第四讲氧化还原反应信息方程式书写.docx
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第四讲氧化还原反应信息方程式书写
第四讲《氧化还原反应规律及信息方程式书写》专题
考点1氧化还原反应的概念及其关系
1、氧化还原反应的概念
（1）氧化还原反应的特征：
反应前后元素的化合价发生改变。
（2）氧化还原反应的本质：
反应前后有电子转移。
2、基本概念及其之间的关系
特征
化合价升高
化合价降低
实质
电子
电子
反应物
剂
剂
性质
性
性
过程
氧化反应
还原反应
结果
被
被
产物
产物
产物
简记:
、。
对点训练：
1.写出铝粉与盐酸溶液反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目___________________________。
上述反应过程中，发生还原反应的是________，判断的依据是________；发生氧化反应的是________，判断的依据是______________。
上述反应中，氧化剂是________，表现出________性，还原剂是________，表现出________性。
2.分析下列反应并按要求填空。
（1）2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
氧化剂是____________，还原剂是____________；被氧化的元素是__________，被还原的元素是__________。
氧化产物是，还原产物是1molKMnO4完全反应转移电子数目为，生成的氧气在标况下的体积为L。
（2）2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
氧化剂是____________，还原剂是____________；发生氧化反应的是__________，被还原的元素是__________。
氧化产物与还原产物的物质的量比是，生成1.5mol硫单质转移电子的物质的量为mol。
3.氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。
下列反应与Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr相比较，水的作用不相同的是（ ）
A.Na2O＋H2O===2NaOHB.4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
C.Cl2＋H2O===HCl＋HClOD.2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
4.氮化铝（AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14）广泛用于电子、陶瓷等工业领域。
在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C
2AlN＋3CO合成。
下列叙述正确的是（ ）
A.上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂B.上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子
C.AlN中氮元素的化合价为＋3D.AlN的摩尔质量为41g
考点2：
氧化还原反应方程式的配平
配平方法：
1、标价态：
列出发生氧化和还原反应的元素的化合价；
2、列变化：
列出元素得失电子数（元素的化合价的变化）；
3、定系数：
使得失电子总数（化合价的升高和降低）相等；
4、配其他：
利用观察法，配平其它物质的系数，把单线改成等号。
例题1、H2SO4（浓）+C→SO2↑+CO2↑+H2O
配平技巧：
（1）部分氧化还原反应：
一般从氧化产物和还原产物配平
例1、Cu+H2SO4（浓）→CuSO4+SO2↑+H2O
（2）归中反应:
同一元素的不同价态之间发生的氧化还原反应。
价态变化的原则：
只靠拢，不交叉
配平技巧：
一般从反应物（氧化剂和还原剂）配平
例2、SO2+H2S→S↓+H2O
（3）歧化反应：
同一元素的同一价态之间的氧化还原反应
配平技巧：
一般从产物配平
例3、S+NaOH→Na2S+Na2SO3+H2O
（4）氧化还原离子方程式的配平——电子守恒、原子守恒、电荷守恒。
例4、Fe2++MnO4-+H+→Fe3++Mn2++H2O
练习：
1．C+H2SO4（浓）==CO2↑+H2O+SO2↑
2．KCl+KClO3+H2SO4=====Cl2↑+K2SO4+H2O
3．KOH+Cl2＝＝KCl+KClO3+H2O
4．Fe（OH）2+O2+H2O==Fe（OH）3
5.Br2+P+H2O—H3PO4+HBr
