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文档介绍
2018届高考一轮复习人教版化学物质及其变化 氧化还原反应学案
第三讲 氧化还原反应 [2017高考导航] 考纲要求 真题统计 命题趋势 1.熟悉常见元素的化合价。能根据化合价正确书写化学式(分子式)，或根据化学式判断元素的化合价。 2．了解氧化还原反应的本质是电子的转移。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。 2015，卷Ⅰ 8T(C)、12T(B)、28T(1)； 2015，卷Ⅱ 10T(C)、28T(1)； 2014，卷Ⅰ 27T(2)(3)； 2014，卷Ⅱ 27T(2)(3)； 2013，卷Ⅰ 27T(1)(3)； 2013，卷Ⅱ 27T(1) 高考中本部分仍是重点考查内容。本部分内容与能量变化、电化学基础有很强的关联性，和它们一起综合考查的可能性较大。特别是考查转移电子数的计算等问题。预计2017年高考利用氧化还原反应滴定原理测定物质的组成以及陌生物质的氧化还原反应方程式的书写的命题趋势较大。 考点一 氧化还原反应及相关概念[学生用书P43] 一、本质和特征 —电子的转移(得失或偏移)— 二、有关概念及其相互关系 口诀：升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化，发生氧化反应)还(做还原剂，本身具有还原性)， 降(化合价降低)得(得电子)还(被还原，发生还原反应)氧(做氧化剂，本身具有氧化性)。 例如：反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是MnO2，氧化产物是Cl2，还原剂是HCl，还原产物是 MnCl2；生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为 2_mol，被氧化的HCl的物质的量是 2_mol。 三、氧化还原反应中电子转移的表示方法 1．双线桥法 氧化剂＋还原剂===还原得到ne－产物＋氧化失去ne－产物 请用双线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目： 3Cu＋8HNO3(稀)===3C失去3×2e－u(NO3)2＋2N得到2×3e－O↑＋4H2O。 2．单线桥法 氧化剂＋还原ne－剂===还原产物＋氧化产物 请用单线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：3Cu＋8HN6e－O3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 四、常见的氧化剂和还原剂 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。例如： 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、非金属单质及其氢化物等。例如： 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。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)[2015·高考全国卷Ⅰ，28T－(1)]大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为MnSO4(或Mn2＋)。( ) (2)金属阳离子一定只具有氧化性。( ) (3)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。( ) (4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。( ) (5)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)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ 2．下列反应中属于氧化还原反应的是______________，属于化合反应的是______________，属于分解反应的是______________，属于置换反应的是______________，属于复分解反应的是______________。 ①Cu2S＋O22Cu＋SO2 ②3O22O3 ③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ⑤CaCO3CaO＋CO2↑ ⑥2H2O22H2O＋O2↑ ⑦SO3＋H2O===H2SO4 ⑧2Fe＋3Cl22FeCl3 ⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O ⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑ ⑪IBr＋H2O===HIO＋HBr 答案：①③④⑥⑧⑩ ⑦⑧ ⑤⑥ ①④ ⑨⑪ 名师点拨 (1)氧化还原反应概念间的关系：熟记六个字：“升、失、氧；降、得、还”[元素化合价升高(降低)、失(得)电子，发生氧化(还原)反应]。 (2)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、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)近几年高考常考的一些特殊物质中的化合价如下： CuFeS2：Cu(＋2)、Fe(＋2)、S(－2) K2FeO4：Fe(＋6) Li2NH：N(－3) LiNH2：N(－3) AlN：N(－3) Na2S2O3：S(＋2) C2O：C(＋3) HCN：C(＋2)、N(－3) CuH：Cu(＋1)、H(－1) FeO：Fe[＋(8－n)] Si3N4：Si(＋4)、N(－3) CuCl：Cu(＋1) S4O：S (＋) Mg2B2O5·H2O：B(＋3) NaBH4：B(＋3)、H(－1) MnOOH：Mn(＋3) (2016·济南高三模拟)某种飞船是以N2H4和N2O4为动力源，反应式为2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法正确的是( ) A．N2H4是氧化剂 B．N2O4是还原剂 C．N2既是氧化产物又是还原产物 D．每生成3 mol N2转移电子的数目为16NA [解析] 该反应是不同价态的N元素之间发生的归中反应， N2H4中N元素的化合价升高，则为还原剂，故A错误；N2O4中N元素的化合价降低，则为氧化剂，故B错误；N2既是氧化产物又是还原产物，每生成3 mol N2转移电子的数目为8NA，故C正确、D错误。 [答案] C 1 mol N2H4完全燃烧生成N2和H2O时，转移电子数是多少？ 答案：4NA。1 mol N2H4完全燃烧生成1 mol N2和2 mol H2O时，根据化合价变化知，转移电子数为4NA。 