专题23 氧化还原反应 解析版.docx

专题23 氧化还原反应 解析版.docx

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专题23氧化还原反应解析版

专题3氧化还原反应

【名师预测】

本专题内容为高考的高频考点，主要考查点有四：

一是氧化还原反应概念的辨析，包括判断所给反应是否是氧化还原反应，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物的判断，氧化还原反应类型的判断，电子转移的方向和数目等；二是氧化还原反应规律及应用，包括氧化性和还原性强弱的比较、化合价变化规律及其应用等；三是氧化还原反应方程式的书写和配平，主要是利用氧化还原反应化合价变化规律书写产物，并能够利用化合价升降法进行配平等；四是氧化还原反应的定量计算，主要是利用电子守恒进行相关量的计算等。

通过近几年各省的高考试题的分析，发现氧化还原反应知识在理综的考试中一般很少以完整的题目单独出现，往往与其他知识点融合，分散到不同题目中进行考查。

氧化还原反应的基本概念的考查多在选择题的某一选项中出现。

以氧化还原反应方程式配平和得失电子守恒思想为基础的“新情境下方程式”的书写是高考的热点，在二卷填空题中多有出现，考查考生运用知识解决问题的能力，是高考命题的方向和重点。

【知识精讲】

一、氧化还原反应的概念

1.氧化还原反应的本质和特征

2.基于双线桥理解氧化还原反应概念之间的关系

概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。

3.氧化还原反应与四种基本类型反应间的关系

根据下图，将下面反应类型的序号填入下表中。

反应实例

反应类型

CO＋CuO

Cu＋CO2

____________

CaCO3

CaO＋CO2↑

____________

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

____________

NH3＋HCl===NH4Cl

____________

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

____________

HCl＋NaOH===NaCl＋H2O

____________

2KClO3

2KCl＋3O2↑

____________

根据上表总结：

①一定属于氧化还原反应的是________反应。

②一定不属于氧化还原反应的是________反应。

③属于氧化还原反应的常见化合反应的共同点是______________。

④属于氧化还原反应的常见分解反应的共同点是______________。

答案：

⑤　③　②　①　⑥　⑦　④；①置换　②复分解　③有单质参加　④有单质生成

4.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。

如：

（2）常见还原剂

常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。

如：

（3）元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性

其中：

Fe2＋、SO

主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。

二、氧化还原反应规律及其应用

（一）、氧化性、还原性强弱规律

1.氧化性、还原性的判断

（1）氧化性是指得电子的性质（或能力）；还原性是指失电子的性质（或能力）。

（2）氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。

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。

从元素的价态考虑：

最高价态——只有氧化性，如：

Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；

最低价态——只有还原性，如：

金属单质、Cl－、S2－等；

中间价态——既有氧化性又有还原性，如：

Fe2＋、S、Cl2等。

2.氧化性、还原性强弱的比较方法

（1）依据氧化还原反应方程式判断

氧化性：

氧化剂>氧化产物

还原性：

还原剂>还原产物

口诀：

比什么“性”找什么“剂”，“产物”之“性”小于“剂”。

（2）依据反应条件及反应的剧烈程度判断

当不同的氧化剂（或还原剂）与同一还原剂（或氧化剂）反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂（或还原剂）的氧化性（或还原性）越强，反之越弱。

如：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

O2＋4HCl（浓）

2Cl2＋2H2O

氧化性：

KMnO4>MnO2>O2

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

Mg＋2H2O

Mg（OH）2＋H2↑

还原性：

Na>Mg

（3）依据被氧化还原的程度判断

相同条件下：

a.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：

→

b.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。

例如：

→

（4）依据“三表”判断

a.根据元素周期表判断

b.根据金属活动顺序表

c.根据非金属活动性顺序表判断

（5）依据“两池”判断

a.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。

b.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。

（6）依据“三度”判断（“三度”即：

浓度、温度、酸碱度）

a.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：

浓盐酸>稀盐酸。

b.温度：

同一种物质，温度越高其氧化性（或还原性）越强。

如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

c.酸碱度：

同一种物质，所处环境酸（碱）性越强其氧化性（或还原性）越强。

如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。

（二）价态归中、歧化规律及其应用

1.价态归中规律思维模型

含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。

简记为“两相靠，不相交”。

例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

注：

不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。

2.歧化反应规律思维模型

“中间价―→高价＋低价”。

具有多种价态的元素（如氯、硫、氮和磷元素等）均可发生歧化反应，如：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

