【高分攻略】2025年高考化学大一轮复习学案--第07讲 氧化还原反应(讲义)

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【高分攻略】2025年高考化学大一轮复习学案--第07讲 氧化还原反应(讲义)

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1.氧化还原反应本质和特征
2.相关概念及其关系
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头,③算数目,④说变化。
实例:用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目

(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”、“失去”字样。
实例:用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目

4.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
总结:①一定属于氧化还原反应的基本反应类型是置换反应。
②一定不属于氧化还原反应的基本反应类型是复分解反应。
5.常见的氧化剂和还原剂
(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 X2(卤素) X-
O2、O3 H2O或OH-或O2-或O
含较高价态元素的化合物 氧化物 MnO2 Mn2+
含氧酸 浓H2SO4 SO2
HNO3 NO或NO2
HClO Cl-
盐 KMnO4(H+) Mn2+
Fe3+ Fe2+或Fe
NaClO Cl-
过氧化物 Na2O2、H2O2 H2O或OH-
(2)常见的还原剂
物质类型 举例 对应氧化产物
活泼的金属单质 Na、Fe、Al Na+、Fe2+或Fe3+、Al3+
某些非金属单质 H2、C、S H+、CO或CO2、SO2
含较低价 态元素的 化合物 氧化物 CO CO2
SO2 SO3或SO
氢化物 NH3 N2或NO
H2S S或SO2
离子 SO SO_
Fe2+ Fe3+
I- I2
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物
Fe2+ Fe3+ Fe
SO SO S
H2O2 O2 H2O
一、突破氧化还原反应概念的“六个误区”
误区1 某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。如Cl2+2Br-===Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。某元素由化合态变为游离态时,该元素可能被还原,也可能被氧化。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。
误区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。
误区3 在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂,如H2+CuOCu+H2O反应中H2是还原剂。
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,只是以氧化性为主。如在反应Cl2+H2OHCl+HClO中,Cl2既表现氧化性又表现还原性。
误区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。
误区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为+7价(最高价态),HClO中Cl为+1价,而实际上HClO4的氧化性没有HClO的强。
误区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,有许多反应是一种元素既被氧化又被还原。如在反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,Na2O2中氧元素的化合价既升高又降低;如3NO2+H2O===2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。
二、元素化合价的判断方法
代数和法:标出熟悉元素的化合价→代数和为零求解其他元素的化合价
(1)常见元素的化合价
可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;记变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。正价最高莫过八,负价最低四为限。正负变价要分清,莫忘单质都为零。
(2)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2:Cu+2 Fe+2 HCN:C+2 N-3 CuH:Cu+1 H-1 Si3N4:Si+4 N-3 H3PO2:P+1 K2FeO4:Fe+6 LiNH2:N-3 AlN:N-3 Na2S2O3:S+2 CuCl:Cu+1 Li2NH:N-3 VO:V+5 C2O:C+3 FeO:Fe+(8-n)
三、分析氧化还原反应的方法思路
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。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
四、电子转移数目的判断方法
关键是明确反应中元素化合价的变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。
五、双线桥法与单线桥法的区别
双线桥:①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化;③失去电子的总数等于得到电子的总数。
单线桥:①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。
六、高中化学涉及氧化还原反应的工艺
1.海水提溴: r-―→r2―→ r-―→r2
2.海带提碘: ―→
3.硝酸工业: H3―→ O―→ O2―→H O3
4.接触法制硫酸:Fe2―→ O2―→ O3―→H2 O4
5.合成氨工业:2―→ H3
6.氯碱工业:Na ―→
7.工业制漂白粉: ―→Ca和Ca(O)2
考向1 氧化还原反应相关概念的辨析
【典例1】(2024·浙江联考一模)关于反应,下列说法正确的是
A.是还原产物
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4
C.既是氧化剂又是还原剂
D.生成,转移电子
【变式练1】(2024·浙江·校联考一模)关于反应:,下列说法不正确的是
A.中Fe在反应中得到电子
B.既不是氧化剂也不是还原剂
C.消耗0.2mol,转移2.8mol电子
D.氧化产物和还原产物物质的量之比8∶15
【变式练2】(2024·浙江·高三专题练习)关于反应,下列说法正确的是
A.消耗,转移电子
B.在此条件下,氧化性:
C.既是氧化剂又是还原剂
D.氧化产物和还原产物的物质的量比为21∶8
考向2 电子转移的表示及计算
【典例2】(2024·上海·高三专题练习)关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是
A.生成12.7g I2时,转移0.1mol电子 B.KI是还原产物
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7:1 D.K2H3IO6发生氧化反应
【变式练3】(2024·全国·高三专题练习)从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,则下列说法正确的是
A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物 B.5molFeS2发生反应,有24mol电子转移
C.产物中的有一部分是氧化产物 D.FeS2只作还原剂
【变式练4】(2024·上海·高三专题练习)氨基钠()是重要的化学试剂,其与氧气的反应如下:。下列说法正确的是
A.
B.每消耗,转移电子数是
C.是氧化产物
D.中N的化合价部分发生变化
1.(2024·山东·高考真题)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是
A.竹管、动物尾毫→湖笔 B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸 D.端石→端砚
2.(2023·浙江·高考真题)关于反应,下列说法正确的是
A.生成,转移电子 B.是还原产物
C.既是氧化剂又是还原剂 D.若设计成原电池,为负极产物
3.(2024·浙江·高考真题)汽车尾气中的和在催化剂作用下发生反应:,下列说法不正确的是(为阿伏加德罗常数的值)
A.生成转移电子的数目为 B.催化剂降低与反应的活化能
C.是氧化剂,是还原剂 D.既是氧化产物又是还原产物
4.(2023·山东·高考真题)实验室制备过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用氧化制备;②水溶后冷却,调溶液至弱碱性,歧化生成和;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得。下列说法正确的是
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用作强碱性介质
C.②中只体现氧化性
D.转化为的理论转化率约为66.7%
5.(2024·湖南·统考三模)黑火药是中国古代四大发明之一。。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.反应中每生成标准状况下2.24 L ,转移电子数目为
B.1 L 0.5 mol·L 溶液中S2-和HS-的总数小于
C.常温下3.2 g由、组成的混合物中所含质子数为
D.28 g 中含有π键数目为
6.(202·浙江·统考模拟预测)关于反应2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+NH3,下列说法正确的是
A.NaN3溶液通入CO2可以得到HN3(酸性与醋酸相当)
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
C.NaN3既是还原产物又是氧化产物
D.生成1molNaN3,共转移4mol电子
1.氧化性、还原性的判断:
(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。例如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂> 氧化产物 
还原性:还原剂> 还原产物 
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越 剧烈 ,对应物质的氧化性或还原性 越强 。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如:

(3)依据产物中元素价态的高低来判断
①相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:

②相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:

(4)依据金属性、非金属性比较。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
氧化还原反应规律及其应用
(1)电子守恒规律:
氧化剂得电子物质的量=还原剂失电子物质的量。
守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。
如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种:NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物,则该氧化还原反应中还原剂是 FeSO4 ,还原产物是 NO 。当有1 mol HNO3被还原,转移 3 mol电子,消耗还原剂 3 mol。
(2)价态规律:
氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。如Fe3+、Cu2+只有氧化性,S2-、I-只有还原性,Cl2、Fe2+既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl,既有氧化性(由氢元素表现出的性质),又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱规律:
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即“由强生弱”。如根据反应Cl2+S2-===S↓+2Cl-,可以确定氧化性 Cl2 > S ,还原性 S2- > Cl- 。
(4)先后规律:在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂(氧化剂),加入同种氧化剂(还原剂),则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因为还原性 Fe2+ > Br- ,所以 Fe2+ 先被Cl2氧化;在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性 Fe3+ > Cu2+ ,因此铁粉先与 Fe3+ 反应。
(5)歧化反应规律:“中间价→高价+低价”。
某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应,反应中1 mol Cl2反应时转移电子数为 NA 。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。
(6)价态归中规律:
①同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简单概括为:“高到高,低到低,只靠拢,不交叉”。如在反应H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O中,氧化产物是 S ,还原产物是 SO2 ,1 mol H2S反应时转移电子数是 2NA 。
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;当存在中间价态时,同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。
考向1 常见的氧化剂和还原剂
【典例1】(2024·辽宁·高三校联考阶段练习)为实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【变式练1】(2024·浙江·校联考三模)关于反应,下列说法正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂 B.是氧化产物
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3 D.生成1mol ,转移4mol电子
【变式练2】(2024·吉林·统考二模)下列转化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
考向2 氧化性、还原性强弱的比较及应用
【典例2】(2024·山东校联考二模)钒元素在酸性溶液中有多种存在形式,其中为蓝色,为淡黄色,已知能发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法错误的是
A.酸性条件下的氧化性:
B.反应Ⅱ中氧化产物和还原产物物质的量之比为
C.向溶液中滴加酸性溶液,溶液颜色由蓝色变为淡黄色
D.向含的酸性溶液中滴加溶液充分反应,转移电子
【变式练3】(2024·上海·高三阶段练习)由反应可推知的是
A.氧化产物:Cl2 B.氧化性:KIO3>KClO3
C.还原性:I2>Cl2 D.每消耗0.1molI2,转移0.2mol电子
【变式练4】(2024·山东·统考二模)氧化还原电对的标准电极电势()可用来比较相应氧化剂的氧化性强弱,相关数据(酸性条件)如下。
氧化还原电对(氧化剂/还原剂) 电极反应式 /V
0.77
0.54
1.36
1.07
1.84
下列分析错误的是
A.氧化性:
B.向溶液滴加溶液,反应的离子方程式为
C.向淀粉KI溶液中滴加溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN的溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
考向3 氧化还原反应的规律
【典例3】(2024·内蒙古·二模)下列离子方程式正确的是
A.利用覆铜板制作电路板的原理: 2FeCl3+ Cu = Cu2+ + 2Fe2+ + 6Cl-
B.泡沫灭火器灭火原理: 2A13+ + 3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
C.向硫化钠溶液中通入过量SO2 : 2S2- + 5SO2+ 2H2O=3S↓+ 4
D.纯碱溶液吸收Br2 : + Br2= + Br-+ CO2↑
【变式练5】(2024·天津·高三阶段练习)下列离子方程式正确的是
A.将通入NaOH溶液中:
B.将溶液滴入NaCl溶液中:
C.将溶液滴入溶液中:
D.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:
【变式练6】(2024·上海·高三专题练习)关于反应4CO2+SiH44CO+SiO2+2H2O,下列说法正确的是
A.CO是氧化产物 B.SiH4发生还原反应
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4 D.还原性:SiH4>CO
1.(2024·全国·高考真题)下列过程对应的离子方程式正确的是
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
2.(2023·浙江·高考真题)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是

A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有键断裂,则转移电子
C.②→③过程若药剂B是,其还原产物为
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中键位置来实现头发的定型
3.(2023·湖南·高考真题)是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。

下列说法错误的是
A.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后,配体失去质子能力增强
B.M中的化合价为
C.该过程有非极性键的形成
D.该过程的总反应式:
4.(2022·江苏·高考真题)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化 具有还原性
B 向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化 具有漂白性
C 向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化 的氧化性比的强
D 用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小 是弱电解质
A.A B.B C.C D.D
5.(2024·河北·高三校联考阶段练习)CsICl2是一种碱金属的化合物,在化学反应中既可表现氧化性又可表现还原性,则下列有关该物质的说法不正确的是
A.Cs显+1价
B.向CsICl2溶液中通入Cl2,有单质碘生成
C.CsICl2是离子化合物
D.向酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液,溶液褪色
6.(2024·四川·统考三模)发蓝工艺是将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化(假设NaNO2的还原产物均为NH3):
下列说法中,不正确的是
A.反应①为3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+NH3↑+H2O
B.当反应②转移的电子数目为3NA时,生成34gNH3
C.反应③中Na2FeO2与Na2Fe2O4的物质的量之比为1:1
D.发蓝工艺的总反应可以表示为:9Fe+4NaNO2+8H2O3Fe3O4+4NaOH+4NH3↑
1.氧化还原方程式配平的一般步骤——化合价升降法
2.氧化还原反应的计算
(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
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。
“四找关系式”:多步连续进行的氧化还原反应的有关计算,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电子没有损耗,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。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
一、常见氧化还原反应类型及其配平技巧
1.完全氧化还原型
技巧:可从反应物或者生成物进行配平
关键:符合一般的配平步骤
实例:1+2H2O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
    ↑4×1↓2×2
或+H2 O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
           ↑4×1↓2×2
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2.歧化反应
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:O2+H2O―→2H O3+1O
           ↑1×2↓2×1
3NO2+H2O===2HNO3+NO
3.部分氧化还原型
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:nO2+Hl(浓)1nCl2+1l2+H2O
              ↓2×1 ↑1×2×1
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
4.归中反应
技巧:从反应物进行配平
关键:确定氧化剂和还原剂的化学计量数
实例:1 O2+2H2 ―→H2O+
    ↓4×1 ↑2×2
SO2+2H2S===2H2O+3S↓
二、缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
1.补项原则
介质 多一个氧原子 少一个氧原子
酸性 +2H+结合1个O→H2O +H2O提供1个O→2H+
中性 +H2O结合1个O→2OH- +H2O提供1个O→2H+
碱性 +H2O结合1个O→2OH- +2OH-提供1个O→H2O
2.组合方式
反应物 生成物 使用条件
组合一 H+ H2O 酸性溶液
组合二 H2O H+ 酸性或中性溶液
组合三 OH- H2O 碱性溶液
组合四 H2O OH- 碱性或中性溶液
考向1 氧化还原反应方程式的配平
【典例1】(2024·全国·高三专题练习)回答下列问题:
(1)配平下列反应方程式:
①Cl2+HgO→Cl2O+HgCl2_____
②ClO+H+→Cl-+ClO2↑+H2O_____
(2)请配平化学方程式:_____。
__________NaBO2+_________SiO2+__________Na+__________H2=_________NaBH4+________Na2SiO3
【变式练1】(·全国·高三专题2024练习)配平下列方程式
(1);________。
(2) ;________。
(3) ;________。
(4) ;________。
【变式练2】(2024·全国·高三专题练习)配平
(1)____ClO-+____Fe(OH)3+____=____Cl-++____H2O;________。
(2) ;________。
(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝的反应体系中的物质有:。请将之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平;________。
(4)将固体(黄色,微溶)加入和的混合溶液里,加热,溶液显紫色(无色)。配平该反应的离子方程式:;________。
考向2 氧化还原反应的有关计算
【典例2】(2024·辽宁·校联考模拟预测)高铁酸钾可以用于饮用水处理。工业上制备的一种方法是向溶液中通入氯气,然后再加入溶液:
①;
②。(方程式均未配平)
下列说法正确的是
A.氯气与热的石灰乳反应制得的漂白粉或漂粉精可以用于游泳池等场所的消毒
B.若反应①中,则该反应还原产物与氧化产物的物质的量之比为
C.用上述方法得到时最多消耗
D.处理饮用水时,加入高铁酸钾效果相当于加入氯气和铝盐两种物质
【变式练3】(2024·全国·高三专题练习)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:(未配平),在一定条件下能自身反应:(未配平,与的物质的量之比为),以上、、均是含氯元素的一元酸的钾盐,由以上条件推知在中氯元素的化合价是
A. B. C. D.
【变式练4】(2024·全国·高三专题练习)反应3MoS2+18HNO3+12HCl=3H2[MoO2Cl4]+18NO↑+6H2SO4+6H2O中,每溶解1molMoS2,转移电子的物质的量为_______。
1.(2024·山东·高考真题)以不同材料修饰的为电极,一定浓度的溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制和,装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充
C.电解总反应式为
D.催化阶段反应产物物质的量之比
2.(2024·浙江·高考真题)利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:(未配平)。下列说法正确的是
A.X表示
B.可用替换
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.若生成标准状况下的气体,则反应转移的电子数为(表示阿伏加德罗常数的值)
3.(2024·北京·高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物
物质的量/mol 物质的量/mol
① 酸性 0.001 n Mn2+ I2
② 中性 0.001 10n MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
10.(2024·河北·高考真题)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
4.(2024·全国·高三专题练习)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等,如图是从废钒中回收钒的一种工艺流程:
(1)“氧化”工序中反应的离子方程式为___________。
(2)写出流程中铝热反应的化学方程式:___________。
5.(2024·全国·高三专题练习)以硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、SiO2,少量的Fe3O4、Al2O3、MgO)生产安全高效的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)的工艺流程如下:
“氧化”时发生反应的离子方程式为___________
6.(2024·全国·高三专题练习)回答下列问题
(1)用单线桥分析与水反应中电子转移的方向和数目:_______;其中氧化剂是_______,还原剂是_______,氧化产物是_______,还原产物是_______。
(2)与反应时,生成氧气时,转移的电子数为_______。
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1.氧化还原反应本质和特征
2.相关概念及其关系
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头,③算数目,④说变化。
实例:用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目

