2019届高考化学二轮复习专题四氧化还原反应学案

2019届高考化学二轮复习专题四氧化还原反应学案

专题四　氧化还原反应 ‎[考试标准]‎ 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 氧化还原反应的概念及规律 根据化合价的变化判断氧化还原反应 b b ‎2016.4T4、2017.4T4、2018.4T7‎ 四种基本化学反应类型与氧化还原反应之间的关系 b b ‎2015.10T4、2017.11T7‎ 氧化还原反应中电子转移的方向和数目 b c ‎2016.10T17、2017.4T24、2017.11T29、2018.4T20、2018.6T24‎ 根据氧化还原反应判断物质的氧化性、还原性强弱 c ‎2015.10T25、2018.6T6、2018.4T24‎ 氧化还原反应方程式的配平及相关计算 氧化还原反应方程式的配平 c ‎2016.10T30（3）、2017.4T24、27、30（3）、2017.11T27‎ 考点一：氧化还原反应的判断 ‎1.（2018·嘉兴一中高一期末）下列关于氧化还原反应的说法正确的是（　　）‎ A.CH3CHO既有氧化性，又有还原性 B.反应BaO＋H2O2===BaO2＋H2O中，H2O2作氧化剂，BaO2为氧化产物 C.反应CH4＋Cl2―→CH3Cl＋HCl，既是取代反应、置换反应，也是氧化还原反应 D.反应3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶3‎ 解析　A.CH3CHO中的醛基可以与氧气发生催化氧化，也可与氢气发生还原反应，既有氧化性，又有还原性，故A正确；B.反应BaO＋H2O2===BaO2＋H2O中没有元素的化合价发生变化，不属于氧化还原反应，故B错误；C.反应CH4＋Cl2―→CH3Cl＋HCl，既是取代反应、也是氧化还原反应，但不属于置换反应，故C错误；D.反应3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O中，氧化剂为硝酸，还原剂为铜，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，故D错误；故选A。‎ 答案　A 考点二：氧化剂、还原剂的判断及电子的转移 ‎2.（2018·浙江省嘉兴高一期末）火法炼铜首先要焙烧黄铜矿（主要成分为CuFeS2，其中Cu、Fe 均为＋2 价），其反应为： 2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2。关于此反应，下列说法不正确的是（　　）‎ A.CuFeS2中被氧化和被还原的原子数之比为2∶1‎ B.该反应中有两种物质作氧化剂 C.每生成1 mol SO2，反应中转移6 mol 电子 D.CuFeS2 中被氧化的元素只有硫 解析　A.Cu元素由＋2价降低为＋1价，S元素由－2价升高到＋4价，CuFeS2中Cu元素被还原、S元素被氧化，且生成Cu2S、FeS时S元素的化合价不变，则CuFeS2中被氧化和被还原的原子数目之比为1∶2，故A错误； B.反应中Cu、O元素的化合价降低，两种反应物均作氧化剂，故B正确； C.由方程式可知，每生成1 mol SO2，有1 mol硫被氧化生成SO2，转移电子为1 mol×[4－（－2）]＝6 mol，故C正确；D.Cu元素由＋2价降低为＋1价，S元素由－2价升高到＋4价，CuFeS2中Cu元素被还原、S元素被氧化，故D正确。故选A。‎ 答案　A 考点三：氧化性、还原性强弱的比较 ‎3.（2017·暨阳联考）已知还原性I－＞Fe2＋＞I2，在水溶液中I2可被Cl2氧化为IO，向含溶质a mol的FeI2溶液中通入b mol Cl2‎ ‎，充分反应（不考虑单质与水的反应）。下列说法不正确的是（　　）‎ A.当a＝2b时，反应后的粒子浓度之比：c（Fe2＋）∶c（I－）∶c（Cl－）＝1∶1∶1‎ B.当3a＝2b时，发生的离子反应：2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－‎ C.当13a＝2b时，发生的离子反应：2Fe2＋＋4I－＋13Cl2＋12H2O===4IO＋26Cl－＋2Fe3＋＋24H＋‎ D.若反应溶液中I2与IO的物质的量为1∶1，则反应中转移的电子为3.5b mol 解析　A.当a＝2b时，则碘离子的物质的量为4b mol，而b mol Cl2消耗2b mol的I－，生成2b mol Cl－，所以反应后的粒子浓度之比：c（Fe2＋）∶c（I－）∶c（Cl－）＝1∶1∶1，故A正确；B.当3a＝2b时，也就是b＝1.5a mol，1.5a mol Cl2得到3a mol的电子，所以Fe2＋正好全被氧化，且亚铁离子与碘离子要符合组成之比为1∶2，则离子反应的方程式为：2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－，故B正确；C.