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第3讲　氧化还原反应的基本概念和规律
1.能利用氧化还原反应等概念对常见的反应进行分类和分析说明。2.了解氧化还原反应的本质,能用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。3.能从元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,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
(1)本质和特征
(2)概念之间的关系
对于反应C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O:
(1)氧化剂是浓硫酸,发生还原反应,被还原,生成还原产物SO2。
(2)还原剂是C,发生氧化反应,被氧化,生成氧化产物CO2。
(3)C和浓硫酸在反应中分别表现还原性和氧化性。
(4)反应生成1 mol CO2,浓硫酸得4 mol电子,C失去4 mol电子,反应转移4 mol电子。
(3)电子转移的表示方法
①双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”
②单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”
用双线桥法、单线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目。
、
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂:某些非金属单质、含高价态元素的化合物、过氧化物等。
(2)常见的还原剂:活泼金属单质、非金属阴离子、含低价态元素的化合物、低价态金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性。
　　其中Fe2+、SO2主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
判断正误。
(1)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。(　×　)
(2)在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂。(　√　)
(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)置换反应、化合反应都是氧化还原反应。(　×　)
(5)含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性。(　×　)
1.(2025·吉林长春一模)下列应用中涉及氧化还原反应的是(　C　)
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
2.(2025·辽宁开原二模)制取新型水处理剂ClO2的化学方程式为2KClO3+H2C2O4+H2SO4===2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法错误的是(　D　)
A.KClO3在反应中得到电子
B.ClO2是还原产物
C.H2C2O4在反应中被氧化
D.1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移
解析:反应中氯元素的化合价由+5降低为+4,则KClO3为氧化剂,在反应中得到电子被还原,则ClO2是还原产物,A、B项正确;反应中碳元素的化合价由+3升高到+4,则H2C2O4为还原剂,在反应中被氧化,C项正确;反应中氯元素的化合价由+5降低为+4,则1 mol KClO3参加反应有1 mol×(5-4)=1 mol电子转移,D项错误。
3.下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是(　C　)
A.
B.
C.
D.
解析:C从+2价升高到+4价,有两个C参与反应,故失去的电子数为2×2e-,O从0价降低到-2价,有两个O参与反应,故得到的电子数为2×2e-,A错误;反应中只有1个SO2参与反应,故只有一个H2SO4生成,化学方程式不正确,B错误;Cu的化合价从0价升高到+2价,故1个Cu失去2个电子,S从+6价降低到+4价,故1个S得到2个电子,单线桥从还原剂指向氧化剂,C正确;Na的化合价从0价升高到+1价,2个钠参与反应,故失去2个电子,H从+1价降低到0价,有1个H2生成,故得到2个电子,电子转移的数目错误,D错误。
4.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+4H2O===Na[B(OH)4]+4H2↑。回答下列问题:
(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目: ,氧化剂是H2O,还原剂是NaBH4。
(2)若生成标准状况下4.48 L H2,则转移电子的物质的量为0.2 mol。
考点二　氧化还原反应的强弱规律及价态规律
1.强弱规律
(1)氧化性、还原性强弱的比较方法
①依据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物
②根据反应条件及反应的剧烈程度比较
浓度:同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)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。
温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
③根据相同条件下产物的价态高低比较
如2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,氧化性:Cl2>S。
(2)氧化性、还原性强弱的比较规律
性质 一般规律
氧化性 元素非金属性越强,其单质的氧化性越强; 金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越弱
还原性 元素金属性越强,其单质的还原性越强; 非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越弱
“物质失(或得)电子数目越多,其还原性(或氧化性)就越强”这句话是否正确 原因是什么
不正确。物质氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+、Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
(3)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+2.价态规律
(1)价态归中规律
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”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生氧化还原反应:
　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
“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。
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元素化合价由低到高的顺序是G、Y、Q、Z、X。
1.已知常温下,在溶液中发生如下反应。由此推断,下列说法正确的是(　D　)
①X2+2W2+===2X-+2W3+　②2W3++2Y-===2W2++Y2　③Z2+2X-===2Z-+X2
A.氧化性:W3+B.Z元素在反应③中被氧化
C.反应Y2+2X-===2Y-+X2可以进行
