高考化学核心专题复习之提分冲刺专题03 氧化还原反应.docx

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高考化学核心专题复习之提分冲刺专题03氧化还原反应

[考纲要求]　1.了解氧化还原反应的本质是电子转移，了解常见的氧化还原反应。

2.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

考点一　基于“双线桥”辨析概念

理清知识线索

题组一　氧化还原反应相关概念理解

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu均为单质被还原的置换反应（×）

（2014·山东理综，7C）

（2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应（×）

（2014·山东理综，7D）

（3）因为Fe3＋具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋（×）

（2013·广东理综，10B）

（4）化合反应均为氧化还原反应（×）

（2012·山东理综，7A）

（5）工业上利用合成氨实现人工固氮不涉及氧化还原反应（×）

（2012·广东理综，10C）

（6）Na2O2用作呼吸面具的供氧剂不涉及氧化还原反应（×）

（2012·广东理综，10A）

2．已知X和Y是两种单质，X＋Y―→X2＋＋Y2－，下列叙述正确的是（　　）

①X被氧化　②X是氧化剂　③Y2－是还原产物　④X2＋具有氧化性　⑤Y2－具有还原性　⑥Y单质氧化性比X2＋氧化性强

A．①②③B．①②⑥

C．①③④⑤⑥D．①③④⑤

答案　C

解析　根据X化合价升高被氧化，知X是还原剂，X2＋是氧化产物；Y化合价降低被还原，Y是氧化剂，Y2－是还原产物；氧化剂和氧化产物都有氧化性，还原剂和还原产物都有还原性，正确的是①③④⑤⑥，故C正确。

题组二　基于“双线桥”分析陌生反应

3．高铁酸钠（Na2FeO4）对河水、湖水消毒是城市饮水处理的新技术。

已知反应为Fe2O3＋3Na2O2===2Na2FeO4＋Na2O，下列说法正确的是（　　）

A．Na2O2既是氧化剂又是还原剂

B．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物

C．3molNa2O2发生反应，有12mol电子转移

D．在Na2FeO4中Fe为＋4价，具有强氧化性，能消毒杀菌

答案　B

4．（2015·上海，21改编）工业上将Na2CO3和Na2S以1∶2的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。

在该反应中（　　）

A．硫元素只被还原

B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2

C．每生成1molNa2S2O3，转移4mol电子

D．相同条件下，每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2

答案　D

解析　

，氧化剂是SO2，还原剂是Na2S，其物质的量之比为2∶1；每生成1molNa2S2O3，转移

mole－；相同条件下，每吸收40m3SO2，会放出10m3CO2，所以每吸收10m3SO2，就会放出2.5m3CO2。

方法技巧

理解概念抓实质，解题应用靠特征，即从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。

具体方法是找变价、判类型、分升降、定其他。

其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。

考点二　氧化还原反应的基本规律及应用

1．性质强弱规律

物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，可从“热>冷”（温度）、“浓>稀”（浓度）、“易>难”（反应条件、剧烈程度），以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断；还要学会从化学反应方向的角度判断“剂>物”（同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性）。

2．反应先后规律

同一氧化剂与含多种还原剂（物质的量浓度相同）的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂（物质的量浓度相同）的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质，即强者优先反应。

3．价态归中规律

即同种元素不同价态之间的反应，高价态的元素化合价降低，低价态的元素化合价升高，但升高与降低的化合价不能交叉。

如：

KClO3＋6HCl===3Cl2＋KCl＋3H2O，氧化剂：

KClO3，还原剂：

HCl，氧化产物：

Cl2，还原产物：

Cl2。

4．邻位价态规律

氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态。

如：

（1）Cl－被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素。

（2）S2－一般被氧化为S，S单质一般被氧化成SO2。

（3）ClO－、ClO

作氧化剂、Cl－作还原剂时，一般被还原成Cl2，而不是Cl－。

5．电子守恒规律

对于氧化还原反应的计算，关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒，列出守恒关系求解，即n（氧化剂）×变价原子个数×化合价变化值＝n（还原剂）×变价原子个数×化合价变化值。

题组一　性质强弱规律的应用

（一）由方程式判断强弱

1．已知常温下，在溶液中可发生如下反应：

Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。

由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋

C．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋D．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋

答案　A

解析　根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由两个方程式可以得到还原性强弱顺序：

Fe2＋>Ce3＋，Sn2＋>Fe2＋。

故A项正确。

（二）依据强弱顺序判断反应是否发生

2．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===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

答案　A

（三）相互竞争的反应

3．已知氧化性Br2>Fe3＋。

FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为

aFe2＋＋bBr－＋cCl2―→dFe3＋＋eBr2＋fCl－

下列选项中的数字与离子方程式的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是（　　）

A．2　4　3　2　2　6B．0　2　1　0　1　2

C．2　0　1　2　0　2D．2　2　2　2　1　4

答案　B

解析　Cl2先氧化Fe2＋；A项，Cl2过量；C项，Cl2少量；D项，FeBr2和Cl2等量。

规律总结

正确运用有关氧化性、还原性强弱的比较规律，对于提高解题能力有很大帮助。

有关物质的氧化性或还原性的比较可以从多个角度进行考查，涉及的知识面很广，常考的判断依据：

（1）根据金属活动性顺序比较。

①金属活动性顺序：

金属单质的还原性从K→Au逐渐减弱，其对应离子的氧化性从K＋→Au2＋逐渐增强。

②非金属活动性顺序：

一般某元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，对应非金属离子的还原性越弱。

（2）根据原电池两极和电解池两极的放电顺序进行判断。

原电池中，活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极；电解池中，阳极上物质的放电顺序即为对应物质还原性由强到弱的顺序，阴极上的阳离子放电顺序即为阳离子氧化性由强到弱的顺序。

题组二　守恒规律的灵活应用

（一）根据“守恒”进行计算

4．在100mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.025molCl2，有一半Br－变为Br2。

则原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于（　　）

A．0.16mol·L－1B．0.02mol·L－1

C．0.20mol·L－1D．0.25mol·L－1

答案　C

解析　还原性H2SO3>HBr，氯气先氧化H2SO3，H2SO3完全反应后，氯气有剩余，剩余氯气再氧化HBr。

设浓度为cmol·L－1，由电子转移守恒可知，0.1c×2＋0.1c×0.5＝0.025×2，解得c＝0.2，故C正确。

5．（2014·上海，16）含有砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢（AsH3）在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。

若砷的质量为1.50mg，则（　　）

A．被氧化的砒霜为1.98mg

B．分解产生的氢气为0.672mL

C．和砒霜反应的锌为3.90mg

D．转移的电子总数为6×10－5NA

答案　C

6．（2015·海南，6）已知在碱性溶液中可发生如下反应：

2R（OH）3＋3ClO－＋4OH－===2RO

＋3Cl－＋5H2O，则RO

中R的化合价是（　　）

A．＋3B．＋4C．＋5D．＋6

答案　D

解析　根据反应前后电荷守恒，可得n＝2，则RO

中R的化合价为＋6价，即选D。

7．NaBrO3是一种分析试剂。

向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，当加入2.6molNaBrO3时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为

粒子

I2

Br2

IO

物质的量/mol

0.5

1.3

则原溶液中NaI的物质的量为________mol。

答案　3

解析　设IO

的物质的量为x，根据电子守恒得：

2．6mol×5＝0.5mol×2＋x·6，x＝2mol，所以n（NaI）＝2mol＋0.5mol×2＝3mol。

答题模板

步骤1　找物质

找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物；

步骤2　定得失

确定一个原子或离子得失电子数（注意化学式中的原子个数）；

步骤3　列等式

根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式；

步骤4　找关系

对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中没有损耗，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。

