易错题05 氧化还原反应概念及规律

易错05氧化还原反应概念及规律【易错分析】某元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原。某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原，也不一定被氧化。因为元素处于化合态时，其化合价可能为正，也可能为负。若元素由负价变为0价,则其被氧化;若元素由正价变为0价,则其被还原。有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应。有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应要看反应前后元素的化合价是否发生改变，如同素异形体之间的转化就是非氧化还原反应。在氧化还原反应中，非金属单质一定只作氧化剂。在氧化还原反应中，非金属单质不一定只作氧化剂，大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性只是以氧化性为主。如在反应Cl2+H2O=HCl+HClO中,Cl2既表现氧化性又表现还原性。物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少。物质氧化性或还原性的强弱取决于其所含元素原子得失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。所含元素价态越高，化合物的氧化性一定越强。含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性。女［HClO4中Cl元素为+7价（最高价态），HClO中Cl元素为+1价，而实际上HClO4的氧化性没有HClO的强。在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。在氧化还原反应中，一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原，有许多反应是同一种元素既被氧化又被还原。如在反应cC=zlNlQCH-bC个由NTqC由宣齐妻的什^*裕眸井点▽阵何ZN&Oz+ZHzO=4NaOH+O2|VJN&O?中羊"元系的化合价既升高又降低。【错题纠正】加热例题1、反应MnO2+4HCl（浓）——MnCl2+Cl2T+2H2O中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是：）1:2B.1:1C.2:1D.4:1【解析】由反应方程式可知，反应物MnO2中的Mn元素的化合价为+4价，生成物MnCl2中Mn元素的化合价为+2价，反应物HCl中Cl元素的化合价为-1价，生成物Cl2中Cl元素的化合价为0价，故MnCl2是还原产物，Cl2是氧化产物，由氧化还原反应中得失电子守恒可知，n（Cl2）：n（MnCl2）=1：1，B符合题意。答案：B例题2、下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入石蕊溶液滴入氯水Na2S溶液滴入AgCl热铜丝插入稀硝酸FeSO4溶液中中浊液中中现象产生白色沉淀，随后溶液变红，随后迅速沉淀由白色逐渐变产生无色气体，随后变为红褐色褪色为黑色变为红棕色

【解析】A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe（OH）2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH»该反应为氧化还原反应;B项，氯水中存在反应C12+H2OHC1+HC1O,由于氯水呈酸性，滴入石蕊溶液后溶液先变红，红色褪色是HC1O表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgC1+Na2S===Ag2S+2NaC1，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2===2NC2,两反应都为氧化还原反应；与氧化还原反应无关的是C项。答案：C【知识清单】氧化还原反应的关系失电子｛生质L化念价升也特征，供机化尖电『的时得失电F总数招等一化合价升降前数相等..儿化M高生物有*升的成去r反物尖电的应得电子的能力祯刑业囱L性竿还.应

产物特电刊实质R失电子｛生质L化念价升也特征，供机化尖电『的时得失电F总数招等一化合价升降前数相等..儿化M高生物有*升的成去r反物尖电的应得电子的能力祯刑业囱L性竿还.应