当13a＝2b时，也就b＝6.5a mol，氧化还原反应完毕，2Fe2＋＋4I－＋13Cl2＋12H2O===4IO＋26Cl－＋2Fe3＋＋24H＋，故C正确；D.若反应后溶液中I2与IO的物质的量为1∶1，说明亚铁离子完全被氧化，a mol的FeI2中a mol的碘离子氧化成碘单质，另外a mol的碘离子氧化成碘酸根离子，所以转移电子的物质的量为：2a mol＋6a mol＝8a mol，故D错误。‎ 答案　D 考点四：氧化还原反应规律的应用 ‎4.（2017·绍兴新昌中学）NaNO2有像食盐一样的外观和咸味，它可将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白，使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价，失去携氧能力，美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂。‎ ‎（1）下列说法正确的是　　　　（填序号）。‎ A.解毒剂美蓝应该具有氧化性 B.中毒时亚硝酸盐发生氧化反应 C.解毒时高铁血红蛋白被还原 D.中毒过程中血红蛋白显氧化性 ‎（2）已知NaNO2能发生如下反应：2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I2＋2NaI＋2H2O 从上述反应推知　　　　（填序号）。‎ A.氧化性：I2＞NaNO2 B.氧化性：NaNO2＞I2‎ C.还原性：HI＞NO D.还原性：I2＞HI ‎（3）根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验来鉴别NaNO2和NaCl。现供选用的物质有：①白酒　②碘化钾淀粉试纸　③淀粉　④白糖　⑤食醋，进行本实验时，可以选用的物质至少有　　　　（填序号）。‎ ‎（4）某工厂的废液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染。下列试剂中：①NaCl　②NH4Cl　③HNO3　④浓H2SO4，能使NaNO2转化为N2的是　　（填序号）。‎ 解析　（1）将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白，使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价，说明NaNO2具有氧化性，美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂，应具有还原性，则A.解毒剂美蓝应该具有还原性，故A错误；B.中毒时亚硝酸盐发生还原反应，能使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价，故B错误；C.加入解毒剂美蓝，高铁血红蛋白被还原，故C正确；D.中毒过程中血红蛋白被氧化，表现出还原性，故D错误。（2）根据反应2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I2＋2NaI＋2H2O可知，氧化性：NaNO2＞I2，还原性：HI＞NO。（3）鉴别NaNO2和NaCl，可根据NaNO2在酸性条件下具有氧化性，用淀粉碘化钾试纸来检验，可加入醋酸酸化。（4）能使NaNO2转化为N2的应是具有还原性的物质，只有NH4Cl符合。‎ 答案　（1）C　（2）BC　（3）②⑤　（4）②‎ 考点五：氧化还原反应的有关计算 ‎5.（2018·金华十校高一）向100 mL FeI2溶液中逐渐通入Cl2，其中n（I2）、n（Fe3＋）随通入n（Cl2）的变化如图所示，下列说法不正确的是（　　）‎ A.氧化性强弱：I2Fe2＋，所以氧化性大小关系为Fe3＋>I2，A正确；B.根据图像可知，n（Cl2）＝0.12 mol时，I－已完全转化为I2，Fe2＋部分被氧化，所以溶液中含有的离子主要为Fe2＋、Fe3＋、Cl－，B正确；C.I－完全氧化需要消耗0.1 mol Cl2，根据电子守恒可知I－的物质的量为0.2 mol，FeI2的物质的量为0.1 mol，所以FeI2溶液的浓度为1 mol· L－1，C正确；D.n（Cl2）∶n（FeI2）＝1∶2时，设Cl2为1 mol，提供2 mol电子，I－的还原性大于Fe2＋的还原性，Cl2先与I－反应且可以氧化2 mol I－，I－未完全氧化，所以对应的离子方程式为2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，D错误。正确答案为D。‎ 答案　D 考点六：氧化还原反应方程式的配平（加试）‎ ‎6.