D.还原性:X-解析:同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据方程式①得氧化性:X2>W3+,还原性:W2+>X-;由方程式②得氧化性:W3+>Y2,还原性:Y->W2+;由方程式③得氧化性:Z2>X2,还原性:X->Z-,由此得出氧化性由强到弱的顺序是Z2>X2>W3+>Y2,还原性由强到弱的顺序是Y->W2+>X->Z-。根据分析可知氧化性:W3+>Y2,故A错误;X元素在反应③化合价升高,被氧化,故B错误;根据三个反应得到氧化性强弱为Z2>X2>W3+>Y2,假设反应Y2+2X-===2Y-+X2可以进行,则得出氧化性:Y2>X2,与题中得出的信息不符合,故C错误;还原性由强到弱的顺序是Y->W2+>X->Z-,故D正确。
2.(2025·吉林梅河口二模)已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物,它们在一定条件下有如下转换关系(未配平):
①X→W+O2　②Z+Y+NaOH→H2O+W　③Y+SO2→Z+SO3　④Q+Y→Z+H2O　⑤X+Cu+H2SO4(浓) →Cu2++Y+S
则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为(　C　)
A.X>Y>Z>W>Q B.X>Z>Y>Q>W
C.X>Y>W>Z>Q D.W>X>Z>Q>Y
解析:①X→W+O2中,X中氧元素失电子化合价升高,则氮元素得电子化合价降低,所以氮元素化合价:X>W;③Y+SO2→Z+SO3中,硫元素化合价升高,则Y中氮元素化合价降低,所以氮元素化合价:Y>Z;②Z+Y+NaOH→H2O+W为归中反应,则W中氮元素化合价处于Z和Y中间,结合反应③可知,氮元素化合价:Y>W>Z;④Q+Y→Z+H2O为归中反应,Z中氮元素化合价处于Q和Y之间,根据③知,氮元素化合价:Z>Q;⑤X+Cu+H2SO4(浓) →Cu2++Y+S,铜元素化合价升高,则X中氮元素化合价降低生成Y,所以氮元素化合价:X>Y。所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为X>Y>W>Z>Q。
3.验证氧化性强弱:Cl2>Br2>I2,设计如下实验(已知:稀溴水呈黄色,浓溴水呈红棕色,碘水呈棕黄色;忽略氧气的影响)。下列说法不正确的是(　D　)
实验① 实验② 实验③ 实验④
溶液变为 浅黄绿色 溶液变 为黄色 溶液变为 棕黄色 溶液变 为蓝色
A.实验①设计目的:排除实验②③④水稀释的影响
B.实验②发生的反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
C.实验③的现象可以证明氧化性:Cl2>I2
D.实验④能证明氧化性:Br2>I2
解析:实验①是将氯水加入蒸馏水将其稀释,后续实验都是在溶液中进行的,这样可以排除实验②③④水稀释的影响,故A正确;实验②溶液变为黄色是因为产生溴单质,说明氯气可以将溴单质置换出来,发生的反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,故B正确;实验③溶液变为棕黄色是因为产生碘单质,说明氯气可以将碘单质置换出来,发生的反应为2I-+Cl2===I2+2Cl-,可以证明氧化性:Cl2>I2,故C正确;实验②反应后的黄色溶液是含有溴单质的溶液,但是不能排除含有氯气,加入淀粉和碘化钾溶液会变蓝,证明产生了碘单质,可能是氯气或是溴单质置换出了碘单质,不能证明氧化性:Br2>I2,故D错误。
1.(2025·重庆卷)抗日战争时期,根据地物资紧缺,军民自力更生,就地取材,采用下列方法生产化工产品,其中利用了氧化还原反应原理的是(　B　)
A.用石磨代替打浆机碾碎硝化棉
B.用陶缸作反应器以硫黄为原料生产硫酸
C.通过蒸馏法以自酿的白酒为原料生产工业酒精
D.通过水解法以植物油和熟石灰为原料生产甘油
解析:石磨研磨硝化棉是物理粉碎过程,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;硫黄(S)转化为硫酸(H2SO4)时,硫的化合价从0升至+6,发生氧化反应,涉及氧化还原反应,B符合题意;蒸馏法分离酒精是物理过程,无新物质生成,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;植物油水解生成甘油和高级脂肪酸盐,属于水解反应,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
2.(2025·山东卷)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　)
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
解析:联合制碱法发生反应的化学方程式为NaCl+H2O+CO2+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,各元素(Na、Cl、N、C、H、O)的化合价均未发生改变,属于非氧化还原反应,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(化合价升高),O被还原(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N2中N的化合价从0→-3,H2中H的化合价从0→+1,涉及氧化还原反应,D不符合题意。
3.(2024·浙江1月选考)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)(　D　)
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
解析:NO中N的化合价为+2,N2中N的化合价为0,1个NO得2个电子,作氧化剂,CO中C的化合价为+2,CO2中C的化合价为+4,1个CO失去2个电子,作还原剂,C正确;根据分析,生成1 mol CO2转移2NA个电子,A正确;催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,B正确;N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误。
4.(2025·山东卷)用肼(N2H4)的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量CuSO4,反应原理如图所示。下列说法正确的是(　C　)
A.N2是还原反应的产物
B.还原性:N2H4C.处理后溶液的pH增大
D.图示反应过程中起催化作用的是Cu2+
解析:由题图信息可知,N2H4和Cu2+反应生成的[Cu(N2H4)2]2+是N2H4和Fe3O4反应的催化剂,[Cu(N2H4)2]+是中间产物,该反应的离子方程式为N2H4+2Fe3O4+12H+N2↑+6Fe2++8H2O,N2H4是还原剂,Fe3O4是氧化剂,Fe2+是还原产物。该反应中,N2H4中N元素的化合价升高被氧化,因此,N2是氧化反应的产物,A不正确;在同一个氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物,因此,还原性的强弱关系为N2H4>Fe2+,B不正确;由反应的离子方程式可知,该反应消耗H+,处理后溶液的pH增大,C正确;根据题图可知,反应过程中起催化作用的是[Cu(N2H4)2]2+,D不正确。
5.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是(　C　)
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4N
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
解析:从实验方案可知,氨水溶解了AgCl,然后用Cu置换出Ag,滤液中加入浓盐酸后得到CuCl2和NH4Cl的混合液,向其中加入Fe,Fe置换出Cu,过滤出的Cu可以循环利用,并通入O2可将Fe2+氧化为Fe3+。金属活动性越强,金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明,还原性从强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag,A错误;由得失电子守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此,按题述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B错误;反应①中,[Cu(NH3)4]Cl2溶液与浓盐酸反应生成CuCl2和NH4Cl,该反应的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4N,C正确;向CuCl2和NH4Cl的混合液中加入Fe,Fe置换出Cu后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的O2氧化为Fe3+,因此,溶液①中的金属离子是Fe3+,D错误。