解决氧化还原反应相关概念辨析题思路 (1)要理清知识线索 (2)要明确解题的思路：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。 (3)有关电子转移数目的判断 关键是明确反应中元素化合价的变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1 mol氧化剂得电子的物质的量或者1 mol还原剂失电子的物质的量。例如： 题组一 氧化还原概念辨析 1．(2015·高考四川卷)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 解析：选D。A.明矾中的Al3＋发生水解生成胶体，胶体的表面积较大，能吸附水中的杂质，所以能起到净水的作用，与氧化还原无关，A项错误；B.甘油为丙三醇，属于多羟基化合物，具有吸湿性，因此可作护肤保湿剂，与氧化还原无关，B项错误；C.漂粉精能作消毒剂是因为它能生成HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，并不是起还原作用，C项错误；D.铁粉作食品袋内的脱氧剂，防止食品被氧化，起还原作用，D项正确。 2．某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图。由图可知，在该反应中是( ) A．还原剂 B．氧化剂 C．氧化产物 D．还原产物 解析：选A。根据题给插图知，该物质在氧化还原反应中失电子，作还原剂。 题组二 氧化还原反应中电子转移的表示方法 及简单计算 3．(教材改编)下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是________；其中属于歧化反应的是________，属 于归中反应的是________，反应物部分参加氧化还原反应的是__________________。 ①2KClO32KC得6e－l＋3O失6e－2↑ ②Cl2＋2NaOH===NaC失2e－l＋NaC得2e－lO＋H2O ③6HCl(浓)＋KClO3===KC得6e－l＋3C失6e－l2↑＋3H2O ④4HCl(浓)＋M失2e－nO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ⑤Cu＋4HN2e－O3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 解析：①中标错了转移电子数，应为“12e－”；②中标错了“得”“失”，且电子数应为“e－”；③中KClO3的线桥指向错误，应指向Cl2，且电子转移数应为“5e－”；④中单线桥本身表示转移方向，故不需标注“得”或“失”。只有⑤正确。其余问题按概念判断即可。 答案：⑤ ② ③ ③④⑤ 4．氮化铝(AlN)广泛应用于电子陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是( ) A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂 B．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子 C．AlN中氮的化合价为＋3 D．AlN的摩尔质量为41 g 解析：选B。反应中氮元素由0价→－3价，碳元素由0价→＋2价，所以N2是氧化剂，C是还原剂，每生成1 mol AlN转移3 mol电子，D项摩尔质量的单位为g/mol。 电子转移的表示方法 1．双线桥法 (1)箭头必须由反应物指向生成物。 (2)箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。 (3)必须注明“得到”“失去”的电子数。 (4)箭头对应化合价变化的同种元素。 2．单线桥法 (1)箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。 (2)箭头方向表示电子转移的方向。 (3)在“桥”上标明转移的电子总数。 (4)不需标注“得到”“失去”，只标明电子转移数目。 考点二 物质的氧化性、还原性强弱比较[学生用书P45] 一、氧化性、还原性强弱的认识 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物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。例如：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。 二、氧化性、还原性强弱的比较方法 依据反应原理 ＋ === 得到ne－＋ 失去ne－ 氧化性：氧化剂＞氧化产物。 还原性：还原剂＞还原产物。 依据金属活动性顺序 依据元素周期表 依据电化学原理 (1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极>正极。 (2)电解池：用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。 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。例如：根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，可以推知还原性Na>Mg。 依据氧化还原反应的程度 相同条件下，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。 例如：根据2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，可以推知氧化性：Cl2>S。 1．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是( ) A．Mg B．Cu C．Ag D．H2 解析：选C。根据氧化还原反应的优先规律，一种还原剂与多种氧化剂反应时，氧化性较强的首先被还原。根据金属活动性规律顺序表，氧化性强弱顺序为Ag＋>Cu2＋(>H＋)>Zn2＋>Mg2＋，故首先被置换出来的是Ag。 2．常温下，在溶液中能发生如下反应：①2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－；②16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O；③2B－＋Z2===B2＋2Z－。由此判断下列说法错误的是( ) A．Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－反应可以进行 B．Z元素在②③反应中均被还原 C．氧化性由强到弱的顺序是XO、Z2、B2、A3＋ D．还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋ 解析：选B。