(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”、“失去”字样。
实例:用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目

4.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
总结:①一定属于氧化还原反应的基本反应类型是置换反应。
②一定不属于氧化还原反应的基本反应类型是复分解反应。
5.常见的氧化剂和还原剂
(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 X2(卤素) X-
O2、O3 H2O或OH-或O2-或O
含较高价态元素的化合物 氧化物 MnO2 Mn2+
含氧酸 浓H2SO4 SO2
HNO3 NO或NO2
HClO Cl-
盐 KMnO4(H+) Mn2+
Fe3+ Fe2+或Fe
NaClO Cl-
过氧化物 Na2O2、H2O2 H2O或OH-
(2)常见的还原剂
物质类型 举例 对应氧化产物
活泼的金属单质 Na、Fe、Al Na+、Fe2+或Fe3+、Al3+
某些非金属单质 H2、C、S H+、CO或CO2、SO2
含较低价 态元素的 化合物 氧化物 CO CO2
SO2 SO3或SO
氢化物 NH3 N2或NO
H2S S或SO2
离子 SO SO_
Fe2+ Fe3+
I- I2
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物
Fe2+ Fe3+ Fe
SO SO S
H2O2 O2 H2O
一、突破氧化还原反应概念的“六个误区”
误区1 某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。如Cl2+2Br-===Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。某元素由化合态变为游离态时,该元素可能被还原,也可能被氧化。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。
误区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。
误区3 在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂,如H2+CuOCu+H2O反应中H2是还原剂。
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,只是以氧化性为主。如在反应Cl2+H2OHCl+HClO中,Cl2既表现氧化性又表现还原性。
误区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。
误区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为+7价(最高价态),HClO中Cl为+1价,而实际上HClO4的氧化性没有HClO的强。
误区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,有许多反应是一种元素既被氧化又被还原。如在反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,Na2O2中氧元素的化合价既升高又降低;如3NO2+H2O===2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。
二、元素化合价的判断方法
代数和法:标出熟悉元素的化合价→代数和为零求解其他元素的化合价
(1)常见元素的化合价
可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;记变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。正价最高莫过八,负价最低四为限。正负变价要分清,莫忘单质都为零。
(2)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2:Cu+2 Fe+2 HCN:C+2 N-3 CuH:Cu+1 H-1 Si3N4:Si+4 N-3 H3PO2:P+1 K2FeO4:Fe+6 LiNH2:N-3 AlN:N-3 Na2S2O3:S+2 CuCl:Cu+1 Li2NH:N-3 VO:V+5 C2O:C+3 FeO:Fe+(8-n)
三、分析氧化还原反应的方法思路
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。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
四、电子转移数目的判断方法
关键是明确反应中元素化合价的变化,找出氧化剂或还原剂的物质的量,以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。
五、双线桥法与单线桥法的区别
双线桥:①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化;③失去电子的总数等于得到电子的总数。
单线桥:①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。
六、高中化学涉及氧化还原反应的工艺
1.海水提溴: r-―→r2―→ r-―→r2
2.海带提碘: ―→
3.硝酸工业: H3―→ O―→ O2―→H O3
4.接触法制硫酸:Fe2―→ O2―→ O3―→H2 O4
5.合成氨工业:2―→ H3
6.氯碱工业:Na ―→
7.工业制漂白粉: ―→Ca和Ca(O)2
考向1 氧化还原反应相关概念的辨析
【典例1】(2024·浙江联考一模)关于反应,下列说法正确的是
A.是还原产物
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4
C.既是氧化剂又是还原剂
D.生成,转移电子
【答案】D
【解析】A. 分析方程式中的化合价可知,N2H4中N元素的化合价为-2,N2中的N元素的化合价为0,N元素的化合价升高,N2为氧化产物,故A错误;
B. 分析方程式中的化合价可知,Cu元素化合价降低,为氧化剂,N元素化合价升高,N2H4为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,故B错误;
C. N2H4中有且只有N元素化合价升高,所以N2H4仅为还原剂,故C错误;
D. 分析方程式可知,每生成1mol N2,转移的电子数为4mol,28g N2,正好为1mol N2,故D正确;
故选D。
【变式练1】(2024·浙江·校联考一模)关于反应:,下列说法不正确的是
A.中Fe在反应中得到电子
B.既不是氧化剂也不是还原剂
C.消耗0.2mol,转移2.8mol电子
D.氧化产物和还原产物物质的量之比8∶15
【答案】D
【解析】A.反应中,Fe元素的化合价由Fe2(SO4)3中的+3价降至FeSO4中的+2价,Fe2(SO4)3中Fe元素化合价降低,在反应中得到电子,被还原,A项正确;
B.反应前后,H2O中H、O元素的化合价都没有变化,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,B项正确;
C.反应中,S元素的化合价由FeS2中的-1价升至中的+6价,1molFeS2参与反应转移14mol电子,则消耗0.2molFeS2转移电子物质的量为0.2mol×14=2.8mol,C项正确;
D.反应中,Fe元素的化合价由Fe2(SO4)3中的+3价降至FeSO4中的+2价,Fe2(SO4)3是氧化剂,FeSO4是还原产物,1molFe2(SO4)3参与反应得到2mol电子生成2molFeSO4,S元素的化合价由FeS2中的-1价升至中的+6价,FeS2是还原剂,是氧化产物,1molFeS2参与反应失去14mol电子生成2mol,根据得失电子守恒,氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶7,D项错误;
答案选D。
【变式练2】(2024·浙江·高三专题练习)关于反应,下列说法正确的是
A.消耗,转移电子
B.在此条件下,氧化性:
C.既是氧化剂又是还原剂
D.氧化产物和还原产物的物质的量比为21∶8
【答案】B
【解析】在反应中,Cr元素化合价从+3价升高为+6价,I元素化合价从-1价升高为+5价,Cl元素化合价从+1降低为-1价,则为还原剂,ClO-为氧化剂,为氧化产物,Cl-为还原产物;反应中共转移电子数为42。
A.据分析可知,消耗,转移电子,A错误;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物,则在此条件下,氧化性:,B正确;
C.据分析可知,是还原剂,C错误;
D.据分析可知,氧化产物和还原产物的物质的量比为8∶21,D错误;
故选B。
考向2 电子转移的表示及计算
【典例2】(2024·上海·高三专题练习)关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是
A.生成12.7g I2时,转移0.1mol电子 B.KI是还原产物
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7:1 D.K2H3IO6发生氧化反应
【答案】C
【解析】A.12.7g I2的物质的量为0.05mol,由方程式可知此时有mol=0.0125mol K2H3IO6被还原,转移0.0125mol×7= 0.0875mol电子,A错误;
B.生成KI,元素化合价没有变化,B错误;
C.由化合价的变化可知,反应K2H3IO6+9HI═2KI+4I2+6H2O中,I元素化合价分别由+7价、-1价变化为0价,还原剂与氧化剂的物质的量之比为7:1,C正确;
D.K2H3IO6中I元素化合价降低,被还原,发生还原反应,D错误;
