氧化还原反应解题策略

专题氧化还原反应解题策略氧化还原反应是历年高考热点之一，再现率达100%。分析2014年高考试题不难发现，氧化还原反应的考查除了常见题型外，还与离子共存、电化学、热化学、化学实验、STS等试题紧密结合，加大了考查力度，全方位综合体现学科内知识的理解及应用能力。一、基本概念的直接考查考查氧化还原反应的基础概念，关键是理清理顺氧化还原反应概念间的关系。即化合价升高→失去电子→被氧化→发生氧化反应→是还原剂→具有还原性→对应氧化产物；化合价降低→得到电子→被还原→发生还原反应→是氧化剂→具有氧化性→对应还原产物。二、化学计算的考查三、离子共存中氧化还原反应的考查四、以电化学知识为载体的综合考查【例1】将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为A．NO2B.N2O2C.N2OD.N2O4解析：本题是根据氧化还原反应电子转移情况，判断产物的化合价。由于铜粉是足量的，所以氮氧化合物被还原为N2,由题意知氮氧化合物与N2体积比为2：1，根据电子转移守恒和原子守恒可推知发生2NOx+2xCu=N2+2xCuOx=2即发生2NO2+4Cu=N2+4CuO，答案为A。【例2】下列类型的反应，一定发生电子转移的是A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应解析：本题是考查氧化还原反应与四种基本反应类型的关系，考虑问题要注意一些特例。二氧化碳与水化合，碳酸氢铵分解，盐酸与氢氧化钠中和反应，这三个都是非氧化还原反应，没有发生电子转移。A、B、D错误。置换反应中肯定有单质参加，有单质生成，一定属于氧化还原反应，即一定有电子转移，C项正确。答案为C。【例3】下列叙述正确的是A．二氧化硫具有还原性，故可作漂白剂B．钠的金属活性比镁强，故可用钠与氯化镁溶液反应制镁C．浓硝酸中的硝酸见光分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色D．Fe在氯气中燃烧生成氯化铁，故在与其他金属反应的产物中的Fe也显+3价解析：本题是考查氧化还原反应概念的内涵和外延。SO2的漂白性是因为二氧化硫与有色物质反应生成不稳定的无色物质，属于非氧化还原反应，与其还原性无关，A错误；Na虽然比Mg活泼，但因Na与水反应，所以不能发生置换反应，B错误；浓硝酸显黄色的原因是硝酸分解生成的二氧化氮溶于硝酸中，C正确；氯气具有强的氧化性，因此铁在氯气中燃烧生成FeCl3，而与非金属单质硫或碘反应时得到的Fe为+2价，D错误。答案为C。【例4】下列推断合理的是A.明矾[KAl（SO4）2·12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂B.金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应C.浓H2SO4有强氧化性，不能与Cu发生剧烈反应D.将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色解析：本题主要考查元素化合物的有关性质和氧化还原反应的关系。Al3+能水解生成Al（OH）3胶体，具有较大的表面积，可用作净水剂，A正确；金刚石虽然硬度大，但能够与氧气发生氧化还原反应，生成二氧化碳，B错误；浓H2SO4具有强氧化性可以和Cu在加热条件下发生剧烈反应，C错误；将SO2通入品红溶液，溶液褪色，是生成了不稳定的物质，受热分解后又恢复原色。将SO2通入溴水，发生氧化还原反应，溴水褪色后加热不能恢复原色，D错误。答案为A。【例5】物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是（）A.1：4B.1：5C.2：3D.2：5解析：本题审题时注意问的是“该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比”。首先写出反应方程式，判断出氧化剂和还原剂，特别注意硝酸只有一部分被还原。4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O。设4molZn参与反应，因Zn无剩余，则最终产物为4molZn(NO3)2，有8molHNO3没有参与氧化还原反应；根据电子转移守恒有：2×n(Zn)=n(HNO3)×4，则n(HNO3)=2mol，即有2molHNO3被还原。则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1：4，答案A正确。【例6】含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。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－解析：本题考查氧化还原反应规律的应用和有关计算。因为Fe2＋的还原性强于Br－，所以Cl2先氧化Fe2＋,然后再氧化Br－。2Fe2＋+Cl22Fe3＋+2Cl－,2Br－+Cl2Br2+2Cl－，2FeBr2+3Cl22FeCl3+2Br2。当x/a≤0.5时，Cl2仅氧化Fe2＋，A正确。当x/a≥1.5时,Fe2＋和Br－合部被氧化，D正确；当介于二者之间时，则要分步书写方程式，然后进行叠加得总反应。如B项，当x=0.5a时，Cl2刚好把Fe2＋全部氧化，而当x=0.6a，显然Cl2还要氧化Br－，B错误。x=a，Cl2先氧化Fe2＋,然后再氧化部分Br－，C正确。答案为B。【例7】在下列变化①大气固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气中，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是A．①②③B．②①③C．③②①D．③①②解析：本题考查了学生对元素及其化合物中知识的掌握以及对氧化还原反应的理解。