根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性，还原剂的还原性＞还原产物的还原性，由反应方程式可知C、D正确，A项的反应可以进行。Z元素在反应②中被氧化，在反应③中被还原。 名师点拨 (1)根据化合价的高低可判断物质是否具有氧化性或还原性，但不能判断氧化性或还原性的强弱。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＋、SO；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。 (2)非金属阴离子不一定只具有还原性，如O既有氧化性又有还原性。金属阳离子不一定只具有氧化性，如Fe2＋既有还原性又有氧化性。 物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液，由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是( ) A．①③ B．③④ C．①② D．①③④ [解析] Cu与浓HNO3反应产生NO2，而与稀HNO3反应产生NO，产物不同；Zn与稀H2SO4反应产生H2，而与浓H2SO4反应产生SO2，故选A。 [答案] A 分别写出铜与稀硝酸以及浓硝酸反应的化学方程式。 答案：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 比较氧化性或还原性强弱的解题思路 (1)若已知反应的化学方程式来比较，可根据强弱规律判断：“比什么性，找什么剂，产物之性小于剂”。 (2)若已知反应条件来比较，反应条件越低，物质表现性质越强。如果反应放出能量，放出能量越大，该过程越容易，性质越强；如果反应吸收能量，吸收能量越小，该过程越容易，性质越强。 (3)时刻记住，氧化性或还原性强弱不是依据得失电子的多少衡量，而是看反应的难易程度。 题组一 依据化学反应判断物质的氧化性、还原性 强弱 1．(2016·福建四地六校模拟)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．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl 解析：选C。根据所给方程式判断氧化性顺序为KMnO4＞Cl2＞FeCl3＞I2，HCl不具备氧化I－的能力，而Cl2除能氧化I－外，还能氧化Fe2＋，KMnO4能氧化I－、Cl－、Fe2＋，不符合题意，故选C。 2．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，观察到下层溶液呈紫红色； 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>I2 B．Fe3＋>Br2 C．Br2>Fe3＋ D．I－>Br－ (3)已知Fe3＋的氧化性强于I2，请你从以下所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明(写出实验步骤、现象及结论)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 试剂：①FeCl3溶液、②碘水、③KI溶液、④稀硫酸、⑤淀粉溶液。 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 题组二 外界条件对物质氧化性、还原性的影响 3．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：①Cl2和NaOH溶液 ②Fe和HNO3溶液 ③Fe和H2SO4溶液 ④Na和O2 ⑤Fe和Cl2 ⑥Fe和HCl溶液 (1)由于温度或浓度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________________________________________________________ ____________________。 (2)氧化还原反应产物不受浓度、温度影响的是________________________________________________________________________。 答案：(1)①②③④ (2)⑤⑥ 4．(1)100 mL 12 mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气的物质的量小于0.3 mol，为什么？ (2)将一Cu片投入稀H2SO4溶液中，没观察到反应现象，然后向其中加入少量的KNO3晶体，看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生，为什么？ 答案：(1)浓盐酸完全反应时产生的Cl2是0.3 mol，但MnO2只与浓盐酸反应，Cl－浓度小时还原性弱，不再被MnO2氧化。 (2)NO在酸性条件下可氧化铜，生成Cu2＋使溶液呈蓝色，而自身被还原为NO。 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溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。 考点三 氧化还原反应的规律及应用[学生用书P47] 一、守恒规律 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，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价降低总值必等于升高总值。 二、强弱规律 氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。 ＋ === 得ne－＋ 失ne－ 应用 在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱，还可用于判断某个反应能否发生。 三、价态规律 元素处于最高价态，只有氧化性；元素处于最低价态，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质。物质中若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。 应用 判断元素或物质有无氧化性或还原性。 四、归中规律 氧化还原反应中，元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉，即价态高的反应后仍然较高，价态低的反应后仍然较低，最大程度变为相同价态；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。例如： H2S ＋H2SO4(浓)===S失2e－↓＋S得2e－O2↑＋2H2O(√) H2S ＋H2SO4(浓)===S得6e－↓＋S失6e－O2↑＋2H2O(×) 应用 判断氧化还原反应能否发生及标明电子转移情况。 