6.NO2+O2+H2O—HNO3
7.Zn+HNO3—Zn（NO3）2+N2O+H2O
8.KMnO4+H2C2O4+H2SO4—CO2+K2SO4+MnSO4+H2O
9．H2O2+KCrO2+KOH—K2CrO4+H2O
10．FeCl3+H2S—FeCl2+HCl+S↓
11．NH4Cl+HCl+K2Cr2O7—KCl+N2↑+CrCl3+H2O
12．H2S+KMnO4+H2SO4—K2SO4+MnSO4+S↓+H2O
13．MnO4-+SO32-+H+==Mn2++SO42-+H2O
14．Cr2O72-+Cl-+H+→Cr3++Cl2+H2O
15、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＋Hg→Cu2HgI4＋2Cu
（1）上述反应产物Cu2HgI4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，转移电子mol。
（3）CuI可由Cu2＋与I－直接反应制得，请配平下列反应的离子方程式。
Cu2＋＋I－→CuI＋I3－
知识点3、缺项氧化还原反应方程式的配平
方法：
1、用“化合价升降守恒”配平含有变价元素的物质的系数
2、根据介质环境和质量守恒、电荷守恒判断是否添加H2O、H+、OH-。
3、查方程式是否守恒
缺项配平：
例1．NO3-+CH3OH─N2↑+CO2↑+H2O+
例2．C2H2+MnO4-+─HCOOH+Mn2++___
对应训练：
1．Fe2++Cr2O72-+—Fe3++Cr3++H2O
2、MnO4—+Cl—+—Mn2++Cl2↑+H2O
3、KClO3+HCl（浓）→KCl+ClO2↑+Cl2↑+A
（1）请完成该化学方程式并配平（未知物化学式和系数填入框内）
（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是（填写编号，多选倒扣）。
①只有还原性②还原性和酸性
③只有氧化性④氧化性和酸性
（3）产生0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为mol。
（4）ClO2（分子量67.5）具有很强的氧化性。
因此，常被用作消毒剂，其消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）是Cl2（分子量35.5）的倍。
课时提升作业
一、单项选择题（本大题共8小题,每小题5分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求）
1.下列属于氧化还原反应的是（ ）
A.SO2+H2O====H2SO3B.H2CO3====CO2↑+H2O
C.2NaOH+H2SO4====Na2SO4+2H2OD.C+O2
CO2
2.下列有关氧化还原反应的说法正确的是（ ）
A.浓盐酸在化学反应中既可以作氧化剂,又可以作还原剂
B.工业上常以SiO2为原料制取粗硅,这一过程中,硅元素被氧化
C.在任何条件下都不能发生反应:
Cu+H2SO4====CuSO4+H2↑
D.亚氯酸可发生分解反应:
HClO2
ClO2↑+Cl2↑+H2O（未配平）,1molHClO2分解时,转移电子的物质的量为1mol
3.（2013·茂名模拟）下列化工生产过程所发生的反应不属于氧化还原反应的是（ ）
A.用油脂制肥皂 B.高炉炼铁
C.用氯气和消石灰制漂白粉D.用海水提取溴
4.在下列变化中,需要加入合适的氧化剂才能实现的是（ ）
A.HCl→H2B.CO2→COC.Fe2O3→FeD.Br-→Br2
5.（2013·浙江重点中学模拟）一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为NH4NO3——HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（ ）
A.5∶3B.5∶4C.1∶1D.3∶5
6.铬是人体必需的微量元素,但铬过量会引起污染,危害人体健康。
不同价态的铬毒性不一样,六价铬的毒性最大。
下列叙述错误的是（ ）
A.K2Cr2O7可以氧化乙醇,可用来鉴别司机是否酒后驾驶
B.污水中铬一般以Cr3+存在,与水中的溶解氧作用可被还原为六价铬
C.人体内六价铬超标,服用维生素C缓解毒性,说明维生素C具有还原性
D.1molCr2
得到6mol电子时,还原产物是Cr3+
7.在一种酸性溶液中,可能存在N
、I-、Cl-、Fe3+中的一种或几种离子,向该溶液中加入溴水,溴单质被还原,则以下的推测中不正确的是（ ）
A.一定有碘离子B.可能含铁离子C.可能有氯离子D.不含硝酸根离子
8.水热法制备纳米颗粒Y（化合物）的反应为3Fe2++2S2
+O2+aOH-====Y+S4
+2H2O。
下列说法中,不正确的是（ ）
