高考化学复习步步高高考化学二轮复习广东专用专题突破配套文档专题四氧化还原反应.docx

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高考化学复习步步高高考化学二轮复习广东专用专题突破配套文档专题四氧化还原反应

[考纲要求]　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，掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

考点一　基于“双线桥”辨析概念

理清知识线索

题组一　氧化还原反应相关概念的正误判断

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu均为单质被还原的置换反应（×）

（2014·山东理综，7C）

（2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应（×）

（2014·山东理综，7D）

（3）因为Fe3＋具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋（×）

（2013·广东理综，10B）

（4）化合反应均为氧化还原反应（×）

（2012·山东理综，7A）

（5）工业上利用合成氨实现人工固氮不涉及氧化还原反应（×）

（2012·广东理综，10C）

（6）Na2O2用作呼吸面具的供氧剂不涉及氧化还原反应（×）

（2012·广东理综，10A）

题组二　“双线桥”分析“陌生”反应

2．为监测空气中汞蒸气是否超标，通过悬挂涂有CuI（白色）的滤纸，根据滤纸是否变色（亮黄色至暗红色）及变色所需时间来判断空气中的汞含量。

发生的化学反应为4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu。

下列说法不正确的是（双选）（　　）

A．上述反应属于置换反应

B．当有1molCuI反应时，转移电子为1mol

C．该反应中的氧化剂为CuI

D．Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物

答案　BD

解析　

B项，当有1molCuI反应时，转移电子为

＝0.5mol，错误；C项，根据上述分析，得电子的是＋1价的铜，所以CuI为氧化剂；D项，Cu2HgI4仅是氧化产物。

3．（2013·上海，18改编）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3―→K2O＋5Na2O＋16N2↑。

若氧化产物比还原产物多1.75mol，则下列判断正确的是（　　）

A．生成40.0LN2（标准状况）

B．有0.250molKNO3被氧化

C．转移电子的物质的量为1.25mol

D．被还原的N原子的物质的量为3.75mol

答案　C

解析　根据反应方程式可知，每当生成16molN2，则氧化产物比还原产物多14mol，转移电子的物质的量为10mol，被氧化的N原子的物质的量为30mol，有2molKNO3被还原。

现氧化产物比还原产物多1.75mol，则生成2molN2，转移电子的物质的量为1.25mol，被氧化的N原子的物质的量为3.75mol，因此，C正确，D错误。

理解概念抓实质，解题应用靠特征，即从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。

具体方法是找变价、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。

考点二　氧化还原反应的基本规律及应用

1．性质强弱规律

物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，可从“热>冷”（温度）、“浓>稀”（浓度）、“易>难”（反应条件、剧烈程度），以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断；还要学会从化学反应方向的角度判断“剂>物”（同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性）。

2．反应先后规律

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。

4．邻位价态规律

氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态

如：

（1）Cl－被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素。

（2）S2－一般被氧化为S，S单质一般被氧化成SO2。

（3）ClO－、ClO

作氧化剂、Cl－作还原剂时，一般被还原成Cl2，而不是Cl－。

5．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。

题组一　性质强弱规律的应用

（一）由方程式判断强弱

1．已知常温下，在溶液中可发生如下反应：

Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。

由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋

C．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋D．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋

答案　A

解析　根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由两个方程式可以得到还原性强弱顺序：

Fe2＋＞Ce3＋，Sn2＋＞Fe2＋。

故A项正确。

（二）依据顺序判断反应是否发生

2．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）

A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3

B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2

C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

答案　A

解析　Fe3＋能氧化I－，所以不可能生成FeI3，A错，D对；B项，当Cl2少量时，I－先被氧化；C项，由于Co2O3的氧化性强于Cl2的，所以Co2O3能氧化Cl－得到Cl2，而Co2O3被还原为Co2＋。

（三）相互竞争的反应

3．（2013·上海，16）已知氧化性Br2＞Fe3＋。

FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为

aFe2＋＋bBr－＋cCl2―→dFe3＋＋eBr2＋fCl－

下列选项中的数字与离子方程式的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是（　　）

A．2　4　3　2　2　6

B．0　2　1　0　1　2

C．2　0　1　2　0　2

D．2　2　2　2　1　4

答案　B

解析　Cl2先氧化Fe2＋；A项，Cl2过量；C项，Cl2少量；D项，FeBr2和Cl2等量。

正确运用有关氧化性、还原性强弱的比较规律，对于提高解题能力有很大帮助。

有关物质的氧化性或还原性的比较可以从多个角度进行考查，涉及的知识面很广，常考的判断依据：

（1）根据金属活动性顺序比较。

①金属活动性顺序：

金属单质的还原性从K→Au逐渐减弱，其对应离子的氧化性从K＋→Au2＋逐渐增强。

②非金属活动性顺序：

一般某元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，对应非金属离子的还原性越弱。

（2）根据原电池两极和电解池两极的放电顺序进行判断。

原电池中，活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极；电解池中，阳极上物质的放电顺序即为对应物质还原性次序，阴极上的阳离子放电顺序即为阳离子氧化性次序。