五、先后规律 越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，与还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，与氧化性最强的优先发生反应，如FeBr2溶液中缓缓通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。 应用 判断物质的稳定性及反应顺序。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。( ) (2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。( ) (3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼。( ) (4)1 mol Cl2与Ca(OH)2完全反应，转移的电子数是2NA。( ) (5)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应，转移的电子数是6NA。( ) 解析：(4)Cl2既是氧化剂又是还原剂，1 mol Cl2与Ca(OH)2完全反应时转移的电子数应是NA。 (5) 所以转移的电子数是5NA。 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× 2．往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？ 答案：由于还原性I－＞Fe2＋＞Br－，所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是Fe2＋，往FeI2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是I－。 名师点拨 要明确几个规律的适用题型和注意事项。守恒规律可用于计算和配平；强弱规律可用于判断物质的氧化性、还原性强弱，或用于判断某个反应能否发生；价态规律可用于推测物质的性质；归中规律适合于判断价态变化情况，但注意只适用于同一元素的不同价态物质在反应时的判断；难易规律也叫先后规律，用于判断反应的先后顺序。 (1)[2015·高考全国卷Ⅱ，28－(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)(2015·高考山东卷改编)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色，则Br－还原性__________Cl－(填“强于”或“弱于”)。 (3)(2015·高考江苏卷改编)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，则Mg的还原性________C的还原性(填“强于”或“弱于”)。 (4)[2014·高考全国卷Ⅰ，27T－(2)②]次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为________(填化学式)。 [解析] (1)根据得失电子守恒，1 mol KClO3变成1 mol ClO2得到1 mol电子，1 mol Na2SO3变成1 mol SO失去2 mol电子，根据电荷守恒该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1。 (2)溶液上层呈橙红色，说明Cl2与NaBr反应生成了Br2与NaCl，则Br－还原性强于Cl－。 (3)该反应中Mg作还原剂，其还原性强于还原产物C的还原性。 (4)根据H3PO2与Ag＋反应中两者物质的量之比为1∶4，4 mol Ag＋在反应中得到4 mol e－，1 mol H3PO2则失去4 mol e－，则产物中P元素显＋5价，故氧化产物为H3PO4。 [答案] (1)2∶1 (2)强于 (3)强于 (4)H3PO4 1 mol Na2S2O3与足量稀硫酸反应时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。 解析：根据反应物与生成物中变价元素的化合价，可配平化学方程式：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，即氧化产物(SO2)与还原产物(S)的物质的量之比为 1∶1。 答案：1∶1 氧化还原反应题的解题步骤 首先分析题意的考查点，再确定用什么规律解决问题。涉及“几种元素被氧化(或还原)”或“谁先被氧化(或还原)”问题，必然用先后规律解答；涉及电子转移数或氧化剂(或氧化产物)与还原剂(或还原产物)比例问题，必然用守恒规律解答；涉及能否发生某反应，一般属于强弱规律，而判断同种元素的不同价态的物质之间反应的化合价变化问题，则要依据归中规律。 题组一 守恒规律的应用 1．(2015·高考海南卷)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．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6 解析：选D。根据离子反应中反应前后电荷守恒，可得3＋4＝2 n＋3,解得n=2，根据化合价规则判断RO中R的化合价为＋6 2．(2016·聊城高三模拟)将0.195 g锌粉加入20.0 mL的0.100 mol·L－1 MO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：选B。锌粉加入MO溶液中发生氧化还原反应，反应物Zn为0.003 mol，反应中失去电子为0.003 mol×2＝0.006 mol，而溶液中MO为20.0×10－3 L×0.100 mol·L－1＝0.002 mol，根据反应中转移电子的物质的量相等，可求得反应中M元素降低3价，即MO的还原产物可能为M2＋。 题组二 氧化还原反应的其他规律 3．下列说法正确的是( ) A．根据反应：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑可推知Cu的还原性比H2的强 B．在反应：CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑中，水作氧化剂 C．反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶1 D．因Cl2的氧化性强于I2的氧化性，所以置换反应：I2＋2NaClO3===2NaIO3＋Cl2不能发生 解析：选B。电解过程是非自发的氧化还原反应，不能根据电解反应方程式来判断物质的氧化性和还原性强弱，A项错误；B项中发生氢元素的归中反应，水中的氢元素化合价降低，水作氧化剂，正确；C项中氮元素发生歧化反应，氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶2，错误；D项中碘单质将＋5 价的氯元素还原为氯气，说明碘单质的还原性强于氯气的，遵循氧化还原反应规律，故该反应能发生，错误。 