届一轮复习苏教版 专题2 第5讲氧化还原反应规律的应用 学案.docx
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届一轮复习苏教版专题2第5讲氧化还原反应规律的应用学案
第5讲 氧化还原反应规律的应用
考纲要求
1.掌握常见氧化还原反应方程式的配平。
2.掌握常见氧化还原反应的相关计算。
3.理解质量守恒定律。
考点一 氧化还原反应的基本规律
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
注：
⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
（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。
如：
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
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
电子转移数目的判断
（1）
（ ）
（2）
（ ）
（3）
（ ）
（4）
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）× （4）×
电子转移数目的计算
（1）根据反应KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O可知，每生成3molCl2转移___________mole－；
（2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，每产生1mol氧气转移________mole－；
（3）已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应：
4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe（OH）3↓＋O2↑＋8Na＋，每4molNa2O2发生反应转移________mole－。
答案
（1）5
（2）2 （3）6
解析
（1）中反应属于自身氧化还原反应，生成物3个Cl2分子中，有1个Cl原子来源于KClO3，另外5个Cl原子来源于HCl，所以每生成3molCl2转移电子5mol。
（2）中Na2O2中的氧由－1到－2、0价，故每生成1molO2转移2mole－。
（3）化合价升高总数：
4Fe2＋―→4Fe3＋，化合价升高4，对于4molNa2O2，其中1molNa2O2中的氧由－1到0价，化合价升高2，总数为6；化合价降低总数：
3molNa2O2中的氧由－1到－2价，降低总数为6，所以每4molNa2O2发生反应转移6mol电子。
题组一 价态规律、对立统一思想应用
1．（价态规律）已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：
3NaClO===2NaCl＋NaClO3。
在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是（ ）
A．NaCl、NaClOB．NaCl、NaClO3
C．NaClO、NaClO3D．NaClO3、NaClO4
答案 B
解析 已知反应中氯元素的化合价：
＋1变为＋5和－1，符合邻位转化规律。
既然NaClO2也能发生类似的反应，则氯元素的化合价应既有升高，也有降低，选项A中均降低，选项D化合价均升高；选项B、C与题意相符，但选项C中NaClO不是最终产物。
2．（对立统一思想）（2018·黑龙江实验中学检测）在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为3Sn2＋＋2H3AsO3＋6H＋＋18Cl－===2As＋3SnCl
＋6M。
关于该反应的说法中正确的组合是（ ）
①氧化剂是H3AsO3
②还原性：
Cl－＞As
③每生成1molAs，反应中转移电子的物质的量为3mol
④M为OH－
⑤SnCl
是氧化产物
A．①②④⑤B．①③⑤
C．①②③④D．只有①③
答案 B
解析 3Sn2＋＋2H3AsO3＋6H＋＋18Cl－===2As＋3SnCl
＋6M中，由原子守恒可知，M为H2O。
①As元素的化合价降低，则氧化剂是H3AsO3，所以正确。
②Cl元素的化合价在该反应中不变，则不能比较Cl－、As的还原性，所以错误。
③由反应可知，生成1molAs时转移3mol电子，所以正确。
④由原子守恒可知，M为H2O，所以错误。
⑤反应中Sn元素化合价升高，则SnCl
是氧化产物，所以正确。
综上所述，B选项正确。
题组二 氧化还原反应的竞争（先后规律的应用）
3．现有下列三个氧化还原反应：
①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
③2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的试剂是（ ）
A．Cl2B．KMnO4C．FeCl3D．HCl
答案 C
解析 本题是寻找一种氧化剂，其氧化性应大于I2的氧化性，而小于Cl2和Fe3＋的氧化性（也可等于Fe3＋的氧化性）。
由①知氧化性：
Fe3＋>I2，还原性：
I－>Fe2＋；由②知氧化性：
Cl2>Fe3＋，还原性：
Fe2＋>Cl－；由③知氧化性：
MnO
>Cl2，还原性：
Cl－>Mn2＋；由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。
所以KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，Cl2可氧化Fe2＋及I－，FeCl3只能氧化I－。
4．（2018·淮北高三联考）向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况
B．原混合溶液中c（FeBr2）＝6mol·L－1
C．当通入Cl22mol时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
D．原溶液中n（Fe2＋）∶n（I－）∶n（Br－）＝2∶1∶3
答案 B
