1、易错05 氧化还原反应概念及规律【易错分析】1.某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原,也不一定被氧化。因为元素处于化合态时,其化合价可能为正,也可能为负。若元素由负价变为0价,则其被氧化;若元素由正价变为0价,则其被还原。2.有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应。有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,要看反应前后元素的化合价是否发生改变,如同素异形体之间的转化就是非氧化还原反应。3.在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。在氧化还原反应中,非金属单质不一定只作氧化剂,大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性,只是以氧化性
2、为主。如在反应Cl2+H2O=HCl+HClO中,Cl2既表现氧化性又表现还原性。4.物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少。物质氧化性或还原性的强弱取决于其所含元素原子得失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。5.所含元素价态越高,化合物的氧化性一定越强。含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性。如HClO4中Cl元素为+7价(最高价态),HClO中Cl元素为+1价,而实际上HClO4的氧化性没有HClO的强。6.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。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,有许多反应是同一种元素既被氧化又被还原。如
3、在反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2中,Na2O2中氧元素的化合价既升高又降低。【错题纠正】例题1、反应MnO2+4HCl(浓)加热MnCl2+Cl2+2H2O中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )A1:2B1:1C2:1D4:1【解析】由反应方程式可知，反应物MnO2中的Mn元素的化合价为+4价，生成物MnCl2中Mn元素的化合价为+2价，反应物HCl中Cl元素的化合价为-1价，生成物Cl2中Cl元素的化合价为0价，故MnCl2是还原产物，Cl2是氧化产物，由氧化还原反应中得失电子守恒可知，n(Cl2)：n(MnCl2)=1：1，B符合题意。答案：B例题2、下列实验中的颜色变
4、化，与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀，随后变为红褐色溶液变红，随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体，随后变为红棕色【解析】A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，该反应为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2H2OHClHClO，由于氯水呈酸性，滴入石蕊溶液后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2
5、AgClNa2S=Ag2S2NaCl，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NOO2=2NO2，两反应都为氧化还原反应；与氧化还原反应无关的是C项。答案：C【知识清单】1.氧化还原反应的关系（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
6、应的产物(包含化合价降低的元素的产物)。 2.氧化性及还原性的强弱比较物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易程度，与得失电子的数目无关。如：Na、Mg、Al的还原性强弱依次为NaMgAl；浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱为浓HNO3稀HNO3。（1）根据氧化还原反应原理：氧化剂氧化性强于氧化产物，还原剂还原性强于还原产物。（2）根据元素的化合价：如果物质中某元素具有最高价，该元素只有氧化性；物质中某元素具有最低价，该元素只有还原性；物质中某元素具有中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。元素化合价升高被氧化，发生氧化反应，元素化合价降低被还原，发生还原反应。（3）根据活动性顺序