4．(2016·北京海淀区高三第一次模拟)根据表中信息判断，下列选项不正确的是( ) 序号 反应物 产物 ① KMnO4、H2O2、H2SO4 K2SO4、MnSO4… ② Cl2、FeBr2 FeCl3、FeBr3 ③ Cl－、MnO… Cl2、Mn2＋… A.第①组反应的其余产物为H2O和O2 B．第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2 C．第③组反应中生成1 mol Cl2，转移电子2 mol D．氧化性由强到弱顺序为MnO>Cl2>Fe3＋>Br2 解析：选D。A项，2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。B项，由6FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋4FeBr3可知，亚铁离子的还原性比溴离子的强，Cl2与FeBr2物质的量之比为1∶2。C项，只有锰元素化合价降低，氯元素化合价升高，高锰酸钾是氧化剂，还原剂只能是含－1价氯元素的化合物，如HCl,2HCl→Cl2，生成1 mol Cl2转移电子2 mol。D项，氧化性：MnO>Cl2>Br2>Fe3＋。 (1)判断方程式中元素化合价变化情况的一条非常实用的经验规律：方程式左右两边某元素若有相同价态，则产物中该元素化合价一般不是变价所得。 (2)不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小说明氧化性或还原性的强弱，如3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O和Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O中氧化性：浓HNO3>稀HNO3。也就是说，判断氧化性或还原性的强弱不是依据得失电子数目的多少，而是依据得失电子的难易程度，表现在实验现象上一般为反应的剧烈程度或需要外界条件的程度。 考点四 氧化还原反应方程式的配平及计算[学生用书P49] 1．配平原理 在氧化还原反应中，从现象看元素化合价升降总数相等，从本质看是电子得失总数 相等。对离子方程式进行配平时，除满足上述要求外，还要注意电荷守恒。 2．一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法 3．计算电子转移守恒的公式 n(氧化剂)×氧化剂化学式中变价原子个数×价差＝n(还原剂)×还原剂化学式中变价原子个数×价差 配平下列化学方程式或离子方程式。 (1)KI＋KIO3＋H2SO4===I2＋K2SO4＋H2O (2)MnO＋H＋＋Cl－===Mn2＋＋Cl2↑＋H2O (3)P4＋KOH＋H2O===K3PO4＋PH3 (4)ClO－＋Fe(OH)3＋________===Cl－＋FeO＋H2O 答案：(1)5 1 3 3 3 3 (2)2 16 10 2 5 8 (3)2 9 3 3 5 (4)3 2 4 OH－ 3 2 5 名师点拨 (1)注意特殊物质中元素的化合价，如CuFeS2中铜、铁元素的化合价都为＋2，硫元素的化合价为－2；FeS2中硫元素的化合价为－1；K2FeO4中铁元素的化合价为＋6等。 (2)填空配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。 (3)依据电子得失守恒列等式时不要忽略变价原子的个数。 (1)[2015·高考全国卷Ⅰ，36－(6)]准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a mol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O被还原为Cr3＋。样品中CuCl的质量分数为________。 (2)(2015·高考浙江卷)完成以下氧化还原反应的离子方程式： ( )MnO＋( )C2O＋________===( )Mn2＋＋( )CO2↑＋________ [解析] (1)氯化亚铜与氯化铁发生Fe3＋＋CuCl===Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，加入K2Cr2O7溶液，发生6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O， 反应的关系式为6CuCl～6Fe2＋～Cr2O， 6 1 n ab×10－3mol n＝6ab×10－3mol， m(CuCl)＝99.5 g/mol×6ab×10－3mol＝0.597ab g， 则样品中CuCl的质量分数为×100%。 (2)根据化合价升降法配平：C2O中C的化合价为＋3价，CO2中C的化合价为＋4价，每个C2O参加反应，化合价升高2价；MnO中Mn的化合价为＋7价，Mn2＋中Mn的化合价为＋2价，每个MnO参加反应，化合价降低5价，因此MnO和C2O的化学计量数分别为2和5，再根据原子守恒与电荷守恒可以判断反应物中有H＋，产物中有H2O，故离子方程式为2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。 [答案] (1)×100% (2)2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 1．KMnO4作为强氧化剂，其氧化性随pH的减小而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋；在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2。试写出KMnO4在酸性条件下将H2O2氧化的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O 2．三氯乙烯(C2HCl3)是地下水有机污染物的主要成分，研究显示在地下水中加入KMnO4溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl 1．配平氧化还原反应方程式的技巧 (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：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若左边反应物缺正电荷，一般加H＋，右边生成物加水；若左边反应物缺负电荷，一般加OH－，右边生成物加水。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。 2．书写未知氧化还原反应方程式的步骤(3步法) 根据氧化还原强弱规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价变化及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。 