1、专题三 氧化还原反应 1.理解氧化还原反应的本质，了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。2.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。考纲要求 考点一 基于“双线桥”辨析概念 栏目索引 考点二 氧化还原反应的基本规律及应用 考点三 氧化还原反应的综合应用 理清知识线索 考点一 基于“双线桥”辨析概念 知识精讲题组集训 题组一 氧化还原反应相关概念理解 1.正误判断，正确的划“”，错误的划“”。(1)Cl22Br=2ClBr2、ZnCu2=Zn2Cu均为单质被还原的置换反应()(2014山东理综，7C)(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2、Cl2H2O=HClHClO均为水作还原剂的氧化还原反
2、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)2.已知X和Y是两种单质，XYX2Y2，下列叙述正确的是()X被氧化 X是氧化剂 Y2是还原产物 X2具有氧化性 Y2具有还原性 Y单质氧化性比X2氧化性强 A.B.C.D.解析 根据X化合价升高被氧化，知X是还原剂，X2是氧化产物；Y化合价降低
3、被还原，Y是氧化剂，Y2是还原产物；氧化剂和氧化产物都有氧化性，还原剂和还原产物都有还原性，正确的是，故C正确。C 题组二 基于“双线桥”分析陌生反应 3.高铁酸钠(Na2FeO4)对河水、湖水消毒是城市饮水处理的新技术。已知反应为Fe2O33Na2O2=2Na2FeO4Na2O，下列说法正确的是()A.Na2O2既是氧化剂又是还原剂 B.Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物 C.3 mol Na2O2发生反应，有12 mol电子转移 D.在Na2FeO4中Fe为4价，具有强氧化性，能消毒杀菌 解析 A项，过氧化钠只得电子，作氧化剂，错误；B项，氧元素和铁元素都发生化合价变化，所以Na2Fe
4、O4既是氧化产物又是还原产物，正确；C项，3 mol Na2O2发生反应，有6 mol电子转移，错误；D项，在Na2FeO4中Fe为6价，错误。答案 B 4.(2015上海，21)工业上将Na2CO3和Na2S以12的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。在该反应中()A.硫元素即被氧化又被还原 B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为12 C.每生成1 mol Na2S2O3，转移4 mol电子 D.相同条件下，每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2 解析 ，氧化剂是SO2，还原剂是Na2S，其物质的量之比为21；每生成1 mol Na2S2O3，
5、转移83 mol e；相同条件下，每吸收40 m3 SO2，会放出10 m3 CO2，所以每吸收10 m3 SO2，就会放出2.5 m3 CO2。答案 AD 方法技巧理解概念抓实质，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
6、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)。知识精讲2.反应先后规律 同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质，即强者优先反应。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
7、化合价升高，但升高与降低的化合价不能交叉。如：KClO36HCl=3Cl2KCl3H2O，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。35.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。(一)由方程式
8、判断强弱 1.已知常温下，在溶液中可发生如下反应：Ce4Fe2=Fe3Ce3，Sn22Fe3=2Fe2Sn4。由此推断Fe2、Ce3、Sn2的还原性由强到弱的顺序是()A.Sn2、Fe2、Ce3B.Fe2、Ce3、Sn2 C.Fe2、Sn2、Ce3D.Ce3、Fe2、Sn2 题组集训 题组一 性质强弱规律的应用 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：Fe2Ce3，Sn2Fe2。故A项正确。答案 A(二)依据强弱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
9、反应在水溶液中不可能发生的是()A.3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3 B.Cl2FeI2=FeCl2I2 C.Co2O36HCl=2CoCl2Cl23H2O D.2Fe32I=2Fe2I2 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。答案 A(三)相互竞争的反应 3.已知氧化性Br2Fe3。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为 aFe2bBrcCl2dFe3eBr2fCl 下列选项中的数字与离子方程式的a、b、
10、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 6B.0 2 1 0 1 2 C.2 0 1 2 0 2D.2 2 2 2 1 4 解析 Cl2先氧化Fe2；A项，Cl2过量；C项，Cl2少量；D项，FeBr2和Cl2等量。答案 B 规律总结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。金属活动性顺序：金属单质的还原性从KAu逐渐减弱，其对应离子的氧化性从KAu2逐渐增强。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
11、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由强到弱的顺序，阴极上的阳离子放电顺序即为阳离子氧化性由强到弱的顺序。题组二 守恒规律的灵活应用(一)根据“守恒”进行计算 4.在100 mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.025 mol Cl2，有一半Br变为Br2。则原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()A.0.16 molL1B.0.02 molL1 C.0.20 molL1D.0.25 molL1 解析 还原性H2SO3H