题组二　守恒规律的灵活应用

（一）根据电子守恒进行计算

4．在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O参加反应，则被水还原的溴元素为（　　）

A．1molB.

mol

C.

molD．2mol

答案　C

解析　设被水还原的溴元素的物质的量为x，根据电子得失守恒得：

3x＝4mol　则x＝

mol。

5．（2014·上海，16）含有砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢（AsH3）在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。

若砷的质量为1.50mg，则（　　）

A．被氧化的砒霜为1.98mg

B．分解产生的氢气为0.672mL

C．和砒霜反应的锌为3.90mg

D．转移的电子总数为6×10－5NA

答案　C

解析　本题考查氧化还原反应。

砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应的方程式为As2O3＋6Zn＋12HCl―→2AsH3＋6ZnCl2＋3H2O。

根据砷的相对原子质量为75，若砷的质量为1.50mg，物质的量为0.02mmol，被还原的砒霜为0.02mmol÷2×198g·mol－1＝1.98mg，和砒霜反应的锌为3.90mg。

2AsH3

2As＋3H2分解产生的氢气标准状态下为0.03mmol×22.4L·mol－1＝0.672mL;转移的电子总数为0.18×10－3NA。

步骤1　找物质

找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物；

步骤2　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）；

步骤3　列等式

根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式；

步骤4　找关系

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

（二）根据“电子守恒、质量守恒、电荷守恒”进行配平

6．

（1）ZnSO4溶液中含有少量Fe2＋和Mn2＋，为了除去这两种离子，调节溶液pH为5，然后加入高锰酸钾溶液，使之生成沉淀。

已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。

请写出该过程中两个反应的离子方程式：

____________________________________________________，

______________________。

（2）[2012·新课标全国卷Ⅱ，26（3）（4）]FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为______________________；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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）（2014·上海，28）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反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式：

___________________________

________________________________________________________________________

答案　

（1）MnO

＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe（OH）3↓＋MnO2↓＋5H＋　2MnO

＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋

（2）2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO

＋3Cl－＋5H2O

（3）3H2SO4＋5H2S＋2KMnO4―→5S↓＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O

解析　

（1）除去杂质离子Fe2＋和Mn2＋发生反应的离子方程式为MnO

＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe（OH）3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO

＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋。

（2）FeCl3与氢碘酸反应生成的棕色物质，根据现象可知生成了碘单质，则I－被氧化为I2，Fe3＋被还原成Fe2＋，可以写出Fe3＋＋I－―→Fe2＋＋I2，然后根据得失电子守恒、电荷守恒配平。