课时作业3(总分:60分)
1.(3分)(2025·山东聊城二模)化学与生活、生产联系密切,下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　C　)
A.利用铝热剂焊接钢轨
B.水果罐头中添加维生素C防变质
C.利用油脂皂化生产肥皂
D.地下钢铁输水管用导线连接镁块防腐蚀
2.(3分)(2025·山西太原模拟)下列物质的应用中,与氧化还原反应无关的是(　A　)
A.Na2S用于去除工业废水中的Hg2+
B.Cl2用于自来水消毒
C.FeCl3溶液用于蚀刻铜板
D.银氨溶液用于检验醛基
3.(3分)(2025·辽宁沈阳二模)ClO2可用于处理含CN-的污水,反应的离子方程式为2ClO2+2CN-===2CO2+N2+2Cl-。下列说法正确的是(　D　)
A.该反应中ClO2被氧化
B.生成物中有一种既非氧化产物,也非还原产物
C.由该反应可判断还原性强弱:CN-D.如下方程式可表示反应中电子转移情况:
解析:反应中氯元素的化合价由+4价降低为-1价,ClO2被还原,A错误;根据反应,生成物中CO2和N2为氧化产物,Cl-为还原产物,B错误;在氧化还原反应中,还原性强弱规律为还原剂>还原产物,根据反应,还原剂为CN-,还原产物为Cl-,所以还原性强弱为CN->Cl-,C错误;反应中电子转移情况实际为C由+2价升高到+4价,2个C失去4个电子,N由-3价升高到0价,2个N失去6个电子,共失去10个电子,用单线桥法表示的电子转移符合反应情况,D正确。
4.(3分)19世纪科学家提出H2O2与Cl2作用的反应过程如下:
反应Ⅰ:Cl2+H2O2===HCl+HOOCl
反应Ⅱ:HOOCl===HCl+O2
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　D　)
A.氧化性:O2>Cl2
B.反应Ⅰ中H2O2作还原剂
C.反应Ⅰ中每消耗0.1 mol Cl2,转移0.2NA e-
D.每产生32 g O2,则消耗Cl2为1 mol
解析:由反应Ⅰ知,氧化性:Cl2>HOOCl,由反应Ⅱ知,氧化性:HOOCl>O2,故氧化性:Cl2>O2,A错误;反应Ⅰ中,Cl2中氯元素的化合价从0价既升高到+1价,又降低到-1价,既是氧化剂又是还原剂,H2O2的化合价没有变化,不是还原剂,B错误;由上述分析可知,每消耗0.1 mol Cl2,转移0.1NA e-,C错误;反应Ⅰ+反应Ⅱ得Cl2+H2O2===2HCl+O2,每产生32 g O2,消耗1 mol Cl2,D正确。
5.(3分)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(　B　)
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
解析:已知反应中氯元素的化合价从+1价变为+5价和-1价,符合歧化反应规律。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,选项A中化合价均降低,选项D化合价均升高;选项B、C与题意相符,但选项C中NaClO不是最终产物。
6.(3分)(2025·辽宁沈阳一模)为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3===4KNO3+Se+2I2+2H2O。下列说法错误的是(　D　)
A.①中SO2是还原产物,SeO2是氧化产物
B.②中HNO3既不是氧化剂也不是还原剂
C.②中每生成0.2 mol I2共转移0.4 mol电子
D.氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)解析:根据氧化还原反应价态变化规律,从①化学反应方程式中可以知道S的化合价降低,即SO2是还原产物,Se的化合价升高,所以SeO2是氧化产物,A正确;从②化学反应方程式中可得知HNO3中元素的化合价没有发生改变,所以HNO3既不是氧化剂也不是还原剂,B正确;根据氧化还原反应得失电子守恒,反应②中,Se的化合价由+4价变为0价,1个Se得到4个电子,I的化合价由-1价变为0价,1个I失去1个电子,则当生成2 mol I2时,反应过程中转移了4 mol电子,当有0.2 mol I2生成时,则转移0.4 mol电子,C正确;根据氧化还原反应中氧化性和还原性的判断方法可知,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2,D错误。
7.(3分)下列实验探究方案能得出相应结论的是(　A　)
选项 探究方案 结论
A 向FeBr2溶液中加入几滴氯水,振荡,再加CCl4萃取,观察CCl4层颜色变化 还原性:Fe2+>Br-
B 向MnO2固体中滴加稀盐酸,加热,观察是否有黄绿色气体产生 氧化性:MnO2>Cl2
C 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液振荡,溶液颜色变红 氧化性:Ag+>Fe3+
D 向NaBr溶液中滴加过量的氯水,再加入淀粉-KI溶液,观察溶液颜色变化 氧化性:Cl2>Br2>I2
解析:A项,氯水中含有Cl2,可以氧化Br-、Fe2+,向FeBr2溶液中加入几滴氯水,振荡,再加CCl4,CCl4层无明显现象,说明无Br2生成,说明Fe2+的还原性强于Br-,正确;B项,MnO2固体与稀盐酸不反应,无法产生氯气,错误;C项,酸化的AgNO3溶液中H+和N可构成HNO3,从而氧化Fe2+生成Fe3+,无法说明氧化性:Ag+>Fe3+,错误;D项,由于氯水过量,2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2反应后有氯水剩余,加入淀粉-KI溶液时,KI先与Cl2反应,Br2和KI的反应不一定发生,溶液变蓝无法证明氧化性:Br2>I2,错误。
8.(3分)(2025·东北育才学校一模)在常温下,发生下列几种反应:①16H++10Z-+2X===2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2===2A3++2B-;③2B-+Z2===B2+2Z-。根据上述反应,下列结论错误的是(　B　)
A.溶液中可发生:Z2+2A2+===2A3++2Z-
B.Z2在反应①③中均为还原剂
C.氧化性:X>Z2>B2>A3+
D.X2+是X的还原产物
解析:反应①中X元素的化合价降低,氧化性:X>Z2,反应②中B元素的化合价降低,氧化性:B2>A3+,反应③中Z元素的化合价降低,氧化性:Z2>B2,故氧化性:X>Z2>B2>A3+。由分析可知,氧化性:Z2>A3+,故反应Z2+2A2+===2A3++2Z-可发生,故A正确;反应①中Z元素的化合价升高,Z2为氧化产物,反应③中Z元素的化合价降低,Z2为氧化剂,故B错误;由分析可知,氧化性:X>Z2>B2>A3+,故C正确;反应①中X元素的化合价降低,X为氧化剂,X2+是X的还原产物,故D正确。
9.(3分)(2025·山东济宁二模)Fe2(SO4)3溶液脱除空气中H2S并再生的原理如图所示,下列说法错误的是(　D　)
A.氧化性:O2>Fe3+>S
B.理论上脱硫过程Fe2(SO4)3不需要额外补充
C.标准状况下消耗5.6 L O2时,可生成0.5 mol S
D.脱硫过程中溶液的pH逐渐减小