解析 根据还原性Br－＜Fe2＋＜I－，线段AB代表I－物质的量的变化情况，线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况，线段DE代表Br－物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n（Fe2＋）∶n（I－）∶n（Br－）＝2∶1∶3，D项正确。
题组三 氧化还原反应的推理分析
5．（2017·仙游一中月考）已知NH4CuSO3与足量的3mol·L－1硫酸混合微热，产生下列现象：
①有红色金属生成；②产生有刺激性气味的气体；③溶液呈现蓝色。
据此判断下列说法正确的是（ ）
A．反应中硫酸作氧化剂
B．NH4CuSO3中硫元素被氧化
C．有刺激性气味的气体是氨气
D．1molNH4CuSO3完全反应转移0.5mol电子
答案 D
解析 反应的离子方程式为2NH4CuSO3＋4H＋===Cu＋Cu2＋＋2SO2↑＋2H2O＋2NH
。
A项，由反应方程式可知，只有Cu元素的化合价发生变化，硫酸中元素化合价反应前后未变，反应中硫酸体现酸性，不作氧化剂，错误；B项，NH4CuSO3与硫酸混合微热，生成红色金属、产生有刺激性气味的气体和蓝色溶液，说明反应生成Cu、SO2和Cu2＋，反应前后S元素的化合价没有发生变化，错误；C项，因反应是在酸性条件下进行，不可能生成氨气，错误；D项，反应中只有Cu元素的化合价发生变化，分别由＋1→＋2、＋1→0，每2molNH4CuSO3参加反应转移1mol电子，则1molNH4CuSO3完全反应转移0.5mol电子，正确。
6．已知下列实验事实：
①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2（SO4）3溶液；②将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉 KI溶液中，溶液变蓝；③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液。
下列判断不正确的是（ ）
A．化合物KCrO2中Cr为＋3价
B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物
C．实验②证明氧化性：
Cr2O
＞I2
D．实验③证明H2O2既有氧化性又有还原性
答案 D
解析 A项，化合物KCrO2中，K为＋1价，O为－2价，由化合物中正、负化合价的代数和为0知，Cr为＋3价，正确；B项，由反应①可知，氧化铬与酸、碱反应均生成盐和水，为两性氧化物，正确；C项，由②中溶液变蓝，生成碘单质可知，发生了氧化还原反应，Cr的化合价降低，I的化合价升高，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性知，氧化性Cr2O
＞I2，正确；D项，实验③中发生氧化还原反应，Cr的化合价由＋3升高为＋6，则过氧化氢中O的化合价降低，证明H2O2有氧化性，错误。
7．（2017·梧州中学期末）将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应（已知反应过程放热），生成物中有三种含氯元素的离子，其中ClO－和ClO
两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．苛性钾溶液中KOH的物质的量是0.09mol
B．ClO
的生成是由氯气的量的多少引起的
C．在酸性条件下ClO－和ClO
可生成Cl2
D．反应中转移电子的物质的量是0.21mol
答案 D
解析 A项，生成KClO和KClO3的物质的量之和为0.09mol，还有KCl生成，因此溶液中KOH的物质的量应大于0.09mol，错误；B项，起始时没有生成KClO3，随着反应的进行有KClO3生成，同时也有KClO生成，因此与氯气的量无关，而与溶液的温度有关，起始时生成KClO放热，当溶液温度升高时，有KClO3生成，错误；C项，如果ClO－和ClO
反应可生成Cl2，那么Cl的化合价都降低，错误；D项，生成0.03molClO
和0.06molClO－共失电子为0.03mol×5＋0.06mol×1＝0.21mol，正确。
考点二 电子守恒思想在化学计算中的应用
1．对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中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。
2．守恒法解题的思维流程
（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
（2）找准一个原子或离子得失电子数（注意化学式中粒子的个数）。
（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n（氧化剂）×变价原子个数×化合价变化值（高价－低价）＝n（还原剂）×变价原子个数×化合价变化值（高价－低价）。
题组一 两元素之间得失电子守恒问题
1．（2017·河南省实验中学月考）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．＋3
C．＋4D．＋5
答案 B
解析 题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n（设化合价为＋n）。
根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05mol·L－1×0.024L×（6－4）＝0.02mol·L－1×0.020L×2×（6－n），解得n＝3。
2．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为（ ）
A．2B．3C．4D．5
答案 D
解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
得关系式1×
·x＝16×2，x＝5。
题组二 多元素之间得失电子守恒问题
3．在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O参加反应，被水还原的溴为（ ）
A．1molB.
molC.