A.S2
是还原剂B.Y的化学式为Fe2O3
C.a=4D.每有1molO2参加反应,转移电子的物质的量为4mol
二、双项选择题（本大题共2小题,每小题6分,共12分。
在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求）
9.（2013·佛山模拟）20XX年诺贝尔化学奖授予美日科学家,他们由于研究“有机物合成过程中钯催化交叉偶联”而获奖。
钯的化合物氯化钯可用来检测有毒气体CO,发生的化学反应方程式为CO+PdCl2+H2O====CO2+Pd↓+2HCl。
下列说法不正确的是（ ）
A.题述反应条件下还原性:
CO>PdB.题述反应中PdCl2被还原
C.生成22.4LCO2时,转移的电子为2molD.CO气体只有在高温下才能表现还原性
10.（能力挑战题）有下列三个反应:
①Cl2+FeI2====FeCl2+I2②2Fe2++Br2====2Fe3++2Br-
③Co2O3+6HCl====2CoCl2+Cl2↑+3H2O
下列说法正确的是（ ）
A.反应①②③中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2
B.根据以上方程式可以得到氧化性:
Co2O3>Cl2>Fe3+
C.在反应③中当1molCo2O3参加反应时,2molHCl被氧化
D.可以推理得到Cl2+FeBr2====FeCl2+Br2
三、非选择题（本大题共3小题,共48分）
11.（14分）
（1）人体血红蛋白分子中含有Fe2+,正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。
亚硝酸钠（NaNO2）可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力,反应过程中Fe2+发生 反应,说明亚硝酸钠具有 性;误食亚硝酸钠中毒,可服维生素C缓解,说明维生素C具有 性。
（2）稀土氟化物是金属热还原法制取单一稀土金属的重要原料。
微波法合成CeF3的化学方程式为6CeO2+18NH4F====6CeF3+16NH3↑+12H2O+N2↑,该反应中氧化剂是 ,还原剂是 ,反应中被氧化的氮原子与未被氧化的氮原子物质的量之比为 。
（3）近年来,锂的含氢化合物作为氢源受到广泛关注。
化合物LiNH2和LiH都是具有潜在应用价值的释氢材料。
将LiNH2和LiH按一定比例混合,在催化剂作用下,所含氢全部以氢气形式放出同时生成Li3N,反应的化学方程式为 ,反应中每生成0.1molH2,转移电子数为 NA。
12.（18分）（能力挑战题）医学上常用酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液的反应来测定血钙的含量。
回答下列问题:
H++ Mn
+ H2C2O4==== CO2↑+ Mn2++ □
（1）配平以上离子方程式,并在□中填上所需的微粒。
（2）该反应中的还原剂是 。
（3）反应转移了0.4mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为 mol。
（4）测定血钙的含量的方法:
取2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量（NH4）2C2O4溶液,反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后,再用KMnO4溶液滴定。
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式是 。
②溶解沉淀时 （“能”或“不能”）用稀盐酸,原因是 。
③若消耗了1.0×10-4mol·L-1的KMnO4溶液20.00mL,则100mL该血液中含钙 g。
13.（16分）（2013·清远模拟）过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。
根据下列反应回答问题:
A.Na2O2+2HCl====2NaCl+H2O2B.Ag2O+H2O2====2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2====2H2O+O2↑D.3H2O2+Cr2（SO4）3+10KOH====2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
（1）上述反应中,H2O2仅体现氧化性的反应是（填序号,下同） ,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是 。
（2）上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序是 。