解析:由题图可知:发生的反应有H2S+2Fe3+===2H++2Fe2++S↓、4Fe2++4H++O2===4Fe3++2H2O,由此可以推出总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,再结合氧化还原反应中的基本概念来解决问题。由分析可知,反应历程中发生的反应有H2S+2Fe3+===2H++2Fe2++S↓、4Fe2++4H++O2===4Fe3++2H2O,根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性:O2>Fe3+>S,A正确;由分析可知,总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,Fe2(SO4)3是催化剂,故理论上脱硫过程Fe2(SO4)3不需要额外补充,B正确;由分析可知,总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,根据化学方程式计算可得,标准状况下消耗5.6 L即=0.25 mol氧气时,可生成0.5 mol S,C正确;由分析可知,总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,可见脱硫过程中由于反应产生水,使Fe2(SO4)3溶液的浓度逐渐降低,因此溶液的pH逐渐增大,D错误。
10.(3分)氧化还原电池的标准电极电势(φθ)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。
氧化还原电池 (氧化剂/还原剂) 电极反应式 φθ/V
Fe3+/Fe2+ Fe3++e- Fe2+ 0.77
I2/I- I2+2e- 2I- 0.54
Cr2/Cr3+ Cr2+6e-+14H+ 2Cr3++7H2O 1.36
Br2/Br- Br2+2e- 2Br- 1.07
Co3+/Co2+ Co3++e- Co2+ 1.84
下列分析错误的是(　B　)
A.氧化性:Cr2>Br2>Fe3+
B.向K2Cr2O7溶液中滴加CoCl2溶液,反应的离子方程式为Cr2+6Co2++14H+===2Cr3++6Co3++7H2O
C.向淀粉-KI溶液中滴加CoCl3溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN的FeBr2溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
解析:标准电极电势越大,对应氧化剂的氧化性越强,氧化性:Cr2>Br2>Fe3+,A正确;Cr2的氧化性弱于Co3+,所以不能通过Cr2氧化Co2+得到Co3+,所以不会发生反应,B错误;Co3+的氧化性强于I2,向淀粉-KI溶液中滴加CoCl3溶液,得到I2,溶液变蓝色,C正确;氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>Fe3+,所以氯水先氧化Fe2+,溶液变红,D正确。
11.(15分)NaNO2有像食盐一样的外观和咸味,它可将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白,使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价,失去携氧能力,美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂。
(1)下列说法正确的是C(填字母,下同)。
A.解毒剂美蓝应该具有氧化性
B.中毒时亚硝酸盐发生氧化反应
C.解毒时高铁血红蛋白被还原
D.中毒过程中血红蛋白显氧化性
(2)已知NaNO2能发生反应:NaNO2+HI→NO+I2+NaI+H2O,从上述反应推知BC。
A.氧化性:I2>NaNO2
B.氧化性:NaNO2>I2
C.还原性:HI>NO
D.还原性:I2>HI
当有0.75 mol HI被氧化时,在标准状况下产生气体的体积是16.8 L。
(3)根据上述反应可用试纸和生活中常见的物质进行实验,鉴别NaNO2和NaCl,现供选用的物质有①白酒、②淀粉碘化钾试纸、③淀粉、④白糖、⑤食醋,进行本实验时,可以选用的物质至少有②⑤(填序号,下同)。
(4)某工厂的废液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂中:①NaCl、②NH4Cl、③HNO3、④浓硫酸,能使NaNO2转化为N2的是②。
解析:(1)NaNO2可将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白,使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价,说明NaNO2具有氧化性,美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂,应具有还原性,A错误;中毒时亚硝酸盐发生还原反应,B错误;加入解毒剂美蓝,高铁血红蛋白被还原,C正确;中毒过程中血红蛋白被氧化,表现出还原性,D错误。(2)氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,根据反应2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,氧化性:NaNO2>I2,还原性:HI>NO,B、C正确;当有0.75 mol HI被氧化时,生成碘的物质的量为=0.375 mol,n(NO)=0.375 mol×2=0.75 mol,在标准状况下的体积是0.75 mol×22.4 L/mol=16.8 L。(3)鉴别NaNO2和NaCl,可根据NaNO2在酸性条件下具有氧化性,用淀粉碘化钾试纸来检验,可加入食醋酸化,故选②⑤。(4)能使NaNO2转化为N2的应是具有还原性的物质,只有NH4Cl符合,故选②。
12.(15分)CuI是难溶于水的白色固体。已知:氧化性:Cu2+>I2>Cu+,还原性:Cu>I->Cu+。
(1)根据物质氧化性和还原性的强弱推测,在溶液中Cu2+和I-反应的产物是CuI、I2。
(2)久置于空气中的HI溶液呈黄色,向其中加入一些铜粉,可使溶液黄色消失,反应的化学方程式为2Cu+I2===2CuI。
(3)欲消除(2)中HI溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,这是因为当浓度接近时,还原性:H2S>(填“>”“<”或“=”)I-;与加入铜粉的方法相比,用此方法得到的HI溶液浓度高(填“高”“低”或“相等”)。
(4)CuI可用于监测空气中是否含有汞蒸气:4CuI(白色)+Hg===Cu2HgI4(亮黄色)+2Cu。下列关于该化学方程式的说法错误的是AC(填字母)。
A.该反应中被氧化的元素是铜元素和汞元素
B.该反应的氧化剂为CuI
C.Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物
D.反应中每生成1 mol Cu2HgI4转移2 mol电子
解析:(1)氧化性:Cu2+>I2>Cu+,还原性:Cu>I->Cu+,所以Cu2+和I-反应,Cu2+被还原为Cu+、I-被氧化为I2,Cu+和I-结合生成难溶于水的CuI沉淀,所以反应的产物是CuI、I2。(2)久置于空气中的HI溶液呈黄色,是因为其中的碘离子被氧化为碘单质,加入金属铜,金属铜可以和碘单质反应生成CuI,反应的化学方程式为2Cu+I2===2CuI。(3)欲消除HI溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,碘单质可以和H2S反应生成S和HI,还原性:H2S>I-。(4)该反应中Cu元素化合价由+1降低为0,被氧化的元素是汞元素,氧化剂为CuI,Cu2HgI4是氧化产物,反应中每生成1 mol Cu2HgI4转移2 mol电子。(共78张PPT)
第一章　物质及其变化
第3讲　氧化还原反应的
基本概念和规律
目
录
考点二　氧化还原反应的强弱规律及价态规律
课时作业
考点一　氧化还原反应的基本概念
真题演练 感悟高考
复习目标
1.能利用氧化还原反应等概念对常见的反应进行分类和分析说明。2.了解氧化还原反应的本质,能用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。3.能从元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。
一
考点一 氧化还原反应的基本概念
1.氧化还原反应
(1)本质和特征
电子的转移
化合价
(2)概念之间的关系
失
