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第4讲　氧化还原反应的基本概念和规律
[目标速览]　1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移,知道常见的氧化剂和还原剂。3.能利用氧化还原反应等概念对常见的反应进行分类,理解氧化还原反应的基本规律。
微考点　核心突破
考点1　氧化还原反应及其相关概念
　
知|识|梳|理
一、氧化还原反应
1.概念
某些物质被______,同时某些物质被______的反应。
2.特征
有元素化合价______(判断依据)。
3.本质
电子转移(包括电子的______、共用电子对的______)。
4.关系
例如,对于反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
①MnO2在反应中________电子,所含元素的化合价________,被________,发生________反应,作________剂。
②HCl在反应中________电子,所含元素的化合价________,被________,发生________反应,作______剂。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
二、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) ________
O2 ________
元素处于 高价态时 的化合物 氧化物 MnO2 ________
含氧酸 浓硫酸 ________
硝酸 ________
盐 KMnO4 ________
Fe3+ ________
过氧化物 H2O2 ________
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 M(金属) ________
某些非 金属单质 H2 ________
C ________
元素处于低价态 时的化合物 氧化物 CO ________
SO2 ________
酸 H2S ________
HI ________
盐 S ________
Fe2+ ________
三、重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4
1.金属氢化物
(1)结构特点。
电子式可表示为M+[︰H]-(M为碱金属)。
(2)强还原性。
①遇水强烈反应放出氢气,使溶液呈强碱性,如NaH+H2O===___________________________________________________________。
②高温还原金属。
如固态NaH在673 K时能将TiCl4还原为金属钛:___________________________________________________________。
2.万能还原剂——硼氢化钠(NaBH4)
硼氢化钠是一种无机物,化学式为NaBH4,白色至灰白色细结晶粉末或块状,吸湿性强,其碱性溶液呈棕黄色,是最常用的还原剂之一。
通常用作醛类、酮类、酰氯类的还原剂,塑料工业的发泡剂,造纸漂白剂,以及医药工业制造双氢链霉素的氢化剂。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂。(　　)
2.某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。(　　)
3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。(　　)
4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂。(　　)
5.氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。(　　)
知|识|拓|展
1.四个牢记
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记六个字“升、失、氧;降、得、还”[元素化合价升高(降低)、失(得)电子,发生氧化(还原)反应]。
(2)熟记常见元素的化合价:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。
(3)有单质参与或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O22O3。
(4)牢记一些特殊物质中元素的化合价(单位:价)
CuFeS2:Cu+2　Fe+2　S-2
K2FeO4:Fe+6　Li2NH、LiNH2、AlN:N-3
Na2S2O3:S+2　M:M+5
C2:C+3　HCN:C+2　N-3
CuH:Cu+1　H-1
Cr:Cr+6　Si3N4:Si+4　N-3
2.三个误区
(1)误认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少。
氧化性和还原性的强弱只取决于电子得失的难易,而与电子得失的多少无关。
如1 mol浓硝酸被还原为NO2时得到1 mol电子,1 mol稀硝酸被还原为NO时得到3 mol电子,但浓硝酸的氧化性却比稀硝酸强。
(2)误认为只要同种元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应。同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律:相邻价态之间不发生氧化还原反应。如SO2和浓硫酸不反应;相间价态,在一定条件下能发生反应生成中间价态。如2FeCl3+Fe===3FeCl2。
(3)误认为同种元素不同价态的化合物的氧化性(还原性)强弱只与元素化合价的高低有关。
实际上,除此之外还与化合物的稳定性有关。如次氯酸(HClO)中氯元素的价态比高氯酸(HClO4)中氯元素的价态低,但次氯酸不稳定,氧化性却比高氯酸强。另外最高价态的物质也不一定都表现强氧化性,如H3PO4。
知|识|对|练
角度一　氧化还原反应的基本概念
1.歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”,“铜绿”即铜锈[Cu2(OH)2CO3],铜在潮湿的空气中生锈的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.该反应属于化合反应,但不属于氧化还原反应
B.该反应中碳元素的化合价发生了变化
C.该反应中铜失去电子,被氧化,发生还原反应
D.该反应中氧元素化合价降低,说明反应中氧气得电子
2.中华古诗文华丽优美且富含哲理,下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.落红不是无情物,化作春泥更护花
B.白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河
C.欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山
D.蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明
3.据报道,某大学信息与电子工程学院研制出基于深度学习的“隐身衣”,“隐身衣”由智能芯片控制。硅是制造芯片的主要原料,如图是某种制取硅反应的微观示意图。下列说法不正确的是(　　)
A.反应前后原子的种类、个数都不变
B.该反应属于氧化还原反应
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶1
D.硅元素在反应前后化合价发生变化
角度二　特殊氧化还原反应分析
4.O2F2可以发生反应H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是(　　)
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF,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
角度三　重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4
5.硼氢化钠(NaBH4)在有机合成、化工生产方面有广泛应用。制备硼氢化钠的化学方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2NaBH4+2Na2SiO3。下列有关上述反应的说法错误的是(　　)
A.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
B.转移4 mol电子时,只需向装置中通入44.8 L H2(标准状况)
C.该合成反应在隔绝空气的条件下进行
D.制备硼氢化钠的副产物可能有NaH
6.硼氢化钠(NaBH4)中的氢元素为-1价,具有很强的还原性,被称为“万能还原剂”,NaBH4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示:
下列说法错误的是(　　)
A.过程②反应为BH3+H2O===H2↑+H2B(OH)
B.反应过程中硼元素的化合价发生了变化
C.若过程③和过程④均产生1 mol H2,则转移电子数目不相等
D.Ru可使上述反应活化分子的百分数提高,加快反应速率
7.LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应LiAlH4+2H2O===LiAlO2+4H2↑。下列说法正确的是(　　)
A.氢气既是氧化产物又是还原产物
B.LiAlH4是氧化剂
C.若生成标准状况下4.48 L H2,则转移0.4 mol 电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
考点2　氧化性、还原性强弱的判断
　
知|识|梳|理
一、氧化性、还原性的概念、理解及判断
1.氧化性是指物质________的性质(或能力);还原性是指物质________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________程度,与得、失电子的________无关,如Na-e-===Na+、Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
3.从元素的价态考虑:最高价态——只有____________,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有________,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有________又有________,如Fe2+、S、Cl2等。
二、氧化性、还原性强弱的比较方法
1.依据元素周期表
(1)同周期从左到右,金属元素单质的还原性逐渐减弱,对应阳离子的氧化性逐渐增强;非金属元素单质的氧化性逐渐增强,对应阴离子的还原性逐渐减弱。
(2)同主族从上到下,金属元素单质的还原性逐渐增强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱;非金属元素单质的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强。
2.依据金属、非金属活动性顺序
(1)依据金属活动性顺序。
(2)依据非金属活动性顺序。
3.依据反应原理
(1)氧化剂+还原剂—→还原产物+氧化产物
(2)氧化性:氧化剂>氧化产物
(3)还原性:还原剂>还原产物
4.依据反应条件及反应的剧烈程度
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:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
4HCl+O22H2O+2Cl2,
由上述反应条件的不同,可判断氧化性:
KMnO4>MnO2>O2。
5.依据氧化还原反应的程度
(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
2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,
氧化性:Cl2>S。
(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
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,
3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe,
还原性:Zn>Cu。
6.依据电化学原理
原电池中,负极物质的还原性一般强于正极物质;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强,在阳极先放电的阴离子的还原性强。
7.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。
微提醒　(1)元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、S;同理,元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。
(2)对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应,如Cl2+H2OHClO+HCl,不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
(3)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2+,而不是Fe3+。
(4)含有同种元素不同价态的物质,价态越高其氧化性不一定越强。如氧化性:HClO>HClO4。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,说明还原性:Cu>Fe2+。(　　)
