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第4讲　氧化还原
反应的概念和规律
1.建立氧化还原反应的观点,通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质。
2.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目,“宏微符”三重表征氧化还原反应。
3.能从元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,判断、分析、预测物质的化学性质和变化。
【学习目标】
考点一
氧化还原反应的
基本概念
1.氧化还原反应的本质和特征
(1)本质: (电子得失或共用电子对偏移)。
(2)特征:反应前后有元素的 发生变化。
主干知识整合
电子转移
化合价
2.有关氧化还原反应基本概念之间的关系
强化速练
(1)分别用双线桥法、单线桥法标出MnO2与浓盐酸在加热条件下反应的电子转移的方向和数目,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物:
　。
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
氧化剂　还原剂　　还原　氧化
产物 产物
(2)上述反应若产生1 mol Cl2时,转移电子数目为　　　　　　　　,被氧化的HCl的物质的量是　　　　 mol。
1.204×1024
2
4.氧化还原反应与四种基本类型的反应的关系
真题秒判
(1)(2024·湖北卷)火药是硫黄、硝石和木炭的混合物,点燃,发生氧化还原反应。(　　)
(2)(2025·北京卷)月壤钛铁矿(FeTiO3)吸附并储存了大量的氢原子,加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应。(　　)
(3)(2024·山东卷)氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性。(　　)
(4)(2023·全国甲卷)维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化。(　　)
√
√
√
×
一、氧化还原反应概念的理解
关键能力提升
(1)被还原的元素是　　　　。
(2)氧化产物是　　 　　。
(3)氧化剂和还原剂的物质的量之比是　　　　。
(4)若反应消耗3.6 g H2O,反应中转移电子数为　　 　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
O
KMnO4
5∶2
0.25NA
C
方法总结
解决氧化还原反应概念的关键是正确标出元素的化合价,特别是陌生物质中的元素化合价。
二、从电子转移的角度认识氧化还原反应
3.(1)写出NaH与H2O反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方
向和数目:　　　　　　　　　 　　,氧化产物和还原产物的物质的量之比为　　　　。
2↑
1∶1
①氧化剂为　　　　,还原剂为　　　　。
②用单线桥法标出该反应的电子转移的方向和数目:
　 , 其中氧化产物与还原产物的质量比为　 。
③若生成标准状况下4.48 L H2,则转移电子的物质的量为　　 　　。
H2O
NaBH4
1∶1
0.2 mol
考点二
氧化还原反应的基本规律及应用
一、强弱规律
1.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断。
主干知识整合
①氧化性:氧化剂>氧化产物。
②还原性:还原剂>还原产物。
K2Cr2O7
Cl2
HCl
CrCl3
(2)强者优先(选择性)。
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。
①将Cl2通入FeBr2溶液中(还原性Fe2+>Br-):若Cl2少量,则只氧化 ;若Cl2过量,则 都被氧化。
②在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉(氧化性Fe3+>Cu2+>H+):铁粉先与 反应,然后依次与 、 反应。
Fe2+
Fe2+、Br-
Fe3+
Cu2+
H+
(3)一般反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
KMnO4
MnO2
(4)根据相同条件下产物的价态高低判断。
Cl2
S
(6)常见氧化性、还原性顺序。
2.影响物质氧化性或还原性的因素
(1)浓度:一般来说,氧化剂的浓度越大,其氧化性越强;还原剂的浓度越大,其还原性越强。
如氧化性:浓硫酸>稀硫酸;浓硝酸>稀硝酸。
还原性:浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度:许多氧化还原反应是在加热条件下进行的,可见升高温度可增强氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)。
如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境的酸性(或碱性)越强,其氧化性(或还原性)
越强。
③溶液的酸碱性不同,氧化性、还原性顺序不同。
(4)溶液的酸度影响氧化还原反应的方向。
二、价态升降规律
1.当元素的化合价处于最高价态时,仅有 性(但不一定具有强氧化性);当元素的化合价处于最低价态时,仅有 性(但不一定具有强还原性);当元素的化合价处于中间价态时,既有 性又有 性。
氧化
还原
氧化
还原
SO3或
HClO
或ClO-
H2O或
OH-
Fe
S
Cl-
S
NO或
N2
还原
氧化
如
如:
4.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间能否发生氧化还原反应。
如浓硫酸与SO2不发生反应(相邻价态不反应)。
(2)判断氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。
NaClO3
HCl
Cl2
三、得失电子守恒规律
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数 。运用“得失电子守恒规律”可进行氧化还原反应化学方程式的配平和相关计算。
