备战高考化学专项攻关高分秘籍 专题05 氧化还原反应学案Word格式文档下载.docx

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从元素的价态考虑：

最高价态——只有氧化性，如：

Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；

最低价态——只有还原性，如：

金属单质、Cl－、S2－等；

中间价态——既有氧化性又有还原性，如：

Fe2＋、S、Cl2等。

4．氧化性、还原性强弱的比较方法

（1）根据化学方程式判断

氧化剂（氧化性）＋还原剂（还原性）===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。

（2）根据反应条件和产物价态高低进行判断

①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。

如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：

Na>

Mg>

Al；

非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：

F2>

Cl2>

Br2>

I2。

②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：

一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：

KMnO4>

MnO2。

当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：

氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3，Fe＋S

FeS，则氧化性：

Cl2＞S。

2、氧化还原反应的有关规律

1．价态规律

（1）升降规律：

氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。

（2）价态归中规律

含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。

简记为“两相靠，不相交”。

例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

（3）歧化反应规律

“中间价―→高价＋低价”。

具有多种价态的元素（如氯、硫、氮和磷元素等）均可发生歧化反应，如：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

2．强弱规律

自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂制弱氧化剂，强还原剂制弱还原剂，即“由强制弱”。

3．先后规律

（1）同时含有几种还原剂时

将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。

在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。

（2）同时含有几种氧化剂时

将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。

如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后依次为Cu2＋、H＋。

4．电子守恒规律

氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。

利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。

n（氧化剂）×

变价原子个数×

化合价变化值（高价－低价）＝n（还原剂）×

化合价变化值（高价－低价）。

三、氧化还原反应的配平

1．氧化还原方程式配平的基本原则

2．氧化还原方程式配平的一般步骤

【考向精析】

考向一、氧化还原反应及基本概念判断

【典例1】

（2018徐州模拟）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox）（3＜x＜4；

M表示Mn、Co、Zn或Ni的二价离子），常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，转化流程如图所示：

有关上述转化过程的下列叙述正确的是（　　）

A．MFe2O4表现了还原性

B．MFe2Ox表现还原性

C．SO2和NO2表现了还原性

D．SO2和NO2发生了分解反应

【答案】　B

【跟踪强化】（2017·

威海模拟）某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：

2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2700℃，对于该反应，下列说法中正确的是（　　）

A．该反应属于置换反应

B．N2H4是氧化剂

C．N2O4是还原剂

D．N2既是氧化产物又是还原产物

【答案】　D

【方法技巧】确定元素化合价的方法

（1）代数和法

先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。

如有机物中碳元素化合价（设为x）的确定方法：

有机物中氧元素的化合价为－2，氢元素的化合价为＋1。

利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。

乙酸（C2H4O2）中满足2x＋（＋1）×

4＋（－2）×

2＝0，则x＝0。

（2）记忆法

常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：

一价氢、氯、钾、钠、银；

二价氧、钙、镁、钡、锌；

三铝、四硅、五价磷；

说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；

铜汞二价最常见。

（3）近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断：

、

、Al

2O

、H

。

考向二　氧化性、还原性强弱的比较

【典例2】

（2018潍坊月考）铊（Tl）盐与氰化钾（KCN）被列为A级危险品。

已知下列反应在一定条件下能够发生：

①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是（　　）

A．Tl3＋>

Fe3＋>

Ag＋B．Fe3＋>

Ag＋>

Tl3＋

C．Tl＋>

Fe2＋D．Tl3＋>

【解析】在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。

【跟踪强化】已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）

A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3

B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2

C．Co2O3＋6HCl（浓）===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

【答案】　A

【方法规律】根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法

（1）浓度：

同一种物质浓度越大，氧化性（或还原性）越强。

如氧化性：

浓H2SO4>

稀H2SO4，浓HNO3>

稀HNO3，还原性：

浓HCl>

稀HCl。

（2）温度：

同一种物质，温度越高其氧化性越强。

热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

（3）酸碱性：

同一种物质，所处环境酸（碱）性越强其氧化性（还原性）越强。

考向三、　氧化还原反应的基本规律

【典例3】

（2018南昌模拟）ClO2遇浓盐酸会生成Cl2，反应方程式为2ClO2＋8HCl===5Cl2＋4H2O，该反应中若转移电子的数目为9.632×

1023，则产生的Cl2在标况下的体积为（　　）

A．11.2LB．33.6L

C．22.4LD．44.8L

【答案】C　

【解析】2ClO2＋8HCl===5Cl2＋4H2O中，ClO2中Cl由＋4价降低为0，HCl中Cl由－1价升高为0，

则生成5molCl2转移8×

6.02×

1023个电子，

若转移电子的数目为9.632×

1023，

则生成氯气为

＝1mol，

所以产生的Cl2在标况下的体积为1mol×

22.4L·

mol－1＝22.4L。

【跟踪强化】氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：

Cl2＋KOH―→KX＋KY（未配平），KX在一定条件下能自身反应：

KX―→KY＋KZ（未配平，KY与KZ关系比为1∶3），以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是（　　）