2.Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应。(　　)
3.将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置,可观察到下层溶液显紫色,得出氧化性:Fe3+>I2。(　　)
4.为验证Br2的氧化性强于I2,可将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡,静置。可观察到下层液体呈紫色。(　　)
5.向FeBr2溶液中通入足量氯气,反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。(　　)
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角度四　氧化性、还原性强弱的比较
8.如图为某文化衫正面的图案,其背面印有文字:你的“美”偷走我的“心”。下列关于Mg和ZnSO4溶液反应的说法错误的是(　　)
A.该反应的离子方程式为Mg+Zn2+===Zn+Mg2+
B.该反应中Mg作还原剂
C.该反应说明还原性:Mg>Zn
D.该反应说明氧化性:Zn2+9.工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法正确的是(　　)
A.碱性条件下,氧化性:O2>S2>Mn
B.过程Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.过程Ⅱ中反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2O===S2+4Mn(OH)2↓+10OH-
D.将1 mol S2-转化为S理论上需要O2的体积为22.4 L(标准状况)
角度五　依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生
10.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。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
A.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
11.在一定条件下,下列微粒的还原性顺序为Cl-A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+
B.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.2Br-+4H++S===SO2↑+Br2+2H2O
D.I2+SO2+2H2O===4H++S+2I-
假设法判断氧化还原反应能否进行
　　已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系,判断某氧化还原反应能否发生时可采用假设法。
先假设反应成立

然后根据氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性,还原剂的还原性>还原产物的还原性的规律,列出假设反应中的上述关系

结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则不成立
考点3　氧化还原反应规律的应用
　
知|识|梳|理
一、价态归中规律、歧化反应规律的应用
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素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”,不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫元素之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2.歧化反应规律思维模型
“中间价—→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
3.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓硫酸与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。
二、“强易弱难,先强后弱”规律
先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序。
氧化性:Mn(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀硫酸>S;
还原性:Mn2+知|识|对|练
角度六　价态归中规律、歧化反应规律的应用
12.已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应3NaClO2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是(　　)
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
13.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):
①G—→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH—→G+Q+H2O
④Z+NaOH—→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素的化合价由低到高的顺序是(　　)
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
角度七　“强易弱难,先强后弱”规律
14.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉,经搅拌后发生的变化应是(　　)
A.铁溶解,析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu
B.铁溶解,析出0.01 mol Ag并放出H2
C.铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Fe3+
D.铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Cu2+
微充电　素养提升
教考衔接—— “四步法”巧解氧化还原反应与传统文化关系题
　
【方法归纳】　
涉及传统文化题目的解题思路:
第一步——读题:对于陌生度较高的信息要做到逐字逐句阅读,挖掘关键字,排除干扰信息,找出有效信息。
第二步——联题:在读题的基础上,结合题目中的问题或选项分析本题考查的知识板块,联系中学化学知识体系,寻找要提取的信息。
第三步——析题:找到需要的信息后,需要进行分析。分析时要从大脑信息库中迅速提取所需要的知识,并使思维从新情境回到课本、回到平时的学习中来。
第四步——解题:解题时要注意根据题目的要求回答相应问题。
【母题】　(教材有源)在明代宋应星所著的《天工开物》中,有关于火法炼锌的工艺记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出。……即倭铅也。……以其似铅而性猛,故名之曰‘倭’云。”(注:炉甘石的主要成分是碳酸锌。)
(1)完成上述火法炼锌反应的化学方程式:ZnCO3+____________+______CO↑。
(2)在该反应中,还原剂是________(填化学式,下同),被还原的反应物是________。
【衍生】　(2022·山东卷)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为(　　)
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
微真题　把握方向
　
考向一　氧化还原反应的概念
1.(2024·浙江卷1月)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应2NO+2CO2CO2+N2,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO与CO反应的活化能
C.NO是氧化剂,CO是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
2.(2024·浙江卷6月)利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为H++CH3OH+N—→X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　)
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5
D.若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,则反应转移的电子数为2NA
3.(2023·全国乙卷)下列应用中涉及氧化还原反应的是(　　)
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
4.(2023·浙江卷1月)关于反应2NH2OH+4Fe3+===N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是(　　)
A.生成1 mol N2O,转移4 mol电子
B.NH2OH是还原产物
C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂
D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物
5.(2022·浙江卷1月)关于反应4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2,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.生成1 mol SiO2时,转移8 mol电子
6.(2022·浙江卷6月)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是(　　)
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应转移4 mol电子
考向二　氧化还原反应的应用
7.(2023·浙江卷6月)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图。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2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子
C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
第4讲　氧化还原反应的基本概念和规律
微考点·核心突破
考点1
知识梳理
一、1.氧化　还原　2.变化　3.得失　偏移　4.失　升高　氧化　还原　氧化　氧化　氧化　还原　还原　得　降低　还原　①得到　降低　还原　还原　氧化　②失去　升高　氧化　氧化　还原　5.①化合　②置换　③分解　④复分解　⑤氧化还原
二、1.X-　H2O或OH-或O2-　Mn2+　SO2或S　NO或NO2　Mn2+　Fe2+或Fe　H2O　2.Mn+　H2O　CO或CO2　CO2　SO3或S　S　I2　S　Fe3+
三、1.(2)①NaOH+H2↑　②TiCl4+4NaHTi+4NaCl+2H2↑
思维辨析
1.√　2.×　3.√　4.×　5.×
知识对练
1.D　解析　该反应中铜元素、氧元素化合价变化,属于氧化还原反应,A项错误;该反应中,碳元素的化合价反应前后都是+4价,没有发生变化,B项错误;该反应中,铜失去电子化合价升高,被氧化,发生氧化反应,C项错误;该反应中氧元素化合价降低,说明反应中氧气得到电子,D项正确。
2.C　解析　该诗句涉及植物体的腐烂、分解,转化成二氧化碳、水和无机盐,存在元素化合价变化,与氧化还原反应有关,A项不符合题意;“白日登山望烽火”包含物质燃烧,与氧化还原反应有关,B项不符合题意;水的三态变化过程中没有新物质生成,属于物理变化,与氧化还原反应无关,C项符合题意;蜡烛燃烧包含氧化还原反应,D项不符合题意。
3.C　解析　化学反应前后原子的种类、个数都不变,A项正确;反应SiCl4+2H2Si+4HCl中,Si元素和H元素的化合价均发生变化,该反应属于氧化还原反应,B、D两项正确;反应SiCl4+2H2Si+4HCl中,参加反应的SiCl4、H2的分子个数比是1∶2,C项错误。
4.D　解析　O元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价,化合价降低,得电子,所以氧气是还原产物,A项错误;在反应中O2F2中的O元素化合价降低,得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的S元素化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,所以H2S是还原剂,B项错误;外界条件不明确,不能确定HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,C项错误;根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比为1∶4,D项正确。
5.B　解析　由反应可知氧化产物为Na2SiO3,还原产物是NaBH4,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1,A项正确;转移4 mol 电子时,根据化学方程式可知理论上需要2 mol 氢气,在标准状况下的体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L,但由于是可逆反应,需要通入氢气的体积大于44.8 L,B项错误;由于钠极易被O2氧化且能与水反应,所以该合成反应在隔绝空气的条件下进行,C项正确;钠离子与还原产物生成副产物NaH,D项正确。
