1、1专题 03 氧化还原反应1了解氧化还原反应的本质是电子转移。2了解氧化剂、 还原剂、氧化产物和还原产物等概念。3能够利用得失电子守恒进行有关氧化还原反应的计算。4了解常见的氧化剂和还原剂及常见的氧化还原反应。一、氧化还原反应的基本概念及相互关系1氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移，特征是反应前后元素化合价的升降；判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。2基本概念 (1)氧化反应：失去电子(化合价升高)的反应。(2)还原反应：得到电子(化合价降低)的反应。(3)氧化剂(被还原)：得到电子的物质(所含元素化合价降低的物质)。(4)还原剂(被氧化)：失去
2、电子的物质(所含元素化合价升高的物质)。(5)氧化产物：还原剂失电子后对应的产物(包含化合价升高的元素的产物)。(6)还原产物：氧化剂得电子后对应的产物(包含化合价降低的元素的产物)。 3氧化还原反应的表示方法(1)双线桥法2箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。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。在“桥”上标明电子的“得”与“失” ，且得失电子总数应相等。 (2)单线桥法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。箭头方向表示 电子转移的方向 。在“桥”上标明转移的 电子总数 。 1氧化还原反应与四种基本反应类型的关系(1)有单质参加的化合反应一定是氧
3、化还原反应；(2)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应；(3)置换反应一定是氧化还原反应； 三、氧化还原反应规律1价态变化规律(1)归中规律：含同种元素不同价态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”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”)，也可以不同，但此时必是高价转变成较高中间价，低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。(2)歧化规律：同一种物质中的同一元素部分化合价升高，另一部分化合价降低，发生自身的氧化还原反应。2优先规律在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时，当加入氧化剂时，还原性 强 的还原剂优3先被 氧化 ；同时存在几种不同的氧化剂且
4、其浓度相差不大时，当加入还原剂时，氧化性 强 的氧化剂优先被 还原 。如：把少量 Cl2通入 FeBr2溶液中，Fe 2 先失电子；把少量 Cl2通入 FeI2溶液中，I 先失电子。3得失电子守恒规律在任何氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定 相等 。对于氧化还原反应的计算，利用得失电子守恒规律，抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，能更快、更便捷地解决有关问题。2氧化还原反应方程式的配平(1)配平原则：电子守恒、原子守恒、电荷守恒(2)配平步骤(以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例)：标出化合价变化了的元素的化合价。根据元素存在的实际形式调整发生了氧化还原反应的物质的系数，使之
5、成 11 的关系。调整系数，使化合价升降总数相等。根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。利用元素守恒，用观察法配平没有参加氧化还原反应的其他物质的系数。检查方程式两边各原子的个数是否相等，离子方程式还要检查方程式两边的离子所带的电荷数是否相等。四、信息型氧化还原反应方程式的书写 (1)根据所学知识和题目所给信息(包括图像、工艺流程图等)，找出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 高频考点二 氧化还原反应的规律及其应用例 2 【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
6、溶液褪色 D氨气使 AlCl3溶液产生白色沉淀【答案】B4【变式探究】在含等物质的量浓度的 Na2S 和 NaBr 的溶液中缓慢通入氯气，下列离子方程式不符合实际情况的是( )AS 2 Cl 2=S2Cl BS 2 2Br 2Cl 2=SBr 24Cl C2S 2 2Br 3Cl 2=2SBr 26Cl D3S 2 2Br 4Cl 2=3SBr 28Cl 【解析】选 B。依题意， n(Na2S) n(NaBr)。还原性：S 2 Br 。A 项符合实际情况，只有 S2 被氧化；B 项不符合实际情况，不符合氧化还原反应的优先规律，当 S2 没有被氧化完时，Br 不会被氧化；C 项符合实际情况，S
7、2 和 Br 都完全被氧化；D 项符合实际情况，S 2 完全被氧化，Br 部分被氧化。【变式探究】Cu 2S 与一定浓度的 HNO3反应，生成 Cu(NO3)2、CuSO 4、NO 2、NO 和 H2O，当 NO2和 NO 的物质的量之比为 21 时，实际参加反应的 Cu2S 与 HNO3的物质的量之比为( )A110 B18C16 D15高频考点三 氧化还原反应的综合应用例 3、 【2017 海南】在酸性条件下，可发生如下反应： 3ClO+2M3+4H2O= 7Mn+Cl +8H+， 27MOn中 M 的化合价是 （ ）A. +4 B. +5 C. +6 D. +75【答案】C【解析】根据离
