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第四讲 氧化还原反应“三大”规律的应用
命题点1　“三种守恒”规律
氧化还原反应遵循以下三个守恒关系
(1)质量守恒：反应前后元素的种类和质量不变。
(2)电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。
(3)电荷守恒：离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒，如Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋(错误) ,2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(正确)。
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氧化还原反应的计算是高考的重点也是高考的难点，做这种类型的题时，要抓住氧化还原反应的本质和特征；得失电子守恒，即得失电子总数相等或化合价升降总数相等。
得失电子守恒。一般方法为：
①找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物。
②找准一个原子或离子得失电子数。
③由题中物质，根据电子守恒列等式：
n(氧化剂或还原产物的物质的量)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂或氧化产物的物质的量)×变价原子个数×化合价变化值.
[典题示例]
1．已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NO―→AsO＋ SO＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是(　　)
A．配平后水的化学计量数为4
B．反应后溶液呈酸性
C．配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28
D．氧化产物为AsO和SO
2．若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为(　　)
A．1∶4　　　　　　　　B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1
命题点2　“价态归中，互不交叉”规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为：价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，低升高降只靠拢。
如：H2 ＋H2 O4(浓)=== 得6e－↓＋ 失6e－O2↑＋2H2O(错误)
H2 ＋H2 O4(浓)=== 失2e－↓＋ 得2e－O2↑＋2H2O(正确)
[典题示例]
1．在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中， 被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为(　　)
A．1∶6 B．6∶1 C．1∶5 D．5∶1
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
命题点3　“强易弱难，先强后弱”规律
在浓度相差不大的溶液中：
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
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)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入Fe粉，因为氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，所以Fe粉先与Fe3＋反应，然后依次为Cu2＋、H＋。
[典题示例]
1．含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是(　　)
A．x＝0.4a,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
B．x＝0.6a,2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
C．x＝a,2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===Br2＋2Fe3＋＋4Cl－
D．x＝1.5a,2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Br2＋2Fe3＋＋6Cl－
2．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＋
[考点达标层面]
1．(2015·温州检测)已知OCN－中每种元素都满足8电子稳定结构，在反应OCN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)中，如果有6 mol Cl2完全反应，则被氧化的OCN－的物质的量是(　　)
A．2 mol B．3 mol C．4 mol D．6 mol
3．已知酸性高锰酸钾溶液可以将FeSO4氧化，化学方程式为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，现将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如上图所示。则下列有关说法不正确的是(　　)
A．图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应
B．图中BC段发生的反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
C．根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol
D．根据OC段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为1 mol
练习
1．38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 L(标准状况)，反应消耗的硝酸可能是(　　)
A．1.0 mol　　　　B．1.6 mol C．2.2 mol D．2.4 mol
2．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
6．向50 mL 18 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量 ( )
A. 小于0.45 mol B. 等于0.45 mol
C. 在0.45 mol和0.90 mol之间 D. 大于0.90 mol
7.在一定条件下，硫酸铵的分解反应为：4(NH4)2SO4=N2↑+6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O，当有n mol电子转移时，下列说法正确的是（ ）
A．有2n mol(NH4)2SO4分解 B．有mol S原子被氧化
C．生成mol氧化产物 D．生成7n mol H2O
8．将一定量的氯气通入30mL浓度为10.00mol/L的氢氧化钠浓溶液中，加热少许时间后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。下列判断正确的是
A．与NaOH反应的氯气一定为0.3 mol
B．n（Na+）：n（Cl-）可能为7：3
C．若反应中转移的电子为n mol，则0.15＜n＜0.25
D．n（NaCl）：n（NaClO）：n（NaClO3）可能为11：2：1
9．用高铁酸钠(Na2FeO4)对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术。已知反应Fe2O3＋3Na2O2===2Na2FeO4＋Na2O，下列说法正确的是(　　)
A. Na2O2既是氧化剂又是还原性
B．Fe2O3在反应中得到电子
C．3 mol Na2O2发生反应，有12 mol e－转移
D．Na2FeO4能杀菌消毒是因其具有 强氧化性
守恒规律在化学方程式配平及相关计算中的应用
[高考考查层面]
命题点1　氧化还原反应方程式的配平
1．配平的三大守恒原则
2．配平的四种方法技巧
(1)正向配平法：适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应，配平按以下4步进行。
：
(2)逆向配平法：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。
例如： ＋KOH(热、浓)——K2 化合价降低2＋K2 化合价升高4O3＋H2O
由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。
(3)奇数配偶法：适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如S＋C＋KNO3——CO2↑＋N2↑＋K2S，反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后用观察法配平得：S＋3C＋2KNO3===3CO2↑＋N2↑＋K2S。