6.B　解析　过程②反应为BH3+H2O===H2↑+H2B(OH),A项正确;各步骤中硼元素的化合价均为+3价,B项错误;过程③反应为H2B(OH)+H2O===H2↑+HB(OH)2,产生1 mol H2时转移的电子数为NA,过程④反应为HB(OH)2+2H2O+e-===H2↑+B(OH,产生1 mol H2时转移的电子数为NA,两者不相等,C项正确;Ru为催化剂,催化剂可提高活化分子的百分数,加快反应速率,D项正确。
7.A　解析　由反应的化学方程式可知,LiAlH4中H元素由-1价升高为0价,被氧化,是还原剂,H2O中H元素由+1价降为0价,被还原,是氧化剂,氢气既是氧化产物又是还原产物,A项正确,B项错误;由反应的化学方程式可知,1 mol LiAlH4反应转移4 mol 电子,生成4 mol H2,若生成标准状况下4.48 L(即0.2 mol)H2,则转移0.2 mol电子,C项错误;LiAlH4为还原剂,水为氧化剂,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,D项错误。
考点2
知识梳理
一、1.得电子　失电子　2.难易　数目　3.氧化性　还原性　氧化性　还原性
思维辨析
1.√　提示:在同一个反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
2.√　提示:Na2SO3是还原剂,H2O2是氧化剂。
3.√　4.√
5.√　提示:足量的氯气可以把Fe2+、Br-全部氧化,且Fe2+、Br-的化学计量数之比为1∶2。
知识对练
8.D　解析　该反应的离子方程式为Mg+Zn2+===Zn+Mg2+,A项正确;该反应中Mg元素的化合价升高,Mg被氧化,作还原剂,B项正确;该反应中Mg作还原剂,Zn2+作氧化剂,Mg2+是氧化产物,Zn是还原产物,还原剂的还原性强于还原产物,则还原性Mg>Zn,氧化剂的氧化性强于氧化产物,则氧化性Zn2+>Mg2+,C项正确,D项错误。
9.C　解析　由题图可知,过程Ⅰ中O2氧化Mn(OH)2生成Mn,则氧化性O2>Mn,过程Ⅱ中Mn氧化S2-生成S2,则氧化性Mn>S2,所以碱性条件下,氧化性O2>Mn>S2,A项错误;过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-===2Mn+4H2O,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,B项错误;过程Ⅱ中Mn得电子转化为Mn(OH)2,S2-失电子转化为S2,根据质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒可得反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2O===S2+4Mn(OH)2↓+10OH-,C项正确;1 mol S2- 转化为S理论上转移8 mol 电子,根据得失电子守恒可知n(O2)==2 mol,在标准状况下需要O2的体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L,D项错误。
10.D　解析　氧化剂是铁离子,氧化产物是碘,氧化性强弱符合题意,能发生,A项不符合题意;因氧化性FeCl3>I2,所以Cl2先氧化I-后氧化Fe2+,B项不符合题意;氧化剂是三氧化二钴,氧化产物为氯气,氧化性强弱符合题意,能发生,C项不符合题意;氧化剂是氯气,氧化产物为铁离子,但是铁离子能氧化碘离子,氯气应该首先氧化碘离子,D项符合题意。
11.C　解析　由题意“还原性Cl- 考点3
知识对练
12.B　解析　已知反应中氯元素的化合价由+1价变为+5价和-1价,符合邻位转化规律。相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,A项中均降低,D项中化合价均升高;B、C两项与题意相符,但C项中NaClO不是最终产物,可以继续反应生成NaCl和NaClO3。
13.A　解析　由①得出Q中氯元素的价态高于G中氯元素的价态,因为G中氯元素的价态必介于Q中氯元素的价态和-1价之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y中氯元素的价态介于Q中氯元素的价态与G中氯元素价态之间,故Q中氯元素的价态高于Y中氯元素的价态,Y中氯元素的价态高于G中氯元素的价态;分析②,H2O中的H元素化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X中氯元素价态高于Q中氯元素价态;最后分析④,Z中氯元素价态介于Q、X中氯元素价态之间,则X中氯元素价态高于Z中氯元素价态,Z中氯元素价态高于Q中氯元素价态。
14.C　解析　因为氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+,所以先发生反应2Ag++Fe===2Ag+Fe2+,其中0.005 mol的铁粉与0.01 mol 的AgNO3反应,析出0.01 mol Ag,剩余的0.005 mol铁粉与0.01 mol的Fe(NO3)3恰好发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,溶液中不再有Fe3+,即加入的铁粉与Ag+、Fe3+恰好完全反应。
微充电·素养提升
母题　答案　(1)2C　Zn　3　(2)C　ZnCO3
解析　(1)碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。(2)该反应中,碳元素的化合价由0价升高为+2价,则还原剂是C,锌元素的化合价由+2价降低为0价,则被还原的是ZnCO3。
衍生　C　解析　“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,金的化学性质很稳定,与氧化性无关,A项不符合题意;“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O===Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水蒸气,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与氧化性无关,B项不符合题意;“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C项符合题意;“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D项不符合题意。
微真题·把握方向
1.D　解析　NO中N元素的化合价为+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元素为+2价,化合价升高为+4价,失去2个电子,作还原剂,发生氧化反应。生成1 mol CO2转移2NA的电子,A项正确;催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B项正确;NO是氧化剂,CO是还原剂,C项正确;N2为还原产物,CO2为氧化产物,D项错误。
2.C　解析　由题中信息可知,利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示N2,NO2仍然是大气污染物,A项不正确;CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,CH3OH是该反应的还原剂,O3有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用O3替换CH3OH,B项不正确;该反应中,还原剂CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,氧化剂N中N元素的化合价由+5价降低到0价,由电子得失守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5,C项正确;CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,即生成0.5 mol CO2,反应转移的电子数为0.5×6×NA=3NA,D项不正确。
3.C　解析　使用明矾对水进行净化的过程中,明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮物并沉降下来而使水变得澄清,该过程中没有元素的化合价发生变化,因此没有涉及氧化还原反应,A项不符合题意;雪天道路上撒盐融雪是为了降低水的凝固点到0 ℃以下,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及氧化还原反应,B项不符合题意;暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质,当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作,在此过程中会放出热量,该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化,因此,该过程涉及氧化还原反应,C项符合题意;荧光指示牌被照发光是发生了光反射,属于物理现象,D项不符合题意。
4.A　解析　由方程式可知,反应生成1 mol一氧化二氮,转移4 mol电子,A项正确;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,B项错误;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,C项错误;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,D项错误。
5.D　解析　根据反应方程式,碳元素的化合价由+4价降为+2价,故CO为还原产物,A项错误;氢元素化合价由-1价升为+1价,故SiH4发生氧化反应,B项错误;反应中氧化剂为二氧化碳,还原剂为SiH4,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,C项错误;根据反应方程式可知,生成1 mol SiO2时,4 mol CO2转化为4 mol CO,转移8 mol电子,D项正确。
6.B　解析　H2SO4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A项错误;Na2S2O3中S元素的化合价为+2价,发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B项正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C项错误;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应转移2 mol电子,D项错误。
7.C　解析　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,A项正确;①→②过程中S元素的化合价由-1价降低为-2价,若有2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子,B项正确;②→③过程S元素化合价由-2价升高为-1价,发生氧化反应,若药剂B是H2O2,H2O2作氧化剂,发生还原反应,其还原产物为H2O,C项错误;通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S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S—S键位置来实现头发的定型,D项正确。(共94张PPT)
第4讲
大单元一 化学基本概念
氧化还原反应的基本概念和规律
目
标
速
览
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原 剂。3.能利用氧化还原反应等概念对常见的反应进行分 类，理解氧化还原反应的基本规律。
考点1　氧化还原反应及其相关概念
微考点/核心突破
第一部分
一、氧化还原反应
1.概念
某些物质被 ，同时某些物质被 的反应。
2.特征
有元素化合价 (判断依据)。
3.本质
电子转移(包括电子的 、共用电子对的 )。
氧化
还原
变化
得失
偏移
4.关系
失
升高
氧化
还原
氧化
氧化
氧化
还原
还原
得
降低
还原
例如，对于反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
①MnO2在反应中______电子，所含元素的化合价 ，被______，发生_______反应，作_______剂。
②HCl在反应中_______电子，所含元素的化合价_______，被_______，发生 反应，作_______剂。
得到
降低
还原
还原
氧化
失去
升高
氧化
氧化
还原
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
化合
置换
分解
复分解
氧化还原
二、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) _______
O2 ____________________
X-
H2O或OH-或O2-
元素处于 高价态时 的化合物 氧化物 MnO2 ___________
含氧酸 浓硫酸 ___________
硝酸 ________________
盐 KMnO4 __________
Fe3+ __________
过氧化物 H2O2 __________
Mn2+
SO2或S
NO或NO2
Mn2+
Fe2+或Fe
H2O
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 M(金属) ____________
某些非 金属单质 H2 ____________
C ________________
