氧化还原反应专题突破

氧化还原反应专题突破（共3篇）

氧化还原反应专题突破 篇1

氧化还原反应一直是高中化学的重点,也是高考的热点,是中学化学的核心理论知识。 它贯穿于中学化学学习的始终,对学习元素及其化合物知识有直接指导作用,在化学知识结构中具有举足轻重的地位。在新课标的理念下,对氧化还原反应的学习要抓好基本概念的学习和氧化还原反应的基本应用。现通过典型例题总结如下,供同学们参考。

一、领悟考纲,明晰要求

2015年高考考纲对“氧化还原反应”这一专题各考点明确提出:了解氧化还原反应的本质是电子的转移;掌握氧化还原反应的有关知识(氧化反应与还原反应、反应方程式的配平、 物质的氧化性与还原性的强弱比较等)。

近几年高考对氧化还原反应的考查主要包括以下几点:以生产、生活、社会中的问题为载体,考查氧化还原反应的基本概念及实质;比较物质氧化性、还原性的强弱及相关规律的应用; 氧化还原反应的配平及计算等。

二、抓住本质,理解概念

例1.亚氨基锂(Li２NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为:Li２NH+H２LiNH２+LiH。下列有关说法正确的是( )

A.Li２NH中N的化合价是-1

B.该反应中H２既是氧化剂又是还原剂

C.LiNH2是还原产物 , LiH是氧化产物

D.若有1 mol H２参加反应,则反应中有2mol电子转移

解析:本题主要考查氧化还原反应的相关概念和有关计算,侧重考查学生的理解和应用能力。A项,因为在Li２NH和LiNH２中N元素的非金属性最强,故N元素显-3价;B项, Li２NH和LiNH２中Li和H元素化合价均为+1价,H２中H元素化合价为0价,LiH中H元素化合价为-1价,故题给反应中只有H元素的化合价发生变化,H２既是氧化剂又是还原剂;C项,LiNH２是氧化产物,LiH是还原产物;D项,1 mol H２发生歧化反应,转移1mol电子。

答案:B

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氧化还原反应的五组基本概念之间是相互对立又相互依存的,其关系见如下框图:

注意:氧化剂、还原剂是指反应物(物质或离子),不是元素;氧化产物、还原产物是指生成物(物质或离子),不是元素;被氧化、被还原一般是指反应物中的变价元素,不是反应物;氧化反应、还原反应是指反应物的变化。

例2.饮用水中的NO３－对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO３－的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO３－还原为N２,其化学反应方程式为:10Al+ 6NaNO３+ 4NaOH+18H２O= 10Na[Al(OH)４]+3N２↑。请回答下列问题:

(1)该反应中,______是氧化剂,是氧化产物______,被还原______。

(2)标出该反应中的电子转移的方向和数目:______。

(3)上述反应中,若有8g NaOH参加反应,则转移的电子总数为______个。

解析:本题综合考查氧化还原反应的相关概念、电子转移的表示方法和有关计算。分析题给反应知,发生变价的元素为Al和N,Al元素的化合价升高, 故Al为还原剂, Na[Al(OH)４]为氧化产物;NaNO３是氧化剂, N２是氧化产物。当消耗4 mol NaOH时应转移30mol电子,故有0.2mol NaOH参加反应, 转移的电子物质的量为1.5mol。

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氧化还原反应的本质是有电子的转移,表示电子转移的方法有两种,即双线桥法和单线桥法。

1.双线桥法

双线桥法是在反应物和生成物之间表示电子转移结果,该法侧重于表示同一元素的原子(或离子)间的电子转移。使用时应注意以下几点:(1)双线桥的箭头必须由反应物指向生成物中的同一种变价元素,箭头不表示方向,只表示变化。(2)双线桥上要标明“得”或“失”电子字样(电子对的偏移也按得失电子处理)。(3)双线桥上要标明得失电子总数,且得到和失去的电子总数必须相等。

2.单线桥法

单线桥法在反应物中的还原剂和氧化剂之间表示电子转移的方向和数目,具体讲是箭头从失电子元素指向得电子元素。使用时应注意以下几点:(1)单线桥是从反应物中失电子元素指向反应物中得电子元素。(2)单线桥上不要标明“得”或“失”电子字样,因为箭头指向包含了电子的得失。(3)单线桥上只标明反应中转移的电子总数。

三、把握性质,判断强弱

例3.化学与生活密切相关。下列物质应用中利用了该物质的还原性的是( )

A.漂白粉漂白织物

B.铁粉作食品袋的脱氧剂

C.明矾净化水

D.双氧水杀菌消毒

解析:本题主要以氧化还原反应在生活中的应用为背景,考查氧化性和还原性的判断。 漂白粉中的有效成分Ca(ClO)２具有强氧化性,可将织物中的色素氧化为无色物质,A项是利用漂白粉的氧化性;铁粉在食品袋中可与空气中的氧气反应,防止袋中的食品氧化变质, B项是利用铁粉的还原性;明矾净水是利用Al３＋水解生成Al(OH)３胶体吸附水中悬浮的杂质,不属于氧化还原反应;双氧水杀菌消毒是利用双氧水的强氧化性。

答案:B

例4.已知:1PbO２固体与浓盐酸反应,产生黄绿色气体;2向KSCN和FeBr２的混合溶液中通入少量实验1产生的气体(仅与一种离子反应),溶液变红色;3取少量FeCl３溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝。下列判断错误的是( )

A.上述实验中有三个氧化还原反应

B.通过上述实验可得到结论,氧化性:PbO２>Cl２>Br２>Fe３＋>I２

C.实验2能证明Fe２＋有还原性,不能证明Fe２＋有氧化性

D.实验1生成的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝

解析:本题主要考查氧化性和还原性的判断,氧化性强弱的比较及其应用。A项,题给三个实验中均发生了氧化还原反应;B项,通过题中三个实验不能证明Cl２的氧化性比Br２强;C项,实验2只能证明Fe２＋有还原性;D项,实验1生成的气体是Cl２,Cl２能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

答案:B

例5.根据下图,可判断下列离子方程式中错误的是( )

解析:本题以盐桥原电池装置图为基点,考查通过原电池的两极极性的正负来判断金属单质还原性的相对强弱,同时也考查了学生审图、 分析处理问题的能力。根据原电池的工作原理知,金属活动性:负极>正极。则三种金属的活动性顺序为Cd>Co>Ag,则符合此关系的置换反应成立。

答案:A

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1.物质的氧化性和还原性

物质的氧化性是指物质得到电子的性质或能力,氧化剂具有氧化性,氧化剂越易得电子, 其氧化性越强;物质的还原性是指物质失电子的性质或能力,还原剂具有还原性,还原剂越易失电子,其还原性越强。物质的氧化性(或还原性)的强弱取决于物质得(或失)电子的难易程度,与得(或失)电子的多少无关。物质具有氧化性还是还原性,可从元素在物质中的价态考虑:某元素的化合价处于最高价时,只有氧化性;处于最低价时,只有还原性;处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。简记为“同种元素多种价,高价氧化低价还,中间价态两俱全”。

