高三化学通用版二轮复习第1部分 专题1 突破点4 氧化还原反应规律的应用.docx

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高三化学通用版二轮复习第1部分专题1突破点4氧化还原反应规律的应用

突破点4　氧化还原反应规律的应用

提炼1

氧化还原反应概念间的关系

在一个氧化还原反应中，有：

氧化性：

氧化剂>氧化产物

还原性：

还原剂>还原产物

可总结为：

比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。

如在反应MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

氧化性：

MnO2＞Cl2，还原性：

HCl＞Mn2＋。

提炼2

氧化还原反应的有关规律

1.守恒律

化合价升高总数与降低总数相等，实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。

该规律可应用于氧化还原反应方程式的配平及相关计算等。

2．强弱律

氧化性：

氧化剂>氧化产物；还原性：

还原剂>还原产物。

强弱律的应用：

在适宜条件下，用氧化性（还原性）较强的物质可制备氧化性（还原性）较弱的物质；用于比较物质的氧化性或还原性的强弱。

3．优先律

当存在多种还原剂（氧化剂）时，氧化剂（还原剂）通常先和还原性（氧化性）最强的还原剂（氧化剂）反应。

如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2，因I－的还原性强于Br－，则先发生反应：

2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，然后发生反应：

2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。

4．价态律

有多种价态的元素，处于最高价态时只具有氧化性（如H2SO4中的S元素），处于最低价态时只具有还原性（如H2S中的S元素），处于中间价态时既有氧化性又有还原性（如SO2中的S元素）。

价态律可应用于判断物质的氧化性、还原性。

5．转化律

同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的化合价只接近而不交叉，最多达到同种价态。

如：

H2S＋H2SO4（浓）===S↓＋SO2↑＋2H2O（H2→，H2O4→O2）、5Cl－＋ClO＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O。

提炼3

氧化还原反应方程式的配平

1.配平依据：

氧化还原反应中，元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数。

2．配平方法

（1）一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法

（2）缺项氧化还原反应方程式的配平

缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。

①方法：

先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。

②补项原则：

条件

补项原则

酸性条件下

缺H（氢）或多O（氧）补H＋，少O（氧）补H2O（水）

碱性条件下

缺H（氢）或多O（氧）补H2O（水），少O（氧）补OH－

回访1　（2016·全国乙卷）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

【导学号：

14942018】

回答下列问题：

（1）NaClO2中Cl的化合价为________。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式

________________________________________________________________

______________________________________________________________。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是________。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。

此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：

每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。

NaClO2的有效氯含量为________。

（计算结果保留两位小数）

[解析]　

（1）由化合价规则知，NaClO2中Cl的化合价为＋3。

（2）由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物，ClO2、NaHSO4为生成物，再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2＋H2SO4＋2NaClO3===2ClO2＋2NaHSO4。

（3）粗盐水精制时除去Mg2＋通常用NaOH溶液，生成氢氧化镁沉淀，过滤除去；除去Ca2＋通常用Na2CO3溶液，生成碳酸钙沉淀，过滤除去。

电解时阴极为得电子极，因此产物的化合价应降低，即生成NaClO2。

（4）由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知，反应物之一为ClO2，再由生产工艺流程图知，用的吸收试剂是NaOH、H2O2，由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2，由ClO2生成NaClO2，Cl的化合价由＋4变为＋3，化合价降低，ClO2为氧化剂，则H2O2为还原剂，化合价升高，生成氧气，再由电子守恒得，此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，该反应中氧化产物是O2。

（5）由信息知，要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，先求得1gNaClO2变为Cl－转移的电子数为1÷90.5×4，再设有xgCl2变为Cl－的氧化能力与1gNaClO2的氧化能力相当，列方程得1÷90.5×4＝x÷71×2，解得x＝1.57，即为有效氯含量。

[答案]　

（1）＋3　

（2）2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4　（3）NaOH溶液　Na2CO3溶液　ClO（或NaClO2）　（4）2∶1　O2　（5）1.57

回访2　（2016·全国甲卷节选）某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________________________

______________________________________________________________。

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为

________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是______________________________________________________

______________________________________________________________。

（4）丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。

分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________（填离子符号）；实验①和③说明：

在I－过量的情况下，溶液中仍含有________（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为________。

（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为

_____________________________________________________________。

[解析]　

（1）Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。

（2）Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

（3）O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。

（4）KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。

K3[Fe（CN）6]是检验Fe2＋的试剂。

实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。

（5）酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

[答案]　

（1）防止Fe2＋被氧化　

（2）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　（3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响）

（4）Fe2＋　Fe3＋　可逆反应　（5）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

回访3　（高考题组合）

（1）（2015·全国卷Ⅰ节选）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。

大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。

该反应的还原产物为________。

（2）（2015·全国卷Ⅱ节选）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂。

回答下列问题：

①工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。

②用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：

锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为________________________

________________________________________________。

[解析]　