Mn+
H2O
CO或CO2
元素处于低价态 时的化合物 氧化物 CO _____________
SO2 _________________
酸 H2S _________
HI _________
盐 S _________
Fe2+ _________
CO2
SO3或S
S
I2
S
Fe3+
三、重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4
1.金属氢化物
(1)结构特点。
电子式可表示为M+[︰H]-(M为碱金属)。
(2)强还原性。
①遇水强烈反应放出氢气，使溶液呈强碱性，如NaH+H2O===
。
②高温还原金属。
如固态NaH在673 K时能将TiCl4还原为金属钛：
__________________________________________。
TiCl4+4NaH Ti+4NaCl+2H2↑
NaOH+H2↑
2.万能还原剂——硼氢化钠(NaBH4)
硼氢化钠是一种无机物，化学式为NaBH4，白色至灰白色细结晶粉 末或块状，吸湿性强，其碱性溶液呈棕黄色，是最常用的还原剂之一。
通常用作醛类、酮类、酰氯类的还原剂，塑料工业的发泡剂，造纸漂白剂，以及医药工业制造双氢链霉素的氢化剂。
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.在氧化还原反应中，非金属单质不一定是氧化剂。( )
2.某元素从游离态变为化合态，则该元素一定被还原。 ( )
3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。 ( )
4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂。 ( )
5.氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。
( )
1.四个牢记
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记六个字“升、失、氧；降、得、还”[元素化合价升高(降低)、失(得)电子，发生氧化(还原)反应]。
(2)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、 银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。
(3)有单质参与或生成的反应不一定属于氧化还原反应，如3O2
2O3。
(4)牢记一些特殊物质中元素的化合价(单位：价)
CuFeS2：Cu+2　Fe+2　S-2
K2FeO4：Fe+6　Li2NH、LiNH2、AlN：N-3
Na2S2O3：S+2　M：M+5
C2：C+3　HCN：C+2　N-3
CuH：Cu+1　H-1
Cr：Cr+6　Si3N4：Si+4　N-3
2.三个误区
(1)误认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少。
氧化性和还原性的强弱只取决于电子得失的难易，而与电子得失的多少无关。
如1 mol浓硝酸被还原为NO2时得到1 mol电子，1 mol稀硝酸被还原为NO时得到3 mol电子，但浓硝酸的氧化性却比稀硝酸强。
(2)误认为只要同种元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应。同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律：相邻价态之间不发生氧化还原反应。如SO2和浓硫酸不反应；相间价态，在一定条件下能发生反应生成中间价态。如2FeCl3+Fe===3FeCl2。
(3)误认为同种元素不同价态的化合物的氧化性(还原性)强弱只与元素化合价的高低有关。
实际上，除此之外还与化合物的稳定性有关。如次氯酸(HClO)中氯元素的价态比高氯酸(HClO4)中氯元素的价态低，但次氯酸不稳定，氧化性却比高氯酸强。另外最高价态的物质也不一定都表现强氧化性，如H3PO4。
角度一　氧化还原反应的基本概念
1.歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，“铜绿”即铜锈[Cu2(OH)2CO3]，铜在潮湿的空气中生锈的化学方程式为2Cu+O2+ CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应属于化合反应，但不属于氧化还原反应
B.该反应中碳元素的化合价发生了变化
C.该反应中铜失去电子，被氧化，发生还原反应
D.该反应中氧元素化合价降低，说明反应中氧气得电子
该反应中铜元素、氧元素化合价变化，属于氧化还原反应，A项错误；该反应中，碳元素的化合价反应前后都是+4价，没有发生变化，B项错误；该反应中，铜失去电子化合价升高，被氧化，发生氧化反应，C项错误；该反应中氧元素化合价降低，说明反应中氧气得到电子，D项正确。
解析
2.中华古诗文华丽优美且富含哲理，下列叙述不涉及氧化还原反应的是( )
A.落红不是无情物，化作春泥更护花
B.白日登山望烽火，黄昏饮马傍交河
C.欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山
D.蜡烛有心还惜别，替人垂泪到天明
该诗句涉及植物体的腐烂、分解，转化成二氧化碳、水和无机 盐，存在元素化合价变化，与氧化还原反应有关，A项不符合题意；“白日登山望烽火”包含物质燃烧，与氧化还原反应有关，B项不符合题意；水的三态变化过程中没有新物质生成，属于物理变化，与氧化还原反应无关，C项符合题意；蜡烛燃烧包含氧化还原反应，D项不符合题意。
解析
3.据报道，某大学信息与电子工程学院研制出基于深度学习的“隐身衣”，“隐身衣”由智能芯片控制。硅是制造芯片的主要原料，如图是某种制取硅反应的微观示意图。下列说法不正确的是( )
A.反应前后原子的种类、个数都不变
B.该反应属于氧化还原反应
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶1
D.硅元素在反应前后化合价发生变化
化学反应前后原子的种类、个数都不变，A项正确；反应SiCl4+ 2H2 Si+4HCl中,Si元素和H元素的化合价均发生变化，该反应属于氧化还原反应，B、D两项正确；反应SiCl4+2H2 Si+4HCl中，参加反应的SiCl4、H2的分子个数比是1∶2，C项错误。
解析
角度二　特殊氧化还原反应分析
4.O2F2可以发生反应H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF，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
O元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价，化合价降低，得电子，所以氧气是还原产物，A项错误；在反应中O2F2中的O元素化合价降低，得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素化合价是-2价，反应后变为SF6中的+6价，所以H2S是还原剂，B项错误；外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，C项错误；根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比为1∶4，D项正确。
解析
角度三　重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4
5.硼氢化钠(NaBH4)在有机合成、化工生产方面有广泛应用。制备硼氢化钠的化学方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2 NaBH4+2Na2SiO3。下列有关上述反应的说法错误的是( )
A.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1
B.转移4 mol电子时，只需向装置中通入44.8 L H2(标准状况)
C.该合成反应在隔绝空气的条件下进行
D.制备硼氢化钠的副产物可能有NaH
由反应可知氧化产物为Na2SiO3，还原产物是NaBH4，所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1，A项正确；转移4 mol 电子时，根据化学方程式可知理论上需要2 mol 氢气，在标准状况下的体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L，但由于是可逆反应，需要通入氢气的体积大于44.8 L，B项错误；由于钠极易被O2氧化且能与水反应，所以该合成反应在隔绝空气的条件下进行，C项正确；钠离子与还原产物生成副产物NaH，D项正确。
解析
6.硼氢化钠(NaBH4)中的氢元素为-1价，具有很强的还原性，被称为“万能还原剂”，NaBH4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示：
下列说法错误的是( )
A.过程②反应为BH3+H2O===H2↑+H2B(OH)
B.反应过程中硼元素的化合价发生了变化
C.若过程③和过程④均产生1 mol H2，则转移电子数目不相等
D.Ru可使上述反应活化分子的百分数提高，加快反应速率
过程②反应为BH3+H2O===H2↑+H2B(OH)，A项正确；各步骤中硼元素的化合价均为+3价，B项错误；过程③反应为H2B(OH)+H2O ===H2↑+HB(OH)2，产生1 mol H2时转移的电子数为NA，过程④反应为HB(OH)2+2H2O+e-===H2↑+B(OH，产生1 mol H2时转移的电子数为NA，两者不相等，C项正确；Ru为催化剂，催化剂可提高活化分子的百分数，加快反应速率，D项正确。
解析
7.LiAlH4是重要的储氢材料，可与水发生反应LiAlH4+2H2O=== LiAlO2+4H2↑。下列说法正确的是( )
A.氢气既是氧化产物又是还原产物
B.LiAlH4是氧化剂
C.若生成标准状况下4.48 L H2，则转移0.4 mol 电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
由反应的化学方程式可知，LiAlH4中H元素由-1价升高为0价，被氧化，是还原剂，H2O中H元素由+1价降为0价，被还原，是氧化剂，氢气既是氧化产物又是还原产物，A项正确，B项错误；由反应的化学方程式可知，1 mol LiAlH4反应转移4 mol 电子，生成 4 mol H2，若生成标准状况下4.48 L(即0.2 mol)H2，则转移0.2 mol电子，C项错误；LiAlH4为还原剂，水为氧化剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2，D项错误。
解析
考点2　氧化性、还原性强弱的判断
微考点/核心突破
第一部分
一、氧化性、还原性的概念、理解及判断
1.氧化性是指物质_______的性质(或能力)；还原性是指物质_______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_______程度，与得、失电子的_______无关，如Na-e-===Na+、Al-3e-===Al3+，但根据金属活动性顺序，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。
得电子
失电子
难易
数目
3.从元素的价态考虑：最高价态——只有_______，如Fe3+、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有___________，如金属单质、Cl-、S2-
等；中间价态——既有________又有________，如Fe2+、S、Cl2等。
氧化性
还原性
氧化性
还原性
二、氧化性、还原性强弱的比较方法
1.依据元素周期表
(1)同周期从左到右，金属元素单质的还原性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性逐渐增强；非金属元素单质的氧化性逐渐增强，对应阴离子的还原性逐渐减弱。
(2)同主族从上到下，金属元素单质的还原性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱；非金属元素单质的氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。
2.依据金属、非金属活动性顺序
(1)依据金属活动性顺序。
(2)依据非金属活动性顺序。
3.依据反应原理
(1)氧化剂+还原剂—→还原产物+氧化产物
(2)氧化性：氧化剂>氧化产物
(3)还原性：还原剂>还原产物
4.依据反应条件及反应的剧烈程度
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。
(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
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+，
3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe，
还原性：Zn>Cu。
6.依据电化学原理
原电池中，负极物质的还原性一般强于正极物质；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强，在阳极先放电的阴离子的还原性强。
7.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。
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+，说明还原性：Cu>Fe2+。( )
2.Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应。( )
3.将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层溶液显紫色，得出氧化性：Fe3+>I2。( )
