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第四讲 氧化还原反应的规律及应用
1.了解氧化还原反应的基本规律并运用其解题。
2.正确书写出氧化还原反应化学方程式。
3.会利用化合价升价法对氧化还原反应进行配平。
4.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。
5.了解氧化还原反应在生产、生活中的一些应用。
一、氧化还原反应的有关规律
1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数 失电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价降低总值必 升高总值。
应用：对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相等，得失电子总数相等,运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平，直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。
2．强弱规律
氧化性 的氧化剂跟还原性 的还原剂反应，生成还原性 的还原产物和氧化性 的氧化产物。
则氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物．
应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．价态规律
元素处于 价态，只有氧化性；元素处于 价态，只有还原性；元素处于 价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质。物质中若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
应用：判断元素或物质有无氧化性或还原性。
4．转化规律
氧化还原反应中，元素相邻价态之间的转化最 ；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只 而不 ；同种元素 价态之间不发生氧化还原反应。例如：
应用：判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。
5．难易规律
越易失去电子的物质，失去后就越 得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越 失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，与还原性最强的 发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，与氧化性最强的 发生反应，如FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
应用：判断物质发生氧化还原反应的先后顺序；判断氧化还原反应中氧化性、还原性的相对强弱；判断某氧化还原反应能否发生。
二、氧化还原反应方程式的配平方法
1．配平原理
在氧化还原反应中，从现象看是 相等，从本质看是 相等，即氧化
剂 (或元素化合价 )必然 还原剂 (或元素化合价 )，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。而对离子方程式进行配平时，除满足上述要求外，还应注意电荷守恒。
2．配平氧化还原反应方程式的步骤
(1)一标：标出发生氧化反应和还原反应的元素的 ；
(2)二等：使升价和降价 ；
(3)三定：确定含化合价变化的元素的物质的 ；
(4)四平：用观察法确定其他各物质的化学计量数；
(5)五查：检查反应前后 、 、 是否守恒。
3．抓住一个关键，掌握三个原则
(1)一个关键
准确判断并标出变价元素的化合价，求出化合价升降数及其最小公倍数，进而求得氧化剂、还原剂的化学计量数。
(2)三个原则
三、信息型氧化还原反应的书写步骤
第1步:根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第2步:根据溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加 或 的形式使方程式两端的电荷守恒。
第3步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加 (或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
1. 转移的电子个数＝化合价升高(降低)的原子个数×化合价前后价态差值。但一定要注意是化合价发生变化的原子个数，不是所有的原子个数。
2.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＋。
3. 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＋、SO；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。
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。
5. 对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应，如Cl2＋H2O=HClO＋HCl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
6.同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应，但能发生复分解反应，如SO2和浓H2SO4不反应，但Na2SO3和稀H2SO4能发生复分解反应。
7. 若某一溶液中同时含有多种还原性(氧化性)物质，则加入一种氧化剂(还原剂)时，优先氧化(还原)还原性(氧化性)强的物质。
8. 一般情况下，氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。
考向一电子得失守恒的应用
典例1：平昌冬季奥运会于2018年2月9日至2月25日举办,运动会上运动员受伤在所难免。酸性KMnO4、H2O2在生活、卫生医疗中常用作消毒剂,其中H2O2还可用于漂白,是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(H2C2O4)去除,Fe(NO3)3也是重要氧化试剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。
(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　,氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　　　　。?
(2)取300 mL 0.2 mol·L-1的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则转移电子的物质的量是　　　　　 mol。?