8、子反应方程式中，反应前后所带电荷数相等，即 61=8n1，解得 n=2，从而得出M2O7n 中 M 的化合价为+6 价，故 C 正确。【变式探究】二氧化氯(ClO 2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(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)实验室用 NH4Cl、盐酸、NaClO 2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备 ClO2：电解时发生反应的化学方程式为_。溶液 X 中大量存在的阴离子有_。除去 ClO2中的 NH3可选用的试剂是_(填标号)。a水 b碱石灰c浓硫酸 d饱和食盐水(3
9、)用 ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_(填标号)。a明矾 b碘化钾c盐酸 d硫酸亚铁由图可知，NCl 3溶液中加入 NaClO2溶液，得到 ClO2和 NH3及溶液 X，N 由3 价降低为3 价，NaClO2中 Cl 由3 价升高到4 价，生成 ClO2，Cl 未参与氧化还原反应，该反应的化学方程式为6NaClO2NCl 33H 2O=6ClO2NH 33NaCl3NaOH，溶液呈碱性，故溶液 X 中含有大量的阴离子为 Cl和 OH 。ClO 2是酸性气体，NH 3是碱性气体，除去 ClO2中的 NH3可选用酸性干燥剂，如浓 H2SO4
10、等。6(3)利用亚氯酸盐的氧化性及 FeSO4的还原性除去含有的亚氯酸盐。 1 【2016 年高考北京卷】K 2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr 2O72-（橙色）+H 2O 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【解析】在平衡体系中加入酸，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，橙色加深，加入碱，平衡正向移动，溶液变黄，A 正确；中重铬酸钾氧化乙醇，重铬酸钾被
11、还原，乙醇被氧化，B 正确；是酸性条件，是碱性条件，酸性条件下氧化乙醇，而碱性条件不能，说明酸性条件下氧化性强，C 正确；若向溶液中加入 70%的硫酸到过量，溶液为酸性，重铬酸根离子浓度增大，可以氧化乙醇，溶液变绿色，D错误。2 【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】C3 【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 A代表不同元素的原子。7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
12、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。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，A 错误；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，B 正确；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，C 正确；反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，D 正确。4 【2016 年高考上海卷】O 2F2可以发生反应：H 2S+4O2F2SF 6+2HF+4O2，下列说法正确的是（ ）A氧气是氧化产物BO 2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成 4.48 L HF
13、，则转移 0.8 mol 电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为 1：4【答案】D5 【2016 年高考上海卷】某铁的氧化物（Fe xO）1.52g 溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下 112mlCl2，恰好将 Fe2+完全氧化。x 值为A0.80 B0.85 C0.90 D0.93【答案】A8【解析】根据电子守恒可知，Fe xO 被氧化为 Fe3+转移的电子数和 Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mL Cl2转移电子数为 0.01mol。则有： ，解得 x=0.8。故选项 A 正确。6 【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：（
14、1）NaCN 与 NaClO 反应，生成 NaOCN 和 NaCl（2）NaOCN 与 NaClO 反应，生成 Na2CO3、CO 2、NaCl 和 N2已知 HCN（K i=6.310-10）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 100 m3含 NaCN 10.3 mg/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 0.5 mg/L，达到排放标准。（4）
15、（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 CO 32 +CO2+3Cl +N2 （3）14 900 （4）NaOCN、NaCN 【解析】（3）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 100 m3含9NaCN 10.3 mg/L 的废水，实际至少需 NaClO 的质量为 g。（4） （CN） 2与 C
