化学冲刺系列专题：氧化还原反应

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专题1·氧化还原反应
【2010考纲解读】
1、了解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系。
2、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。
3、能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系；能用单、双线桥正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目；能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
4、能正确比较氧化剂的氧化性、还原剂的还原性强弱；掌握氧化还原反应方程式的配平方法；灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。
【考点回顾】
考点一、常见的氧化剂、还原剂归纳
1.常见的氧化剂：
物质类型 举例 对应还原产物
活泼的非金属单质 F2、C12、Br2 X- #K]
O2、03 H2O
元素处于高化合价时的化合物 氧化物 Mn02 Mn2+
含氧酸 浓硫酸 SO2
HN03 NO2或NO
盐 KMnO4 K2MnO4、MnO2
Fe3+、Cu2+ Fe2+、Cu+
过氧化物 Na202、H202 H2O或OH-
2.常见的还原剂：
物质类型 类例 对应氧化产物
活泼的金属单质 K、Na、Mg Mn
活泼的非金属单质 H2 H+或H2O
C CO或CO2
元素处于低化合价时的化合物 氧化物 C0 CO2
S02 SO3或H2SO4
酸 H2S S
HI I2
盐 S032- SO42-
Fe2+ Fe3+
3．具有中间价态的化合物
既有氧化性，又有还原性，一般情况下主要表现某一方面的性质
具有中间 价态的物质 Fe2+ S02、S032-、H2SO3 H202
氧化产物 Fe3+ SO42- O2
还原产物 Fe S H2O
通常表现的主要性质 还原性 还原性 氧化性
例1.（2009·重庆）下列叙述正确的是
A．二氧化硫具有还原性，故可作漂白剂
B．金属钠的金属活性比金属镁强，故可用钠与氯化镁溶液反应制单质镁
C．浓硝酸见光易分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色
D．Fe在氯气中燃烧生成三氯化铁，故在与其他金属反应的产物中的Fe也显+3价
考点二、氧化还原反应的基本规律
1.强弱规律
⑴氧化性、还原性的判断
①氧化性是指得电子的能力，还原性是指失电子的能力。
②氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易程度，与得失电子的多少无关。
③从元素的价态考虑：最高价态只有氧化性；最低价态只有还原性；中间价态既有氧化性又有还原性。
（2）判断氧化性、还原性强弱常用的方法
①根据金属的活泼性判断
a.金属的金属性越强，单质的还原性越强，其对应的离子的氧化性越弱。
b.单质的还原性：按金属活动性顺序依次减弱。
c.离子的氧化性：按金属活动性顺序依次增强（铁为Fe2+）。如：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+。
②根据非金属的活泼性判断
非金属性越强，单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱。如：氧化性 F2＞Cl2＞Br2＞I2＞S；
还原性 S2— ＞ I— ＞ Br— ＞ Cl— ＞ F—。
③根据氧化还原反应进行的方向以及反应条件或剧烈程度来判断
a.氧化性：氧化剂 ＞ 氧化产物。
b.还原性：还原剂 ＞ 还原产物。
c.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应条件越易，氧化性（还原性）越强。
如：根据浓盐酸分别与KMnO4、MnO2、O2反应的条件分别为常温、加热、催化剂并加热，由反应条件可以判断氧化剂的氧化性顺序为KMnO4 ＞ MnO2 ＞ O2。
d.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应现象越剧烈，氧化性（还原性）越强。
如：钠和钾分别与水反应时，钾更剧烈，所以还原性：K ＞ Na
④根据原电池或电解池的电极反应判断
a.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，其还原性：负极＞正极。
b.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。
⑤某些物质的氧化性或还原性与外界条件有关
a.温度：如浓硫酸具有强的氧化性，热的浓硫酸比冷的浓硫酸的氧化性更强。
b.浓度：如硝酸的浓度越高，氧化性越强。
c.酸碱性：如KMnO4的氧化性随酸性的增强而增强。
2.相等规律：在任何氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等。此规律应用于解氧化还原反应的计算题、氧化还原反应方程式的配平。
3.先后规律：在溶液中如果存在多种氧化剂（或还原剂），当向溶液中加入一种还原剂（或氧化剂）时，还原剂（氧化剂）先把氧化性（还原性）强的氧化剂（还原剂）还原（或氧化）。如把Cl2通入到FeBr2溶液中，Cl2先氧化Fe2+，然后才氧化Br—。
例2.（2009· 广东）常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2+2H+下列说法正确的是（ ）
A．H2O2的氧化性比Fe3+ 强，其还原性比Fe2+ 弱
B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降
C．在H2O2分解过程中，Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
考点三、考查氧化还原反应的计算
1.常见的几种守恒
得失电子守恒：氧化还原反应中得失电子的物质的量相等；
质量守恒：反应前后各元素原子的物质的量相等；
电荷守恒：在离子反应中，阴离子所带的电荷总数与阳离子所带的电荷总数相等
2.有关氧化还原反应的计算种类
（1）求氧化剂与还原剂、或氧化产物与还原产物的量之间的关系。
（2）题目给定反应物和生成物，要求求出氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物的量的关系。
（3）题目给定氧化剂和还原剂的物质的量之比，求氧化产物或还原产物的化合价。
（4）某一氧化还原反应中氧化剂或还原剂不止一种，求某一部分氧化剂（或还原剂）氧化（或还原）还原剂（或氧化剂）的物质的量。
例3.（2009·全国I）含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（ ）
A．x＝0.4a，2Fe2-+Cl2＝2Fe3++2Cl-