A．＋1B．＋3C．＋5D．＋7

【答案】　C

【解析】反应：

Cl2＋KOH―→KX＋KY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯元素分别显正价和－1价；

由于KX也发生歧化反应：

KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低是Z中Cl>

X中Cl（均为正价）。

假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及KX―→KY＋3KZ，有a＋1＝3（b－a），把a＝1、a＝3、a＝5代入上式讨论，可知a＝5时，b＝7符合题意。

则KX中Cl的化合价为＋5。

考向四、守恒思想的应用

【典例4】现有24mL浓度为0.05mol·

L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·

L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。

已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为（　　）

A．＋2B．＋3C．＋4D．＋5

【跟踪强化】在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4（未配平）的反应中，7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为________mol。

生成1molCu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。

【答案】　1.5　2.2

【解析】　设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x；

生成1molCu3P时，被氧化的P的物质的量为y

根据得失电子守恒得：

7．5mol×

（2－1）＝x·

（5－0）

x＝1.5mol

1mol×

3×

（2－1）＋1mol×

[0－（－3）]＝y·

y＝1.2mol

考向五、多步反应得失电子守恒问题

【典例5】取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体（都已折算到标准状态），在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。

则x等于（　　）

A．8.64B．9.20C．9.00D．9.44

【解析】反应流程为

xg＝17.02g－m（OH－），

而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：

n（OH－）＝

×

1＋

2×

1＝0.46mol

所以xg＝17.02g－0.46mol×

17g·

mol－1＝9.20g。

【跟踪强化】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·

L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（　　）

A．60mLB．45mL

C．30mLD．15mL

考向六、氧化还原反应方程式的书写与配平

【典例6】按要求完成下列方程式。

（1）已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。

写出Cr2O

与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：

________________________________________________。

（2）用NaClO—NaOH溶液氧化AgNO3，制得高纯度的纳米级Ag2O2。

写出该反应的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为____________________________。

（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4∶1），该反应的化学方程式：

_______________________________________________________________

（5）利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO2）2。

生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca（NO2）2会发生分解，产物之一是NO，反应的离子方程式：

_______________________________________________________

（6）生产硫化钠大多采用无水芒硝（Na2SO4）—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：

___________________________________

（7）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：

（8）H3PO2的工业制法：

将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。

写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式：

_____________________

【答案】　

（1）Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

（2）2Ag＋＋ClO－＋2OH－===Ag2O2↓＋Cl－＋H2O

（3）3Mn2＋＋2MnO

＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋

（4）4Al（NO3）3

12NO2↑＋3O2↑＋2Al2O3

（5）3NO

＋2H＋===NO

＋2NO↑＋H2O

（6）3Na2SO4＋8C

3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑

（7）SO

＋I2＋H2O===2I－＋SO

＋2H＋

（8）2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑

【解析】略

【跟踪强化】

（2016·

全国卷Ⅰ）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）NaClO2中Cl的化合价为________。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：

________________________________

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________________________________________________________________________、

________。

“电解”中阴极反应的主要产物是___________________________________。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。

此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，该反应中氧化产物是________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：

每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。

NaClO2的有效氯含量为________。

（计算结果保留两位小数）

【答案】　

（1）＋3　

（2）2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2

（3）NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO

（或NaClO2）　

（4）2∶1　O2

（5）1.57

（4）由题意可知，“尾气吸收”是利用NaOH和H2O2溶液吸收“电解”过程排出的少量ClO2，生成的是NaClO2，则此吸收反应发生的化学反应方程式为2NaOH＋H2O2＋2ClO2===2NaClO2＋2H2O＋O2，其中ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂，其物质的量之比为2∶1，该反应中的氧化产物是O2。

（5）NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl－，则1molNaClO2得到电子的物质的量为4mol,1molCl2被还原为Cl－时得到电子的物质的量为2mol，故1gNaClO2得到电子的物质的量为4/90.5mol，根据“有效氯含量”的定义可知，NaClO2的有效氯含量为1.57。