12、Br，氯气先氧化H2SO3，H2SO3完全反应后，氯气有剩余，剩余氯气再氧化HBr。设浓度为c molL1，由电子转移守恒可知，0.1c20.1c0.50.0252，解得c0.2，故C正确。答案 C 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1.50 mg，则()A.被氧化的砒霜为1.98 mg B.分解产生的氢气为0.672 mL C.和砒霜反应的锌为3.90 mg D.转移的电子总数为6105 NA 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As2O
13、36Zn12HCl2AsH36ZnCl23H2O。根据砷的相对原子质量为75，若砷的质量为1.50 mg，物质的量为0.02 mmol，被还原的砒霜为0.02 mmol2198 gmol11.98 mg，和砒霜反应的锌为3.90 mg。2AsH32As3H2分解产生的氢气标准状况下为0.03 mmol22.4 Lmol10.672 mL;转移的电子总数为0.18103NA。答案 C 6.(2015海南，6)已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)33ClO4OH=2RO3Cl5H2O，则RO中R的化合价是()A.3B.4C.5D.6解析 根据反应前后电荷守恒，可得n2，则RO中R的化合价为
14、6价，即选D。n4n4n4D7.NaBrO3是一种分析试剂。向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，当加入2.6 mol NaBrO3时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为 粒子 I2 Br2 IO 物质的量/mol 0.5 1.3 3则原溶液中NaI的物质的量为_ mol。解析 设IO 的物质的量为x，根据电子守恒得：2.6 mol50.5 mol2x6，x2 mol，所以n(NaI)2 mol0.5 mol23 mol。答案 3 3答题模板步骤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
15、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)根据守恒进行配平 8.(1)2015浙江理综，27(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式：()MnO ()C2O _=()Mn2 ()CO2_ 424解析 C2O24 在酸化的高锰酸钾溶液中被氧化，其离子方程式为 2MnO4 5C2O24 16H=2Mn210CO28H2O。2516H2108H2O(2)2015天津理综，10(2)完成 NaClO3 氧化 FeC
16、l2 的离子方程式：ClO3 Fe2 _=Cl Fe3 _解析 根据化合价升降法配平ClO、Fe2、Cl、Fe3的化学计量数分别为1、6、1、6，再利用电荷守恒及元素守恒得出反应物中有6H，产物中有3H2O。3166H163H2O(3)2015安徽理综，27(2)请配平化学方程式：NaBO2 SiO2 Na H2 NaBH4 Na2SiO3124212(4)用氯气对饮用水消毒副作用多，产生影响人体健康的有机氯衍生物。可用氯气制取高铁酸钠净水：_Fe3_Cl2=_FeO_H2O，补全缺项，并配平上述离子方程式。24216OH326Cl8题组三 信息型氧化还原反应方程式的书写 9.(1)ZnSO4
17、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：_，_。MnO 3Fe27H2O=3Fe(OH)3MnO25H42MnO 3Mn22H2O=5MnO24H4(2)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_。2Fe33ClO 10OH=2FeO3Cl5H2O 24(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
18、应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式：_。3H2SO45H2S 2KMnO45S2MnSO4K2SO48H2O(4)H2C2O4与酸性高锰酸钾溶液反应，现象是有气泡(CO2)产生，紫色消失。写出反应的离子方程式：_。2MnO 5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O4(5)ClO2是一种更高效、安全的消毒剂，工业上可用ClO2与水中的MnCl2在常温下反应，生成MnO2和盐酸，以除去水中Mn2。写出该反应的离子方程式：_。2ClO25Mn2 6H2O=5MnO212H2Cl(6)在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌能将
19、黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为_。4CuFeS24H17O2=4Cu24Fe38SO 2H2O24(7)工业上可用次氯酸钠和氨反应制肼(N2H4)，若反应只有一种氧化产物。写出该方法制备肼的化学方程式：_。NaClO2NH3=N2H4NaClH2O方法技巧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 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；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
20、边配平较简便；缺项配平法：这类方程式通常少写一种反应物或生成物(通常这种物质既不是氧化剂、还原剂，也不是氧化产物或还原产物)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。考点三 氧化还原反应的综合应用 在高考中，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。知识精讲1.(2015全国卷，28)二氧化氯(ClO2，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