综上所述答案为C。
【变式练3】(2024·全国·高三专题练习)从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,则下列说法正确的是
A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物 B.5molFeS2发生反应,有24mol电子转移
C.产物中的有一部分是氧化产物 D.FeS2只作还原剂
【答案】C
【解析】在反应14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4中,CuSO4中的Cu元素由+2价降低到+1价,FeS2中的S元素,一部分由-1价降低到-2价,一部分由-1价升高到+6价。
A.Cu2S中,Cu元素由+2价降低到+1价,S元素由-1价降低到-2价,则Cu2S是还原产物,不是氧化产物,A错误;
B.5mol FeS2发生反应,Fe元素价态不变,有3molS由-1价升高到+6价,所以有21mol电子转移,B错误;
C.产物中,来自CuSO4的价态不变,不是氧化产物,FeS2中有一部分S转化为,此部分是氧化产物,C正确;
D.FeS2中,S元素一部分由-1价降低到-2价,一部分由-1价升高到+6价,所以FeS2既作氧化剂又作还原剂,D错误;
故选C。
【变式练4】(2024·上海·高三专题练习)氨基钠()是重要的化学试剂,其与氧气的反应如下:。下列说法正确的是
A.
B.每消耗,转移电子数是
C.是氧化产物
D.中N的化合价部分发生变化
【答案】D
【解析】A.由化学方程式可知,3molO2中所含氧元素化合价降低,作氧化剂,4mol中,只有2mol所含氮元素化合价升高,作还原剂,则,A错误;
B.由化学方程式可知,每消耗3molO2,反应转移12mol电子,则每消耗,转移1.2mol电子,转移电子数是,B错误;
C.生成物中的N和H元素,反应前后化合价无变化,则既不是氧化产物也不是还原产物,C错误;
D.,N元素化合价升高,,N元素化合价不变,即中N的化合价部分发生变化,D正确;
故选D。
1.(2024·山东·高考真题)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是
A.竹管、动物尾毫→湖笔 B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸 D.端石→端砚
【答案】B
【解析】A.湖笔,以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.松木中的C元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为C单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,B符合题意;
C.宣纸,以楮树皮为原料,得到纸浆纤维,从而制作宣纸,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.端砚以端石为原料经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选B。
2.(2023·浙江·高考真题)关于反应,下列说法正确的是
A.生成,转移电子 B.是还原产物
C.既是氧化剂又是还原剂 D.若设计成原电池,为负极产物
【答案】A
【解析】A.由方程式可知,反应生成1mol一氧化二氮,转移4mol电子,故A正确;
B.由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,故B错误;
C.由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,NH2OH是反应的还原剂,铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,故C错误;
D.由方程式可知,反应中铁元素的化合价降低被还原,铁离子是反应的氧化剂,若设计成原电池,铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,亚铁离子为正极产物,故D错误;
故选A。
3.(2024·浙江·高考真题)汽车尾气中的和在催化剂作用下发生反应:,下列说法不正确的是(为阿伏加德罗常数的值)
A.生成转移电子的数目为 B.催化剂降低与反应的活化能
C.是氧化剂,是还原剂 D.既是氧化产物又是还原产物
【答案】D
【分析】NO中N的化合价为+2价,降低为0价的N2,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO中C为+2价,化合价升高为+4价的CO2,失去2个电子,作还原剂发生氧化反应;
【解析】A.根据分析,1molCO2转移2NA的电子,A正确;
B.催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B正确;
C.根据分析,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;
D.根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误;
故选D。
4.(2023·山东·高考真题)实验室制备过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用氧化制备;②水溶后冷却,调溶液至弱碱性,歧化生成和;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得。下列说法正确的是
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用作强碱性介质
C.②中只体现氧化性
D.转化为的理论转化率约为66.7%
【答案】D
【解析】由题中信息可知,高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化 MnO2制备K2MnO4,然后水溶后冷却调溶液pH至弱碱性使K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,Mn元素的化合价由+6变为+7和+4。
A.①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化 MnO2制备K2MnO4,由于瓷坩埚易被强碱腐蚀,故不能用瓷坩埚作反应器,A说法不正确;
B.制备KMnO4时为为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用,B说法不正确;
C.②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,故其既体现氧化性又体现还原性,C说法不正确;
D.根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D说法正确;
综上所述,本题选D。
5.(2024·湖南·统考三模)黑火药是中国古代四大发明之一。。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.反应中每生成标准状况下2.24 L ,转移电子数目为
B.1 L 0.5 mol·L 溶液中S2-和HS-的总数小于
C.常温下3.2 g由、组成的混合物中所含质子数为
D.28 g 中含有π键数目为
【答案】D
【解析】A.根据反应中各元素化合价的变化情况,每生成0.1 mol N ,消耗0.3 mol碳单质,转移电子数目为,A正确;
B.水解,1 L 0.5 mol·L 溶液中硫元素的存在形式有、和,根据硫原子守恒可知和的总数小于,B正确;
C.、的摩尔质量均为64 g·mol,每个分子中含有质子数均为32,3.2 g由、组成的混合物的物质的量为0.05 mol,所含质子数为,C正确;
D.氮气分子的结构式为,1个氮气分子中含有2个π键,故28 g(即1 mol)中含有π键数目为,D错误;
故选D。
6.(202·浙江·统考模拟预测)关于反应2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+NH3,下列说法正确的是
A.NaN3溶液通入CO2可以得到HN3(酸性与醋酸相当)
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
C.NaN3既是还原产物又是氧化产物
D.生成1molNaN3,共转移4mol电子
【答案】C
【解析】A.由HN3的酸性与醋酸相当可知,NaN3溶液通入二氧化碳不可能生成HN3,否则违背强酸制弱酸的原理,故A错误;
B.由方程式可知,氨基钠中氮元素化合价升高被氧化,一氧化二氮中氮元素化合价降低被还原,则氧化剂一氧化二氮和还原剂氨基钠的物质的量之比为1:2,故B错误;
C.由方程式可知,氨基钠中氮元素化合价升高被氧化,一氧化二氮中氮元素化合价降低被还原,则NaN3既是还原产物又是氧化产物,故C正确;
D.由方程式可知,氨基钠中氮元素化合价升高被氧化,一氧化二氮中氮元素化合价降低被还原,则反应生成1molNaN3,共转移电子的物质的量为1mol××2=mol,故D错误;
故选C。
1.氧化性、还原性的判断:
(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。例如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
2.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂> 氧化产物 
还原性:还原剂> 还原产物 
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越 剧烈 ,对应物质的氧化性或还原性 越强 。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如:

(3)依据产物中元素价态的高低来判断
①相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:

②相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:

(4)依据金属性、非金属性比较。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
氧化还原反应规律及其应用
(1)电子守恒规律:
氧化剂得电子物质的量=还原剂失电子物质的量。
守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。
如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种:NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物,则该氧化还原反应中还原剂是 FeSO4 ,还原产物是 NO 。当有1 mol HNO3被还原,转移 3 mol电子,消耗还原剂 3 mol。
(2)价态规律:
氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。如Fe3+、Cu2+只有氧化性,S2-、I-只有还原性,Cl2、Fe2+既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl,既有氧化性(由氢元素表现出的性质),又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱规律:
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即“由强生弱”。如根据反应Cl2+S2-===S↓+2Cl-,可以确定氧化性 Cl2 > S ,还原性 S2- > Cl- 。
(4)先后规律:在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂(氧化剂),加入同种氧化剂(还原剂),则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因为还原性 Fe2+ > Br- ,所以 Fe2+ 先被Cl2氧化;在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性 Fe3+ > Cu2+ ,因此铁粉先与 Fe3+ 反应。
(5)歧化反应规律:“中间价→高价+低价”。
某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应,反应中1 mol Cl2反应时转移电子数为 NA 。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。
(6)价态归中规律:
①同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简单概括为:“高到高,低到低,只靠拢,不交叉”。如在反应H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O中,氧化产物是 S ,还原产物是 SO2 ,1 mol H2S反应时转移电子数是 2NA 。
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;当存在中间价态时,同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。
考向1 常见的氧化剂和还原剂
【典例1】(2024·辽宁·高三校联考阶段练习)为实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.氯酸钾在二氧化锰做催化剂的条件下受热分解生成氯化钾和氧气,不需要加入还原剂就能实现,故A不符合题意;
B.氧化铜转化为铜时,铜元素的化合价降低被还原,氧化铜为反应的氧化剂,转化时需要加入还原剂才能实现反应,故B符合题意;
C.铜转化为硝酸铜时,铜元素的化合价升高被氧化,转化时需要加入氧化剂才能实现反应,故C不符合题意;
D.碳酸氢根离子转化为二氧化碳时,没有元素发生化合价变化,不需要加入还原剂就能实现,故D不符合题意;
故选B。
【变式练1】(2024·浙江·校联考三模)关于反应,下列说法正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂 B.是氧化产物
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3 D.生成1mol ,转移4mol电子
【答案】C
【解析】反应中,F元素化合价始终为-1价,KMnO4转化为K2MnF6,Mn元素化合价从+7降低到+4价,所以KMnO4做氧化剂,而H2O2中O元素化合价从-1价升高到0价,作还原剂,据此结合氧化还原反应的规律。
A.依据上述分析可知,KMnO4为氧化剂,是还原剂,A错误;
B.是Mn元素得电子化合价降低得到的还原产物,B错误;
C.结合化学方程式可知,氧化剂KMnO4与还原剂物质的量之比为2:3,C正确;
D.过氧化氢中O元素为-1价,所以生成1mol ,转移2mol电子,D错误;
故选C。
【变式练2】(2024·吉林·统考二模)下列转化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.I元素化合价由0价降低到-1价,发生还原反应,A不符合题意;
B.Fe元素化合价由+2价升高到+3价,发生氧化反应,B符合题意;
C.无化合价变化,不发生氧化还原反应,C不符合题意;
D.Mn元素化合价由+7价降低到+4价,发生还原反应,C不符合题意;
故答案为:B。
考向2 氧化性、还原性强弱的比较及应用
【典例2】(2024·山东校联考二模)钒元素在酸性溶液中有多种存在形式,其中为蓝色,为淡黄色,已知能发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
下列说法错误的是
A.酸性条件下的氧化性:
B.反应Ⅱ中氧化产物和还原产物物质的量之比为
C.向溶液中滴加酸性溶液,溶液颜色由蓝色变为淡黄色
D.向含的酸性溶液中滴加溶液充分反应,转移电子
【答案】D
【解析】A.氧化剂氧化性大于氧化产物,由Ⅰ可知,氧化性,由Ⅱ可知,氧化性;故酸性条件下的氧化性:,A正确;
B.反应Ⅱ中发生氧化反应得到氧化产物,发生还原反应得到还原产物,由化学方程式可知,氧化产物和还原产物物质的量之比为,B正确;
C.向溶液中滴加酸性溶液,被高锰酸钾氧化为,故溶液颜色由蓝色变为淡黄色,C正确;
D.向含的酸性溶液中滴加溶液充分反应,由于碘离子还原性大于亚铁离子,故碘离子完全和反应生成碘单质,转移电子,D错误;
故选D。
【变式练3】(2024·上海·高三阶段练习)由反应可推知的是
A.氧化产物:Cl2 B.氧化性:KIO3>KClO3
C.还原性:I2>Cl2 D.每消耗0.1molI2,转移0.2mol电子
【答案】C
【解析】A.在反应,Cl的化合价从+5价降低到0价,所以氯气为还原产物,故A错误;
B.在反应中,I的化合价从0价升高到+5价,所以KIO3为氧化产物,Cl的化合价从+5价降低到0价,所以KClO3为氧化剂。在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以氧化性:KClO3>KIO3,故B错误;
C.在反应中,I的化合价从0价升高到+5价,所以I2为还原剂,Cl的化合价从+5价降低到0价,所以氯气为还原产物。在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,所以还原性:I2>Cl2,故C正确;
D.在反应中,Cl的化合价从+5价降低到0价,所以生成1molCl2,转移10mol电子,所以生成0.1molCl2则转移1mol电子,故D错误;
故选C。
【变式练4】(2024·山东·统考二模)氧化还原电对的标准电极电势()可用来比较相应氧化剂的氧化性强弱,相关数据(酸性条件)如下。
氧化还原电对(氧化剂/还原剂) 电极反应式 /V
0.77
0.54
1.36
1.07
1.84
下列分析错误的是
A.氧化性:
B.向溶液滴加溶液,反应的离子方程式为
C.向淀粉KI溶液中滴加溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN的溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
【答案】B
【解析】A.标准电极电势越大,对应氧化剂的氧化性越强,氧化性:;故A正确;
B.的氧化性低于,所以不能通过氧化得到;所以不会发生反应,故B错误;
C.的氧化性高于,向淀粉KI溶液中滴加溶液,得到,溶液变蓝色;故C正确;
D.氧化性大小为,所以氯水氧化,溶液变红,故D正确;
故答案选B。
考向3 氧化还原反应的规律
【典例3】(2024·内蒙古·二模)下列离子方程式正确的是
A.利用覆铜板制作电路板的原理: 2FeCl3+ Cu = Cu2+ + 2Fe2+ + 6Cl-
B.泡沫灭火器灭火原理: 2A13+ + 3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
C.向硫化钠溶液中通入过量SO2 : 2S2- + 5SO2+ 2H2O=3S↓+ 4
D.纯碱溶液吸收Br2 : + Br2= + Br-+ CO2↑
【答案】C
【解析】A.利用覆铜板制作电路板,氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式是2Fe3++ Cu = Cu2+ + 2Fe2+,A错误;
B.泡沫灭火器灭火原理是硫酸铝和碳酸氢钠溶液混合发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀、氯酸钠、二氧化碳,反应的离子方程式为 A13+ + 3 = Al(OH)3↓ + 3CO2↑,故B错误;
C.向硫化钠溶液中通入过量SO2生成亚硫酸氢钠、S沉淀,反应的离子方程式是2S2- + 5SO2+ 2H2O=3S↓+ 4,故C正确;
D.纯碱溶液吸收Br2生成溴酸钠、溴化钠、二氧化碳,反应的离子方程式为3+3Br2= + 5Br-+ 3CO2↑,故D错误;
选C。
【变式练5】(2024·天津·高三阶段练习)下列离子方程式正确的是
A.将通入NaOH溶液中:
B.将溶液滴入NaCl溶液中:
C.将溶液滴入溶液中:
D.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:
【答案】A
【解析】A.将通入NaOH溶液中生成硝酸钠、亚硝酸钠和水:,A正确;
B.碱能吸收氯气,故方程式中两种产物难以大量同时产生、离子方程式错误,B错误;
C. 将溶液滴入溶液中,发生归中反应,通常生成二氧化锰,酸性条件下锰酸根离子不能稳定存在,故方程式中两种产物难以大量同时产生、离子方程式错误,C错误;
D. 用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的:发生归中反应,醋酸是弱酸,不能拆写为氢离子、离子方程式错误,D错误;
答案选A。
【变式练6】(2024·上海·高三专题练习)关于反应4CO2+SiH44CO+SiO2+2H2O,下列说法正确的是
A.CO是氧化产物 B.SiH4发生还原反应
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4 D.还原性:SiH4>CO
【答案】D
【解析】在反应4CO2+SiH44CO+SiO2+2H2O中,CO2中的C元素由+4价降低为+2价,CO2为氧化剂,CO为还原产物;SiH4为还原剂,SiO2为氧化产物。
A.由分析可知,CO2为氧化剂,CO为还原产物,A不正确;
B.SiH4为还原剂,发生氧化反应,B不正确;
C.CO2为氧化剂,SiH4为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,C不正确;
D.SiH4为还原剂,CO为还原产物,则还原性:SiH4>CO,D正确;
故选D。
1.(2024·全国·高考真题)下列过程对应的离子方程式正确的是
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
【答案】D
【解析】A.玻璃的主要成分为SiO2,用氢氟酸刻蚀玻璃时,SiO2和氢氟酸反应生成SiF4气体和水,反应的方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,A错误;
B.Fe3+可以将Cu氧化成Cu2+,三氯化铁刻蚀铜电路板时反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B错误;
C.氯气具有强氧化性,可以氧化硫代硫酸根成硫酸根,氯气被还原为氯离子,反应的离子方程式为S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl-+10H+,C错误;
D.碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,可以用碳酸钠溶液浸泡水垢使硫酸钙转化为疏松、易溶于酸的碳酸钙,反应的离子方程式为,D正确;
故答案选D。
2.(2023·浙江·高考真题)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是