相等
(1)(2024·江苏卷)向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,则氧化性:Br2>S。(　　)
(2)(2022·辽宁卷)金属性Fe>Cu,推理氧化性Fe3+(3)(2021·河北卷)NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强。(　　)
(4)(2022·湖北卷)硫代碳酸钠(Na2CS3)不能被氧化。(　　)
√
真题秒判
×
√
×
一、氧化性、还原性强弱的比较
关键能力提升
Tl3+>Ag+>Fe2+
(2)Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和Ni均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为　 。
CoCl3>Cl2>FeCl3
【解析】 (2)由Fe与Cl2反应生成FeCl3可知,氧化性Cl2>Fe3+;由Co和Cl2反应只生成CoCl2可知,氧化性Co3+>Cl2。综上分析,FeCl3、CoCl3和Cl2三者氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3。
2.下列说法错误的是(　　)
A.向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加相同浓度的浓盐酸,只有盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体,说明氧化性:NiO(OH)>Fe(OH)3
B.向含有0.1 mol FeI2溶液中通入0.1 mol Cl2,再加入淀粉溶液,溶液变蓝色,说明还原性:I->Fe2+
B
D.向H2O2溶液中滴入NaClO溶液,产生无色气体,说明氧化性:NaClO>O2
二、反应历程中的氧化还原反应分析
3.(2025·山东师范大学附属中学模拟)在稀硫酸中几种离子转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.反应1中氧化剂是Mn3+
B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2
D.反应2的还原产物为Fe3+
C
三、实验情境中的氧化还原反应分析
4.分析下列探究物质氧化性、还原性强弱的有关实验操作、现象和结论均正确的是　　　　(填字母)。
选项 实验操作 现象 结论
A 向Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸酸化的H2O2溶液 溶液由浅绿色变为黄色 证明H2O2的氧化性大于Fe3+的
B 向KBrO3溶液中通入少量氯气,然后再加入少量苯,振荡,静置 溶液分层,上层呈橙红色 氧化性:Cl2>Br2
C 向含相同浓度的KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4,振荡,静置 液体分层,下层呈紫红色 氧化性:Cl2>I2,Br2>I2
D 将过量Cl2通入淀粉碘化钾溶液中 溶液颜色最终未变蓝 说明Cl2不能氧化I-
E 向含KSCN的FeCl2溶液中滴入少量酸化的AgNO3溶液 溶液变红色 氧化性:Ag+>Fe3+
F 向FeCl3溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,再加入少量铜粉 开始时无明显变化,加入铜粉后产生蓝色沉淀 氧化性:Fe3+>Cu2+
CF
1.(2025·山东卷,1)下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法
B.戴维电解盐酸得到H2和Cl2,从而提出了酸的含氢学说
C.拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说
D.哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法
学科素养进阶
A
A.生成1 mol N2O,转移4 mol电子
B.H2O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
A
【解析】
由双线桥法表示的电子转移可知,生成1 mol N2O,转移4 mol电子,A正确;反应中H2O既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;NH2OH中N的价态升高,H、O的价态不变,故NH2OH只作还原剂,C错误;Fe3+→Fe2+得到电子,在原电池中Fe2+为正极产物,D错误。
3.(2023·福建卷,6)稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下表所示:
下列说法错误的是(　　)
A.XeO3具有平面三角形结构
B.OH-的还原性比H2O强
C.反应ⅰ~ⅳ中有3个氧化还原反应
D.反应ⅳ每生成1 mol O2,转移6 mol电子
A
【解析】 Xe以sp3杂化轨道成键,XeO3分子为三角锥形分子,A错误;由ⅲ、ⅳ两组反应对比可知,在氢氧化钠溶液中,XeF6可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故OH-的还原性比H2O强,B正确;ⅰ、 ⅱ 、ⅳ三组化学反应均为氧化还原反应,C正确;分析反应ⅳ可知,每生成一个O2,整个反应转移6个电子,故每生成1 mol O2,转移6 mol电子,D正确。
4.(2024·北京卷,14)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下表所示。
下列说法正确的是(　　)
A.反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5
B.对比反应①和②,x=3
C.对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变
B第4讲　氧化还原反应的概念和规律
【学习目标】
1.建立氧化还原反应的观点,通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质。
