必修1 第二章 第四讲 氧化还原反应 知识点与典型题例

必修1第二章第四讲氧化还原反应知识点与典型题例1.越容易得到电子的物质，氧化性越强；越容易失去电子的物质，还原性越强。2．根据氧化还原反应方程式判断：要根据反应方程式比较物质氧化性(或还原性)的强弱，应首先在反应物中找出氧化剂(或还原剂)，在生成物中找出氧化产物(或还原产物)。结论是①氧化性：氧化剂>氧化产物；②还原性：还原剂>还原产物。可将上述规律简化为：比什么“性”找什么剂，产物之“性”小于“剂”，联合对比自成序。例如：H2(还原剂)＋CuO(氧化剂)eq\o(=,\s\up17(△))Cu(还原产物)＋H2O(氧化产物)氧化性：CuO>H2O；还原性：H2>Cu。3．根据反应条件判断，如：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O两个反应中都是将浓盐酸氧化为Cl2，MnO2必须在加热的条件下才能进行，而KMnO4在常温下即可进行，说明氧化性：KMnO4>MnO2。4．根据被氧化或被还原的程度判断，如：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(点燃))2FeCl3Fe＋Seq\o(=,\s\up17(△))FeS由于Cl2把Fe从0价氧化到＋3价，S把Fe从0价氧化到＋2价，因此，氧化性：Cl2>S。5．根据物质活动性顺序判断：①根据金属活动性顺序判断：②根据非金属活动性顺序判断(常见元素)：eq\o(→,\s\up17(F2Cl2Br2I2S),\s\do15(得到电子的能力减弱，单质的氧化性逐渐减弱))eq\o(→,\s\up17(F－Cl－Br－I－S2－),\s\do15(失去电子的能力增强，阴离子的还原性逐渐增强))题组训练1．物质氧化性、还原性的强弱不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与HCl溶液，由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是()A．①③ B．③④C．①② D．①③④解析①铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，正确；②无论氯化铁溶液浓度大小，只发生反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，错误；③锌与浓硫酸反应生成二氧化硫，锌与稀硫酸反应生成氢气，正确；④无论盐酸浓度大小，与铁反应只生成氯化亚铁：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，错误。答案A2．已知：2BrOeq\o\al(－,3)＋Cl2=Br2＋2ClOeq\o\al(－,3)；5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl；ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2＋3H2O，判断下列物质氧化能力强弱顺序为()A．BrOeq\o\al(－,3)>ClOeq\o\al(－,3)>IOeq\o\al(－,3)>Cl2B．BrOeq\o\al(－,3)>Cl2>ClOeq\o\al(－,3)>IOeq\o\al(－,3)C．BrOeq\o\al(－,3)>ClOeq\o\al(－,3)>Cl2>IOeq\o\al(－,3)D．Cl2>BrOeq\o\al(－,3)>ClOeq\o\al(－,3)>IOeq\o\al(－,3)解析在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，同样还原剂的还原性强于还原产物的还原性。在反应2BrOeq\o\al(－,3)＋Cl2=Br2＋2ClOeq\o\al(－,3)中溴元素的化合价降低，氯元素的化合价升高，因此BrOeq\o\al(－,3)是氧化剂，ClOeq\o\al(－,3)是氧化产物，则氧化性是BrOeq\o\al(－,3)>ClOeq\o\al(－,3)；在反应5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl中氯元素的化合价降低，碘元素的化合价升高，所以氯气是氧化剂，HIO3是氧化产物，则氧化性是Cl2>IOeq\o\al(－,3)；在反应ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2＋3H2O中，ClOeq\o\al(－,3)中氯元素的化合价降低，氯离子中氯元素的化合价升高，因此ClOeq\o\al(－,3)是氧化剂，氯气是氧化产物，则氧化性是ClOeq\o\al(－,3)>Cl2综上所述氧化性是BrOeq\o\al(－,3)>ClOeq\o\al(－,3)>Cl2>IOeq\o\al(－,3)，答案选C项。答案C3．已知在酸性溶液中的还原性强弱顺序为SO2>I－>H2O2>Fe2＋>Cl－，下列反应不可能发生的是()A．H2O2＋H2SO4=SO2↑＋O2↑＋2H2OB．2I－＋2Fe3＋=I2＋2Fe2＋C．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D．SO2＋2H2O＋I2=H2SO4＋2HI解析根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，根据酸性溶液中还原性强弱的顺序是SO2>I－>H2O2>Fe2＋>Cl－来判断反应能否发生。若该反应发生，S元素的化合价降低，O元素的化合价升高，则H2O2为还原剂，还原性强弱为H2O2>SO2，与已知的还原性强弱矛盾，不可能发生，A项符合题意；碘离子的还原性大于亚铁离子，所以碘离子能和铁离子发生氧化还原反应，能发生，B项不符合题意；二氧化硫的还原性大于亚铁离子，所以二氧化硫能还原铁离子，生成亚铁离子，能发生，C项不符合题意；因该反应中S元素的化合价升高，I元素的化合价降低，则SO2为还原剂，还原性强弱为SO2>I－，与已知的还原性强弱一致，能发生，D项不符合题意。答案A4．