大气固氮是将大气中游离态的N转变为N2，N被氧化；硝酸银的分解则是+5价的N价态下降变为N的氧化物，N被还原；实验室中氨气的制备是铵盐与碱共热的复分解反应，N的价态不变。答案为A。解析：本题考查氧化还原反应先后顺序。根据氧化还原反应的规律，可知氧化性、还原性的强弱：由2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O，H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性，由2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+H+，H2O2的还原性>Fe2+的还原性，A错；2H2O2＝2H2O+O2↑，分解过程中，Fe2+作催化剂，溶液pH值不变，B错，D对。答案为CD。【例9】过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。Ⅰ.测定过氧化的含量请填写下列空白：用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。(2)滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。解析：(1)锰由+7价降低至+2价，氧由-1价升高至0价，得出所缺部分为氧气，根据电子转移守恒，配平化学方程式得：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑。(2)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，只能使用玻璃制作的酸式滴定管，不能使用有胶管的碱式滴定管。【参考答案】I．（1）25628502（2）酸式Ⅱ.探究过氧化氢的性质该化学小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。（实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选。）请将他们的实验方法和实验现象填入下表：实验内容实验方法实验现象验证氧化性验证不稳定性解析：（1）验证氧化性，选用具有还原性的饱和硫化氢溶液，产生淡黄色沉淀硫或溶液变浑浊；或者选用有还原性的碘化钾淀粉溶液，有碘单质生成，溶液变蓝色。（2）验证不稳定性，取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验有氧气生成；或者取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中，溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生。【答案】实验内容实验方法实验现象验证氧化性取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入过氧化氢溶液。（取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液。）产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊。（溶液变蓝色。）验证不稳定性取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验。（取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中。）产生气泡，木条复燃。（溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）【例10】二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比，ClO2不但具有更显著地杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。（1）在ClO2的制备方法中，有下列两种制备方法：方法一：====方法二：====用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是。（2）用ClO2处理过的饮用水（为5.5~6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO2-.2001年我国卫生部规定，饮用水ClO2-的含量应不超过0.2mg/L。饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液PH的关系如右图所示。当时，ClO2-也能被I-完全还原成Cl-。反应生成的用标准溶液滴定：====。请写出时，与反应的离子方程式。解析：（1）根据题目所给两组方程式，由产物对比分析，结合其性质可知方法二制备的ClO2中不含Cl2。（2）时，也能被完全还原成，那么要被氧化为碘单质，溶液是酸性溶液，可以写出离子方程式。【参考答案】（1）方法二制备的ClO2中不含Cl2（2）=1\*GB3①【例11】某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H2AsO4、H2O和一种未知物质X。(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是。(2)已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为。(3)根据上述反应可推知。a．氧化性：b．氧化性：c．还原性：d．还原性：(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：解析：本题考查化学反应中的氧化还原反应，通过反应物和生成物的存在分析氧化剂还原剂，从而进一步考查学生掌握的有关电子得失守恒的应用。（1）由这些物质可知这是一个氧化还原反应，其中KBrO3得电子，则必有失电子的，观察各物质即可知道失电子的为AsH3，即还原剂为AsH3。