為Cu2+、H+。鏈接高考模型應(yīng)用1——歧化反應(yīng)、歸中反應(yīng)的分析(直接應(yīng)用)1.(2023·北京卷改編)離子化合物Na2O2(O為-1價(jià))和CaH2與水的反應(yīng)分別為①2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O══Ca(OH)2+2H2↑。下列說法正確的是(

)A.①中Na2O2只作氧化劑B.①中水發(fā)生氧化反應(yīng),②中水發(fā)生還原反應(yīng)C.CaH2中陰、陽離子個(gè)數(shù)比為2∶1D.當(dāng)反應(yīng)①和②中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同時(shí),產(chǎn)生的O2和H2的分子數(shù)相同C解析

①中Na2O2中-1價(jià)的氧發(fā)生歧化反應(yīng),一部分化合價(jià)升高,一部分化合價(jià)降低,故Na2O2既作氧化劑,又作還原劑,A錯(cuò)誤;①中水中元素的化合價(jià)不發(fā)生變化,不涉及氧化還原反應(yīng),②中水發(fā)生還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;CaH2由Ca2+和H-構(gòu)成,陰、陽離子個(gè)數(shù)之比為2∶1,C正確;①中每生成1個(gè)氧氣分子轉(zhuǎn)移2個(gè)電子,②中每生成1個(gè)氫氣分子轉(zhuǎn)移1個(gè)電子,轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同時(shí),生成氧氣和氫氣的分子個(gè)數(shù)之比為1∶2,D錯(cuò)誤。解題指導(dǎo)

(1)關(guān)鍵信息獲取:①Na2O2(O為-1價(jià));②CaH2;③化學(xué)方程式。(2)信息加工應(yīng)用:①反應(yīng)后氧的化合價(jià)分別為0價(jià)、-2價(jià),故發(fā)生歧化反應(yīng),故Na2O2既作氧化劑,又作還原劑;②CaH2中氫元素為-1價(jià),與水中+1價(jià)的氫發(fā)生歸中反應(yīng);③分析兩個(gè)化學(xué)方程式可知,分別得到1分子氣體,各自轉(zhuǎn)移2個(gè)和1個(gè)電子。模型應(yīng)用2——教材外陌生物質(zhì)的反應(yīng)(遷移應(yīng)用)2.(2021·浙江6月選考改編)關(guān)于反應(yīng)K2H3IO6+9HI══2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是(

)A.K2H3IO6發(fā)生氧化反應(yīng)B.KI是還原產(chǎn)物C.生成4個(gè)I2時(shí),轉(zhuǎn)移8個(gè)電子D.還原劑與氧化劑的個(gè)數(shù)之比為7∶1D解析

K2H3IO6中I的化合價(jià)從+7價(jià)降低到0價(jià),K2H3IO6作氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;KI中的I來自HI,化合價(jià)沒有變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由方程式可知,消耗1個(gè)K2H3IO6時(shí),轉(zhuǎn)移7個(gè)電子,生成4個(gè)I2,轉(zhuǎn)移7個(gè)電子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由方程式知,9個(gè)HI中有7個(gè)作還原劑,有2個(gè)HI中I的化合價(jià)沒有變化,還原劑和氧化劑物質(zhì)的量之比為7∶1,D項(xiàng)正確。關(guān)鍵信息

①根據(jù)K2H3IO6確定I的化合價(jià)為+7價(jià);②由化學(xué)方程式K2H3IO6+9HI══2KI+4I2+6H2O可知發(fā)生歸中反應(yīng)。模型應(yīng)用3——氧化還原反應(yīng)的分析(分析判斷)3.(2023·浙江1月選考改編)關(guān)于反應(yīng)2NH2OH+4Fe3+══N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列說法正確的是(

)A.生成1個(gè)N2O,轉(zhuǎn)移4個(gè)電子B.NH2OH是還原產(chǎn)物C.NH2OH既是氧化劑又是還原劑D.Fe2+為氧化產(chǎn)物A解析