2.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目,“宏微符”三重表征氧化还原反应。
3.能从元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,判断、分析、预测物质的化学性质和变化。
考点一　氧化还原反应的基本概念
1.氧化还原反应的本质和特征
(1)本质:电子转移(电子得失或共用电子对偏移)。
(2)特征:反应前后有元素的化合价发生变化。
2.有关氧化还原反应基本概念之间的关系
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)分别用双线桥法、单线桥法标出MnO2与浓盐酸在加热条件下反应的电子转移的方向和数目,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物: 　。
(2)上述反应若产生1 mol Cl2时,转移电子数目为　　　　　　　　,被氧化的HCl的物质的量是　　　　 mol。
【答案】 (1)
氧化剂　还原剂　　　还原产物　氧化产物
(2)1.204×1024　2
4.氧化还原反应与四种基本类型的反应的关系
(1)(2024·湖北卷)火药是硫黄、硝石和木炭的混合物,点燃,发生氧化还原反应。(　　)
(2)(2025·北京卷)月壤钛铁矿(FeTiO3)吸附并储存了大量的氢原子,加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应。(　　)
(3)(2024·山东卷)氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性。(　　)
(4)(2023·全国甲卷)维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化。(　　)
【答案】 (1)√　(2)√　(3)√　(4)×
一、氧化还原反应概念的理解
1.已知过二硫酸分子中含有一个过氧键(—O—O—),过二硫酸钾(K2S2O8)与MnSO4反应的化学方程式为5K2S2O8+2MnSO4+8H2O2KMnO4+8H2SO4+4K2SO4。
(1)被还原的元素是　　　　。
(2)氧化产物是　　　　。
(3)氧化剂和还原剂的物质的量之比是　　　　。
(4)若反应消耗3.6 g H2O,反应中转移电子数为　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】 (1)O　(2)KMnO4　(3)5∶2
(4)0.25NA
2.从矿物学资料查得一定条件下自然界存在反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。下列说法正确的是(　　)
A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物
B.5 mol FeS2发生反应,有24 mol电子转移
C.产物中的S有一部分是氧化产物
D.FeS2只作还原剂
【答案】 C
【解析】 在题给反应中,CuSO4中的铜元素由+2价降低到+1价,FeS2中的硫元素,一部分由-1价降低到-2价,一部分由-1价升高到+6价,则Cu2S是还原产物,A不正确;5 mol FeS2发生反应,铁元素价态不变,有3 mol S由-1价升高到+6价,所以有21 mol电子转移,B不正确;产物中,来自CuSO4的S中元素价态不变,FeS2中有一部分硫元素转化为S,此部分S是氧化产物,C正确;FeS2中,硫元素一部分由-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不正确。
解决氧化还原反应概念的关键是正确标出元素的化合价,特别是陌生物质中的元素化合价。
二、从电子转移的角度认识氧化还原反应
3.(1)写出NaH与H2O反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,氧化产物和还原产物的物质的量之比为　　　　。
(2)已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+4H2ONa[B(OH)4]+4H2↑。
①氧化剂为　　　　,还原剂为　　　　。
②用单线桥法标出该反应的电子转移的方向和数目:　 ,
其中氧化产物与还原产物的质量比为　 。
③若生成标准状况下4.48 L H2,则转移电子的物质的量为　　　　。
(3)工业上,高温煅烧FePO4、Li2CO3和草酸的混合物制取电池材料磷酸铁锂(LiFePO4),发生的反应为2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O↑,标出电子转移的方向和数目: 　　　　　　　　　　　　。
【答案】 (1)　2↑　1∶1
(2)①H2O　NaBH4
②ONa[B(OH)4]+4H2↑
1∶1
③0.2 mol
(3)2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑
考点二　氧化还原反应的基本规律及应用
一、强弱规律
1.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据化学方程式判断。
氧化剂+还原剂还原产物+氧化产物
①氧化性:氧化剂>氧化产物。
②还原性:还原剂>还原产物。
如K2Cr2O7+14HCl(浓)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,可判断氧化性K2Cr2O7>Cl2,还原性HCl>CrCl3。
(2)强者优先(选择性)。
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。
①将Cl2通入FeBr2溶液中(还原性Fe2+>Br-):若Cl2少量,则只氧化Fe2+;若Cl2过量,则Fe2+、Br-都被氧化。
②在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉(氧化性Fe3+>Cu2+>H+):铁粉先与Fe3+反应,然后依次与Cu2+、H+反应。
(3)一般反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
如MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O、2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
(4)根据相同条件下产物的价态高低判断。
如2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+SFeS,可判断氧化性:Cl2>S。
(5)离子电荷:同价态时,带正电荷的粒子氧化性更强。如N>HNO3。
(6)常见氧化性、还原性顺序。
①常见氧化剂的氧化性顺序:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>Cu2+>H+。
②常见还原剂的还原性顺序:>S>I->Fe2+>Br->Cl-。
③在酸性条件下,氧化性HClO>ClO-;在碱性条件下,还原性NH3>N。
2.影响物质氧化性或还原性的因素
(1)浓度:一般来说,氧化剂的浓度越大,其氧化性越强;还原剂的浓度越大,其还原性越强。
如氧化性:浓硫酸>稀硫酸;浓硝酸>稀硝酸。
还原性:浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度:许多氧化还原反应是在加热条件下进行的,可见升高温度可增强氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)。
如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境的酸性(或碱性)越强,其氧化性(或还原性)越强。
①中性环境中,N的氧化性不明显,酸性环境中,N显氧化性。
②溶液的酸碱性不同,Mn的氧化性不同。
酸性条件:Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O。
中性条件:2Mn+3S+H2O2MnO2↓+3S+2OH-。
碱性条件:2Mn+S+2OH-2Mn+S+H2O。
③溶液的酸碱性不同,氧化性、还原性顺序不同。
如3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2Fe+6Cl-+8H2O,可知碱性条件下氧化性:Cl2>Fe。
2Fe+16H++6Cl-2F+3Cl2↑+8H2O,可知酸性条件下氧化性:Fe>Cl2。
(4)溶液的酸度影响氧化还原反应的方向。
如pH=0或在酸性更大的介质中,H3AsO4能氧化I-,发生反应H3AsO4+2I-+2H+H3AsO3+I2+H2O;pH=1或在碱性更大的介质(化学方程式省略)中,I2能氧化H3AsO3,发生反应H3AsO3+I2+H2OH3AsO4+2I-+2H+。
二、价态升降规律
1.当元素的化合价处于最高价态时,仅有氧化性(但不一定具有强氧化性);当元素的化合价处于最低价态时,仅有还原性(但不一定具有强还原性);当元素的化合价处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
说明:Fe2+、SO2、S主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
2.归中反应:当同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应时,价态变化一般规律:“高价+低价中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
如
3.歧化反应:“中间价高价+低价”(如氯、硫、氮和磷元素)。
如:
4.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间能否发生氧化还原反应。
如浓硫酸与SO2不发生反应(相邻价态不反应)。
(2)判断氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。
如6HCl+NaClO3NaCl+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。
三、得失电子守恒规律
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。运用“得失电子守恒规律”可进行氧化还原反应化学方程式的配平和相关计算。
(1)(2024·江苏卷)向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,则氧化性:Br2>S。(　　)
(2)(2022·辽宁卷)金属性Fe>Cu,推理氧化性Fe3+(3)(2021·河北卷)NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强。(　　)
(4)(2022·湖北卷)硫代碳酸钠(Na2CS3)不能被氧化。(　　)
【答案】 (1)√　(2)×　(3)√　(4)×
一、氧化性、还原性强弱的比较
1.(1)铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3++2AgTl++2Ag+,②Ag++Fe2+Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+3Fe2+。则Fe2+、Ag+、Tl3+的氧化性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　　。
(2)Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和Ni均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为　 。
【答案】 (1)Tl3+>Ag+>Fe2+
(2)CoCl3>Cl2>FeCl3
【解析】 (2)由Fe与Cl2反应生成FeCl3可知,氧化性Cl2>Fe3+;由Co和Cl2反应只生成CoCl2可知,氧化性Co3+>Cl2。综上分析,FeCl3、CoCl3和Cl2三者氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3。
2.下列说法错误的是(　　)
A.向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加相同浓度的浓盐酸,只有盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体,说明氧化性:NiO(OH)>Fe(OH)3