提示：在同一个反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
提示：Na2SO3是还原剂，H2O2是氧化剂。
4.为验证Br2的氧化性强于I2，可将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置。可观察到下层液体呈紫色。( )
5.向FeBr2溶液中通入足量氯气，反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+ 3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。( )
提示：足量的氯气可以把Fe2+、Br-全部氧化，且Fe2+、Br-的化学计量数之比为1∶2。
角度四　氧化性、还原性强弱的比较
8.如图为某文化衫正面的图案，其背面印有文字：你的“美”偷走我的“心”。下列关于Mg和ZnSO4溶液反应的说法错误的是( )
A.该反应的离子方程式为Mg+Zn2+===Zn+Mg2+
B.该反应中Mg作还原剂
C.该反应说明还原性：Mg>Zn
D.该反应说明氧化性：Zn2+该反应的离子方程式为Mg+Zn2+===Zn+Mg2+，A项正确；该反应中Mg元素的化合价升高，Mg被氧化，作还原剂，B项正确；该反应中Mg作还原剂，Zn2+作氧化剂，Mg2+是氧化产物，Zn是还原产物，还原剂的还原性强于还原产物，则还原性Mg>Zn，氧化剂的氧化性强于氧化产物，则氧化性Zn2+>Mg2+，C项正确，D项错 误。
解析
9.工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法正确的是( )
A.碱性条件下，氧化性：O2>S2>Mn
B.过程Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.过程Ⅱ中反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2O===S2+ 4Mn(OH)2↓+10OH-
D.将1 mol S2-转化为S理论上需要O2的体积为22.4 L(标准状况)
由题图可知，过程Ⅰ中O2氧化Mn(OH)2生成Mn，则氧化性O2>Mn，过程Ⅱ中Mn氧化S2-生成S2，则氧化性Mn>S2，所以碱性条件下，氧化性O2>Mn>S2，A项错误；过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-=== 2Mn+4H2O，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，B项错误；过程Ⅱ中Mn得电子转化为Mn(OH)2，S2-失电子转化为S2，根据质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒可得反应的离子
解析
方程式为4Mn+2S2-+9H2O===S2+4Mn(OH)2↓+10OH-，C项正确；1 mol S2- 转化为S理论上转移8 mol 电子，根据得失电子守恒可知n(O2)==2 mol，在标准状况下需要O2的体积为
2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L，D项错误。
解析
角度五　依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生
10.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。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
A.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
氧化剂是铁离子，氧化产物是碘，氧化性强弱符合题意，能发 生，A项不符合题意；因氧化性FeCl3>I2，所以Cl2先氧化I-后氧化Fe2+，B项不符合题意；氧化剂是三氧化二钴，氧化产物为氯气，氧化性强弱符合题意，能发生，C项不符合题意；氧化剂是氯 气，氧化产物为铁离子，但是铁离子能氧化碘离子，氯气应该首先氧化碘离子，D项符合题意。
解析
11.在一定条件下，下列微粒的还原性顺序为Cl-A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++S+4H+
B.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.2Br-+4H++S===SO2↑+Br2+2H2O
D.I2+SO2+2H2O===4H++S+2I-
由题意“还原性Cl-解析
假设法判断氧化还原反应能否进行
　　已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某氧化还原反应能否发生时可采用假设法。
先假设反应成立

然后根据氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性，还原剂的还原性>还原产物的还原性的规律，列出假设反应中的上述关系

结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立
考点3　氧化还原反应规律的应用
微考点/核心突破
第一部分
一、价态归中规律、歧化反应规律的应用
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素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”，不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。
例如，不同价态的硫元素之间可以发生的氧化还原反应是

注：不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
2.歧化反应规律思维模型
“中间价—→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
3.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓硫酸与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。
二、“强易弱难，先强后弱”规律
先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂)，发生氧化还原反应时，还原性
(或氧化性)强的优先反应，即“强者优先”，如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2+>Br-，所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)常见的强弱顺序。
氧化性：Mn(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀硫酸>S；
还原性：Mn2+角度六　价态归中规律、歧化反应规律的应用
12.已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应3NaClO 2NaCl+
NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是
( )
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
已知反应中氯元素的化合价由+1价变为+5价和-1价，符合邻位转化规律。相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，则氯元素的化合价应既有升高，也有降低，A项中均降低，D项中化合价均升 高；B、C两项与题意相符，但C项中NaClO不是最终产物，可以继续反应生成NaCl和NaClO3。
解析
13.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：
①G—→Q+NaCl ②Q+H2O X+H2
③Y+NaOH—→G+Q+H2O ④Z+NaOH—→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素的化合价由低到高的顺序是( )
A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y
C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X
由①得出Q中氯元素的价态高于G中氯元素的价态，因为G中氯元素的价态必介于Q中氯元素的价态和-1价之间，-1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y中氯元素的价态介于Q中氯元素的价态与G中氯元素价态之间，故Q中氯元素的价态高于Y中氯元素的价态，Y中氯元素的价态高于G中氯元素的价态；分析②，H2O中的H元素化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X中氯元素价态高于Q中氯元素价态；最后分析④，Z中氯元素价态介于Q、X中氯元素价态之间，则X中氯元素价态高于Z中氯元素价态，Z中氯元素价态高于Q中氯元素价态。
解析
角度七　“强易弱难，先强后弱”规律
14.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是( )
A.铁溶解，析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu
B.铁溶解，析出0.01 mol Ag并放出H2
C.铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Fe3+
D.铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Cu2+
因为氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+，所以先发生反应2Ag++Fe===2Ag+ Fe2+，其中0.005 mol的铁粉与0.01 mol 的AgNO3反应，析出
0.01 mol Ag，剩余的0.005 mol铁粉与0.01 mol的Fe(NO3)3恰好发 生反应2Fe3++Fe===3Fe2+，溶液中不再有Fe3+，即加入的铁粉与Ag+、Fe3+恰好完全反应。
解析
教考衔接—— “四步法”巧解氧化
还原反应与传统文化关系题
微充电/素养提升
第二部分
【方法归纳】　
涉及传统文化题目的解题思路：
第一步——读题：对于陌生度较高的信息要做到逐字逐句阅读，挖掘关键字，排除干扰信息，找出有效信息。
第二步——联题：在读题的基础上，结合题目中的问题或选项分 析本题考查的知识板块，联系中学化学知识体系，寻找要提取的信息。
第三步——析题：找到需要的信息后，需要进行分析。分析时要 从大脑信息库中迅速提取所需要的知识，并使思维从新情境回到课本、回到平时的学习中来。
第四步——解题：解题时要注意根据题目的要求回答相应问题。
2C
【母题】　(教材有源)在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关于火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成 团。冷定毁罐取出。 ……即倭铅也。……以其似铅而性猛，故名之曰‘倭’云。”(注：炉甘石的主要成分是碳酸锌。)
(1)完成上述火法炼锌反应的化学方程式：
ZnCO3+________ ______+____CO↑。
(2)在该反应中，还原剂是 (填化学式，下同)，被还原的反应物是
。
Zn
3
C
ZnCO3
(1)碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，反应的化学方程式为ZnCO3+2C Zn+3CO↑。(2)该反应中，碳元素的化合价由0价升高为+2价，则还原剂是C，锌元素的化合价由+2价降低为0价，则被还原的是ZnCO3。
解析
【衍生】　(2022·山东卷)古医典富载化学知识，下述之物见其氧化性者为( )
A.金(Au)：“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO)：“以水沃之，即热蒸而解”
C.石硫黄(S)：“能化……银、铜、铁，奇物”
D.石钟乳(CaCO3)：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”
“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应，金的化学性质很稳定，与氧化性无关，A项不符合题意;“以水沃之，即热蒸而解”是指CaO+H2O===Ca(OH)2，反应放热，产生大量的水蒸气，而CaO由块状变为粉末状，未发生氧化还原反应，与氧化性无关，B项不符合题意；“能化……银、铜、铁，奇物”是指2Ag+S Ag2S、Fe+S FeS、2Cu+S Cu2S，反应中S作氧化剂，与其氧化性有关，C项符合题意；“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑，未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，D项不符合题意。
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一　氧化还原反应的概念
1.(2024·浙江卷1月)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应2NO+2CO 2CO2+N2，下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO与CO反应的活化能
C.NO是氧化剂，CO是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