产物（2）还原反应：得到电子（化合价降低）的反应。（3）氧化剂（被还原）：得到电子的物质（所含元素化合价降低的物质）。（4）还原剂（被氧化）：失去电子的物质（所含元素化合价升高的物质）。（5）氧化产物：还原剂失电子后对应的产物（包含化合价升高的元素的产物）。（6）还原产物：氧化剂得电子后对应的产物（包含化合价降低的元素的产物）。氧化性及还原性的强弱比较物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易程度，与得失电子的数目无关。如：Na、Mg、Al的还原性强弱依次为Na>Mg>Al；浓HNO3>^HNO3的氧化性强弱为浓HNO3>^HNO3。（1）根据氧化还原反应原理：氧化剂氧化性强于氧化产物，还原剂还原性强于还原产物。（2）根据元素的化合价：如果物质中某元素具有最高价，该元素只有氧化性；物质中某元素具有最低价，该元素只有还原性；物质中某元素具有中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。元素化合价升高被氧化，发生氧化反应，元素化合价降低被还原，发生还原反应。（3）根据活动性顺序：在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越强，其阳离子的氧化性就越弱。一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。（4）根据元素周期表：同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。（5）根据反应的难易程度：氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。不同的还原齐K或氧化剂）与同一氧化剂（或还原剂）反应时，条件越易或者氧化剂K或还原剂）被还原（或被氧化）的程度越大，则还原剂（或氧化剂）的还原性（或氧化性）就越强。（6）根据电化学原理判断：两种不同的金属构成原电池的两极，负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极，负极还原性强于正极。用惰性电极电解混合液时，若混合液中存在多种金属阳离子时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强（相应的金属单质的还原性较弱），若混合液中存在多种阴离子，在阳极先放电的阴离子的还原性较强（相应的非金属单质的氧化性较弱）。一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。氧化性、还原性强弱的比较是考试的一个难点，基本考查方式一是比较氧化性还原性的强弱，二是根据氧化性还原性强弱，判断反应能否进行。【变式练习】常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是H+或0?/M\/%+H+A.该反应过程中，M是Fe3+，M'是Fe2+B.当有1molO2生成时，转移2mol电子C.在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐降低d.H2O2的氧化性比Fe3+强，还原性比Fe2+弱2已知酸性KCrO溶液可与FeSO溶液反应生成Fe3+和Cr3+。现将硫酸酸化的KCrO溶液与—.2274。2^27FeSO4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Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示，下列不正确的是n<).6L.5图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7开始加入的K2Cr2O7为0.25mol图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-=2Fe2++I2混合之前，K2Cr2O7与FeSO4的物质的量之比为1：6【易错通关】1.某科研团队研究发现硼氢化钠(NaBH4)在催化剂Ru表面与水反应可生成H2,其反应机理如图所示:根据以上信息判断，下列叙述错误的是过程①至过程④中硼元素的化合价不变X是H3BO3,H3BO3和日氏两分子中H的化合价相等

过程③和过程④各产生1molH2时转移的电子数不相等0.25molNaBH4的还原能力与标准状况下22.4LH2的还原能力相当(还原能力即生成H+失去电子的量)向含有淀粉的KIO3酸性溶液滴加NaHSO3溶液，溶液先变蓝后褪色。下列说法错误的是溶液先变蓝的原因：2IO3+5HSO3=I2+5SO2-+H2O+3H+溶液恰好褪色时n(KIO3)：n(NaHSO3)=1:3还原性I->HSO3>I2若向含有淀粉的NaHSO3溶液中滴加过量KIO3酸性溶液，则溶液变蓝不褪色硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx),将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3[Ce中文名“铈”]的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是该转化过程的实质为NOx被H2还原x=l时，过程II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1处理过程中，混合溶液中Ces+和Ce4+总数减少过程I发生反应的离子方程式：H2+Ce4+=2H++Ce3+金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿■(主要成份为FeO・Cr2O3，含有少量A12O3)为原料制备金属铬的流程如下图。下列说法不正确的是()AA]Cr(OH)j—Cr2Oj>Cr矿粉灼烧①Na2CrO4水稀疏酸

SCL»NnA10;址泳过滤②r>Na2CrOj高温③A.①中需持续吹入空气作氧化剂B.②中需加入过量稀硫酸C•③中发生了置换反应D.溶液A为橙色高锰酸钾(KMnO4)是一种常用的氧化剂。不同条件下高锰酸钾可发生如下反应：MnO-+5e-+8H+—Mn2++4H2O；MnO-+3e-+2H2O一MnO2+4OH-；MnO-+e-一MnO2-。高锰酸钾溶液与硫化亚铁有

如下反应：FeS+KMnO4+H2SO4-K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是由上面的反应可知，高锰酸根离子(MnO-)反应后的产物与溶液的酸碱性有关4高锰酸钾溶液可代替二氧化锰用来制取AA]Cr(OH)j—Cr2Oj>Cr矿粉灼烧①Na2CrO4水稀疏酸