2.物质的氧化性和还原性强弱的判断方法

(1)根据活动性顺序表判断。

1根据金属活动性顺序表判断:

金属活动性顺序表中,排在前面的金属元素其原子的还原性强,排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。

常见金属单质还原性强弱 : Na>Mg>Al >Zn>Fe>H>Cu>Ag 。

常见金属阳离子氧化性强弱 :

2根据非金属活动性顺序表判断:

常见非金属单质氧化性强弱:F２>Cl２> Br２>I２>S。

常见非金属阴离子还原性强弱:S２－>I－>Br－>Cl－>O２－。

3根据两表联合产生常用的重要顺序判断:

(2)根据元素在周期表中的位置判断。

1同一主族金属元素原子从上到下原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,单质还原性逐渐增强,其阳离子氧化性逐渐减弱;同一主族非金属元素原子从上到下原子半径逐渐增大, 得电子能力逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱,其阴离子还原性逐渐增强。

2同一周期金属元素原子从左到右原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,单质还原性逐渐减弱;同一周期非金属元素原子从左到右原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强,单质氧化性逐渐增强。

(3)根据氧化还原反应的方向判断。

对于氧化还原反应一般有如下对应关系: 强氧化剂+ 强还原剂→还原产物+ 氧化产物。要依据氧化还原反应方程式比较物质氧化性、还原性强弱,应首先找出反应物中的氧化剂、还原剂以及生成物中的还原产物、氧化产物。然后根据“氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性,还原剂的还原性>还原产物的还原性” 进行判断。

(4)根据氧化、还原的程度大小进行判断。

1当不同的还原剂与同一氧化剂反应时, 可根据氧化剂被还原的不同程度来判断还原剂还原性的强弱。一般规律是氧化剂被还原的程度越大,还原剂的还原性越强。 例如,HI和HBr两种还原剂分别与同一种氧化剂浓硫酸反应,HI可把浓硫酸还原为H２S,而HBr只能把浓硫酸还原为SO２,说明HI的还原性比HBr强。

2当不同的氧化剂与同一还原剂反应时, 还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。例如,氯气和硫两种氧化剂分别与同一还原剂铁反应,氯气可把铁氧化为FeCl３,而硫只能把铁氧化为FeS,说明氯气的氧化性比硫强。

(5)根据反应条件判断。

1浓度的影响:一般来说,氧化剂的氧化性和还原剂的还原性随着浓度增大而增强。如氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸;还原性:浓盐酸>稀盐酸。铜与浓硫酸加热可反应, 而铜与稀硫酸加热不反应;二氧化锰与浓盐酸加热可反应,而二氧化锰与稀盐酸加热不反应。

2温度的影响:不同的还原剂(或氧化剂) 与同一氧化剂(或还原剂)反应时,若还原产物(或氧化产物)的价态相同,则反应条件越易,还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)越强。例如,钠在常温下能与水剧烈反应,而铁需在高温下才能与水蒸气反应,则还原性:钠> 铁。又如,常温下KMnO４可将浓盐酸氧化为Cl２,而MnO２则需加热才能将浓盐酸氧化为Cl２,故氧化性:KMnO４>MnO２。

3溶液酸碱性的影响:一般来说,随着溶液酸性的增强,氧化剂的氧化性不断增强。例如, MnO４－、Cr２O７２－或ClO－溶液的氧化性随着溶液酸性的增强而增强。又如,NO３－在中性或碱性条件下基本上无氧化性,而在酸性条件下却具有强氧化性,可将S２－、SO３２－、I－、Fe２＋等氧化。

(6)根据原电池、电解池的电极反应进行判断。

1两种不同的金属构成原电池的两极:一般是活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极, 则还原性:负极金属>正极金属。

2在电解池中,用惰性电极电解混合溶液时,一般在阴极先放电的阳离子的氧化性较强, 如Ag＋>Fe３＋>Cu２＋>H＋>Fe２＋>Zn２＋> Al３＋>Mg２＋>Na＋;在阳极先放电的阴离子还原性较强,如S２－>I－>Br－>Cl－>OH－。

四、把握规律,灵活应用

例6.实验室制取氯气也可使用氯酸钾与浓盐酸反应,其反应原理如下:KClO３+ 6HCl(浓)=KCl+3H２O+3Cl２↑。试根据该反应方程式回答下列问题:

(1)氧化剂是______,氧化产物是______。

(2)该反应中盐酸表现出来的性质是______(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)。

(3) 氧化产物与还原产物的质量比为______。

(4)若反应生成21.3g Cl２,则反应过程中转移______mol电子。

解析:该反应要利用邻位转化规则分析, KClO３中+5价的氯元素降低到Cl２中的0价氯元素,不是降低到KCl中的-1价氯元素,这一点是学生极易弄错的。该反应中KClO３是氧化剂,盐酸是还原剂,Cl２既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物来自还原剂HCl,还原产物来自氧化剂KClO３,故氧化产物与还原产物的质量比为5∶1。由于盐酸在反应中部分变价,故盐酸表现出还原性和酸性。根据反应中氯元素价态变化知,该反应中生成3mol Cl２应转移5 mol电子,故生成21.3g Cl２,转移电子的物质的量为0.5mol。

答案:(1)KClO３Cl２(2)还原性、酸性(3)5∶1 (4)0.5

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1. 左强右弱规律

在一个自发进行的氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。自发进行的氧化还原反应总是按强的氧化性物质与强的还原性物质反应,生成弱的还原性物质和弱的氧化性物质的方向发生,即为

”。只有能自发进行的氧化还原反应,才满足“左强右弱”规律,也只有满足此规律的反应才能自动发生。电解反应是非自发进行的氧化还原反应,不能套用此规律。

应用:可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。适当条件下,可用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。

2.价态转化规律

(1)邻位转化规律。

在氧化还原反应中,元素相邻价态间的转化最易。

1元素处于最低(或最高)价态,遇一般氧化剂(或还原剂)时转变至相邻价态。 例如, Fe３＋与Cu反应时,Fe３＋只能被还原为Fe２＋,不能被还原为Fe。又如,浓硫酸在加热条件下与铜反应时,浓硫酸只能被还原为SO２,不能被还原为S。

