高三总复习必备专题氧化还原反应.docx

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高三总复习必备专题氧化还原反应

一、基础知识：

（一）概念及实质

1.概念：

发生电子转移（得失或偏移）的反应。

2.实质：

发生电子转移。

3.判断：

有化合价升降。

反应物

化合价变化

表现性质

变化过程

发生反应

生成物

氧化剂

还原剂

降低

升高

氧化性

还原性

被还原

被氧化

还原反应

氧化反应

还原产物

氧化产物

（二）元素的化合价

元素原子的最外电子层结构决定了原子间是按一定数目相互化合，元素的原子相互化合的数目叫这种元素的化合价。

1.单质中元素的化合价为0；

2.在化合物中金属元素的化合价全为正值，非金属元素的化合价一般既有负值又有正值；

3.在化合物中，各元素的正、负化合价的代数和为0；

如：

原子团的化合价：

NO3－、SO42－、SO32－、HSO3－（亚硫酸氢根）、CO32－、

HCO3－、ClO3－（氯酸根）、NH4＋（铵根）、MnO4－（高锰酸根）、PO43－（磷酸根）。

中心元素的化合价：

4.离子化合物中，元素的化合价与在生成它们的反应中原子得、失电子数目及离子的电荷数在数值上相等，如NaCl：

离子符号

原子得、失电子数

离子的电荷数

元素的化合价

Na＋

1（失）

1

＋1

Cl－

1（得）

1

－1

共价化合物中，元素的化合价与在生成它们的反应中共用电子对的偏向、偏离的对数在数值上相等。

如HCl：

共用电子对偏向氯原子，氯元素化合价为－1价；共用电子对偏离氢原子，氢元素化合价为＋1价。

5.有机物中：

H：

+1、O：

，再计算C元素平均化合价。

（三）氧化还原反应中电子转移的表示方法

双线桥法

1.双箭号从反应物指向生成物，箭号起止所指的均为同一种元素。

2.线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。

氧化剂为Fe2O3，还原剂为CO，氧化产物为CO2，还原产物为Fe。

氧化剂为HCl，还原剂为Zn，氧化产物为ZnCl2，还原产物为H2。

单桥线法

1.箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；

2.线上只标出转移电子的总数。

（四）氧化还原反应的规律

1.对立统一规律

还原剂、氧化剂相互对立又相互依存。

2.电子守恒规律

还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数

3.性质传递规律

氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物

氧化性：

氧化剂＞氧化产物

还原性：

还原剂＞还原产物

4.谁强谁先规律

在溶液中存在多种氧化剂，氧化性强的抢先得电子，先被还原。

在溶液中存在多种还原剂，还原性强的抢先失电子，先被氧化。

5.价态规律

（1）高低规律：

最高价态——只具氧化性

最低价态——只具还原性

中间价态——兼有氧化性和还原性

讨论分析下列氧化还原反应中电子转移的方向和数目，判断氧化产物和还原产物。

①H2S+H2SO4（浓）=S↓+SO2↑+2H2O

②KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O

（2）价态归中规律：

同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，价态的变化“只靠拢，不交叉”。

2、强弱传递：

氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物

3、优先反应：

一种氧化剂与几种还原剂反应，先氧化还原性强的还原剂，反之亦然。

例如Cl2与FeBr2反应先考虑Cl2氧化Fe2+，再考虑Cl2氧化Br-。

4、电子守恒：

氧化还原反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等（即电子转移守恒），反映在化合价升高总数与降低总数相等。

