1.了解氧化還原反應的本質是電子的轉移。知道常見的氧化劑和還原劑。2.認識元素在物質中可以具有不同價態(tài),可通過氧化還原反應實現含有不同價態(tài)同種元素的物質的相互轉化。3.能從物質類別、元素價態(tài)的角度,依據復分解反應和氧化還原反應原理,預測物質的化學性質和變化。
考點一　氧化還原反應的概念及相互關系
考點二　氧化還原反應的規(guī)律及應用
考點一氧化還原反應的概念及相互關系
反應前后C、H元素的化合價發(fā)生變化
基于元素化合價的變化,理解氧化還原反應的概念及關系
3.氧化還原反應中電子轉移的表示(1)雙線橋法用“雙線橋法”標出實驗室中加熱KClO3和MnO2的混合物制取O2的反應中電子轉移的方向和數目: ______________________。?(2)單線橋法用“單線橋法”標出銅與稀硝酸反應中電子轉移的方向和數目:_______________________________________。
4.常見的氧化劑和還原劑(1)常見的氧化劑常見的氧化劑包括某些非金屬單質、含有高價態(tài)元素的化合物、過氧化物等。例如:
(2)常見的還原劑常見的還原劑包括活潑的金屬單質、某些非金屬離子及低價態(tài)化合物、低價金屬陽離子、某些非金屬單質及其氫化物等。例如:
(3)含中間價態(tài)元素的物質既有氧化性,又有還原性
5.四種基本反應類型與氧化還原反應的關系
【應用示例】分析下列五個化學反應:
其中屬于“區(qū)域1”的是_____ (填序號,下同),屬于“區(qū)域2”的是_______,屬于“區(qū)域3”(陰影部分)的是________,屬于“區(qū)域4”的是________,屬于“區(qū)域5”的是______。?
考向1 氧化還原反應的判斷例1(2023·全國乙卷)下列應用中涉及氧化還原反應的是(　　)A.使用明礬對水進行凈化B.雪天道路上撒鹽融雪C.暖貼中的鐵粉遇空氣放熱D.熒光指示牌被照發(fā)光
解析 明礬凈水是由于Al3+水解產生的Al(OH)3膠體具有吸附性,與氧化還原反應無關,A錯誤;雪天道路撒鹽可降低雪的熔點,促進雪融化,與氧化還原反應無關,B錯誤;暖貼利用了原電池原理,涉及氧化還原反應,C正確;熒光指示牌利用了光的反射原理,與氧化還原反應無關,D錯誤。
[對點訓練1] 下列化學品在生活、生產中應用廣泛。下列有關物質的應用與氧化還原反應無關的是(　　)A.工業(yè)上用黃鐵礦(FeS2)為原料生產發(fā)煙硫酸B.用Na2O2作潛水器的供氧劑C.用食醋可除去暖水瓶中的水垢D.用優(yōu)質糯米為原料釀制白酒
解析 在高溫下煅燒FeS2生成氧化鐵和二氧化硫,發(fā)生了氧化還原反應,A不符合題意;Na2O2與CO2或H2O反應生成氧氣,作供氧劑,發(fā)生氧化還原反應,B不符合題意;食醋與水垢中的CaCO3發(fā)生復分解反應生成可溶性醋酸鈣,不涉及氧化還原反應,C符合題意;糯米釀酒過程中淀粉發(fā)生水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精,發(fā)生氧化還原反應,D不符合題意。
考向2 氧化還原反應的概念及相互關系例2(2023·浙江1月選考卷)關于反應2NH2OH+4Fe3+══N2O↑+4Fe2++4H++ H2O,下列說法正確的是(　　)A.生成1 ml N2O,轉移4 ml電子B.H2O是還原產物C.NH2OH既是氧化劑又是還原劑D.若設計成原電池,Fe2+為負極產物
解析 NH2OH→N2O,N元素由-1價升高到+1價,故生成1 ml N2O時轉移4 ml電子,A正確;該反應中,N元素化合價升高,Fe元素化合價降低,故NH2OH是還原劑,Fe3+是氧化劑,B、C錯誤;原電池中負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,故設計成原電池時,Fe2+是正極還原產物,D錯誤。
[對點訓練2] (2023·廣東肇慶第一中學二模)三氟化氮(NF3)是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體,它在潮濕的環(huán)境中能發(fā)生反應: 3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF。下列有關說法正確的是(　　)A.NF3是氧化劑,H2O是還原劑B.還原劑與氧化劑的物質的量之比為2∶1C.若生成0.2 ml HNO3,則轉移0.2 ml電子D.NF3在潮濕的空氣中泄漏會產生紅棕色氣體
解析 分析反應前后各元素價態(tài)變化,可知NF3在反應中既是氧化劑又是還原劑,其中:NF3→HNO3是被氧化的過程,NF3為還原劑,A錯誤;2NF3→2NO是被還原的過程,NF3是氧化劑,所以還原劑與氧化劑的物質的量之比為1∶2,B錯誤;生成1 ml HNO3轉移2 ml電子,所以生成0.2 ml HNO3轉移0.4 ml電子,C錯誤;NF3與潮濕的空氣中的水反應生成NO,NO與空氣中的O2反應生成紅棕色的NO2,D正確。
考點二氧化還原反應的規(guī)律及應用
1.強弱規(guī)律及應用(1)氧化性和還原性強弱的比較①依據化學方程式判斷氧化劑(氧化性)+還原劑(還原性)═還原產物(還原性)+氧化產物(氧化性)氧化性:氧化劑________氧化產物;?還原性:還原劑_________還原產物。?【應用示例】根據反應Fe+CuSO4═Cu+FeSO4判斷,氧化性:________>________,還原性:_______>________。?