（3）某酸性反应体系中发生的一个氧化还原的离子反应,反应物和生成物共六种微粒:
O2、Mn
、H2O、Mn2+、H2O2、H+。
已知该反应中H2O2只发生了如下过程:
H2O2→O2。
①反应体系选择的酸是:
（填序号）。
A.盐酸 B.浓硫酸 C.稀硫酸 D.醋酸
②如果上述反应中有6.72L（标准状况）气体生成,转移的电子为 mol。
（4）H2O2有时可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称;如消除采矿业胶液中的氰化物（如KCN）,经以下反应:
KCN+H2O2+H2O====A+NH3↑,试指出生成物A的化学式为 ,并阐明H2O2被称为绿色氧化剂的理由是 。
考点1氧化还原反应基本概念及其关系
1.答案
答案 HCl 因为氢元素的化合价降低，得到电子 Al
因为铝元素的化合价升高，失去电子
答案 HCl 氧化 Al 还原
2.答案
（1）KMnO4 KMnO4 KMnO4中的氧元素 KMnO4中的锰元素O2K2MnO4和MnO22NA11.2
（2）SO2 H2S H2S中的硫元素 SO2中的硫元素2:
12
3.答案 D
解析 反应Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr中，水既非氧化剂又非还原剂。
A、B、C中水既非氧化剂又非还原剂；D中水作氧化剂。
4.答案 B解析 由反应的化学方程式：
Al2O3＋N2＋3C
2AlN＋3CO可得到Al、O的化合价反应前后没有变化，N的化合价由“0”价变为“－3”价被还原，而C的化合价由“0”价变为“＋2”价，因此氧化剂为N2，还原剂为C，每生成1molAlN转移电子物质的量为3mol，AlN的摩尔质量为41g·mol－1。
答案解析
1.【解析】选D。
A为化合反应,B为分解反应,反应中不存在化合价变化,不是氧化还原反应;C为复分解反应,不是氧化还原反应;D是有单质参与的化合反应,属于氧化还原反应。
2.【解析】选A。
A项正确,浓盐酸中氢元素处于最高价态,氯元素处于最低价态,所以在化学反应中既可以作氧化剂,又可以作还原剂;B项错误,工业上以SiO2为原料制取粗硅反应的化学方程式为SiO2+2C====Si+2CO↑,这一过程中,硅元素被还原;C项错误,Cu作阳极电解稀硫酸时,能发生反应:
Cu+H2SO4====CuSO4+H2↑;D项错误,亚氯酸分解反应的化学方程式为8HClO2====6ClO2↑+Cl2↑+4H2O,1molHClO2分解时,转移电子的物质的量为0.75mol。
3.【解析】选A。
A项,用油脂制肥皂属于酯类的水解反应,不属于氧化还原反应;B项,高炉炼铁的过程是将铁矿石还原成金属铁的过程,属于氧化还原反应;C项,用氯气和消石灰制漂白粉的反应属于氧化还原反应,其中氯气既是氧化剂,又是还原剂;D项,用海水提取溴时,需用氯气将Br-氧化成游离态的溴,属于氧化还原反应。
4.【解析】选D。
A项,HCl→H2氢元素化合价降低,需要加入还原剂,如活泼金属单质等;B项,CO2→CO,碳元素化合价降低,需要加入还原剂,如碳单质等;C项,Fe2O3→Fe,铁元素化合价降低,需要加入还原剂,如碳单质等;D项,Br-→Br2,溴元素化合价升高,需要加入氧化剂,如Cl2等。
【方法技巧】判断一个变化过程需要加氧化剂还是还原剂的方法
氧化剂在反应中得到电子,氧化剂中元素化合价降低,则一定会有元素化合价升高的过程,故一个变化如果是化合价升高的过程,一般需要加入氧化剂,反之则需要加入还原剂,但应要注意,化合价变化时不一定加入氧化剂或还原剂,因为有些物质可以发生歧化反应,如Cl2+H2O====HCl+HClO,反应中H2O既非氧化剂又非还原剂,即发生Cl2→HCl、Cl2→HClO的变化时,既不需要加入氧化剂,又不需要加入还原剂。
5.【解析】选A。
根据化合价变化可知:
N2既是氧化产物又是还原产物,则NH4NO3中N
氮原子化合价升高,N
氮原子化合价降低,即
→
化合价升高3（被氧化）,
→
化合价降低5（被还原）由化合价升降总数相等,可求出被氧化与被还原的氮原子数之比为5∶3。
6.【解析】选B。
污水中铬一般以Cr3+存在,与水中的溶解氧作用可被氧化为六价铬。
7.【解析】选B。
溴单质能氧化的离子只有I-,一定有碘离子,而Fe3+和HNO3能氧化I-,故一定不含Fe3+和N
可能含有Cl-。
8.【解析】选B。
由于Y为化合物,根据电荷守恒可知,a=4,再根据质量守恒,推知Y为Fe3O4,离子方程式可书写为3Fe2++2S2
+O2+4OH-====Fe3O4+S4
+2H2O。
分析物质所含元素的化合价可知,S2
中硫元素化合价平均值为+2,S4
中硫元素化合价的平均值为+2.5,Fe2+的化合价为+2,Fe3O4中铁元素化合价的平均值为+
。
由此可知,反应中S2