（五）重要的氧化剂、还原剂

氧化剂

具体物质

举例

（1）活泼非金属单质

O3、Cl2、Br2、O2

（2）高价的氧化物

NO2、CO2、MnO2

（3）高价的含氧酸

HClO、浓H2SO4、HNO3

（4）高价的盐

KMnO4、KClO3、FeCl3

2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2

（5）过氧化物

Na2O2、H2O2等

还原剂

具体物质

举例

（1）活泼金属单质

Na、Al、Zn、Fe

（2）某些非金属单质

H2、C、Si

（3）低价的氧化物

CO、SO2

（4）低价的酸

HCl、H2S、H2SO3

（5）低价的盐

Na2SO3、FeCl2

2FeCl2+Cl2=2FeCl3

（六）氧化性、还原性强弱的判断方法

1.金属、非金属性

（1）随着金属活动顺序表中金属活动性的减弱，金属的还原性越来越弱，其对应离子的氧化性越来越强.（除Fe3＋外）

还原性逐渐减弱

氧化性逐渐增强

（2）对于非金属单质

氧化性逐渐减弱

还原性逐渐增强

2.氧化还原反应的性质传递规律

则：

还原性：

H2＞Cu

3.根据元素周期律判断

（1）同周期

氧化性：

左＜右还原性：

左＞右

（2）同主族

氧化性：

上＞下还原性：

上＜下

4.根据反应结果判断

（1）同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的程度越大，氧化剂的氧化性越强。

Fe+S=FeS

2Fe+3Cl2=2FeCl3

（2）同一物质在相同的条件下，被不同还原剂还原得越彻底，还原剂的还原性越强

HCl+H2SO4（浓）→不反应

HBr+H2SO4（浓）→Br2+SO2↑+H2O

HI+H2SO4（浓）→I2+H2S↑+H2O

5.根据电极反应确定

（1）原电池还原性：

负极>正极

（2）电解池阴极（氧化性）：

先析出＞后析出

阳极（还原性）：

先反应＞后反应

6.从反应所需条件来比较。

一般来讲，一组反应中，反应条件越简单，对应反应物的氧化性或还原性越强。

从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力：

KMnO4＞MnO2＞O2

7.外界条件对氧化性或还原性强弱的影响（同一物质在不同条件下的氧化性或还原性）

（1）物质的浓度越高，氧化性或还原性越强。

（2）温度越高，氧化性或还原性越强。

（3）酸性越强，氧化性越强；碱性越强，还原性越强。

二、典型例题

考点一氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物

[例1]（2008·茂名一模）金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝制后的“第三金属”。

工业上以金红石为原料制取Ti的反应为：

aTiO2 ＋ bCl2 ＋ cC 

aTiCl4 ＋ cCO……反应①

TiCl4 ＋2Mg 

 Ti ＋ 2MgCl2……反应②

关于反应①、②的分析不正确的是（）

①TiCl4在反应①中是还原产物，在反应②中是氧化剂；

②C、Mg在反应中均为还原剂，被还原；

③在反应①、②中Mg的还原性大于C，C的还原性大于TiCl4；

④a＝1，b＝c＝2；

⑤每生成19.2 g Ti，反应①、②中共转移4.8 mol e-。

A．①②④B．②③④C．③④D．②⑤

[解析]②中C、Mg在反应中均为还原剂，被氧化；经计算知⑤中每生成19.2 g Ti，反应①、②中共转移3.2 mol e-

[答案]D

考点二物质的氧化性强弱、还原性强弱的比较。

[例2]（2007·聊城二模）常温下，在下列溶液中发生如下反应

①16H++10Z-+2XO4-＝2x2++5Z2+8H2O②2A2++B2＝2A3++2B-③2B-+Z2＝B2+2Z-由此判断下列说法错误的是（）

A.反应Z2+2A2+＝2A3++2Z-可以进行。

B.Z元素在①③反应中均被还原

C.氧化性由强到弱的顺序是XO4-、Z2、B2、A3+

D.还原性由强到弱的顺序是A2+、B-、Z-、X2+

[解析]根据上述规律4可得：

氧化性顺序：

XO4->Z2>B2>A3+，还原性顺序：

A2+>B->Z->X2+。

[答案]B

考点三氧化还原反应方程式的配平方法

[例3]（2008·江西信丰中学）对于反应KMnO4+HCl→KCl+MnCl2+Cl2+H2O（未配平），若有0.1molKMnO4参加反应，下列说法正确的是（）