还原
氧化
氧化
还原
得
对于反应C+2H2SO4(浓) 　　 2SO2↑+CO2↑+2H2O:
(1)氧化剂是________,发生______反应,被还原,生成______产物SO2。
(2)还原剂是____,发生______反应,被氧化,生成______产物CO2。
(3)C和浓硫酸在反应中分别表现______性和______性。
(4)反应生成1 mol CO2,浓硫酸得____ mol电子,C失去____ mol电子,反应转移____ mol电子。
微点助学
浓硫酸
还原
还原
C
氧化
氧化
还原
氧化
4
4
4
(3)电子转移的表示方法
①双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”
②单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”
用双线桥法、单线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目。
微点助学
、
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂:某些非金属单质、含高价态元素的化合物、过氧化物等。
Mn2+
Cr3+
NO或NO2
SO2
Cl-
Fe2+或Fe
(2)常见的还原剂:活泼金属单质、非金属阴离子、含低价态元素的化合物、低价态金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。
Zn2+
H+或H O
CO2
Fe3+
S
I2
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性。
Fe
S
H2O
Fe3+
S
O2
　　其中Fe2+、SO2主要表现_____性,H2O2主要表现_____性。
还原
氧化
3.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
判断正误。
(1)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。(　　)
(2)在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂。(　　)
(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)置换反应、化合反应都是氧化还原反应。(　　)
(5)含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性。(　　)
微点助学
×
√
√
×
×
1.(2025·吉林长春一模)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
C
2.(2025·辽宁开原二模)制取新型水处理剂ClO2的化学方程式为2KClO3+
H2C2O4+H2SO4===2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法错误的是
(　　)
A.KClO3在反应中得到电子
B.ClO2是还原产物
C.H2C2O4在反应中被氧化
D.1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移
D
解析:反应中氯元素的化合价由+5降低为+4,则KClO3为氧化剂,在反应中得到电子被还原,则ClO2是还原产物,A、B项正确;反应中碳元素的化合价由+3升高到+4,则H2C2O4为还原剂,在反应中被氧化,C项正确;反应中氯元素的化合价由+5降低为+4,则1 mol KClO3参加反应有1 mol×(5-4)=1 mol电子转移,D项错误。
3.下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是(　　)
A. B.
C. D.
C
解析:C从+2价升高到+4价,有两个C参与反应,故失去的电子数为2×2e-,
O从0价降低到-2价,有两个O参与反应,故得到的电子数为2×2e-,A错误;反应中只有1个SO2参与反应,故只有一个H2SO4生成,化学方程式不正确,B错误;Cu的化合价从0价升高到+2价,故1个Cu失去2个电子,S从+6价降低到+4价,故1个S得到2个电子,单线桥从还原剂指向氧化剂,C正确;Na的化合价从0价升高到+1价,2个钠参与反应,故失去2个电子,H从+1价降低到0价,有1个H2生成,故得到2个电子,电子转移的数目错误,D错误。
4.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+4H2O===Na[B(OH)4]+
4H2↑。回答下列问题:
(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目:_______________________,
氧化剂是______,还原剂是_________。
(2)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
0.2 mol
二
考点二 氧化还原反应的强弱规律及价态规律
1.强弱规律
(1)氧化性、还原性强弱的比较方法
①依据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂____氧化产物;还原性:还原剂____还原产物
>
>
②根据反应条件及反应的剧烈程度比较
浓度:同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)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。
温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如氧化性:KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
③根据相同条件下产物的价态高低比较
如2Fe+3Cl2 　　 2FeCl3,Fe+S 　　 FeS,氧化性:Cl2____S。
>
(2)氧化性、还原性强弱的比较规律
性质 一般规律
氧化性 元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;
金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越弱
还原性 元素金属性越强,其单质的还原性越强;
非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越弱
“物质失(或得)电子数目越多,其还原性(或氧化性)就越强”这句话是否正确 原因是什么
不正确。物质氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+、Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
微点助学
(3)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:______>______,所以______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+Fe2+
Br-
Fe2+
2.价态规律
(1)价态归中规律
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”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生氧化还原反应:
　　　 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
“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。
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元素化合价由低到高的顺序是_________________。
微点助学
G、Y、Q、Z、X
1.已知常温下,在溶液中发生如下反应。由此推断,下列说法正确的是
(　　)