反應(yīng)生成1個(gè)一氧化二氮,2個(gè)N原子(由-1價(jià)升高到+1價(jià))一共升高4價(jià),轉(zhuǎn)移4個(gè)電子,A正確;反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)升高被氧化,NH2OH是反應(yīng)的還原劑,B錯(cuò)誤;反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)升高被氧化,NH2OH是反應(yīng)的還原劑,鐵元素的化合價(jià)降低被還原,鐵離子是反應(yīng)的氧化劑,C錯(cuò)誤;反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)降低被還原,鐵離子是反應(yīng)的氧化劑,亞鐵離子為還原產(chǎn)物,D錯(cuò)誤。關(guān)鍵信息

①由化學(xué)式NH2OH確定N的化合價(jià);②根據(jù)化學(xué)方程式利用雙線橋分析電子轉(zhuǎn)移。模型應(yīng)用4——氧化還原反應(yīng)規(guī)律在物質(zhì)制備中的應(yīng)用(遷移應(yīng)用)4.(2022·海南卷節(jié)選)膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要化工原料,某研究小組以生銹的銅屑為原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制備膽礬。流程如下。已知:原料經(jīng)碳酸鈉溶液浸洗后過濾,可以除去原料表面的油污。

回答問題:(1)步驟②中,若僅用濃硫酸溶解固體B,將生成

(填化學(xué)式)污染環(huán)境。

(2)步驟②中,在H2O2存在下Cu溶于稀硫酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)經(jīng)步驟④得到的膽礬,不能用水洗滌的主要原因是

。

SO2Cu+H2O2+H2SO4══CuSO4+2H2O膽礬晶體易溶于水

(4)實(shí)驗(yàn)證明,濾液D能將I-氧化為I2。ⅰ.甲同學(xué)認(rèn)為不可能是步驟②中過量H2O2將I-氧化為I2,理由是

。

ⅱ.乙同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),只能是Cu2+將I-氧化為I2,寫出乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果。______________________________________________________

(不要求寫具體操作過程)。溶液C經(jīng)步驟③加熱濃縮后雙氧水已完全分解

取濾液,向其中加入適量硫化鈉,使銅離子恰好完全沉淀,再加入I-,不能被氧化

解析

由流程中的信息可知,原料經(jīng)碳酸鈉溶液浸洗后過濾,可以除去原料表面的油污;濾渣固體B與過量的稀硫酸、雙氧水反應(yīng),其中的CuO、CuCO3、Cu(OH)2均轉(zhuǎn)化為CuSO4,溶液C為硫酸銅溶液和稀硫酸的混合液,加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后得到膽礬。(1)在加熱的條件下,銅與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)生成CuSO4,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知會(huì)生成氣體SO2,污染環(huán)境。(2)步驟②中,在H2O2存在下Cu溶于稀硫酸,生成CuSO4和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4══CuSO4+2H2O。(4)膽礬是一種易溶于水的晶體,因此,經(jīng)步驟④得到的膽礬,不能用水洗滌的主要原因是:膽礬晶體易溶于水,用水洗滌會(huì)導(dǎo)致膽礬的產(chǎn)率降低。(4)ⅰ.H2O2常溫下即能發(fā)生分解反應(yīng),在加熱的條件下,其分解更快,因此,甲同學(xué)認(rèn)為不可能是步驟②中過量H2O2將I-氧化為I2,理由是:溶液C經(jīng)步驟③加熱濃縮后H2O2已完全分解。ⅱ.I-氧化為I2時(shí)溶液的顏色會(huì)發(fā)生變化;溶液D中含有CuSO4和H2SO4,乙同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),只能是Cu2+將I-氧化為I2,較簡(jiǎn)單的方案是除去溶液中的Cu2+,然后向其中加入含有I-的溶液,觀察溶液是否變色;除去溶液中的Cu2+的方法有多種,可以加入適當(dāng)?shù)某恋韯⑵滢D(zhuǎn)化為難溶物,如加入Na2S將其轉(zhuǎn)化為CuS沉淀,因此,乙