2014高考化学必备专题——氧化还原反应及其配平【考纲解读】1、了解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系。
2、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。
3、能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系;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;能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
4、能正确比较氧化剂的氧化性、还原剂的还原性强弱;掌握氧化还原反应方程式的配平方法;灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。
本专题分值约为6-15分。
【高考预测】氧化还原反应是高中化学的基础知识,它贯穿与高中化学的始终,是高考化学的高频考点之一。
氧化还原的应用主要集中在氧化剂还原剂等基本概念、氧化性、还原性的强弱比较,氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示,以电子转移为核心的有关计算等等。
从历年高考试题来看,其考查方式灵活多样,可以独立命题考查,也可以贯穿于填空、推断、实验、计算等各类试题之中,正确理解氧化还原反应的概念和规律,灵活运用电子转移守恒是掌握本讲知识的关键。
分析近几年的高考试题的特点,氧化还原反应主要考查这几个方面:一、将氧化还原反应方程式的配平与物质的分析推断结合在一起;二、根据计算确定氧化产物或还原产物、三、运用氧化还原知识解释和解决一些生活、生产、环保和能源方面的问题。
化学反应中的能量主要题型有热化学方程式的判断或书写、反应热的计算或比较大小。
可能出现的新题型:(1)结合数学图象;(2)结合社会热点问题;(3)与实验、计算等组合进行综合考查。
题型可以为选择、填空等。
[例1](2012上海∙20)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2下列说法正确的是 A . SO2既是氧化产物又是还原产物 B .CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化 C .每生成1mol Cu2S ,有4 mol 硫被氧化D .每转移1.2 mol 电子,有0.2 mol 硫被氧化 答案:AD [知识规律]还原性 化合价升高 弱氧化性 ↑ ↑还原剂氧化反应 氧化产物氧化剂 还原反应还原产物 ↓ ↓ 氧化性 化合价降低 弱还原性 二、常见的氧化剂、还原剂归纳变化变化反应物→ →产物【例2】(肇庆中学2013届高三10月考)一种海水电池的反应原理可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,有关该反应的说法正确的是A.反应中MnO2是还原剂B.Ag的还原性比Na2Mn5O10强C.该反应中MnO2具有催化作用D.每生成1 mol Na2Mn5O10转移1 mol电子答案:B三、物质的氧化性强弱、还原性强弱的比较。
氧化性→得电子性,得到电子越容易→氧化性越强还原性→失电子性,失去电子越容易→还原性越强由此,金属原子因其最外层电子数较少,通常都容易失去电子,表现出还原性,所以,一般来说,金属性也就是还原性;非金属原子因其最外层电子数较多,通常都容易得到电子,表现出氧化性,所以,一般来说,非金属性也就是氧化性。
1.根据金属活动性顺序来判断:一般来说,越活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越容易,其阳离子得电子还原成金属单质越难,氧化性越弱;反之,越不活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越难,其阳离子得电子还原成金属单质越容易,氧化性越强。
2.根据非金属活动性顺序来判断:一般来说,越活泼的非金属,得到电子还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
3.根据氧化还原反应发生的规律来判断: 氧化还原反应可用如下式子表示:规律:反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性,反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
4.根据氧化还原反应发生的条件来判断:如:Mn02+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H202KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O后者比前者容易(不需要加热),可判断氧化性KMn04>Mn025.根据反应速率的大小来判断:如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4(快),2H2SO3+O2=2H2SO4(慢),322SO2OSO2催化剂∆+,其还原性: Na2SO4>H2SO3>SO26.根据被氧化或被还原的程度来判断: 如:22CuCl Cl Cu 点燃+,S Cu SCu 22∆+, 即氧化性:S Cl 2>。
又如:OH 2SO Br SO H HBr 2222)(42+↑+∆+浓,OH 4S H I 4SO H HI 8222)(42+↑+=+浓,即有还原性:HBr HI >。
7.根据原电池的正负极来判断:在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
8.根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
如:Cl-失去电子的能力强于OH-,还原性:-->OH Cl 。
9.根据元素在周期表中位置判断:(1)对同一周期金属而言,从左到右其金属活泼性依次减弱。
如Na 、Mg 、A1金属性依次减弱,其还原性也依次减弱。
(2)对同主族的金属而言,从上到下其金属活泼性依次增强。