①X2+2W2+===2X-+2W3+　②2W3++2Y-===2W2++Y2　
③Z2+2X-===2Z-+X2
A.氧化性:W3+B.Z元素在反应③中被氧化
C.反应Y2+2X-===2Y-+X2可以进行
D.还原性:X-D
解析:同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据方程式①得氧化性:X2>W3+,还原性:W2+>X-;由方程式②得氧化性:W3+>Y2,还原性:Y->W2+;由方程式③得氧化性:Z2>X2,还原性:X->Z-,由此得出氧化性由强到弱的顺序是Z2>X2>W3+>Y2,还原性由强到弱的顺序是Y->W2+>X->Z-。根据分析可知氧化性:W3+>Y2,故A错误;X元素在反应③化合价升高,被氧化,故B错误;根据三个反应得到氧化性强弱为Z2>X2>W3+>Y2,假设反应Y2+2X-===2Y-+X2可以进行,则得出氧化性:Y2>X2,与题中得出的信息不符合,故C错误;还原性由强到弱的顺序是Y->W2+>X->Z-,故D正确。
2.(2025·吉林梅河口二模)已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物,它们在一定条件下有如下转换关系(未配平):
①X→W+O2　②Z+Y+NaOH→H2O+W　③Y+SO2→Z+SO3　
④Q+Y→Z+H2O　⑤X+Cu+H2SO4(浓)→Cu2++Y+S
则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为(　　)
A.X>Y>Z>W>Q B.X>Z>Y>Q>W
C.X>Y>W>Z>Q D.W>X>Z>Q>Y
C
解析:①X→W+O2中,X中氧元素失电子化合价升高,则氮元素得电子化合价降低,所以氮元素化合价:X>W;③Y+SO2→Z+SO3中,硫元素化合价升高,则Y中氮元素化合价降低,所以氮元素化合价:Y>Z;②Z+Y+NaOH→
H2O+W为归中反应,则W中氮元素化合价处于Z和Y中间,结合反应③可知,氮元素化合价:Y>W>Z;④Q+Y→Z+H2O为归中反应,Z中氮元素化合价处于Q和Y之间,根据③知,氮元素化合价:Z>Q;⑤X+Cu+H2SO4(浓) →Cu2++Y+S,铜元素化合价升高,则X中氮元素化合价降低生成Y,所以氮元素化合价:X>Y。所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为X>Y>W>Z>Q。
3.验证氧化性强弱:Cl2>Br2>I2,设计如下实验(已知:稀溴水呈黄色,浓溴水呈红棕色,碘水呈棕黄色;忽略氧气的影响)。下列说法不正确的是(　　)
实验① 实验② 实验③ 实验④
溶液变为 浅黄绿色 溶液变 为黄色 溶液变为 棕黄色 溶液变
为蓝色
D
A.实验①设计目的:排除实验②③④水稀释的影响
B.实验②发生的反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
C.实验③的现象可以证明氧化性:Cl2>I2
D.实验④能证明氧化性:Br2>I2
解析:实验①是将氯水加入蒸馏水将其稀释,后续实验都是在溶液中进行的,这样可以排除实验②③④水稀释的影响,故A正确;实验②溶液变为黄色是因为产生溴单质,说明氯气可以将溴单质置换出来,发生的反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,故B正确;实验③溶液变为棕黄色是因为产生碘单质,说明氯气可以将碘单质置换出来,发生的反应为2I-+Cl2===I2+2Cl-,可以证明氧化性:Cl2>I2,故C正确;实验②反应后的黄色溶液是含有溴单质的溶液,但是不能排除含有氯气,加入淀粉和碘化钾溶液会变蓝,证明产生了碘单质,可能是氯气或是溴单质置换出了碘单质,不能证明氧化性:Br2>I2,故D错误。
三
真题演练 感悟高考
1.(2025·重庆卷)抗日战争时期,根据地物资紧缺,军民自力更生,就地取材,采用下列方法生产化工产品,其中利用了氧化还原反应原理的是(　　)
A.用石磨代替打浆机碾碎硝化棉
B.用陶缸作反应器以硫黄为原料生产硫酸
C.通过蒸馏法以自酿的白酒为原料生产工业酒精
D.通过水解法以植物油和熟石灰为原料生产甘油
B
解析:石磨研磨硝化棉是物理粉碎过程,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;硫黄(S)转化为硫酸(H2SO4)时,硫的化合价从0升至+6,发生氧化反应,涉及氧化还原反应,B符合题意;蒸馏法分离酒精是物理过程,无新物质生成,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;植物油水解生成甘油和高级脂肪酸盐,属于水解反应,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
2.(2025·山东卷)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
A
解析:联合制碱法发生反应的化学方程式为NaCl+H2O+CO2+NH3===
NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 　　Na2CO3+H2O+CO2↑,各元素(Na、Cl、N、C、H、O)的化合价均未发生改变,属于非氧化还原反应,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(化合价升高),O被还原(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N2中N的化合价从0→-3,H2中H的化合价从0→+1,涉及氧化还原反应,D不符合题意。
3.(2024·浙江1月选考)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
D
解析:NO中N的化合价为+2,N2中N的化合价为0,1个NO得2个电子,作氧化剂,CO中C的化合价为+2,CO2中C的化合价为+4,1个CO失去2个电子,作还原剂,C正确;根据分析,生成1 mol CO2转移2NA个电子,A正确;催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,B正确;N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误。
4.(2025·山东卷)用肼(N2H4)的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量CuSO4,反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.N2是还原反应的产物
B.还原性:N2H4C.处理后溶液的pH增大
D.图示反应过程中起催化作用的是Cu2+
C
解析:由题图信息可知,N2H4和Cu2+反应生成的[Cu(N2H4)2]2+是N2H4和Fe3O4反应的催化剂,[Cu(N2H4)2]+是中间产物,该反应的离子方程式为N2H4+2Fe3O4+12H+ 　　　　 　N2↑+6Fe2++8H2O,N2H4是还原剂,
Fe3O4是氧化剂,Fe2+是还原产物。该反应中,N2H4中N元素的化合价升高被氧化,因此,N2是氧化反应的产物,A不正确;在同一个氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物,因此,还原性的强弱关系为N2H4>Fe2+,B不正确;由反应的离子方程式可知,该反应消耗H+,处理后溶液的pH增大,C正确;根据题图可知,反应过程中起催化作用的是[Cu(N2H4)2]2+,D不正确。
5.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是(　　)
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe
可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是
[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4N
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
C