变式训练1. Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为(　　)
A.2 B.3 C.4 D.5
考向二 转化规律的应用
典例2.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(　　)
A．G、Y、Q、Z、X
B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G
D．G、Q、Y、Z、X
变式训练2.一未完成的离子方程式：________＋XO＋6H＋===3X2＋3H2O，据此判断下列说法正确的是(　　)
A．X原子最外层有5个电子
B．当有1 mol X2生成时，共有2 mol电子转移
C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1
D．“________”上所填的微粒和XO在任何环境下都不能共存
考向三 难易规律的应用
典例3：向100 mL FeI2溶液中逐渐通入Cl2，会依次生成I2、Fe3＋、IO，其中Fe3＋、I2的物质的量随通入Cl2的物质的量n(Cl2)的变化如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．氧化性强弱：I2B．n(Cl2)＝0.12 mol时，溶液中的离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Cl－
C．若n(Cl2)∶n(FeI2)＝6∶5，反应的离子方程式为2Fe2＋＋10I－＋6Cl2===5I2＋2Fe3＋＋12Cl－
D．若n(Cl2)∶n(FeI2)＝2∶1，反应的离子方程式为2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2I2＋2Fe3＋＋6Cl－
变式训练3 今有下列三个氧化还原反应：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要将I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂是 (　　)
A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl
考向四 氧化还原反应的配平
典例4：某反应的反应物和产物如下：
____KMnO4+____KI+____H2SO4 — ___MnSO4+____I2+____KIO3+____K2SO4+____H2O
（1）该反应的氧化剂是____________；
（2）如果该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5，则：
①KMnO4的系数是______；
②配平上面的化学方程式，将系数填在相关物质前方的空格处，并在方程式上用单线桥法标出电子转移的方向和数目__________________。
变式训练4. 某反应体系中的物质有：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。下列方框中对应的物质或有关叙述正确的是(　　)
＋＋―→＋＋
A．Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOH
B．Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2O
C．Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH
D．当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子8 mol
考向五 氧化还原反应原理在化学工艺流程中的应用
典例5：亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。
(1)Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是________、____________(填化学式)。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是___________________________。
(3)A的化学式是________，装置Ⅲ中A在________极区产生。
(4)ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：
5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是________。
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析其原因是_______________________________________。
(5)NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2＋的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是______________________________________________________。
变式训练5. 新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示：
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式：
_____FeCl3＋______NaOH＋______NaClO===______Na2FeO4＋______＋______。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为_________________________________.
考向6 信息型氧化还原反应的书写
典例6：工业上以砷烟灰(主要含PbO、As2S3、In2O2、In2S3等)为原料回收稀缺金属铟(In)。铟是稀缺资源,主要应用于透明导电涂层、荧光材料、有机合成等。砷烟灰中的As2S3不溶于稀硫酸,但加入MnO2后可溶解,并转化为AsO43-,同时产生臭鸡蛋气味气体。该反应的化学方程式为 。
变式训练6.二硫化钨(WS2,WS2中W的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如下:
(1)写出FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式: 　。
(2)滤渣Ⅰ中主要成分的形成可用离子方程式表示为 。
1.【2018新课标I卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，回答下列问题：
（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol-L-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL，滴定反应的离子方程式为________，该样品中Na2S2O5的残留量为_______g·L-1(以SO3计)。
2. 【2018天津卷】 烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；
④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
Ⅱ.NOx含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3?，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 mol·L?1 FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2 mol·L?1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2 mL。
（5）NO被H2O2氧化为NO3?的离子方程式是___________。
3.【2018 江苏】根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变清
苯酚的酸性强于H2CO3的酸性
B
向碘水中加入等体积CCl4，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C
向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出
Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
D
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)
A. A B. B C. C D. D