（2018·浙江诸暨中学）已知有一反应为：3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O＋2H2O，下列说法中不正确的是（　　）‎ A.x＝4‎ B.1 mol Fe2＋被氧化时，被Fe2＋还原的O2的物质的量为1/3 mol C.Fe2＋和S2O都是还原剂 D.每生成1 mol Fe3O4，反应转移的总电子数为4 mol 解析　A.根据H原子守恒可知x＝4，故A正确；B.反应中1 mol Fe2＋被氧化时，失去1 mol电子，则被Fe2＋还原的O2的物质的量为 mol，故B错误；C.反应中，Fe和S元素的化合价升高，被氧化，Fe2＋和S2O都是还原剂，故C正确；D.反应Fe和S元素的化合价升高，被氧化，O2为氧化剂，每生成1 mol Fe3O4，需要氧气1 mol，故反应转移的电子总数为4 mol，故D正确；故选B。‎ 答案　B 易错点一　不能准确判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物 ‎[易错训练1]　（2017· 嘉兴市高一期末）化合物Q是一种具有耐高温等优异性能的新型陶瓷。工业上可用以下方法制取：‎ ‎3SiO2＋6C＋2N2Q＋6CO ‎（1）根据上述反应，推测Q的化学式为_________________________。‎ ‎（2）上述反应中的还原剂是　　　　。‎ ‎（3）上述反应中，每消耗90 g SiO2，可生成产物Q　　g。‎ 解析　（1）已知3SiO2＋6C＋2N2Q＋6CO，根据原子守恒可知Q为Si3N4。（2）3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，反应中C元素的化合价升高，N元素的化合价降低，则C为还原剂。（3）已知反应3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，则每消耗90 g SiO2，可生成产物Si3N4为＝70 g。‎ 答案　（1）Si3N4　（2）C　（3）70‎ 易错点二　不能准确判断物质氧化性和还原性的相对强弱及其应用 氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物 ‎[易错训练2]　常温下，在溶液中可发生以下反应：‎ ‎①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，‎ ‎②2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，‎ ‎③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；‎ 由此判断下列说法错误的是（　　）‎ A.铁元素在反应①和③中均被氧化 B.反应②中当有1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化 C.氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2‎ D.还原性强弱顺序为I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－‎ 解析　选项A，反应①中Fe2＋作还原剂，在反应中被氧化，反应③中Fe3＋‎ 作氧化剂，在反应中被还原，A不正确；反应②中Cl2作氧化剂，当1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化，B正确；由反应①可知，氧化性Br2＞Fe3＋，还原性Fe2＋＞Br－；由反应②可知，氧化性：Cl2＞Br2，还原性Br－＞Cl－，由反应③可知，氧化性Fe3＋>I2，还原性，I－＞Fe2＋，故C、D正确。‎ 答案　A 易错点三　不会利用转移电子数守恒规律进行相关计算 应用电子守恒解题的一般步骤为（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关系式：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）。‎ ‎[易错训练3]　（2018·浙江诸暨中学模拟）ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，其中Na2SO3被氧化为Na2SO4。在以上反应中，NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为（　　）‎ A.1∶1 B.2∶1‎ C.1∶2 D.2∶3‎ 解析　NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应过程中，氯元素化合价从＋5价降到＋4价，降低了1价，硫元素化合价从＋4价升高到＋6价，升高了2价，化合价升高数和化合价降低数相等，所以NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2∶1。