B．x＝0.6a，2Br－+ Cl2＝Br2+2Cl－
C．x＝a，2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－
D．x＝1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－
考点四、氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式的配平
（1）常规配平
其关键是确定还原剂（或氧化剂）化合价升高（或降低）总数，这就必须弄清还原剂（或氧化剂）中有几种元素发生化合价变化，每一种元素有几个变价原子。
配平的原则是：化合价升降总数相等。
下面以NH3 + O2 — NO + H2O 为例来说明氧化还原反应方程式的配平步骤：
①写出反应物和生成物的化学式，并标出反应前后变价元素的化合价。
H3 + 2 — + H2
②列出元素化合价升高和降低的数值
N：-3 → +2 升高 5
O：0 → -2 降低 2，O2中含有2个氧原子，则降低2×2 ＝ 4
③求出最小公倍数，使化合价升高和降低总价数相等
5与4的最小公倍数为20，则
N：-3 → +2 升高 5×4
O：0 → -2 降低 2，O2中含有2个氧原子，则降低4×5
则4和5即是NH3 与O2前的系数，但不一定是最终系数。
即4 NH3 + 5 O2 — NO + H2O
④用观察法配平其他物质的系数
由NH3 的系数可以确定NO的系数为4，H2O 的系数为6，检查O的原子数，反应物中为5×2＝10，生成物中O原子个数为4+6＝10。则 4 NH3 + 5 O2 — 4 NO + 6 H2O
⑤将“—”写为“＝”，给定条件的注明反应条件，标出沉淀、气体符号
4 NH3 + 5 O2 ＝ 4 NO + 6 H2O
（2）缺项配平
一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数，利用电子转移守恒配平。再通过比较反应物和生成物，利用元素守恒和质量守恒确定缺项物质，缺项的物质一般为H2O 、酸或碱，然后用观察法配平。
例4.（2009·上海）某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是 。
(2)已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为 。
(3)根据上述反应可推知 。
a．氧化性： b．氧化性：
c．还原性： d．还原性：
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：
【解析】本题考查化学反应中的氧化还原反应，通过反应物和生成物的存在分析氧化剂还原剂，从而进一步考查学生掌握的有关电子得失守恒的应用。
（1）根据这些物质的化合价价态变化，可知这是一个氧化还原反应，其中KBrO3得电子，则必有失电子的物质，观察各物质即可知道失电子的为AsH3，即还原剂为AsH3。
（2）根据电子转移守恒，0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X中必含Br元素，而0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子Br的价态变为0，所以X为Br2。
（3）根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，则可以确定反应方程式为
5AsH3+4H2SO4+8KBrO34K2SO4+5H3AsO4+4H2O+4Br2，所以根据氧化剂氧化性大于氧化产物，还原剂还原性大于还原产物可得答案为ac。
(4)根据配平的氧化还原方程式5AsH3+4H2SO4+8KBrO34K2SO4+5H3AsO4+4H2O+4Br2，利用单线桥可得
【答案】（1）AsH3 （2）Br2 （3）a c （4）
【2010高考预测】氧化还原反应是高中化学的基础知识，它贯穿与高中化学的始终，是高考化学的高频考点之一。氧化还原的应用主要集中在氧化性、还原性的强弱比较，氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示，以电子转移为核心的有关计算等等。从历年高考试题来看，其考查方式灵活多样，可以独立命题考查，也可以贯穿于填空、推断、实验、计算等各类试题之中，正确理解氧化还原反应的概念和规律，灵活运用电子转移守恒是掌握本讲知识的关键。分析近几年的高考试题的特点，氧化还原反应主要考查这几个方面：
一、将氧化还原反应方程式的配平与物质的分析推断结合在一起；
二、根据计算确定氧化产物或还原产物；
三、运用氧化还原知识解释和解决一些生活、生产、环保和能源方面的问题。化学反应中的能量主要题型有热化学方程式的判断或书写、反应热的计算或比较大小。可能出现的新题型：（1）结合数学图象；（2）结合社会热点问题；（3）与实验、计算等组合进行综合考查。
测试题
1.在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（ ）
A．C+ H2OCO2+ H2
B．3NO2+H2O2HNO3+NO
C．2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
D．2F2+2H2O4HF+O2
2.下列物质中，只有氧化性、只有还原性，既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是（ ）
A．F2、K、HCl B．Cl2、Al、H2 C．NO2、Na、Br2 D．O2、SO2、H2O
3.氮化铝（AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是（ ）
A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子
C．AlN中氮元素的化合价为＋3
D．AlN的摩尔质量为41g
4.常温下，在下列溶液中发生如下反应
① 16H＋＋10Z－＋2XO=2X2＋＋5Z2＋8H2O
② 2A2＋＋B2＝2A3＋＋2B－
③ 2B－＋Z2＝B2＋2Z－
由此判断下列说法错误的是（ ）
A. 反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－可以进行
B. Z元素在①③反应中均被还原
C. 氧化性由强到弱的顺序是XO、Z2、B2、A3＋
D. 还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋
5．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
6． 已知：①向KMnO4晶体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体，溶液变黄色；③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝色。下列判断正确的是( )
A.上述实验证明氧化性：>Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中，共有两个氧化还原反应