7、：在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越强，其阳离子的氧化性就越弱。一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。（4）根据元素周期表：同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。（5）根据反应的难易程度：氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低)，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时，条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大，则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)
8、就越强。（6）根据电化学原理判断：两种不同的金属构成原电池的两极，负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极，负极还原性强于正极。用惰性电极电解混合液时，若混合液中存在多种金属阳离子时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强(相应的金属单质的还原性较弱)，若混合液中存在多种阴离子，在阳极先放电的阴离子的还原性较强(相应的非金属单质的氧化性较弱)。（7）一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。氧化性、还原性强弱的比较是考试的一个难点，基本考查方式一是比较氧化性还原性的强弱，二是根据氧化性还原性强弱，判断反应能否进行。【变式练习】1.常温下，向溶液中滴加少量
9、溶液，反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是A该反应过程中，是是B当有生成时，转移电子C在分解过程中，溶液的逐渐降低D的氧化性比强，还原性比弱2. 已知酸性 K2Cr2O7 溶液可与 FeSO4 溶液反应生成 Fe3和 Cr3。现将硫酸酸化的 K2Cr2O7 溶液与 FeSO4 溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3的物质的量随加入的 KI 的物质的量的变化关系如图所示，下列不正确的是A图中AB段的氧化剂为 K2Cr2O7B开始加入的 K2Cr2O7 为 0.25 molC图中 BC 段发生的反应为 2Fe3+2I=2Fe2+I2D混合之前，K2Cr2O7 与
10、 FeSO4的物质的量之比为16【易错通关】1某科研团队研究发现硼氢化钠(NaBH4)在催化剂Ru表面与水反应可生成H2，其反应机理如图所示：根据以上信息判断，下列叙述错误的是A过程至过程中硼元素的化合价不变BX是H3BO3，H3BO3和BH3两分子中H的化合价相等C过程和过程各产生1molH2时转移的电子数不相等D0.25molNaBH4的还原能力与标准状况下22.4LH2的还原能力相当(还原能力即生成H+失去电子的量)2向含有淀粉的 KIO3 酸性溶液滴加 NaHSO3 溶液，溶液先变蓝后褪色。下列说法错误的是A溶液先变蓝的原因：2IO+5HSO=I2+5SO+H2O+3HB溶液恰好褪色时
11、 n(KIO3)：n(NaHSO3)=1:3C还原性 I- HSOI2D若向含有淀粉的 NaHSO3 溶液中滴加过量 KIO3 酸性溶液，则溶液变蓝不褪色3硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx），将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3Ce中文名“铈”的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是A该转化过程的实质为NOx被H2还原Bx=l时，过程II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1C处理过程中，混合溶液中Ce3+和Ce4+总数减少D过程I发生反应的离子方程式：H2+Ce4+=2H+Ce3+4金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要
12、成份为FeOCr2O3，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如下图。下列说法不正确的是( )A中需持续吹入空气作氧化剂B中需加入过量稀硫酸C中发生了置换反应D溶液A为橙色5高锰酸钾(KMnO4)是一种常用的氧化剂。不同条件下高锰酸钾可发生如下反应：+5e+8H+Mn2+4H2O；+3e+2H2OMnO2+4OH；+e。高锰酸钾溶液与硫化亚铁有如下反应：FeS+KMnO4+H2SO4K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是A由上面的反应可知，高锰酸根离子()反应后的产物与溶液的酸碱性有关B高锰酸钾溶液可代替二氧化锰用来制取Cl2，氧化剂和还原剂