NO中N元素的化合价为+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元素为+2价，化合价升高为+4价，失去2个电子，作还原剂，发生氧化反应。生成1 mol CO2转移2NA的电子，A项正确；催化剂通过降低活化能，提高反应速率，B项正确；NO是氧化剂，CO是还原剂，C项正确；N2为还原产物，CO2为氧化产物，D项错误。
解析
2.(2024·浙江卷6月)利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为H++CH3OH+N—→X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5
D.若生成标准状况下的CO2气体11.2 L，则反应转移的电子数为2NA
由题中信息可知，利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质X后排放，则X表示N2，NO2仍然是大气污染物，A项不正确；CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价，CH3OH是该反应的还原剂，O3有强氧化性，通常不能用作还原剂，故不可用O3替换CH3OH，B项不正确；该反应中，还原剂CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价，氧化剂N中N元素的化合价由+5价降低到0价，由电子得失守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量
解析
之比为6∶5，C项正确；CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价，若生成标准状况下的CO2气体11.2 L，即生成0.5 mol CO2，反应转移的电子数为0.5×6×NA=3NA，D项不正确。
解析
3.(2023·全国乙卷)下列应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化 B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热 D.荧光指示牌被照发光
使用明矾对水进行净化的过程中，明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮物并沉降下来而使水变得澄清，该过程中没有元素的化合价发生变化，因此没有涉及氧化还原反应，A项不符合题意；雪天道路上撒盐融
解析
雪是为了降低水的凝固点到0 ℃以下，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及氧化还原反应，B项不符合题意；暖贴中的铁粉遇空气放热，是因为暖贴中含有铁粉、碳 粉、氯化钠、水等物质，当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作，在此过程中会放出热量，该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化，因此，该过程涉及氧化还原反应，C项符合题意；荧光指示牌被照发光是发生了光反射，属于物理现 象，D项不符合题意。
解析
4.(2023·浙江卷1月)关于反应2NH2OH+4Fe3+===N2O↑+4Fe2++4H++ H2O，下列说法正确的是( )
A.生成1 mol N2O，转移4 mol电子
B.NH2OH是还原产物
C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂
D.若设计成原电池，Fe2+为负极产物
由方程式可知，反应生成1 mol一氧化二氮，转移4 mol电子，A项正确；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，B项错误；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，C项错误；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，D项错误。
解析
根据反应方程式，碳元素的化合价由+4价降为+2价，故CO为还原产物，A项错误；氢元素化合价由-1价升为+1价，故SiH4发生氧化反应，B项错误；反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为SiH4，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，C项错误；根据反应方程式可知，生成1 mol SiO2时，4 mol CO2转化为4 mol CO，转移 8 mol电子，D项正确。
解析
6.(2022·浙江卷6月)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+ H2O，下列说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应转移4 mol电子
H2SO4转化为硫酸钠和水，其中所含元素的化合价均未发生变 化，故其没有发生还原反应，A项错误；Na2S2O3中S元素的化合价为+2价，发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B项正确；该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C项错误；根据其中S元素的化合价变化情况可知，1 mol Na2S2O3发生反应转移
2 mol电子，D项错误。
解析
考向二　氧化还原反应的应用
7.(2023·浙江卷6月)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图。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2 mol S—S键断裂，则转移4 mol电子
C.②→③过程若药剂B是H2O2，其还原产物为O2
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型
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，A项正确；①→②过程中S元素的化合价由-1价降低为-2价，若有2 mol S—S键断裂，则转移4 mol电子，B项正确；②→③过程S元素化合价由-2价升高为-1价，发生氧化反应，若药剂B是H2O2，H2O2作氧化剂，发生还原反应，其还原产物为H2O，C项错误；通过①→②过程和②→③过程，某些蛋白质中S—S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S—S键位置来实现头发的定型，D项正确。
解析课时微练(四)　氧化还原反应的基本概念和规律
　
基础训练
1.(2025·阜阳模拟)下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是(　　)
A.新制氯水久置后,颜色变浅
B.切开的苹果断面变黄
C.染色衣服浸泡到含有双氧水的水中,一段时间后清洗褪色
D.向黄色的铬酸钾(K2CrO4)溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色
2.关于反应K2H3IO6+9HI2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是(　　)
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
3.国产航母001A等舰艇的船底都涂有含Cu2O的防污涂料,制备Cu2O的一种方法为Zn+2CuSO4+2NaOHCu2O+ZnSO4+Na2SO4+H2O。下列关于该反应的说法正确的是(　　)
A.Zn得到电子 B.CuSO4被氧化
C.CuSO4是氧化剂 D.NaOH是还原剂
4.据统计,城市机动车辆每年以15%~20%的速度增长,交通事故也频发,汽车在剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2↑。下列判断正确的是(　　)
A.还原剂与氧化产物的物质的量之比为5∶8
B.若氧化产物比还原产物多1.4 mol,则转移电子为1 mol
C.每生成1.6 mol N2,则有0.2 mol KNO3被氧化
D.NaN3是只含有离子键的离子化合物
5.我国成功研制出制取ClO2的新方法,其反应的微观过程如图所示:
下列有关该反应的叙述正确的是(　　)
A.该反应类型为置换反应
B.Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.NaClO2和ClO2中Cl元素的化合价相同
D.化学方程式为Cl2+2NaClO22ClO2+2NaCl
6.根据有关信息,纳米机器人或许将成为治疗癌症的新方法。水热法制Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2++2S2+O2+xOH-Fe3O4+S4+2H2O。下列说法正确的是(　　)
A.O2、S2都得电子
B.x=2
C.将纳米Fe3O4颗粒分散在水中会产生丁达尔效应
D.氧化产物只有S4
7.Na4S2O3和CaOCl2均属于混盐(由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐)。已知向Na4S2O3中加入足量稀硫酸时发生反应2Na4S2O3+4H2SO44Na2SO4+3S↓+SO2↑+4H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.Na4S2O3和足量稀硫酸反应时,每产生9.6 g S时,转移0.6NA个电子
B.1 mol Na4S2O3固体中共含有6NA个离子
C.Na4S2O3与CaOCl2的水溶液均显碱性
D.向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生,被氧化与被还原的原子数相等
8.实验室利用固体PbO2进行如图实验,已知Pb3O4中Pb元素为+2、+4价。下列说法不正确的是(　　)
A.Pb3O4可表示为PbO2·2PbO
B.氧化性强弱:PbO2>PbO>Cl2
C.受热分解过程中,超过的PbO2表现氧化性
D.此过程中O2的物质的量大于Cl2
9.高铜酸钾KCuO2(Cu元素为+3价)可由反应2CuO+2KO2O2↑+2KCuO2制备得到,下列说法正确的是(　　)
A.KO2只发生还原反应
B.0.2 mol CuO被氧化时,反应共转移了0.3 mol电子
C.CuO既是氧化剂又是还原剂
D.该反应的氧化产物只有KCuO2
10.铌具有广泛用途。黏土铌矿中NbO+转化为Nb反应的离子方程式为NbO++MnO2+2H+Nb+Mn2++H2O,下列有关说法正确的是(　　)
A.NbO+和Nb中Nb元素的化合价分别为+5价和+3价
B.反应中H+既是氧化剂也是还原剂
C.Nb转化为Nb2O5的反应为氧化还原反应
D.生成0.1 mol Nb,反应转移0.2 mol电子
能力训练
11.按要求填写下列空白。
(1)45~50 ℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为________________________。
(2)+6价铬元素的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,该反应的离子方程式为________________________________。
(3)写出软锰矿(MnO2)与O2、KOH加热制取K2MnO4的化学方程式:________________________________。
(4)在酸性条件下,用碘单质标准溶液滴定某葡萄酒中的Na2S2O5,写出该滴定反应的离子方程式:________________________。
(5)写出在碱性溶液中NaClO2脱硝(NO)过程中反应的离子方程式:________________________________。
(6)在酸性溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为________________________________。
(7)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图。
写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式:______________________________。
12.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应,生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl;用水溶解,滤去残渣;酸化滤液,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀MnO2,浓缩结晶得到KMnO4晶体。
回答下列问题:
(1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是____________________________________。
(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。生成0.1 mol还原产物时转移电子________________________个。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是______________________________。
(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2。若取用软锰矿制得的KMnO4产品0.165 g,能与0.335 g Na2C2O4恰好完全反应(假设杂质均不能参与反应),该产品中KMnO4的纯度为________。