CuSO4 　FeSO4
Fe　 Cu
(2)強弱規(guī)律的應用同時含有幾種氧化劑(或還原劑),發(fā)生氧化還原反應時,氧化性(或還原性)強的優(yōu)先發(fā)生反應。【應用示例】在FeI2溶液中通入少量Cl2,由于還原性:________>________,則________優(yōu)先與Cl2反應,離子方程式為________________________。?
簡單概括為“強者優(yōu)先”
I-　 Fe2+
Cl2+2I-══2Cl-+I2
簡單概括為“只靠近,不交叉”
2.價態(tài)規(guī)律及其應用(1)“價態(tài)歸中”規(guī)律模型含不同價態(tài)同種元素的物質發(fā)生氧化還原反應,該元素價態(tài)的變化遵循“高價態(tài)+低價態(tài)→中間價態(tài)”,不會出現價態(tài)“交叉”的現象。
例如,不同價態(tài)含硫物質之間的轉化,符合如圖所示規(guī)律:
【應用示例】判斷含不同價態(tài)同種元素的物質間發(fā)生氧化還原反應的可能性,推測反應的可能產物。例如,濃硫酸和SO2________(填“能”或“不能”)發(fā)生氧化還原反應;濃硫酸和H2S發(fā)生“歸中反應”,推測可能生成的含硫產物: ________或________。?
S　 SO2
(2)“歧化反應”規(guī)律模型同一元素發(fā)生氧化還原反應生成不同價態(tài)的物質時,該元素的價態(tài)變化遵循“中間價態(tài)→高價態(tài)+低價態(tài)”,不會出現“一邊倒”的現象。具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮等)均可發(fā)生“歧化反應”?！緫檬纠繉l2通入NaOH溶液中制取漂白液,化學方程式為_______________________________________________。?
Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O
考向1 “強弱規(guī)律”及其應用例1已知有如下反應:①K2Cr2O7+14HCl(濃)═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;②Cr+2HCl(稀)═CrCl2+H2↑;③2KMnO4+16HCl(稀)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。下列說法正確的是(　　)A.氧化性:K2Cr2O7>KMnO4>Cl2B.反應③中氧化劑與還原劑的物質的量之比為5∶1C.向金屬Cr中滴入濃硝酸無明顯變化,說明兩者不能發(fā)生反應D.向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,發(fā)生反應:
[對點訓練1] 已知Pb2O3與HNO3溶液發(fā)生反應Ⅰ: Pb2O3+2HNO3═Pb(NO3)2+PbO2↓+H2O,PbO2與酸化的MnSO4溶液發(fā)生反應Ⅱ:5PbO2+2MnSO4+3H2SO4═2HMnO4+5PbSO4+2H2O,下列說法正確的是(　　)A.在反應Ⅰ中,Pb2O3只是氧化劑B.Pb2O3與鹽酸反應:Pb2O3+2HCl═PbCl2+PbO2↓+H2OC.PbO與HNO3溶液反應:PbO+2HNO3═Pb(NO3)2+H2OD.由反應Ⅰ、Ⅱ可知氧化性:HNO3>PbO2>HMnO4
考向2 “價態(tài)規(guī)律”及其應用例2(2023·湖南卷)油畫創(chuàng)作通常需要用到多種無機顏料,研究發(fā)現,在不同的空氣濕度和光照條件下,顏料雌黃(As2S3)褪色的主要原因是發(fā)生了以下兩種化學反應。
[對點訓練2] 氮元素在自然界的某種轉化示意圖如圖所示(a、b、c和d代表一定比例的H+和e-)。下列說法正確的是(　　)
進階1 練易錯·避陷阱1.(2024·四川雅安模擬)關于反應NH4NO3+Zn═ZnO+N2↑+2H2O,下列說法正確的是(　　)A.生成1 ml的ZnO,共轉移5 ml電子B.NH4NO3只做氧化劑C.該反應中氧化產物只有ZnOD.每產生448 mL N2,生成0.72 g H2O
解析 該反應中銨根離子中N元素化合價升高,Zn元素化合價也升高,硝酸根離子中N元素化合價降低。NH4NO3既做氧化劑又做還原劑,B錯誤;N2既是氧化產物也是還原產物,ZnO是氧化產物,C錯誤;沒說明是否處于標準狀況,無法計算,D錯誤。
2.工業(yè)上除去電石渣漿(含CaO)上層清液中的S2-,并制取CaSO4·2H2O的流程圖如下:
進階2 練熱點·提素能3.(2023·廣東韶關二模)氮氧化物是大氣污染物之一,如圖為科研人員探究消除氮氧化物的反應機理,下列說法錯誤的是(　　)
A.整個過程中Ni2+作催化劑B.過程Ⅰ中發(fā)生的化學反應為2Ni2++2NO═2Ni3++2O-+N2C.過程中涉及的反應均為氧化還原反應D.過程Ⅱ中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2
解析 整個過程中Ni2+先參加反應后又被生成,Ni2+是催化劑,A正確;過程Ⅰ中的反應物為Ni2+、NO,產物為Ni3+、O-、N2,對應的離子方程式為2Ni2++2NO═2Ni3++2O-+N2,B正確;過程Ⅰ、Ⅱ中的化學反應均存在元素化合價的升降,即涉及的反應均為氧化還原反應,C正確;過程Ⅱ的離子方程式為2Ni3++2O-═2Ni2++O2↑,Ni元素化合價降低,Ni3+是氧化劑,O元素化合價升高,O-是還原劑,氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1,D錯誤。
5.(2023·遼寧卷)一定條件下,酸性KMnO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應,Mn(Ⅱ)起催化作用,過程中不同價態(tài)含Mn粒子的濃度隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.隨著反應物濃度的減小,反應速率逐漸減小C.該條件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存

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