SCL»NnA10;址泳过滤②r>Na2CrOj高温③A.①中需持续吹入空气作氧化剂B.②中需加入过量稀硫酸C•③中发生了置换反应D.溶液A为橙色2CuSO+KHgI+SO+2HO422CuSO+KHgI+SO+2HO4242232闻'+%SO4+2H2SO4。下列说法正确的是()上述反应的产物CU2HgI4中，Hg的化合价为+1上述反应中Hg元素与Cu元素均被还原上述反应中生成1molCu2HgI4时，转移的电子数为4NAD.由以上信息可推知：可发生反应2CuSO+2NaCl+SO+2HO—2CuClJ+NaSO+2HSO4222424工业上用发烟HC1O4将潮湿的CrC13氧化为棕色的烟［CrO2(C1O4)2］，来除去Cr(m)，HC1O4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法错误的是()CrO2(C1O4)2中Cr元素显+6价HC1O4属于强酸，该反应还生成了另一种强酸该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3：8该反应离子方程式为19ClO-+8Cr3++8OH-=8CrO,(ClO)+3C1-+4H,O42'4,22我国科技工作者提出的一种OER(氧气析出反应)机理如图所示下列说法错误的是物质M不能改变OER反应的趋势每一步反应过程都是氧化还原反应反应过程中只涉及极性键的断裂和形成M该总反应方程式为4OH--4e-=2H2O+O2T工业是制取高铁酸钾(K2FeO4),是先制取高铁酸钠，然后在低温下，往高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和就可以析出高铁酸钾。湿法制备Na2FeO4的主要反应为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；干法备Na2FeO4的主要反应为：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2SO4+O2f。下列有关说法不正确的是()湿法和干法制备中，生成1molNa2FeO4转移电子数目不同高铁酸钾在低温下的溶解度比高铁酸钠的溶解度小干法制备的主要反应中Na2O2是氧化剂K2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐。向混盐Na4S2O3中加入足量稀硫酸，发生反应：2NaSO+4HSO=4NaSO+3SJ+SO个+4HO423242422。下列说法正确的是()Na4S2O3的水溶液显中性1molNa4S2O3中共含离子数为5NA上述反应中，每产生3molS，转移电子的物质的量为6molCaOCl2也可称为混盐，向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生铅的冶炼大致过程如下：①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS+3O」［_匕2PbO+2SO2；③制粗铅：PbO+CPb+COf；PbO+COPb+CO2。下列说法错误的是()浮选法富集方铅矿的过程，属于物理变化将lmolPbS冶炼成Pb，理论上至少需要6g碳方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO焙烧过程中，每生成lmolPbO转移6mol电子偏二甲＞［(CH3)2N—NH2］与N2O4是常用的火箭推进剂，火箭发射时常出现红棕色气体，发生的化学反应如下：(CH3)2N—NH2(1)+2N2O4(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)A^1＜0N2O4(1)=2NO2(g)△佑＞0下列说法不正确的是()

反应①中，N2O4为氧化剂反应①中，生成1mo1CO2时，转移8mo1e-由反应②推断：加压、降温是获得液态N2O4的条件温度升高，反应①的化学反应速率减小、反应②的化学反应速率增大参考答案【变式练习】1.B【解析】根据反应原理图，H2O2+M+H+—H2O+M'的过程中h2o2被还原成H2O,M'+H2O2—M+O2+H+的过程中H2O2被氧化成O2,根据氧化还原反应的特点，M为Fe2+，M'为Fe3+，据此分析作答。A.根据分析，M是Fe2+，M'是Fe3+，故A错误；B.图示中生成O2的反应为2Fe3++H2O2=2Fe2++O2f+2H+，反应过程中O元素的化合价由-1价升至0价，因此当有1mOl°2生成时，转移2mo1电子，故B正确；C.图示催化剂中的反应为2Fe3++HO=2Fe2++Of+2H+、2Fe2++HO+2H+=2Fe3++2HO,则总反应为2HO2HO+Of，a?22"*"22.^2^^，，、"*"22***22，TOC\o"1-5"\h\z在H2°2分解过程中生成了H2O，溶液变稀，则溶液的pH会逐渐增大，故C错误；D.根据2Fe3++HO=2Fe2++Of+2H+说明HO的还原性强于Fe2+，2Fe2++HO+2H+=2Fe3++2HO说明HO的氧化性22222，22222强于Fe3+，故D错误。答案：BD【解析】A.在AB段发生反应：14H++Cr°2-+6I-=3I+2Cr3++7H°，氧化剂是KCnO，故A正2722227Fe3+〜I-确；B.根据图像可知，在BC段，消耗I-0.9mol，由反应对应的关系，推知在混合时生\J・7Vy•7Cr°2-6Fe3+成了0.9molFe3+，"八。，消耗K2Cr2O7物质的量为0.15mol；又AB段有对应关系：消耗I-0.150.90.6mol，电°72-0.6mol，电°72-0.1cr，消耗K2Cr2O7物质的量为0.1mol；共消耗K2Cr2O7物质的量为0.15+0.1=0.25mol，0.6227227故B正确；C.由分析知，在BC段发生反应：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，故C正确；D.根据计算可知，在反应前，K2Cr2O7物质的量为0.25mol，FeSO4与Fe3+一样都是0.9mol，二者之比不为1:6,D错误。答案：D【易错通关】1.B【解析】A.由图示可知，过程①至过程④中BH4-反应生成B(OH)4-，硼元素的化合价一直为+3价，化合价不变，A正确；过程④中2moH2O水与2molX反应生成2molB(OH)4-和1molH2，根据元素守恒X为H3BO3，H3BO3中

