高考化学总复习讲义23氧化还原反应.docx
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高考化学总复习讲义23氧化还原反应
第三节 氧化还原反应
[考纲定位] 1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化还原反应。
3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
知识点一 氧化还原反应
1.
2．有关概念及相互关系
3．氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
【巩固练习】
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应。
（ ）
（2）氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。
（ ）
（3）某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原。
（ ）
【答案】
（1）× O2与O3之间的相互转化是非氧化还原反应
（2）× 氧化还原反应可能为同种元素之间反应，如KClO3与浓HCl反应生成Cl2
（3）√
知识点二 常见的氧化剂、还原剂及其产物
1．常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。
如：
2.常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。
如：
3．具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2＋
Fe3＋
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
其中：
Fe2＋、SO
主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
4．电子转移的表示方法
（1）单线桥法
用单线箭头从被氧化（失电子，化合价升高）的元素指向被还原（得电子，化合价降低）的元素，标明电子数目，不需注明得失。
如MnO2与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目可表示为：
（2）双线桥法
用双线箭头按被氧化和被还原的元素分别从反应物指向生成物（同种元素），并注明得失及电子数目。
如MnO2和浓HCl反应中电子转移的方向和数目可表示为：
【巩固练习】
2．下列物质或离子既可以被氧化又可以被还原的是______（填序号）。
①Fe2＋ ②Fe ③SO2 ④S2－ ⑤H2O2 ⑥Cl2
⑦HCl ⑧H2SO4
【答案】 ①③⑤⑥⑦
3．
（1）用单线桥法表示反应3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O电子转移的方向和数目______________________。
（2）用双线桥法表示反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO电子转移的方向和数目________________________。
【答案】
（1）
考点一[012] 氧化还原反应的概念和规律应用
考题引领
判断正误与填空
1.（2013·天津高考）Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应（ ）
2.（2013·安徽高考）高锰酸钾溶液中可以存在：
H＋、Na＋、SO
、葡萄糖分子（ ）
3.（2013·四川高考）焙烧明矾的化学方程式为：
4KAl（SO4）2·12H2O＋3S===2K2SO4＋2Al2O3＋9SO2↑＋48H2O
请回答下列问题：
在焙烧明矾的反应中，还原剂是________。
4.（2013·山东高考）辉铜矿（Cu2S）可发生反应：
2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是________。
当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________mol。
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是________。
【答案】 1.√
2.× 葡萄糖分子中含有醛基，有还原性，可以被银氨溶液、碱性氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化，而高锰酸钾溶液具有强氧化性，所以两者相遇会发生氧化还原反应而不能大量共存。
3.【解析】 根据焙烧反应可知，硫单质中硫的化合价升高为还原剂，而明矾中的硫的化合价降低，为氧化剂。
【答案】 S（硫）
4.【解析】 该反应中，Cu元素由＋1价变为＋2价，S元素由－2价变为＋6价，O元素由0价变为－2价，则O2为氧化剂，Cu2S为还原剂。
1molO2发生反应时，得到4mol电子，则还原剂Cu2S失去4mol电子。
CuSO4溶液中由于Cu2＋发生水解而显酸性，加入镁条时，Mg与H＋反应放出H2。
【答案】 Cu2S 4 H2
一、基本概念及其联系
二、氧化性和还原性强弱比较的常用方法
1．依据反应原理
氧化性：
氧化剂>氧化产物
还原性：
还原剂>还原产物
2．依据反应条件及反应的剧烈程度
反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
3．依据氧化还原反应的程度
相同条件下：
（1）不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。
（2）不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。
4．其他方法：
金属活动顺序表，元素周期表和电化学原理等。
三、氧化还原反应的主要规律及应用
1．“价态归中，互不交叉”规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为：
价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢。
如：
。
2．反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中：
