高考化學(xué) | 專題講解 氧化還原反應(yīng)
【考點(diǎn)突破】
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考點(diǎn)1 ?基本概念及其關(guān)系
例如:
【方法點(diǎn)擊】?
為了方便記憶、快速解題可采用如下口訣:
升失氧、降得還;劑性一致、其他相反。
(“升失氧、降得還”即反應(yīng)后化合價升高的物質(zhì)失電子被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng);反應(yīng)后化合價降低的物質(zhì)得電子被還原,發(fā)生還原反應(yīng)?!皠┬砸恢隆奔囱趸瘎┚哂醒趸?,還原劑具有還原性?!捌渌喾础奔囱趸瘎┍贿€原,發(fā)生還原反應(yīng),得還原產(chǎn)物;還原劑被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),得氧化產(chǎn)物。)
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考點(diǎn)2? 常見的氧化劑和還原劑
1.常見的氧化劑
①非金屬單質(zhì):如Cl2、O2、Br2等。
②含有高價態(tài)元素的化合物:濃H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7等。
③某些金屬性較弱的高價態(tài)離子:Fe3+、Ag+、Pb4+、Cu2+等。
④過氧化物:Na2O2、H2O2等。
2.常見的還原劑
①活潑金屬:K、Na、Mg、Al等。
②非金屬離子及低價態(tài)化合物:S2-、H2S、I-、SO2、H2SO3、Na2SO3等。
③低價陽離子:Fe2+、Cu+等。
④非金屬單質(zhì)及其氫化物:H2、C、CO、NH3等。
【方法點(diǎn)擊】?
強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑相遇時,一般都會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
如:H2SO4(濃)與金屬、H2S、S2-、HI、I-、HBr、Br、Fe2+、P等。
Cl2與金屬、H2S、S2-、HI、I-、HBr、Br-、Fe2+、H2、SO2、、H2SO3等。
HNO3與金屬、H2S、S2-、HI、I-、HBr、Br-、Fe2+、P、SO2、、H2SO3等。
O2與金屬、H2S、S2-、HI、I-、Fe2+、P、Si、H2等。
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考點(diǎn)3? 氧化性或還原性強(qiáng)弱的比較規(guī)律
1.依據(jù)反應(yīng)式來判斷
氧化劑+還原劑→氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物
氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物
還原性:還原劑>還原產(chǎn)物
口訣:比什么“性”找什么劑,“產(chǎn)物”之“性”小于“劑”。
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,如氧化產(chǎn)物價態(tài)相同,可依據(jù)反應(yīng)條件的難易程度來判斷。例如:
Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
氧化性:濃HNO3>濃H2SO4。
3.依據(jù)產(chǎn)物價態(tài)的高低來判斷
例如:2Fe+3Cl22FeCl3
? ? ? ? ? ? ?Fe+SFeS
氧化能力:Cl2>S。
4.據(jù)“三表”判斷
(1)根據(jù)元素周期表判斷
同主族元素從上到下,同周期主族元素從右到左,元素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,還原性逐漸增強(qiáng),對應(yīng)的陽離子氧化性逐漸減弱,陰離子還原性逐漸增強(qiáng)。
(2)根據(jù)金屬活動順序表判斷
(3)根據(jù)非金屬活動順序表判斷
5.依據(jù)“兩池”判斷
(1)兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極。負(fù)極金屬是電子流出的極,正極金屬是電子流入的極。其還原性:正極<負(fù)極。
(2)用惰性電極電解混合溶液時,在陰極先放電的陽離子氧化性較強(qiáng),在陽極先放電的陰離子還原性較強(qiáng)。
6.依據(jù)“三度”判斷(“三度”即濃度、溫度、酸堿度)
如氧化性:HNO3(濃)>HNO3(稀)、HNO3(熱)>HNO3(冷)、KMnO4(H+)>KMnO4。
【方法點(diǎn)擊】
1.氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷是近幾年高考的熱點(diǎn),特別是依據(jù)反應(yīng)式來判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱,常見的考題形式有:
(1)由氧化還原反應(yīng)方程式判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱。
(2)由氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷氧化還原反應(yīng)方程式的正誤。
(3)由氧化還原反應(yīng)方程式判斷氧化還原反應(yīng)方程式的正誤。
【注意】氧化性、還原性強(qiáng)弱取決于得失電子的難易程度,與得失電子的數(shù)目的多少無關(guān)。
例如:Na與Al、S與Cl等。
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考點(diǎn)4? 氧化還原規(guī)律
1.得失電子守恒規(guī)律
在任何氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等。此規(guī)律應(yīng)用于解氧化還原反應(yīng)的計算題,氧化還原反應(yīng)方程式的配平。
2.歸中規(guī)律
同種元素間不同價態(tài)的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行時,其產(chǎn)物的價態(tài)既不相互交換,也不交錯。如:H2S與濃硫酸作用,H2S的氧化產(chǎn)物不可能為硫酸,而濃硫酸的還原產(chǎn)物不可能為H2S;也不可能H2S的氧化產(chǎn)物是SO2,而濃硫酸的還原產(chǎn)物為硫。但有可能是同一物質(zhì),即硫或SO2。
同種元素相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng);同種元素高價化合物與低價化合物,當(dāng)有中間價態(tài)時才有可能反應(yīng),若無中間價態(tài),則不反應(yīng)。如濃硫酸不能氧化SO2。
同種元素的高價態(tài)氧化低價態(tài)時可簡記為:“高到高,低到低,可歸中,不跨越”。
3.先后規(guī)律
同一氧化劑同時與同濃度的若干種還原劑反應(yīng),往往是還原性強(qiáng)的先被氧化。如:向FeBr2溶液中滴入少量氯水,F(xiàn)e2+先被氧化。而向FeI2溶液中滴入少量氯水,碘離子先被氧化。
4.價態(tài)規(guī)律
同一元素最高價態(tài)只具有氧化性;最低價態(tài)只具有還原性;中間價態(tài)既具有氧化性,又具有還原性。
【方法點(diǎn)擊】??
