適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考化學一輪總復習第1章物質及其變化第4講氧化還原反應的概念及規(guī)律課件

第4講氧化還原反應的概念及規(guī)律第一章【課程標準】1.認識有化合價變化的反應是氧化還原反應,了解氧化還原反應的本質是電子的轉移。2.知道常見的氧化劑和還原劑。3.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(xiàn)物質的相互轉化。強基礎增分策略一、氧化還原反應1.氧化還原反應的本質和特征2.氧化還原反應的基本概念及聯(lián)系

3.氧化還原反應中電子轉移的表示方法(1)雙線橋法:①標變價,②畫箭頭(反應物指向生成物),③算數(shù)目,④說變化。用雙線橋法標出MnO2與濃鹽酸加熱反應的電子轉移的方向和數(shù)目。應用提升

(2)單線橋法:箭頭由失電子原子指向得電子原子,線橋上只標電子轉移的數(shù)目,不標“得”“失”字樣,線橋只出現(xiàn)在反應物中。用單線橋法標出銅與濃硝酸反應的電子轉移的方向和數(shù)目。應用提升

4.四種基本反應類型與氧化還原反應的關系

應用提升

四種基本反應類型與氧化還原反應關系的解讀(1)所有的置換反應都是氧化還原反應;所有的復分解反應都是非氧化還原反應。(2)有單質參與的化合反應是氧化還原反應;有單質生成的分解反應是氧化還原反應。(3)有單質參與或生成的反應不一定是氧化還原反應,如3O22O3等。易錯辨析

判斷正誤:正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)在氧化還原反應中,被氧化和被還原的物質不能是同種物質。(

×

)(2)合成氨反應中,N2作氧化劑,發(fā)生還原反應,故NH3只是還原產(chǎn)物。(

×

)(3)在Na2O2與CO2的反應中,生成1molO2時轉移4mol電子。(

×

)(4)反應SO2+H2O2===H2SO4是氧化還原反應,也是化合反應。(

√

)二、氧化劑和還原劑1.氧化劑和還原劑(1)常見的氧化劑常見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)常見的還原劑常見還原劑包括活潑的金屬單質、非金屬離子及低價態(tài)化合物、低價金屬陽離子、非金屬單質及其氫化物等。例如:2.氧化性和還原性

(1)氧化性

氧化劑得到電子的能力(或性質)氧化劑在反應中表現(xiàn)出來的性質。例如,在反應Fe+H2SO4

===FeSO4+H2↑中,

H2SO4

作氧化劑,表現(xiàn)出氧化性。(2)還原性

還原劑失去電子的能力(或性質)

還原劑在反應中表現(xiàn)出來的性質。例如,在反應3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,

Cu

作還原劑,表現(xiàn)出還原性。

(3)性質與元素價態(tài)的關系元素化合價處于中間價態(tài)的物質既有氧化性,又有還原性:應用提升

性質與元素價態(tài)的關系解讀(1)物質所含元素處于最高價,只具有氧化性;物質所含元素處于最低價,只具有還原性。(2)物質所含元素的化合價處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性,但以其中一種性質為主。例如,Fe2+、

主要表現(xiàn)還原性,H2O2主要表現(xiàn)氧化性。易錯辨析

判斷正誤:正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)實現(xiàn)“Br2→Br-”的轉化過程,必須加入較強的還原劑。(

×

)(2)反應Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化劑又是還原劑。(

√

)(3)向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液,產(chǎn)生大量氣泡,說明Fe3+具有氧化性。(

×

)(4)向3mLKI溶液中滴加幾滴溴水,振蕩,再滴加1mL淀粉溶液,溶液顯藍色,則Br2的氧化性比I2的強。(

√

)增素能精準突破典例突破實驗室中利用固體KMnO4進行如圖實驗,下列說法錯誤的是(

)A.G與H均為氧化產(chǎn)物B.實驗中KMnO4只作氧化劑C.錳元素至少參與了3個氧化還原反應D.G與H的物質的量之和小于0.25mol答案

B考點一氧化還原反應的基本概念及關系解析

加熱KMnO4固體的反應中,氧元素化合價由-2價升高至0價被氧化,加熱K2MnO4、MnO2與濃鹽酸的反應中,氯元素化合價由-1價升高至0價被氧化,因此O2和Cl2均為氧化產(chǎn)物,A正確;KMnO4固體受熱分解過程中,錳元素化合價降低被還原,部分氧元素化合價升高被氧化,因此KMnO4既是氧化劑又是還原劑,B錯誤;在反應過程中含錳元素的物質及化合價的變化為