课时微练(四)　氧化还原反应的基本概念和规律
1.D　解析　新制氯水中,次氯酸见光易分解2HClO2HCl+O2↑,导致溶液中的可逆反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO正向移动,溶液中Cl2被消耗,颜色变浅,涉及两个氧化还原反应,A项不符合题意;切开的苹果断面变黄是因为苹果中的Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+,B项不符合题意;双氧水有弱氧化性,可以与有色物质发生氧化还原反应,C项不符合题意;铬酸钾溶液中存在可逆反应2Cr+2H+===Cr2+H2O,加入硫酸,H+浓度增大,平衡正移,因此溶液由黄色变为橙色,不涉及氧化还原反应,D项符合题意。
2.D　解析　K2H3IO6中I元素的化合价降低,发生得电子的反应,发生还原反应,A项错误;KI中的I-由HI变化而来,化合价没有发生变化,KI既不是氧化产物也不是还原产物,B项错误;12.7 g I2的物质的量为0.05 mol,根据反应方程式,每生成4 mol I2转移7 mol电子,则生成0.05 mol I2时转移电子的物质的量为0.087 5 mol,C项错误;反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7 mol HI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7∶1,D项正确。
3.C　解析　Zn元素由0价变成+2价,失电子,A项错误;CuSO4转化为Cu2O,其中铜元素由+2价降低到+1价,被还原,B项错误;硫酸铜中铜元素的化合价降低,是氧化剂,C项正确;NaOH中各元素化合价未发生变化,既不是氧化剂,也不是还原剂,D项错误。
4.B　解析　KNO3为氧化剂,NaN3为还原剂,N2既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物占,则还原剂与氧化产物的物质的量之比为10∶=2∶3,A项错误;由反应可知,转移10 mol电子时氧化产物比还原产物多14 mol,则氧化产物比还原产物多1.4 mol时转移电子为1 mol,B项正确;反应中KNO3是氧化剂,被还原,C项错误;NaN3是含有离子键和非极性共价键的离子化合物,D项错误。
5.D　解析　由题图可知发生的反应为Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl,不是置换反应,A项错误,D项正确;反应中Cl2是氧化剂,NaClO2是还原剂,B项错误;NaClO2和ClO2中Cl元素的化合价分别为+3价、+4价,C项错误。
6.C　解析　反应3Fe2++2S2+O2+xOH-===Fe3O4+S4+2H2O中,铁元素的化合价由+2→+,硫元素的化合价由+2→+,氧元素的化合价由0→-2,所以O2得电子,Fe2+、S2都失电子,A项错误;由电荷守恒可知2×3+2×(-2)-x=-2,解得x=4,B项错误;纳米Fe3O4粒子直径为1~100 nm,将纳米Fe3O4分散在水中可形成胶体,会产生丁达尔效应,C项正确;氧化产物有Fe3O4和S4,D项错误。
7.A　解析　根据混盐定义判断,Na4S2O3由Na+、S、S2-构成,反应2Na4S2O3+4H2SO4===4Na2SO4+3S↓+SO2↑+4H2O中,生成3 mol S转移4 mol电子,每产生9.6 g S时转移电子数=××NA mol-1=0.4NA,A项错误;Na4S2O3由Na+、S、S2-构成,1 mol Na4S2O3固体中共含有6NA个离子,B项正确;Na4S2O3由Na+、S、S2-构成,S、S2-水解使溶液呈碱性;CaOCl2由Ca2+、Cl-、ClO-构成,ClO-水解使溶液显碱性,C项正确;CaOCl2由Ca2+、Cl-、ClO-构成,向CaOCl2中加入足量稀硫酸,Cl-、ClO-发生归中反应生成氯气,反应方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,被氧化与被还原的原子数相等,D项正确。
8.B　解析　Pb3O4中Pb元素为+2、+4价,Pb3O4可表示为PbO2·2PbO,A项正确;“加热”过程中PbO2被还原为Pb3O4和PbO,因此氧化性PbO2>PbO,步骤Ⅱ中部分HCl被Pb3O4氧化为Cl2,根据化合价变化可知该反应中氧化剂为+4价Pb元素,即氧化性PbO2>Cl2,无法比较PbO与Cl2的氧化性,B项错误;受热分解过程中,若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,的PbO2表现氧化性,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO的混合物,所以超过的PbO2表现氧化性,C项正确;若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2,根据得失电子守恒,生成1 mol Pb3O4的同时生成1 mol O2,1 mol Pb3O4与浓盐酸反应生成1 mol Cl2,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO的混合物,所以生成O2的物质的量大于Cl2,D项正确。
9.B　解析　由题干反应方程式2CuO+2KO2===O2↑+2KCuO2可知,反应中KO2中的部分O元素由-价变为0价,部分由-价变为-2价,即KO2既发生氧化反应又发生还原反应,A项错误;反应中转移电子数为3e-,故0.2 mol CuO被氧化时反应共转移了0.3 mol电子,B项正确;CuO中Cu元素的化合价由+2价升高到+3价,故CuO只是还原剂,被氧化,C项错误;从O元素的化合价可知O2为氧化产物,从Cu元素的化合价可知KCuO2为氧化产物,故该反应的氧化产物有KCuO2和O2,D项错误。
10.D　解析　NbO+和Nb中Nb元素的化合价分别为+3价和+5价,A项错误;反应中,H元素的化合价没有变化,则反应中H+既不是氧化剂也不是还原剂,B项错误;Nb转化为Nb2O5的反应中没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,C项错误;反应中,Nb元素的化合价从+3价升高为+5价,则生成0.1 mol Nb反应转移0.2 mol电子,D项正确。
11.答案　(1)4CuCl+O2+8H2O2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]
(2)Cr2+3HS+5H+===2Cr3++3S+4H2O
(3)2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O
(4)S2+2I2+3H2O===2S+4I-+6H+
(5)4OH-+3Cl+4NO===4N+3Cl-+2H2O
(6)3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2N+5H+
(7)CaC2O4CaCO3+CO↑
解析　(1)45~50 ℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,说明CuCl被空气中的O2氧化生成Cu2(OH)2Cl2·3H2O,结合得失电子守恒和原子守恒可得,该反应的化学方程式为4CuCl+O2+8H2O2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]。(2)用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,说明NaHSO3作还原剂,发生氧化反应,生成S,根据氧化还原反应中得失电子守恒以及电荷守恒、原子守恒可知,反应的离子方程式为Cr2+3HS+5H+===2Cr3++3S+4H2O。(3)MnO2与O2、KOH加热制取K2MnO4,说明MnO2被氧化生成K2MnO4,O2作氧化剂,结合守恒规则可写出该反应的化学方程式为2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O。(4)用碘标准液滴定某葡萄酒中的Na2S2O5,I2作氧化剂,发生还原反应生成I-,Na2S2O5作还原剂,发生氧化反应生成S,结合守恒规则可写出该反应的离子方程式为S2+2I2+3H2O===2S+4I-+6H+。(5)碱性溶液中NaClO2脱硝(NO),则NO作还原剂,发生氧化反应生成N,NaClO2作氧化剂,发生还原反应生成Cl-,根据守恒规则可写出该反应的离子方程式为4OH-+3Cl+4NO===4N+3Cl-+2H2O。(7)假设CaC2O4·H2O的物质的量为1 mol,其质量为146 g,由题图可知,第一阶段剩余固体质量为128 g,原固体质量为146 g,相差18 g,说明此阶段失去结晶水,第二阶段剩余固体质量与第一阶段剩余固体质量相比少了28 g,即相差1个CO,因此400~600 ℃范围内,分解反应的化学方程式为CaC2O4CaCO3+CO↑。
12.答案　(1)6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4+KCl+3H2O
(2)1∶2　0.2NA或1.204×1023　KMnO4>K2MnO4>MnO2
(3)95.8%
解析　(1)反应物为KOH、KClO3、MnO2,生成物为K2MnO4(锰酸钾)和KCl、水,该反应为6KOH+KClO3+3MnO23K2MnO4+KCl+3H2O。(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应K2MnO4—→2KMnO4+MnO2,Mn元素的化合价分别由+6价升高为+7价,由+6价降低为+4价,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,生成0.1 mol还原产物时转移电子数目为0.1NA×(6-4)=0.2NA,由氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可知氧化性为KMnO4>K2MnO4>MnO2。(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2,设KMnO4的纯度为x,则由电子守恒可知,×(7-2)=×2×(4-3),解得x=95.8%。(共34张PPT)
课时微练(四)
氧化还原反应的基本概念和规律
1.(2025·阜阳模拟)下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是
( )
A.新制氯水久置后，颜色变浅
B.切开的苹果断面变黄
C.染色衣服浸泡到含有双氧水的水中，一段时间后清洗褪色
D.向黄色的铬酸钾(K2CrO4)溶液中加入硫酸，溶液变为橙红色
基础训练
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2.关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O，下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I2时，转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
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K2H3IO6中I元素的化合价降低，发生得电子的反应，发生还原反应，A项错误；KI中的I-由HI变化而来，化合价没有发生变化，KI既不是氧化产物也不是还原产物，B项错误；12.7 g I2的物质的量为0.05 mol，根据反应方程式，每生成4 mol I2转移7 mol电子，则生成0.05 mol I2时转移电子的物质的量为0.087 5 mol，C项错误；反应中HI为还原剂，K2H3IO6为氧化剂，在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7 mol HI失电子，则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7∶1，D项正确。
解析
3.国产航母001A等舰艇的船底都涂有含Cu2O的防污涂料，制备Cu2O的一种方法为Zn+2CuSO4+2NaOH===Cu2O+ZnSO4+Na2SO4+H2O。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.Zn得到电子
B.CuSO4被氧化
C.CuSO4是氧化剂
D.NaOH是还原剂
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Zn元素由0价变成+2价，失电子，A项错误；CuSO4转化为Cu2O，其中铜元素由+2价降低到+1价，被还原，B项错误；硫酸铜中铜元素的化合价降低，是氧化剂，C项正确；NaOH中各元素化合价未发生变化，既不是氧化剂，也不是还原剂，D项错误。
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4.据统计，城市机动车辆每年以15%~20%的速度增长，交通事故也频发，汽车在剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 ===K2O+5Na2O+16N2↑。下列判断正确的是( )
A.还原剂与氧化产物的物质的量之比为5∶8
B.若氧化产物比还原产物多1.4 mol，则转移电子为1 mol
C.每生成1.6 mol N2，则有0.2 mol KNO3被氧化
D.NaN3是只含有离子键的离子化合物
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KNO3为氧化剂，NaN3为还原剂，N2既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物占，则还原剂与氧化产物的物质的量之比为10∶ =2∶3，A项错误；由反应可知，转移10 mol电子时氧化产物比还原产物多14 mol，则氧化产物比还原产物多1.4 mol时转移电子为1 mol，B项正确；反应中KNO3是氧化剂，被还原，C项错误；NaN3是含有离子键和非极性共价键的离子化合物，D项错误。