和Fe2+为还原剂,O2为氧化剂,每有1molO2参加反应,转移的电子总物质的量为4mol。
9.【解析】选C、D。
分析反应中各元素的化合价可知,反应中碳元素的化合价升高,CO做还原剂,被氧化,氧化产物为CO2;钯元素的化合价降低,PdCl2做氧化剂,被还原,还原产物为Pd。
A项,题述反应条件下还原性:
CO>Pd,正确;B项,题述反应中PdCl2被还原,正确;C项,生成的22.4LCO2所处的状况不确定,其物质的量不一定为1mol,故转移的电子也不一定为2mol,错误;D项,根据反应可知,CO气体在通常情况下也可表现还原性,错误。
10.【解题指南】先分析化合价变化,确定各物质的氧化还原情况,根据氧化性:
氧化剂>氧化产物,比较各物质氧化性强弱,然后再逐项判断。
【解析】选B、C。
分析三个反应中物质所含元素化合价的变化可得如下结论:
反应①中,氧化剂:
Cl2,氧化产物:
I2,氧化性:
Cl2>I2;反应②中,氧化剂:
Br2,氧化产物:
Fe3+,氧化性:
Br2>Fe3+;反应③中,氧化剂:
Co2O3,氧化产物:
Cl2,氧化性:
Co2O3>Cl2。
结合上述反应以及元素周期律知识,可得氧化性:
Co2O3>Cl2>Br2>Fe3+>I2,所以A项错误,B项正确;反应③中电子转移的方向和数目可以表示为:
所以当有1molCo2O3参加反应时,有2molHCl被氧化,C项正确;根据氧化性:
Co2O3>Cl2>Br2>Fe3+>I2,可知Cl2和FeBr2反应时,若有Br2生成,Fe2+应该被氧化完全,即不可能发生反应Cl2+FeBr2====FeCl2+Br2。
【方法技巧】解答氧化还原反应综合题的“2231”
（1）理清两条主线:
还原剂（化合价升高）→失去电子→发生氧化反应→得到氧化产物;氧化剂（化合价降低）→得到电子→发生还原反应→得到还原产物。
（2）抓住两个相等:
氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等;氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等。
（3）理解三个同时:
氧化剂与还原剂同时存在;氧化反应与还原反应同时发生;氧化产物与还原产物同时生成。
（4）做好一个标注:
标好电子转移的方向和数目。
11.【解析】
（1）Fe2+变为Fe3+,铁元素化合价升高,发生氧化反应;反应中NaNO2中氮元素化合价降低,做氧化剂,表现氧化性。
维生素C可缓解亚硝酸钠中毒,则说明维生素C可与亚硝酸钠发生氧化还原反应,NaNO2做氧化剂,则维生素C为还原剂,具有还原性。
（2）反应中Ce的化合价由+4降低到+3,因此CeO2为氧化剂;NH4F氮元素部分由-3升高到0价,做还原剂。
当有18molNH4F发生反应,被氧化生成N2的氮原子为2mol,未被氧化的氮原子为16mol,因此被氧化的氮原子与未被氧化的氮原子物质的量之比为2∶16=1∶8。
（3）根据题意,反应为LiNH2+2LiH====Li3N+2H2↑,在LiNH2中H显+1价,LiH中H显-1价,反应生成0价（H2）。
反应中每生成1molH2,转移电子1mol,则每生成0.1molH2,转移电子数为0.1NA。
答案:
（1）氧化 氧化 还原
（2）CeO2 NH4F 1∶8
（3）LiNH2+2LiH====Li3N+2H2↑ 0.1
12.【解析】
（1）根据化合价升降总数相等,结合电荷守恒和元素守恒可配平该离子反应:
6H++2Mn
+5H2C2O4====10CO2↑+2Mn2++8H2O。
（2）反应中Mn
为氧化剂,H2C2O4为还原剂。
（3）根据反应中锰元素化合价变化,每有1molMn
参加反应,则转移电子5mol,因此反应转移0.4mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为0.08mol。
（4）CaC2O4不能用盐酸溶解,因为在酸性条件下,盐酸也可被KMnO4氧化,导致无法测定溶液中的H2C2O4。
根据题意,可得
5Ca2+→5CaC2O4→5H2C2O4→2Mn
5mol2mol
n（Ca2+）1.0×10-4mol·L-1×20×10-3L
则n（Ca2+）=5.0×10-6mol。
100mL该血液中含钙质量5.0×10-6mol×40g·mol-1×
=0.01g。
答案:
（1）6 2 5 10 2 8 H2O
（2）H2C2O4（3）0.08
（4）①CaC2O4+H2SO4====CaSO4+H2C2O4
②不能 KMnO4会氧化Cl-③0.01
13.【解析】
（1）H2O2在B反应中做还原剂,体现还原性,在C反应中既是氧化剂又是还原剂,在D反应中做氧化剂体现氧化性。
（2）B反应说明氧化性Ag2O>H2O
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