4.【2017新课标3卷28】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。
5.【2017 江苏】某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。
已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl? +2H2O
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+：
4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O
（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________________。 HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是____________________。
6. 【2016上海卷】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
7. 【2016新课标I卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)
8. 【2016新课标Ⅲ卷】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2～2.9
2.8～3.1
22～28
60～65
1～2
＜1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
第四讲 氧化还原反应的规律及应用
1.了解氧化还原反应的基本规律并运用其解题。
2.正确书写出氧化还原反应化学方程式。
3.会利用化合价升价法对氧化还原反应进行配平。
4.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。
5.了解氧化还原反应在生产、生活中的一些应用。
一、氧化还原反应的有关规律
1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价降低总值必等于升高总值。
应用：对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相等，得失电子总数相等,运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平，直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。
2．强弱规律
氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。
则氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物．
应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．价态规律
元素处于最高价态，只有氧化性；元素处于最低价态，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质。物质中若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
应用：判断元素或物质有无氧化性或还原性。
4．转化规律
氧化还原反应中，元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。例如：
应用：判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。
5．难易规律
越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，与还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，与氧化性最强的优先发生反应，如FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
应用：判断物质发生氧化还原反应的先后顺序；判断氧化还原反应中氧化性、还原性的相对强弱；判断某氧化还原反应能否发生。
二、氧化还原反应方程式的配平方法
1．配平原理
在氧化还原反应中，从现象看是化合价升降总数相等，从本质看是电子得失总数相等，即氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。而对离子方程式进行配平时，除满足上述要求外，还应注意电荷守恒。
2．配平氧化还原反应方程式的步骤
(1)一标：标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价；
(2)二等：使升价和降价总数相等；
(3)三定：确定含化合价变化的元素的物质的化学计量数；
(4)四平：用观察法确定其他各物质的化学计量数；
(5)五查：检查反应前后原子、得失电子、电荷是否守恒。
3．抓住一个关键，掌握三个原则
(1)一个关键
准确判断并标出变价元素的化合价，求出化合价升降数及其最小公倍数，进而求得氧化剂、还原剂的化学计量数。
(2)三个原则
三、信息型氧化还原反应的书写步骤
第1步:根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第2步:根据溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+或OH-的形式使方程式两端的电荷守恒。
第3步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
1. 转移的电子个数＝化合价升高(降低)的原子个数×化合价前后价态差值。但一定要注意是化合价发生变化的原子个数，不是所有的原子个数。
2.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＋。
3. 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＋、SO；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。
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。
5. 对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应，如Cl2＋H2O=HClO＋HCl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。
6.同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应，但能发生复分解反应，如SO2和浓H2SO4不反应，但Na2SO3和稀H2SO4能发生复分解反应。
7. 若某一溶液中同时含有多种还原性(氧化性)物质，则加入一种氧化剂(还原剂)时，优先氧化(还原)还原性(氧化性)强的物质。
8. 一般情况下，氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。
考向一电子得失守恒的应用
典例1：平昌冬季奥运会于2018年2月9日至2月25日举办,运动会上运动员受伤在所难免。酸性KMnO4、H2O2在生活、卫生医疗中常用作消毒剂,其中H2O2还可用于漂白,是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(H2C2O4)去除,Fe(NO3)3也是重要氧化试剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。
(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　,氧化产物与还原产物的物质的量之比为　　　　　　。?
(2)取300 mL 0.2 mol·L-1的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则转移电子的物质的量是　　　　　 mol。?
【答案】(1)Cu+2H++H2O2Cu2++2H2O　1∶2
(2)0.16　
【解析】
(1)浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,发生氧化还原反应生成CuCl2、水,该反应的离子方程式为Cu+2H++H2O2Cu2++2H2O,其中Cu2+是氧化产物,H2O是还原产物,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。
(2)KI的物质的量是0.06 mol,0.06 mol I-0.02 mol I2+0.02 mol IO32-,转移 的物质的量为0.02 mol×2+0.02 mol×6=0.16 mol。