A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有键断裂,则转移电子
C.②→③过程若药剂B是,其还原产物为
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中键位置来实现头发的定型
【答案】C
【解析】A.①→②是氢原子添加进去,该过程是还原反应,因此①是氧化剂,具有氧化性,则药剂A具有还原性,故A正确;
B.①→②过程中S的价态由 1价变为 2价,若有键断裂,则转移电子,故B正确;
C.②→③过程发生氧化反应,若药剂B是,则B化合价应该降低,因此其还原产物为,故C错误;
D.通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中键位置发生了改变,因此化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中键位置来实现头发的定型,故D正确。
综上所述,答案为C。
3.(2023·湖南·高考真题)是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。

下列说法错误的是
A.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后,配体失去质子能力增强
B.M中的化合价为
C.该过程有非极性键的形成
D.该过程的总反应式:
【答案】B
【解析】A.(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后,中的带有更多的正电荷,其与N原子成键后,吸引电子的能力比(Ⅱ)强,这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂,因此其失去质子()的能力增强,A说法正确;
B.(Ⅱ)中的化合价为+2,当其变为(Ⅲ)后,的化合价变为+3,(Ⅲ)失去2个质子后,N原子产生了1个孤电子对,的化合价不变;M为,当变为M时,N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子,其中的化合价变为,因此,B说法不正确;
C.该过程M变为时,有键形成,是非极性键,C说法正确;
D.从整个过程来看, 4个失去了2个电子后生成了1个和2个,(Ⅱ)是催化剂,因此,该过程的总反应式为,D说法正确;
综上所述,本题选B。
4.(2022·江苏·高考真题)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化 具有还原性
B 向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化 具有漂白性
C 向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化 的氧化性比的强
D 用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小 是弱电解质
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液,无现象,振荡,再滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,亚铁离子被新制氯水氧化,说明具有还原性,A正确;
B.向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,品红溶液褪色,振荡,加热试管,溶液又恢复红色,说明具有漂白性, B正确;
C.向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明的氧化性比的强,C正确;
D.用pH计测量醋酸、盐酸的pH用以证明是弱电解质时,一定要注明醋酸和盐酸的物质的量浓度相同,D错误。
故选D。
5.(2024·河北·高三校联考阶段练习)CsICl2是一种碱金属的化合物,在化学反应中既可表现氧化性又可表现还原性,则下列有关该物质的说法不正确的是
A.Cs显+1价
B.向CsICl2溶液中通入Cl2,有单质碘生成
C.CsICl2是离子化合物
D.向酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液,溶液褪色
【答案】B
【解析】A.Cs是ⅠA族元素,在化合物CsICl2中的化合价为+1,A正确;
B.CsICl2溶液中I显+1价,无I-存在,所以通Cl2无I2生成,B不正确;
C.CsICl2可看成由Cs+、Cl-、ICl等构成,则CsICl2是离子化合物,C正确;
D.CsICl2中Cl显-1价,具有还原性,向酸性高锰酸钾溶液中滴加CsICl2溶液,溶液褪色,D正确;
故选B。
6.(2024·四川·统考三模)发蓝工艺是将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化(假设NaNO2的还原产物均为NH3):
下列说法中,不正确的是
A.反应①为3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+NH3↑+H2O
B.当反应②转移的电子数目为3NA时,生成34gNH3
C.反应③中Na2FeO2与Na2Fe2O4的物质的量之比为1:1
D.发蓝工艺的总反应可以表示为:9Fe+4NaNO2+8H2O3Fe3O4+4NaOH+4NH3↑
【答案】B
【解析】A.反应①中Fe和NaNO2碱性溶液反应生成Na2FeO2,Fe元素化合价由0价上升到+2价,根据氧化还原反应规律可知N元素由+3价下降到-3价生成NH3,方程式为:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+NH3↑+H2O,故A正确;
B.当反应②中NaFeO2和NaNO2溶液反应生成Na2Fe2O4和NH3,Fe元素化合价由+2价上升到+3价,NaNO2中N由+3价降为-3价,当转移的电子数目为3NA时,生成0.5molNH3,质量为8.5g,故B错误;
C.反应③中Na2FeO2与Na2Fe2O4反应生成Fe3O4,Na2FeO2中Fe由+2价升为+ 价,Na2Fe2O4中Fe由+3价降为+ 价,根据得失电子守恒可知,Na2FeO2与Na2Fe2O4的物质的量之比为1:1,故C正确;
D.由图可知,发蓝工艺中Fe和NaNO2碱性溶液反应生成Fe3O4和NH3,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:9Fe+4NaNO2+8H2O3Fe3O4+4NaOH+4NH3↑,故D正确;
故选B。
1.氧化还原方程式配平的一般步骤——化合价升降法
2.氧化还原反应的计算
(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
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。
“四找关系式”:多步连续进行的氧化还原反应的有关计算,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电子没有损耗,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。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
一、常见氧化还原反应类型及其配平技巧
1.完全氧化还原型
技巧:可从反应物或者生成物进行配平
关键:符合一般的配平步骤
实例:1+2H2O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
    ↑4×1↓2×2
或+H2 O4(浓)O2↑+O2↑+H2O
           ↑4×1↓2×2
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2.歧化反应
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:O2+H2O―→2H O3+1O
           ↑1×2↓2×1
3NO2+H2O===2HNO3+NO
3.部分氧化还原型
技巧:从生成物进行配平
关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例:nO2+Hl(浓)1nCl2+1l2+H2O
              ↓2×1 ↑1×2×1
