专题02 氧化还原反应.docx

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专题02氧化还原反应

2018年学易高考三轮复习系列：

讲练测之核心热点总动员

【名师精讲指南篇】

【高考真题再现】

1．【2017北京卷】下列变化中，气体被还原的是（）

A．二氧化碳使Na2O2固体变白B．氯气使KBr溶液变黄

C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀

【答案】B

【名师点睛】明确氧化还原反应的含义和判断依据是解答的关键，注意氧化还原反应的分析思路，即判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。

其中“找变价”是非常关键的一步，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清它们的变化情况。

该题的易错点是选项A，注意转化规律的理解：

氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。

因此Na2O2分别与H2O、CO2反应时，Na2O2既是氧化剂、又是还原剂，而H2O、CO2都没有参与反应的电子得失。

2．【2017天津卷】下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（）

A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能

B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能

C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能

D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能

【答案】A。

【解析】A、硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础，利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应，与氧化还原反应无关；B、锂离子电池工作时，涉及到氧化还原反应；C、电解质溶液导电实质是电解的过程，与氧化还原反应有关；D、葡萄糖供能时，涉及到生理氧化过程。

故选A。

【名师点睛】本题以各种能量之间的转化为载体考查氧化还原反应的判断。

氧化还原反应实质是电子的转移，涉及到化合价的升降，故可根据各种能量转化的原理来判断是否有化合价的变化，从而判断是否是氧化还原反应。

3．【2016年高考北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡：

Cr2O72-（橙色）+H2O

2CrO42-（黄色）+2H+。

用K2Cr2O7溶液进行下列实验：

结合实验，下列说法不正确的是（）

A．

中溶液橙色加深，

中溶液变黄

B．

中Cr2O72-被C2H5OH还原

C．对比

和

可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强

D．若向

中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色

【答案】D

【考点定位】本题主要是考查化学平衡移动、氧化还原反应判断

【名师点晴】明确溶液中的反应特点，并能灵活应用勒夏特列原理判断平衡的移动方向是解答的关键，解答时要注意通过对比实验的分析得出在酸性溶液中重铬酸钾的氧化性强，能把乙醇氧化。

易错选项是D，注意④中的实验环境，不要忽视了溶液中还存在乙醇，而不能单纯的考虑平衡的移动方向。

4．【2016年高考上海卷】下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是（）

A．海带提碘B．氯碱工业

C．氨碱法制碱D．海水提溴

【答案】C

【考点定位】考查氧化还原反应概念。

【名师点睛】氧化还原反应是历年高考必考知识点之一，重点是氧化还原反应的概念、氧化性和还原性强弱比较、氧化还原反应方程式配平、氧化还原反应有关计算等。

掌握氧化还原反应基本概念是解答的关键：

失去（共用电子对偏离）电子、化合价升高、被氧化、发生氧化反应、本身做还原剂、转化为氧化产物；得到（共用电子对偏向）电子、化合价降低、被还原、发生还原反应、本身做氧化剂、转化为还原产物。

涉及氧化还原反应配平和计算时依据“质量守恒”、“电子守恒”便可解答，一般题目难度不大。

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5．【2016年高考上海卷】一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中

和

代表不同元素的原子。

关于此反应说法错误的是（）

A．一定属于吸热反应B．一定属于可逆反应

C．一定属于氧化还原反应D．一定属于分解反应

【答案】A

【解析】

试题分析：

根据图示可知该反应反应物是一种，生成物是两种且其中一种是单质。

A．该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑的反应是放热反应，错误；B．根据图示可知有一部分反应物未参加反应，属于该反应是可逆反应，正确；C．该反应中化合物发生分解反应有单质生成，所以有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，正确；D．反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，正确。

【考点定位】考查常见化学反应类型的判断。

【名师点睛】化学试题的呈现方式形式多样，可采用文字、数据、图表、示意图等多种方式的融合，增加试题信息的广度，考查学生从不同呈现方式中提取有用信息、加工信息，并利用信息进行思考或推理的能力。

这些信息蕴含着解决试题的重要思路、数据和方法，如物质性质、物质形态、反应条件、反应产物、结构特征以及变化趋势等。

这就要求考生通过“现场独立自学”的方式，从中概括抽象出新的知识或发现数据之间的关系，同时与学过的知识相组合，形成较全面的网络化的知识体系，将这些知识体系进一步应用到新的知识情境中，从而解决问题。