3.应用

（1）判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性，如浓H2SO4与SO2不发生反应。

（2）根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。

如对于反应6HCl＋NaClO3===NaCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。

（三）先后规律及其应用

1、规律

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＋。

2、应用

（四）守恒规律及其应用

1、规律

氧化还原反应遵循以下三个守恒规律：

①质量守恒：

反应前后元素的种类和质量不变。

②电子守恒：

即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数，这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。

③电荷守恒：

离子方程式中，反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。

书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒，如Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋（错误），2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋（正确）。

2、应用

三、氧化还原反应的计算

对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应中得失电子守恒，即反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等进行计算。

利用守恒思想，可以抛开烦琐的反应过程，只要把物质分为始态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。

（1）应用得失电子守恒解题的一般步骤

①“一找物质”——找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

②“二定得失”——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）。

③“三列关系”——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＝n（还原剂）×变价原子个数×化合价变化值

（2）多步连续进行的氧化还原反应的有关计算

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电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。

四、氧化还原反应方程式的书写与配平

1．正向配平法

2．逆向配平法

适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。

先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。

由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。

3、缺项型氧化还原反应方程式的配平

缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。

（1）配平方法

先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。

（2）补项原则

条件

补项原则

酸性条件下

缺H（氢）或多O（氧）补H＋，少O（氧）补H2O（水）

碱性条件下

缺H（氢）或多O（氧）补H2O（水），少O（氧）补OH－

4、信息型氧化还原反应方程式的书写

【典题精练】

考点1、考查氧化还原反应的有关概念

例1．赤铜矿的成分是Cu2O，辉铜矿的成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：

2Cu2O＋Cu2S

6Cu＋SO2。

对于该反应，下列说法中错误的是（　　）

A．反应中Cu2S只作氧化剂

B．还原产物与氧化产物的物质的量之比为61

C．Cu2O在反应中具有氧化性

D．反应中被氧化的元素是S

【解析】Cu2O和Cu2S中Cu化合价都降低，都为氧化剂，Cu2S也作还原剂，A错误；反应中还原产物为Cu，氧化产物为SO2，则二者物质的量之比为61，B正确；Cu2O在反应中Cu化合价由＋1价降低到0价，作氧化剂有氧化性，C正确；反应中Cu化合价只降低，为还原产物，D正确。

【答案】A

练后反思：

氧化还原反应概念的辨析要理清知识线索

考点2、考查氧化还原反应的分析方法

例2、LiAlH4是重要的储氢材料，可与水发生反应：

LiAlH4＋2H2O===LiAlO2＋4H2↑。

下列说法中正确的是（　　）

A.氢气既是氧化产物又是还原产物

B.LiAlH4既是氧化剂又是还原剂

C.若生成标准状况下4.48LH2，则转移0.4mol电子

D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1

【解析】由反应方程式可知，LiAlH4中H由－1价升高为0价，被氧化，是还原剂，H2O中H由＋1价降为0价，被还原，是氧化剂，氢气既是氧化产物又是还原产物，A项正确、B项错误；由反应方程式可知，每1molLiAlH4反应，转移4mol电子，生成4molH2，若生成标准状况下4.48L（即0.2mol）H2，则转移0.2mol电子，C项错误；LiAlH4为还原剂，水为氧化剂，还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶2，D项错误。

【答案】A

练后归纳：

正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素（特别是变价元素）的化合价。

基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。

常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：

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。

近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断

CuFeS2　Cu＋2　Fe＋2　S－2　K2FeO4　Fe＋6

Li2NH　N－3　LiNH2　N－3　AlN　N－3

Na2S2O3　S＋2　MO

　M＋5　C2O

　C＋3

HCN　C＋2　N－3　CuH　Cu＋1　H－1

FeO

　Fe＋（8－n）　Si3N4　Si＋4　N－3

考点3、考查氧化还原反应规律的应用

例3、氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：

Cl2＋KOH―→KX＋KY（未配平），KX在一定条件下能自身反应：

KX―→KY＋KZ（未配平，KY与KZ关系比为13），以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是（　　）