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
4.归中反应
技巧:从反应物进行配平
关键:确定氧化剂和还原剂的化学计量数
实例:1 O2+2H2 ―→H2O+
    ↓4×1 ↑2×2
SO2+2H2S===2H2O+3S↓
二、缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
1.补项原则
介质 多一个氧原子 少一个氧原子
酸性 +2H+结合1个O→H2O +H2O提供1个O→2H+
中性 +H2O结合1个O→2OH- +H2O提供1个O→2H+
碱性 +H2O结合1个O→2OH- +2OH-提供1个O→H2O
2.组合方式
反应物 生成物 使用条件
组合一 H+ H2O 酸性溶液
组合二 H2O H+ 酸性或中性溶液
组合三 OH- H2O 碱性溶液
组合四 H2O OH- 碱性或中性溶液
考向1 氧化还原反应方程式的配平
【典例1】(2024·全国·高三专题练习)回答下列问题:
(1)配平下列反应方程式:
①Cl2+HgO→Cl2O+HgCl2_____
②ClO+H+→Cl-+ClO2↑+H2O_____
(2)请配平化学方程式:_____。
__________NaBO2+_________SiO2+__________Na+__________H2=_________NaBH4+________Na2SiO3
【答案】(1) 2Cl2+HgO=Cl2O+HgCl2 5ClO+4H+=Cl-+4ClO2↑+2H2O
(2)NaBO2+2SiO2+4Na+2H2=NaBH4+2Na2SiO3
【解析】(1)①
故答案为:2Cl2+HgO=Cl2O+HgCl2;5ClO+4H+=Cl-+4ClO2↑+2H2O。
(2)依据氧化还原方程式配平的一般步骤配平该反应方程式为。故答案为:。
【变式练1】(2024·全国·高三专题练习)配平下列方程式
(1);________。
(2) ;________。
(3) ;________。
(4) ;________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)反应中,Mn元素化合价由+4价降低到+2价,共降低2价,,Cl元素化合价由-1价升高到0价,每生成1个,共升高2价,化合价升降最小公倍数为2,故、前系数为1,前系数为1,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为;
(2)反应中,N元素化合价由+5价降低到+2价,共降低3价,,Cu元素化合价由0价升高到+2价,共升高2价,化合价升降最小公倍数为6,故前系数为2,、前系数为3,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为;
(3)反应中,I元素化合价由+5价降低到0价,共降低5价,,I元素化合价由-1价升高到0价,共升高1价,化合价升降最小公倍数为5,故前系数为1,前系数为5,根据I原子守恒,前系数为3,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为;
(4)反应中,Mn元素化合价由+7价降低到+2价,共降低5价,,Cl元素化合价由-1价升高到0价,每生成1个Cl2,共升高2价,化合价升降最小公倍数为10,故、前系数为2,前系数为5,前系数为10,根据电荷守恒,H+前系数为16,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为。
【变式练2】(2024·全国·高三专题练习)配平
(1)____ClO-+____Fe(OH)3+____=____Cl-++____H2O;________。
(2) ;________。
(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝的反应体系中的物质有:。请将之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平;________。
(4)将固体(黄色,微溶)加入和的混合溶液里,加热,溶液显紫色(无色)。配平该反应的离子方程式:;________。
【答案】(1)3ClO-+2Fe(OH)3+=3Cl-+2+5H2O
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)反应中,Cl元素化合价由+1价降低到-1价,共降低2价,,Fe元素化合价由+3价升高到+6价,共升高3价,化合价升降最小公倍数为6,故、前系数为3,、前系数为2,根据电荷守恒,反应物少负电荷,补4个OH-,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+=3Cl-+2+5H2O;
(2)反应中,Mn元素化合价由+7价降低到+2价,共降低5价,,O元素化合价由-1价升高到0价,每生成1个O2,共升高2价,化合价升降最小公倍数为10,故、前系数为2,、前系数为5,根据电荷守恒,反应物少正电荷,补6个H+,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为;
(3)生成物中有,根据元素守恒,反应物中应有,反应中,N元素化合价由0价降低到-3价,每消耗1个,共降低6价,根据氧化还原规律,化合价有降低必有升高,则说明反应物中有C,生成物中有CO,反应中,C元素化合价由0价升高到+2价,共升高2价,化合价升降最小公倍数为6,故前系数为1,前系数为2,、前系数为3,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为;
(4)由题意知生成紫色离子,固体和、反应生成硫酸钠、硫酸、高锰酸钠和水,Bi元素由+5价下降到+3价,Mn元素由+2价上升到+7价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为。
考向2 氧化还原反应的有关计算
【典例2】(2024·辽宁·校联考模拟预测)高铁酸钾可以用于饮用水处理。工业上制备的一种方法是向溶液中通入氯气,然后再加入溶液:
①;
②。(方程式均未配平)
下列说法正确的是
A.氯气与热的石灰乳反应制得的漂白粉或漂粉精可以用于游泳池等场所的消毒
B.若反应①中,则该反应还原产物与氧化产物的物质的量之比为
C.用上述方法得到时最多消耗
D.处理饮用水时,加入高铁酸钾效果相当于加入氯气和铝盐两种物质
【答案】D
【解析】A.氯气与热的石灰乳反应生成Ca(ClO3)2、CaCl2,制备漂白粉不能用热的石灰乳和氯气反应,故A错误;
B.若反应①中,根据得失电子守恒,反应方程式为,则该反应还原产物与氧化产物的物质的量之比为,故B错误;
C.若反应①中不生成KClO3,得到转移6mol电子,根据得失电子守恒,消耗,由于反应①中生成KClO3,所以消耗氯气的物质的量最少为3mol,故C错误;
D.具有强氧化性,能杀菌消毒,同时还原产物Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体,能吸附悬浮杂质,所以处理饮用水时,加入高铁酸钾效果相当于加入氯气和铝盐两种物质,故D正确;
选D。
【变式练3】(2024·全国·高三专题练习)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:(未配平),在一定条件下能自身反应:(未配平,与的物质的量之比为),以上、、均是含氯元素的一元酸的钾盐,由以上条件推知在中氯元素的化合价是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】(未配平),氯气自身发生氧化还原,则、中一定有一种氯元素化合价为-1,另种可能为+1、+3、+5、+7;,未配平,与的物质的量之比为,则KY为KCl,且反应为;
若中氯为+1,根据电子守恒可知,KZ中氯价态为,排除;
若中氯为+3,根据电子守恒可知,KZ中氯价态为,排除;
若中氯为+5,根据电子守恒可知,KZ中氯价态为,正确;
故选C。
【变式练4】(2024·全国·高三专题练习)反应3MoS2+18HNO3+12HCl=3H2[MoO2Cl4]+18NO↑+6H2SO4+6H2O中,每溶解1molMoS2,转移电子的物质的量为_______。
【答案】18mol
【解析】在反应中,Mo元素的化合价由反应前MoS2中的+2价变为反应后H2[MoO2Cl4]中的+6价,S元素的化合价由反应前MoS2中的-1价变为反应后H2SO4中的+6价,N元素的化合价由反应前硝酸中的+5价变为反应后NO中的+2价,每1molMoS2发生反应,电子转移的物质的量为(6-2)+2×[6-(-1)]mol=18mol;故答案为:18mol。
