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專題2.4 氧化還原反應(yīng) 考綱解讀 了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。了解常見的氧化還原反應(yīng)。掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計算。 考點探究 氧化還原反應(yīng)是高考的高頻知識點，和2016年大綱相比，沒有變化。2019年應(yīng)關(guān)注社會熱點，特別關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護和能源的開發(fā)和利用與氧化還原反應(yīng)的結(jié)合點。試題的考查形式主要有兩種，一種是通過氧化還原反應(yīng)規(guī)律確定產(chǎn)物，另一種是通過氧化還原反應(yīng)確定某物質(zhì)含量。本講內(nèi)容與能量變化、電化學(xué)基礎(chǔ)有很強的關(guān)聯(lián)性，和它們一起進行綜合考查的可能性較大。利用氧化還原反應(yīng)滴定原理測定物質(zhì)的組成及有限定條件的氧化還原反應(yīng)方程式的書寫的命題趨勢較強。 預(yù)計2019高考會以新物質(zhì)、新材料為載體，結(jié)合社會實際問題、社會熱點，考查對氧化還原反應(yīng)有關(guān)概念的理解與應(yīng)用；將氧化還原反應(yīng)與物質(zhì)的分析推斷結(jié)合在一起，將電化學(xué)原理、新型綠色能源的開發(fā)等與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、社會日常生活等結(jié)合在一起，考查考生對學(xué)科內(nèi)知識的綜合應(yīng)用能力。 知識梳理 一、氧化還原反應(yīng)基本概念的相互聯(lián)系 1、理清知識線索：化合價升高→失電子→還原劑→氧化反應(yīng)→氧化產(chǎn)物，化合價降低→得電子→氧化劑→還原反應(yīng)→還原產(chǎn)物。 三、氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律及應(yīng)用 1、氧化還原反應(yīng)規(guī)律 （1）守恒規(guī)律：化合價有升必有降，電子有得必有失。對于一個完整的氧化還原反應(yīng)，化合價升降總數(shù)相等，電子得失總數(shù)相等。 （2）強弱規(guī)律：具有較強氧化性的氧化劑跟具有較強還原性的還原劑反應(yīng)，生成具有較弱還原性的還原產(chǎn)物和具有較弱氧化性的氧化產(chǎn)物。 （3）轉(zhuǎn)化規(guī)律：氧化還原反應(yīng)中，以元素相鄰價態(tài)間的轉(zhuǎn)化最易；同種元素不同價態(tài)之間若發(fā)生反應(yīng)，元素的化合價只靠近而不交叉；同種元素相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 （4）先后規(guī)律：越易失電子的物質(zhì)，失電子后就越難得電子，越易得電子的物質(zhì)，得電子后就越難失去電子；一種氧化劑同時和幾種還原劑相遇時，優(yōu)先與還原性最強的還原劑發(fā)生反應(yīng)；同理，一種還原劑遇到多種氧化劑時，優(yōu)先與氧化性最強的氧化劑反應(yīng)。 2、氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 四、氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用——配平與計算 1、氧化還原反應(yīng)方程式的配平步驟：氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是反應(yīng)過程中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，而氧化劑得電子的總數(shù)(或元素化合價降低總數(shù))必然等于還原劑失電子總數(shù)(或元素化合價升高總數(shù))，根據(jù)這一原則可以對氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式進行配平。配平的步驟： （1）標好價：正確標出反應(yīng)前后化合價有變化的元素的化合價。 （2）列變化：列出元素化合價升高和降低的數(shù)值。 （3）求總數(shù)：求元素化合價升高數(shù)和降低數(shù)的總數(shù)，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。 （4）配系數(shù)：用觀察法配平其他各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。 （5）細檢查：利用“守恒”三原則(即質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒)，逐項檢查配平的方程式是否正確。 注意： ①氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念較多，因此應(yīng)注意加深對概念內(nèi)涵的理解和外延的掌握。 ②在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑和還原劑可以是不同反應(yīng)物，也可以是同一反應(yīng)物，氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物可以是不同產(chǎn)物，也可以是同一種產(chǎn)物。 ③由于有些氧化還原反應(yīng)中，氧化劑或還原劑并沒有全部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此在求氧化劑或還原劑的質(zhì)量或兩者的比例時易發(fā)生錯誤。 2、電子守恒——氧化還原反應(yīng)計算的核心思想 得失電子守恒是指在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)。得失電子守恒法常用于氧化還原反應(yīng)中氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的有關(guān)計算及電解過程中電極產(chǎn)物的有關(guān)計算等。電子守恒法解題的步驟是：首先找出氧化劑、還原劑及其物質(zhì)的量以及每摩爾氧化劑、還原劑得失電子的量，然后根據(jù)電子守恒列出等式。