变式训练1. Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为(　　)
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】　D
【解析】　本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
Na2x―→xNa2O4　NaO―→Na
得关系式1×·x＝16×2，x＝5。
考向二 转化规律的应用
典例2.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(　　)
A．G、Y、Q、Z、X
B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G
D．G、Q、Y、Z、X
【答案】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必介于Q和－1价的Cl之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H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价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。
变式训练2.一未完成的离子方程式：________＋XO＋6H＋===3X2＋3H2O，据此判断下列说法正确的是(　　)
A．X原子最外层有5个电子
B．当有1 mol X2生成时，共有2 mol电子转移
C．氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1
D．“________”上所填的微粒和XO在任何环境下都不能共存
【答案】C
【解析】由原子守恒及电荷守恒可知“________”上应该填“5X－”，结合已学知识可知X为卤族元素，其原子最外层有7个电子，A项错误；有1 mol X2生成时，转移的电子为 mol，B项错误；X2既是氧化产物，又是还原产物，其中来自于还原剂X－的氧化，另外来自于XO的还原，故氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1，C项正确；碱性条件下X－、XO可共存，D项错误。
考向三 难易规律的应用
典例3：向100 mL FeI2溶液中逐渐通入Cl2，会依次生成I2、Fe3＋、IO，其中Fe3＋、I2的物质的量随通入Cl2的物质的量n(Cl2)的变化如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．氧化性强弱：I2B．n(Cl2)＝0.12 mol时，溶液中的离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Cl－
C．若n(Cl2)∶n(FeI2)＝6∶5，反应的离子方程式为2Fe2＋＋10I－＋6Cl2===5I2＋2Fe3＋＋12Cl－
D．若n(Cl2)∶n(FeI2)＝2∶1，反应的离子方程式为2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2I2＋2Fe3＋＋6Cl－
【答案】D
【解析】还原性的强弱顺序为I－>Fe2＋>I2，它们对应的氧化产物分别为I2、Fe3＋、IO，还原性越强，对应氧化产物的氧化性越弱，故A正确；选项B由图直接观察可得，但不要遗漏Cl－；若n(Cl2)∶n(FeI2)＝6∶5，设n(Cl2)＝6 mol，n(FeI2)＝5 mol，Cl2量不足以完全氧化FeI2，故先氧化还原性较强的I－，I－(10 mol)被完全氧化后，有2 mol Fe2＋被剩余的1 mol Cl2氧化，根据得失电子守恒可知C正确；若n(Cl2)∶n(FeI2)＝2∶1，设n(FeI2)＝0.1 mol，则n(Cl2)＝0.2 mol，I－已完全被氧化生成I2，Fe2＋完全被氧化生成Fe3＋，同时有部分I2转化为IO，而选项D中无IO，由此可知D错误。
变式训练3 今有下列三个氧化还原反应：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要将I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂是 (　　)
A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl
【答案】C
【解析】由①知氧化性Fe3＋>I2，还原性I－>Fe2＋；由②知氧化性Cl2>Fe3＋，还原性Fe2＋>Cl－；由③知氧化性MnO>Cl2，还原性Cl－> Mn2＋。由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。所以KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，Cl2可氧化Fe2＋及I－，FeCl3只氧化I－。
考向四 氧化还原反应的配平
典例4：某反应的反应物和产物如下：
____KMnO4+____KI+____H2SO4 — ___MnSO4+____I2+____KIO3+____K2SO4+____H2O
（1）该反应的氧化剂是____________；
（2）如果该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5，则：
①KMnO4的系数是______；
②配平上面的化学方程式，将系数填在相关物质前方的空格处，并在方程式上用单线桥法标出电子转移的方向和数目__________________。
【答案】　（1）KMnO4（2）① 8 ②8；15；17；8；5；5；9；17；　
【解析】
（1）在氧化还原反应中，元素化合价的变化与发生反应的关系是：“升失氧，降得还，若说剂，正相反”．在KMnO4+KI+H2SO4→MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O反应中，锰元素化合价由+7价降低为+2价，锰元素被还原，还原产物是MnSO4，KMnO4是氧化剂，I元素的化合价由-1价升高为I2中的0价和KIO3中的+5价，KI作还原剂，发生氧化反应，故答案为：KMnO4；
（2）①在KMnO4+KI+H2SO4→MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O反应中，KMnO4是氧化剂，KI作还原剂，I元素的化合价由-1价升高为I2中的0价和KIO3中的+5价，如果该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5，则10KI～5I2，5KI～5KIO3，反应中碘元素失去的电子总数为【0-（-1）】×10+【+5-（-1）】×5=40，反应中，锰元素化合价由+7价降低为+2价，每一锰原子参加反应得5个电子，根据氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数，所以8KMnO4～8MnSO4，故答案为：8；
②该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5，则10KI～5I2，5KI～5KIO3，反应中碘元素失去的电子总数为×10+×5=40，在氧化还原反应中，该反应为8KMnO4+15KI+17H2SO4=8MnSO4+5I2+5KIO3+9K2SO4+17H2O，用单线桥表示电子转移为。
【归纳总结】配平的基本技能
1.全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
2.自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
3.缺项配平法：先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。
4.当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
变式训练4. 某反应体系中的物质有：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。下列方框中对应的物质或有关叙述正确的是(　　)
＋＋―→＋＋
A．Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOH
B．Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2O
C．Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH
D．当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子8 mol
【答案】C