解析:从实验方案可知,氨水溶解了AgCl,然后用Cu置换出Ag,滤液中加入浓盐酸后得到CuCl2和NH4Cl的混合液,向其中加入Fe,Fe置换出Cu,过滤出的Cu可以循环利用,并通入O2可将Fe2+氧化为Fe3+。金属活动性越强,金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明,还原性从强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag,A错误;由得失电子守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此,按题述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B错误;反应①中,[Cu(NH3)4]Cl2溶液与浓盐酸反应生成CuCl2和NH4Cl,该反应的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4N,C正确;向CuCl2和NH4Cl的混合液中加入Fe,Fe置换出Cu后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的O2氧化为Fe3+,因此,溶液①中的金属离子是Fe3+,D错误。
四
课时作业3
1.(3分)(2025·山东聊城二模)化学与生活、生产联系密切,下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.利用铝热剂焊接钢轨
B.水果罐头中添加维生素C防变质
C.利用油脂皂化生产肥皂
D.地下钢铁输水管用导线连接镁块防腐蚀
C
2.(3分)(2025·山西太原模拟)下列物质的应用中,与氧化还原反应无关的是
(　　)
A.Na2S用于去除工业废水中的Hg2+
B.Cl2用于自来水消毒
C.FeCl3溶液用于蚀刻铜板
D.银氨溶液用于检验醛基
A
3.(3分)(2025·辽宁沈阳二模)ClO2可用于处理含CN-的污水,反应的离子方程式为2ClO2+2CN-===2CO2+N2+2Cl-。下列说法正确的是(　　)
A.该反应中ClO2被氧化
B.生成物中有一种既非氧化产物,也非还原产物
C.由该反应可判断还原性强弱:CN-D.如下方程式可表示反应中电子转移情况:
D
解析:反应中氯元素的化合价由+4价降低为-1价,ClO2被还原,A错误;根据反应,生成物中CO2和N2为氧化产物,Cl-为还原产物,B错误;在氧化还原反应中,还原性强弱规律为还原剂>还原产物,根据反应,还原剂为CN-,还原产物为Cl-,所以还原性强弱为CN->Cl-,C错误;反应中电子转移情况实际为C由+2价升高到+4价,2个C失去4个电子,N由-3价升高到0价,2个N失去6个电子,共失去10个电子,用单线桥法表示的电子转移符合反应情况,D正确。
4.(3分)19世纪科学家提出H2O2与Cl2作用的反应过程如下:
反应Ⅰ:Cl2+H2O2===HCl+HOOCl
反应Ⅱ:HOOCl===HCl+O2
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.氧化性:O2>Cl2
B.反应Ⅰ中H2O2作还原剂
C.反应Ⅰ中每消耗0.1 mol Cl2,转移0.2NA e-
D.每产生32 g O2,则消耗Cl2为1 mol
D
解析:由反应Ⅰ知,氧化性:Cl2>HOOCl,由反应Ⅱ知,氧化性:HOOCl>O2,故氧化性:Cl2>O2,A错误;反应Ⅰ中,Cl2中氯元素的化合价从0价既升高到+1价,又降低到-1价,既是氧化剂又是还原剂,H2O2的化合价没有变化,不是还原剂,B错误;由上述分析可知,每消耗0.1 mol Cl2,转移0.1NA e-,C错误;反应Ⅰ+反应Ⅱ得Cl2+H2O2===2HCl+O2,每产生32 g O2,消耗1 mol Cl2,D正确。
5.(3分)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
解析:已知反应中氯元素的化合价从+1价变为+5价和-1价,符合歧化反应规律。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,选项A中化合价均降低,选项D化合价均升高;选项B、C与题意相符,但选项C中NaClO不是最终产物。
B
6.(3分)(2025·辽宁沈阳一模)为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为①Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3
===4KNO3+Se+2I2+2H2O。下列说法错误的是(　　)
A.①中SO2是还原产物,SeO2是氧化产物
B.②中HNO3既不是氧化剂也不是还原剂
C.②中每生成0.2 mol I2共转移0.4 mol电子
D.氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)D
解析:根据氧化还原反应价态变化规律,从①化学反应方程式中可以知道S的化合价降低,即SO2是还原产物,Se的化合价升高,所以SeO2是氧化产物,A正确;从②化学反应方程式中可得知HNO3中元素的化合价没有发生改变,所以HNO3既不是氧化剂也不是还原剂,B正确;根据氧化还原反应得失电子守恒,反应②中,Se的化合价由+4价变为0价,1个Se得到4个电子,I的化合价由-1价变为0价,1个I失去1个电子,则当生成2 mol I2时,反应过程中转移了4 mol电子,当有0.2 mol I2生成时,则转移0.4 mol电子,C正确;根据氧化还原反应中氧化性和还原性的判断方法可知,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2,D错误。
7.(3分)下列实验探究方案能得出相应结论的是(　　)
选项 探究方案 结论
A 向FeBr2溶液中加入几滴氯水,振荡,再加 CCl4萃取,观察CCl4层颜色变化 还原性:Fe2+>Br-
B 向MnO2固体中滴加稀盐酸,加热,观察是否 有黄绿色气体产生 氧化性:MnO2>Cl2
C 向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化 的AgNO3溶液振荡,溶液颜色变红 氧化性:Ag+>Fe3+
D 向NaBr溶液中滴加过量的氯水,再加入淀粉 -KI溶液,观察溶液颜色变化 氧化性:Cl2>Br2>I2
A
解析:A项,氯水中含有Cl2,可以氧化Br-、Fe2+,向FeBr2溶液中加入几滴氯水,振荡,再加CCl4,CCl4层无明显现象,说明无Br2生成,说明Fe2+的还原性强于Br-,正确;B项,MnO2固体与稀盐酸不反应,无法产生氯气,错误;C项,酸化的AgNO3溶液中H+和N可构成HNO3,从而氧化Fe2+生成Fe3+,无法说明氧化性:Ag+>Fe3+,错误;D项,由于氯水过量,2NaBr+Cl2===2NaCl+
Br2反应后有氯水剩余,加入淀粉-KI溶液时,KI先与Cl2反应,Br2和KI的反应不一定发生,溶液变蓝无法证明氧化性:Br2>I2,错误。
8.(3分)(2025·东北育才学校一模)在常温下,发生下列几种反应:①16H++
10Z-+2X===2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2===2A3++2B-;③2B-+Z2===B2+2Z-。根据上述反应,下列结论错误的是(　　)
A.溶液中可发生:Z2+2A2+===2A3++2Z-
B.Z2在反应①③中均为还原剂
C.氧化性:X>Z2>B2>A3+
D.X2+是X的还原产物
B
解析:反应①中X元素的化合价降低,氧化性:X>Z2,反应②中B元素的化合价降低,氧化性:B2>A3+,反应③中Z元素的化合价降低,氧化性:Z2>B2,故氧化性:X>Z2>B2>A3+。由分析可知,氧化性:Z2>A3+,故反应Z2+2A2+===2A3++2Z-可发生,故A正确;反应①中Z元素的化合价升高,Z2为氧化产物,反应③中Z元素的化合价降低,Z2为氧化剂,故B错误;由分析可知,氧化性:X>Z2>B2>A3+,故C正确;反应①中X元素的化合价降低,X为氧化剂,X2+是X的还原产物,故D正确。