(4)缺项配平法：对于化学反应方程式，所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式，所缺物质往往是H＋、OH－或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质，再用其他守恒法配平。如果无法确定所缺物质，可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平，然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。
[典题示例]
1．正向配平法。
(1)___KI＋___KIO3＋___H2SO4===___I2＋___K2SO4＋___H2O
(2)___MnO＋___H＋＋___Cl－===___Mn2＋＋___Cl2↑＋___H2O
(3)___MnO＋___Fe2＋＋___H＋===___Mn2＋＋___Fe3＋＋___H2O
(4)___P＋___CuSO4＋___H2O===___Cu＋___H3PO4＋___H2SO4
2．逆向配平法。
(1)___I2 ＋___NaOH===___NaI＋___NaIO3＋___H2O
(2)___S＋___KOH===___K2S＋___K2SO3＋___H2O
(3)___P4＋___KOH＋___H2O===___KH2PO2＋___PH3
(4)___(NH4)2Cr2O7===___N2＋___Cr2O3＋___H2O
3．缺项配平法。
(1)___ClO－＋___Fe(OH)3＋___===___Cl－＋___FeO＋___H2O
(2)___MnO＋___H2O2＋___===___Mn2＋＋___O2↑＋___H2O
(3)___MnO＋___NO＋___===___Mn2＋＋___NO＋___H2O
命题点2　电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
[典题示例]
1．某温度下将Cl2通入KOH溶液里，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，经测定ClO－与ClO的物质的量浓度之比为11∶1，则Cl2与KOH反应时，被还原的氯原子和被氧化的氯原子的物质的量之比为(　　)
A．1∶3　　　　　　　　B．4∶3 C．2∶1 D．3∶1
2．24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为(　　)
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5
[方法技巧]
应用电子守恒法解题的思维流程
(1)“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
(3)“三列关系式”：根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式：
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
作业
1．实验室利用以下反应制取少量氮气：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O，关于该反应的下列说法正确的是(　　)
A．NaNO2是氧化剂
B．每生成1 mol N2转移的电子的物质的量为6 mol
C．NH4Cl中的氮元素被还原
D．N2既是氧化剂，又是还原剂
2．已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：H2O2―→H2O　IO―→I2　MnO―→Mn2＋　HNO2―→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是(　　)
A．H2O2　　　　　　　　B．IO C．MnO D．HNO2
3．已知在热的碱性溶液中，NaClO发生反应：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
4．高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的反应的离子方程式为Fe(OH)3＋ClO－＋OH－―→FeO＋Cl－＋H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是(　　)
A．由上述反应可知，Fe(OH)3的氧化性强于FeO
B．高铁酸钾中铁显＋6价
C．上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D．用K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，而且生成的Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
5．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．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
6．水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋aOH－===Y＋S4O＋2H2O，下列有关说法不正确的是(　　)
A．a＝4
B．Y的化学式为Fe2O3
C．S2O是还原剂
D．每32 g O2参加反应，转移电子的物质的量为4 mol
7．关于反应11P＋15CuSO4＋24H2O===5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4的说法正确的是(　　)
A．P既是氧化剂又是还原剂，CuSO4只是还原剂
B．Cu3P既是氧化产物又是还原产物
C．1 mol CuSO4可以氧化1/5 mol P
D．若有11 mol P参加反应，转移电子的物质的量为60 mol
8.向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。有关说法不正确的是(　　)
A．线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况
B．原混合溶液中c(FeBr2)＝6 mol/L
C．当通入Cl2 2 mol时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
D．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3
8.下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)
A．Cu溶于稀HNO3：Cu＋2H＋＋NO===Cu2＋＋NO2↑＋H2O
B．(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
C．用CH3COOH溶解CaCO3：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
9.能正确表示下列反应的离子方程式是(　　)
A．Cl2通入NaOH溶液：Cl2＋OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
B．NaHCO3溶液中加入稀HCl：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O
D．Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
10. 25 ℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、MnO、CO
B．c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO、NO
C．0.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液中：K＋、Na＋、NO、Cl－
D．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中：Fe2＋、NH、SCN－、SO
命题点1 “三种守恒”规律
典题示例: 1.C 2.B
命题点2 “价态归中，互不交叉”规律
典题示例: 1.D 2.A
命题点3 “强易弱难，先强后弱”规律
典题示例: 1.B 2.C
[考点达标层面]: 1.C 2.D
练习1.C 2.A 3B 4B 5B 6C 7C 8C 9D
正向配平法
(1)5 1 3 3 3 3 (2)2 16 10 2 5 8 (3)1 5 8 1 5 4 (4)2 5 8 5 2 5
逆向配平法。
(1) 3 6 5 1 3 (2)3 6 2 1 3 (3)1 3 3 3 1 (4)1 1 1 4
缺项配平法。
(1)3 2 4OH－ 3 2 5 (2)2 5 6H＋ 2 5 8 (3)2 5 6H＋ 2 5 3
电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
[典题示例] 1B 2B
作业
A 2．B 3 B 4．A 5．A
6．B 7A 8 B 8 D 9．D 10．C

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