【专项精练】

1.（2018·

天津模拟）为了确定某样品是否被氧化，所选试剂（括号内物质）不正确的是（　　）

A．FeCl2（NH4SCN溶液）

B．KI（淀粉溶液）

C．白磷（紫色石蕊溶液）

D．Na2SO3（BaCl2溶液）

2．以下反应不属于“同一价态的同种元素既被氧化又被还原”的是（　　）

A．硫代硫酸钠与稀硫酸B．硫与热NaOH溶液

C．H2O2溶液中加入MnO2D．KClO3与盐酸

【解析】A项，S2O

＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O；

B项，3S＋6NaOH

2Na2S＋Na2SO3＋3H2O；

C项，2H2O2

2H2O＋O2↑；

以上三个都是同一价态的元素既被氧化又被还原的反应，而D项，ClO

＋6H＋＋5Cl－===3Cl2↑＋3H2O中，ClO

的＋5价的Cl元素降为0价，被还原，Cl－中－1价的Cl元素升为0价，被氧化。

答案　D

3．工业生产钠和烧碱的原理如下：

①电解熔融氯化钠制钠：

2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑

②电解饱和食盐水制烧碱：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

下列有关说法正确的是（　　）

A．在反应①和②中，氯化钠均既是氧化剂，又是还原剂

B．在反应①中氯气是还原产物，在反应②中氢气是还原产物

C．若标准状况下生成等体积的气体，则反应①和②中转移电子总数相等

D．若消耗等质量的氯化钠，则反应①和②中转移电子总数相等

【解析】反应②中氯化钠是还原剂，水是氧化剂，A错误；

反应①中氯气是氧化产物，B错误；

反应①中，转移2mol电子，生成1mol气体，反应②中，转移2mol电子，生成2mol气体，C错误；

反应①和②中，消耗1mol氯化钠均转移1mol电子，D正确。

4．（2018·

安徽联考）黑火药爆炸时可发生反应：

4S＋16KNO3＋16C===3K2SO4＋4K2CO3＋K2S＋12CO2↑＋8N2↑，下列有关说法正确的是（　　）

A．S既作氧化剂又作还原剂

B．消耗12gC时，反应转移5mol电子

C．还原产物只有K2S

D．KNO3只发生氧化反应

5．（2018·

临沂期末）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应：

10NaN3＋2KNO3===K2O＋xNa2O＋16N2↑，下列说法错误的是（　　）

A．x＝5

B．每生成16molN2转移10mol电子

C．N2既是氧化产物又是还原产物

D．反应中氧化产物与还原产物的质量之比为1∶15

【解析】　据Na原子守恒可知，2x＝10，则有x＝5，A项正确；

该反应中，N元素由＋5价、－

价变为0价，故每生成16molN2转移10mol电子，B项正确；

该反应中，N元素既被氧化又被还原，则N2既是氧化产物又是还原产物，C项正确；

生成16molN2时，有15molN2是氧化产物，1molN2是还原产物，则氧化产物与还原产物的质量之比为15∶1，D项错误。

6．已知氧化性：

向FeI2溶液中加入一定量的氯水，有关离子方程式错误的是（　　）

A．2I－＋Cl2===I2＋2Cl－

B．2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－

C．2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－

D．2Fe2＋＋6I－＋4Cl2===2Fe3＋＋3I2＋8Cl－

【解析】B项不符合配比关系，应改为2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－。

7.（2018·

杭州联考）氮化钠和氢化钠都是离子化合物，与水反应的化学方程式（未配平）如下：

Na3N＋H2O―→NaOH＋NH3，NaH＋H2O―→NaOH＋H2。

有关它们的叙述：

①与水反应都是氧化还原反应；

②与水反应后的溶液都显碱性；

③与盐酸反应都只生成一种盐。

正确的是（　　）

A．①②③B．①③

C．②③D．②

【解析】　反应Na3N＋3H2O===3NaOH＋NH3中元素的化合价没有变化，不是氧化还原反应，①错误；

②正确；

氮化钠和盐酸反应会生成氯化钠、氯化铵两种盐，氢化钠与盐酸反应会生成氯化钠一种盐，③错误。

8．Cl2是纺织工业中常用的漂白剂，Na2S2O3可作漂白布匹后的“脱氯剂”。

脱氯反应为S2O

＋Cl2＋H2O―→SO

＋Cl－＋H＋（未配平）。

下列对该反应的说法不正确的是（　　）

A．反应中硫元素发生了氧化反应

B．脱氯反应后的溶液显酸性

C．根据该反应可判断还原性：

S2O

>

Cl－

D．反应中每脱去1molCl2会生成1molSO

9．（2018·

苏州模拟）固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。

某学习小组以Mg（NO3）2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不