这种试题对具有自主学习和独立思考能力的培养和考查，将发挥非常重要的作用。

本题利用分子模型示意图考查了四种基本反应类型与氧化还原反应、可逆反应、吸（放）热反应的区别与联系，注意示意图中隐藏的信息：

反应前只有一种分子，反应后既有新生成的化合物分子，又有新生成的单质分子，还有未反应的反应物分子，结合各种反应的本质特征回答即可。

6．【2016年高考上海卷】O2F2可以发生反应：

H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是（）

A．氧气是氧化产物

B．O2F2既是氧化剂又是还原剂

C．若生成4.48LHF，则转移0.8mol电子

D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：

4

【答案】D

【考点定位】考查氧化还原反应的有关概念和简单计算。

【名师点睛】本题主要涉及氧化还原反应，氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。

在反应中，氧化剂是得到电子的或电子对偏向的物质，本身具有氧化性，反应后化合价降低，对应的产物是还原产物；还原剂是失去电子的或电子对偏离的物质，本身具有还原性，反应后化合价升高，对应的产物为氧化产物。

整个反应过程电子从还原剂转移到氧化剂。

一定记清各概念之间的关系：

还原剂—化合价升高—失去电子—被氧化—发生氧化反应—生成氧化产物；氧化剂—化合价降低—得到电子—被还原—发生还原反应—生成还原产物。

7．【2016年高考上海卷】（本题共12分）

NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：

（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl

（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2

已知HCN（Ki=6.3×10-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。

完成下列填空：

（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为____________（选填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是______________________。

（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。

_______________________________________

（3）处理100m3含NaCN10.3mg/L的废水，实际至少需NaClO___g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5mg/L，达到排放标准。

（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似。

（CN）2与NaOH溶液反应生成_________、__________和H2O。

【答案】

（1）碱性；防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气。

（2）2OCN－+3ClO－＝CO32－+CO2↑+3Cl－+N2↑

（3）14900

（4）NaOCN、NaCN

（3）NaCN被氧化的两个阶段氧化剂均为NaClO，所以可以合并一起进行计算，即反应物为NaCN和NaClO，生成物为：

Na2CO3、CO2、NaCl和N2。

参加反应的NaCN是

，反应中C由＋2价升高到＋4价，N元素化合价从－3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，所以处理100m3含NaCN10.3mg/L的废水，实际至少需NaClO的质量为

g。

【考点定位】考查氧化还原反应方程式书写、计算、元素周期律等有关判断

【名师点睛】对于HA

H++A-，Ki=

，一定温度下电离平衡常数的大小通常是用来衡量酸性强弱的主要依据，Ki值越大说明酸性越强。

HCN的Ki=6.3×10-10，说明HCN是极弱的酸，NaCN属于强碱弱酸盐，极易水解使水溶液表现碱性，即NaCN只能存在于碱性环境中。

若调整NaCN溶液pH至中性或酸性，NaCN几乎完全转化为剧毒物质HCN。

该题中主要涉及氧化还原反应，氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。

在氧化还原反应中遵循电子守恒，即氧化剂得到的电子的物质的量（或个数）等于还原剂失去的电子的物质的量（或个数）。

若将电子守恒规律应用于解题，可以大大简化我们的计算过程，收到事半功倍的效果。

守恒法是中学化学中常用的解题方法之一，守恒法包括质量守恒、原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。

在进行解题时，如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。

首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。

①在溶液中存在着阴阳离子，由于溶液呈电中性，所以可考虑电荷守恒；②在氧化还原反应中存在着电子的转移，通常考虑电子守恒。

③在某些复杂多步的化学反应中可考虑某种元素的守恒法；④在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。

微粒半径比较可能涉及到原子或者离子，一般规律是：

电子层数多的微粒半径大，当电子层数相同时原子序数大的半径小。

8．【2016年高考新课标Ⅰ卷】（14分）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）NaClO2中Cl的化合价为_______。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。

此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：

每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。

NaClO2的有效氯含量为____。

（计算结果保留两位小数）

【答案】

（1）+3价；

（2）2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；

（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2-（或NaClO2）；

（4）2:

1；O2；

（5）1.57g。

2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O，可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:

1，该反应中氧化产物O2。

（5）每1克NaClO2的物质的量为n（NaClO2）=1g÷90.5g/mol=

mol，

其获得电子的物质的量是n（e-）=

mol×4=4/90.5mol，1molCl2获得电子的物质的量是2mol，根据电子转移数目相等，可知其相对于氯气的物质的量为n=

mol×4÷2=

mol，则氯气的质量为

mol×71g/mol=1．57g。

【考点定位】考查混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用的知识。

【名师点睛】化合价是元素形成化合物时表现出来的性质，在任何化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0，掌握常见元素的化合价，并根据元素吸引电子能力大小及化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0的原则判断元素的化合价。