根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式两端的电荷守恒。 根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。 题组一 氧化还原反应方程式的配平 1．(教材改编)根据FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2回答下列问题。 (1)氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，还原产物是________。 (2)化合价升高的元素为________，化合价降低的元素为________。 (3)配平后各物质的系数依次为________________________________________________________________________。 解析：依据氧化还原基本概念及化合价的变化情况判断、配平即可。 答案：(1)O2 FeS2 Fe2O3、SO2 Fe2O3、SO2 (2)Fe、S O (3)4、11、2、8 2．配平下列化学方程式或离子方程式。 (1)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式： Ce3＋＋H2O2＋H2O===Ce(OH)4↓＋________ (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式： Fe(OH)2＋ClO－＋________===Fe(OH)3＋Cl－ (3)Mn2＋＋ClO＋H2O===MnO2↓＋Cl2↑＋________ (4)P＋FeO＋CaOCa3(PO4)2＋Fe 答案：(1)2 1 6 2 6 H＋ (2)2 1 1 H2O 2 1 (3)5 2 4 5 1 8 H＋ (4)2 5 3 1 5 题组二 信息型氧化还原反应方程式的书写 3．(1)[2014·高考全国卷Ⅰ，27－(3)]H3PO2的工业制法是将白磷(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：________________________________________________________________________ 。 (2)[2014·高考全国卷Ⅱ，27－(2)]PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ (2)PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O 4．(创新题)新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如下图所示： (1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式： FeCl3＋____NaOH＋____NaClO===____Na2FeO4＋____＋____。 其中氧化剂是________(填化学式)。 (2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为__________________________。 解析：(1)反应中NaClO是氧化剂，还原产物是NaCl，根据元素守恒，可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O。 (2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物，可知“转化”过程是在加入KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4。 答案：(1)2 10 3 2 9 NaCl 5H2O NaClO (2)Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH 题组三 氧化还原反应的计算 5．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．2 B．3 C．4 D．5 解析：选D。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。 Na2 x―→xNa2O4 NaO―→Na 得关系式：1×·x＝16×2， 解得x＝5。 6．把图2的碎纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是( ) A．IO作氧化剂 B．若有1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子 C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2 D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、3 解析：选D。分析图1、图2可知，Mn2＋为反应物，作还原剂，则IO作氧化剂，配平方程式为2Mn2＋＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，若有1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、6，故A、B、C项正确，D项错误。 化学计算中的所有技巧都离不开守恒的思想，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。 实验探究3 氧化性、还原性强弱的实验探究 卤素单质间的置换反应(人教版必修2 P8实验11) 完成下列实验，观察现象。写出有关反应的化学方程式。 实验 现象 化学方程式 1.将少量氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置 ①2NaBr＋Cl2=== 2NaCl＋Br2 ② 2.将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置 ③ 1．实验1中的现象：加入氯水后NaBr溶液呈橙黄色，KI溶液呈棕黄色，加入CCl4振荡、静置后分层，前者下层为橙红色，后者下层为紫红色。涉及的化学方程式为Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，Cl2＋2KI===I2＋2KCl。 由此可知氧化性Cl2>Br2，Cl2>I2，还原性Br－>Cl－，I－>Cl－。 2．实验2中的现象：加入溴水振荡后溶液呈棕黄色，加入CCl4振荡静置后分层，下层为紫红色。其化学方程式为Br2＋2KI===I2＋2KBr，故氧化性Br2>I2，还原性I－>Br－。 3．由实验1、2可得出结论：氧化性：Cl2>Br2>I2， 还原性：Cl－查看更多