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學(xué)習(xí)主旨:本期內(nèi)容主要是通過對(duì)知識(shí)點(diǎn)的透析,典型例題的分析以及方法總結(jié),讓學(xué)生掌握氧化還原反應(yīng)的特征、實(shí)質(zhì)以及氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,從而更好掌握氧化還原反應(yīng)的計(jì)算及其應(yīng)用。
編者按:在氧化還原反應(yīng)的復(fù)習(xí)中要把握一個(gè)實(shí)質(zhì)(電子的轉(zhuǎn)移),抓住兩條主線(氧化劑→得電子→化合價(jià)降低→表現(xiàn)氧化性→被還原→對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物;還原劑→失電子→化合價(jià)升高→表現(xiàn)還原性→被氧化→對(duì)應(yīng)氧化產(chǎn)物);利用三個(gè)守恒(質(zhì)量守恒、電荷守恒、得失電子數(shù)目守恒);掌握四條規(guī)律(強(qiáng)弱規(guī)律、歸中規(guī)律、先后規(guī)律、表現(xiàn)性質(zhì)規(guī)律)。掌握了這些,氧化還原反應(yīng)的問題就會(huì)迎刃而解。
氧化還原反應(yīng)主要在選擇題中考察,定性分析選擇題占有很大的比例,其特點(diǎn)就是對(duì)化學(xué)概念、本質(zhì)等屬性的界定。以基本概念和基本理論、物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)等為素材,考查考生能否準(zhǔn)確運(yùn)用所掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能來分析和解決化學(xué)問題。這類試題的解答一般采用逐一分析選項(xiàng),從而找出題目的答案。
一、氧化還原性的比較
物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于元素原子得失電子的難易程度,與得失電子的數(shù)目無關(guān),常用的判斷方法有:
(1)根據(jù)反應(yīng)方程式判斷

氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;
還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。
(2)依據(jù)元素周期律進(jìn)行判斷
①金屬單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越容易,金屬的還原性越強(qiáng)。
②金屬最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),金屬的還原性越強(qiáng)。
③非金屬氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬的氧化性越強(qiáng)。
④非金屬單質(zhì)與氫氣化合越容易,非金屬的氧化性越強(qiáng)。
⑤非金屬最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)含氧酸酸性越強(qiáng),非金屬的氧化性越強(qiáng)。
例1、金屬鈦(Ti)性能優(yōu)越,被稱為繼鐵、鋁制后的“第三金屬”。工業(yè)上以金紅石為原料制取Ti的反應(yīng)為:
aTiO2 + bCl2 + cC aTiCl4 + cCO ……反應(yīng)①[
TiCl4 +2Mg Ti + 2MgCl2 ……反應(yīng)②
關(guān)于反應(yīng)①、②的分析不正確的是( )
①TiCl4在反應(yīng)①中是還原產(chǎn)物,在反應(yīng)②中是氧化劑;
②C、Mg在反應(yīng)中均為還原劑,被還原;
③在反應(yīng)①、②中Mg的還原性大于C,C的還原性大于TiCl4;
④a=1,b=c=2;
⑤每生成19.2 g Ti,反應(yīng)①、②中共轉(zhuǎn)移4.8 mol e-。 [來源*:%zzstep.&com^@]
A.①②④ B.②③④ C.③④ D.②⑤
解析:②中C、Mg在反應(yīng)中均為還原劑,被氧化;經(jīng)計(jì)算知⑤中每生成19.2 g Ti,反
應(yīng)①、②中共轉(zhuǎn)移3.2 mol e-
答案:D
不管是中學(xué)化學(xué)舊教材還是中學(xué)化學(xué)新教材,氧化還原反應(yīng)都是歷年高考命題的熱點(diǎn)。氧化還原反應(yīng)中氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較是中學(xué)化學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。氧化性、還原性強(qiáng)弱主要取決于物質(zhì)得失電子的難易程度而不是取決于得失電子數(shù)目的多少,當(dāng)然還跟反應(yīng)的條件如溶液的酸堿性,反應(yīng)物的濃度、溫度、催化劑等因素有關(guān)。
二、如何更好第掌握氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用
1.先后規(guī)律應(yīng)用
2.守恒規(guī)律應(yīng)用
2.轉(zhuǎn)化規(guī)律應(yīng)用
4.強(qiáng)弱規(guī)律的應(yīng)用
例2、在一定條件下,分別以高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化氫為原料制取氧氣,當(dāng)制得同溫、同壓下相同體積的氧氣時(shí),三個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為( )
A.l∶1∶1 B.2∶2∶1 C.2∶3∶1 D.4∶3∶2