（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＋。
关键提醒
（1）物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。
如Al被氧化时产物为Al3＋，失去3个电子，而Na被氧化时产物为Na＋，只失去1个电子，但还原性Na>Al。
（2）对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应，如Cl2＋H2OHClO＋HCl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
（3）元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如Na＋、SO2－4；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。
——————[1个示范例]——————
（2012·上海高考）下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：
2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是（ ）
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：
Fe2＋>Cl－
【解析】 a处变蓝，b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：
Cl2＞I2、Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；c处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后褪色，则证明氯气与水生成具有漂白性的物质，B项错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：
Fe2＋＞Cl－，D项正确。
【答案】 D
——————[2个预测练]——————
考向预测1 氧化还原反应基本概念
1．（2014·郑州市高三毕业班第一次质量预测）Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：
2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2
＋O2↑。
下列对此反应的说法中，不正确的是（ ）
A．方框中的物质为Na2SO4
B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
C．Na2FeO4既是氧化产物，又是还原产物
D．2molFeSO4发生反应时，反应中共转移8mol电子
【解析】 根据元素守恒可知A正确。
分析化合价变化可知，2个＋2价Fe原子失去8个电子，根据生成物中的“O2”可知在“6Na2O2”中，有2个－1价的氧的化合价升至0价，失去2个电子，另有10个－1价氧的化合价降至－2价，得失电子数均为10个。
据此可知B、C均正确。
2molFeSO4发生反应时，反应中共有10mol电子发生转移，故D错误。
【答案】 D
考向预测2 反应先后规律
2．已知2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。
向10mL0.1mol·L－1的FeBr2溶液中通入0.001molCl2，反应后的溶液中，除含有Cl－外还一定（ ）
A．含Fe2＋，不含Fe3＋ B．含Fe3＋，不含Br－
C．含Fe3＋，含有Br－ D．含Fe2＋，含有Fe3＋
【解析】 Fe2＋的还原性强于Br－的还原性，通入Cl2，Fe2＋优先被氧化，0.001molCl2转移电子0.002mol，Fe2＋全部被氧化时转移电子0.001mol，根据电子守恒，还有0.001molBr－被氧化，还剩余0.001molBr－。
【答案】 C
考点二[013] 氧化还原方程式的配平和计算
考题引领
填空
1.（2013·北京高考）将MnO
氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO
＋
Fe2＋＋
____===
Mn2＋＋
Fe3＋＋
____
2.（2013·福建高考）①纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式：
__（D）__＋24NaClO3＋12H2SO4===ClO2↑＋CO2↑＋18H2O＋________
②ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN－氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl－。
处理含CN－相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的________倍。
【答案】 1.5 8H＋ 5 4H2O
2.【解析】 ①纤维素水解得到的最终产物D应为葡萄糖（C6H12O6），生成物可利用元素守恒推知，然后配平即可。
②处理相同量的CN－，Cl2和ClO2转移的电子数应相同。
1molCl2―→2Cl－转移2mole－，1molClO2―→Cl－转移5mole－，则转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为5∶2。
【答案】 ①
C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4===
ClO2↑＋
CO2↑＋18H2O＋
Na2SO4
②2.5
一、氧化还原方程式的配平
1．配平三原则
2．配平步骤
（以浓HCl与KClO3反应为例）
二、计算方法——得失电子守恒法
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）。
——————[1个示范例]——————
（1）（2012·新课标全国卷节选）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