考試中涉及氧化還原的題目,其中大多要利用得失電子守恒規(guī)律。
如:判斷氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物,求某元素反應(yīng)前后的化合價,配平氧化還原方程式等。所以,看到此類題目,注意用該規(guī)律,總之一句話:哪兒有氧化還原反應(yīng),哪兒就有得失電子守恒。
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考點(diǎn)5? 氧化還原反應(yīng)方程式的配平及有關(guān)計算
1.氧化還原方程式的配平
(1)配平三原則:
①電子守恒,即轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等。
②質(zhì)量守恒,既反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目相等。
③電荷守恒,即反應(yīng)前后電荷總數(shù)相等。(主要應(yīng)用于離子方程式的配平)
(2)配平要點(diǎn)(口訣):
一標(biāo)化合價,二看價變化;(第一步)
三求升降數(shù),數(shù)字相交叉;(第二步)
再查其他物,配平靠觀察;(第三步)
系數(shù)有分母,最后消去它。(第四步)
2.氧化還原方程式的有關(guān)計算
計算類型:
(1)有關(guān)氧化劑、還原劑物質(zhì)的量的計算。
(2)氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比的計算。
(3)有關(guān)參加氧化還原反應(yīng)和參加非氧化還原反應(yīng)某指定物質(zhì)的物質(zhì)的量的計算。
【方法點(diǎn)擊】?
氧化還原反應(yīng)的計算是高考的重點(diǎn)也是高考的難點(diǎn),做這種類型的題時,要抓住氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征;得失電子守恒,即得失電子總數(shù)相等或化合價升降總數(shù)相等。
得失電子守恒。一般方法為:
①找出氧化劑和還原劑以及各自的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。
②找準(zhǔn)一個原子或離子得失電子數(shù)。
③由題中物質(zhì),根據(jù)電子守恒列等式:
n(氧化劑或還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量)×變價原子個數(shù)×化合價變化值=n(還原劑或氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量)×變價原子個數(shù)×化合價變化值.
【精題精講】
1.?用高鐵酸鈉(Na2FeO4)對河湖水消毒是城市飲水處理的新技術(shù)。已知反應(yīng): Fe2O3+3Na2O2====2Na2FeO4+Na2O,下列說法正確的是( ? ? ? )
A.Na2O2既是氧化劑又是還原劑
B.Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物
C.3 mol Na2O2發(fā)生反應(yīng),有12 mol?電子轉(zhuǎn)移
D.在Na2FeO4中Fe為+4價,具有強(qiáng)氧化性,能消毒殺菌
【解析】通過對題目中的反應(yīng)方程式作氧化還原分析可知:Na2O2作氧化劑,氧原子由-1價降為-2價,進(jìn)入Na2FeO4和Na2O中,A錯誤;鐵元素由Fe2O3中的+3價升高到Na2FeO4中的+6價,Na2FeO4既是氧化劑又是還原劑,B正確,D錯;C中3 mol Na2O2發(fā)生反應(yīng),有6 mol電子轉(zhuǎn)移。
【答案】B
2.一定條件下,氨氣與一氧化氮發(fā)生反應(yīng):NH3+NON2+H2O(未配平)。該反應(yīng)中,被氧化與被還原的氮原子數(shù)之比為( ? ? ? )
A.2∶3??????????????????? B.3∶2??????????????????C.4∶5?????? ????????D.5∶6
【解析】本題重點(diǎn)考查得失電子守恒的應(yīng)用。每個氨氣分子中的氮元素由-3價升高到0價,每個一氧化氮分子中的氮元素由+2價降到0價得到2個電子,由得失電子守恒可確定答案為2∶3。
【答案】A
3.重鉻酸銨〔(NH4)2Cr2O7〕受熱發(fā)生氧化還原反應(yīng),下列各組重鉻酸銨受熱分解產(chǎn)物的判斷符合實(shí)際的是( ? ? ? )
A.CrO3+NH3+H2O????????????????????????????????? B.Cr2O3+NH3+H2O
C.CrO3+N2+H2O?????????? ????????????????????????D.Cr2O3+N2+H2O
【解析】本題考查了氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的確定。知道化合價有升必然有降是確定本題答案的關(guān)鍵。重鉻酸銨中鉻元素化合價為+6價,只能降低,氮元素化合價為-3價,只能升高,由此確定答案為D。
【答案】D
4.應(yīng)”式:(??? )NO+(??? )H++(??? )e-====(??? )NO+(??? )H2O,該式的配平系數(shù)是( ? ? ? )
A.1,3,4,2,1???????????????????????????????? B.2,4,3,2,1
C.1,6,5,1,3???????????????????????????????? D.1,4,3,1,2
【解析】本題靈活考查了氧化還原反應(yīng)中的守恒觀。氧化還原反應(yīng)中遵循質(zhì)量守恒,得失電子守恒。半反應(yīng)也不例外。中的N元素由+5價降至+2價,需得到3個電子,再由O元素守恒可確定答案為D。
【答案】D