【解析】Au2O3是反应物，则Au2O一定是生成物，其中Au元素的化合价由＋3变成＋1，化合价降低，则必然有化合价升高的元素，即Na2S2O3(硫元素为＋2价)是反应物，Na2S4O6(硫元素为＋2.5价)是生成物。根据反应前后硫元素守恒有2Na2S2O3―→Na2S4O6，根据钠元素守恒，可知生成物中缺少钠元素，所以NaOH是生成物，再根据氢元素守恒，可知水是反应物。由关系式：Au2O3～Au2O～4e－，所以当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子的物质的量为4 mol。
考向五 氧化还原反应原理在化学工艺流程中的应用
典例5：亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。
(1)Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是________、____________(填化学式)。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是___________________________。
(3)A的化学式是________，装置Ⅲ中A在________极区产生。
(4)ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：
5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是________。
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析其原因是_______________________________________。
(5)NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2＋的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是______________________________________________________。
【答案】(1)Na2SO3　H2O
(2)2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O
(3)H2SO4　阳
(4)1∶4　ClO的氧化性或Cl－的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此Cl－被氧化得到Cl2
(5)NaClO2变质前后分别与Fe2＋反应时，最终均得到等量的NaCl，Cl元素均由＋3价变为－1价，根据电子守恒，两个过程中得到的电子的物质的量相同
【解析】(1)Ⅰ中，硫元素由＋4→＋6价，故Na2SO3做还原剂，NaClO3变为NaCl；Ⅲ中电解Na2SO4溶液，水做还原剂；
(2)Ⅱ中ClO2→ClO，ClO2做氧化剂，H2O2做还原剂，生成O2；
(3)阳极上氢氧根离子放电产生氧气，同时产生H2SO4；
(4)在下面的反应中：5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O,5 mol NaClO2中有4 mol Cl由＋3价变为ClO2中的＋4价，有1 mol Cl由＋3价变为NaCl中的－1价，所以NaClO2既做还原剂又做氧化剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶4，HCl只是起酸性作用，不参加电子得失。
★总结提升
解答氧化还原反应综合题的“2231”
(1)理清两条主线：还原剂(化合价升高)→失去电子→发生氧化反应→得到氧化产物；氧化剂(化合价降低)→得到电子→发生还原反应→得到还原产物。
(2)抓住两个相等：氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等；氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等。
(3)理解三个同时：氧化剂与还原剂同时存在；氧化反应与还原反应同时发生；氧化产物与还原产物同时生成。
(4)做好一个标注：标好电子转移的方向和数目。
变式训练5. 新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示：
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式：
_____FeCl3＋______NaOH＋______NaClO===______Na2FeO4＋______＋______。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为_________________________________.
【答案】(1)2　10　3　2　9　NaCl　5　H2O　NaClO
(2)Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH
【解析】 (1)反应中NaClO是氧化剂，还原产物是NaCl，根据元素守恒，可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O。
(2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物，可知“转化”过程是在加入KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4。
考向6 信息型氧化还原反应的书写
典例6：工业上以砷烟灰(主要含PbO、As2S3、In2O2、In2S3等)为原料回收稀缺金属铟(In)。铟是稀缺资源,主要应用于透明导电涂层、荧光材料、有机合成等。砷烟灰中的As2S3不溶于稀硫酸,但加入MnO2后可溶解,并转化为AsO43-,同时产生臭鸡蛋气味气体。该反应的化学方程式为 。
【答案】As2S3+2MnO2+4H2O+2H2SO42H3AsO4+2MnSO4+3H2S↑
【解析】由题意,MnO2在稀硫酸存在时将As2S3中+3价As氧化为+5价,+4价Mn被还原为+2价,同时产生的臭鸡蛋气味气体为H2S,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为As2S3+2MnO2+4H2O+2H2SO42H3AsO4+2MnSO4+3H2S↑。
变式训练6.二硫化钨(WS2,WS2中W的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如下:
(1)写出FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式: 　。
(2)滤渣Ⅰ中主要成分的形成可用离子方程式表示为 。
【答案】(1)4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O
(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
【解析】
(1)根据流程图,FeWO4在碱熔中,得到Fe2O3和Na2WO4,反应物是NaOH、FeWO4、O2,生成物是Na2WO4、Fe2O3等,FeWO4中Fe显+3价,W显+5价,Na2WO4中W显+6价,FeWO4为还原剂,O2为氧化剂,因此根据化合价升降法进行配平,得到化学反应方程式为4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O。
(2)根据钨铁矿成分中有氧化铝,氧化铝为两性氧化物,碱熔中发生Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,粗钨酸钠溶液中通入过量的CO2,发生
AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-,滤渣I为氢氧化铝。
1.【2018新课标I卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，回答下列问题：
（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol-L-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL，滴定反应的离子方程式为________，该样品中Na2S2O5的残留量为_______g·L-1(以SO3计)。
【答案】S2O32- + 2I2+ 3H2O=2SO42－+4I－+6H+ 0.128
【解析】⑷S2O32－ + 2I2+ 3H2O=2SO42－+4I－+6H+
n(I2)=0.01mol/L×0.01L=1×10－4mol
∴n(SO2)=2 n(S2O52－)= n(I2)=1×10－4mol
m(SO2)= 1×10－4mol×64g/mol=6.4×10－3 g
SO2的浓度为6.4×10－3 g/0.05L=0.128g/L