H为+1价，但在BH3分子中H为-1价，B错误；由图示可知，过程③中产生1molH2时转移的电子数为Na，过程④产生1molH2时转移的电子数为2NA,,两者不相等，C正确；NaBH4中H为-1价，0.25molNaBH4生成H+失去的电子的量2x0.25molx4=2mol，标准状况下22.4LH2为1mol，1molH2生成H+失去的电子的量2x1mol=2mol，故两者还原能力相当，D正确；答案选B。C【解析】A•溶液变成蓝色，说明有单质碘生成，即I元素化合价由+5价降低至0价，被还原，I。3为氧化剂，S元素的化合价由+4价升高至+6价，被氧化，HS。；为还原剂，反应的离子方程式为21气+5朋。-=L+5SO2-+HO+3H+，A选项正确；3242溶液褪色，说明碘单质又被亚硫酸氢钠还原，离子方程式为I2+HSO3=2I-+SO4-+3H+，结合A选项，可知溶液恰好褪色时n(KIO3)：n(NaHSO3)=1:3,B选项正确；由A选项中的反应可知，还原性：HSO3>I2，由B选项中的反应可知，还原性HSO3>1-，又还原性I->L，则还原性：HSO->I->L，C选项错误;232若向含有淀粉的NaHSO3溶液中滴加过量KIO3酸性溶液，由于氧化性IO3>12，所以不会出现I2被还原的情况，即溶液变蓝不褪色，D选项正确；答案选C。A【解析】A.由分析可知，总反应可以看作烟气与氢气反应，该转化过程的实质为NO*被H2还原，A项正确；x=1时，根据图示，过程II中发生2NO+4H++4Ce3+=2H2O+N2+4Ce4+，N的化合价降低，NO为氧化剂，Ce3+为还原剂，根据得失电子守恒：n(NO)x2=n（Ce3+）x1因此氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2,B项错误；过程I发生H2+2Ce4+=2H++2Ce3+，过程II发生2NO*+4xH++4xCe3+=2xH2O+N2+4xCe4+，处理过程中，混合液中Ce3+和Ce4+总数不变，C项错误；根据图示，过程I发生H2+Ce4+—H++Ce3+，利用化合价升降法进行配平，离子方程式为H2+2Ce4+=2H++2Ce化剂，Ce3+为还原剂，根据得失电子守恒：n(NO)x2=n（Ce3+）x1因此氧化剂与还原剂物质的量之比B【解析】A.在铬铁矿中Cr元素化合价为+3价，反应后变为Na2CrO4中的+6价，化合价升高，被氧化，因此①中需持续吹入空气作氧化剂，A正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，能够与硫酸发生反应产生可溶性Al2(SO4)3,因此②中加入的稀硫酸不能过量，B错误；Cr2O3与Al在高温下反应产生Cr和A12O3，反应物是单质和化合物，生成物也是单质与化合物，因此③中反应类型为置换反应，C正确；NaCrO在酸性溶液中发生反应：2CrO2-+2H+==CrO2-+HO,反应产生CrO2-使溶液显橙色，D.上、s?^.'^耳・'^4272，2^"^7，正确；故合理选项是B。A【解析】A.