2023年高考化学氧化还原反应分析及教学建议.docx

高考化学专题“氧化复原反响〞分析及教学建议 ●高考趋势展望 物质间的反响大多数是氧化复原反响，氧化复原反响的有关规律及根本概念在工农业生产、日常生活及科学研究中有非常重要的应用，与很多知识综合皆可构成新颖命题。分析近几年的高考试题的特点，可以看出以下几个方面将是高考命题的热点： 1.氧化剂和复原剂、氧化产物和复原产物的判断及粒子氧化性、复原性强弱比拟； 2.判断氧化复原反响发生的可能性，写出并用化合价升降法配平氧化复原反响方程式； 3.运用电子转移数目相等的原那么进行有关氧化复原反响的计算。 氧化复原反响是化学反响中的主要内容，它在每年的高考试题中都会出现。在2023年高考理科综合全国卷、理科综合北京卷、上海卷、江苏卷中均有考查氧化复原反响的典型试题，考查内容全面，几乎覆盖了有关氧化复原反响的重要考点，形式新颖灵活，题型主要是选择题和填空题，难度适中。展望今后高考命题会继续涉及上述热点，同时也会因氧化复原反响涉及知识面广，特别是与元素化合物知识综合在一起，会有推陈出新的综合性题型出现。但氧化复原反响的试题解法规律性强，有一定的解题技巧，在学习时要注意总结。 ●主干知识整合 1.氧化性(或复原性)强弱比拟与判断规律 (1)物质的氧化性或复原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易，与得失电子的多少无关。如Na、Mg、Al的复原性强弱依次为：Na＞Mg＞Al；浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱为：浓HNO3＞稀HNO3。 (2)金属阳离子的氧化性随其单质复原性的增强而减弱，如金属锌的复原性比金属铜的强，但氧化性：Cu2+＞Zn2+；非金属阴离子的复原性随其单质氧化性增强而减弱，如氯气的氧化性比单质硫强，但复原性：S2－＞Cl－。 (3)不同的复原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或复原剂)反响时，反响条件越易，氧化剂(或复原剂)被复原(或被氧化)的程度越大，那么复原剂(或氧化剂)的复原性(或氧化性)就越强。 (4)假设复原剂A+氧化剂B=====氧化产物a+复原产物b，那么氧化性B＞a，复原性A＞b。 (5)一般来说，同一种元素从低价态到高价态，氧化性(得电子能力)逐渐增强，复原性逐渐减弱，如NO2氧化性大于NO。但要注意同种元素不同价态的化合物的氧化性、复原性强弱还与化合物的稳定性有关，如次氯酸(HClO)的氧化性比高氯酸(HClO4)强。 思考讨论 依据“反响模式〞得出氧化性(氧化性＞氧化产物)和复原性(复原剂＞复原产物)的顺序，这一条最常用。如SO2+Br2+2H2O=====2HBr+H2SO4，那么氧化性：Br2＞H2SO4(稀)，复原性：SO2＞Br－。但不能依据反响Cl2+H2O=====HCl+HClO得出Cl2的氧化性比HClO强、复原性比Cl－强的结论，为什么？ 答：依据反响模式得出的规律，其使用的前提是在浓度相同或差异不大上，实际上影响物质氧化性、复原性强弱的因素除物质的性质外，还有温度、浓度等，浓度增大，氧化、复原性增强。由于氯水中c(Cl2)远大于c(HClO)、c(Cl－)，故不能据此反响得出Cl2的氧化性比HClO强的结论。另外Cl2与水的反响是可逆反响，从浓度对化学平衡的影响，也可得出相同的结论。 (1)强氧化剂与强复原剂相遇时，一般都会发生氧化复原反响。 如：H2SO4(浓)与金属、H2S、S2－、HI、HBr、I－、Br－、Fe2+、P。 Cl2与金属、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2+、P、H2、SO2、H2SO3、SO。 O2与金属、H2S、HI、I－、Fe2+、Si、P、H2。 (2)同种元素间不同价态相遇时，假设无中间价态，不反响；假设发生反响，那么生成物中该元素价态必介于反响物中该元素两种价态之间。 