2. 【2018天津卷】 烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；
④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
Ⅱ.NOx含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3?，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 mol·L?1 FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2 mol·L?1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2 mL。
（5）NO被H2O2氧化为NO3?的离子方程式是___________。
【答案】(5). 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O
【解析】
（5）根据题干信息：NO被H2O2氧化为NO3?，所以反应的离子方程式为：2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。
3.【2018 江苏】根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变清
苯酚的酸性强于H2CO3的酸性
B
向碘水中加入等体积CCl4，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C
向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出
Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
D
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
A项，苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变清，发生反应
B项，向碘水中加入等体积CCl4，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色，说明CCl4将I2从碘水中萃取出来，I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，正确；
C项，Fe从CuSO4溶液中置换出Cu，反应为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ ，根据氧化还原反应中氧化性强弱比较：氧化剂>氧化产物， Cu2+的氧化性强于Fe2+，错误；
D项，向NaCl、NaI的混合液中加入AgNO3溶液产生黄色沉淀，说明先达到AgI的溶度积，但是题干中NaCl、NaI的浓度未知，因此不能说明AgCl、AgI溶度积的大小，错误。
4.【2017新课标3卷28】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。
【答案】（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
【解析】（2）根据提供的信息可得As2S3 + O2 →H3AsO4 + S,As2S3 化合价升高总数为10价，根据得失电子守恒可得到：2As2S3 +5 O2 →4H3AsO4 + 6S,然后根据H原子守恒得到总反应式：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
5.【2017 江苏】某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。
已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl? +2H2O
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+：
4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O
（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________________。 HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是____________________。
【答案】（2）4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑
会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 )，造成环境污染
【解析】
（2）因为已知NaClO 溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，用化合价升降法即可配平，该反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑。HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化剂时通常被还原为有毒的氮的氧化物而污染环境，所以以HNO3代替NaClO的缺点是会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 )，造成环境污染。
6. 【2016上海卷】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
【答案】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,获得电子,所以氧气是还原产物,
错误;
B. 在反应中O2F2中的O的化合价降低，获得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的S元素的化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,所以H2S是还原剂,错误;
C.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,错误;
D.根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1:4，,正确。
7. 【2016新课标I卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)
【答案】（2）2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4；（4）2:1； O2； （5）1.57。
【解析】
（2）NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化剂，还原产物为NaCl，根据得失电子守恒和原子守恒，此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。
（4）根据图示可知：利用含有过氧化氢的NaOH溶液吸收ClO2气体，产物为NaClO2，则此吸收反应中，氧化剂为ClO2，还原产物为NaClO2，还原剂是H2O2，氧化产物是O2，每1 mol的H2O2转移2 mol电子，反应方程式是：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O，可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1，该反应中氧化产物为O2。
（5）每克NaClO2的物质的量n(NaClO2)=1g÷90.5g/mol=mol，其获得电子的物质的量是n(e?)= mol×4=4/90.5 mol，1 mol Cl2获得电子的物质的量是2 mol，根据电子转移数目相等，可知其相对于氯气的物质的量为n=mol×4÷2=mol，则氯气的质量为mol×71 g/mol=1.57 g。
8. 【2016新课标Ⅲ卷】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2～2.9
2.8～3.1
22～28
60～65
1～2
＜1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
【答案】（2）0.5；
【解析】
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，V元素化合价从＋4价升高到＋5价，而氧化剂KClO3中氯元素化合价从＋5价降低到－1价，则根据电子得失守恒可知需要氯酸钾的物质的量为3mol÷6＝0.5mol。

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