故选B。‎ 答案　B 易错点四　不能正确理解氧化还原反应中的“不一定”‎ ‎1.含最高价态元素的化合物不一定有强氧化性，如H3PO4；而含低价态元素的化合物也可能有强氧化性，如氧化性HClO>HClO2>HClO3>HClO4。‎ ‎2.在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，如Cl2＋H2OHCl＋HClO，被氧化和被还原的都是氯元素。‎ ‎3.得电子难的物质不一定易失电子，如ⅣA族的碳（C）和稀有气体，既不容易得到电子，也不容易失去电子。‎ ‎4.元素由化合态变为游离态不一定被氧化，也可能被还原，如Fe2＋→Fe。‎ ‎5.氧化还原反应中一种反应物不一定只表现出一种性质，如在MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，HCl既表现酸性又表现还原性。‎ ‎6.浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，但二者并不能发生氧化还原反应。‎ ‎7.物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得失电子的能力，与得失电子的多少无关。如Na、Mg、Al的还原性强弱依次为Na>Mg>Al。‎ ‎8.氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，此方法不适用于歧化反应和电解反应。‎ ‎9.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。如铜与硝酸的反应。‎ ‎[易错训练4]　（2018·浙江湖州三县联考）H3PO2是精细磷化工产品。工业制备原理如下：‎ ‎（Ⅰ）2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑‎ ‎（Ⅱ）Ba（H2PO2）2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H3PO2‎ 下列推断不正确的是（　　）‎ A.反应Ⅰ是氧化还原反应，反应Ⅱ是非氧化还原反应 B.H3PO2具有强还原性，在空气中可能被氧化成磷酸 C.在反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶1‎ D.在标准状况下生成2.24 L PH3，上述反应转移0.3 mol电子 解析　A.Ⅰ.2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑中只有P元素的化合价发生变化是氧化还原反应，Ⅱ.Ba（H2PO2）2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H3PO2，为强酸制弱酸没有化合价变化是非氧化还原反应，故A正确；B.H3PO2中P的化合价为＋1，具有还原性，在空气中可能被氧化成磷酸，故B正确；C.Ⅰ.2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑中只有P元素的化合价发生变化，6个P的化合价由0升高到＋1价，2个P的化合价由0降低到－3价，则P4作还原剂，P4作氧化剂，所以氧化剂与还原剂的质量之比为1∶3，故C错误；D.Ⅰ.2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑中P元素的化合价由0降低到－3价，所以在标准状况下生成2.24 L即0.1 mol PH3时，转移0.1 mol×3＝0.3 mol电子，故D正确。‎ 答案　C ‎1. (2018·浙江11月选考)下列属于化合反应的是(　　)‎ A.Zn＋2AgNO3===Zn (NO3)2＋2Ag B.2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ‎ C.Cu(OH)2＋ 2HCl===CuCl2＋2H2O D.CaCO3CaO＋ CO2↑‎ 解析　A项属于置换反应；C项属于复分解反应；D项属于分解反应。‎ 答案　B ‎2.（2018·浙江4月）下列变化过程中，加入氧化剂才能实现的是（　　）‎ A.Cl2→Cl－ B.I－→I2‎ C.SO2→SO D.CuO→Cu 解析　加入氧化剂能夺取电子，使元素的化合价升高，只要判断是化合价升高的变化就能确定。‎ 答案　B ‎3. (2018·浙江11月选考)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是(　　)‎ A.2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2‎ B.Br2＋2NaI===2NaBr＋I2‎ C.3Br2＋6NaOH5NaBr＋NaBrO3＋3H2O D.HBr＋NaOH===NaBr＋H2O 解析　Br2和NaI反应，溴元素被还原；Br2和NaOH反应，溴元素既被氧化又被还原；HBr和NaOH反应属于复分解反应。