2元素处于中间价态时可发生歧化反应, 且一般发生邻位转化。 例如,单质硫与热浓NaOH溶液反应时生成Na２S和Na２SO３。

(2)跳位转化规律。

1元素处于较低(或较高)价态时,遇强氧化剂(或强还原剂)发生跳位转化。例如,单质硫与浓硝酸加热时反应,可生成硫酸,而不是SO２。

2当增强反应条件(升温、增大反应物浓度、增大酸性等)时,可发生跳位转化。例如,氯气与热浓NaOH溶液反应可生成NaClO３,而不是NaClO。

(3)互不换位转化规律。

1同种元素的相邻价态间不相互转化。例如,CO与CO２、Fe３＋与Fe２＋、SO２与H２SO４等均不能发生反应。

2不同价态的同种元素间发生反应时,生成中间价态的物质,且只靠拢不交叉。就是说, 可能氧化产物和还原产物为同一中间价态,也可能不为同一价态,但产物中该元素的化合价一定介于氧化剂和还原剂中该元素的化合价之间(即归中反应)。 例如,反应KClO３+ 6HCl(浓)=KCl+3H２O+3Cl２↑,KClO３中+5价氯元素降到0价,HCl中-1价氯元素升到0价,而不是KClO３中+5价氯元素降到-1价。

应用:可用于判断氧化还原反应能否发生、 物质的变化及预测反应的产物。

3.强先弱后规律

一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,氧化性强的物质先被还原,并按“强先弱后”的顺序依次发生反应。 例如,将足量铁粉加入含H＋、Cu２＋、Fe３＋的溶液中,氧化性较强的Fe３＋先反应。一种氧化剂同时与多种还原剂相遇时,还原性强的物质先被氧化,并按“强先弱后” 的顺序依次发生反应。例如,向含Fe２＋、I－、 Br－的溶液中通入氯气,还原性较强的I－先反应。

应用:可用于判断反应的先后顺序及物质的稳定性强弱。

4.电子守恒规律

氧化还原反应的本质是电子转移,电子守恒规律就是电子得失总数相等。氧化还原反应的表观特征是元素化合价升降总数相等,这是任何氧化还原反应都应遵循的规律。

应用:可用于氧化还原反应有关计算及氧化还原反应方程式的配平。

五、电子守恒,配平计算

例7.锌与很稀的硝酸反应生成Zn(NO３)２、NH４NO３和水。 当生成1mol Zn(NO３)２时,被还原的硝酸的物质的量为( )

A.2mol B.1mol

C.0.5molD.0.25mol

解析:本题主要考查氧化还原反应方程式的配平和电子守恒的计算。

解法1(化学方程式法):根据题给信息,运用化合价升降法将化学方程式配平,可得该反应的化学方程式为4Zn + 10HNO３=-4Zn(NO３)２+NH４NO３+3H２O。稀硝酸的还原产物为NH４NO３,当生成4mol Zn(NO３)２时, 被还原的硝酸为1mol,故生成1mol Zn(NO３)２时,被还原的硝酸为0.25mol。

答案:D

例8.羟胺(NH２OH)是一种重要的还原剂,能将某些氧化剂还原。 现向20.00mL 0.045mol/L羟氨溶液中加入0.020mol/L酸性K２Cr２O７溶液,充分反应,消耗15.00mL酸性K２Cr２O７溶液(K２Cr２O７被还原为Cr３＋)。则上述反应中羟胺的氧化产物是( )

A.N２B.N２O C.NO D.NO２

解析:本题主要考查电子守恒的应用。设羟胺的氧化产物中N的化合价为+x,1 mol NH２OH转化为+ x价的N原子失去(x+1)mol电子,1mol K２Cr２O７转化为Cr３＋得到6mol电子,根据得失电子守恒有如下关系式:

答案:B

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1.氧化还原反应化学方程式的配平

(1)配平原则:质量守恒(反应前后各元素的原子个数相等)、电子得失守恒(化合价升降变化数值相等)、电荷守恒(离子反应)。

(2)配平步骤:标好价、列变化、求总数、配系数、后检查。

(3)配平技巧:正向配平法、逆向配平法、整体配平法、平均化合价等。

(4)氧化还原反应离子方程式的配平:1用电子守恒配平变价元素原子系数。2用电荷守恒配平离子系数。3用原子守恒配平未变价元素原子系数。4用O原子守恒检查是否配平。

2.电子守恒计算

氧化还原反应计算的核心是电子守恒,在氧化还原反应中,元素得到电子的总数=元素失去电子的总数;或元素化合价升高的总数= 元素化合价降低的总数。

解题步骤:(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子的得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式:n (氧化剂)× N (变价原子) ×Δx(化合价变化)=n(还原剂)×N(变价原子) ×Δx(化合价变化)。

注意:计算氧化剂或还原剂的物质的量时, 要特别注意反应物是部分还是全部参加氧化还原反应。

六、融会贯通,综合运用

例9.(2015·安徽卷)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )

A.该溶液中,H＋、NH４＋、SO４２－、Br－可以大量共存

B.该溶液中,Ag＋、K＋、NO３－、CH３CHO可以大量共存

C.向该溶液中滴入少量FeSO４溶液,反应的离子方程式为2Fe２＋+ClO－+2H＋Cl－+2Fe３＋+H２O

D.向该溶液中加入浓盐酸,每产生1 mol Cl２,转移电子约为6.02×10２３个

解析:本题综合考查氧化还原反应在离子共存、离子方程式正误判断及物质的量计算等方面的应用。A项,酸性条件下,ClO－可将Br－氧化而不能共存;B项,Ag＋与Cl－因生成沉淀而不能共存,ClO－可将CH３CHO氧化而不能共存;C项,NaClO为强碱弱酸盐,其水溶液显碱性;D项,向该溶液中加入浓盐酸后, HClO与浓盐酸可发生归中反应生成Cl２,产生1mol Cl２,转移1mol电子。

答案:D

例10.利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。

(1)利用下图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B电极发生______(填“氧化”或“还原”)反应,B极区电解液为______(填化学式)溶液,阳极电极反应式为,该电解池总反应式为______,其中氧化产物为。

(2)利用钴渣[含Co(OH)３、Fe(OH)３等] 制备钴氧化物的工艺流程如下:

Co(OH)３溶解还原反应的离子方程式为______。 铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC２O４生成钴氧化______物和CO２,测得充分煅烧后固体质量为2.41g, CO２体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为______。

解析:(1)分析装置图知,产生H２的一极(B电极)为阴极,B极区电解液为LiOH溶液, 其电极反应式为2H２O +2e－=H２↑ + 2OH－,则A电极为阳极,A极区电解液为LiCl溶液,其电极反应式为2Cl－-2e－=Cl２↑。该电解池总反应式为,其中氧化产物为Cl２。(2)在酸性条件下,Co(OH)３首先与H＋反应生成Co３＋,Co３＋具有氧化性,把SO３２－氧化为SO４２－,配平可得离子方程式:2Co(OH)３+ 4H＋+SO３２－=2Co２＋+SO４２－+5H２O。铁渣中铁元素的化合价应为高价,为+3价,CO２的物质的量为,根据CoC２O４的组成可知,Co元素物质的量为0.03mol。设钴氧化物的化学式为CoｘOｙ,根据元素的质量比可得, 解, 则钴氧化物的化学式为Co3O4。

