全国通用版高考化学一轮复习第8讲氧化还原反应规律及应用学案.docx

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全国通用版高考化学一轮复习第8讲氧化还原反应规律及应用学案

第8讲　氧化还原反应规律及应用

一、氧化还原反应的基本规律

1．守恒规律

（1）内容：

氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数等于失电子总数。

或者说氧化还原反应中，有物质元素化合价升高必有物质元素化合阶降低，且化合价降低总数必等于化合价升高总数。

（2）应用：

运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。

2．转化规律

同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，其反应规律可总结为：

“高价＋低价→中间价”，而不会出现交叉现象。

3．难易规律

氧化性（还原性）强者优先反应：

一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性强的优先发生反应；一种还原剂与多种氧化剂相遇时，氧化性强的优先发生反应。

二、氧化性、还原性强弱比较

1．氧化性、还原性的判断

（1）氧化性是指物质得电子的性质（或能力）；还原性是指物质失电子的性质（或能力）。

（2）氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。

如：

Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。

2．氧化性、还原性强弱的比较方法

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。

1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）金属失去的电子数越多，金属的还原性越强。

（　　）

（2）SO2具有较强的还原性，浓H2SO4具有强氧化性，故二者能发生氧化还原反应。

（　　）

（3）同一元素不同价态的化合物中，元素的化合价越高，物质的氧化性越强。

（　　）

（4）含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性。

（　　）

（5）1molCl2通入足量水中，转移的电子数是NA。

（　　）

（6）强氧化剂与强还原剂混合一定能发生氧化还原反应。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×

2．根据反应式：

（1）2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，

（2）Br2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Br－，判断下列离子的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．Br－、Fe2＋、I－B．I－、Fe2＋、Br－

C．Br－、I－、Fe2＋D．Fe2＋、I－、Br－

答案　B

解析　反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2中，I元素的化合价升高，由还原剂的还原性大于还原产物的还原性知，还原性：

I－＞Fe2＋，反应Br2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Br－中，Fe元素的化合价升高，则还原性：

Fe2＋＞Br－，所以离子的还原性由强到弱的顺序为I－＞Fe2＋＞Br－，故选B。

考点1　氧化还原反应的基本规律

典例1　（2017·吉林通榆县一中检测）四氧化三铁（Fe3O4）磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。

水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2＋＋2S2O

＋O2＋xOH－===Fe3O4↓＋S4O

＋2H2O。

请回答下列问题。

（1）水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是__________________。

（2）反应的化学方程式中x＝________。

（3）每生成1molFe3O4，反应转移的电子为________mol，被Fe2＋还原的O2的物质的量为________mol。

解析　

（2）根据电荷守恒得：

x＋2×2－3×2＝2，解得x＝4。

（3）根据还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数，当生成1molFe3O4时，转移的电子数即是1molO2得电子总数，为4mol。

每生成1molFe3O4时，有2molFe2＋被氧化，设被Fe2＋还原的O2的物质的量为x，根据电子守恒得：

4x＝1mol×2，解得x＝0.5mol。

答案　

（1）Fe2＋、S2O

（2）4　（3）4　0.5

名师精讲

1．规律的应用

（1）判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性，如浓H2SO4与SO2不发生反应。

（2）根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。

如对于反应6HCl＋NaClO3===NaCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。

2．强者优先规律

（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Cl2先与Fe2＋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＋。

1．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。

2．已知2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋、2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。

现向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述中正确的是（　　）

①氧化性：

Br2＞Fe3＋＞I2

②原溶液中Br－一定被氧化

③通入氯气后，原溶液中的Fe2＋一定被氧化

④不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2＋

⑤若取少量所得溶液，加入CCl4后静置，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中Fe2＋、Br－均被完全氧化

A．①②③④B．①③④⑤

C．②④⑤D．①②③④⑤

答案　B

解析　由已知的两个化学方程式及同一个反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性Fe3＋＞I2、Br2＞Fe3＋，故①正确；向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色说明溶液中含有Fe3＋，则说明溶液中无I－存在，又氧化性Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2，氯气的量不确定，则Br－不一定被氧化，故②错误，③正确；由上述分析可知溶液中存在Fe3＋，但不能确定是否所有的Fe2＋均被氧化为Fe3＋，故④正确；上层溶液中若含Br－，则产生淡黄色沉淀，若含I－，则产生黄色沉淀，由题知只产生白色沉淀，则说明溶液中含Cl－，即溶液中的Fe2＋、Br－均被完全氧化，故⑤正确。

考点2　氧化性、还原性强弱的比较

典例2　（高考改编题）某校同学为探究Br2、I2和Fe3＋的氧化性强弱，进行了如下实验。

实验①：

取少量KI溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入CCl4，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色；

实验②：

取少量FeSO4溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加两滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液呈红色。