13、物质的量之比为1:8C在高锰酸钾溶液与硫化亚铁的反应中，反应前后固体的质量减少了2.8g，则硫元素与高锰酸钾之间转移的电子数为0.15NAD高锰酸钾溶液也可与双氧水发生反应，其中双氧水是氧化剂6 是一种红色固体，常用作示温涂料。制备反应为：。下列说法正确的是（ ）A上述反应的产物中，Hg的化合价为B上述反应中Hg元素与Cu元素均被还原C上述反应中生成时，转移的电子数为D由以上信息可推知：可发生反应7工业上用发烟HC1O4将潮湿的CrC13氧化为棕色的烟CrO2(C1O4)2，来除去Cr()，HC1O4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法错误的是（ ）ACrO2(C1O4)2中Cr元素显+6价B
14、HC1O4属于强酸，该反应还生成了另一种强酸C该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3：8D该反应离子方程式为19ClO+8Cr3+8OH-=8CrO2(ClO4)2+3C1-+4H2O8我国科技工作者提出的一种OER(氧气析出反应) 机理如图所示下列说法错误的是A物质M不能改变OER反应的趋势B每一步反应过程都是氧化还原反应C反应过程中只涉及极性键的断裂和形成D该总反应方程式为4OH-4e-2H2O+O29工业是制取高铁酸钾(K2FeO4)，是先制取高铁酸钠，然后在低温下，往高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和就可以析出高铁酸钾。湿法制备Na2FeO4的主要反应为：2Fe(OH)3+
15、3ClO+4OH2FeO42+3Cl+5H2O；干法备Na2FeO4的主要反应为：2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2SO4+O2。下列有关说法不正确的是()A湿法和干法制备中，生成1molNa2FeO4转移电子数目不同B高铁酸钾在低温下的溶解度比高铁酸钠的溶解度小C干法制备的主要反应中Na2O2是氧化剂DK2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质10由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐。向混盐Na4S2O3中加入足量稀硫酸，发生反应：。下列说法正确的是（ ）ANa4S2O3的水溶液显中性B1mol Na4S2O3中共含离子数为5
16、NAC上述反应中，每产生3molS，转移电子的物质的量为6molDCaOCl2也可称为混盐，向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生11铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；焙烧：2PbS+3O22PbO+2SO2；制粗铅：PbO +CPb +CO；PbO+COPb+CO2。下列说法错误的是（ ）A浮选法富集方铅矿的过程，属于物理变化B将lmolPbS冶炼成Pb，理论上至少需要6g碳C方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOD焙烧过程中，每生成lmolPbO转移6mol电子12偏二甲肼(CH3)2NNH2与 N2O4 是常用的火箭推进剂，火箭发射时常出现红棕色
17、气体，发生的化学反应如下：(CH3)2NNH2(1)+2N2O4(1) = 2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) H10N2O4(1) 2NO2(g) H20下列说法不正确的是 ( )A反应中，N2O4 为氧化剂B反应中，生成1mo1CO2 时，转移8mo1e-C由反应推断：加压、降温是获得液态 N2O4的条件D温度升高，反应的化学反应速率减小、反应的化学反应速率增大参考答案【变式练习】1. 1.B【解析】根据反应原理图，H2O2+M+H+H2O+M的过程中H2O2被还原成H2O，M+H2O2M+O2+H+的过程中H2O2被氧化成O2，根据氧化还原反应的特点，M为Fe2+，M为Fe3+
18、，据此分析作答。A根据分析， M是，M是，故A错误；B图示中生成O2的反应为2Fe3+H2O2=2Fe2+O2+2H+，反应过程中O元素的化合价由-1价升至0价，因此当有生成时，转移电子，故B正确；C图示中的反应为2Fe3+H2O2=2Fe2+O2+2H+、2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O，则总反应为2H2O22H2O+O2，在分解过程中生成了H2O，溶液变稀，则溶液的会逐渐增大，故C错误；D根据2Fe3+H2O2=2Fe2+O2+2H+说明H2O2的还原性强于Fe2+，2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O说明H2O2的氧化性强于Fe3+，故D错误。答案：B2.D【解析