有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，元素化合价升高，失去电子，该物质作还原剂，变为氧化产物；元素化合价降低，获得电子，该物质作氧化剂，变为还原产物，元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移的数目；可利用最小公倍数法配平氧化还原反应方程式，对于离子反应，同时还要符合电荷守恒及原子守恒。

物质的氧化能力大小可结合每1mol物质获得电子的多少，获得电子越多，其氧化能力就越强。

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9．【2016年高考北京卷】（13分）

用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如右图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：

初始pH

pH=2.5

pH=4.5

NO3—的去除率

接近100%

＜50%

24小时pH

接近中性

接近中性

铁的最终物质形态

pH=4.5时，NO3—的去除率低。

其原因是________。

（3）实验发现：

在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3—的去除率。

对Fe2+的作用提出两种假设：

Ⅰ．Fe2+直接还原NO3—；

Ⅱ．Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。

①做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_______。

②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。

结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3—去除率的原因：

______。

pH=4.5（其他条件相同）

（4）其他条件与

（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：

初始pH

pH=2.5

pH=4.5

NO3—的去除率

约10%

约3%

1小时pH

接近中性

接近中性

与

（2）中数据对比，解释

（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：

__________。

【答案】

（1）①铁②NO3－+8e－+10H+=NH4++3H2O

（2）因为铁表面生成不导电的FeO（OH），阻止反应进一步发生

（3）①本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率。

②Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，有利于反应的进行，使NO3-的去除率提高

（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全，初始pH高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3—去除率和铁的最终物质形态不同。

（3）①从右图可以看出只加入铁粉和只加入Fe2+，NO3-的去除率都不如同时加入铁和亚铁离子硝酸根的去除率高，说明不是由于了亚铁离子的还原性提高了硝酸根的去除率，而是由于Fe2+破坏FeO（OH）生成了四氧化三铁；

②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成四氧化三铁，该反应的离子方程式为：

Fe2++2FeO（OH）＝Fe3O4+2H+。

加入Fe2+之所以可以提高硝酸根离子的转化率主要因为较少了FeO（OH）的生成，生成更多的Fe3O4，增强了导电性，另外生成了H+，可以使pH增大的速度减慢，使NO3-的转化率增大；

【考点定位】本题主要是考查化学反应原理，涉及电化学、氧化还原反应等相关知识

【名师点晴】该题一改化学原理综合应用的拼题，改成“借实验考原理”的方式来考查学生应用化学反应基本理论、化学反应速率平衡、电化学等理论联系实际，分析解决氧化还原反应、速率平衡、电化学等问题的能力。

此题区分度在第（4）问。

实际上，我们只要抓住主要矛盾，便可简化解题思路。

我们只需要从影响速率平衡的主要因素（此题主要是浓度）考虑问题即可。

此问极易诱导学生从复杂角度分析问题，不容易得到正确答案。

【考点深度剖析】

一、理清氧化还原反应相关概念间的关系。

二、掌握氧化还原反应的基本规律及应用。

1.氧化性、还原性强弱的比较。

（1）通过氧化还原反应方程式判断

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

氧化性：

MnO2>Cl2

（2）根据与同一物质反应情况（反应条件、剧烈程度）判断

F2＋H2

2HF

Cl2＋H2

2HCl

氧化性F2>Cl2

（3）根据原电池电极反应判断

还原性Zn>Fe

（4）根据物质浓度、溶液酸碱性或温度判断

氧化性：

浓HNO3>稀HNO3

还原性：

浓盐酸>稀盐酸

2．反应先后顺序规律。

同一种氧化剂与多种还原剂反应，还原性强的还原剂先反应；同一种还原剂与多种氧化剂反应，氧化性强的氧化剂先反应。

应用：

①判断某一氧化还原反应能否正常进行。

②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。

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。

应用：

①判断氧化还原反应能不能发生。

②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。

4．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。

应用：

①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。

②配平氧化还原反应方程式。

三、氧化还原反应化学方程式的书写与配平。

1.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。

2．书写信息型氧化还原反应的步骤（三步法）

第1步：

根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律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。

第2步：

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。

第3步：

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。

【应试技巧点拨】

1．理解氧化还原反应的相关概念，并解决实际问题

（1）正确标注元素化合价，分析元素反应前后化合价的变化，是解决氧化还原反应相关问题的关键。

（2）需要牢固掌握氧化还原反应知识中的重要概念和重要规律,真正做到举一反三,灵活运用.

