高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)歸納
2019-01-23 20:49:34三好網(wǎng)
高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)是高考的必考考點(diǎn),近年來呈現(xiàn)如下命題趨勢(shì),以典型物質(zhì)或社會(huì)實(shí)際問題為載體,考查學(xué)科內(nèi)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷方法高考題中可能加了一句信息,增加了題目難度。這提示大家讀題要細(xì)致,千萬不要只憑經(jīng)驗(yàn)!全國卷化學(xué)必考知識(shí)點(diǎn)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算是高考的重點(diǎn)也是高考的難點(diǎn),做這種類型的題時(shí),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(jià)升降總數(shù)相等。
高考化學(xué)氧化還原考綱解讀:
圍繞考綱我們應(yīng)掌握如下要點(diǎn):
、傺趸原反應(yīng)的基本概念;
、谘趸瘎、氧化產(chǎn)物、還原劑、還原產(chǎn)物的判斷
、垩趸—還原反應(yīng)中電子得失情況的表示方法;
、苎趸浴⑦原性強(qiáng)弱的比較;
、菅趸原反應(yīng)方程式的配平;⑥能根據(jù)質(zhì)量守恒定律正確書寫化學(xué)方程式,并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
總之一句話
哪兒有氧(化)還(原)反應(yīng),哪兒有得失(電子)守恒。
一、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用
1、表現(xiàn)性質(zhì)規(guī)律
同種元素具有多種價(jià)態(tài)時(shí),一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性、處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性、處于中間可變價(jià)時(shí)既具有氧化性又具有還原性。
例2已知:①向KMnO4晶體滴加濃鹽酸,產(chǎn)生黃綠色氣體;②向FeCl2溶液中通入少量實(shí)驗(yàn)①產(chǎn)生的氣體,溶液變黃色;③取實(shí)驗(yàn)②生成的溶液滴在淀粉KI試紙上,試紙變藍(lán)色。下列判斷正確的是()
A.上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性:MnO4->Cl2>Fe3+>I2
B.上述實(shí)驗(yàn)中,共有兩個(gè)氧化還原反應(yīng)
C.實(shí)驗(yàn)①生成的氣體不能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)
D.實(shí)驗(yàn)②證明Fe2+既有氧化性又有還原性
【解析】本題特別關(guān)注D選項(xiàng)。題中的有關(guān)反應(yīng)為①2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(生成的黃綠色氣體為Cl2);②Cl2+2FeCl2====2FeCl3(FeCl3溶液為黃色);③2FeCl3+2KI====2FeCl2+2KCl+I2(I2遇淀粉變藍(lán)色)。以上三個(gè)反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng),根據(jù)氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物的規(guī)律,可知A正確、B錯(cuò)誤、C錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)②只能證明Fe2+具有還原性,D錯(cuò)誤!敬鸢浮緼
2.性質(zhì)強(qiáng)弱規(guī)律
氧化性:氧化劑>還原劑還原性:還原劑>還原產(chǎn)物
例3.常溫下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+下列說法正確的是()
A.H2O2的氧化性比Fe3+強(qiáng),其還原性比Fe2+弱
B.在H2O2分解過程中,溶液的pH逐漸下降
C.在H2O2分解過程中,F(xiàn)e2+和Fe3+的總量保持不變
D.H2O2生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe2+
解析:
結(jié)合A、B兩個(gè)方程式根據(jù)氧化性、還原性強(qiáng)弱比較規(guī)律:得H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性,H2O2的還原性>Fe2+的還原性,A錯(cuò);2H2O2=2H2O+O2↑,分解過程中,F(xiàn)e2+作催化劑,溶液pH值不變,B錯(cuò),H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化劑,所以總量不變。因?yàn)镕e2+可導(dǎo)致H2O2分解,所以H2O2生產(chǎn)過程要避免混入Fe2+,D正確。答案:CD
3.反應(yīng)先后規(guī)律
在濃度相差不大的溶液中,同時(shí)含有幾種還原劑時(shí),若加入氧化劑,則它首先與溶液中最強(qiáng)的還原劑作用;同理,在濃度相差不大的溶液中,同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí),若加入還原劑,則它首先與溶液中最強(qiáng)的氧化劑作用。例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+。
例4.(09全國卷Ⅱ13)含有amolFeBr2的溶液中,通入xmolCl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過程中,溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式,其中不正確的是()
A.x=0.4a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.x=0.6a,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
【解析】由于Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-,故根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序知,Cl2先氧化Fe2+,然后再氧化Br-。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2。當(dāng)x/a≤0.5時(shí),Cl2僅氧化Fe2+,故A項(xiàng)正確。
當(dāng)x/a≥1.5時(shí),Fe2+和Br-合部被氧化,D當(dāng)介于兩者之間時(shí),則要分步書寫方程式,然后進(jìn)行疊加得總反應(yīng)。如B項(xiàng),當(dāng)x=0.5a時(shí),Cl2剛好把Fe2+全部氧化,而當(dāng)x=0.6a,顯然Cl2還要氧化,而選項(xiàng)中沒有表示,故錯(cuò)。答案:B
4.價(jià)態(tài)歸中規(guī)律
含不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),該元素價(jià)態(tài)的變化一定遵循“高價(jià)+低價(jià)→中間價(jià)”的規(guī)律。
5.電子守恒規(guī)律
在任何氧化—還原反應(yīng)中,氧化劑得電子(或共用電子對(duì)偏向)總數(shù)與還原劑失電子(或共用電子對(duì)偏離)總數(shù)一定相等。
例5.(09全國卷Ⅱ6)物質(zhì)的量之比為2:5的鋅與稀硝酸反應(yīng),若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O,反應(yīng)結(jié)束后鋅沒有剩余,則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是()
A.1:4B.1:5C.2:3D.2:5
【解析】設(shè)2molZn參與反應(yīng),因Zn無剩余,則最終生成了2molZn(NO3)2,顯然含有4molNO3-,這部分是沒有參與氧化還原反應(yīng)的HNO3,根據(jù)得失電子守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4,則n(HNO3)=1mol,即有1molHNO3被還原。答案:A
二、氧化還原方程式的配平
主要依據(jù)化合價(jià)升降法:在氧化還原反應(yīng)中升高的價(jià)數(shù)=降低的價(jià)數(shù)。其實(shí)質(zhì)是得失電子的守恒。
例6.(08全國Ⅱ卷)(NH4)2SO4在高溫下分解,產(chǎn)物是SO2、H2O、N2和NH3。在該反應(yīng)的化學(xué)方程式中,化學(xué)計(jì)量數(shù)由小到大的產(chǎn)物分子依次是()
A.SO2、H2O、N2、NH3
B.N2、SO2、H2O、NH3
C.N2、SO2、NH3、H2O
D.H2O、NH3、SO2、N2
【解析】此題實(shí)際上是考查化學(xué)方程式的配平,(NH4)2SO4----NH3+N2+SO2+H2O,反應(yīng)中:N:-3→0,化合價(jià)變化總數(shù)為6,S:+6→+4,化合價(jià)變化數(shù)為2,根據(jù)化合價(jià)升高和降低的總數(shù)相等,所以應(yīng)在SO2前配3,(NH4)2SO4前面配3,NH3前面配4,H2O前面配6,最后計(jì)算反應(yīng)前后的O原子個(gè)數(shù)相等。配平后的化學(xué)方程式為:3(NH4)2SO4=4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O。答案:C