氧化还原反应

考点一氧化还原反应的相关概念及电子转移的表示方法

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应

()(2)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原

()(3)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原

()(4)硝酸铜的分解产物可能是CuO、NO、NO2

()(5)NaHCO3+H2

HCOONa+H2O的反应中,NaHCO3被氧化

()(6)Na2O2与水的反应中,水是还原剂

()✕√✕✕✕✕2.四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)置换反应一定属于氧化还原反应

()(2)复分解反应一定不属于氧化还原反应

()(3)有单质参加的化合反应或分解反应一定是氧化还原反应

()(4)无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应

()✕√√√1.氧化还原反应

2.相关概念及其关系

例如,反应MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是⑦

MnO2

,还原剂是⑧

HCl

,氧化产物是⑨

Cl2

。生成1molCl2时转移的电子数目为⑩

2NA

,被氧化的HCl的物质的量是

2mol

,HCl表现出的性质是

还原性

和

酸性

。3.氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法

请用双线桥法表示Cu与稀硝酸反应:

。(2)单线桥法

请用单线桥法表示Cu与稀硝酸反应:

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

。4.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂物质类型实例还原产物活泼的非金属单质卤素单质X2

X-

O2

O2-、

元素处于高价时的物质KMnO4(H+)

Mn2+

HNO3

NO、NO2

浓硫酸

SO2

Fe3+

Fe2+、Fe

某些氧化物和过氧化物MnO2

Mn2+

H2O2H2O(2)常见的还原剂物质类型实例氧化产物活泼的金属单质Na、Fe、AlNa+、Fe2+或Fe3+、Al3+某些非金属单质H2、C、SH+、CO或CO2、SO2变价元素中低价态化

合物或离子氧化物COCO2SO2

SO3或S

氢化物NH3N2或

NO

H2S

S或SO2

离子S

S

Fe2+

Fe3+

I-

I2

(3)具有中间价态的物质既有氧化性又有还原性具有中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2+Fe3+FeS

S

SH2O2O2H2O其中Fe2+、S

主要表现

还原

性,H2O2主要表现

氧化

性。

题组一氧化还原反应及基本概念判断1.(2020浙江杭高6月测试)工业上冶炼钛的反应如下:TiCl4+2Mg

Ti+2MgCl2。下列有关该反应的说法正确的是()A.TiCl4是还原剂B.Mg被氧化C.TiCl4发生氧化反应D.Mg得到电子解析

Ti元素化合价从+4价降低到0价,化合价降低,得到电子,所以TiCl4

是氧化剂,A错误;Mg元素化合价从0价升高到+2价,失去电子,所以Mg被氧化,

B正确;TiCl4是氧化剂,TiCl4发生还原反应,C错误;Mg失去电子,D错误。B2.(2021浙江“七彩阳光”返校联考)有关反应NaNO2+KMnO4+H2SO4

K2SO4+MnSO4+NaNO3+H2O(未配平),下列说法正确的是

()A.NaNO2是氧化剂B.KMnO4是还原剂C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5D.3molH2SO4参加反应,转移电子10molD解析

根据得失电子守恒,配平得5NaNO2+2KMnO4+3H2SO4

K2SO4+2MnSO4+5NaNO3+3H2O。反应中N元素从+3价升高为+5价,则NaNO2是还原

剂,故A错误;反应中Mn元素从+7价降低为+2价,则KMnO4是氧化剂,故B错误;

反应中NaNO3是氧化产物,MnSO4是还原产物,两者的物质的量之比为5∶2,故

C错误;由5NaNO2+2KMnO4+3H2SO4

K2SO4+2MnSO4+5NaNO3+3H2O可知3molH2SO4参加反应,转移电子2mol×(7-2)=10mol,故D正确。名师点拨氧化还原反应的有关概念及其关系

题组二双线桥法在复杂氧化还原反应中的应用3.(2020浙江嘉兴5月质评)已知:8NH3+3Cl2

6NH4Cl+N2,下列说法不正确的是

()A.该反应的氧化产物为N2B.Cl2得电子,发生还原反应C.该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶8D.通过该反应可说明Cl2的氧化性强于N2