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氧化还原反应在离子共存、离子方程式书写、电化学及有机化学中有着广泛的应用。

1.氧化还原反应在离子共存中的应用

离子之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,这是离子共存题的必考点。 如Fe３＋与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、I－,NO３－(H＋)与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、 I－、Fe２＋,ClO－与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、I－、Fe２＋,MnO４－、Cr２O７２－与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、I－、Fe２＋、 Br－、Cl－(H＋)等离子,因发生氧化还原反应而不能大量共存。

2.氧化还原反应在书写氧化还原离子方程式中的应用

书写氧化还原反应离子方程式时,能否配平至关重要,依据元素化合价升降总数相等配平变价元素原子个数是氧化还原反应离子方程式配平的关键。

3.氧化还原反应在电化学中的应用

(1)原电池中,失电子的一极为负极,发生氧化反应;得电子的一极为正极,发生还原反应。电解池中,失电子的一极为阳极,发生氧化反应;得电子的一极为阴极,发生还原反应。

(2)书写电极反应式和总反应式时要依据各电极转移的电子数相等。

(3)计算电极质量的增减、溶液的pH和电极上产生气体的体积等,都要依据各电极上转移的电子数相等。

4.氧化还原反应在有机化学中的应用

有机上的氧化反应是指有机物加氧或去氢的反应,如乙醇催化氧化生成乙醛,甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸,乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应等。有机上的还原反应是指有机物加氢或去氧的反应,如甲苯与氢气加成反应生成甲基环己烷,硝基苯生成苯胺等。

目前,有关氧化还原反应知识的命题趋势主要体现如下:以社会实际问题或典型事例为载体,考查学生对氧化还原反应相关概念的理解和应用能力;将氧化还原反应与对应物质性质的分析、推断结合在一起,考查学生对学科知识的综合应用能力;根据氧化还原反应原理书写所给的陌生化学反应方程式;氧化还原反应与电化学原理、新型绿色能源的开发相结合的考查。这些考点都是应用所学的氧化还原反应的理论来解决题中所给新信息、新情景下的问题,要求学生有较强的思维能力和自学能力。

【专项训练】

1.下列实验中,颜色变化与氧化还原反应有关的是( )

A. 往紫色石蕊试液中加入盐酸 , 溶液变红

B.饱和FeCl３溶液在沸水中变为红褐色

C.向FeSO４溶液中滴加NaOH溶液,生成的沉淀由白色变为灰绿色,最后变为红褐色

D.SO２使滴有酚酞的NaOH溶液褪色

2.有下列三个反应方程式:1Cl２+FeI２=FeCl２+I２;22Fe２＋+Br２=2Fe３＋+ 2Br－;3 Co２O３+6HCl(浓)=2CoCl２+ Cl２↑+3H２O。下列说法正确的是( )

A.1 2 3中的氧化产物分别是FeCl２、 Fe３＋、Cl2

B.根据以上反应的化学方程式可以得到氧化性强弱关系为Cl２>Co２O３>Fe３＋

C.在反应3中生成1mol Cl２时,有2mol HCl被氧化

D.根据反应12一定可以推理得到Cl２+ FeBr２=FeCl２+Br２

3. 某容器中发生一个化学反应 , 反应过程中存在H2O 、 ClO-、 NH3、 N2、 Cl-五种物质 , 在反应过 程中测得ClO和N 2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示 。 下列有关判断中正确的是 ( )

A. 还原剂是NH 3 , 氧化产物是Cl-

B.配平后氧化剂与还原剂的计量系数之比为3∶2

C.该反应中氧化反应过程是ClO－→Cl－

D.标准状况下,若生成2.24LN２,则转移电子为0.5mol

4.向27.2g Cu和Cu２O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO３)２,在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。

下列有关说法不正确的是( )

A.Cu和Cu２O的物质的量之比为2∶1

B. 硝酸的物质的量浓度为2.6mol / L

C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L

D.Cu、Cu２O与硝酸反应后剩余的HNO３为0.2mol

5.某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质:O２、H２CrO４、Cr(OH)３、H２O、H２O２。 已知该反应中H２O２只发生如下过程:H２O２ →O２。

(1)该反应中,被还原的元素是______(填元素符号),还原剂是______(填名称)。

(2)在该反应中, 发生还原反应的过程是______→______。

(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:______。

(4)若该反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下的体积为______L。

【参考答案】

1.C 2.C 3.B 4.B

5. ( 1 ) Cr过氧化氢 ( 或双氧水 )

氧化还原反应专题突破 篇2

氧化还原反应知识贯穿于中学化学学习的始终, 每年必考, 题型主要是选择题和填空题, 形式新颖灵活。分析近几年的高考试题, 氧化还原反应主要从以下几个方面进行考查:氧化还原反应的概念以及概念之间的内在联系, 如氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、氧化反应、还原反应的判断;物质氧化性、还原性强弱的比较;氧化还原反应方程式的配平或书写未知的氧化还原反应方程式;氧化还原反应中电子转移方向和数目的标定;有关氧化还原反应的简单计算。

今后命题将会继续集中在以下2个方面:①氧化还原反应的概念及应用, 包括氧化还原反应的配平与计算;②氧化性、还原性强弱的判断。同时也会因涉及知识面广, 可能出现新的题型、新的设问方式, 特别是与实验应用相结合会成为命题的新趋势。

【考纲要求】

1.掌握氧化还原反应有关的概念, 氧化还原反应的概念包括氧化和还原、氧化性和还原性、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等。命题多以选择题或填空题的形式出现。

2.综合运用化合价升降和电子转移的观点分析判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目, 能配平氧化还原反应方程式。命题常以填空题的形式出现, 有时还需判断反应物或生成物。

3.会比较物质氧化性或还原性的强弱, 其主要依据是:氧化 (或还原) 剂的氧化 (或还原) 性强于氧化 (或还原) 产物的氧化 (或还原) 性。命题主要以选择题的形式出现。

4.运用电子得失守恒规律进行有关计算, 如确定化合价、电荷数、反应物或生成物的化学式等。命题常以选择题或填空题的形式出现。

【易错点例析】

易错点之一:化学反应的分类

例1.下列四类反应:①置换反应, ②复分解反应, ③没有单质参加的化合反应, ④没有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是 ( )