2．理解、应用守恒定律

守恒定律是自然界最重要的基本定律，是化学科学的基础。

在化学反应中，守恒包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。

任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。

电荷守恒即反应前后阴、阳离子所带电荷数必须相等；原子守恒（或称质量守恒），也就是反应前后各元素原子个数相等；得失电子守恒是指在氧化还原反应中，失电子总数一定等于得电子总数，即得失电子数目保持守恒。

守恒法是解答化学计算题最常用的方法之一。

3．正确分析氧化还原反应的的电子转移及化合价的变化。

（1）氧化还原反应中的基本概念、配平、计算等考查都是围绕电子转移展开的．必须从元素化合价升降上分析氧化还原反应．

（2）对氧化还原反应概念原理综合运用的考查,要从氧化还原反应的实质及电子转移入手,正确理解有关概念,并理清知识线和对应规律。

（3）根据题中信息分析，要善于利用氧化还原反应中的守恒规律、价态变化规律、强弱规律、难易规律去分析特征元素的化合价变化，得出合理答案。

【名题精选练兵篇】

1．【黑龙江省哈尔滨六中2018届高三12月月考】下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是（）

A．用葡萄糖制镜或保温瓶胆B．用ClO2杀菌、消毒

C．用Na2SiO3溶液制备木材防火剂D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果

【答案】C

【解析】A．利用葡萄糖的还原性和银氨溶液的氧化性；B．利用ClO2的强氧化性；C．不涉及物质氧化性或还原性；D．利用高锰酸钾溶液氧化水果释放的乙烯。

故选C。

2．【湖南省长沙市长郡中学2018届高三月考（四）】环保部门利用Na2S2O3处理含氰化钠废水，其反应原理为NaCN+Na2S2O3=NaSCN+Na2SO3（NaSCN中S的化合价为-2价），下列有关说法正确的是（）

A．NaCN中C的化合价为+4价B．Na2S2O3只作还原剂

C．Na2SO3是氧化产物D．该方法处理酸性废水效果更好

【答案】C

3．【西藏林芝市第一中学2018届高三上学期第三次月考】复印机工作时产生臭氧，臭氧的浓度过高时对人体有害。

臭氧可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，反应为：

2KI+O3+H2O==2KOH+I2+O2，下列结论正确的是（）

A．O3在反应中被氧化为O2B．1molO3在反应中得到4mol电子

C．KI在反应中被还原为I2D．KI在反应中被氧化为I2

【答案】D

【解析】2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2中，I元素的化合价由-1价升高为0，O元素的化合价由0降低为-2价。

A、O元素化合价降低，则O3在反应中被还原，故A错误；B、1molO3在反应中得到2mol电子，故B错误；C、I元素的化合价升高，则KI在反应中被氧化，故C错误、D正确。

故选D。

4．【山西省阳高县第一中学2018届高三上学期第二次月考】在铁的氧化物和氧化铝组成的混合物中，加入2mol/L硫酸溶液65mL，恰好完全反应。

所得溶液中Fe2+能被标准状况下112mL氯气氧化。

则原混合物中金属元素和氧元素的原子个数之比为（）

A．9:

13B．4:

3C．3:

4D．5:

7

【答案】A

【解析】硫酸的物质的量n=2mol/L×0.065L=0.13mol，所以n（H+）=0.26mol。

因为其与混合物恰好完全反应，氢离子与混合物中的氧离子生成H2O，说明混合物中含有0.13molO；n（Cl2）=0.005mol，根据反应：

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－，则溶液中n（Fe2+）=0.01mol，所以FeO为0.01mol。

设Fe2O3和Al2O3为Xmol，则0.01+3X=0.13，X=0.04，所以金属原子个数是0.01+0.04×2=0.09，原混合物中金属元素和氧元素的原子个数之比为0.09:

0.13=9：

13．本题选A．学&科&网

5．【山东省烟台市2018届高三上学期期中】NaNO2是一种食品添加剂，它与酸性KMnO4溶液可发生反应：

MnO4-+NO2-+X→Mn2++NO3-+H2O（未配平）。

下列叙述中正确的是（）

A．生成1mo1NaNO3需消耗0.4mo1KMnO4

B．反应过程中溶液的pH减小

C．该反应中NO2﹣被还原

D．X可以