新课标高考教学知识点之探究

时间:2022-10-25 07:38:40

新课标高考教学知识点之探究

氧化还原反应是高中化学的重点和难点,更贯穿于新课标高考试题的始终,近几年来主要以选择题和填空题的形式来考查氧化还原反应的概念,并涉及物质结构、元素及其化合物的性质。结合新课标高考考试大纲的要求和高考试题的考查角度,本文意在对氧化还原反应做一粗略探究。

一、新课标考试大纲中对氧化还原反应的要求

A.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,了解常见的氧化还原反应,掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

B.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。

二、分类详解

从考纲的要求入手,我们发现高考对氧化还原反应主要从以下几个方面入手:氧化性还原性强弱比较及应用、涉及氧化还原反应的离子共存问题、氧化还原计算、配平氧化还原型离子方程式或化学方程式、原电池与电解池问题。

1.氧化性还原性强弱比较及应用:

方法一:顺序法金属活动性顺序,单质的还原性逐渐减弱,对应阳离子氧化性逐渐增强(图略)。

在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠前,其还原性就越强;金属的位置越靠后,其阳离子的氧化性就越强。(注意:上面说的阳离子中Fe 有+2、+3 两种价态,其中+2 价按正常位置排列,但+3铁的氧化性在Cu2+、Ag+之间,即:氧化性Cu 2+ < Fe 3+ < Ag+,做题时汞离子一般不出现。)

非金属活动性顺序,单质氧化性逐渐减弱,F2 Cl2 Br2 Fe3+ I2 S;

对应阴离子的还原性逐渐增强,F- Cl- Br- Fe2+ I- S2-

(注意:Fe3+是添加的,因为做题中常在一起比较,Fe3+对应的是Fe2+)

这两个顺序必须熟记于心,做题时应用性极强。

对应两个顺序的口诀是:上左下右可反应,隔之越远越易行。例如Fe3+可氧化I-,且产物为Fe2+和I2,如果Fe3+同时遇到I-和S2-,依据氧化还原的先后规律(当一种氧化剂与多种还原剂在一起时,则氧化剂先将还原性强的还原剂氧化,然后再将还原性弱的还原剂氧化; 反之,当一种还原剂与多种氧化剂在一起时,则还原剂先将氧化性强的氧化剂还原,然后再将氧化性弱的氧化剂还原),则Fe3+先氧化还原性强的S2。

方法二:一般氧化还原反应都存在以下关系

较强的氧化剂+较强的还原剂自发较弱的还原剂+较弱的氧化剂

氧化性:氧化剂>氧化产物 ,特殊情况:氧化剂>还原剂(如高锰酸钾氧化过氧化氢)还原性:还原剂>还原产物

应用举例:

1-1根据以下四个反应:

(1)H2S+I2=2H++2I-+S

(2)H2SO3+2H2S=3S+3H2O

(3)2I-+Br2=2Br-+I2

(4)H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI

确定Br-、I-、H2S和H2SO3还原性由强到弱的顺序是

A.H2S>H2SO3>I->Br-

B.Br->I->H2SO3>H2S

C.H2SO3>H2S>Br->I-

D.I->Br->H2S>H2SO3

1-2已知:

①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3判断下列物质的氧化能力由大到小的顺序是

(A)Fe3+>Cl2>I2

(B)Cl2>Fe3+>I2

(C)I2>Cl2>Fe3+

(D)Cl2>I2>Fe3+

2.涉及氧化还原反应的离子共存问题

在这类题目中常出现的氧化性离子有Fe3+、MnO4-、ClO-以及同时存在的H++NO3-= HNO3,还原性离子有Fe2+ I- S2- SO32。

应用举例:

2-1(2012·广东)在水溶液中能大量共存的一组离子是

A.Fe2+、Al3+、ClO—、Cl—

B.K+、Cu2+、OH、NO

C.NH4+、Na+、Br—、SO42—

D.Mg2+、H+、SiO32—、SO42—

2-2(2011安徽)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是

A.饱和氯水中 Cl-、NO3-、Na+、SO32-

B.c(H+)=1.0×10-13mol/L-1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+

3.配平氧化还原型离子方程式或化学方程式

如果为离子方程式,则一定满足三种守恒关系:反应前后各元素原子个数相等,方程式前后的离子所带电荷总数相等,反应中电子得失总数相等。在一些缺项配平中,不逃出H+,OH-,H2O这三项。

4.原电池与电解池问题

每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池,其中发生氧化反应的一极为阳极,即外电路的负极;还原反应的一极为阴极,即外电路的正极。两个电极之间有电势差(电化学上通常叫电动势),因此反应可以进行,同时可以用来做功。

关于电池的氧化还原问题是常考点,这类题有规律。原电池时,先要分析氧化剂与还原剂,氧化剂被还原、还原剂被氧化;充电时(电解池),原电池负极反应反着写为还原过程,发生在阴极,原电池中的正极反应反着写为氧化过程,发生在阳极。

一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”,一个是“氧化反应”式,一个是“还原反应”式。如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+的拆写结果是:氧化反应为:Cu-2e-=Cu2+;还原反应为:2Fe3++2e-=2Fe2+。

而原电池与电解池问题就是把氧化还原反应方程式拆分后处理来解决问题。要求掌握的规律就是金属和非金属各自的氧化性还原性强弱的比较顺序,金属阳离子为: H+ OH->含氧酸根离子;在做电化学相关题目时,一定要看清题干与上述顺序之间的关系。

补充说明:原电池负极输出电子,周围产生阳离子而带正电,吸引阴离子;正极得到电子而带负电,吸引周围的阳离子靠近。

电解问题的计算恒等式为:

4e-~4OH-~4Cl-~4Ag+ ~2CU2+ ~4H+

O2~ 2Cl2~4 Ag ~2CU~ 2H2

应用举例:

4-1(2011新课标全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不正确的是

A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe

B. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2

C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低

D. 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

2-3(2011福建高考11)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是

A.水既是氧化剂又是溶剂

B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时OH-向正极移动

D.总反应为:2Li+2H2O

2LiOH+H2

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