A.只有② B.只有②③

C.②③④ D.①②③④

错解与诊断:对四种基本反应类型和氧化还原反应关系的理解不够深入, 有部分学生选C项。

本题只有A项正确。根据置换反应的概念和实质可以推知它一定是氧化还原反应。对于化合反应和分解反应, 只要有单质参加或生成, 则一定是氧化还原反应;而没有单质参加或生成的化合反应和分解反应, 则有些是氧化还原反应, 有些不是氧化还原反应。例如, 这样的两个反应:$\text{Ν}\text{a}{}_2\text{Ο}{}_2+\text{S}\text{Ο}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{Ν}\text{a}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4$、$\text{Ν}\text{Η}{}_4\text{Ν}\text{Ο}{}_3\underset{}{\overset{△}{=}}\text{Ν}{}_2\text{Ο}+2\text{Η}{}_2\text{Ο}$, 虽然没有单质参加或生成, 但它们仍然属于氧化还原反应。

答案:A

例2.在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质, 在一定条件下充分反应, 测定反应前后各物质的质量如下:

则该密闭容器中所发生的化学反应的类型可能为 ( )

A.化合反应 B.分解反应

C.氧化还原反应 D.置换反应

错解与诊断:本题适应新课标高考的要求, 虽然不要求判断出该反应具体是什么反应, 但取材于真实的反应:4Fe$(\text{Ο}\text{Η}){}_2+\text{Ο}{}_2+2\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{}{\overset{}{=}}4\text{F}\text{e}(\text{Ο}\text{Η}){}_3$。部分学生可能会忽略这个反应而漏选。

本题考查氧化还原反应及其与其他反应类型的关系。分析反应前后各物质质量的变化, 发现X在反应后增加107g, 说明X是生成物, 而Y、Z、Q三种物质在反应后质量都减少, 分别减少90g、8g和9g, 三种物质减少的总质量恰好等于生成的X的总质量。由此得出该反应是由三种物质生成了一种物质, 属于化合反应, A项是正确的;考虑到化合反应有可能属于氧化还原反应也有可能属于非氧化还原反应, C项也是正确的。D项显然是错误的。

答案:AC

纠错必备:

1.根据反应物和生成物类别以及反应前后物质种类的多少, 化学反应可按如下方式分类。

(1) 无机化学方面:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。

(2) 有机化学方面:取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应。

2.根据反应中物质是否得失电子, 可把化学反应分为:氧化还原反应和非氧化还原反应。

3.根据是否有离子参加或生成, 可把化学反应分为:离子反应和非离子反应。

易错点之二:有机反应中的氧化反应与还原反应

例3.目前用乙烯制乙醛的过程分三步进行:

$①\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2+\text{Ρ}\text{d}\text{C}\text{l}$${}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}\stackrel{}{\to }\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Η}\text{Ο}+2\text{Η}\text{C}\text{l}+\text{Ρ}\text{d}$

$②\text{Ρ}\text{d}+2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}{}_2\stackrel{}{\to }\text{Ρ}\text{d}\text{C}\text{l}{}_2+2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}$

$③2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}+\text{Ο}{}_2+2\text{Η}\text{C}\text{l}\stackrel{}{\to }2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}{}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}$

下列叙述中正确的是 ( )

$\text{A}.\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2$是还原剂, PdCl2是氧化剂

B.CuCl是还原剂, O2是氧化剂

$\text{C}.\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2$是还原剂, O2是氧化剂

D.PdCl2和CuCl2都是催化剂

错解与诊断:本题出错主要是漏选。有机氧化反应指的是有机物加氧或去氢的反应, 包括醇被氧化、醛被氧化、醛类及含醛基的化合物与新制碱性Cu (OH) 2或银氨溶液的反应等;还原反应指的是有机物加氢或去氧的反应, 包括醛、酮、烯、炔、苯及其同系物、酚、不饱和油脂等的催化加氢等。对于反应$①‚\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2$被加氧氧化 (为还原剂) , PdCl2被还原为Pd单质 (为氧化剂) ;但对于整个反应而言, PdCl2和CuCl2都仅仅参与了反应过程, 反应前后并未发生变化, 是催化剂, 而O2是氧化剂。

答案:CD

例4.在溴水中加入乙醛溶液, 对于反应现象及反应原理叙述正确的是 ( )

A.溴水不褪色, 无反应发生

B.溴水褪色, 发生加成反应

C.溴水褪色, 发生氧化还原反应

D.溶液分层, 上层橙红色, 下层无色, 发生萃取操作

错解与诊断:误认为乙醛可以与溴发生加成反应选B项;或者误认为乙醛是不溶水的有机物, 可萃取溴单质而选D项;或者误认为溴单质不与醛反应而选A项。

醛的加成反应, 主要是与H2加成, 即碳氧双键断开一个键, 再各加上一个氢原子形成醇, 即—CHO变成—CH2OH, 加氢或去氧称为还原反应。乙醛既能被弱氧化剂氧化, 也能被高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化, 从而使它们褪色。

答案:C

纠错必备:

与无机化学中判断是否为氧化还原反应不同, 有机化学中是以有机物为变化对象, 分别判断是氧化反应还是还原反应。有机氧化反应主要包括有机物的燃烧氧化、加氧氧化和脱氢氧化等。如烃的燃烧, 烯烃、炔烃与酸性高锰酸钾溶液的反应, 乙醛与氧气的反应等都是加氧氧化;乙醇在铜催化下与氧气反应则属于脱氢氧化。中学化学中的有机还原反应, 主要指含不饱和碳的有机物与氢气发生的加氢还原反应。

易错点之三:氧化还原反应方程式的配平

配平方法:“一标二列三求四配五观六查”。

具体地说, 就是①标出反应前后元素的化合价, ②列出化合价的升降情况, ③求化合价升降的最小公倍数, ④根据所求的最小公倍数配出化合价发生变化的物质的化学计量数, ⑤用观察法配出所含元素化合价未发生变化的物质的化学计量数, ⑥用质量守恒和电荷守恒检查所配结果是否正确。注意:若需要标出电子转移方向和数目时, 箭头必须由还原剂指向氧化剂, 箭头两端对准得失电子的元素, 并在箭头的上方标出转移电子总数。

例5.配平方程式:KMnO4+KNO2+______$\stackrel{}{\to }\text{Μ}\text{n}\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Κ}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Κ}\text{Ν}\text{Ο}$3+H2O

错解与诊断:在一个氧化还原反应中缺少反应物或生成物时, 配平让学生往往束手无策。

一般是把反应物和生成物中的所有原子进行比较, 观察增加或减少了哪种元素:①若增加的元素是除H、O以外的非金属, 未知物一般是相应的酸;②若增加的元素是金属, 未知物一般是相应的碱;③若反应前后经部分配平后发现两边氢、氧原子不平衡, 则未知物是水。经比较发现, 生成物中增加了S元素, 则未知物是H2SO4, 其他步骤同上 (略) 。

答案:2KMnO4+5KNO2+3H2SO4$\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Μ}\text{n}\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Κ}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+5\text{Κ}\text{Ν}\text{Ο}{}_3+3\text{Η}{}_2\text{Ο}$

易错点之四:有机氧化还原反应方程式的配平

例6.分析有机物中碳元素的化合价 (用氢氧标碳法, 即H+1价、O-2价, 再确定C的化合价) 及其变化, 配平下列化学方程式:

5C2H4O+2KMnO4+______$\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4\stackrel{}{\to }$______C2H4O2+______K2SO4+______MnSO4+______H2O

解析:C2H4O中2C:-1→0↑1×2=2

KMnO4中Mn:+7→+2↓5 ×5指C2H4O、C2H4O2化学计量数为5

×2指KMnO4、MnSO4化学计量数为2

用观察法配平其他物质的化学计量数:

$5\text{C}{}_2\text{Η}{}_4\text{Ο}+2\text{Κ}\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_4+3\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4\underset{}{\overset{}{=}}5\text{C}{}_2\text{Η}{}_4\text{Ο}{}_2+1\text{Κ}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+2\text{Μ}\text{n}\text{S}\text{Ο}{}_4+3\text{Η}{}_2\text{Ο}$

纠错必备:

对于有机物参与的氧化还原反应, 它的配平同样也可使用化合价升降法或电子转移法。但是有机物参与的氧化还原反应又有自身的特殊性, 即有机物加氢或去氧均属还原反应, 而加氧或去氢均属氧化反应, 故它的配平也可从得失电子数相等进行。

高考对氧化还原方程式的配平要求并不高, 所以平时不要搞得太复杂, 能做到灵活运用就行。另外, 有机氧化还原反应还可从得氧失氧、加氢去氢角度进行理解与配平, 即:得一个O原子, 化合价即升高2, 失一个O原子, 化合价即降低2;加一个H原子, 化合价即降低1, 去一个H原子, 化合价即升高1。

易错点之五:离子之间的氧化还原反应

例7.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中, 充分反应后, 溶液中大量存在的金属阳离子是 ( )

A.Fe2+ B.Fe3+

C.Fe2+和Cu2+ D.Fe3+和Cu2+

错解与诊断:忽略过量的铁可将Cu2+置换出来从而错选C项。

浓硝酸具有强氧化性, 热的浓硝酸可将Fe和Cu分别氧化成Fe3+和Cu2+, 过量的铁又与Fe3+和Cu2+反应生成Fe2+和Cu, 所以充分反应后, 溶液中大量存在的金属阳离子为Fe2+。

答案:A

例8.在一定条件下, PbO2与Cr3+反应, 产物是Cr2O${}_7^{2-}$和Pb2+, 则参加反应的Cr3+与PbO2的个数之比为 ( )

A.1∶3 B.2∶3

C.1∶1 D.4∶3

错解与诊断:选A项。有些学生在解答此题时, 出现以下易错思维:一是想写出PbO2与Cr3+反应生成Cr2O${}_7^{2-}$和Pb2+的化学方程式, 通过判断化学计量数来选择答案, 此方法费时而且易错;二是认为Cr2O${}_7^{2-}$中Cr的原子数为2, 算Cr3+的电子变化数时除以2而误选A项。

本题的解题关键是认识到PbO2与Cr3+之间发生了氧化还原反应, 利用电子得失守恒来进行计算。设参加反应的Cr3+的数目为x, 参加反应的PbO2的数目为y, 则x× (6-3) =y× (4-2) , 解得x∶y=2∶3。

答案:B

纠错必备:

对于离子能否共存问题, 必须考虑两个问题:一看同组离子是否发生反应 (复分解或氧化还原) , 二看是否满足题干要求。

有颜色的离子:Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO-4……

强酸性 (或强碱性) , 说明溶液中除离子组内各离子外, 还应有H+ (或OH-) 。典型的氧化性离子 (如Fe3+、MnO-4、Cr2O${}_7^{2-}$等) 和典型的还原性离子 (如Fe2+、S2-、I-、SO${}_3^{2-}$等) 在溶液中会发生氧化还原反应。

易错点之六:复杂氧化还原反应的计算

例9.在铁与铜的混合物中, 加入一定量的稀HNO3溶液, 充分反应后剩余金属m1g, 再向其中加入一定量的稀硫酸, 充分振荡后, 剩余金属为m2g, 则m1和m2之间的关系是 ( )

A.m1一定大于m2

B.m1可能等于m2

C.m1一定等于m2

D.m1可能大于m2

错解与诊断:部分学生解此题时有一种典型的错误思维:铁与铜与一定量的稀HNO3反应后剩余的金属可能是铁与铜或者仅剩余铜, 若m1g中含有Fe和Cu时, 再加硫酸则铁溶解, 致使m1大于m2;若m1g中仅含Cu时, 再加硫酸铜不溶解, 致使m1等于m2, 故误选B、D项。错解原因主要是思维简单, 未认真分析题目中的隐含条件, 所以答题时要冷静思考, 仔细挖掘一些隐含信息。本题主要受铁能与稀硫酸反应而铜不能的迷惑, 忽视了一定量硝酸与足量金属反应后仍有NO-3存在。当加入稀硫酸后, 相当于又形成硝酸溶液, 不论铁还是铜均能继续反应。

铁与铜的混合物与一定量的稀HNO3反应, 当金属剩余时, 硝酸耗尽, 但生成物中含有Fe (NO3) 2和Cu (NO3) 2。若再加入稀H2SO4, 则又继续发生反应$3\text{C}\text{u}+8\text{Η}{}^{+}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}3\text{C}\text{u}{}^{2+}+2\text{Ν}\text{Ο}\uparrow +4\text{Η}{}_2\text{Ο}$或$\text{F}\text{e}+4\text{Η}{}^{+}+\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}\text{F}\text{e}{}^{3+}+\text{Ν}\text{Ο}$↑+2H2O, 使金属的质量减少。

答案:A

例10.在反应$11\text{Ρ}+15\text{C}\text{u}\text{S}\text{Ο}{}_4+24\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{}{\overset{}{=}}5\text{C}\text{u}{}_3\text{Ρ}+6\text{Η}{}_3\text{Ρ}\text{Ο}{}_4+15\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4$中, 每摩尔CuSO4能氧化P的物质的量为 ( )

A.1/5mol B.2/5mol

C.3/5mol D.11/5mol

错解与诊断:选B项。从化学方程式可以看出, 当15molCuSO4参加氧化还原反应时将生成6molH3PO4, 所以1molCuSO4氧化2/5mol的P并生成2/5molH3PO4。出错原因是没有注意到H3PO4有一半是P自身氧化还原反应 (歧化反应) 生成的。

本题中的还原剂是P, 而氧化剂是P和CuSO4。由于反应过程中Cu从+2降为+1, 因此反应中共得到15mol的电子;而作还原剂的P在反应中从0升至+5价, 因此1molP得到5mol电子。因此15molCuSO4在反应中只能氧化3molP, 即每摩尔硫酸铜能够氧化0.2molP。

答案:A

纠错必备:

涉及复杂氧化还原反应的一般都是信息题, 处理相关信息时:一要准确理解信息内容;二要将信息、问题与所学的知识结合起来, 并应用于解题才行。

确定氧化还原反应中物质的化学计量数时, 要充分利用守恒法进行分析;确定物质化学式中某原子数目时, 还可能涉及化合价知识, 所以运用知识要灵活。

【跟踪训练】

1.根据表中信息, 判断下列叙述中正确的是 ()

A.表中①组反应可能有一种或两种元素被氧化

B.氧化性强弱比较:KClO3>Fe3+>Cl2>Br2

C.表中②组反应的离子方程式是$2\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_4^{-}+3\text{Η}{}_2\text{Ο}{}_2+6\text{Η}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+4\text{Ο}{}_2\uparrow +6\text{Η}{}_2\text{Ο}$

D.表中③组反应的还原产物是KCl, 电子转移数目是6e-

2.已知下述三个实验均能发生化学反应:

下列判断中正确的是 ( )

A.实验①中铁钉只作还原剂

B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性

C.实验③中发生置换反应

D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+

3.Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:$2\text{F}\text{e}\text{S}\text{Ο}{}_4+6\text{Ν}\text{a}{}_2\text{Ο}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Ν}\text{a}{}_2\text{F}\text{e}\text{Ο}{}_4+2\text{Ν}\text{a}{}_2\text{Ο}+2\text{Ν}\text{a}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Ο}{}_2\uparrow$。下列说法中不正确的是 ( )

A.Na2O2在上述反应中只作氧化剂

B.Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物

C.Na2FeO4处理水时, 既能杀菌, 又能在处理水时产生胶体净水

D.2molFeSO4发生反应时, 共有10mol电子发生转移

4.小明为验证NO2的氧化性和NO的还原性, 设计了如下装置制取NO2和NO, 并验证其性质, 装置图如下:

(1) 写出甲中反应的离子方程式:______, 乙中的现象是______, 可证明NO2的氧化性;在丙中鼓入空气后现象是______, 可证明NO的还原性。

(2) 实验前丙中充满水的作用是______ (用反应方程式和简要文字回答) 。

(3) 小华对小明的实验设计提出了质疑, 他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性, 他的理由是

你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性?______ (简要回答出原理和现象即可) 。

5.氢化亚铜 (CuH) 是一种难溶物质, 用CuSO4溶液和“另一物质”在40～50℃时反应可生成。CuH具有的性质:不稳定, 易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是$2\text{C}\text{u}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{u}{}^{2+}+\text{C}\text{u}$。

根据以上信息, 结合自己所掌握的化学知识, 回答下列问题:

(1) 在CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中, 用氧化还原观点分析, 这“另一物质”在反应中作______ (填“氧化剂”或“还原剂”) 。

(2) 写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式: 。

(3) CuH溶解在稀盐酸中生成的气体的化学式是______。

(4) 如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO, 请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: 。

6.已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下能将草酸钠 (Na2C2O4) 氧化:

$\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_4^{-}+\text{C}{}_2\text{Ο}{}_4^{2-}+\text{Η}{}^{+}\stackrel{}{\to }\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+\text{C}\text{Ο}$2↑+H2O (未配平) ;

$\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_2+\text{C}{}_2\text{Ο}{}_4^{2-}+\text{Η}{}^{+}\stackrel{}{\to }\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+\text{C}\text{Ο}$2↑+H2O (未配平) 。

为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数, 准确称量1.20g软锰矿样品, 加入2.68g草酸钠固体, 再加入足量的稀硫酸并加热 (杂质不参加反应) , 充分反应后冷却, 将所得溶液转移到容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度, 从中取出25.0mL, 用0.0200mol·L-1高锰酸钾溶液进行滴定。当加入20.0mL溶液时恰好完全反应, 试根据以上信息完成下列各题:

(1) 配平上述两个离子方程式:

______MnO-4+______C2O${}_4^{2-}$+______$\text{Η}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+$______CO2↑+______H2O;

______MnO2+______C2O${}_4^{2-}$+______$\text{Η}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+$______CO2↑+______H2O。

(2) 欲求得软锰矿中二氧化锰的质量分数, 还缺一个数据, 这个数据是______ (填数据所代表的意义) 。

(3) 若该数据的数值为250, 求该软锰矿中二氧化锰的质量分数 (写出计算过程) 。

参考答案:

1.A 2.A 3.A

$4.(1)\text{C}\text{u}+4\text{Η}{}^{+}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{u}{}^{2+}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_2\uparrow +2\text{Η}{}_2\text{Ο}$溶液变浑浊 有红棕色气体生成

(2) 利用反应$3\text{Ν}\text{Ο}{}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Η}\text{Ν}\text{Ο}{}_3+\text{Ν}\text{Ο}$来制取NO, 并用排水法收集NO

(3) NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸, 可将Na2S氧化, 使溶液变浑浊 可将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合, 若有淡黄色固体生成, 即可证明NO2的氧化性 (其他答案合理也可)

5. (1) 还原剂

$(2)2\text{C}\text{u}\text{Η}+3\text{C}\text{l}{}_2\underset{}{\overset{\text{燃}\text{烧}}{=}}2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}{}_2+2\text{Η}\text{C}\text{l}$

(3) H2

$(4)\text{C}\text{u}\text{Η}+3\text{Η}{}^{+}+\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{u}{}^{2+}+2\text{Η}{}_2\text{Ο}+\text{Ν}\text{Ο}$↑

6. (1) 2 5 16 2 10 8 1 1 4 1 2 2

(2) 容量瓶的容积

$(3)n(\text{C}{}_2\text{Ο}{}_4^{2-})=\frac{2.68\text{g}}{134\text{g}\cdot \text{m}\text{o}\text{l}{}^{-1}}=0.02$mol, 滴定250mL稀释后的溶液, 消耗n (MnO-4) =0.0200mol·L-1×0.02L×10=0.004mol。

根据氧化还原反应中得失电子数相等, 有:

n (MnO2) ×2+0.004mol×5=0.02mol×2

n (MnO2) =0.01mol, $\omega (\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_2)=\frac{0.01\text{m}\text{o}\text{l}\times 87\text{g}\cdot \text{m}\text{o}\text{l}{}^{-1}}{1.20\text{g}}\times 100\%=72.5\%$。

氧化还原反应专题突破 篇3

一氧化还原反应的教学难点

虽然我们在教学中都十分重视氧化还原反应的教学, 在教材内容设计编排的基础上采用了“口诀法”、“田字格模型”、“概念框架”等灵活多样的教学策略, 力求帮助学生对氧化还原反应的认识从“得氧、失氧”的角度上升到“电子转移 (得失或偏移) ”的高度, 但不可否认“课堂上教师将有关氧化还原反应规律总结得井井有条, 教师慷慨陈词, 学生表情木然”的现象屡有发生。究其原因, 笔者通过多年的教学实践发现, 有氧化还原反应中相关概念多的原因, 更有由于东西方思维方式之间存在的差异以及被动语态与汉语在某些表达方式上的不同而导致学生思维方式转换难的原因。主要表现在由于学生认知水平有限, 加之受思维方式习惯的影响, 往往对“氧化剂发生还原反应”和“还原剂发生氧化反应”觉得匪夷所思。