C.实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
7． 常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+2H+下列说法正确的是
A．H2O2的氧化性比Fe3+强，其还原性比Fe2+弱
B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降
C．在H2O2分解过程中， Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
8． 含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反
应的离子方程式，其中不正确的是
A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2
B．x＝0.6a，2+ Cl2＝Br2+2
C．x=a，2Fe2＋+2+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4
D．x=1.5a，2Fe2＋+4+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6
9． 物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌
没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A. 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5
10．(NH4)2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。在该反应的化学方程式中，
化学计量数由小到大的产物分子依次是( )
A．SO2、H2O、N2、NH3 B．N2、SO2、H2O、NH3
C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2
11．配平化学方程式
KMnO4＋FeS＋H2SO4——MnSO4＋Fe2（SO4）3＋S↓＋K2SO4＋H2O
12. 智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘，其化学方程式为：2NaIO3＋5NaHSO3＝3NaHSO4＋2Na2SO4＋I2＋H2O
（1）反应中_____________元素被氧化，_____________是氧化剂。
（2）用短线标出电子转移方向和总数。
（3）反应产物中，所得氧化产物与还原产物质量之比为_____________。
13. ① 在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为_____________，离子方程式为____________________。
② 在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为__________________，离子方程式是____________________。
③对比①和②实验所得的结果，将I2、ClO－、SO按氧化性由强到弱的顺序排列为___________________。
4．答案： B
解析：根据有关规律，在同一反应中，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，可得出氧化性：XO＞Z2＞B2＞A3＋
5．答案：A
解析：①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错
6.答案：A
解析：本题特别关注D选项。题中的有关反应为①2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(生成的黄绿色气体为Cl2)；②Cl2+2FeCl2====2FeCl3(FeCl3溶液为黄色)；③2FeCl3+2KI====2FeCl2+2KCl+I2(I2遇淀粉变蓝色)。以上三个反应都属于氧化还原反应，根据氧化性：氧化剂＞氧化产物的规律，可知A正确、B错误、C错误。实验②只能证明Fe2+具有还原性，D错误。
7.答案：CD
解析：结合A、B两个方程式根据 氧化性、还原性强弱比较规律：得 H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性， H2O2的还原性>Fe2+的还原性，A错；
2H2O2＝2H2O+O2↑，分解过程中，Fe2+作催化剂，溶液pH值不变，B错，
H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂，所以总量不变。因为Fe2+可导致H2O2分解，所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+，D正确。
解析：此题实际上是考查化学方程式的配平，(NH4)2SO4 AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT EMBED PBrush NH3＋N2＋SO2＋H2O，反应中：N：－3→0，化合价变化总数为6，S：＋6→＋4，化合价变化数为2，根据化合价升高和降低的总数相等，所以应在SO2前配3，(NH4)2SO4前面配3，NH3前面配4，H2O前面配6，最后计算反应前后的O原子个数相等。配平后的化学方程式为：
3(NH4)2SO4 ( http: / / www. / )4NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O。
11.答案：6 10 24——6 5 10 3 24
解析：① 标价态。
KO4＋＋H2SO4——SO4＋（SO4）3＋↓＋K2SO4＋H2O
② 列变化，算出一个氧化剂（或还原剂）“分子”的化合价总共降低（或升高）多少．
氧化剂KMnO4，→↓5价
③ 等升降。↑3×5（系数）5FeS；↓5×3（系数）3KMnO4并确定相应的其他元素的系数：
3KMnO4＋5FeS＋H2SO4——3MnSO4＋Fe2（SO4）3＋5S↓＋K2SO4＋H2O
④ 平系数。
用观察法配平其他物质的系数，一般先配盐，再配酸，最后配水，并核对氧原子数。
⑤ 验结果。
（3）反应中氧化产物为3NaHSO4＋2Na2SO4，还原产物为I2，故氧化产物与还原产物质量之比为（3×120＋2×142）:（2×127）＝322:127
13.答案： ① I－被氧化成I2，I2遇淀粉变蓝 2I－＋ClO－＋H2O＝I2＋Cl－＋2OH－
② I2被SO还原成I－ I2＋SO＋H2O＝SO＋2H＋＋2I－
③ ClO－＞I2＞SO
解析：淀粉溶液变蓝的原因是溶液中存在I2，可由题目提供的反应物及产物中是否有I2，推断出反应的方程式．进一步来确定I2，ClO－，SO氧化性强弱。
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