高考氧化还原知识的表现形式及对策_氧化剂论文

氧化还原知识在高考中出现的形式及对策,本文主要内容关键词为:对策论文,形式论文,知识论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

一、对概念的理解——物质的氧化性、还原性强弱的比较

氧化剂及还原剂的氧化性和还原性相对强弱的本质,就是它们分别得电子和失电子的能力的大小(注意与得电子的多少是不同的概念),具体判断时可根据能自发发生的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强,还原剂的还原性比还原产物的还原性要强来进行判断,有时根据元素周期表中元素及其化合物性质的递变规律来判断也会显得很方便。

例1 (2004年北京题)从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应14CuSO[,4]+5FeS[,2]+12H[,2]O7Cu[,2]S+5FeSO[,4]+12H[,2]SO[,4],下列说法正确的是()

A.Cu[,2]S既是氧化产物又是还原产物

B.5molFeS[,2]发生反应,有10mol电子转移

C.产物中的SO[,4][2-]离子有一部分是氧化产物

D.FeS[,2]只做还原剂

解析 氧化还原反应有关概念之间的相互联系:

附图

可见:Cu[,2]S是还原产物;5mol FeS[,2]发生反

共得21mol电子,故FeS[,2]既是氧化剂又是还原剂。选C。

例2 (2005年四川云南题)已知KH和H[,2]O反应生成H[,2]和KOH,反应中1molKH()

A.失去1mol电子D.得到1mol电子

C.失去2mol电子D.没有电子得失

解析 KH+H[,2]O=KOH+H[,2]↑,2H[-]→H[,2],故反应中1mol KH失去1mol电子,选A。

例3 (2005年江苏题)氮化铝(AlN)具有耐高温,抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:

附图

下列叙述正确的是()

A.在氮化铝的合成反应中,N[,2]是还原剂,Al[,2]O[,3]是氧化剂

B.上述反应中每生成2mol AlN,N[,2]得到3mol电子

C.氮化铝中氮元素的化合价为-3

D.氮化铝晶体属于分子晶体

解析 在氮化铝的合成反应中,N[,2]得电子,是氧化剂,C是还原剂;上述反应中N[,2]从0价→-3价,故每生成2molAlN,N[,2]得到6mol电子;氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,故氮化铝晶体不属于分子晶体。选C。

例4 (2005年广东题)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一,与铝同族,位于第6周期。Tl[3+]与Ag在酸性介质中发生反应:Tl[3+]+2Ag=Tl[+]+2Ag[+]。下列推断正确的是()

A.Tl[+]的最外层有1个电子

B.Tl[3+]的氧化性比Al[3+]弱

C.Tl能形成+3价和+1的化合物

D.Tl[+]的还原性比Ag强

解析 从题给信息知铊与铝同族,故Tl[+]的最外层有2个电子;根据强氧化剂+强还原剂弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物)有:氧化性:Tl[3+]>Ag[+],还原性:Ag>Tl[+],而Al[3+]的氧化性比Ag[+]弱,Tl[3+]的氧化性比Al[3+]强;答案为C。

二、氧化还原反应的配平

正确解答这类问题的关键应紧紧抓住反应过程中电子得失守恒,利用化合价升降总数相等确定氧化剂、还原剂及氧化产物和还原产物的各化学计量数,再根据质量守恒和元素原子和离子个数守恒,通过观察比较确定化学计量数。对离子型的氧化还原反应还应注意电荷守恒。

例5 (2004年上海高考题)某化学反应的反应物和产物如下:

KMnO[,4]+KI+H[,2]SO[,4]→MnSO[,4]+I[,2]+KlO[,3]+K[,2]SO[,4]+H[,2]O

(1)该反应的氧化剂是____。

(2)如果该反应方程式中I[,2]和KIO[,3]的系数都是5,则:

①KMnO[,4]的系数是____。

②在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目KMnO[,4]+KI+H[,2]SO[,4]→

(3)如果没有对该方程式中的某些系数做限定,可能的配平系数有许多组。原因是____。

解析 本题是考查氧化还原反应概念和配平的综合题。(1)分析元素在反应中的化合价的变化,很容易得出:氧化剂是KMnO[,4];(2)分析反应前后I和Mn的化合价变化,部分碘原子由-1→0价,化合价升高数为1,另一部分碘原子由-1→+5价,化合价升高数为6;而每个Mn原子化合价由+7变为+2,化合价降低数为5,考虑I[,2]为双原子分子,由最小公倍数可得I[,2]前的系数为2,KIO[,3]前的系数为6,KMnO[,4]前的系数为8,其他元素原子的系数使用观察法配平。再比较反应式两边H、O原子个数等不等。①8 40e[-]

(3)该反应式含两种氧化产物,两者的比例和氧化剂的用量都可以发生变化。

三、氧化还原反应中计算

正确解答这类问题的关键是要紧紧抓住“氧化剂所得电子数等于还原剂失去的电子数”,根据反应中元素化合价的升降情况确定反应中电子的得失的量,进而确定反应物或生成物的物质的量。

例6 (2005年广东题)化合物KxFe(C[,2]O[,4])y·zH[,2]O是一种重要的光化学试剂,其中铁为+3价。分别称取该样品0.491g两份,其中一份在110℃干燥脱水,至质量恒定为0.437g。另一份置于锥形瓶中,加入足量的3mol·L[-1]H[,2]SO[,4]和适量的蒸馏水,加热至75℃,趁热加入0.0500mol·L[-1] KMnO[,4]溶液24.0mL,恰好完全反应;再向溶液中加入适量的某种还原剂,将Fe[3+]完全转化为Fe[2+],该溶液中Fe[2+]刚好与4.0mL0.0500mol·L[-1] KMnO[,4]溶液完全反应。通过计算,分别求:

(1)0.491g样品中结晶水的物质的量。

(2)化合物中草酸根的质量分数。

(3)化合物的化学式。

附图

(3)因为n(Fe[3+])=n(Fe[2+])=0.0500mol·L[-1]×0.004L×5=0.00100mol

1∶y∶z=0.00100mol∶0.00300mol∶0.00300mol=1∶3∶3

则y=3,z=3

根据电荷平衡有:x+3=2y,得x=3

所以,化合物的化学式为:K[,3]Fe(C[,2]O[,4])[,3]·3H[,2]O

四、氧化还原中的信息给予

氧化还原中的信息给予题,多数是将问题设置在一个较为陌生的情景中,而解答问题的知识内容实际是我们已具有的。因此,要正确解答这类问题,关键是要能够正确理解题干信息,将新信息转化为已有的知识体系,通过类比的方法完成。

例6 (2003年上海题)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,其反应为:4CuI+HgCu[,2]HgI[,4]+2Cu。

(1)上述反应产物Cu[,2]HgI[,4]中,Cu元素显____价。

(2)以上反应中的氧化剂为____,当有1molCuI参与反应时,转移的电子____mol。

(3)CuI可由Cu[2+]与I[-](直接反应制得,请配平下列反应的离子方程式

□Cu[2+]+□I[-]□CuI+I[,3][-]

解析 试题提供了一个陌生的信息,即反应4CuI+HgCu[,2]HgI[,4]+2Cu,但试题仅要求从氧化还原反应角度分析该反应。显然,反应物中铜元素在生成物Cu[,2]HgI[,4]中以何种价态出现是本题的难点。从反应4CuI+HgCu[,2]HgI[,4]+2Cu看出:汞元素失去电子,铜元素只有得电子,而已知碘为-1价,故在生成物Cu[,2]HgI[,4]中Cu只能显+1价。

答:(1)+1(2)CuI0.5(3)2 5 2 1

五、氧化还原知识的综合运用

例7 (2005年上海题)某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O[,2]、H[,2]CrO[,4]、Cr(OH)[,3]、H[,2]O、H[,2]O[,2]。已知该反应中H[,2]O[,2]只发生如下过程:H[,2]O[,2]→O[,2]

(1)该反应中的还原剂是____。

(2)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)如反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为____。

解析 从题给信息:该反应中H[,2]O[,2]只发生如下过程:H[,2]O[,2]→O[,2]可知,H[,2]O[,2]是还原剂,失电子,发生氧化反应;H[,2]CrO[,4]是氧化剂,得电子,发生还原反应。

附图

(4)3.36L

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