B.向含有0.1 mol FeI2溶液中通入0.1 mol Cl2,再加入淀粉溶液,溶液变蓝色,说明还原性:I->Fe2+
C.向2 mL KHSO3溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化,探究HS是否具有还原性
D.向H2O2溶液中滴入NaClO溶液,产生无色气体,说明氧化性:NaClO>O2
【答案】 B
【解析】 向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加相同浓度的浓盐酸,只有盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体,说明只有NiO(OH)能氧化HCl生成Cl2,氧化性NiO(OH)>Fe(OH)3,A正确;Cl2能氧化Fe2+和I-,若Cl2先与Fe2+反应,则Cl2过量,剩余的Cl2与I-反应生成I2,溶液变蓝,若Cl2先与I-反应,则二者恰好反应生成I2,溶液变蓝色,因此,不能说明还原性I->Fe2+,B错误;HS具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;向H2O2溶液中滴入NaClO溶液,产生O2,O2为氧化产物,NaClO为氧化剂,故氧化性NaClO>O2,D正确。
二、反应历程中的氧化还原反应分析
3.(2025·山东师范大学附属中学模拟)在稀硫酸中几种离子转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.反应1中氧化剂是Mn3+
B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2
C.能发生反应:2Mn3++2I-I2+2Mn2+
D.反应2的还原产物为Fe3+
【答案】 C
【解析】 由题图可知,反应1为Ce4++Mn2+Ce3++Mn3+,反应2为Mn3++Fe2+Mn2++Fe3+,反应3为2Fe3++2I-2Fe2++I2。根据分析可知,反应1中氧化剂为Ce4+,Mn3+是氧化产物,A错误;氧化性为氧化剂>氧化产物,由反应1可知,氧化性Ce4+>Mn3+,由反应2可知,氧化性Mn3+>Fe3+,由反应3可知,氧化性Fe3+>I2,故氧化性Ce4+>Mn3+>Fe3+>I2,B错误;由B项分析可知,氧化性Mn3+>I2,因此可以发生反应2Mn3++2I-I2+2Mn2+,C正确;根据分析可知,反应2的还原产物为Mn2+,氧化产物为Fe3+,D错误。
三、实验情境中的氧化还原反应分析
4.分析下列探究物质氧化性、还原性强弱的有关实验操作、现象和结论均正确的是　　　　(填字母)。
选 项 实验操作 现象 结论
A 向Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸酸化的H2O2溶液 溶液由浅绿色变为黄色 证明H2O2的氧化性大于Fe3+的
B 向KBrO3溶液中通入少量氯气,然后再加入少量苯,振荡,静置 溶液分层,上层呈橙红色 氧化性:Cl2>Br2
C 向含相同浓度的KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4,振荡,静置 液体分层,下层呈紫红色 氧化性:Cl2>I2,Br2>I2
D 将过量Cl2通入淀粉碘化钾溶液中 溶液颜色最终未变蓝 说明Cl2不能氧化I-
E 向含KSCN的FeCl2溶液中滴入少量酸化的AgNO3溶液 溶液变红色 氧化性:Ag+>Fe3+
F 向FeCl3溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,再加入少量铜粉 开始时无明显变化,加入铜粉后产生蓝色沉淀 氧化性:Fe3+>Cu2+
【答案】 CF
【解析】 向Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸酸化的H2O2溶液,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,溶液由浅绿色变为黄色,无法证明H2O2的氧化性大于Fe3+的,A错误;向KBrO3溶液中通入少量氯气,发生反应2KBrO3+Cl2Br2+2KClO3,则氧化性KBrO3>KClO3,无法比较Cl2和Br2的氧化性强弱,B错误;向含相同浓度的KBr、KI混合溶液中加入少量氯水,发生反应Cl2+2KII2+2KCl,则氧化性Cl2>I2,生成的I2不能将KBr中的Br置换出来,说明氧化性Br2>I2,再加入CCl4,振荡,静置,液体分层,下层为碘的四氯化碳溶液,呈紫红色,C正确;Cl2氧化KI生成I2,但是过量的Cl2会将I2氧化为KIO3,故溶液未变蓝,不能说明Cl2不能氧化I-,D错误;可能是Ag+氧化Fe2+,也可能是H+与N氧化Fe2+,E错误;Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2,K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+反应生成蓝色沉淀,由实验操作和现象可知,氧化性Fe3+>Cu2+,F正确。
1.(2025·山东卷,1)下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法
B.戴维电解盐酸得到H2和Cl2,从而提出了酸的含氢学说
C.拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说
D.哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法
【答案】 A
【解析】 联合制碱法的反应中,化学方程式为NaCl+H2O+CO2+NH3NaHCO3↓+NH4Cl和2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,各元素(Na、Cl、N、C、H、O)的化合价均未发生改变,不属于氧化还原反应,A符合题意;电解盐酸生成H2和Cl2,H和Cl的化合价均发生变化(H从+1→0,Cl从-1→0),涉及氧化还原反应,B不符合题意;金属与O2反应生成氧化物,金属被氧化(金属元素的化合价升高),O2被还原(氧元素的化合价降低),涉及氧化还原反应,C不符合题意;合成氨反应中氮元素的化合价从0→-3,氢元素的化合价从0→+1,涉及氧化还原反应,D不符合题意。