,另外可能存在剩余的KMnO4與濃鹽酸的反應,因此錳元素至少參與了3個氧化還原反應,C正確;每生成1

mol

O2轉移4

mol電子,每生成1

mol

Cl2轉移2

mol電子,若KMnO4轉化為MnCl2的過程中得到的電子全部是Cl-生成Cl2所失去的電子,則氣體的物質的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,生成氣體的物質的量應為0.25

mol,但該氣體中一定含有O2,因此最終所得氣體的物質的量小于0.25

mol,D正確。針對訓練1.(2022浙江6月選考)關于反應Na2S2O3+H2SO4══Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列說法正確的是(

)A.H2SO4發(fā)生還原反應B.Na2S2O3既是氧化劑又是還原劑C.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為2∶1D.1molNa2S2O3發(fā)生反應,轉移4mol電子答案

B解析

H2SO4轉化為硫酸鈉和水,其中所含元素的化合價均未發(fā)生變化,故沒有發(fā)生還原反應,A項錯誤;Na2S2O3中的S的化合價為+2價,其發(fā)生歧化反應生成S(0價)和SO2(+4價),故其既是氧化劑又是還原劑,B項正確;該反應的氧化產(chǎn)物是SO2,還原產(chǎn)物為S,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為1∶1,C項錯誤;根據(jù)其中S元素的化合價變化情況可知,1

mol

Na2S2O3發(fā)生反應,要轉移2

mol電子,D項錯誤。2.(2023上海崇明二模)一種新型人工固氮的原理如圖所示,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述不正確的是(

)A.反應①中每生成1molLi3N轉移電子數(shù)為3NAB.反應①②③均為氧化還原反應C.反應③中O2為氧化產(chǎn)物D.整個過程的總反應可表示為2N2+6H2O4NH3+3O2答案

B解析

反應①為氮氣與鋰反應生成氮化鋰,每生成1

mol氮化鋰,轉移電子數(shù)為3NA,A正確;反應②為氮化鋰與水反應生成氨和氫氧化鋰,屬于非氧化還原反應,B錯誤;反應③為電解氫氧化鋰生成鋰、氧氣和水,反應中氧元素的化合價升高被氧化,氧氣是氧化產(chǎn)物,C正確;整個過程的總反應為氮氣與水反應生成氨和氧氣,反應的方程式為2N2+6H2O4NH3+3O2,D正確。歸納總結基于元素價態(tài)變化,理解氧化還原反應的概念及聯(lián)系考點二物質的氧化性和還原性的強弱比較典例突破(2023福建福州模擬)為探究物質的氧化性,某實驗小組設計如圖實驗。下列說法錯誤的是(

)A.圓底燒瓶中發(fā)生的反應為Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2Cl2↑+2H2OB.浸有NaOH溶液的棉花起吸收尾氣的作用C.CCl4可用淀粉溶液替換D.試管下層出現(xiàn)紫紅色,可證明氧化性:Cl2>Fe3+>I2答案

D解析

漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2,與濃鹽酸反應生成氯氣,化學方程式為Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,A正確;浸有NaOH溶液的棉花可吸收多余氯氣,起吸收尾氣的作用,B正確;下層四氯化碳出現(xiàn)碘單質時顯紫紅色,淀粉溶液遇碘單質顯藍色,可用淀粉溶液替換CCl4檢測碘單質,C正確;氯氣溶于水生成的次氯酸也有氧化性,無法確定是什么物質氧化KI,D錯誤。思路點撥實驗中先制備氯氣,然后利用氯氣與不同物質的反應,分析氧化性的強弱。注意分析實驗中試劑的作用,并注意尾氣處理問題。針對訓練1.(2023湖南邵陽三模)關于下列物質的應用或分析錯誤的是(

)A.常溫下,用鐵槽車運輸濃硝酸利用了濃硝酸的強氧化性B.神舟十三號返回艙燒蝕材料中含有石棉,說明石棉易燃燒C.用維生素C做NaNO2中毒的急救藥,利用了維生素C的強還原性D.《神農(nóng)本草經(jīng)》記載“石硫黃(S)能化銀、銅、鐵”,這句話體現(xiàn)了石硫黃(S)的氧化性答案