19、】A在AB段发生反应：，氧化剂是K2Cr2O7，故A正确；B根据图像可知，在BC段，消耗I0.9mol，由反应对应的关系 ，推知在混合时生成了0.9mol Fe3+， ，消耗K2Cr2O7物质的量为0.15mol；又AB段有对应关系：消耗I0.6mol，消耗K2Cr2O7物质的量为0.1mol；共消耗K2Cr2O7物质的量为0.15+0.1=0.25mol，故B正确；C由分析知，在BC段发生反应：2Fe3+2I=2Fe2+I2，故C正确；D根据计算可知，在反应前，K2Cr2O7物质的量为0.25mol， FeSO4与Fe3+一样都是0.9mol，二者之比不为1:6，D错误。答案：D【易错通关】
20、1.B【解析】A由图示可知，过程至过程中BH4-反应生成B(OH) 4-，硼元素的化合价一直为+3价，化合价不变，A正确；B过程中2moH2O水与2molX反应生成2mol B(OH) 4-和1molH2，根据元素守恒X为H3BO3，H3BO3中H为+1价，但在BH3分子中H为-1价，B错误；C由图示可知，过程中产生1molH2时转移的电子数为NA，过程产生1molH2时转移的电子数为2NA,，两者不相等，C正确；DNaBH4中H为-1价，0.25molNaBH4生成H+失去的电子的量20.25mol4=2mol，标准状况下22.4LH2为1mol，1mol H2生成H+失去的电子的量21mo
21、l=2mol，故两者还原能力相当，D正确；答案选B。2.C【解析】A溶液变成蓝色，说明有单质碘生成，即I元素化合价由+5价降低至0价，被还原，IO为氧化剂，S元素的化合价由+4价升高至+6价，被氧化，HSO为还原剂，反应的离子方程式为2IO+5HSO=I2+5SO+H2O+3H，A选项正确；B溶液褪色，说明碘单质又被亚硫酸氢钠还原，离子方程式为I2+HSO=2I-+SO+3H，结合A选项，可知溶液恰好褪色时n(KIO3)：n(NaHSO3)=1:3，B选项正确；C由A选项中的反应可知，还原性：HSOI2，由B选项中的反应可知，还原性HSOI-，又还原性I-I2，则还原性：HSOI-I2，C选项
22、错误；D若向含有淀粉的 NaHSO3 溶液中滴加过量KIO3酸性溶液，由于氧化性IOI2，所以不会出现I2被还原的情况，即溶液变蓝不褪色，D选项正确；答案选C。3.A【解析】A由分析可知，总反应可以看作烟气与氢气反应，该转化过程的实质为NOx被H2还原，A项正确；Bx=1时，根据图示，过程II中发生2NO4H4Ce3=2H2ON24Ce4，N的化合价降低，NO为氧化剂，Ce3为还原剂，根据得失电子守恒：，因此氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2，B项错误；C过程I发生H22Ce4=2H2Ce3，过程II发生2NOx4xH4xCe3=2xH2ON24xCe4，处理过程中，混合液中Ce3和Ce4总数
23、不变，C项错误；D根据图示，过程I发生H2Ce4HCe3，利用化合价升降法进行配平，离子方程式为H22Ce4=2H2Ce3，D项错误；答案选A。4.B【解析】A在铬铁矿中Cr元素化合价为+3价，反应后变为Na2CrO4中的+6价，化合价升高，被氧化，因此中需持续吹入空气作氧化剂，A正确；BAl(OH)3是两性氢氧化物，能够与硫酸发生反应产生可溶性Al2(SO4)3，因此中加入的稀硫酸不能过量，B错误；CCr2O3与Al在高温下反应产生Cr和Al2O3，反应物是单质和化合物，生成物也是单质与化合物，因此中反应类型为置换反应，C正确；DNa2CrO4在酸性溶液中发生反应： 2CrO42-+2H+C
24、r2O72-+H2O，反应产生Cr2O72-使溶液显橙色，D正确；故合理选项是B。5.A【解析】A由不同条件下高锰酸钾发生的反应可知，溶液的酸性越强，反应后锰元素的化合价越低，所以高锰酸根反应后的产物与溶液的酸碱性有关，A正确；B反应2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O，高锰酸钾为氧化剂，盐酸为还原剂，由方程式可知，有2mol高锰酸钾参与反应，则有10mol HCl被氧化，因此，氧化剂和还原剂物质的量之比为1:5，B错误；C反应中固体质量变化为：FeSS，固体质量变化为铁元素的变化，反应前后固体的质量减少了2.8g，参加反应的亚铁离子的物质的量为=0.05mol
25、，即被氧化的FeS的物质的量为0.05mol，被高锰酸根离子氧化的硫离子的物质的量为0.05mol，转移的电子的物质的量为：0.05mol2=0.1mol，电子数目为0.1NA，C错误；D高锰酸钾与双氧水反应，高锰酸钾体现氧化性，双氧水体现还原性，D错误；故选A。6.D【解析】A根据上述分析可知，Cu2HgI4中Cu的化合价为+1价，则Hg的化合价为+2价，A选项错误；B上述反应中，只有Cu元素被还原，B选项错误；C上述反应中，CuSO4中Cu的化合价由+2价降至+1价，生成1mol Cu2HgI4时，转移2mol电子，转移的电子数为2NA，C选项错误；D根据题干信息，CuSO4可与SO2在盐