A．＋1B．＋3C．＋5D．＋7

【解析】反应Cl2＋KOH―→KX＋KY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯分别显正价和－1价；由于KX也发生歧化反应KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低是：

Z中Cl>X中Cl（均为正价）。

假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及KX―→KY＋3KZ，有a＋1＝3（b－a），把a＝1、a＝3、a＝5代入上式讨论，可知a＝5时，b＝7符合题意。

则KX中Cl的化合价为＋5。

【答案】C

练后总结：

同一元素不同价态原子间发生氧化还原反应，①②③可以发生，④不可能发生。

即：

归中规律为：

只靠拢，不相交。

考点4、考查氧化还原反应的定量计算

例4．向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。

下列有关说法不正确的是（　　）

A.线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况

B.原混合溶液中c（FeBr2）＝6mol·L－1

C.当通入Cl22mol时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－

D.原溶液中n（Fe2＋）∶n（I－）∶n（Br－）＝2∶1∶3

【解析】根据还原性：

Br－＜Fe2＋＜I－，线段AB代表I－物质的量的变化情况，线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况，线段DE代表Br－物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n（Fe2＋）∶n（I－）∶n（Br－）＝2∶1∶3，D项正确。

【答案】B

【名师点睛】本题重点考察氧化还原反应的基本规律之一，得失电子守恒。

氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且失电子总数等于得电子总数。

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，且化合价升高总数必等于降低总数。

有关得失电子守恒（化合价守恒）的规律有如下应用：

（1）求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比，或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比。

（2）配平氧化还原反应方程式。

（3）进行有关氧化还原反应的计算：

练后反思：

氧化还原反应和离子反应中的竞争反应

反应物间一对多的化学反应常有“平行反应”和“竞争反应”两类，平行反应主要指多个反应相互间没有影响可同时进行；而竞争反应是指由于反应能力不同，多个反应按一定的先后顺序逐次进行。

竞争反应主要包括两种基本题型：

一是一种氧化剂（还原剂）与多种还原剂（氧化剂）反应，如把Cl2通入含I－、Br－、Fe2＋的溶液中，按照还原能力由强到弱的顺序，I－优先反应，其次是Fe2＋，最后是Br－；二是一种酸（碱）与多种碱性（酸性）物质反应，如把盐酸逐滴加入到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中，按照碱性由强到弱的顺序，NaOH优先反应，其次是Na2CO3，最后是NaHCO3，此类竞争反应的先后顺序即是其有效顺序。

在实际问题中有部分看似平行的反应，由于物质的性质而出现了“有效”和“无效”两种可能性，准确地确定有效反应就成了解题的关键。

主要考虑三种竞争反应：

1、复分解反应之间的竞争：

若某一溶液中同时存在几个可能的复分解反应，则生成更难溶解或更难电离的物质的反应将优先进行；2.氧化还原反应之间的竞争：

若某一溶液中同时含有多种还原性（氧化性）物质，则加入一种氧化剂（还原剂）时，优先氧化（还原）还原性（氧化性）强的物质。

要熟记常用的氧化剂的氧化性强弱顺序：

MnO

>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>SO2>S和还原剂的还原性强弱顺序S2－>SO

（或SO2）>I－>Fe2＋>Br－>Cl－；

3.氧化还原反应和非氧化还原反应之间的竞争：

（1）一般情况下，氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。

（2）考查该类型优先反应的载体，除SO2与漂白粉溶液、SO

与HNO3（稀）外，还有Fe2＋与ClO－、S2－与Fe3＋等。

考点5、考查氧化还原反应方程式的书写与配平

例5、4．

（1）KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其反应的离子方程式为_______________________________。

（2）在酸性条件下，NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为_______________。

（3）将ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，发生反应的离子方程式为____________________。

（4）KClO3与KI淀粉溶液混合后溶液显蓝色，假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。

（5）利用钴渣[含Co（OH）3、Fe（OH）3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co（OH）3溶解还原反应的离子方程式为________________________________________________________。

（6）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_________________________________。

（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO

，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________。

（8）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为________________。

（9）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溶液反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的离子方程式：