‎ 答案　A ‎4.（2018·浙江6月）往FeBr2溶液中通入Cl2时，随参加反应Cl2物质的量的变化，溶液中某些离子的浓度变化情况如图所示。下列说法不正确的是（　　）‎ A.当n（Cl2）＜M mol时，发生的离子反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl―‎ B.当n（Cl2）＝M mol时，离子浓度关系：c（Fe3＋）∶c（Br－）∶c（Cl－）＝1∶2∶2‎ C.当n（Cl2）＝2M mol时，离子浓度大小关系：c（Cl－）＞c（Br－）‎ D.当Br―开始被氧化时，通入Cl2的物质的量小于原FeBr2的物质的量 解析　往FeBr2溶液中通入Cl2时，Cl2先跟Fe2＋反应，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl―，然后与Br－反应，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl―，B项中当n（Cl2）＝M mol时，离子浓度关系：c（Fe3＋）∶c（Br－）∶c（Cl－）===1∶2∶1，不正确。‎ 答案　B ‎5.（2017·浙江11月）取7.90 g KMnO4，加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体A，产物中锰元素以Mn2＋存在。‎ 请计算：‎ ‎（1）KMnO4的分解率　　　　。‎ ‎（2）气体A的物质的量　　　　。‎ 解析　（1）KMnO4的分解率＝分解的KMnO4的物质的量/KMnO4总的物质的量。题目已知KMnO4共7.90 g，物质的量为0.05 mol。加热分解后剩余固体为7.42 g，损失的质量为O2的质量0.48 g，说明O2的物质的量为0.015 mol。由2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，可知KMnO4消耗0.03 mol。所以KMnO4的分解率为（0.03 mol/0.05 mol）×100%＝60.0%。（注意保留有效数字）‎ ‎（2）在整个反应过程前后，锰元素从＋7价全部转化为＋2价，说明整个反应过程中转移了0.05 mol×5＝0.25 mol电子。剩余固体与浓盐酸反应生成气体A，则A应为氯气。所以整个反应过程中只有氧元素和氯元素失电子。氧元素失电子产生氧气，转移了0.015 mol×4＝0.06 mol电子。根据电子守恒得知，氯元素必然转移0.19 mol电子。每产生1 mol氯气就转移2 mol电子，所以一定会产生0.19 mol÷2＝0.095 mol氯气，保留三位有效数字，则最终答案为0.095 0 mol。‎ 答案　（1）60.0%　（2）0.095 0 mol ‎6.（2017·浙江11月）已知固体Na2SO3受热易分解。实验流程和结果如下：‎ 气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518 g·L－1，请回答：‎ ‎（1）气体Y分子的电子式　　　　　　　，白色沉淀的化学式　　　　　　　。‎ ‎（2）该流程中Na2SO3受热分解的化学方程式__________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎（3）另取固体X试样和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生，写出产生淡黄色沉淀的离子方程式___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________（不考虑空气的影响）‎ 解析　亚硫酸钠隔绝空气加热分解质量并没改变，说明并没有生成气体，应该是分解成了几种固体，加入盐酸后产生的气体Y，根据密度算出摩尔质量为34 g/mol，结合题目以及元素守恒，推断气体Y为H2S。那么Na2SO3的分解生成物中一定有S2－（Na2S），同时这是一个氧化还原反应，＋4价的S有降价必然还有升价，只能生成＋6价，所以另一分解产物应该是含有硫酸根的Na2SO4，再配平即可。‎ 至于第（3）问，X与亚硫酸钠混合，在酸性环境下产生了淡黄色沉淀，根据题目环境以及我们学过的黄色沉淀推知生成S单质，显然这是一个S2－与SO的归中反应，反应物还有H＋。‎ 答案　（1）　BaSO4　（2）4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4　（3）2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O