如Li 、Na 、K 、Rb 、Cs 金属活泼性依次增强,其还原性也依次增强。
(3)对同主族的非金属而言,从上到下其非金属活泼性依次减弱。
如F 、Cl 、Br 、I 非金属活泼性依次减弱,其氧化性也依次减弱。
10.根据(氧化剂、还原剂)元素的价态进行判断:元素处于最高价只有氧化性,最低价只有还原性,处于中间价态既有氧化又有还原性。
一般来说,同种元素价越高,氧化性越强;价越低还原性越强。
如氧化性:Fe3+>Fe2+>Fe, S(+6价)>S(+4价)等,还原性:H2S>S>SO2,但是,氧化性:HClO4< HClO34< HClO24< HClO 。
注意:①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。
同一物质在不同的条件下,其氧化能力或还原能力会有所不同。
如:氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀);Cu 与浓H2SO4常温下不反应,加热条件下反应;KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。
②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。
如:氧化性222O O Cl Cl F F >>>、、等。
[例3](2012浙江∙13)化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。
已知: 氧化还原反应:2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + I2 + 2HCl ; 2Co(OH)3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2↑ + 6H2O 2Fe(OH)2 + I2 + 2KOH = 2Fe(OH)3 + 2KI ; 3I2 + 6KOH = 5KI + KIO3 + 3H2O 复分解反应:2HSCN + K2CO3 = 2KSCN + CO2 ↑ + H2O ; KCN + CO2 + H2O = HCN + KHCO3 热分解反应:4NaClO 3NaCl + NaClO4;NaClO4 NaCl + 2O2↑ 下列说法不正确是: A .氧化性(酸性溶液):FeCl3 > Co(OH)3 > I2 B .还原性(碱性溶液):Fe(OH)2 > I2 > KIO3 C .热稳定性:NaCl > NaClO4 > NaClO D .酸性(水溶液):HSCN > H2CO3 > HCN 答案:A四、能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目 1、双线桥分析法要点:①双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素;②线上标明电子得失、化合价升降、被氧化、被还原等内容(注意得失电子守恒)。
2、单线桥分析法要点:①单线桥是从还原剂中失去电子的元素指向氧化剂中得到电子的元素; ②线上标明只标明电子的数目,不必写其它内容。
【例4】用双线桥法分析氧化还原反应:CuO+H2======Cu+H2OO Cu 2+00O H 12+五、考查氧化还原反应的计算 1.常见的几种守恒得失电子守恒:氧化还原反应中得失电子的物质的量相等; 质量守恒:反应前后各元素原子的物质的量相等;电荷守恒:在离子反应中,阴离子所带的电荷总数与阳离子所带的电荷总数相等 2.有关氧化还原反应的计算种类(1)求氧化剂与还原剂、或氧化产物与还原产物的量之间的关系。
(2)题目给定反应物和生成物,要求求出氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物的量的关系。
(3)题目给定氧化剂和还原剂的物质的量之比,求氧化产物或还原产物的化合价。
(4)某一氧化还原反应中氧化剂或还原剂不止一种,求某一部分氧化剂(或还原剂)氧化(或还原)还原剂(或氧化剂)的物质的量。
【例5】(2012海南∙6)将0.195g 锌粉加入到20.0 mL 的0.100 mol.L-1 MO2+溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是 A . M B .M2+ C . M3+ D .MO2+ 答案:B六、氧化还原反应方程式的配平 (一)、配平原则1、化合价升降守恒(即得失电子守恒)2、质量守恒 (二)、配平步骤:标变价、列变化、求总数、配系数 (三)、几种不同类型的氧化还原方程式的配平技巧 1、氧化剂、还原剂中某元素化合价全升全降 技巧:以反应物或生成物作为参照物均可C6H12O6+ KNO3 — CO2↑+ N2↑+ KOH+ H2O 2、反应物中某一物质中元素化合价部分变化 技巧:一般以生成物作为参照物Fe+ HNO3(浓) — Fe(NO)3+ NO2↑+ H2O 3、对于歧化、分解、归中、化合反应 技巧:看分不看合P+ KOH+ H2O — PH3+ KH2PO2 KClO3—— KCl + O2↑NH3 + NO — N2 + H2O得2e – ,化合价降低,被NO + O2+ H2O — HNO34、同一物质中有多种元素化合价发生改变 技巧:整体法配FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2Cu2S+ HNO3 — H2SO4+ Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O P+ CuSO4+ H2O — Cu3P+ H3PO4+ H2SO4KMnO4+ H2O2+ H2SO4— K2SO4+ MnSO4 + O2↑+ H2O KClO3 + HCl — Cl2↑+ KCl + H2O Cl2 + NH3 — NH4Cl + N2S + KOH — K2S + K2SO3 + H2OCrI3+ Cl2+ KOH — K2CrO4+ KIO4 + KCl+ H2O (四)、氧化还原反应离子方程式的配平方法:离子方程式的配平与化学方程式一致,只是检查时应注意质量守恒和电荷守恒!顺序:一电子、二电荷、三原子。