16、l2的化学性质相似，则根据氯气与氢氧化钠反应的方程式可知，(CN) 2与 NaOH 溶液反应生成 NaOCN、NaCN 和 H2O。 【解析】 （1）Fe 是活泼的金属，根据还原水体中的 NO3-的反应原理图可知，Fe 被氧化作负极；正 极发生得到电子的还原反应，因此正极是硝酸根离子被还原为 NH4+，该溶液为酸 性电解质溶液，结合元素和电 荷守恒可知电极反应式为：NO 3-+8e-+10H+=NH4+3H2O； 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：Fe 2+2FeO(OH)Fe 3O4+2H+。加入 Fe2+之所以可以提高硝酸根离子的转化率
17、主要因为减少了 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；（4）Fe2H =Fe2 H 2，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，由于 Fe3+的水解，Fe 3+越容易生成 FeO(OH)，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。 【考点定位】考查晶体类型、物质性质判断4 【2014 年高考山东卷第 9 题】等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出 NO 物质的量最多的是A
18、FeO B. Fe2O3 C. FeSO4 D、Fe 3O4 【答案】A【解析】根据化学式可算出四种物质中+2 价 Fe 含量最大的是 FeO，所以等质量的四种物质与足量稀硝酸反应，放出 NO 物质的量最多的是 FeO，故 A 项正确。【考点定位】本题考查根据化学式的计算。 5 【2014 年高考上海卷第 17 题】用 FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是A若无固体剩余，则溶液中一定有 Fe3 B若有固体存在，则溶液中一定有 Fe2C若溶液中有 Cu2 ，则一定没有固体析出 D若溶液中有 Fe2 ，则一定有 Cu 析出10【答案】B【
19、考点定位】考查铁、铜及其化合物转化的有关判断、氧化还原反应6 【2014 年高考上海卷第 19 题】下列反应与 Na2O2SO 2Na 2SO4相比较，Na 2O2的作用相同的是A2Na 2O22CO 22Na 2CO3O 2 B2Na 2O22SO 32Na 2SO4O 2C2Na 2O2H 2SO4Na 2SO4H 2O2 D3Na 2O2Cr 2O32Na 2CrO4Na 2O【答案】D【解析】反应 Na2O2SO 2Na 2SO4中 SO2是还原剂，过氧化钠是氧化剂，则 A、反应2Na2O22CO 22Na 2CO3O 2中过氧化钠既是氧化剂，也还原剂，A 不正确；B、反应2Na2O2
20、2SO 32Na 2SO4O 2中过氧化钠既是氧化剂，也还原剂，B 不正确；C、反应2Na2O2H 2SO4Na 2SO4H 2O2中元素的化合价均没有发生变化，不是氧化还原反应，C 不正确；D、反应3Na2O2Cr 2O32Na 2CrO4Na 2O 中，过氧化钠是氧化剂，D 正确，答案选 D。【考点定位】考查过氧化钠性质的判断、氧化还原反应7 【2014 年高考浙江卷 第 7 题】下列说法不正确的是A光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济B氨氮废水(含 NH4+及 NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理C某种光学检测技术具有极高的灵敏度，可检测到单个细胞(V=10 12 L)内的
21、数个目标分子，据此可推算该检测技术能测量到细胞内浓度约为 1012 10 11 molL1 的目标分子D向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变【答案】D。【解析】汽油与甲醇的热值不相同，向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值发生变化。8 【2014 年高考安徽卷第 25 题】(14 分)Na、Cu、O、Si、S、Cl 是常见的六种元素。（1）Na 位于元素周期表第 周期第 族；S 的基态原子核外有 个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为 。（2）用“”或“”填空：11第一电离能 离子半径 熔点 酸性Si S O2 Na NaCl Si H2SO4 HClO4（3）CuCl(s)与 O2反
22、应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25 、101KPa 下，已知该反应每消耗 1 mol CuCl2(s)，放热 44.4KJ，该反应的热化学方程式是 。（4）ClO 2是常用于水的净化，工业上可用 Cl2氧化 NaClO2溶液制取 ClO2。写出该反应的离子方程式，并标出 电子转移的方向和数目 。【答案】（1）第三周期，第A 族 2，1s 22s22p63s23p2（2），（3）4CuCl(s)+O 2(g)=2CuCl2(2)+2CuO(s) H=-177.6kJ/mol（4）【解析】（2）第一电离能同周期从左往右逐渐增大趋势，但有几个反常，故有 SiS；具有相同的电子层结构，核
23、电荷越多半径越小，故有 O2-Na+；一般熔沸点原子晶体大于离子晶体；同周期从左到右非金属性逐渐增强，非金属性越强其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。 据图知 D 对应的化合价为7，则其含氯的离子为 ClO 。据图知 A 为 Cl ，B 为 ClO ，C 为 ClO ，则 BAC 反应的化学方程式(并标出状态)为：3ClO (aq)ClO (aq)2Cl (aq)，反应放出热量：60363102117KJ/mol，故其反应热H117KJ/mol，综上便可写出完整的热化学方程式。【考点定位】考查元素周期律、电解原理、化学方程式的书写、化学反应类型的分析与判断、热化学方程式的书写。1211 【20