（1）浓缩液中碘元素以I－的形式存在，I－具有还原性，可将MnO2还原为Mn2＋。

（2）①该反应中Cl由＋5价降低为＋4价，S由＋4价升高为＋6价，则KClO3为氧化剂，Na2SO3为还原剂。

根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：

n（KClO3）×（5－4）＝n（Na2SO3）×（6－4），则有n（KClO3）/n（Na2SO3）＝2∶1。

②ClO2具有氧化性，I－具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－。

[答案]　

（1）MnSO4（或Mn2＋）　

（2）①2∶1　②2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O

回访4　（高考组合）

（1）（2014·海南高考节选）MnO2可以与KOH和KClO3，在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_________________________

_____________________________________________________________。

K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________。

（2）（2014·新课标全国卷Ⅱ节选）①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为_________________________________________________

__________________________________________________________。

②PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为

______________________________________________________________。

[解析]　

（1）根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式：

3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O；K2MnO4在酸性溶液中发生歧化反应，生成KMnO4、MnO2和水，根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知：

每转移2mol的电子，产生1mol的MnO2、2mol的KMnO4。

所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1。

（2）①PbO2中的Pb为＋4价，Pb为＋2价时相对稳定，故PbO2中的Pb具有强氧化性，能发生类似MnO2与浓盐酸的反应，将Cl－氧化为Cl2，故反应方程式为PbO2＋4HCl（浓）PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。

②由PbO和NaClO反应制PbO2，PbO→PbO2，Pb的化合价升高，则NaClO做氧化剂，本身被还原为NaCl，故离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。

[答案]　

（1）3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O　2∶1

（2）①PbO2＋4HCl（浓）PbCl2＋Cl2↑＋2H2O

②PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－

热点题型1　氧化还原反应的概念、规律与应用

1．（2016·衡阳月考）实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2。

下列有关说法正确的是（　　）

【导学号：

14942019】

A．NaNO2是还原剂

B．NH4Cl中N元素被还原

C．生成1molN2时转移6mol电子

D．氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1

D　[NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O，该反应中NaNO2是氧化剂，A项错误；氯化铵中氮元素被氧化，B项错误；生成1molN2时转移3mol电子，C项错误；D项正确。

]

2．（2016·淄博月考）已知几种阴离子的还原性强弱顺序为OH－

A．Br－B．Cl－

C．OH－D．S2－

A　[根据氧化还原反应规律，Cl2首先与还原性最强的S2－反应，最后和还原性弱的Br－反应，与Cl－不反应，Cl2与OH－反应时Cl2既是氧化剂又是还原剂。

]

3．（2016·西安一中模拟）将一定量的铁粉加入到一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：

c（Fe2＋）∶c（Fe3＋）＝3∶2，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为（　　）

A．1∶1B．5∶16

C．2∶3D．3∶2

B　[设反应中生成3molFe2＋、2molFe3＋，则转移电子的物质的量为3mol×2＋2mol×3＝12mol，根据得失电子守恒，由4H＋＋NO＋3e－===NO↑＋2H2O可知，反应中被还原的HNO3是4mol，与Fe2＋、Fe3＋结合的NO的物质的量为3mol×2＋2mol×3＝12mol，所以参加反应的n（Fe）＝5mol，参加反应的n（HNO3）＝16mol。

]

4．（2016·安徽皖南八校联考）有关反应14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4的下列说法中错误的是（　　）

A．FeS2既是氧化剂也是还原剂

B．CuSO4在反应中被还原

C．14molCuSO4氧化了1molFeS2

D．被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7

D　[准确分析各元素化合价的变化是解题的关键。

FeS2中的S元素化合价既有升高又有降低，因此FeS2既是氧化剂又是还原剂，被还原的S和被氧化的S的质量比为7∶3，故D项错误，A项正确；CuSO4中Cu元素化合价降低被还原，B项正确；14molCuSO4被还原时得到14mole－，1molFeS2被氧化时失去14mole－，故14molCuSO4能将1molFeS2氧化，C项正确。

]

5．（2016·天津五校联考）向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量，观察到产生白色沉淀CuI，溶液变为棕色。

再向反应后的混合物中不断通入SO2气体，溶液逐渐变成无色。

下列分析正确的是（　　）

A．上述实验条件下，物质的氧化性：

Cu2＋>I2>SO2

B．通入SO2时，SO2与I2反应，I2作还原剂

C．通入SO2后溶液逐渐变成无色，体现了SO2的漂白性

D．滴加KI溶液时，转移2mole－时生成1mol白色沉淀

A　[由题干信息可知，向CuSO4溶液中加入KI溶液时发生反应：

2CuSO4＋4KI===2K2SO4＋2CuI↓＋I2①，当转移2mole－时生成2molCuI沉淀，D错误；向反应后的混合物中再通入SO2气体，又发生反应：

I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI②，该反应中I2作氧化剂，SO2作还原剂，体现了SO2的还原性，故B、C均不正确；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，反应①中氧化性Cu2＋＞I2，反应②中I2将SO2氧化，说明氧化性I2>SO2，故A正确。

]

解答氧化还原反应有关概念题的“三个步骤”