2.(2023·浙江1月选考,6)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.H2O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
【答案】 A
【解析】
由双线桥法表示的电子转移可知,生成1 mol N2O,转移4 mol电子,A正确;反应中H2O既不是氧化产物也不是还原产物,B错误;NH2OH中N的价态升高,H、O的价态不变,故NH2OH只作还原剂,C错误;Fe3+→Fe2+得到电子,在原电池中Fe2+为正极产物,D错误。
3.(2023·福建卷,6)稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反应式如下表所示:
与水反应 与NaOH溶液反应
ⅰ.2XeF2+2H2O 2Xe↑+O2↑+4HF ⅱ.2XeF2+4OH-2Xe↑+O2↑+4F-+2H2O
ⅲ.XeF6+3H2OXeO3+6HF ⅳ.2XeF6+4Na++16OH-Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O
下列说法错误的是(　　)
A.XeO3具有平面三角形结构
B.OH-的还原性比H2O强
C.反应ⅰ~ⅳ中有3个氧化还原反应
D.反应ⅳ每生成1 mol O2,转移6 mol电子
【答案】 A
【解析】 Xe以sp3杂化轨道成键,XeO3分子为三角锥形分子,A错误;由ⅲ、ⅳ两组反应对比可知,在氢氧化钠溶液中,XeF6可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故OH-的还原性比H2O强,B正确;ⅰ、ⅱ、ⅳ三组化学反应均为氧化还原反应,C正确;分析反应ⅳ可知,每生成一个O2,整个反应转移6个电子,故每生成1 mol O2,转移6 mol电子,D正确。
4.(2024·北京卷,14)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下表所示。
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 I
已知:Mn的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是(　　)
A.反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5
B.对比反应①和②,x=3
C.对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变
【答案】 B
【解析】 反应①中锰元素由+7价降至+2价,碘元素由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知,反应①的离子方程式是10I-+2Mn+16H+2Mn2++5I2+
8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A错误;根据反应①可得关系式10I-~2Mn,可以求得n=0.000 2,则反应②的n(I-)∶n(Mn)=0.001∶(10×0.000 2)=1∶2,反应②中锰元素由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2Mn~2MnO2~I~6e-,I中碘元素为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和可知,x=3,反应②的离子方程式是I-+2Mn+
H2O2MnO2↓+I+2OH-,B正确;已知Mn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错误;根据反应①和②的离子方程式可知,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错误。
课时作业
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2025·北京模拟)下列事实中涉及的反应与氧化还原反应无关的是(　　)
A.用NaOH溶液吸收CO2
B.利用铜与浓硫酸加热反应制取SO2
C.乙醇使紫色酸性KMnO4溶液褪色
D.在船体上镶嵌锌块,可以减缓船体被海水腐蚀的速率
【答案】 A
【解析】 NaOH溶液吸收CO2生成碳酸钠和水,无元素化合价改变,与氧化还原反应无关,A符合题意。
2.次氟酸(又名氟氧酸)是较新颖的氧化剂,应用性极强,可用被氮气稀释的氟气在细冰上缓慢通过制得,发生反应F2+H2OHOF+HF。该反应中水的作用与下列反应中水的作用相同的是(　　)
A.氟单质与水反应制氧气
B.钠与水反应制氢气
C.氯气与水反应制次氯酸
D.过氧化钠与水反应制氧气
【答案】 A
【解析】 HOF中氟元素为-1价、氢元素为+1价、氧元素为0价,HF中氟元素为-1价、氢元素为+1价,反应F2+H2OHOF+HF中F2为氧化剂,H2O为还原剂。F2与H2O反应制氧气的化学方程式为2F2+2H2O4HF+O2,该反应中氟元素由0价降低至-1价,F2为氧化剂,氧元素由-2价升高至0价,H2O为还原剂,被氧化,A符合题意;Na与H2O反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,该反应中钠元素由0价升高至+1价,Na为还原剂,氢元素由+1价降低至0价,H2O为氧化剂,被还原,B不符合题意;Cl2与H2O反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO,该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂,H2O既不是氧化剂又不是还原剂,C不符合题意;Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,H2O既不是氧化剂又不是还原剂,D不符合题意。
3.某飞船以N2H4(联氨)和N2O4为动力源,反应温度达2 700 ℃,反应的化学方程式为2N2H4+N2O43N2+4H2O。下列关于该反应的说法正确的是(　　)
A.属于置换反应
