新一輪的課程改革從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀“三維”描述了課程的目標。分析近幾年的上海高考趨勢會發(fā)現(xiàn):教材是根本,創(chuàng)新是熱點,能力是目標。在高考中氧化還原反應是非常重要的化學反應類型,涉及知識的內容廣泛、概念眾多,在應用時稍不注意就容易出錯?,F(xiàn)以近三年的上海高考化學試題為例,剖析一下如何“研讀化學新情境,巧解氧化還原題”。
1.(2007上海高考化學試題)氧化還原反應中實際上包含氧化和還原兩個過程。下面是一個還原過程的反應式:
NO+4H++3e-NO+2H2O
KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質中的一種物質(甲)能使上述還原過程發(fā)生。
(1)寫出并配平該氧化還原反應的方程式:
。
(2)反應中硝酸體現(xiàn)了、性質。
(3)反應中若產(chǎn)生0.2 mol氣體,則轉移電子的物質的量是mol。
(4)若1 mol甲與某濃度硝酸反應時,被還原硝酸的物質的量增加,原因是:
。
解析:(1)本題沒有按常規(guī)方式給出氧化劑和還原劑,而是給出化學新情境NO+4H++3e-NO+2H2O, 經(jīng)分析需要加入還原劑才能實現(xiàn)上述過程,在所給的四種物質中KMnO4, Fe2(SO4)3只有氧化性,沒有還原性,不適合, Na2CO3能與HNO3發(fā)生復分解反應不適合,Cu2O 具有還原性,能被HNO3氧化:14 HNO3+3Cu2O6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
(2) 根據(jù)14 HNO3+3Cu2O6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O,可知生成物有硝酸鹽,體現(xiàn)了 HNO3的酸性,同時 HNO3氧化 Cu2O為 Cu2+,體現(xiàn)了 HNO3的氧化性。
(3)根據(jù)NO~3e-,產(chǎn)生0.2molNO,轉移0.6mol e-。
(4)因為有NO2生成,所以被還原硝酸的物質的量增加。
2.(2008上海高考化學試卷)某反應體系中的物質有:Au2O、H2O、NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3。
⑴請將Au2O3之外的反應物與生成物分別填如以下空格內。
⑵反應中,被還原的元素是,還原劑是 。
⑶將氧化劑與還原劑填入下列空格中,并標出電子轉移的方向和數(shù)目。
⑷紡織工業(yè)中常用氯氣作漂白劑,Na2S2O3可作為漂白后布匹的“脫氯劑”,Na2S2O3和Cl2反應的
產(chǎn)物是H2SO4、NaCl和HCl,則還原劑與氧化劑物質的量之比為。
解析:(1) 本題 給出化學新情境Au2O、H2O、NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3。經(jīng)過研讀該新情境,根據(jù)氧化還原反應原理, Au2O3中金元素為+3價,作為反應物,另一種含金元素的物質Au2O必為產(chǎn)物,其中金元素為+1價,所以, Au2O3在該反應中作氧化劑,根據(jù)氧化還原反應規(guī)律,有氧化劑必有還原劑,另一種含硫元素的化合物必作還原劑,在反應過程中硫元素化合價必升高。Na2S4O6中硫元素為+5/2價,所以,硫代硫酸鈉為反應物,根據(jù)元素化合價分析,氫氧化鈉和水中元素化合價都沒有變化,根據(jù)化合價守恒,配平化合價變化的金,硫元素,得: Au2O3+4Na2S2O3+***→Au2O+2 Na2S4O6+***,根據(jù)鈉守恒知道氫氧化鈉為產(chǎn)物,再由氫守恒知,水為反應物。所以,化學方程式: Au2O3+4 Na2S2O3+2H2O→Au2O+2Na2S4O6+NaOH,電子由Au轉移到S上,數(shù)目為4。根據(jù)氯氣與硫代硫酸鈉溶液反應產(chǎn)物知,反應物必有水參與?;瘜W方程式為: Na2S2O3+4Cl2+5H2O→2H2SO4+6HCl+2NaCl。
⑵AuNa2S2O3⑶Au2O3 Na2S2O3⑷1∶4
3.(2009上海高考化學試卷)某反應中反應物與生成物有: AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。
(1)已知KBrO3在反應中得到電子,則該反應的還原劑是 。
(2)已知0.2 mol KBrO3在反應中得到l mol電子生成X,則X的化學式為 。
(3)根據(jù)上述反應可推知。
a.氧化性:KBrO3>H3AsO4
b.氧化性:H3AsO4>KBrO3
c.還原性:AsH3>X
d.還原性:X>AsH3
(4)將氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數(shù)填入下列方框中,并標出電子轉移的方向和數(shù)目。
解析:(1) 本題給出化學新情境AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。從試題所給的物質,化合價升高的元素為As,所以AsH3是還原劑。
(2)利用得失電子守恒規(guī)律。由于KBrO3最后被還原,且價態(tài)發(fā)生變化的元素是Br,則設最后Br元素的化合價為x,可以列式:0.2(5-x)=1,x=0,所以還原產(chǎn)物為Br2。
(3)由于氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物,所以選擇a,c。
(4)本題是考查單線橋的表示方法,箭頭從還原劑出發(fā),指向氧化劑,在線上標出轉移電子數(shù)
總之,注意準確理解概念和嚴密思維,學會對反應變化的不確定性、問題的開放性、隱含條件或知識的挖掘等化學新情境的研讀, 一定能巧解氧化還原反應題。