9.(3分)(2025·山东济宁二模)Fe2(SO4)3溶液脱除空气中H2S并再生的原理如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.氧化性:O2>Fe3+>S
B.理论上脱硫过程Fe2(SO4)3不需要额外补充
C.标准状况下消耗5.6 L O2时,可生成0.5 mol S
D.脱硫过程中溶液的pH逐渐减小
D
解析:由题图可知:发生的反应有H2S+2Fe3+===2H++2Fe2++S↓、4Fe2++
4H++O2===4Fe3++2H2O,由此可以推出总反应为2H2S+O2===2S↓+
2H2O,再结合氧化还原反应中的基本概念来解决问题。由分析可知,反应历程中发生的反应有H2S+2Fe3+===2H++2Fe2++S↓、4Fe2++4H++O2===
4Fe3++2H2O,根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性:O2>Fe3+>S,A正确;由分析可知,总反应为2H2S+O2===2S↓+
2H2O,Fe2(SO4)3是催化剂,故理论上脱硫过程Fe2(SO4)3不需要额外补充,B正确;由分析可知,总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,根据化学方程式计算可得,标准状况下消耗5.6 L即=0.25 mol氧气时,可生成0.5 mol S,C正确;由分析可知,总反应为2H2S+O2===2S↓+2H2O,可见脱硫过程中由于反应产生水,使Fe2(SO4)3溶液的浓度逐渐降低,因此溶液的pH逐渐增大,D错误。
10.(3分)氧化还原电池的标准电极电势(φθ)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。
氧化还原电池 (氧化剂/还原剂) 电极反应式 φθ/V
Fe3+/Fe2+ Fe3++e- Fe2+ 0.77
I2/I- I2+2e- 2I- 0.54
Cr2/Cr3+ Cr2+6e-+14H+ 2Cr3++7H2O 1.36
Br2/Br- Br2+2e- 2Br- 1.07
Co3+/Co2+ Co3++e- Co2+ 1.84
下列分析错误的是(　　)
A.氧化性:Cr2>Br2>Fe3+
B.向K2Cr2O7溶液中滴加CoCl2溶液,反应的离子方程式为Cr2+6Co2+
+14H+===2Cr3++6Co3++7H2O
C.向淀粉-KI溶液中滴加CoCl3溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN的FeBr2溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
B
解析:标准电极电势越大,对应氧化剂的氧化性越强,氧化性:Cr2>Br2
>Fe3+,A正确;Cr2的氧化性弱于Co3+,所以不能通过Cr2氧化Co2+得到Co3+,所以不会发生反应,B错误;Co3+的氧化性强于I2,向淀粉-KI溶液中滴加CoCl3溶液,得到I2,溶液变蓝色,C正确;氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>Fe3+,所以氯水先氧化Fe2+,溶液变红,D正确。
11.(15分)NaNO2有像食盐一样的外观和咸味,它可将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白,使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价,失去携氧能力,美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂。
(1)下列说法正确的是____(填字母,下同)。
A.解毒剂美蓝应该具有氧化性
B.中毒时亚硝酸盐发生氧化反应
C.解毒时高铁血红蛋白被还原
D.中毒过程中血红蛋白显氧化性
C
解析:NaNO2可将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白,使血红蛋白中的铁元素由二价变为三价,说明NaNO2具有氧化性,美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂,应具有还原性,A错误;中毒时亚硝酸盐发生还原反应,B错误;加入解毒剂美蓝,高铁血红蛋白被还原,C正确;中毒过程中血红蛋白被氧化,表现出还原性,D错误。
(2)已知NaNO2能发生反应:NaNO2+HI→NO+I2+NaI+H2O,从上述反应推知______。
A.氧化性:I2>NaNO2
B.氧化性:NaNO2>I2
C.还原性:HI>NO
D.还原性:I2>HI
当有0.75 mol HI被氧化时,在标准状况下产生气体的体积是_______ L。
BC
16.8
解析:氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,根据反应2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,氧化性:NaNO2>I2,还原性:HI>NO,B、C正确;当有0.75 mol HI被氧化时,生成碘的物质的量为=0.375 mol,n(NO)=0.375 mol×2=0.75 mol,在标准状况下的体积是0.75 mol×22.4 L/mol=16.8 L。
(3)根据上述反应可用试纸和生活中常见的物质进行实验,鉴别NaNO2和NaCl,现供选用的物质有①白酒、②淀粉碘化钾试纸、③淀粉、④白糖、⑤食醋,进行本实验时,可以选用的物质至少有______(填序号,下同)。
解析:鉴别NaNO2和NaCl,可根据NaNO2在酸性条件下具有氧化性,用淀粉碘化钾试纸来检验,可加入食醋酸化,故选②⑤。
②⑤
(4)某工厂的废液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂中:①NaCl、②NH4Cl、③HNO3、④浓硫酸,能使NaNO2转化为N2的是____。
解析:能使NaNO2转化为N2的应是具有还原性的物质,只有NH4Cl符合,故选②。
②
12.(15分)CuI是难溶于水的白色固体。已知:氧化性:Cu2+>I2>Cu+,还原性:Cu>I->Cu+。
(1)根据物质氧化性和还原性的强弱推测,在溶液中Cu2+和I-反应的产物是_______、____。
解析:氧化性:Cu2+>I2>Cu+,还原性:Cu>I->Cu+,所以Cu2+和I-反应,Cu2+被还原为Cu+、I-被氧化为I2,Cu+和I-结合生成难溶于水的CuI沉淀,所以反应的产物是CuI、I2。
CuI
I2
(2)久置于空气中的HI溶液呈黄色,向其中加入一些铜粉,可使溶液黄色消失,反应的化学方程式为________________。
解析:久置于空气中的HI溶液呈黄色,是因为其中的碘离子被氧化为碘单质,加入金属铜,金属铜可以和碘单质反应生成CuI,反应的化学方程式为2Cu+I2===2CuI。
2Cu+I2===2CuI
(3)欲消除(2)中HI溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,这是因为当浓度接近时,还原性:H2S____(填“>”“<”或“=”)I-;与加入铜粉的方法相比,用此方法得到的HI溶液浓度_____(填“高”“低”或“相等”)。
解析:欲消除HI溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,碘单质可以和H2S反应生成S和HI,还原性:H2S>I-。
>
高
(4)CuI可用于监测空气中是否含有汞蒸气:4CuI(白色)+Hg===Cu2HgI4(亮黄色)+2Cu。下列关于该化学方程式的说法错误的是_______(填字母)。
A.该反应中被氧化的元素是铜元素和汞元素
B.该反应的氧化剂为CuI
C.Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物
D.反应中每生成1 mol Cu2HgI4转移2 mol电子
解析:该反应中Cu元素化合价由+1降低为0,被氧化的元素是汞元素,氧化剂为CuI,Cu2HgI4是氧化产物,反应中每生成1 mol Cu2HgI4转移2 mol电子。
AC
Thank you
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