：

“升失氧，降得还；剂性一致，其他相反。

”“剂性一致”即氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。

“其他相反”即氧化剂被还原，发生还原反应，生成还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物。

：

氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律、强弱规律等。

同学们应掌握化合价与氧化性的关系，“高价氧化低价还，中间价态两俱全”。

：

有关氧化还原反应的定量问题，利用得失电子守恒法可以简化计算过程。

对于生疏的或多步氧化还原反应，可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物，利用原子守恒和电子守恒，建立已知量与未知量的关系，快速列等式求解。

热点题型2　特定条件下氧化还原反应方程式的书写与配平

1．高锰酸钾（KMnO4）和过氧化氢（H2O2）是两种常见的氧化剂。

（1）下列物质中能使酸性KMnO4溶液褪色的是________（填字母）。

a．臭碱（Na2S）　　　　　　b．小苏打（NaHCO3）

c．水玻璃（Na2SiO3溶液）d．酒精（C2H5OH）

（2）某强酸性反应体系中，参与反应的共有六种微粒：

O2、MnO、H2O、Mn2＋、H2O2、H＋。

①该反应中应选择的酸是________（填字母）。

a．盐酸b．浓硫酸

c．稀硫酸d．稀硝酸

②该反应中发生还原反应的过程是________→________。

③写出该反应的离子方程式：

________________________________________________________________

______________________________________________________________。

④若上述反应中有6.72L（标准状况）气体生成，则转移的电子为________mol。

[解析]　

（1）Na2S中的S2－和C2H5OH都具有还原性，都能被酸性KMnO4溶液氧化。

（2）①该反应是酸性KMnO4溶液氧化H2O2的反应，MnO被还原为Mn2＋。

KMnO4有强氧化性，所选择的酸不能是具有还原性的盐酸，也不能是具有强氧化性的浓硫酸和稀硝酸，应选择稀硫酸。

②该反应中发生还原反应的过程是MnO―→Mn2＋。

③该反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。

④根据③中离子方程式可知，每转移10mol电子，生成5molO2，则生成标准状况下6.72L（0.3mol）O2时，转移0.6mol电子。

[答案]　

（1）ad　

（2）①c　②MnO　Mn2＋　③2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑　④0.6

2．（2016·晋商四校联考）二氧化硒（SeO2）是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。

完成下列填空：

【导学号：

14942020】

（1）Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓HNO3反应的化学方程式：

___________________。

（2）已知：

Se＋2H2SO4（浓）===2SO2↑＋SeO2＋2H2O

2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO＋4H＋

SeO2、H2SO4（浓）、SO2的氧化性由强到弱的顺序是____________。

（3）回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：

①SeO2＋KI＋HNO3―→Se＋I2＋KNO3＋H2O

②I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI

配平方程式①，标出电子转移的方向和数目：

______________________

______________________________________________________________。

（4）实验中，准确称量SeO2样品0.1500g，消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL，所测定的样品中SeO2的质量分数为________。

[解析]　

（1）根据化合价升降总数相等写出方程式并配平：

Se＋2HNO3（浓）===SeO2＋NO↑＋NO2↑＋H2O。

（2）根据已知反应判断，氧化性H2SO4（浓）＞SeO2，SeO2＞SO2故有H2SO4（浓）＞SeO2＞SO2。

（3）

＋4KNO3＋2H2O。

（4）根据（3）中配平的方程式和已知方程式有

SeO2～2I2～4Na2S2O3

　1　　　　　　4

　n　　　　0.2000mol/L×25×10－3L

1∶n＝4∶0.2000mol/L×25×10－3L

n＝×10－3mol

m（SeO2）＝×10－3mol×111g/mol＝0.13875g

质量分数为×100%＝92.50%。

[答案]　

（1）Se＋2HNO3（浓）===H2O＋SeO2＋NO↑＋NO2↑

（2）H2SO4（浓）＞SeO2＞SO2

（3）

＋4HNO3===Se＋2I2＋4KNO3＋2H2O

（4）92.50%（或0.9250）

3．黄铜矿（CuFeS2）是一种铜铁硫化物矿物，常含微量的金、银等。

黄铜矿是冶炼铜及制备铁氧化物的重要矿藏。

以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红（氧化铁）的工艺流程如下所示：

已知：

CuFeS2中Cu为＋2价。

请回答下列问题：

（1）CuFeS2中Fe的化合价为____________。

（2）写出反应Ⅰ的离子方程式：

________________________________________________________________

_____________________________________________________________，

该反应的氧化剂是________。

（3）CuCl难溶于水，但可与过量的Cl－反应生成可溶于水的[CuCl2]－。

该反应的离子方程式为_____________________________________________________

_____________________________________________________________。

（4）反应Ⅰ～Ⅳ4个反应中属于非氧化还原反应的是反应________（选填“Ⅰ～Ⅳ”）。

（5）反应Ⅴ中Na[CuCl2]既是氧化剂，又是还原剂，由此可推知“溶液A”中的溶质为________（写出化学式）。

[解析]　

（1）CuFeS2中，S为－2价，Cu为＋2价，Fe为＋2价。

（2）由框图信息可知，反应Ⅰ的反应物为CuFeS2、FeCl3，部分生成物为CuCl和S，由反应Ⅱ的产物FeCO3可推知FeC