如：H2SO4+SO2 不反响 H2S+SO2 只能生成S ClO－+Cl－ 只能生成Cl2 NH3+NO 只能生成N2 (3)较活泼的非金属单质与一些中间价态的化合物与水或碱溶液能发生歧化反响，如：Cl2、Br2、S、NO2等。 思考讨论 当一种氧化剂(或复原剂)能与几种复原剂(或氧化剂)发生反响时，哪一种先反响？假设将氯气通入FeBr2、FeI2混合液中，离子被氧化的先后顺序如何？ 答：复原性强的复原剂(或氧化性强的氧化剂)先反响。 离子被氧化的先后顺序为I－、Fe2+、Br－。 (1)原子个数守恒：反响前后同种元素的原子个数相等，这也是所有化学反响必须遵循的。 (2)电子守恒：失电子总数等于得电子总数，氧化复原反响必须遵守。 (3)电荷守恒：反响前后离子所带正负电荷总数相等，离子方程式必须遵守。 ●精典题例导引 △ ==== 【例1】ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反响制得ClO2： 2KClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O 以下说法中正确的选项是 3在反响中得到电子 2是氧化产物 2C2O4在反响中被氧化 D.1 mol KClO3参加反响有2 mol 电子转移 解析：此题以氧化复原反响为命题背景，考查考生将书本知识与题给信息相联系的灵活运用知识的能力。解题的关键是从分析元素化合价的变化入手，来理解氧化剂与复原剂、氧化产物与复原产物、被氧化与被复原等有关概念。由所给反响可知，KClO3中氯元素化合价从+5价降低为+4价，每摩尔KClO3得到1 mol电子，而被复原成为ClO2，H2C2O4中碳元素化合价从+3价升高到+4价，H2C2O4作复原剂被氧化。故此题答案为A、C。 答案：AC 【例2】(1)在反响2KMnO4+16HBr====5Br2+2MnBr2+2KBr+8H2O中，复原剂是_____________。 (2)BrFx与H2O按物质的量之比3∶5反响的产物是HF、HBrO3、Br2、O2，该反响中的氧化剂是_____________，复原剂是_____________，BrFx中的x=_____________。 (3)浓盐酸在反响KClO3+HCl KCl+ClO2+Cl2 + 中显示出来的性质是_____________。 (4)常温下，以下反响均能自发地向右进行：2D－+A2====D2+2A－；2B－+D2====B2+2D－；2A－+C2====A2+2C－。由此得出的正确结论是 －、B－、C－、D－离子中，复原性最强的是C－ 2、B2、C2、D2单质中，氧化性最强的是C2 2C－+Br2====C2+2B－不能自发向右进行 2C－+Br2====C2+2B－能够自发向右进行 解析：这是一道将近年高考题进行组合、改编而成的考查氧化剂、复原剂、盐酸在反响中扮演的角色以及物质氧化性、复原性强弱顺序等根底知识的试题。 (1)HBr被氧化成Br2，HBr是复原剂。 (2)依题意写出化学方程式： 3BrFx+5H2O====HBrO3+Br2+O2+3xHF 可确定x=3，氧化剂是BrF3，复原剂是BrF3、H2O。 (3)酸性(生成KCl和H2O)和复原性(被氧化成Cl2)。 (4)由题意可得出氧化性：C2＞A2＞D2＞B2;复原性：C－＜A－＜D－＜B－。所以反响 2C－+B2====C2+2B－不能自发进行，即答案为B、C。 答案：(1)HBr (2)BrF3 BrF3、H2O 3 (3)1 H2O 酸性和复原性 (4)BC 深化拓展 氧化性顺序是ClO＞Cl2＞IO＞I2，将新制的饱和氯水逐滴参加碘化钾淀粉溶液中至过量，可以观察到哪些现象？写出相关的离子方程式。 答：溶液先变蓝色，后来又褪为无色。 Cl2+I－====2Cl－+I2， I2+5Cl2+6H2O====2IO+10Cl－+12H+ 【例3】L、M、Q、R、X代表五种物质，它们都含某种价态的氮元素，各物质中氮元素的化合价只有一种。