______________________________________。

（10）硫酸亚铁溶液在空气中变质，发生反应的离子方程式为_________________。

【答案】

（1）2MnO

＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

（2）4H＋＋5ClO

===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O

（3）2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－

（4）ClO

＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O

（5）2Co（OH）3＋4H＋＋SO

===SO

＋2Co2＋＋5H2O

（6）PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－

（7）S2O

＋4Cl2＋5H2O===2SO

＋8Cl－＋10H＋

（8）SO

＋I2＋H2O===2I－＋SO

＋2H＋

（9）2MnO

＋5H2S＋6H＋===5S↓＋2Mn2＋＋8H2O

（10）4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O

解题技巧：

配平的基本技能

（1）全变从左边配：

氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的，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：

先将得失电子数配平，再观察两边电荷。

若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，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。

【名校新题】

1．（2019·山东高考模拟）工业废水中含有的

和CrO42－会对水体产生很大的危害，这种工业废水必须净化处理。

一种处理含铬废水的工艺流程如下：

下列说法不正确的是

A．①中，酸化后发生反应为

B．②中，反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1

C．③中，所得沉淀Cr（OH）3中含有Fe（OH）3

D．③中调pH所用物质可以是NH3或Fe2O3

【答案】B

【解析】A．酸化后，2CrO42-（黄色）+2H+⇌Cr2O72-（橙色）+H2O正向移动，橙色加深，故A正确；B．②中Cr元素的化合价降低，Fe元素的化合价升高，由电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为

=

，故B错误；C．③中反应生成Fe3+、Cr3+，均与碱反应，则③中所得沉淀Cr（OH）3中含有Fe（OH）3，故C正确；D．①中酸化后，溶液显强酸性，③中可以选用NH3或Fe2O3与酸反应调节pH，故D正确；答案选B。

选D。

2．（2019·山东泰安一中高三月考）《抱朴子·金丹》中有如下描述：

“凡草木烧之即烬，而丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂，或以硫黄覆之，亦复得”对此段话的理解中肯定错误的是（）

A．“草木烧之即烬”的烬含有K2CO3B．“丹砂烧之”过程中没有发生电子的转移

C．该过程的“积变”是化合反应D．丹砂可能是HgS

【答案】B

【解析】A.草木燃烧后剩余的物质“烬”中含有K2CO3，A正确；B.丹砂是HgS，加热分解为汞和硫，属于氧化还原反应，B错误；C.丹砂是HgS，加热分解为汞和硫，遇冷Hg和S化合为HgS，C正确；D.《抱朴子·金丹》中的描述，以硫黄覆之（水银），亦复得，说明汞与硫常温下反应可生成硫化汞，丹砂可能是HgS，D正确；正确选项B。

3．（2019·山东省临沂市第十九中学高考模拟）下列我国古代的技术应用中，不涉及氧化还原反应的是

A．煅烧贝壳

B．粮食酿醋

C．古法炼铁

D．火药爆炸

【答案】A

【解析】A、煅烧贝壳是碳酸钙发生分解反应生成氧化钙和二氧化碳，元素化合价均没发生变化，没有发生氧化还原反应，选项A符合；B、醋的酿造存在从乙醇转化为乙酸的过程，为氧化还原反应，选项B不符合；C、炼铁中有单质铁的生成，属于氧化还原反应，选项C不符合；D、火药爆炸属于剧烈的氧化还原反应，存在元素的化合价变化，属于氧化还原反应，选项D不符合。

答案选A。

4．（2019·山东省夏津第一中学高三月考）将3.48g四氧化三铁完全溶解在100mL1mol/L的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25mL恰好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+，Cr2O72-全部转化为Cr3+，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度是（）

A．0.05mol/LB．0.2mol/LC．0.1mol/LD．0.3mol/L

【答案】C

【解析】此题考查的是有关氧化还原反应的计算，解题的关键点是明白了Fe3O4的化合价中，3个铁原子中有2个是＋3价，只有1个是＋2价．分析题意可得出：

Fe3O4～Fe2+

Fe3+，Cr2O72-

2Cr3+；

设K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为c，则：

3.48g÷232g/mol＝0.025L×c×2×3，解得c＝0.1mol/L．

综上所述，本题正确答案为C。

5．（2019·山东省夏津第一中学高三