__________________________________________________。
（2）（2012·海南高考）将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100mol·L－1MO
溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是（ ）
A．M B．M2＋
C．M3＋ D．MO2＋
【解析】
（1）此题主要考查氧化还原反应配平，因为在强碱性条件下反应，OH－应参与反应：
3 2
↑ ↓
Fe3＋＋ClO－＋OH－―→
O
＋H2O＋Cl－
根据化合价升降总数相等，可确定Fe3＋和ClO－的计量数分别为2、3，根据观察元素守恒和电荷守恒可确定其他计量数。
（2）根据电子得失相等。
锌0.003mol，可失电子0.006mol，若M化合价由＋5变为x，则（5－x）×0.02×0.1＝0.006，可得x＝＋2。
【答案】
（1）2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO
＋5H2O＋3Cl－（或
2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－===2FeO
＋5H2O＋3Cl－）
（2）B
——————[2个预测练]——————
考向预测1 氧化还原反应配平
3．（2014·龙岩质检）双氧水和漂白粉具有广泛用途。
H2O2既有氧化性又有还原性，稳定性较差，能微弱电离，可以看成是二元弱酸。
根据要求回答下列问题。
（1）过氧化氢电离方程式为__________________________________________________。
（2）工业上制取漂白粉的化学反应方程式为__________________________________________________。
（3）通常情况下，铜粉不溶于稀硫酸，但添加某种物质后则可反应生成硫酸铜（必要时可以加热）。
加入或通入下列物质时，肯定不能促使铜粉溶解的是________（填字母代号）。
A．O2 B．H2O2
C．FeCl2 D．NaNO3
E．FeCl3
（4）配平下列反应方程式：
KMnO4＋____H2O2＋____H2SO4===____K2SO4＋____MnSO4＋____O2↑＋____H2O
（5）在酸化的硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化，再滴入双氧水溶液变红。
过氧化氢参与反应的离子方程式为__________________________________________________
__________________________________________________。
【解析】
（1）书写电离方程式可按照H2CO3电离的形式书写：
H2O2HO
＋H＋，HO
O
＋H＋。
（3）酸性条件下，O2、H2O2、NO
将铜氧化为Cu2＋。
Fe3＋具有强氧化性，能够将铜氧化。
（4）反应中KMnO4→Mn2＋，得5e－，H2O2→O2，失2e－，利用得失电子守恒可知：
KMnO4与H2O2的化学计量数之比为2∶5；然后根据元素守恒即可配平反应方程式。
（5）双氧水具有强氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe3＋与SCN－络合溶液变红色。
【答案】
（1）H2O2HO
＋H＋，HO
O
＋H＋
（2）2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O
（3）C （4）2 5 3 1 2 5 8
（5）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
考向预测2 氧化还原反应计算
4．一定条件下，向含硝酸的废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。
若该反应消耗32gCH3OH，转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。
【解析】 32gCH3OH为1mol,1mol的CH3OH转移6mol的电子，升高6价，1mol的HNO3化合价降低5价，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。
【答案】 5∶6
守恒规律在解题中的运用
许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：
①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。
（2012·江苏高考）硫酸钠过氧化氢加合物（xNa2SO4·yH2O2·zH2O）的组成可通过下列实验测定：
①准确称取1.7700g样品，配制成100.00mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825g。
③准确量取25.00mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.02000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00mL。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下：
2MnO
＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑
（1）已知室温下BaSO4的Ksp＝1.1×10－10，欲使溶液中c（SO
）≤1.0×10－6mol·L－1，应保持溶液中c（Ba2＋）≥________mol·L－1。
（2）上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO
被还原为MnO2，其离子方程式为____________________________。
（3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）。
【解析】
（2）条件运用：
MnO
→MnO2
H2O2→O2
守恒运用：
①得失电子守恒 氧化剂（MnO
）和还原剂（H2O2）的化学计量数
②原子守恒 氧化产物（O2）和还原产物（MnO2）的化学计量数
③电荷守恒 OH－的化学计量数
由此配平得到：
2MnO
＋3H2O2===2MnO2↓＋3O2↑＋2OH－＋2H2O