A．其转移电子0.5mol              B．生成Cl20.5mol

C．参加反应HCl为16mol            D．Cl2是还原产物

[解析]配平该方程式为：

2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O，Mn由+7→+2，得到5电子，则0.1molKMnO4参加反应消耗HCl为1.6mol，转移的电子为0.5mol，生成的Cl2为0.25mol，故A正确，B、C不正确；Cl2是氧化产物，故D不正确。

[答案]A

考点四电子转移守恒应用

[例4]（2007·广州·学业水平测试）在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的氧气时，三个反应中转移的电子数之比为（）

A．l∶1∶1B．2∶2∶1C．2∶3∶1D．4∶3∶2

[解析]用高锰酸钾、氯酸钾制氧气，反应过程中O由-2价转化为0价，而用过氧化氢制氧气，O则由-1价转化为0价。

现要制得相同的O2，所以用过氧化氢制氧气的反应中转移的电子数只有用高锰酸钾、氯酸钾制取的反应中转移的电子数的一半。

[答案]B

[真题1]（2006·广东）下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量的关系为1∶2的是（）

A.O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2B.2CH3COOH+Ca（ClO）2=2HClO+（CH3COO）2Ca

C.I2+2NaClO3=2NaIO3+Cl2

D.4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O

[解题思路]根据氧化还原反应规律，正确判断氧化剂与还原剂，由方程式的系数确定出它们的物质的量，再求比即可。

[解析]反应A中氧化剂为O3，还原剂为KI，从方程式系数易知，其物质的量之比为1∶2；反应B为非氧化还原反应；反应C中氧化剂为NaClO3，还原剂为I2，从方程式系数易知，其物质的量之比为2∶1；反应D中氧化剂为MnO2，还原剂为HCl，但4molHCl中只有2molHCl作还原剂。

故答案为AD。

[答案]AD

[真题3]（2008·全国理综）（NH4）2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3，在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是（）

A.SO2、H2O、N2、NH3B.N2、SO2、H2O、NH3

C.N2、SO2、NH3、H2OD.H2O、NH3、SO2、N2

[解析]根据题意，题设中的氧化还原方程式的配平如下：

3（NH4）2SO4=3SO2↑+N2↑+4NH3↑+6H2O故答案为C

[答案]C

例5.（2007·全国）下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（）

A.CO＋H2O

==CO2＋H2B.3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO

C.2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑D.2F2＋2H2O＝4HF＋O2

[解析]H2O中所含元素化合价降低的反应，水就作为氧化剂，BC中水没有参加氧化还原反应。

[答案]A

例6.（2007·全国）已知氧气还原反应：

2Cu（IO3）2+24KI+12H2SO4=2CuI+13I2+12K2SO4+12H2O其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为（）

A.10molB.11molC.12molD.13mol

[解析]题中Cu（IO3）2为氧化剂，Cu（IO3）2中铜由+2→+1，碘由+5→0，合计每摩尔Cu（IO3）2得到11mol电子。

[答案]B

三、课时作业

1.（全国高考题）下列叙述正确的是（）

A.含金属元素的离子不一定都是阳离子

B.在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂

C.某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原

D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质

解析：

本题主要是考查氧化还原反应概念正误的判断。

答案：

A、D。

2.［2012·江苏化学卷5］下列有关物质的性质与应用不相对应的是

A.明矾能水解生成Al（OH）3胶体,可用作净水剂

B.FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路

C.SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆

D.Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料

C解析：

本题属于元素及其化合物知识的考查范畴，这些内容都来源于必修一、和必修二等课本内容。

铝离子水解、胶体的吸附性、Fe3＋的氧化性、SO2和Zn的还原性等内容，看来高三一轮复习围绕课本、围绕基础展开，也不失为一条有效途径。

3.［2012·海南化学卷3］下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是

A.HCl、CuCl2、Ba（OH）2B.NaOH、CuSO4、H2SO4

C.NaOH、H2SO4、Ba（OH）2D.NaBr、H2SO4、Ba（OH）2

C【解析】电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序表中铜之前，阴离子不能是简单离子；电解HCl的方程式为：