B.N2H4被还原
C.N2H4是还原剂
D.N2是氧化产物,H2O是还原产物
【答案】 C
【解析】 反应物中不存在单质,不属于置换反应,故A错误;N2H4中氮元素的化合价升高,为还原剂,发生氧化反应,故B错误,C正确;题给反应中只有氮元素的化合价变化,则N2既是氧化产物又是还原产物,故D错误。
4.(2025·安徽模拟)KNO3具有强氧化性,可发生反应2KNO3+2NH4Cl2N2↑+O2↑+
4H2O+2KCl。下列说法不正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)
A.N2既是氧化产物又是还原产物
B.KNO3仅作氧化剂
C.生成1 mol N2转移电子的数目为5NA
D.每生成36 g水,能产生33.6 L(标准状况下)气体
【答案】 B
【解析】 氮元素的化合价由KNO3中+5价变为N2中0价,由NH4Cl中-3价变为N2中0价,则N2既是氧化产物又是还原产物,A正确;KNO3中氮元素的化合价降低,氧元素的化合价升高,则KNO3既是氧化剂又是还原剂,B错误;反应消耗2 mol KNO3生成2 mol N2,转移10 mol电子,则生成1 mol N2转移电子的数目为5NA,C正确;36 g水的物质的量为=
2 mol,生成2 mol水的同时会产生1.5 mol气体,在标准状况下的体积为33.6 L,D正确。
5.已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为Cl—S—S—Cl,它易与水反应,2S2Cl2+2H2O4HCl+SO2↑+3S↓。下列关于该反应的说法不正确的是(　　)
A.S2Cl2既作氧化剂又作还原剂
B.H2O作氧化剂
C.每生成1 mol SO2转移3 mol电子
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶3
【答案】 B
【解析】 Cl的非金属性比S的强,故S2Cl2中S、Cl分别为+1价、-1价,反应后Cl仍为-1价,H2O中元素化合价未发生变化,则在反应中只有硫元素的化合价发生变化,S2Cl2既作氧化剂又作还原剂,水仅作反应物,故A正确,B错误;SO2中硫元素为+4价,每生成1 mol SO2转移3 mol电子,故C正确;反应的氧化产物为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∶3,故D正确。
6.下列关于氧化还原反应的说法正确的是(　　)
A.银针验毒的原理为4Ag+2H2S+O22H2O+2X,X为还原产物
B.浓盐酸和MnO2制氯气的反应中,参与反应的HCl中体现酸性和氧化性的各占一半
C.维生素C可以防止亚铁离子转化成铁离子,主要原因是维生素C具有较强的还原性
D.NO2与水反应,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
【答案】 C
【解析】 根据原子守恒可知,X的化学式为Ag2S,Ag→Ag2S,Ag失电子,故Ag2S为氧化产物,A错误;浓盐酸和MnO2制氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,该反应中4 mol HCl参加反应,参与反应的HCl中体现酸性和还原性的各占一半,B错误;维生素C具有较强的还原性,可以防止亚铁离子转化成铁离子,C正确;NO2与水的反应为3NO2+H2O2HNO3+NO,反应中氮元素由+4价变为+5价和+2价,生成硝酸的二氧化氮是还原剂,生成NO的二氧化氮是氧化剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,
D错误。
7.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述正确的是(　　)
A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3
B.每1 mol Co2O3在酸性溶液中被还原生成Co2+时转移1 mol e-
C.FeCl3溶液能使淀粉-KI试纸变蓝
D.I2具有较强的氧化性,可以将Co2+氧化成Co2O3
【答案】 C
【解析】 Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,所以氯气通入FeI2溶液中,先氧化碘离子后氧化亚铁离子,且铁离子可氧化碘离子,所以不可能存在反应3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3,A错误;Co2O3在酸性溶液中易得电子而被还原成Co2+,所以每1 mol Co2O3在酸性溶液中被还原生成Co2+时转移2 mol e-,B错误;氯化铁的氧化性大于碘的,所以氯化铁和碘化钾反应生成碘单质,碘遇淀粉变蓝色,所以氯化铁溶液能使淀粉-KI试纸变蓝,C正确;Co2O3的氧化性强于I2的,所以Co2O3能氧化碘离子生成碘单质,而碘不能将Co2+氧化成Co2O3,
D错误。
8.(2025·浙江强基联盟)利用KIO3酸性溶液与H2O2的反应,可以进行趣味的“碘钟实验”。以淀粉为指示剂,不停振荡锥形瓶,反应原理如下:①2HIO3+5H2O2I2+5O2↑+6H2O,
②I2+5H2O22HIO3+4H2O。用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(　　)
A.实验现象:蓝色—无色—蓝色—无色重复出现
B.①②两个反应的净反应相当于H2O2的歧化分解
C.反应①的氧化剂是H2O2,还原剂是HIO3
D.反应②每生成1 mol HIO3,转移5NA个电子
【答案】 C
【解析】 HIO3被H2O2还原生成I2使淀粉变蓝,振荡锥形瓶,生成的I2继续被H2O2氧化生成HIO3,溶液蓝色褪去,反应①和②重复进行,故重复出现“蓝色—无色—蓝色—无色……”的现象,A正确;反应①+②整理可得2H2O22H2O+O2↑,B正确;反应①中H2O2是还原剂,HIO3是氧化剂,C错误;反应②每生成1 mol HIO3,转移5NA个电子,D正确。
9.实验室分别进行如下实验:①向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由蓝色变为淡黄色;②向(VO2)2SO4溶液中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体,溶液变蓝。已知:VO2+呈蓝色;