21、得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_。题组集训 题组一 氧化还原反应在综合实验中的应用 21解析 由 KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制取ClO2的反应中，KCl5O3Cl4O2，则 KClO3 作氧化剂；Na2 S4O3Na2 S6O4，则Na2SO3 作还原剂，根据得失电子守恒，n(KClO3)n(Na2SO3)21。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(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.饱和食盐水解析 由制
22、备 ClO2 的流程图可知，电解 NH4Cl 溶液和盐酸的混合物得到 NCl3 溶液和 H2，根据得失电子守恒和质量守恒可写出该反应的化学方程式。由制备 ClO2 的流程图可知，NaClO2 和 NCl3 两溶液反应生成 NH3，说明溶液呈碱性；Cl3O2 Cl4O2，N3Cl13N3H3Cl1因此溶液 X 中大量存在的阴离子有 OH和 Cl。答案 NH4Cl2HCl=电解 3H2NCl3 Cl、OHcClO2 和 NH3 均是易溶于水的气体，a 项错误，d 项错误；b 项，碱石灰与 NH3 不反应，错误；c 项，浓硫酸易吸收 NH3，而与 ClO2 不反应，正确。(3)用下图装置可以测定混合
23、气中ClO2的含量：.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；.用0.100 0 molL1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I22S2O=2IS4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_。玻璃液封装置的作用是_。中加入的指示剂通常为_，滴定至终点的现象是_。测得混合气中ClO2的质量为_g。2326解析 ClO2 与 KI 溶液反应时，Cl4O2Cl1，2
24、II2，反应环境为酸性，从而可写出该反应的离子方程式。玻璃液封装置的作用是防止残余的 ClO2 气体挥发到空气中，污染空气，同时防止生成的碘单质逸出。步骤反应中，I22I，I2使淀粉溶液显蓝色，故可选用淀粉溶液作指示剂，滴定至终点时溶液由蓝色变为无色。由反应 2ClO210I8H=2Cl5I24H2O、I22S2O23=2IS4O26 可得关系式：2ClO25I210S2O23，n(S2O23)0.100 0 molL120.00 mL103 LmL12103 mol，则 n(ClO2)210 3 mol2/10 410 4 mol，m(ClO2)410 4mol67.5 gmol10.027
25、 00 g。答案 2ClO210I8H=2Cl5I24H2O 吸收残余的二氧化氯气体(其他合理答案均可)淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色且30 s内不恢复原色 0.027 00(4)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.硫酸亚铁解析 亚氯酸盐(ClO)具有氧化性，应选用还原剂将ClO 还原为Cl。碘化钾、盐酸具有还原性，可分别被亚氯酸盐氧化为I2、Cl2，二者均有毒，b、c错误；a项，明矾不具有还原性，错误；硫酸亚铁具有还原性，可被亚氯酸盐氧化为Fe3，且Fe3水解生成的Fe(OH)3胶体可净水，d正
26、确。22d题组二 在工业制备中的应用 2.NF3具有很高的蚀刻速率和选择性，因此NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。在1个标准大气压下，NF3的沸点为129.0，能与空气中的水蒸气反应生成HF、NO和HNO3。NF3可通过如下方法制备：(1)气气反应：在常温下将OF2与干燥的空气混合即得NO2和NF3。原料OF2中氧元素的化合价为_。已知反应中每消耗1 mol N2转移7 mol电子，配平反应：_OF2_N2_O2=_NO2_NF3。反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。解析 由于氟的非金属性强于氧的，氟和氧成键时共用电子对偏向氟，因此OF2中氧元素呈2价，同理知NF3中氮元素的化
27、合价为3。根据题意知OF2N2O2NO2NF3，设当有1 mol N2反应时，生成NO2 x mol，NF3 y mol，根据N原子守恒得xy2，根据得失电子守恒得4x3y7，联立解得xy1，由此可知反应的化学方程式为6OF24N2O2=4NO24NF3，反应中氧化剂是OF2和O2，还原剂是N2，两者的物质的量之比为74。答案 2 6 4 1 4 4 74(2)气固反应：由于气气反应容易腐蚀设备，研究人员提出用气固反应制备NF3。气固反应包括如下2个步骤：(NH4)3AlF66F2=2NF38HFNH4AlF4 NH4AlF43F2=NF34HFAlF3 气固反应的总化学方程式为_，若有0.5
28、 mol(NH4)3AlF6完全氧化，则可制得NF3_ L(标准状况下)。若要制备1.5 mol NF3，共有_ mol电子发生转移。解析 消去中间产物NH4AlF4，得总反应方程式为(NH4)3AlF69F2=3NF312HFAlF3，同时得当有0.5 mol(NH4)3AlF6完全被氧化可得1.5 mol NF3，在标准状况下的体积为33.6 L。由总反应方程式可知，制备3 mol NF3，共转移18 mol电子，因此制备1.5 mol NF3，共有9 mol电子发生转移。答案(NH4)3AlF69F2=3NF312HFAlF3 33.6 9(3)电解法：NF3的电解制备工艺已经比较成熟，
29、国外一些公司均采用电解熔融NH4FxHF的方法制备NF3。电解过程中阳极反应式为_，阴极反应式为_。阳极上的主要副产物为_(不考虑产物与电极材料间的反应)。解析 阳极上发生氧化反应，因此NF3是NH 在阳极被氧化所得，电极反应式为NH 6e3F=NF34H，阴极上发生还原反应，H得电子被还原，电极反应式为2H2e=H2。阳极上能发生氧化反应的微粒还有F，无其他能发生氧化反应的粒子，F发生氧化反应后得F2。答案 NH 6e 3F=NF34H 2H 2e=H2 F2 444(4)NF3在空气中泄漏，还是易于发现的。判断发生了NF3泄漏的现象是_。一旦NF3发生泄漏，可以用烧碱溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO2、NaF、H2O外还一定有_(填化学式)。解析 根据题干信息，NF3与空气中的水蒸气反应的产物有HF、NO和HNO3，NO遇空气呈红综色，同时氢氟酸、硝酸小液滴在空气中产生白雾。这些产物和NaOH反应后，除了生成NaNO2、NaF、H2O外，还应有NaNO3生成。观察到有红棕色气体和白雾产生NaNO3