第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律[考纲要求] 1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。2.了解常见的氧化还原反应。考点一 氧化还原反应及其相关概念1．用分类思想理解氧化还原反应(1)根据反应中有无电子转移或元素化合价是否发生变化，可以把化学反应划分为氧化还原反应和非氧化还原反应。判断氧化还原反应的最佳判据是有无元素化合价的升降。(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：2．结合实例理解氧化还原反应的相关概念实例：在Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂；C元素被氧化，Fe元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；CO2是氧化产物，Fe是还原产物。(1)相关概念还原剂在反应中表现为所含元素的化合价升高，实质上失电子。还原剂具有还原性，反应时本身被氧化，发生氧化反应，得到氧化产物。氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价降低，实质上得电子。氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原，发生还原反应，得到还原产物。(2)常见氧化剂和还原剂①常见氧化剂a．某些活泼的非金属单质：如Cl2，一般被还原为Cl－。b．元素处于高价态的物质：如浓硫酸，一般被还原为SO2。c．过氧化物：如H2O2，一般被还原为H2O。②常见还原剂a．活泼的金属单质：如Zn，一般被氧化为Zn2＋。b．某些活泼的非金属单质：如H2，一般被氧化为H2O。c．元素处于低价态的物质：如CO，一般被氧化为CO2。21\n③具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。还原产物中间价态氧化产物深度思考1.下列反应属于氧化还原反应的是 ，属于化合反应的是 ，属于分解反应的是_________________________________________________________，属于置换反应的是 ，属于复分解反应的是 。A．Cu2S＋O22Cu＋SO2B．3O22O3C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑E．CaCO3CaO＋CO2↑F．2H2O22H2O＋O2↑G．SO3＋H2O===H2SO4H．2Fe＋3Cl22FeCl3I．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O答案 ACDFH GH EF AD I2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(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)金属阳离子一定只具有氧化性。( )(3)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。( )(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。( )(5)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。( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√3．在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗？答案 不一定，同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是同种物质，也可能是不同的物质，氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质。例如：Cl2＋H2O===HCl＋HClO中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，6HCl＋KClO3===3Cl2↑＋KCl＋3H2O中Cl2既是氧化产物又是还原产物。题组训练 氧化还原反应中有关概念的理解1．被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是(NaBH4中H为－1价)( )A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂21\nB．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂C．硼元素被氧化，氢元素被还原D．被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1答案 D解析 首先分析四种元素价态的变化：Na的价态反应前后都是＋1价，B反应前后都是＋3价，O反应前后都是－2价，变价元素只有H，NaBH4中－1价氢被H2O中＋1价氢氧化，发生归中反应生成H2。2．ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO42ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法不正确的是( )A．CO2是氧化产物B．H2C2O4在反应中被氧化C．H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性D．ClO2作水处理剂时，利用了其强氧化性答案 C解析 H2C2O4为还原剂，被氧化，氧化产物为CO2。选项A、B正确；选项C，H2C2O4表现的是还原性，不正确；选项D，ClO2的强氧化性能杀灭水中的细菌等。反思归纳解氧化还原反应概念题的“两个关键”(1)要理清知识线索(2)要明确解题的方法思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。考点二 电子转移数目的分析方法1．有关电子转移数目的计算关键是明确反应中元素的化合价变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。例如：21\n2．氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)单线桥法表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数。ne－还原剂＋氧化剂===氧化产物＋还原产物注意事项 ①箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素②箭头方向表示电子转移的方向③在“桥”上标明转移的是电子总数。(2)双线桥法表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。注意事项 ①箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。②箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。深度思考下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是(5)；其中属于歧化反应的是(2)，属于归中反应的是(3)，属于部分氧化还原反应的是(3)、(4)、(5)。(1)(2)(3)(4)21\n(5)题组一 一般氧化还原反应中电子转移数目的分析1．某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是反应产物之一。(1)该反应中的还原剂是____________。(2)该反应中的还原产物是____________。(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________。