二巧用被动语态, 突破教学难点

针对学生思维方式转换难的特点, 笔者将英语语法中的被动语态引入到氧化还原反应教学, 通过突出氧化剂和氧化性以及还原剂和还原性是两对基础概念打好基础, 通过理清逻辑因果关系认清氧化反应和还原反应的实质, 进而通过整合氧化反应和还原反应帮助学生意义建构起氧化还原反应知识体系。

1. 突出基础概念, 打好基础

氧化还原反应中的相关概念主要有氧化剂、氧化性、被还原、还原反应、得电子 (或电子对偏向) 、化合价降低、还原产物和还原剂、还原性、被氧化、氧化反应、失电子 (或电子对偏离) 、化合价升高、氧化产物以及氧化还原反应15个, 其中氧化剂和氧化性以及还原剂和还原性是两对基础概念, 对这两对概念的理解和掌握是后续学习的基础。人教版高中化学教材中的概念是:氧化剂是得到电子 (或电子对偏向) 的物质, 在反应时所含元素的化合价降低。氧化剂具有氧化性, 反应时被还原。还原剂是失去电子 (或电子对偏离) 的物质, 在反应时所含元素的化合价升高。还原剂具有还原性, 反应时被氧化。

鉴于此, 笔者从“电子转移”的角度对氧化剂的概念进行强化, 即氧化剂是在氧化还原反应中“得到电子 (或电子对偏向) ”的物质。进而对氧化性的概念进行进一步解读, 氧化性就是物质在氧化还原反应中“得到电子 (或使电子对偏向) ”的性质 (或能力) , 通俗的说法就是把电子吸引过来的性质 (或能力) 。同样, 从“电子转移”的角度对还原剂的概念进行强化, 即还原剂是在氧化还原反应中“失去电子 (或电子对偏离) ”的物质。进而对还原性的概念进行进一步解读, 还原性就是物质在氧化还原反应中失去电子 (或电子对偏离) 的性质 (或能力) , 通俗的说法就是把电子提供出去的性质 (或能力) 。

2. 注重逻辑因果关系, 认清氧化和还原的反应实质

在氧化反应和还原反应中, 都是物 (还原剂和氧化剂) 做主语, 英语习惯用被动语态, 以强调主语和注重逻辑因果关系, 同时起到话题的确立功能、连接功能、转换功能、焦点凸显功能和焦点对比功能。在帮助学生理解掌握氧化剂和氧化性以及还原剂和还原性这两对基础概念后, 笔者按照西方思维注重逻辑和分析的特点, 充分运用被动语态从上述两对基础概念入手对氧化还原反应所包含的两个半反应——氧化反应和还原反应进行分析, 帮助学生理解和掌握氧化反应和还原反应的同时理解和掌握其他相关概念。

把还原剂作为研究对象, 还原剂具有还原性, 但如果不与其他物质反应还原剂不会主动表现出还原性而失去电子 (或电子对偏离) , 在氧化还原反应中还原剂的电子是被氧化剂吸引而失去电子 (或电子对偏离) 的, 因此还原剂在氧化还原反应中是被氧化剂氧化而发生了氧化反应, 失去了电子 (或电子对偏离) , 表现为被氧化的元素的化合价升高, 生成了氧化产物。

如在下述金属钠与氯气的反应中, 把还原剂Na作为研究对象, Na具有还原性, 但如果不与Cl2反应 (如将Na单独保存) Na不会主动失去1个电子而变为Na+, 在与Cl2的反应中Na的电子是被Cl吸引而失去的, 因此说Na在氧化还原反应中是被Cl2氧化而发生了氧化反应, 失去了电子, 表现为Na的化合价从0价升高到+1价, 生成了氧化产物Na Cl。

同样, 把氧化剂作为研究对象, 氧化剂具有氧化性, 但如果不与其他物质反应氧化剂不会因氧化性而得到电子 (或电子对偏向) , 在氧化还原反应中是还原剂把电子提供给氧化剂而使氧化剂得到电子 (或电子对偏向) 的, 因此氧化剂在氧化还原反应中是被还原剂还原而发生了还原反应, 得到了电子 (或电子对偏向) , 表现为被还原的元素的化合价降低, 生成了还原产物。

通过运用被动语态对氧化还原反应所包含的两个半反应进行逻辑分析, 不仅能帮助学生理解和掌握“还原剂发生氧化反应”和“氧化剂发生还原反应”, 而且能帮助学生在具体的情境中理解和掌握其他相关概念, 为后续学习打下坚实的基础。

3. 整合氧化反应和还原反应意义建构起氧化还原反应知识体系

在帮助学生理解掌握氧化反应和还原反应的基础上, 引导学生从氧化还原反应所包含的两个半反应入手, 对氧化还原反应进行整体理解和掌握。

在氧化还原反应中, 还原剂在还原氧化剂的同时也被氧化剂氧化, 氧化剂在氧化还原剂的同时也被还原剂还原;在发生氧化反应的同时也在发生还原反应;在还原剂失去电子 (或电子对偏离) 而化合价升高的同时氧化剂也得到电子 (或电子对偏向) 而化合价降低;在还原剂被氧化生成氧化产物的同时氧化剂也被还原生成还原产物。即氧化反应和还原反应同时发生的反应称为氧化还原反应, 其实质是电子转移 (得失或偏移) , 表现为元素的化合价升降。

例如, 在下述氢气还原氧化铜的反应中, 在还原CuO的同时也被CuO氧化, CuO在氧化H2的同时也被H2还原;在发生CuO氧化H2的氧化反应的同时也在发生H2还原CuO的还原反应;在H失去电子而化合价升高的同时Cu2+也得到电子而化合价降低;在H2被氧化生成氧化产物H2O的同时CuO也被还原生成还原产物Cu。即H2还原CuO的反应是氧化还原反应, 其实质是H的电子转移到了Cu2+, 表现为H的化合价从0价升高到+1价, 而Cu的化合价从+2价降低到0价。

三结束语

总之, 在氧化还原反应教学中根据西方思维注重“逻辑和分析”的特点, 充分运用被动语态帮助学生建构氧化还原反应知识体系, 符合学生的认知规律, 有利于帮助学生意义建构起氧化还原反应知识体系。

摘要：本文在分析氧化还原反应教学难点的基础上充分运用被动语态突破氧化还原反应的教学难点, 帮助学生建构起氧化还原反应的知识体系。

关键词：氧化还原反应,被动语态,化学教学

参考文献

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