2HCl

Cl2↑+H2↑，A选项错；电解CuSO4溶液的方程式为：

2CuSO4+2H2O

2Cu+2H2SO4+O2↑，B选项错；电解NaBr的方程式为：

2NaBr+2H2O

2NaOH+H2↑+Br2，D选项错。

4.［2012·海南化学卷6］将0.195g锌粉加入到200mL的0.100mol·L-1MO2+溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是

A.MB.M2+C．M3+D.MO2+

B【解析】根据得失电子守恒可计算：

0.195g锌粉（0.003mol）失去的电子为0.006mol；MO2+中M的化合价为+5，设其降低为+x价，则有：

（5-x）×0.02×0.1=0.006，解得x=2，故B选项正确。

5.［2012·安徽理综化学卷10］仅用下表提供的玻璃仪器（非玻璃仪器任选）就能实现相应实验目的的是

选项

实验目的

玻璃仪器

A

分离乙醇和乙酸医酯的混合物

分液漏斗、烧杯

B

用

的盐酸配制100ml,

的盐酸

100ml容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管

C

用溴水、淀粉-KJ溶液比较

与

的氧化性强弱

试管、胶头滴管

D

用

和

固体制备并收集

酒精灯、烧杯、导管、集气瓶

C【解析】本题主要考查常见实验中仪器的选择，同时考查考生对简单实验的设计能力。

A项，在分液漏斗中加入混合物，然后加水振荡，分液即可得到乙酸乙酯和乙醇的水溶液，而要从乙醇水溶液中再分离出乙醇，需进行蒸馏操作，需用到蒸馏烧瓶、冷凝管等玻璃仪器；B项，还需用到酸式滴定管等玻璃仪器；C项用试管、胶头滴管即可实现实验目的；D项，制备、收集NH3用到的玻璃仪器有大试管、酒精灯、导管、集气瓶。

故C项正确。

6.［2012·广东理综化学卷8］在水溶液中能大量共存的一组是

A

B

C

D

解析：

A.Fe2+和ClO-发生氧化还原反应；B.有氢氧化铜沉淀生成D.有硅酸沉淀生成

7、（2011·全国II卷）某含铬Cr2O72－废水用硫亚铁铵［FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O］处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。

该沉淀干燥后得到nmolFeO·FeyCrxO3。

不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是

A．消耗硫酸亚铁铵的物质量为n（2-x）mol

B．处理废水中Cr2O72－的物质量为

mol

C．反应中发生转移的电子数为3nxmol

D．在FeO·FeyCrxO3中3x=y

【解析】由铬元素守恒知废水中Cr2O72－的物质量为

mo，反应中发生转移的电子数为6×

mo＝3nxmol。

由得失电子守恒知y＝3x，而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×（1+y）mol＝n（3x+1）mol，因此选项A是错误的。

【答案】A

8、（2009·全国Ⅰ卷）下列表示溶液中发生反应的化学方程式错误的是（   ）

A.2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑

B.2KMnO4+HCOOK+KOH====2K2MnO4+CO2↑+H2O

C.MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O

D.K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4====Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+K2SO4+7H2O