C解析

氧化产物是还原剂被氧化而得到的产物,氨气是还原剂,失电子,化

合价升高,发生氧化反应,N2是氧化产物,故A正确;Cl2得电子,是氧化剂,发生还

原反应,故B正确;3molCl2作氧化剂,2molNH3作还原剂,该反应的氧化剂与

还原剂物质的量之比为3∶2,故C错误;在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强

于氧化产物,通过题述反应可说明Cl2的氧化性强于N2,故D正确。4.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4.48LHF,则转移0.8mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4解析

A项,氧元素的化合价由+1价降低到0价,被还原,得到的氧气为还

原产物;B项,O2F2是氧化剂;C项,因未指明气体所处的温度和压强,故无法确定

4.48LHF的物质的量,则无法确定转移电子的物质的量;D项,由化学方程式

知还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4。D方法技巧走好关键第一步——正确标出元素化合价正确分析氧化还原反应中电子转移的数目,其前提是确定物质中各元素(特别

是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物

中各元素正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见

元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、

碘、银;二价氧、钙、钡、镁、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三

铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。一些特殊物质中元素化合价的判断CuFeS2:Cu+2Fe+2S-2K2FeO4:Fe+6Li2NH:N-3LiNH2:N-3AlN:N-3Na2S2O3:S+2N

:N+5C2

:C+3HCN:C+2N-3CuH:Cu+1H-1Fe

:Fe+(8-n)Si3N4:Si+4N-3考点二氧化还原反应规律及应用

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应()(2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性

()(3)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼

()(4)难失电子的物质一定易得电子

()(5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性

()(6)MnO2不与稀盐酸反应是因为H+浓度小

()✕√✕✕✕✕2.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

应温度等有关。现有下列各组物质:①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与FeCl3溶

液⑤Cl2与NaOH溶液⑥Fe与HNO3溶液⑦Fe与H2SO4溶液⑧Na与O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是①③⑥⑦

。(填序号,下

同)(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是

⑤⑥⑦⑧

。(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是②④

。

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①

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,

且化合价降低总数②

等于

升高总数。应用: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③

较强

的氧化剂与还原性④

较强

的还原剂反应,生成还原性

⑤

较弱

的还原产物和氧化性⑥

较弱

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,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⑦

最高

价态,只有氧化性;元素处于⑧

最低

价态,只有还原

性;元素处于⑨

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⑩

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.先后规律越易失去电子的物质,失去电子后就越

难

得到电子;越易得到电子的物质,得到电子后就越

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物质氧化

性、还原性的相对强弱;判断某氧化还原反应能否发生。

转化规律在两类反应中的体现(1)归中反应含不同价态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”。(2)歧化反应含某种元素的物质发生氧化还原反应生成含该元素不同价态的物质时,该元

素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态

低。如:

题组一依据方程式判断氧化性、还原性强弱1.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:Ce4++Fe2+

Fe3++Ce3+、Sn2++2Fe3+

2Fe2++Sn4+,由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是

()A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+

解析

在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。由

题给离子方程式可知还原性:Fe2+>Ce3+,Sn2+>Fe2+。A2.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下

能够发生:①Tl3++2Ag

Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+

Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+

3Fe2+,下列离子的氧化性由强到弱的顺序正确的是

()A.Tl3+>Fe3+>Ag+B.Fe3+>Ag+>Tl3+C.Tl+>Fe2+>Ag+D.Tl3+>Ag+>Fe3+

解析

在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。D规律总结根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法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。题组二判断氧化还原反应能否发生3.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH

KX+KY+H2O(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KX

KY+KZ(未配平,KY与KZ的化学计量数之比为1∶3),KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件