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5.我国成功研制出制取ClO2的新方法，
其反应的微观过程如图所示：
下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.该反应类型为置换反应
B.Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C.NaClO2和ClO2中Cl元素的化合价相同
D.化学方程式为Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl
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由题图可知发生的反应为Cl2+2NaClO2===2ClO2+2NaCl，不是置换反应，A项错误，D项正确；反应中Cl2是氧化剂，NaClO2是还原剂，B项错误；NaClO2和ClO2中Cl元素的化合价分别为+3价、+4价，C项错误。
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6.根据有关信息，纳米机器人或许将成为治疗癌症的新方法。水热法制Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2++2S2+O2+xOH-===Fe3O4+ S4+2H2O。下列说法正确的是( )
A.O2、S2都得电子
B.x=2
C.将纳米Fe3O4颗粒分散在水中会产生丁达尔效应
D.氧化产物只有S4
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反应3Fe2++2S2+O2+xOH-===Fe3O4+S4+2H2O中，铁元素的化合价由+2→+，硫元素的化合价由+2→+，氧元素的化合价由0→-2，所以O2得电子，Fe2+、S2都失电子，A项错误；由电荷守恒可知2×3+2×(-2)-x=-2，解得x=4，B项错误；纳米Fe3O4粒子直径为1~100 nm，将纳米Fe3O4分散在水中可形成胶体，会产生丁达尔效应，C项正确；氧化产物有Fe3O4和S4，D项错误。
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7.Na4S2O3和CaOCl2均属于混盐(由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐)。已知向Na4S2O3中加入足量稀硫酸时发生反应2Na4S2O3+4H2SO4===4Na2SO4+3S↓+SO2↑+4H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( )
A.Na4S2O3和足量稀硫酸反应时，每产生9.6 g S时，转移0.6NA个电子
B.1 mol Na4S2O3固体中共含有6NA个离子
C.Na4S2O3与CaOCl2的水溶液均显碱性
D.向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生，被氧化与被还原的原子数相等
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根据混盐定义判断，Na4S2O3由Na+、S、S2-构成，反应2Na4S2O3+4H2SO4===4Na2SO4+3S↓+SO2↑+4H2O中，生成3 mol S转移4 mol电子,每产生9.6 g S时转移电子数=××NA mol-1= 0.4NA，A项错误；Na4S2O3由Na+、S、S2-构成，1 mol Na4S2O3固体中共含有6NA个离子，B项正确；Na4S2O3由Na+、S、S2-构成，S、S2-水解使溶液呈碱性；CaOCl2由Ca2+、Cl-、ClO-构
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成，ClO-水解使溶液显碱性，C项正确；CaOCl2由Ca2+、Cl-、ClO-构成，向CaOCl2中加入足量稀硫酸，Cl-、ClO-发生归中反应生成氯气，反应方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O，被氧化与被还原的原子数相等，D项正确。
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8.实验室利用固体PbO2进行如图
实验，已知Pb3O4中Pb元素为+2、
+4价。下列说法不正确的是( )
A.Pb3O4可表示为PbO2·2PbO
B.氧化性强弱：PbO2>PbO>Cl2
C.受热分解过程中，超过的PbO2表现氧化性
D.此过程中O2的物质的量大于Cl2
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Pb3O4中Pb元素为+2、+4价，Pb3O4可表示为PbO2·2PbO，A项正确；“加热”过程中PbO2被还原为Pb3O4和PbO，因此氧化性PbO2>PbO，步骤Ⅱ中部分HCl被Pb3O4氧化为Cl2，根据化合价变化可知该反应中氧化剂为+4价Pb元素，即氧化性PbO2>Cl2，无法比较PbO与Cl2的氧化性，B项错误；受热分解过程中，若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2，的PbO2表现氧化性，由于PbO2完全分解
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为Pb3O4、PbO的混合物，所以超过的PbO2表现氧化性，C项正 确；若PbO2完全分解只生成Pb3O4和O2，根据得失电子守恒，生成1 mol Pb3O4的同时生成1 mol O2，1 mol Pb3O4与浓盐酸反应生成
1 mol Cl2，由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO的混合物，所以生成O2的物质的量大于Cl2，D项正确。
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9.高铜酸钾KCuO2(Cu元素为+3价)可由反应2CuO+2KO2=== O2↑+2KCuO2制备得到，下列说法正确的是( )
A.KO2只发生还原反应
B.0.2 mol CuO被氧化时，反应共转移了0.3 mol电子
C.CuO既是氧化剂又是还原剂
D.该反应的氧化产物只有KCuO2
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由题干反应方程式2CuO+2KO2===O2↑+2KCuO2可知，反应中KO2中的部分O元素由-价变为0价，部分由-价变为-2价，即KO2既发生氧化反应又发生还原反应,A项错误；反应中转移电子数为3e-，故0.2 mol CuO被氧化时反应共转移了0.3 mol电子，B项正确；CuO中Cu元素的化合价由+2价升高到+3价，故CuO只是还原剂，被氧化，C项错误；从O元素的化合价可知O2为氧化产物，从Cu元素的化合价可知KCuO2为氧化产物，故该反应的氧化产物有KCuO2和O2，D项错误。
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10.铌具有广泛用途。黏土铌矿中NbO+转化为Nb反应的离子方程式为NbO++MnO2+2H+===Nb+Mn2++H2O，下列有关说法正确的是
( )
A.NbO+和Nb中Nb元素的化合价分别为+5价和+3价
B.反应中H+既是氧化剂也是还原剂
C.Nb转化为Nb2O5的反应为氧化还原反应
D.生成0.1 mol Nb，反应转移0.2 mol电子
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NbO+和Nb中Nb元素的化合价分别为+3价和+5价，A项错误；反应中，H元素的化合价没有变化，则反应中H+既不是氧化剂也不是还原剂，B项错误；Nb转化为Nb2O5的反应中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，C项错误；反应中，Nb元素的化合价从+3价升高为+5价，则生成0.1 mol Nb反应转移0.2 mol电子，D项正确。
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11.按要求填写下列空白。
(1)45~50 ℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2· 3H2O，该反应的化学方程式为
_______________________________________________。
(2)+6价铬元素的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+，该反应的离子方程式为
__________________________________________。
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能力训练
4CuCl+O2+8H2O 2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]
Cr2+3HS+5H+===2Cr3++3S+4H2O
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(3)写出软锰矿(MnO2)与O2、KOH加热制取K2MnO4的化学方程式：
_______________________________________________。
(4)在酸性条件下,用碘单质标准溶液滴定某葡萄酒中的Na2S2O5,写出该滴定反应的离子方程式： ________________________________。
(5)写出在碱性溶液中NaClO2脱硝(NO)过程中反应的离子方程式：
__________________________________________。
(6)在酸性溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和N，其离子方程式为
__________________________________________。
2MnO2+O2+4KOH 2K2MnO4+2H2O
S2+2I2+3H2O===2S+4I-+6H+
4OH-+3Cl+4NO===4N+3Cl-+2H2O
3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2N+5H+
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(7)CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图。

写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式：
_____________________________________________。
CaC2O4 CaCO3+CO↑
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12.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应，生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体。
回答下列问题：
(1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是
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6KOH+KClO3+3MnO2===3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
。生成0.1 mol还原产物时转移电子 个。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是
___________________________。
(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq，硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2。
若取用软锰矿制得的KMnO4产品0.165 g，能与0.335 g Na2C2O4恰
好完全反应(假设杂质均不能参与反应)，该产品中KMnO4的纯度
为 。
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1∶2
0.2NA或1.204×1023
KMnO4>K2MnO4>MnO2
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(1)反应物为KOH、KClO3、MnO2，生成物为K2MnO4(锰酸钾)和KCl、水，该反应为6KOH+KClO3+3MnO2===3K2MnO4+KCl+ 3H2O。(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应K2MnO4—→2KMnO4+ MnO2，Mn元素的化合价分别由+6价升高为+7价，由+6价降低为+4价，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，生成0.1 mol还原产物时转移电子数目为0.1NA×(6-4)=0.2NA，由氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可知氧化性为KMnO4> K2MnO4>MnO2。
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