計算公式如下：n(氧化劑)得電子原子數(shù)原子降價數(shù)＝n(還原劑)失電子原子數(shù)原子升價數(shù)。利用這一等式，解氧化還原反應(yīng)計算題，可化難為易，化繁為簡。 考點3 氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律及應(yīng)用 【例3】工業(yè)上常利用反應(yīng)Cr2O7n-+CH3OH+H+→Cr3++CO2↑+H2O(未配平)來測定工業(yè)甲醇中甲醇的含量，下列說法中正確的是( ) A．溶液的顏色從灰綠色變?yōu)槌壬? B．Cr2O7n-發(fā)生氧化反應(yīng) C．若配平后Cr3+和CO2的化學(xué)計量數(shù)比為2:1，則Cr2O7n-中的n=2 D．若有3.2 g CH3OH參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.021022 【答案】C 【解析】 【詳解】 考點4 氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用——配平與計算 【例4】將一定量的 Cu片完全溶于適量濃硝酸中，收集到的氮氧化物(含NO、N2O4、NO2)共0.9 mol，這些氣體恰好能被500 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的混合液，則下列有關(guān)說法正確的是 A．若Cu片的質(zhì)量為51.2 g，則生成NaNO3的物質(zhì)的量為0.2 mol B．在上述過程中HNO3只起到氧化劑的作用 C．標準狀況下收集的氮氧化物為20.16 L D．收集到的氮氧化物中含N2O4 0.2 mol 【答案】A 【解析】 【分析】 縱觀反應(yīng)始終，不難看出只有Cu、N兩種元素的化合價發(fā)生變化，Cu由單質(zhì)變?yōu)镃u(NO3)2，N由HNO3變?yōu)镹aNO2，51.2gCu物質(zhì)的量是n(Cu)=51.2g64g/mol=0.8mol，電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量是n(e-)=0.8mol2=1.6mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，銅失去的電子數(shù)等于HNO3到NaNO2獲得電子數(shù)，再結(jié)合原子守恒分析解答。 【詳解】 用終態(tài)分析法可看出只有Cu、N兩種元素的價態(tài)發(fā)生變化，其一是Cu→Cu(NO3)2，Cu元素化合價由0價升高為+2價，每個Cu原子失2個電子；另一個是HNO3→NaNO2，N元素由+5價降低為+3價，每個N原子得2個電子，在反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等。 【詳解】 【點睛】 本題考查氧化還原反應(yīng)，明確元素化合價即可分析解答本題，題目難度不大，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的考查。 5．工業(yè)上生產(chǎn)MnO2和Zn的主要反應(yīng)有： ①MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O ②MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4 下列說法不正確的是 A．①中MnO2和H2SO4都是氧化劑 B．①中析出16gS時轉(zhuǎn)移1 mol電子 C．②中MnSO4發(fā)生氧化反應(yīng) D．硫酸在該生產(chǎn)中可循環(huán)利用 【答案】A 【解析】 試題分析：A．反應(yīng)①中MnO2→MnSO4，Mn元素化合價降低，MnSO4為氧化劑，②中MnSO4→MnO2，Mn元素化合價升高，為氧化劑，故A錯誤；B．①中析出16gS即0.5mol，轉(zhuǎn)移為20.5mol=1mol電子，故B正確；C．②中MnSO4→MnO2，Mn元素化合價升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；D．反應(yīng)①消耗硫酸，反應(yīng)②生成硫酸，硫酸可循環(huán)利用，故D正確。故選A。 考點：考查氧化還原反應(yīng)；氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算 6．下表給出了三個反應(yīng)的部分反應(yīng)物和生成物，據(jù)此判斷下列說法不正確的是 序號 反應(yīng)物 產(chǎn)物 ① KMnO4、H2O2、H2SO4 K2SO4、MnSO4 ② Cl2、FeBr2 FeCl3、FeBr3 ③ KMnO4、濃鹽酸 Cl2、Mn2+ A．第①組反應(yīng)中的氧化劑是KMnO4，氧化產(chǎn)物是O2 B．第②組反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1 C．第③組反應(yīng)中被氧化的Cl-占Cl-總物質(zhì)的量的5/8 D．氧化性由強到弱的順序為MnO4->Cl2>Br2>Fe3+ 【答案】B 【解析】 【詳解】 【點睛】 氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物。 7．某工業(yè)廢氣中的SO2經(jīng)如圖中的兩個循環(huán)可分別得到S和H2SO4。下列說法正確的是 A．循環(huán)Ⅰ中，反應(yīng)1中的氧化產(chǎn)物為ZnFeO3.5 B．循環(huán)Ⅰ中，反應(yīng)2中的還原產(chǎn)物為ZnFeO4 C．Mn可作為循環(huán)Ⅱ中電解過程中的陽極材料 D．循環(huán)Ⅰ和循環(huán)Ⅱ中消耗同質(zhì)量的SO2，理論上得到S和H2SO4的質(zhì)量之比為16∶49 【答案】D 【解析】 【詳解】 A.反應(yīng)1為2ZnFeO4+H22ZnFeO3.5+H2O，氧化產(chǎn)物為H2O，故A錯誤； B.反應(yīng)2為4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S，還原產(chǎn)物為S，故B錯誤； C.循環(huán)Ⅱ中電解時，陽極上Mn2+放電生成MnO2，若Mn作為循環(huán)Ⅱ中電解過程中的陽極材料，則陽極上Mn放電，得不到MnO2，故C錯誤； (4)亞硝酸鈉得電子作氧化劑，，氯化銨失去電子作還原劑,生成氮氣和水,離子反應(yīng)為:NH4++NO2-=N2+2H2O。