推知在KX中氯元素的化合价是

()A.+1B.+3C.+5D.+7C解析

反应Cl2+KOH

KX+KY+H2O是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也发生歧化反应:KX

KY+KZ,可断定KY为KCl,则KZ中Cl元素的化合价>KX中Cl元素的化合价(均为正价)。假设

KX中Cl元素为+a价,KZ中Cl元素为+b价,依据化合价守恒规律及KX

KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5代入上式讨论,可知a=5,b=7时符合题

意。则KX中Cl元素的化合价为+5。4.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+4FeI3B.Cl2+FeI2

FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl(浓)

2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I-

2Fe2++I2

解析

根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,可判断B中氧化

性:Cl2>I2,C中氧化性:Co2O3>Cl2,D中氧化性:Fe3+>I2,B、C、D中反应均可以发

生。A项,由于I-的还原性强于Fe2+,所以Cl2应先氧化I-,而不是Fe2+。A方法技巧假设法判断氧化还原反应能否进行已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系,判断某一氧化还原反应能否发生

时可采用假设法。先假设反应成立,然后根据氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性,还原剂的还

原性>还原产物的还原性的规律,列出假设反应中的上述关系,结合题干条件

判断该结论是否符合事实。若符合事实,则反应成立;反之,则不成立。题组三氧化还原反应的竞争(先后规律的应用)5.向含amolFeCl3的溶液中加入含bmolFe和bmolCu的混合粉末,充分反应

(忽略离子的水解)。下列说法中不正确的是

()A.当a≤2b时,发生的离子反应为2Fe3++Fe

3Fe2+B.当2b≤a≤4b时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为2bmol≤n(e-)≤4bmolC.当2a=5b时,发生的总离子反应为10Fe3++4Fe+Cu

14Fe2++Cu2+D.当2b<a<4b时,反应后的溶液中n(Fe2+)∶n(Cu2+)=

(a-2b)∶(a+b)D解析

A项,由于还原性:Fe>Cu,所以当a≤2b时(即Fe过量),发生的离子反

应为2F

+Fe

3Fe2+,正确;B项,根据反应2Fe3++Fe

3Fe2+,2Fe3++Cu

2Fe2++Cu2+,当2b≤a≤4b时,反应转移电子的物质的量为2bmol≤n(e-)≤4b

mol,正确;C项,

=

时,发生的离子反应为5Fe3++2Fe+

Cu

7Fe2++

Cu2+,即10Fe3++4Fe+Cu

14Fe2++Cu2+,正确;D项,2Fe3++Fe

3Fe2+2b

b3b2Fe3++Cu

2Fe2++Cu2+a-2b

a-2b

所以n(Fe2+)∶n(Cu2+)=(3b+a-2b)∶

=(a+b)∶

,错误。6.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

化如下图所示。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)=6mol·L-1C.当通入Cl22mol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

B解析

根据还原性:Br-<Fe2+<I-,线段AB代表I-物质的量的变化情况,线段

BC代表Fe3+物质的量的变化情况,线段DE代表Br-物质的量的变化情况,A项正

确;溶液体积未知,无法计算浓度,B项错误;当通入2molCl2时,溶液中已发生

的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2

2Fe3++I2+4Cl-,C项正确;根据消耗氯气的量可知,原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3,D项正确。归纳总结氧化还原反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂的溶液反应时,首先被氧化的是还原性最强的物质。同一还原剂与含多种氧化剂的溶液反应时,首先被还原的是氧化性最强的物质。1.配平下列方程式。(1)

KI+

KIO3+

H2SO4

I2+

K2SO4+

H2O(2)

Mn

+

H++

Cl-

Mn2++

Cl2↑+

H2O(3)

P+

CuSO4+

H2O

Cu+

H3PO4+

H2SO4

考点三氧化还原反应方程式的配平及计算

答案(1)513333(2)21610258(3)2585252.(1)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过下列反应形