molD．2mol
答案 C
解析 设被水还原的溴（BrF3）的物质的量为x，5molH2O参加反应，失去电子4mol，根据电子守恒得：
3x＝4mol，x＝
mol。
4．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·（5－0）
y＝1.2mol
所以参加反应的P的物质的量为1.2mol＋1mol＝2.2mol。
题组三 多步反应得失电子守恒问题
有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。
解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。
5．（2018·承德质检）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
答案 B
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。
6．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
答案 A
解析 由题意可知，HNO3
，则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。
即n（Cu）＝2n（O2）＝2×
＝0.15mol。
根据质量守恒及NaOH和Cu（NO3）2的反应可得关系式：
n（NaOH）＝2n[Cu（NO3）2]＝2n（Cu）＝0.3mol，则V（NaOH）＝
＝0.06L＝60mL。
考点三 氧化还原反应方程式的书写与配平
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
[示例] 配平化学方程式：
H2S＋HNO3―→S↓＋NO↑＋H2O
分析 配平步骤如下
第一步：
标变价，H2
＋
―→
↓＋
O↑＋H2O
第二步：
列得失，H2
＋ H
O3
↓得到（5－2）e－
O
第三步：
求总数，从而确定氧化剂（或还原产物）和还原剂（或氧化产物）的化学计量数。
H2
＋ H
O3
失去2e－×3↓↓得到3e－×2
O
故H2S的化学计量数为3，HNO3的化学计量数为2。
第四步：
配系数，先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。
3H2S＋2HNO3===3S↓＋2NO↑＋4H2O
第五步：
查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。
1．正向配平类
（1）____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O
（2）____MnO
＋____H＋＋____Cl－===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O
答案
（1）5 1 3 3 3 3
（2）2 16 10 2 5 8
2．逆向配平类
（1）____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O
（2）____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3
答案
（1）3 6 2 1 3
（2）2 9 3 3 5
3．缺项配平类
（1）____ClO－＋____Fe（OH）3＋____===____Cl－＋____FeO
＋____H2O
（2）____MnO
＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O
答案
（1）3 2 4OH－ 3 2 5
（2）2 5 6H＋ 2 5 8
4．某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝（AlN）的反应体系中的物质有：
Al2O3、C、N2、AlN、CO。
请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内，并配平。
＋
＋
===
AlN＋
答案 Al2O3 3C N2 2 3CO
解析 根据氮元素、碳元素的化合价变化，N2是氧化剂，C是还原剂，AlN为还原产物，CO为氧化产物。
5．（2017·湖南百所中学阶段性诊断）硫的多种化合物在工业中有重要的应用。
（1）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）又称保险粉，是最适合木浆造纸的漂白剂，其水溶液性质不稳定，有极强的还原性。
①Na2S2O4中S元素的化合价为________。
②Na2S2O4暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质，发生反应时，当氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2时，产物为________（填化学式）。
③将甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO2气体，会得到保险粉，此时甲酸被氧化为CO2。
该反应的化学方程式为_________________________________________________________。
（2）铬会造成环境污染。
某酸性废水中含有Cr2O
，处理时可用焦亚硫酸钠（Na2S2O5）将Cr2O
转化为毒性较低的Cr3＋，再调节pH至8，使铬元素沉降，分离出污泥后测得废水中Cr3＋浓度为0.52mg·L－1，达到排放标准。
①Na2S2O5参加反应的离子方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
②处理后的废水中Cr3＋的物质的量浓度为________mol·L－1。
答案
（1）①＋3 ②NaHSO3 ③HCOOH＋2SO2＋2NaOH===Na2S2O4＋CO2＋2H2O
（2）①3S2O
＋2Cr2O
＋10H＋===6SO
＋4Cr3＋＋5H2O ②1×10－5
解析
（1）②根据题中信息可知，氧化剂是O2，还原剂是Na2S2O4，又知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，若设Na2S2O4被氧化后硫的化合价为＋x价，则根据得失电子守恒有1×4＝（x－3）×2×2，解得x＝4，又有水蒸气参与反应，所以产物为NaHSO3。
（2）①
2O
将Cr2O
还原为Cr3＋，则S2O
被氧化为SO
，由电荷守恒可知反应物中还应有H＋，据此可写出反应的离子方程式。
②处理后的废水中Cr3＋的浓度已知是0.52mg·L－1，只需将其转化为物质的量浓度即可，即c（Cr3＋）＝
＝1×10－5mol·L－1。
配平的基本技能
（1）全变从左边配：
氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
（2）自变从右边配：
自身氧化还原反应（包括分解、歧化）一般从右边着手配平。
（3）缺项配平法：
先将得失电子数配平，再观察两边电荷。
若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。
（4）当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
微专题
整合有效信息书写氧化还原方程式
“四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写
[示例] KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
分析 第一步：
依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4（碳元素化合价为＋3价）是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：
按“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：
MnO
＋C2O
——Mn2＋＋CO2↑。
由MnO
→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O
→CO2，碳元素升了1价，1molC2O
共失去2mole－，故在C2O
前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO
前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO
＋5C2O
——2Mn2＋＋10CO2↑。
第三步：
反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O,2MnO
＋5C2O
＋
H＋——2Mn2＋＋10CO2↑＋
H2O。
第四步：
依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnO
＋5C2O
＋16H＋
2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
专题训练
1．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：
________________________________________________________________________
________________________________
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