26、溶液中发生氧化还原反应，Cu2+被还原为Cu+，SO2被氧化为SO42-，则反应2CuSO4+NaCl+SO2+2H2O=2CuCl+Na2SO4+2H2SO4可以发生，D选项正确；答案选D。7.D【解析】ACrO2(ClO4)2中O为-2价、Cl为+7价，则根据化合物中元素化合价代数和等于0，可知Cr元素化合价为+6价，A正确；BCl元素非金属性较强，HClO4属于强酸，HC1O4氧化CrC13为棕色的CrO2(C1O4)2，部分HClO4被还原生成HCl，HCl也属于强酸，B正确；C根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为19ClO4-+8Cr3+4H2O=8CrO2(C
27、lO4)2+3C1-+8H+，化合价降低的为氧化剂ClO4-，其中有3mol Cl元素发生变化，化合价升高的为还原剂，对应的产物为氧化产物，故CrO2(ClO4)2，其中有8mol Cr元素发生变化，故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3：8，C正确；D根据选项B分析可知该反应的离子方程式为19ClO4-+8Cr3+4H2O=8CrO2(ClO4)2+3C1-+8H+，D错误；故合理选项是D。8.C【解析】AOER机理为氧气析出反应，根据图示可知，M为转化过程的催化剂，催化剂能改变反应进程或改变反应速率，但不能改变OER反应转化率或氧气的产率，故A错误； B根据图示，OER(氧气析出反应) 机理
28、每一步反应过程都有电子得失，是氧化还原反应，故B正确；C根据图示，反应过程中除了涉及极性键的断裂和形成，由M-O转化为M-OOH含有非极性键的形成，故C错误；D根据图示，可知M为OER(氧气析出反应) 机理的催化剂，四步反应中，每步都有电子失去，反应过程中生成水和氧气，该总反应方程式为4OH-4e-2H2O+O2，故D正确；答案选C。9.C【解析】【分析】利用氧化还原基本原理及四组关系分析电子的转移、氧化剂、还原剂；胶体微粒直径介于，可以吸附杂质。【详解】A湿法中每生成1molNa2FeO4，有1molFe(OH)3参加反应，化合价由+3价升高到+6价，转移电子3mol，干法中每生成1molN
29、a2FeO4，有1molFeSO4参加反应，化合价由+2价升高到+6价，转移电子4mol，同时还有0.5mol氧气生成，又转移1mol电子，所以生成1molNa2FeO4转移电子数目不相同，故A错误；B在低温下，高铁酸钾容易变成固体析出，所以高铁酸钾在低温下的溶解度比高铁酸钠的溶解度小，故B正确；C反应中Na2O2中O元素的化合价既升高又降低，则干法制备的主要反应中Na2O2即是氧化剂又是还原剂，故C错误；DK2FeO4具有强氧化性，利用其强氧化性能杀菌消毒，生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附悬浮物，故D正确；答案选C。10.D【解析】A由分析可知Na4S2O3为Na2SO3和Na2S
30、的混盐，Na2SO3和Na2S都是强碱弱酸盐，溶液呈碱性，A正确；B由分析可知Na4S2O3为Na2SO3和Na2S的混盐，所以1molNa4S2O3中共含离子数为2+1+2+1=6NA，B错误；C由可知，生成单质硫的S元素化合价由+1变为0，则每产生3molS，转移电子的物质的量为3mol，C错误；D在酸性条件下，发生反应：Cl-+ClO-+2H+=Cl2+H2O，即向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生，D正确；答案选D。11.C【解析】A浮选法富集方铅矿的过程没有新物质生成，属于物理变化，A正确；B将1molPbS冶炼成Pb的过程中，根据方程式得出，2PbS2PbOC2Pb，1mo
31、lPbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5mol的碳，即需要6g碳，B错误；C方铅矿焙烧反应2PbS+3O22PbO+2SO2中，PbS中S元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，C错误；D焙烧过程，根据Pb原子守恒，1molPbS转化为1molPbO，Pb化合价没有变化，S转移电子是6mol，D正确；故选C。12.D【解析】A反应中，N2O4中N元素的化合价降低，发生还原反应，N2O4为氧化剂，故A正确；B反应中C元素的化合价从-4价升高到+4价，所以反应中，生成1mol CO2时，转移8 mol e，故B错误；C由反应：增大压强逆向移动，降低温度向吸热方向移动，降低温度也向逆方向移动，所以加压、降温是获得液态N2O4的条件，故C正确；D升高温度增大反应速率，所以温度升高，反应的化学反应速率增大、反应的化学反应速率增大，故D错误。故选D。