由不同条件下高锰酸钾发生的反应可知，溶液的酸性越强，反应后锰元素的化合价越低，所以高锰酸根反应后的产物与溶液的酸碱性有关，A正确；反应2KMnO4+16HC1=2KC1+2MnC12+5C12f+8H2O,高锰酸钾为氧化剂，盐酸为还原剂，由方程式可知，有2mo1高锰酸钾参与反应，则有10mo1HC1被氧化，因此，氧化剂和还原剂物质的量之比为1:5,B错误；反应中固体质量变化为：FeS一S，固体质量变化为铁元素的变化，反应前后固体的质量减少了2.8g，参加反应的亚铁离子的物质的量为2.8g56g/mol=0.05mo1，即被氧化的FeS的物质的量为0.05mo1，被高锰酸根离子氧化的硫离子的物质的量为0.05mo1，转移的电子的物质的量为：0.05mo1x2=0.1mo1，电子数目为0.1乂，C错误；高锰酸钾与双氧水反应，高锰酸钾体现氧化性，双氧水体现还原性，D错误；故选加反应的亚铁离子的物质的量为2.8g56g/mol=0.05mo1，即被氧化的FeS的物质的量为0.05mo1，被高锰酸根D【解析】A.根据上述分析可知，Cu2HgI4中Cu的化合价为+1价，则Hg的化合价为+2价，A选项错误；上述反应中，只有Cu元素被还原，B选项错误；上述反应中，CuSO4中Cu的化合价由+2价降至+1价，生成1mo1Cu2HgI4时，转移2mo1电子，转移的电子数为2NA，C选项错误；根据题干信息，CuSO4可与SO2在盐溶液中发生氧化还原反应，Cu2+被还原为Cu+，SO2被氧化为SO42-，则反应2CuSO4+NaC1+SO2+2H2O===2CuC1l+Na2SO4+2H2SO4可以发生，D选项正确；答案选D。D【解析】A.CrO2(C1O4)2中O为-2价、C1为+7价，则根据化合物中元素化合价代数和等于0,可知Cr元素化合价为+6价，A正确；C1元素非金属性较强，HC1O4属于强酸，HC1O4氧化CrC13为棕色的［CrO2(C1O4)2］，部分HC1O4被还原生成HCl,HCl也属于强酸，B正确；根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为19ClO4-+8Cr3++4H2O=8CrO2(ClO4)2+3C1-+8H+，化合价降低的为氧化剂C1O4-,其中有3molCl元素发生变化，化合价升高的为还原剂，对应的产物为氧化产物，故CrO2(ClO4)2,其中有8molCr元素发生变化，故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3：8,C正确；根据选项B分析可知该反应的离子方程式为19ClO4-+8Cr3++4H2O=8CrO2(ClO4)2+3C1-+8H+，D错误；故合理选项是D。C【解析】A.OER机理为氧气析出反应，根据图示可知，M为转化过程的催化剂，催化剂能改变反应进程或改变反应速率，但不能改变OER反应转化率或氧气的产率，故A错误；根据图示，OER(氧气析出反应)机理每一步反应过程都有电子得失，是氧化还原反应，故B正确；根据图示，反应过程中除了涉及极性键的断裂和形成，由M-O转化为M-OOH含有非极性键的形成，故C错误；根据图示，可知M为OER(氧气析出反应)机理的催化剂，四步反应中，每步都有电子失去，反应过程M中生成水和氧气，该总反应方程式为4OH--4e-=2H2O+O2T，故D正确；答案选C。C【解析】【分析】利用氧化还原基本原理及四组关系分析电子的转移、氧化剂、还原剂；胶体微粒直径介于1100nm，可以吸附杂质。【详解】A.湿法中每生成1molNa2FeO4，有1molFe(OH)3参加反应，化合价由+3价升高到+6价，转移电子3mol，干法中每生成1mo