（1）写出实验②中发生的氧化还原反应的离子方程式：

_______________________________________________。

（2）由上述两个实验，对物质的氧化性可以得出的正确结论是________。

A．Br2＞I2B．Fe3＋＞Br2

C．Br2＞Fe3＋D．I－＞Br－

（3）已知Fe3＋的氧化性强于I2，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明。

（提示：

请写出实验步骤、现象及结论）________________________________________。

①FeCl3溶液　②碘水　③KI溶液　④稀硫酸　⑤淀粉溶液

解析　实验①下层溶液呈紫色，说明有I2生成，说明Br2的氧化性强于I2；实验②滴加KSCN溶液，溶液呈红色，说明有Fe3＋生成，也说明Br2的氧化性强于Fe3＋。

（1）实验②中Fe2＋被氧化成Fe3＋的离子方程式为2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。

（2）根据实验①可知氧化性Br2＞I2，根据实验②可知氧化性Br2＞Fe3＋，所以A、C正确。

（3）要证明Fe3＋的氧化性强于I2，可用FeCl3氧化KI生成I2加以判断，具体操作为：

取少量FeCl3溶液于洁净的试管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振荡，淀粉变蓝则证明Fe3＋的氧化性强于I2。

答案　

（1）2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－　

（2）AC

（3）取少量FeCl3溶液于试管中，分别加入KI溶液和淀粉溶液，充分振荡，若溶液变蓝，说明有I2生成，进而证明Fe3＋的氧化性强于I2

名师精讲

1．物质氧化性、还原性强弱判断的常用方法

（1）根据化学方程式

氧化性：

氧化剂＞氧化产物；

还原性：

还原剂＞还原产物。

（2）依据反应条件来判断

当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可依据反应条件的难易程度来判断氧化剂氧化性的相对强弱，一般来说反应条件越苛刻，说明反应越难发生（即氧化剂得电子越困难），则对应氧化剂的氧化性越弱，例如：

Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

氧化性：

浓硝酸＞浓硫酸。

（3）根据元素周期表判断

（4）根据金属活动性顺序表判断

2．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，如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。

如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性，常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。

拓展　为了提高KMnO4的氧化性，需酸化处理，所加入的酸为稀H2SO4。

3．根据表中信息，判断下列叙述中正确的是（　　）

序号

氧化剂

还原剂

其他反应物

氧化产物

还原产物

①

Cl2

FeBr2

－

Cl－

②

KClO3

浓盐酸

－

Cl2

③

KMnO4

H2O2

H2SO4

O2

Mn2＋

A．表中①组的反应可能有一种或两种元素被氧化

B．氧化性强弱的比较：

KClO3＞Fe3＋＞Cl2＞Br2

C．表中②组反应的还原产物是KCl，电子转移数目是6e－

D．表中③组反应的离子方程式为2MnO

＋3H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋4O2↑＋6H2O

答案　A

解析　A项中，物质的氧化性是Cl2＞Br2＞Fe3＋，故Cl2先氧化Fe2＋，如有多余的Cl2再氧化Br－，故①组的反应可能有一种或两种元素被氧化，正确；B项中，氧化性KClO3＞Cl2＞Br2＞Fe3＋，不正确；C项中，②组反应中还原产物是Cl2，电子转移数目是5e－，不正确；D项中，③组反应中H2O2为还原剂，其中的O原子全部变成O2，应为2MnO

＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，不正确。

4．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是（　　）

A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO

＋4H＋

B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI

C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O

D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋

答案　C

解析　A项，还原性SO2＞Fe2＋，反应能发生；B项，还原性SO2＞I－，反应能发生；C项，还原性H2O2＞SO2，与已知矛盾，反应不能发生；D项，还原性H2O2＞Fe2＋，反应能发生。

考点3　氧化还原反应方程式的配平

典例3　配平下列化学方程式

（1）（2016·天津高考）配平下列反应的化学方程式：

（　）MnO（OH）2＋（　）I－＋（　）H＋―→（　）Mn2＋＋（　）I2＋（　）H2O

（2）（2015·浙江高考）完成以下氧化还原反应的离子方程式：

（　）MnO

＋（　）C2O

＋________===（　）Mn2＋＋（　）CO2↑＋________。

解析　

（1）

（2）

答案　

（1）MnO（OH）2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O

（2）2MnO

＋5C2O

＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O

名师精讲

1．氧化还原反应方程式配平原则

（1）“一般”配平原则

（2）“缺项”配平原则

对于化学反应方程式，所缺物质往往是酸、碱或水，补项的两原则

条件

补项原则

酸性条件下

缺H（氢）或多O（氧）补H＋，少O（氧）补H2O（水）

碱性条件下

缺H（氢）或多O（氧）补H2O（水），少O（氧）补OH－

2.氧化还原反应方程式配平流程

（1）直接型氧化还原反应方程式的配平

（2）缺项型氧化还原反应方程式的配平

缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸（H＋）或碱（OH－），其配平流程为：

5．正向配平

（1）________Cu＋________HNO3（稀）===________Cu（NO3）2＋________NO↑＋________H2O

（2）________H2S＋________SO2===________S↓＋________H2O

答案　

（1）3　8　3　2　4

（2）2　1　3　2

6．逆向配平

（1）________S＋________NaOH

2Na2S＋________Na2SO3＋________H2O

（2）________Cl2＋________Ca（OH）2

________CaCl2＋________Ca（ClO）2＋________H2O

答案　

（1）3　6　1　3

（2）2　2　1　1　2

7．缺项配平

（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

8．整体标价

（1）________FeS2＋________O2

________Fe2O3＋________SO2

（2）________NH4NO3

________HNO3＋________N2↑＋________H2O

答案　

（1）4　11　2　8

（2）5　2　4　9

考点4　有关氧化还原反应的计算

典例4　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

解析　题目中指出被还原的元素是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。

答案　B

名师精讲

守恒法解题的“3步流程”