24、14 年高考江苏卷第 20 题】 （14 分）硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。（1）将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如题 20 图1 所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S 2 2e S （n1）S+ S 2 Sn2写出电解时阴极的电极反应式： 。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成 。（2）将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3 、FeCl 2 、CuCl 2的混合溶液中反应回收 S，其物质转化如题 20 图2 所示。在图示的转化中，化合价不变的元素是 。反应中当有 1molH2S 转化为硫
25、单质时，保持溶液中 Fe3 的物质的量不变，需要消耗 O2的物质的量为 。在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有 。（3）H 2S 在高温下分解生成硫蒸气和 H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如题 20 图3 所示，H 2S 在高温下分解反应的化学方程式为 。【答案】 （1） 2H 2O+2e-=H2+2OH - S n2-+2H+=(n-1)S+ H 2 S（2）Cu、Cl 0.5mol 提高空气的比例（增加氧气的通入量）（3）2H 2S 2H2+S2【解析】1312 【2014 年高考重庆卷第
26、11 题】 （14 分）氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。（1）氢气是清洁能源，其燃烧产物为_。（2）NaBH 4是一种重要的储氢载体，能与水反应达到 NaBO2，且反应前 后 B 的化合价不变，该反应的化学方程式为_ _，反应消耗 1mol NaBH4时转移的电子数目为_。（3）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：。某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为a mol/L，平衡时苯的浓度为 bmol/L，该反应的平衡常数 K_。（4）一定条件下，题 11 图示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物） 。导线中电子
27、移动方向为_。生成目标产物的电极反应式为_。该储氢装置的电流效率 _（ 100%，计算结果保留小数点后 1 位）【答案】 （1）水或 H2O （2）NaBH 42H 2O=NaBO24H 2；4N A或 2.4081024（3）47bamol3/L3 （4）AD C 6H66H 6e C 6H12 64.3%【解析】（1）氢气的燃烧产物是水。14（2）反应前后 B 元素的化合价不变，则反应前后 B 元素的化合价均是3 价，因此反应前 NaBH4中氢元素的化合价是1 价。水中氢元素的化合价是1 价，因此反应中还有氢气生成，则反应的化学方程式为 NaBH42H 2O=NaBO24H 2。NaBH
28、4中氢元素的化合价从1 价升高到 0 价，因此 1molNaBH4在反应中失去 4mol 电子，其数目是 4NA或 2.4081024。 【考点定位】本题考查铁离子的检验、电解原理、氯气的检验等知识。14 【2014 年高考新课标卷第 27 题】 （15 分）铅是碳的同族元素，比碳多 4 个电子层。铅在元素周期表的位置为第 周期第 族；PbO 2的酸性比 CO2的酸性 （填“强”或“弱” ） 。（2）PbO 2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。（3）PbO 2可由 PbO 与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ；PbO 2也可以通过石墨为电极，Pb(NO 3)2 和 Cu
29、(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ，阴极上观察到的现象是 ；若电解液中不加入 Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为 ，这样做的主要缺点是 。（4）PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的 a 点为样品失重的4.0%（即样品起始质量a 点固体质量/样品起始质量100%）的残留固体。若 a 点固体组成表示为 PbOx或 mPbO2 nPbO，列式计算 x 值和 m:n 值 。【答案】 （1）六 A 弱（2） PbO2+4HCl(浓) PbCl 2+Cl2+2H 2O15（3）PbO+ClO PbO2+Cl Pb2 +2H2O2e PbO2+4H 石墨上包上铜镀层 Pb 2 +2e Pb 不能有效利用 Pb2（4）根据 PbO2 PbO x+（2 x/2）O 2，有（2x/2）32=2394.0%，x=2（2394.0%/16）=1.4，根据 mPbO2 nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。 【解析】