物质L中氮元素的化合价比物质M中氮元素的化合价低。在一定条件下，它们会有如下的转化关系(未配平)： ①Q+HCl M+Cl2+H2O ②R+L X+H2O ③R+O2 L+H2O 请判断：(1)五种物质按氮元素的化合价从高到低的顺序排列是__________。假设这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸应该是_____________(用字母表示)。 (2)反响③是在催化剂(如铂、氧化铁等)作用下，加热到一定温度时发生的，这个反响在工业上有重要的应用。假设X是密度比CO2小的气体，那么X的化学式是_____________。 (3)某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转化关系(未配平)，其中你认为一定不能实现的是_____________。 A.NO+HNO3 N2O3+H2O 3+NO HNO2+H2O 2O4+H2O HNO3+HNO2 解析：(1)此题的信息主要隐藏在所给的三个氧化复原方程式中，假设由这三个反响式结合题目所给条件能分析出五种含氮元素的物质中氮元素化合价的上下，那么含氮元素化合价最高的那种物质一定是HNO3。分析反响①，可得化合物Q、M中氮元素的化合价Q＞M;分析反响③，可得氮元素价态R＜L;再分析反响②可得，氮元素价态L＞X＞R。综合起来可得氮元素价态上下顺序为Q＞M＞L＞X＞R。 (2)由反响③的反响条件及应用可知，R为NH3，L为NO，故反响②为 NH3+NO X+H2O，那么X中氮元素的价态必介于-3与+2之间。由于X的密度小于CO2，所以X的化学式可能为N2或N2H4。 (3)含有不同价态的同种元素的物质相遇时，假设发生反响，生成物中该元素的价态必介于反响物中该元素的两种价态之间，所以所给反响中只有B反响一定不能实现。 答案：(1)QMLXR Q (2)N2或N2H4 (3)B 【例4】在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。 (1)某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L－1。现用氯氧化法处理，发生如下反响(其中N均为－3价)：KCN+2KOH+Cl2====KOCN+2KCl+H2O。被氧化的元素是_______________。 (2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平以下化学方程式： KOCN+KOH+Cl2——CO2+N2+KCl+H2O (3)假设处理上述废水20 L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯_____________g。 解析：此题以污水处理为知识背景，考查了氧化复原的概念、氧化复原方程式的配平及氧化复原反响的计算。(1)在KCN+2KOH+Cl2====KOCN+2KCl+H2O反响中，氯元素价态降低，H、N、O、K四种元素的价态没变，只有碳元素的价态升高，故被氧化的为碳元素。(2)氧化复原方程式的配平，首先要找准变价元素，再利用化合价升降法配平，反响物KOCN中N的价态升高，KOCN为复原剂，氯气为氧化剂。 (3)20 L废水中含KCN的物质的量为： =0.2 mol，由两步反响的化学方程式得出关系式： 2KCN～5Cl2，所以需氯气：0.2 mol×=0.5 mol，即35.5 g。 答案：(1)碳(或C) (2)2KOCN+4KOH+3Cl2====2CO2+N2+6KCl+2H2O (3) 特别提示 氧化复原反响计算的核心是守恒——原子个数、得失电子、正负电荷守恒。追踪元素变化，把握守恒关系列等式，是解题的一般思路。 【例5】实验室为监测空气中汞蒸气的含量，往往悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量，其反响为：4CuI+Hg====Cu2HgI4+2Cu