B解析

常溫下,鐵在濃硝酸中鈍化,用鐵槽車運輸濃硝酸利用了濃硝酸的強氧化性,A正確;神舟十三號返回艙燒蝕材料中含有石棉,說明石棉不易燃燒,具有阻燃性,B錯誤;用維生素C做NaNO2中毒的急救藥,維生素C被NaNO2氧化,利用了維生素C的強還原性,C正確;《神農(nóng)本草經(jīng)》記載“石硫黃(S)能化銀、銅、鐵”,硫與金屬單質生成金屬硫化物,體現(xiàn)了石硫黃(S)的氧化性,D正確。2.有下列四個反應:①Cl2+FeI2===FeCl2+I2②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-③2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O④Cl2+2Br-===2Cl-+Br2下列說法正確的是(

)A.反應①②③④中的氧化產(chǎn)物依次是I2、Fe3+、MnCl2、Br2B.氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2C.根據(jù)反應①一定可以推理得到Cl2+FeBr2===FeCl2+Br2D.在反應③中,當有1molKMnO4參加反應時,有8molHCl被氧化答案

B解析

反應③中錳元素由+7價降低到+2價,MnCl2是還原產(chǎn)物,A錯誤。氧化還原反應中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;根據(jù)反應①~④分別可得氧化性:Cl2>I2、Fe3+>I2、Br2>Fe3+、KMnO4>Cl2、Cl2>Br2,綜合可得氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2,B正確。根據(jù)①可得氧化性:Cl2>I2,根據(jù)②得Fe2+的還原性強于Br-,無法推理得到Cl2+FeBr2===FeCl2+Br2,C錯誤。反應③中,有1

mol

KMnO4參與反應,同時消耗8

mol

HCl,其中只有5

mol

HCl被氧化,D錯誤。歸納總結基于“性質強弱規(guī)律”,巧解物質的氧化性和還原性比較的題目(1)熟記物質的性質強弱規(guī)律:①氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;②還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。(2)巧用反應先后的兩個規(guī)律:①同一還原劑與多種氧化劑反應時,氧化性強的物質優(yōu)先發(fā)生反應,常見氧化劑的氧化性:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>H+。②同一氧化劑與多種還原劑反應時,還原性強的物質優(yōu)先發(fā)生反應,常見還原劑的還原性:S2->>I->Fe2+>Br-。(3)利用“假設法”判斷氧化還原反應能否發(fā)生。假設某反應能夠發(fā)生,依據(jù)該反應判斷氧化性(或還原性)的強弱,再與題干中給出的物質的氧化性(或還原性)對照,若其強弱順序一致,則此反應能夠發(fā)生,否則,不能發(fā)生。研專項前沿命題氧化還原反應的基本規(guī)律及應用

題型考查內容選擇題非選擇題考查知識側重考查氧化還原反應的“強弱”“價態(tài)律”“先后律”“守恒律”等核心素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、變化觀念考向1“價態(tài)轉化”規(guī)律及應用例1.關于反應K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列說法正確的是(

)A.K2H3IO6發(fā)生氧化反應B.KI是還原產(chǎn)物C.生成12.7gI2時,轉移0.1mol電子D.還原劑與氧化劑的物質的量之比為7∶1思路指導

答案

D突破方法“價態(tài)轉化”規(guī)律及分析(1)“價態(tài)歸中”規(guī)律含有不同價態(tài)的同種元素物質間發(fā)生氧化還原反應時,該元素的價態(tài)變化一定遵循“高價+低價→中間價”,即“價態(tài)相鄰能共存,價態(tài)相間能歸中,歸中價態(tài)不交叉,價升價降只靠攏”。例如:(2)“價態(tài)歧化”規(guī)律同一元素發(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)變化一定遵循“中間價態(tài)→高價態(tài)+低價態(tài)”,不會出現(xiàn)“一邊倒”的現(xiàn)象,即生成物中該元素的價態(tài)不能都比反應物中該元素價態(tài)高,或都比反應物中該元素價態(tài)低。具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生“歧化反應”,例如,針對訓練1.KIO3常用作食鹽中的補碘劑,可用“氯酸鉀氧化法”制備,該方法的第一步反應為6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列說法錯誤的是(

)A.產(chǎn)生22.4L(標準狀況)Cl2時,反應中轉移10mol電子

B.反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為11∶6C.可用石灰乳吸收反應產(chǎn)生的Cl2制備漂白粉D.可用酸化的淀粉碘化鉀溶液檢驗食鹽中