（2）0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X中必含Br元素，而0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子Br的价态变为0，所以X为Br2。（3）知道了还原剂和氧化剂，则反应方程式可表示为AsH3+H2SO4+KBrO3K2SO4+H2AsO4+H2O+Br2，所以根据氧化剂氧化性大于氧化产物，还原剂还原性大于还原产物可得答案为ac(4)根据氧化还原方程式的配平即可得【参考答案】（1）AsH3（2）Br2（3）ac（4）【专题预测】1．从海水中可以提取溴，主要反应为2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－，下列说法正确的是A.溴离子具有氧化性 B．氯气是还原性C．该反应属于复分解反应 D．氯气的氧化性比溴单质强解析：溴离子已达8e－稳定结构，化合价处于最低价，只有还原性，不可能具有氧化性， A错；从反应看出Cl2得电子，是氧化剂，B错；该反应属于有单质参加的氧化还原反应，C错；氯气将Br－氧化为Br2，说明Cl2氧化性比溴单质强，D正确。2．在氧化还原反应中，下列各组物质均可用作氧化剂的是()A.F－、I－、S2－ B．Fe3＋、MnOeq\o\al(－,4)、NOeq\o\al(－,3)C．ClOeq\o\al(－,4)、Mg D．Cl2、Fe3＋、Al解析：元素以其最高价态参与氧化还原反应时，只能表现出氧化性；元素以其最低价态参与氧化还原反应时，只能表现出还原性。在A项中F－、I－、S2－，C项中的Mg， D项中的Al都各自是这些元素的最低价态，若参与氧化还原反应时，只能用作还原性， A、C、D三项不是本题答案；B项中＋3价的Fe、＋7价的Mn、＋5价的N都分别是这些元素的最高价态，故B项为正确答案。3．一定条件下，碘单质与砹单质以等物质的量进行反应，可得AtI。它与Zn、NH3都能发生反应，化学方程式分别如下： 2AtI＋2Zn=ZnI2＋ZnAt2 AtI＋2NH3(l)=NH4I＋NH2At。则下列叙述正确的是()A.ZnI2既是氧化产物，又是还原产物B．ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物C．AtI与液氨反应，AtI既是氧化剂，又是还原性D．AtI与液氨反应，是自身氧化还原反应解析：在AtI中，At显＋1价，I显－1价，所以ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物， B项正确。AtI与液氨反应时，是非氧化还原反应。因部分NH3生成NHeq\o\al(＋,4)，另一部分 NH3生成NHeq\o\al(－,2)所以在NH2At中，At显＋1价。答案：B4.A2、B2、C23种单质和它们离子间能发生下列反应2A－＋C2＝2C－＋A2、2C－＋B2＝2B－＋C2，若X－能与C2发生反应2X－＋C2＝2C－＋X2有关说法中不正确的是()A.氧化性B2>C2>A2 B．还原性X－>C－>B－C．X2与B－能发生反应 D．X2与B－不能发生反应解析：根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性和还原性的还原性大于还原产物的还原性可推出C正确。5．等物质的量的下列化合物在相应条件下完全分解后得到氧气最多的是 ()A.KClO3(加MnO2催化剂，加热) B．KMnO4(加热)C．H2O2(水溶液，加MnO2催化剂) D．HgO(加热)解析：由化学方程式：2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑，2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋ O2↑，2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑可以看出，假设均有2mol 物质参与反应，KClO3产生的O2最多。答案：A6.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=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2解析：由于Fe3＋氧化性强于I2，所以FeI3不存在，A中反应不可能发生；B、C、D中反应符合氧化还原反应规律，所以可以发生。当n(Cl2)∶n(FeI2)＝1∶1时即发生B项的反应。答案：A7．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．3molNa2O2发生反应，有12mole－转移D．Na2FeO4能杀菌消毒是因其具有强氧化性解析：该反应中铁元素价态升高，所以Fe2O3是还原性，Na2O2中氧元素价态降低，是氧化剂，则A项错误；1molFe2O3完全反应，失去6mole－，故3molNa2O2反应转移6mole－，则B、C项错误。答案：D8．从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应：14CuSO4＋5FeS2＋ 12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，下列说法中正确的是 ()A.CuSO4是氧化剂，FeS2是还原性 B．产物中的SOeq\o\al(2－,4)有一部分是氧化产物C．Cu2S既是氧化产物又是还原产物 D．5molFeS2发生反应，有10mole－转移解析：从价态来看，Cu元素的价态降低，FeS2中的S元素的价态既有升高又有降低，所以CuSO4是氧化剂，FeS2既是还原性，又是氧化剂，A项错误；FeS2一部分被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，B项正确；Cu2S是还原产物，C项错误；由方程式可知5molFeS2发生反应，其中有3mol的S化合价升高，有21mole－转移，D项错误。