已知氧化性：Br2>Fe3＋>I2，向含有amolFeI2的溶液中加入含bmolBr2的溴水，下列判断或相应的离子方程式正确的是()A．当a＝2，b＝1时，离子方程式为2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－B．如果反应后的溶液中存在c(Fe2＋)＝c(Fe3＋)，则eq\f(4,5)<eq\f(a,b)<1C．当a＝1，b＝2时，离子方程式为2Fe2＋＋4I－＋3Br2=2Fe3＋＋2I2＋6Br－D．当a＝2,2<b<3时，溶液中铁元素以两种离子形式存在，且一定是c(Fe3＋)>c(Fe2＋)解析根据题意可知，还原性I－>Fe2＋>Br－，故离子反应方程式为2I－＋Br2=2Br－＋I2，A项错误；若反应后的溶液中存在c(Fe2＋)=c(Fe3＋)，则发生反应方程式为4FeI2＋5Br2=4I2＋2FeBr2＋2FeBr3，故只有在eq\f(a,b)＝eq\f(4,5)时满足，B项错误；当a＝2，b＝2时，溶液中全部为Fe2＋。当a＝2，b＝2.5时，溶液中c(Fe2＋)=c(Fe3＋)，当3>b>2.5时，c(Fe3＋)>c(Fe2＋)，当2<b<2.5时，c(Fe2＋)>c(Fe3＋)，D项错误。答案C归纳总结外界条件对物质氧化性、还原性强弱的影响1．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H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3，还原性：浓HCl>稀HCl。2．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。3．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KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。考点2氧化还原反应的规律及应用1.守恒规律化合价有升必有降，电子有得必有失。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。应用：有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式。2．强弱规律较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。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。还能比较物质间的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，但主要呈现一种性质。应用：判断元素或物质氧化性或还原性的有无。4．转化规律氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。应用：分析判断氧化还原反应中的物质变化及推测变化产物。5．难易规律越易失电子的物质，失电子后其阳离子就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后其阴离子就越难失去电子；一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇到多种氧化剂时，氧化性最强的氧化剂优先反应。应用：判断物质的稳定性及反应顺序。题组训练5.已知氧化性Br2>Fe3＋。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为：aFe2＋＋bBr－＋cCl2→dFe3＋＋eBr2＋fCl－下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是()A．243226 B．021012C．201202 D．222214解析排除法，由氧化性强弱可知，Fe2＋先与Cl2反应，所以Fe2＋的计量数一定不能为0，B项错误。答案B6．根据表中信息，判断下列叙述中正确的是()A.由表中①组的信息可知通入Cl2的量不同，氧化产物可能不同B．氧化性强弱的比较：KClO3>Fe3＋>Cl2>Br2C．表中②组反应的还原产物是KCl，电子转移数目是6e－D．表中③组反应的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋3H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋4O2↑＋6H2O解析本题考查了氧化还原反应的相关知识，意在考查考生对氧化还原反应知识的综合运用能力。由①可知，Cl2的氧化性强于Fe3＋和Br2，B项错；C项，②组反应的还原产物是Cl2，电子转移数目为5e－；D项，正确的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。答案A7．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＋NaCl②Q＋H2Oeq\o(→,\s\up17(电解))X＋H2③Y＋NaOH→G＋Q＋H2O④Z＋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、YC．X、Z、Q、Y、GD．G、Q、Y、Z、X解析由①得出Q价态高于G，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。答案A8．(1)等物质的量的下列化合物与足量浓盐酸反应，得到氯气的物质的量最多的是________(填选项字母)。已知：MnOeq\o\al(－,4)＋H＋＋Cl－→Mn2＋＋Cl2↑＋H2O(未配平)ClOeq\o\al(－,3)＋H＋＋Cl－→Cl2↑＋H2O(未配平)ClO－＋H＋＋Cl－→Cl2↑＋H2O(未配平)A．KClO3 B．KMnO4C．MnO2 D．Ca(ClO)2(2)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________(填选项字母)。A．