的存在答案

A解析

本題考查了氧化還原反應原理的分析與物質的檢驗、用途等知識。反應中的電子轉移情況為:。據(jù)此可知,生成1

mol

Cl2時,反應中轉移20

mol電子,A項錯誤;根據(jù)電子轉移情況,可判斷反應中碘單質作還原劑,氯酸鉀作氧化劑,故氧化劑與還原劑的物質的量之比是11∶6,B項正確;工業(yè)上常將氯氣通入石灰乳中制得漂白粉,C項正確;酸化的碘化鉀溶液可與食鹽中的碘酸根發(fā)生歸中反應生成碘單質(+5I-+6H+===3I2+3H2O),淀粉遇碘單質變藍,D項正確。2.關于反應4O2F2+H2S===SF6+2HF+4O2,下列說法正確的是(

)A.O2F2在該反應中同時發(fā)生氧化反應和還原反應B.O2是氧化產(chǎn)物C.氧化劑與還原劑的物質的量之比為4∶1D.若2.24LH2S被氧化,則轉移0.8mol電子答案

C解析

O2F2中氧元素:+1價→0價,氟元素未變價,則O2F2在該反應中只發(fā)生還原反應,A錯誤;氧元素化合價降低,發(fā)生還原反應,則O2是還原產(chǎn)物,B錯誤;硫元素化合價由-2價升高到+6價,H2S是還原劑,故氧化劑與還原劑的物質的量之比為4∶1,C正確;1

mol

H2S被氧化,轉移8

mol電子,題目未指明2.24

L

H2S是否處于標準狀況,不能確定轉移電子的物質的量,D錯誤?？枷?“反應先后”規(guī)律及應用例2.已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2。向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入適量氯氣,溶液中某些離子的物質的量變化如圖所示。下列有關說法不正確的是(

)A.曲線d代表溶液中Br-變化情況B.原溶液中FeI2的物質的量為2molC.原溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=2∶3D.當通入2molCl2時,溶液中離子反應為2I-+2Fe2++2Cl2===I2+2Fe3++4Cl-思路指導

答案

B

突破方法“反應先后”規(guī)律及應用當一種氧化劑與多種還原劑(或一種還原劑與多種氧化劑)反應時,要考慮還原劑的還原性(或氧化劑的氧化性)強弱,判斷物質發(fā)生反應的先后順序。(1)一種還原劑與多種氧化劑的反應在濃度相差不大的溶液中,若同時含有多種氧化劑,加入還原劑時,將按照物質的氧化性由強到弱的順序依次發(fā)生反應。例如,向CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入鐵粉,由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe先與Fe3+反應生成Fe2+,剩余鐵粉再與Cu2+發(fā)生置換反應。(2)一種氧化劑與多種還原劑的反應在濃度相差不大的溶液中,若同時含有多種還原劑,加入氧化劑時,將按照物質的還原性由強到弱的順序依次發(fā)生反應。例如,在FeBr2和FeI2混合液中通入Cl2時,由于還原性:I->Fe2+>Br-,故被Cl2氧化的先后順序為I-、Fe2+、Br-。針對訓練3.在硫酸鐵溶液中,加入少量銅粉至完全溶解后,又加入一定量鐵粉,充分反應后有殘余固體,則下列判斷正確的是(

)A.最后得到的溶液中只含Cu2+B.殘余固體一定全部是銅C.殘余固體可能為鐵、銅的混合物D.最后得到的溶液中含有Fe3+答案

C解析

根據(jù)題意分析可知,發(fā)生的反應有:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe+Cu2+===Fe2++Cu。由于氧化性:Fe3+>Cu2+,鐵粉先與Fe3+反應,再與Cu2+反應,經(jīng)分析存在幾種情況:①加入鐵粉過量,剩余固體為鐵、銅,溶液為FeSO4溶液;②加入鐵粉少量,剩余固體為銅,溶液為FeSO4和CuSO4的混合溶液;③加入鐵粉恰好與溶液中的Fe3+與Cu2+反應,剩余固體為銅,溶液為FeSO4溶液。4.寫出下列反應的離子方程式。(1)向FeBr2溶液通入少量Cl2:

。

(2)向FeBr2溶液通入過量Cl2:

。

(3)向FeBr2溶液通入等物質的量的Cl2:

。(4)向FeI2溶液通入少量Cl2:

。

Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2