【答案】B

【解析】本题考查重要方程式的掌握程度及根据物质性质合理推断产物的能力。

A、C两

项均是课本上出现的典型方程式，正误一眼认定。

本题干扰选项是B。

从表面上来看，B选项配平无误，电子得失相等（注意HCOOK中C为+2），但若结合物质性质深入分析可知：

KMnO4氧化性与溶液酸碱性有关，酸性越强，氧化性越强；反之，在碱性条件下，氧化性较弱。

由B选项各反应物看到，在KOH条件下，KMnO4不能将HCOOK氧化为CO2。

另外也可从其他角度分析：

在碱性条件下，产物中不可能出现CO2。

D项：

配平正确，电子守恒。

9、（2008·全国Ⅱ）（NH4）2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。

在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是

A.SO2、H2O、N2、NH3                         B.N2、SO2、H2O、NH3

C.N2、SO2、NH3、H2O                         D.H2O、NH3、SO2、N2

【答案】C

【解析】由得失电子数相等得：

n（SO2）×（6-4）=n（N2）×［0-（-3）］×2。

则1mol（NH4）2SO4发生分解，得到的产物中n（SO2）=3mol，n（N2）=1mol。

由N、H元素守恒得：

n（NH3）=4mol，n（H2O）=6mol。

所以n（N2）＜n（SO2）＜n（NH3）＜n（H2O），正确答案为C。

10.［2012·江苏化学卷19］（15分）废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

实验室利用废弃旧电池的铜帽（Zn、Cu总含量约为99%）回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：

（1）

铜帽溶解时加入H2O2的目的是_________________________（用化学方程式表示）。

铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。

除去H2O2的简便方法是_____________。

（2）为确定加入锌灰（主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物）含量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。

实验操作为：

准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH=3～4，加入过量KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。

上述过程中的离子方程式如下：

2Cu2＋＋4I－=2CuI（白色）↓＋I2I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－

滴定选用的指示剂为_____________，滴定终点观察到的现象为_____________。

若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋的含量将会_____________（填“偏高”“偏低”“不变”）。

（3）已知pH＞11时Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2－。

下表列出了

几种离子生成氢氧化物沉淀pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L－1计算）

开始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Fe3＋

1.1

3.2

Fe2＋

5.8

8.8

Zn2＋

5.9

8.9

实验中可选用的试剂：

30%H2O2、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1NaOH。

由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：

__________________________；

_______________________________________；

过滤；

_______________________________________；

过滤、洗涤、干燥

900℃煅烧。

【参考答案】

（1）

Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O

加热（至沸）

（2）

淀粉溶液蓝色褪去

偏高

（3）

向滤液中加入30%的H2O2使其充分反应

滴加1.0moL·L－1的氢氧化钠，调节pH约为5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3＋沉淀完全

向滤液中滴加1.0moL·L－1的氢氧化钠，调节pH约为10（或8.9≤pH≤11），使

Zn2＋沉淀完全

【解析】本题以实验室利用废弃旧电池的铜帽回收铜并制备ZnO制取和分析为背景的综合实验题，涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH调节等多方面内容，考查学生对综合实验处理能力。

【备考提示】实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等内容依然是高三复习的重点，也是我们能力培养的重要目标之一。

四、课后作业

1、［2012·海南化学卷10］下列叙述错误的是

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱

B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈

C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液

D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀

C【解析】生铁中含有碳，构成原电池加快了腐蚀速率，故A选项正确；用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈，是因为构成的原电池中Fe作负极，加快了腐蚀速率，故B选项正确；在铁制品上镀铜时，镀件应为阴极，故C选项错；铁管上镶嵌锌块，构成的原电池中Fe作正极，受到保护，故D选项正确。

2、（2007·全国Ⅱ）11.下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是

A.CO+H2O

CO2+H2               B.3NO2+H2O＝2HNO3+NO

C.2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑            D.2F2+2H2O＝4HF+O2

【答案】A

3、（2007·全国Ⅰ）10.已知氧气还原反应：

2Cu（IO3）2+24KI+12H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O

其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为

A.10mol            B.11mol            

C.12mol          D.13mol

【答案】B

【解析】根据氧化剂的概念，由

及

知Cu（IO3）2化合价降低，为氧化剂，又由

知1molCu（IO3）2参加反应时，转移电子的物质的量为11mol。

（2006·全国卷I）27.置换反应的通式可以表示为：

   单质

（1）＋化合物

（1）＝化合物

（2）＋单质

（2）

请写出满足以下要求的3个置换反应的化学方程式：

①所涉及的元素的原子序数都小于20；

②6种单质分属6个不同的主族。

【答案】

2Mg+CO2

2MgO+C

2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑

2F2+2H2O==4HF+O2

4、（2006·全国卷Ⅱ）10.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：

       H2O2→H2O   IO3－→I2   MnO4－→Mn2+   HNO2→NO

如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是

A H2O2             B IO3－                  

C MnO4－              D H