3Cl2＋6FeI2=2FeCl3＋4FeI3B．Cl2＋FeI2=FeCl2＋I2C．Co2O3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2解析(1)氯气在反应MnOeq\o\al(－,4)＋H＋＋Cl－→Mn2＋＋Cl2↑＋H2O中是氧化产物，1molMnOeq\o\al(－,4)反应能得到2.5molCl2；氯气在反应ClOeq\o\al(－,3)＋H＋＋Cl－→Cl2↑＋H2O、ClO－＋H＋＋Cl－→Cl2↑＋H2O中既是氧化产物，又是还原产物，前一反应中1molClOeq\o\al(－,3)反应能得到3molCl2，而后一反应中1molClO－反应只能得到1molCl2；MnO2与浓盐酸的反应中，1molMnO2反应生成1molCl2。(2)Fe3＋能氧化I－，所以不可能生成FeI3，A项错，D项对；B项，当Cl2少量时，I－先被氧化；C项，由于Co2O3的氧化性强于Cl2的，所以Co2O3能氧化Cl－得到Cl2，而Co2O3被还原为Co2＋。答案(1)A(2)A考点3氧化还原反应的配平1.氧化还原反应方程式的配平原则(1)化合价升高总数＝化合价降低总数(电子守恒)。(2)各元素原子个数相等(质量守恒)。(3)对于离子反应，反应前后电荷总数相等(电荷守恒)。2．配平的步骤标变价→列变化→求总数→配计量数→细检查。3．氧化还原反应方程式的配平方法(1)逆向配平法：如果氧化还原反应中氧化剂和还原剂是同一种物质(也称自身氧化还原反应)，可以从生成物的一侧配平，即先确定生成物的系数，再确定反应物的系数。(2)残缺方程式的配平法：所谓残缺方程式，即某些反应物或生成物的化学式未写出，它们一般为化合价未变的水、酸、碱等。这类方程式的配平，不仅要配平计量数，还要写出未知物质的化学式，其方法是配平含变价元素物质的计量数，再通过比较反应物和生成物，观察增减的原子或离子数确定未知物配平。(3)合并配平法：某物质中的元素化合价同时升高或降低，可以将这种物质当作一个整体计算化合价变化总数。4．氧化还原反应方程式的配平技巧(1)氧化剂、还原剂中某元素化合价全变，一般从反应物开始配平。(2)反应物中某一物质部分被氧化(或被还原)的氧化还原反应，从生成物开始配平。(3)分子间不同价态的同种元素间的氧化还原反应，一般从反应物开始配平。(4)分子内不同元素间的氧化还原反应，一般从生成物开始配平。(5)分子内同种价态的同种元素的原子间氧化还原反应，一般从生成物开始配平。特别提醒配平氧化还原反应方程式的步骤中“求总数”最为关键。它既是配平的前提和保证，又是配平后再进行相关分析(该总数即最小公倍数正是配平后的反应中的电子转移总数)的依据。要通过察奇偶、虑脚标、整体分析等思维活动来求出正确的最小公倍数。题组训练9.配平下列方程式(1)eq\x()Cu＋eq\x()HNO3(稀)=eq\x()Cu(NO3)2＋eq\x()NO↑＋eq\x()H2O(2)eq\x()KI＋eq\x()KIO3＋eq\x()H2SO4=eq\x()I2＋eq\x()K2SO4＋eq\x()H2O(3)eq\x()S＋eq\x()KOH=eq\x()K2S＋eq\x()K2SO3＋eq\x()H2O(4)eq\x()P4＋eq\x()KOH＋eq\x()H2O=eq\x()K3PO4＋eq\x()PH3(5)eq\x()Ce3＋＋eq\x()H2O2＋eq\x()H2O=eq\x()Ce(OH)4↓＋eq\x()________(6)eq\x()Fe(OH)2＋eq\x()ClO－＋eq\x()________=eq\x()Fe(OH)3＋eq\x()Cl－(7)eq\x()Mn2＋＋eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()H2O=eq\x()MnO2↓＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()________(8)eq\x()P＋eq\x()FeO＋eq\x()CaOeq\o(=,\s\up17(高温))eq\x()Ca3(PO4)2＋eq\x()Fe答案(1)38324(2)513333(3)36213(4)29335(5)21626H＋(6)211H2O21(7)524518H＋(8)2531510．(1)(2014·天津)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SOeq\o\al(2－,4)，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为______________。(2)(2014·安徽)ClO2常用于水的净化，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目___________________________________________________。(3)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。在一氧化还原反应的体系中，共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式，并配平_______________________________________________________。②在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，BiOeq\o\al(－,3)反应后变为无色的Bi3＋。写出该实验中涉及反应的离子方程式_____________________________________________。(4)＋6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2Oeq\o\al(2－,7)可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等阳离子。写出该反应的离子方程式_____________________。