（二）根据守恒进行配平

8．

（1）[2015·浙江理综，27Ⅰ（4）]完成以下氧化还原反应的离子方程式：

（　　）MnO

＋（　　）C2O

＋________===（　　）Mn2＋＋（　　）CO2↑＋________

答案　2　5　16H＋　2　10　8H2O

解析　C2O

在酸化的高锰酸钾溶液中被氧化，其离子方程式为2MnO

＋5C2O

＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

（2）[2015·天津理综，10

（2）②]完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：

ClO

＋

Fe2＋＋

________===

Cl－＋

Fe3＋＋

________

答案　1　6　6　H＋　1　6　3　H2O

（3）[2015·安徽理综，27

（2）]请配平化学方程式：

NaBO2＋

SiO2＋

Na＋

H2——

NaBH4＋

Na2SiO3

答案　1　2　4　2　1　2

（4）用氯气对饮用水消毒副作用多，产生影响人体健康的有机氯衍生物。

可用氯气制取高铁酸钠净水：

____Fe3＋＋________＋____Cl2===____FeO

＋________＋____H2O，补全缺项，并配平上述离子方程式。

答案　2　16OH－　3　2　6Cl－　8

题组三　信息型氧化还原反应方程式的书写

9．

（1）ZnSO4溶液中含有少量Fe2＋和Mn2＋，为了除去这两种离子，调节溶液pH为5，然后加入高锰酸钾溶液，使之生成沉淀。

已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。

请写出该过程中两个反应的离子方程式：

____________________________________________________________

____________，______________________。

（2）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_____________________________

___________________________________________________________________________________________________________________。

（3）（2014·上海，28）硫化氢具有还原性，可以和许多氧化剂反应。

在酸性条件下，H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式：

_______________________

_________________________________________________________________________________________________________________________

（4）H2C2O4与酸性高锰酸钾溶液反应，现象是有气泡（CO2）产生，紫色消失。

写出反应的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）ClO2是一种更高效、安全的消毒剂，工业上可用ClO2与水中的MnCl2在常温下反应，生成MnO2和盐酸，以除去水中Mn2＋。

写出该反应的离子方程式：

_______________________

_________________________________________________________________________________________________________________________。

（6）在酸性、有氧条件下，一种叫ThibacillusFerroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为_________________________________________________________

_______________。

（7）工业上可用次氯酸钠和氨反应制肼（N2H4），若反应只有一种氧化产物。

写出该方法制备肼的化学方程式：

________________________________________________________________________。

方法技巧

氧化还原反应方程式的配平可依据“得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒”顺利解答，有关氧化还原反应化学方程式的配平应掌握：

（1）配平步骤

标变价→列变化→求总数→配系数→细检查。

（2）配平方法

①正向配平法：

如果被氧化、被还原的元素分别是两种不同的反应物，通常从方程式左边进行配平；

②逆向配平法：

对于自身氧化还原反应或反应物只有一种，一般从方程式右边配平较简便；

③缺项配平法：

这类方程式通常少写一种反应物或生成物（通常这种物质既不是氧化剂、还原剂，也不是氧化产物或还原产物）的化学式，要求确定其化学式。

此类反应可先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，最后由质量守恒、电荷守恒确定所缺物质（分子或离子）的化学式和计量系数。

考点三　氧化还原反应的综合应用

在高考中，氧化还原反应的考查往往渗透到综合实验（如中和滴定实验）、工业流程制备中，增大了试题的灵活度和难度。

题组一　氧化还原反应在综合实验中的应用

1．（2015·全国卷Ⅱ，28）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂。

回答下列问题：

（1）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。

（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：

①电解时发生反应的化学方程式为____________________________________________

________________________________________________________________________。

②溶液X中大量存在的阴离子有________。

③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是__________（填标号）。

a．水b．碱石灰

c．浓硫酸d．饱和食盐水

（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：

Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；

Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；

Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；

Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；

Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2＋2S2O

===2I－＋S4O

），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。

在此过程中：

①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_______________________________________

_________________________________________________________________________________________________________。

②玻璃液封装置的作用是________________。

③Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是________。

④测得混合气中ClO2的质量为________g。

（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。

若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是________（填标号）。

a．明矾b．碘化钾

c．盐酸d．硫酸亚铁

答案　

（1）2∶1

（2）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3　②Cl－、OH－

③c

（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O

②吸收残余的二氧化氯气体（其他合理答案均可）

③淀粉溶液　溶液由蓝色变为无色且30s内不恢复原色

④0.02700

（4）d

（3）①ClO2与KI溶液反应时，O2→－，2I－→I2，反应环境为酸性，从而可写出该反应的离子方程式。

②玻璃液封装置的作用是防止残余的ClO2气体挥发到空气中，污染空气，同时防止生成的碘单质逸出。

③步骤Ⅴ反应中，I2→2I－，I2使淀粉溶液显蓝色，故可选用淀粉溶液作指示剂，滴定至终点时溶液由蓝色变为无色。

④由反应2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O、I2＋2S2O

===2I－＋S4O

可得关系式：

2ClO2～5I2～10S2O

，n（S2O

）＝0.1000mol·L－1×20.00mL×10－3L·mL－1＝2×10－3mol，则n（ClO2）＝2×10－3mol×2/10＝4×10－4mol，m（ClO2）＝4×10－4mol×67.5g·mol－1＝0.02700g。