成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成并配平下列离子方程式:Ce3++

H2O2+

H2O

Ce(OH)4↓+

(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:Fe(OH)2+

ClO-+

Fe(OH)3+

Cl-

答案(1)21626H+(2)211H2O21

1.配平原理在氧化还原反应中,从现象看是元素化合价升降总数相等,从本质看是①

得

失电子总数

相等。对离子方程式进行配平时,除满足上述要求外,还要注意

电荷守恒。2.一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法

3.计算电子转移守恒的公式n(氧化剂)×氧化剂化学式中变价原子的个数×化合价变化数=n(还原剂)×还

原剂化学式中变价原子的个数×化合价变化数。当一种物质同时氧化两种或两种以上的物质时,较强的还原剂先被氧化。当

一种物质同时还原两种或两种以上的物质时,较强的氧化剂先被还原。被氧

化或被还原到何种程度,由还原剂或氧化剂的物质的量来决定,具体计算时用

得失电子守恒原则。

氧化还原反应方程式的配平方法1.正向配平法:氧化剂、还原剂中的某元素化合价均发生变化,一般从左边反

应物着手配平。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。3.缺项配平法:对于化学方程式,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总数相

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。4.奇数配偶法:适用于物质种类少且组成简单的氧化还原反应:如S+C+KNO3

CO2↑+N2↑+K2S,反应物KNO3中三种元素的原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可在KNO3前配2,然后用观察法配平得S+3C+2KNO3

3CO2↑+N2↑+K2S。5.整体配平法:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其

中一种反应物中同时有两种元素的化合价升高或降低,这时要进行整体配

平。如Cu2S+HNO3

Cu(NO3)2+NO↑+H2SO4+H2O,其中Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu2S中Cu、S元素的化合价均升高,看作一个整体,

+

O3

(NO3)2+

O↑+H2

O4+H2O,配平可得3Cu2S+22HNO3

6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。6.有机物配平:有机化合物中,一般氢元素显+1价,氧元素显-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为零,碳元素按平均价态计算,如C2H6O中碳元素显-2价。

题组一氧化还原反应的常规计算1.现有24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L-1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.+2B.+3C.+4D.+5解析

题目中指出被还原的物质是元素Cr,则得电子的物质是K2Cr2O7,失

电子的物质是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6,而Cr元素的化合价从+6

→+n(设还原产物中Cr元素的化合价为+n)。根据氧化还原反应中得失电子

守恒,有0.05mol·L-1×0.024L×(6-4)=0.02mol·L-1×0.020L×2×(6-n),解得:n=3。B2.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的相关计

算。Na2

→xNa2

O4Na

lO→Na

l得关系式:1×

·x=16×2,x=5。D题组二氧化还原反应方程式的配平3.用高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN),反应体系中的物质有:Al2O3、C、

N2、AlN、CO。请将除AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。+

+

AlN+

答案Al2O33CN223CO解析根据氮元素、碳元素的化合价变化可知,N2是氧化剂,C是还原剂,AlN

为还原产物,CO为氧化产物。4.(2017课标Ⅲ,27节选)FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为

2∶7

。解析

利用得失电子守恒法配平:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3

4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,则FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为2∶7。题组三多步反应得失电子守恒问题5.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1.68LO2(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5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全

沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是

()A.60mLB.45mLC.30mLD.15mLA解析

由题意可知,HNO3

,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)=2n(O2)=2×

=0.15mol。根据质量守恒定律及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3mol,则V(NaOH)=

=0.06L=60mL。6.将一定质量的镁、铜合金加入稀硝酸中,两者恰好完全反应。假设反应过

程中还原产物全是NO,向所得溶液中加入3mol·L-1NaOH溶液至沉淀完全,测

得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则下列有关叙述中正确的是

()A.加入合金的质量可能为9.6gB.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150mLC.参加反应的硝酸的物质的量为0.4molD.溶解合金时产生NO气体0.224L(标准状况)C解析

生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,说明OH-的质量为5.1g,即0.3mol,金属结合氢氧根离子的物质的量与反应转移的电子的物质的量

相等,所以反应转移的电子为0.3mol,生成的NO为0.1mol。根据氮原子守恒

计算参加反应的硝酸的物质的量为0.4mol,C正确;消耗NaOH溶液的体积应

为100mL,B错误;标准状况下产生NO气体应为2.24L,D错误;根据电荷守恒,

镁、铜合金共0