解析(1)S2Oeq\o\al(2－,3)转化为SOeq\o\al(2－,4)，Cl2被还原为Cl－，第1步S2Oeq\o\al(2－,3)＋Cl2→SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－，第2步化合价守恒可得S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2→SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－，第3步配平除H、O之外其他元素S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2→2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－，第4步用H＋配平电荷S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2→2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋，第5步补水配“H”可得S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋。(2)首先写出氧化剂和还原剂及产物Cl2＋ClOeq\o\al(－,2)→Cl－＋ClO2，依据化合价守恒配平Cl2＋2ClOeq\o\al(－,2)=2Cl－＋2ClO2。(3)①根据信息，KMnO4在H2SO4作用下，把KCl氧化成Cl2，本身被还原成Mn2＋。②注意NaBiO3不能拆写成离子形式。NaBiO3作为氧化剂，把Mn2＋氧化成MnOeq\o\al(－,4)。本身被还原成Bi3＋。答案(1)S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋(3)①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4=6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋=2MnOeq\o\al(－,4)＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O(4)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O考点4守恒法在化学计算中的应用1.守恒法的特点利用守恒法解题可避免书写繁琐的化学方程式和细枝末节的干扰，不管中间过程，直接从始态和终态找出其中特有的守恒关系，提高解题的速度和准确度。2．解题关键守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂数据中寻找某一不变的物理量及其对应关系。在解题时，首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。3．常用守恒(1)任何化学反应中eq\o(→,\s\up17(考虑))质量守恒。①在一个具体的化学反应中，由于反应前后总质量不变，因此涉及与质量有关的问题可考虑质量守恒法。②在某一具体的化学反应过程中，某一元素(或原子或原子团)的质量或数目是不变的，即我们常用的元素守恒法或物料守恒法。③在某些复杂多步的化学反应中，某些元素的质量或浓度等没有发生变化。因此涉及多步复杂的化学过程的问题可考虑利用元素守恒法。(2)在溶液中eq\o(→,\s\up17(考虑))电荷守恒。涉及溶液(尤其是混合溶液)中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法(即电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等)。(3)在氧化还原反应中eq\o(→,\s\up17(考虑))得失电子守恒。涉及氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法。题组训练11．(2014·上海)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50mg，则()A．被氧化的砒霜为1.98mgB．分解产生的氢气为0.672mLC．和砒霜反应的锌为3.90mgD．转移的电子总数为6×10－5NA解析砒霜(As2O3)转化为AsH3，被还原，A项错误；根据2AsH3eq\o(→,\s\up17(△))2As＋3H2，产生的氢气在标准状况下体积为eq\f(1.50×10－3g,75g/mol)×eq\f(3,2)×22400mL/mol＝0.672mL，B项错误；由得失电子守恒，可得关系式As2O3～6Zn，则和砒霜反应的锌的质量为eq\f(1.50×10－3g,75g/mol)×eq\f(1,2)×6×65g/mol＝3.90×10－3g＝3.90mg，C项正确；由As2O3→2AsH3→2As知，1molAs2O3参加反应时，转移电子共18mol，因As2O3为1×10－5mol，故转移电子总数为1×10－5×18×NA＝1.8×10－4NA，D项错误。答案C12．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116，则x的值为()A．2B．3C．4D．5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。Na2eq\o(S,\s\up6(－2/x))x→xNa2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4Naeq\o(Cl,\s\up6(＋1))O→Naeq\o(Cl,\s\up6(－1))得关系式1×eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(6＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,x)))))·xe－＝16×2e－，x＝5。答案D13．14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放