V呈淡黄色,有强氧化性。下列说法错误的是(　　)
A.①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1
B.②中反应的离子方程式为2V+4H++2Cl-2VO2++Cl2↑+2H2O
C.由①②可知,氧化性:Mn>V>Cl2
D.向(VO2)2SO4溶液中滴加FeSO4溶液可发生反应Fe2++V+2H+F+VO2++H2O
【答案】 A
【解析】 向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由蓝色变为淡黄色,说明酸性环境下Mn将VO2+氧化为V,Mn被还原成Mn2+,由得失电子守恒可知,存在关系式KMnO4~5VOSO4~5e-,则①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5,A错误;向(VO2)2SO4溶液中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体,溶液变蓝,说明浓盐酸能把V还原为VO2+,Cl-失去电子生成Cl2,离子方程式为2V+4H++2Cl-2VO2++Cl2↑+2H2O,B正确;氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则由①可知,氧化性Mn>V,由②可知,氧化性V>Cl2,所以氧化性Mn>V>Cl2,C正确;V具有较强的氧化性,向(VO2)2SO4溶液中滴加FeSO4溶液会发生氧化还原反应,则V被还原为VO2+,Fe2+被氧化为Fe3+,
D正确。
10.(2025·山东日照模拟)氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环严重失衡,并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。海洋生物参与氮循环的过程如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.图中5个反应中包含4个氧化还原反应
B.1 mol N与1 mol NH3所含电子数相等
C.水华和赤潮都是水体富营养化的表现
D.反应③和⑤生成等质量N2时,反应⑤转移的电子数少
【答案】 D
【解析】 反应①中N转化为NH3,氮元素化合价不变,不是氧化还原反应,NH2OH中N为-1价,N2H4中N为-2价,N中N为+3价,N2中N为0价,反应②~⑤中氮元素化合价均发生变化,都属于氧化还原反应,A正确;N中所含电子数为7+1×4-1=10,NH3中所含电子数为7+1×3=10,则1 mol N与1 mol NH3所含电子数均为10NA,B正确;各种含氮和磷的废水大量排入水中,促使水体富营养化,造成水华和赤潮,C正确;N2H4中N为-2价,反应③生成1 mol氮气转移4 mol电子,N中N为+3价,反应⑤生成1 mol氮气转移6 mol电子,则反应⑤转移的电子数多,D错误。
二、非选择题
11.氧化还原反应在工业生产、环保及科研中有广泛的应用,请根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题。
Ⅰ.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50 ℃时反应可生成CuH。CuH具有的性质:不稳定,易分解,在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体。Cu+在酸性条件下发生的反应是2Cu+Cu2++Cu↓。
(1)写出CuH在氯气中燃烧的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是　　 　(填化学式)。
(3)将CuH溶解在足量的稀硝酸中,生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: 　。
Ⅱ.钒性能优良,用途广泛,有金属“维生素”之称。
(4)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应后生成VO2+等离子,该反应的化学方程式是 　。
(5)V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体,该气体能与Na2SO3溶液反应而被吸收,则S、Cl-、VO2+还原性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　　。
【答案】 (1)2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl　(2)H2
(3)CuH+3H++NCu2++2H2O+NO↑
(4)V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O
(5)S>Cl->VO2+
【解析】 (3)将CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,说明-1价H被氧化成+1价,对应的产物为水,则CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式为CuH+3H++
NCu2++2H2O+NO↑。
(4)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,亚硫酸钾被V2O5氧化,充分反应后生成VO2+等离子,该反应的化学方程式为V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O。
(5)V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体,Cl-是还原剂,VO2+是还原产物,该黄绿色气体是氯气,氯气与Na2SO3溶液发生氧化还原反应,Na2SO3是还原剂,得到还原产物Cl-,根据氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的可知,S、Cl-、VO2+还原性由强到弱的顺序是S>Cl->VO2+。

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