（4）亚氯酸盐（ClO

）具有氧化性，应选用还原剂将ClO

还原为Cl－。

碘化钾、盐酸具有还原性，可分别被亚氯酸盐氧化为I2、Cl2，二者均有毒，b、c错误；a项，明矾不具有还原性，错误；硫酸亚铁具有还原性，可被亚氯酸盐氧化为Fe3＋，且Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体可净水，d正确。

题组二　在工业制备中的应用

2．NF3具有很高的蚀刻速率和选择性，因此NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。

在1个标准大气压下，NF3的沸点为－129.0℃，能与空气中的水蒸气反应生成HF、NO和HNO3。

NF3可通过如下方法制备：

（1）气—气反应：

在常温下将OF2与干燥的空气混合即得NO2和NF3。

①原料OF2中氧元素的化合价为________。

②已知反应中每消耗1molN2转移7mol电子，配平反应：

________OF2＋________N2＋________O2===________NO2＋________NF3。

反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（2）气—固反应：

由于气—气反应容易腐蚀设备，研究人员提出用气—固反应制备NF3。

气—固反应包括如下2个步骤：

（NH4）3AlF6＋6F2===2NF3＋8HF＋NH4AlF4

NH4AlF4＋3F2===NF3＋4HF＋AlF3

①气—固反应的总化学方程式为____________________________________，若有0.5mol（NH4）3AlF6完全氧化，则可制得NF3________L（标准状况下）。

②若要制备1.5molNF3，共有________mol电子发生转移。

（3）电解法：

NF3的电解制备工艺已经比较成熟，国外一些公司均采用电解熔融NH4F·xHF的方法制备NF3。

①电解过程中阳极反应式为______________________________________________________，

阴极反应式为__________________________________________________________________。

②阳极上的主要副产物为________（不考虑产物与电极材料间的反应）。

（4）NF3在空气中泄漏，还是易于发现的。

判断发生了NF3泄漏的现象是________。

一旦NF3发生泄漏，可以用烧碱溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO2、NaF、H2O外还一定有________（填化学式）。

答案　

（1）①＋2　②6　4　1　4　4　7∶4

（2）①（NH4）3AlF6＋9F2===3NF3＋12HF＋AlF3

33．6　②9

（3）①NH

－6e－＋3F－===NF3↑＋4H＋　2H＋＋2e－===H2↑　②F2

（4）观察到有红棕色气体和白雾产生　NaNO3

（2）①消去中间产物NH4AlF4，①＋②得总反应方程式为（NH4）3AlF6＋9F2===3NF3＋12HF＋AlF3，同时得当有0.5mol（NH4）3AlF6完全氧化可得1.5molNF3，在标准状况下的体积为33.6L。

②由总反应方程式可知，制备3molNF3，共转移18mol电子，因此制备1.5molNF3，共有9mol电子发生转移。

（3）①阳极上发生氧化反应，因此NF3是NH

在阳极被氧化所得，电极反应式为NH

－6e－＋3F－===NF3↑＋4H＋，阴极上发生还原反应，H＋得电子被还原，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

②阳极上能发生氧化反应的微粒还有F－，无其他能发生氧化反应的粒子，F－发生氧化反应后得F2。

（4）根据题干信息，NF3与空气中的水蒸气反应的产物有HF、NO和HNO3，NO遇空气呈红综色，同时氢氟酸、硝酸小液滴在空气中产生白雾。

这些产物和NaOH反应后，除了生成NaNO2、NaF、H2O外，还应有NaNO3生成。

专题强化练

1．（2015·四川理综，1）下列物质在生活中应用时，起还原作用的是（　　）

A．明矾作净水剂

B．甘油作护肤保湿剂

C．漂粉精作消毒剂

D．铁粉作食品袋内的脱氧剂

答案　D

2．（2015·海南，1）化学与生活密切相关。

下列应