解析:用高錳酸鉀、氯酸鉀制氧氣,反應(yīng)過程中O由-2價(jià)轉(zhuǎn)化為0價(jià),而用過氧化氫制氧氣,O則由-1價(jià)轉(zhuǎn)化為0價(jià)?,F(xiàn)要制得相同的O2,所以用過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)只有用高錳酸鉀、氯酸鉀制取的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)的一半。
答案:B
氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。我們所需要的各種各樣的金屬多數(shù)都是通過氧化還原反應(yīng)從礦石中提煉得到的。如制取活潑的有色金屬要用電解或置換的方法;制取黑色金屬和其他有色金屬都是在高溫條件下用還原的方法;制備貴金屬常用濕法還原等。我們通常用的干電池、蓄電池以及在空間技術(shù)上應(yīng)用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應(yīng),否則就不可能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,或把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能
三、氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用
氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算
(1)基本方法——得失電子守恒法
對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算,關(guān)鍵是根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——得失電子守恒,列出守恒關(guān)系式求解,即n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值=n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值。
(2)特殊題型
對(duì)于多步連續(xù)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),只要中間各步反應(yīng)過程中電子無損耗,可直接根據(jù)起始物和最終產(chǎn)物得失電子相等,刪去中間產(chǎn)物,建立二者之間的守恒關(guān)系,迅速求解。例如:CuNOxHNO3,則Cu失去電子的物質(zhì)的量等于H2O2得電子的物質(zhì)的量,忽略HNO3參與反應(yīng)過程。
例3、甲、乙、丙、丁四種易溶于水的物質(zhì),分別由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3-、SO42-中的不同陽(yáng)離子和陰離子各一種組成。已知:①將甲溶液分別與其它三種物質(zhì)的溶液混合,均有白色沉淀生成;② 0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L;③ 向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列結(jié)論不正確的是
A. 甲溶液含有Ba2+ B. 乙溶液含有SO42-
C丙溶液含有Cl- D.丁溶液哈有Mg2+
解析:可以形成白色沉淀的只有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,因此甲只能是Ba(OH)2;0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L,什么乙是硫酸;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,說明丙是MgCl2,所以丁是NH4HCO3。
答案:D
氧化還原反應(yīng)知識(shí)歷來就是高中化學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),也一直是高考的熱點(diǎn)。氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中的核心理論知識(shí),貫穿于中學(xué)化學(xué)的始終,對(duì)學(xué)習(xí)元素及其化合物知識(shí)有直接的指導(dǎo)作用,在化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)中具有舉足輕重的地位。學(xué)習(xí)和掌握氧化還原反應(yīng)的概念和理論,熟悉規(guī)律及應(yīng)用,對(duì)于加深氧化還原反應(yīng)的理解有著重要的意義。
綜合應(yīng)用
例4、室溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是
A.飽和氯水中 Cl-、NO3-、Na+、SO32-
B.c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中 C6H5O-、K+、SO42-、Br-
C.Na2S溶液中 SO42-、 K+、Cl-、Cu2+
D.pH=12的溶液中 NO3-、I-、Na+、Al3+
解析:飽和氯水具有強(qiáng)氧化性,能將SO32-氧化成SO42-,A中不能大量共存;c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液,說明該溶液顯堿性,因此可以大量共存;S2-和Cu2+可以結(jié)合生成難溶性CuS沉淀,所以不能大量共存;pH=12的溶液,說明該溶液顯堿性,而Al3+與堿不能大量共存。所以正確的答案是B。
答案:B
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