n（H2O），由此可确定样品的组成。
【答案】
（1）1.1×10－4
（2）2MnO
＋3H2O2===2MnO2↓＋3O2↑＋2OH－＋2H2O
（3）n（Na2SO4）＝n（BaSO4）＝
＝2.50×10－3mol
2MnO
＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑
n（H2O2）＝
×
＝1.25×10－3mol
m（Na2SO4）＝142g·mol－1×2.50×10－3mol＝0.355g
m（H2O2）＝34g·mol－1×1.25×10－3mol＝0.0425g
n（H2O）＝
＝2.50×10－3mol
x∶y∶z＝n（Na2SO4）∶n（H2O2）∶n（H2O）＝2∶1∶2
故样品的组成的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。
1．（必修1P38T7）在下列反应中，HCl作还原剂的是（ ）
A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
C．MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
D．CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O
【解析】 作还原剂，化合价升高。
【答案】 C
2．（必修1P39T8、9，P42T2、3、10改编）下列说法正确的是______（填字母）。
A．Fe与CuSO4的反应中Fe作还原剂被还原
B．2KClO3
2KCl＋3O2↑反应中KClO3中的氯元素被还原，氧元素被氧化
C．维生素C能使不易被人体吸收的Fe3＋转变为易吸收的Fe2＋，此过程体现了维生素C的还原性
D．S＋2KNO3＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑反应中氧化剂只有S
E．氢氧化钠表面潮解后吸收CO2的过程发生了氧化还原反应
F．铝的表面生成致密的氧化膜和铁生锈均发生了氧化还原反应
【解析】 A项，Fe被Cu2＋氧化；D项，氧化剂有S和KNO3；E项，反应过程中没有发生化合价变化，未发生氧化还原反应。
【答案】 BCF
3．下列说法正确的是（ ）
A．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
B．失电子难的原子获得电子的能力一定强
C．得到电子越多的氧化剂，其氧化性就越强
D．要实现Fe2＋到Fe3＋的转化，必须加入氧化剂
【解析】 Fe2＋具有还原性，ClO－、MnO
具有氧化性，A项错误；稀有气体原子既难得电子，又难失电子，B项错误；氧化性强弱是依据得电子的能力强弱，而不是得电子数的多少，C项不正确。
【答案】 D
4.（2014·河北冀州模拟）卫生部发出公告，自2012年5月1日起，禁止在面粉生产中添加过氧化钙（CaO2）等食品添加剂。
下列对于过氧化钙（CaO2）的叙述错误的是（ ）
A．CaO2具有氧化性，对面粉可能具有增白作用
B．CaO2中阴阳离子的个数比为1∶1
C．CaO2与水反应时，每产生1molO2转移电子4mol
D．CaO2与CO2反应的化学方程式为2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2
【解析】 2CaO2＋2H2O===2Ca（OH）2＋O2↑反应中CaO2既是氧化剂又是还原剂，氧元素从－1价变为0价，产生1molO2转移电子2mol。
故C不正确。
【答案】 C
5．（2012·高考组合题）下列叙述正确的是（ ）
A．（安徽高考）反应NaHCO3＋H2
HCOONa＋H2O中，储氢过程NaHCO3被氧化
B．（四川高考）某密闭容器盛有0.1molN2和0.3molH2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NA
C．（山东高考）电解NaCl溶液得到22.4LH2（标准状况），理论上需要转移NA个电子（NA表示阿伏加德罗常数）
D．（江苏高考）Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料
【解析】 A项，NaHCO3被H2还原；B项，该反应为可逆反应，转移电子数小于0.6NA；C项，转移的电子为2NA。
【答案】 D
6．（2012·上海高考）二氧化硒（SeO2）是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。
完成下列填空：
（1）Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓HNO3的反应方程式__________________________________________________。
（2）已知：
Se＋2H2SO4（浓）===2SO2↑＋SeO2＋2H2O
2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO
＋4H＋
SeO2、H2SO4（浓）、SO2的氧化性由强到弱的顺序是__________________________________________________
______________。
（3）回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：
①SeO2＋KI＋HNO3―→Se＋I2＋KNO3＋H2O
②I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI
配平方程式①，标出电子转移的方向和数目。
【解析】
（1）利用题中信息可知Se与浓HNO3反应，Se被氧化为＋4价的H2SeO3，HNO3被还原为NO与NO2，利用电子守恒和限定条件（生成NO与NO2的物质的量之比为1∶1，即二者计量系数比为1∶1）可得方程式。
（2）利用氧化性：
氧化剂＞氧化产物，结合题中方程式可知氧化性：
H2SO4（浓）＞SeO2＞SO2。
（3）在反应①I－失电子，转移给SeO2，＋4价Se得到电子还原为单质Se。
【答案】
（1）Se＋2HNO3（浓）===H2SeO3＋NO↑＋NO2↑
（2）H2SO4（浓）＞SeO2＞SO2
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