答案：B9．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：3Fe2＋＋2S2Oeq\o\al(2－,3)＋O2＋xOH－=Fe3O4＋S4Oeq\o\al(2－,6)＋2H2O，下列说法正确的是 ()A.硫元素被氧化，铁元素被还原B．Fe2＋、S2Oeq\o\al(2－,3)都是还原性C．x＝2D．每生成1molFe3O4，则转移电子数为3mol解析：O2将Fe元素和S元素都氧化。根据电荷守恒可求出x＝4，每生成1molFe3O4，消耗氧化剂O21mol，转移电子为4mol。答案：B10．钢铁“发蓝”是将钢铁制品浸到某些氧化性的溶液中，在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130℃反应。其过程可以用如下化学方程式表示①3Fe＋NaNO2＋5NaOH=3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑②6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O=3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH③Na2FeO2＋ Na2Fe2O4＋2H2O=Fe3O4＋4NaOH下列说法正确的是 ()A.反应①不是氧化还原反应B．该生产过程不产生任何污染C．整个反应过程中，每有5.6gFe参加反应转移0.8mol电子D．反应②中的氧化剂是NaNO2解析：①中Fe是还原性，NaNO2为氧化剂，是氧化还原反应，A错；②中NaNO2是氧化剂，Na2FeO2是还原性，D对；整个反应过程中产生的NH3污染环境，B错；由元素守恒可知3Fe→Fe3O4,3molFe转移8mol电子，则0.1molFe参加反应生成Fe3O4转移eq\f(0.8,3)mol电子，C错。答案：D11．已知氧化性BrOeq\o\al(－,3)>ClOeq\o\al(－,3)>Cl2>IOeq\o\al(－,3)>I2。现将饱和氯水逐滴滴入KI淀粉溶液中至过量。(1)可观察到的现象是：①__________________________________________________；②__________________________________________________。(2)写出有关的离子方程式：①__________________________________________________；②__________________________________________________。解析：根据粒子的氧化性强弱顺序：Cl2>IOeq\o\al(－,3)>I2，可推知下列反应可以进行：Cl2＋ 2KI=2KCl＋I2(Cl2少量时)，离子方程式为Cl2＋2I－=2Cl－＋I2。5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl(Cl2过量时)，离子方程式为5Cl2＋I2＋6H2O=2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－＋12H＋答案：(1)①溶液由无色变蓝色②溶液蓝色褪去(2)①Cl2＋2I－=2Cl－＋I2②5Cl2＋I2＋6H2O=12H＋＋2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－12. 2011年3月底至4月中旬，墨西哥、美国等多国接连暴发甲型H1N1型流感，后来蔓延至全球。防控专家表示，含氯消毒剂和过氧化物消毒剂可防甲型H1N1流感。(1)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KClO3在 H2SO4存在下与Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式：________________。(2)过碳酸钠是一种有多用途的新型氧系固态漂白剂，化学式可表示为Na2CO3·3H2O2，它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。过碳酸钠遇下列物质均会发生化学反应而失效，其中过碳酸钠只发生了还原反应的是()A.MnO2B．KMnO4溶液C．稀盐酸D．Na2SO3溶液(3)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：HClO2→ClO2↑＋H＋＋Cl－＋H2O(未配平)。当1molHClO2发生分解反应时，转移的电子个数是________。(4)有Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋和H2O六种粒子，分别属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物，则该反应中还原性与氧化剂的物质的量之比为________。解析：以甲流感的预防为载体，考查常见消毒剂的生产方法和性质以及氧化还原反应的相关知识。答案：(1)2ClOeq\o\al(－,3)＋SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=2ClO2↑＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2O(2)D(3)0.8×6.02×1023(4)8∶113．已知氧化还原方程式：5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O，称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250mL溶液。量取两份此溶液各25mL，分别置于两个锥形瓶中。①第一份溶液中加入2滴酚酞试液，滴加0.25mol·L－1NaOH溶液至20mL时，溶液由无色变为浅红色。该溶