说明　多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。

9．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，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．45mLC．30mLD．15mL

答案　A

解析　由题意可知：

HNO3

，由关系图分析可知：

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。

10．某反应中反应物与生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物X。

已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为________，试写出该反应的化学方程式：

_______________________________________________。

答案　Br2　4H2SO4＋5AsH3＋8KBrO3===5H3AsO4＋4Br2＋4K2SO4＋4H2O

解析　设1molKBrO3中Br原子转移的电子数为xmol，根据电子守恒得：

0.2×（5－x）＝1，x＝0，所以KBrO3被还原成Br2。

在该氧化还原反应中，KBrO3是氧化剂，其还原产物为Br2，AsH3为还原剂，其氧化产物为H3AsO4，H2SO4作为反应物提供酸性环境，根据化合价升降相等即可配平。

（建议用时：

40分钟）

一、选择题（每题6分，共54分）

1．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：

①Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋

②Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋

由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋

C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋

答案　A

解析　由方程式①知还原性Fe2＋＞Ce3＋；由方程式②知还原性Sn2＋＞Fe2＋；故还原性Sn2＋＞Fe2＋＞Ce3＋，所以选A。

2．（2017·延安质检）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

3．（2017·西安一中模拟）将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：

c（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝3∶2，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为（　　）

A．1∶1B．5∶16C．2∶3D．3∶2

答案　B

解析　设反应中生成3molFe2＋、2molFe3＋，则转移电子的物质的量为3mol×2＋2mol×3＝12mol，根据得失电子守恒，由4H＋＋NO

＋3e－===NO↑＋2H2O可知，反应中被还原的HNO3是4mol，与Fe2＋、Fe3＋结合的NO

的物质的量为3mol×2＋2mol×3＝12mol，所以参加反应的n（Fe）＝5mol，参加反应的n（HNO3）＝16mol，故本题选B。

4．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。

5．已知：

2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；K2Cr2O7＋14HCl===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O；MnO2＋4HCl

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

其中，KMnO4和一般浓度的盐酸即可反应，K2Cr2O7需和较浓的盐酸（浓度大于6mol·L－1）反应，MnO2需和浓盐酸（浓度大于8mol·L－1）在加热条件下反应。

根据以上信息，下列结论中不正确的是（　　）

A．上述反应都属于氧化还原反应

B．生成1molCl2转移电子数均为2NA（NA表示阿伏加德罗常数的值）

C．氧化性：

KMnO4＞K2Cr2O7＞Cl2＞MnO2

D．盐酸的浓度越大，Cl－的还原性越强

答案　C

解析　仔细观察题给化学方程式，发现三个反应中均有HCl参与，且都有Cl2生成，再结合题给信息，氧化性的强弱顺序为KMnO4＞K2Cr2O7＞MnO2＞Cl2。

以上三个反应均为氧化还原反应，A正确；三个反应中，生成1molCl2转移电子数均为2NA，B正确。

6．（2017·江西南昌一模）向硫酸酸化的Fe（NO3）3溶液中逐渐通入H2S气体，可能发生反应的离子方程式正确的是（　　）

①S2－＋2NO

＋4H＋===2NO2↑＋S↓＋2H2O

②2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋

③Fe3＋＋3NO

＋5H2S＋2H＋===3NO↑＋5S↓＋Fe2＋＋6H2O

④Fe3＋＋7NO

＋10H2S＋8H＋===7NO↑＋10S↓＋Fe2＋＋14H2O

⑤Fe3＋＋5NO

＋8H2S＋4H＋===5NO↑＋8S↓＋Fe2＋＋10H2O

A．②③⑤B．③④⑤C．②④⑤D．①②③

答案　A

解析　在酸性条件下，NO

、Fe3＋都具有氧化性，都可以氧化H2S，②③⑤式正确，①式中H2S不能拆写成离子形式，错误，④式得失电子不守恒、离子方程式两边电荷不守恒，错误。

7．（2017·陕西西安八校联考）羟胺（NH2OH）是一种还原剂，能将某些氧化剂还原。

现用25.00mL0.049mol·L－1羟胺的酸性溶液与足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应，生成的Fe2＋恰好与24.50mL0.020mol·L－1酸性KMnO4溶液完全反应。

已知（未配平）：

FeSO4＋KMnO4＋H2SO4―→Fe2（SO4）3＋K2SO4＋MnSO4＋H2O，则羟胺的氧化产物是（　　）

A．N2B．N2OC．NOD．NO2

答案　B

解析　根据题意，可以认为羟胺被酸性KMnO4氧化，羟胺中N元素的化合价是－1，设羟胺的氧化产物中N元素的化合价是x，根据得失电子守恒，存