1.(2024·山东·高考真题)以不同材料修饰的为电极,一定浓度的溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制和,装置如图所示。下列说法错误的是
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充
C.电解总反应式为
D.催化阶段反应产物物质的量之比
【答案】B
【分析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成,电极b为阳极,电极反应为Br- -6e-+3H2O=+6H+;则电极a为阴极,电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑;电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑;催化循环阶段被还原成Br-循环使用、同时生成O2,实现高效制H2和O2,即Z为O2。
【解析】A.根据分析,电极a为阴极,连接电源负极,A项正确;
B.根据分析电解过程中消耗H2O和Br-,而催化阶段被还原成Br-循环使用,故加入Y的目的是补充H2O,维持NaBr溶液为一定浓度,B项错误;
C.根据分析电解总反应式为Br-+3H2O+3H2↑,C项正确;
D.催化阶段,Br元素的化合价由+5价降至-1价,生成1molBr-得到6mol电子,O元素的化合价由-2价升至0价,生成1molO2失去4mol电子,根据得失电子守恒,反应产物物质的量之比n(O2) ∶n(Br-)=6∶4=3∶2,D项正确;
答案选B。
2.(2024·浙江·高考真题)利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:(未配平)。下列说法正确的是
A.X表示
B.可用替换
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为
D.若生成标准状况下的气体,则反应转移的电子数为(表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】A.由题中信息可知,利用可将废水中的转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示,仍然是大气污染物,A不正确;
B.中C元素的化合价由-2价升高到+4价,是该反应的还原剂,有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用替换,B不正确;
C.该反应中,还原剂中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,氧化剂中N元素的化合价由+5价降低到0价,降低了5个价位,由电子转移守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,C正确;
D.中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的气体,即生成0.5mol,反应转移的电子数为0.5×6=,D不正确;
综上所述,本题选C。
3.(2024·北京·高考真题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物
物质的量/mol 物质的量/mol
① 酸性 0.001 n Mn2+ I2
② 中性 0.001 10n MnO2
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
【答案】B
【解析】A.反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误;
B.根据反应①可得关系式10I-~2,可以求得n=0.0002,则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是:I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-,B项正确;
C.已知的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误;
D.根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;
答案选B。
10.(2024·河北·高考真题)超氧化钾可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂,反应为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中键的数目为
B.晶体中离子的数目为
C.溶液中的数目为
D.该反应中每转移电子生成的数目为
【答案】A
【解析】A.(即)中键的数目为,A正确;
B.由和构成,晶体中离子的数目为,B错误;
C.在水溶液中会发生水解:,故溶液中的数目小于,C错误;
D.该反应中部分氧元素化合价由价升至0价,部分氧元素化合价由价降至价,则每参加反应转移电子,每转移电子生成的数目为,D错误;
故选A。
4.(2024·全国·高三专题练习)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等,如图是从废钒中回收钒的一种工艺流程:
(1)“氧化”工序中反应的离子方程式为___________。
(2)写出流程中铝热反应的化学方程式:___________。
【答案】(1)ClO+6VO2++3H2O=Cl-+6VO+6H+
(2)3V2O5+10Al6V+5Al2O3
【解析】从废钒催化剂中回收V2O5,由流程可知,“酸浸”时V2O5转化为VO2+,VOSO4转成VO2+,只有SiO2不溶,然后加草酸还原发生2VO2++ H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O,将VO2+变为VO2+,除杂后加入氯酸钾氧化生成VO2+,加入氨水生成偏钒酸铵( NH4VO3)沉淀,煅烧生成V2O5,用铝热反应生成粗钒,经电解精炼得到钒。
(1)氧化时反应物为ClO和VO2+,生成物为Cl- 和VO,配平得方程式为:ClO+6VO2++3H2O=Cl-+6VO+6H+。
(2)该铝热反应为氯和五氧化二钒的置换反应,方程式为:3V2O5+10Al6V+5Al2O3。
5.(2024·全国·高三专题练习)以硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、SiO2,少量的Fe3O4、Al2O3、MgO)生产安全高效的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)的工艺流程如下:
“氧化”时发生反应的离子方程式为___________
【答案】2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O
【解析】硫铁矿烧渣中加入硫酸,金属氧化物能溶解,二氧化硅不溶解,再加入过氧化氢将亚铁离子氧化生成铁离子,再加入次氯酸钠溶液进行氧化,根据最后的产物分析,该过程应将+3铁氧化成高铁酸根离子,次氯酸根离子被还原为氯离子,离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O。该过程加入氢氧化钠调节pH,将镁离子或铝离子沉淀,过滤后滤液中加入饱和氢氧化钾溶液,得到高铁酸钾固体。
氧化过程中是将铁离子氧化成高铁酸根离子,离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O。
6.(2024·全国·高三专题练习)回答下列问题
(1)用单线桥分析与水反应中电子转移的方向和数目:_______;其中氧化剂是_______,还原剂是_______,氧化产物是_______,还原产物是_______。
(2)与反应时,生成氧气时,转移的电子数为_______。
【答案】(1)
(2)(或)
【解析】(1)用单线桥表示与水反应中电子转移的方向和数目为 ;中-1价O元素,一半化合价升高到O2中的0价,一半降低到NaOH中的-2价,既作氧化剂又作还原剂;氧化产物是O2;还原产物是NaOH;
(2)与反应时,发生反应,则生成氧气时,转移0.2mol电子,转移电子数为(或)。
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