FeCl3与KClO反应时，根据题目信息Fe3＋被氧化为FeO

，则ClO－被还原成Cl－，可以写出Fe3＋＋ClO－―→FeO

＋Cl－，然后根据氧化还原反应中得失电子守恒可以得到：

2Fe3＋＋3ClO－―→2FeO

＋3Cl－，再结合溶液强碱性和电荷守恒，在左边补上OH－，然后配平即可。

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。

在近几年的高考中，氧化还原方程式配平不准的常见原因有：

（1）化合价判断不准。

近几年高考中常考的一些特殊物质中元素化合价如下：

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）

（2）依据电子得失守恒列等式时忽视变价原子的个数。

（3）缺项氧化还原方程式配平时，“□”中或“______”上的化学计量数“1”容易忽略、漏掉。

考点三　氧化还原反应的综合应用

在《新课标》高考中，氧化还原反应的考查往往渗透到综合实验（如中和滴定实验）、工业流程制备中，增大了试题的灵活度和难度。

题组一　氧化还原反应在综合实验中的应用

1．（2012·江苏，18）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）。

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

故样品的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。

解析　

（1）BaSO4在溶液中存在溶解平衡：

BaSO4（s）Ba2＋（aq）＋SO

（aq），则有Ksp＝c（Ba2＋）·c（SO

）＝1.1×10－10。

欲使溶液中c（SO

）≤1.0×10－6mol·L－1，则有c（Ba2＋）≥

＝

mol·L－1＝1.1×10－4mol·L－1。

（2）H2O2与KMnO4溶液反应，MnO

被还原为MnO2，据得失电子守恒、质量守恒可写出离子方程式为2MnO

＋3H2O2===2MnO2↓＋3O2↑＋2OH－＋2H2O。

（3）25.00mL溶液A中含有Na2SO4的物质的量为n（Na2SO4）＝n（BaSO4）＝

＝2.50×10－3mol。

含有H2O2的物质的量为n（H2O2）＝

n（KMnO4）＝

×0.02000mol·L－1×25.00×10－3L＝1.25×10－3mol。

所取25.00mL溶液A中所含样品中水的质量为m（H2O）＝1.7700g×

－2.50×10－3mol×142g·mol－1－1.25×10－3mol×34g·mol－1＝0.04500g，则n（H2O）＝

＝2.50×10－3mol。

综上可知，x∶y∶z＝n（Na2SO4）∶n（H2O2）∶n（H2O）＝2∶1∶2，故硫酸钠过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O。

题组二　在工业制备中的应用

2．（2013·福建理综，24）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。

（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。

①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO

等杂质。

某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。

经检测发现滤液中仍含有一定量的SO

，其原因是________________________________________________________________________

[已知：

Ksp（BaSO4）＝1.1×10－10、Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9]。

②该法工艺原理示意图如下。

其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。

工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）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＋

________

（3）ClO2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）①BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO

时，BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s）（或其他合理答案）

②H2、Cl2　2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O

（2）

C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4===

ClO2↑＋

CO2↑＋18H2O＋

Na2SO4

（3）2.5

解析　注意分析题目信息和图示信息，能够分析出二氧化氯发生器中有Cl2生成，是正确解决第

（1）小题②问的关键。

（1）①根据后面加入的物质为Na2CO3和NaOH，可知前面缺少除去SO

的试剂BaCl2。

BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO

时，BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s）。

②在特定条件下电解食盐水，除了生成NaClO3外还应有H2；根据题干信息，NaClO3与HCl反应生成ClO2，结合得失电子守恒及图示中从二氧化氯发生器中出来的气体进入了氯化氢合成塔可知，NaClO3与HCl反应除生成ClO2外还有Cl2，可写出化学方程式2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。

（2）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。

（3）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。

专题突破练

一、单项选择题

1．宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有银针验毒的记载，“银针验毒”涉及反应的化学方程式是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列说法正确的是（　　）

A．X的化学式为AgS

B．银针验毒时，空气中氧气失去电子

C．反应中Ag和H2S均是还原剂

D．每生成1molX，反应转移2mol电子

答案　D

解析　根据原子守恒得方程式：

4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O，故Ag为还原剂，O2为氧化剂，每生成1molAg2S，应转移2mol电子。

2．关于反应Zn＋2HNO3＋NH4NO3===N2↑＋3H2O＋Zn（NO3）2，下列判断正确的是（　　）

A．生成1molN2，电子转移总数为3NA

B．生成1molN2，电子转移总数为5NA

C．溶解1molZn，电子转移总数为2NA

D．溶解1molZn，电子转移总数为4NA

答案　B

解析　所以Zn、NH

为还原剂，HNO3为氧化剂，

生成1molN2，应转移5mol电子。

3．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应：

3Fe2＋＋2S2O

＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O

＋2H2O，有关说法正确的是（　　）

A．每转移1.5mol电子，有0.75molFe2＋被氧化

B．x＝2

C．Fe2＋、S2O

都是还原剂

D．每生成1molFe3O4，转移电子2mol

答案　C

解析　根据电荷守恒得x＝4

A项，每转移1.5mol电子，被氧化的Fe2＋应为

×1.5mol÷

＝1.125mol；D项，每生成1molFe3O4，应转移电子4mol。

4．现有M、N、P、E4种元素的单质，能发生以下反应：

①在水溶液中，M＋N2＋===M2＋＋N　②P＋2H2O（冷）===P（OH）2＋H2↑　③N、E相连浸入稀H2SO4中，电极反应式为N－2e－===N2＋，2H＋＋2e－===H2↑

判断它们的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．M、N、P、EB．P、M、N、E

C．M、N、E、PD．E、P、M、N

答案　B

解析　根据①可知还原性：

M＞N，根据③可知还原性：

N＞E，而P能与冷水直接反应，故P的还原性最强，由此可得还原性：

P＞M＞N＞E。

5．R、X、Y和Z是四种元素，其常见化合价均为＋2，且X2＋与单质R不反应；X2＋＋Z===X＋Z2＋；Y＋Z2＋===Y2＋＋Z。

这四种元素的离子被还原成0价时表现的氧化性强弱顺序正确的是（　　）

A．