(4)若反应过程中转移了0.3mol电子，则生成水的质量是__________________。答案 (1)H2S (2)NO(3)(4)3.6g解析 本题为一道开放性试题，可根据常见的氧化剂和还原剂来判断。HNO3为常见的氧化剂，H2S为常见的还原剂，则NO为还原产物，S为氧化产物。S元素由－2价升高到0价，N元素由＋5价降到＋2价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。由(3)中的化学方程式可知，当生成4molH2O时，转移6mol电子，所以当转移0.3mol电子时，生成0.2molH2O，质量为3.6g。题组二 特殊氧化还原反应中电子转移数目的分析2．用高铁酸钠(Na2FeO4)对水消毒是城市饮用水处理的新技术。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剂B．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物C．3molNa2O2发生反应，有12mol电子转移D．在Na2FeO4中Fe为＋4价，具有强氧化性，能消毒杀菌答案 B解析 对题目中的反应方程式作分析可知：Na2O2作氧化剂，氧元素由－1价降低到－2价，A错。铁元素由Fe2O3中的＋3价升高到Na2FeO4中的＋6价，Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物，B正确，D错。C中3molNa2O2发生反应，有6mol电子转移。3．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===7Cu221\nS＋5FeSO4＋12H2SO4，下列说法中正确的是( )A．CuSO4是氧化剂，FeS2是还原剂B．产物中的SO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－转移答案 B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既是还原剂，又是氧化剂，A项错误；FeS2一部分被氧化成SO，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。4．在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S，反应结束后，经处理获得单质硫xmol。下列说法正确的是( )A．反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原B．氧化剂是Fe3＋，氧化产物是Cu2＋C．反应中转移电子的物质的量为xmolD．反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为ymol，则原Fe3＋的总物质的量为(y－x)mol答案 D解析 CuFeS2中Cu、Fe均为＋2价，S为－2价，，Fe3＋为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S为氧化产物，A、B错误。生成xmol单质硫时转移2xmol电子，C错误。生成xmol单质硫，则参加反应的Fe3＋的物质的量为2xmol，生成n(Cu2＋)＝xmol，n(Fe2＋)＝xmol，溶液中剩余n(Fe3＋)＝y－x－x＝(y－3x)mol，则原Fe3＋的总物质的量n(Fe3＋)＝(y－x)mol。反思归纳走好关键第一步——标准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。近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断CuFeS2 Cu＋2 Fe＋2 S－2 K2FeO4 Fe＋6Li2NH N－3 LiNH2 N－3 AlN N－3Na2S2O3 S＋2 MO M＋5 C2O C＋3HCN C＋2 N－3 CuH Cu＋1 H－121\nFeO Fe＋(8－n) Si3N4 Si＋4 N－3考点三 氧化性、还原性强弱规律1．氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、S、Cl2等。2．氧化性、还原性强弱的比较方法(1)根据化学方程式判断氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===还原产物＋氧化产物；氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。(2)根据反应条件和反应剧烈程度进行判断①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：Na>Mg>Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强；同种还原剂作用于不同氧化剂时，反应越剧烈，其还原性越强。如：2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，氧化性：Cl2>S；MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4>MnO2。深度思考1．含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？试举例说明。答案 不一定，如在HClO中氯元素的化合价为＋1价，在HClO4中氯元素的化合价为＋7价，事实上HClO的氧化性比HClO4强，HClO有强氧化性；再如浓硫酸和Na2SO4溶液中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无强氧化性。2．下列说法正确的是( )A．强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应B．含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性C．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性D．发生化学反应时，失电子越多的金属原子，还原能力越强21\n答案 A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＋答案 A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。由方程式可知，还原性：Fe2＋＞Ce3＋；Sn2＋＞Fe2＋。2．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：(1)Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，(2)Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，(3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是( )A．Tl3＋>Fe3＋>Ag＋B．Fe3＋>Ag＋>Tl3＋C．Tl＋>Ag＋>Fe2＋D．Tl3＋>Ag＋>Fe2＋答案 D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。题组二 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生3．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答案 A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Cl2>I2；C中Co2O3>Cl2；D中Fe3＋>I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I－的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I－，而不是先氧化Fe2＋。4．硫氰[(SCN)2]的化学性质和卤素(X2)类似，称为拟卤素，如(SCN)2＋H2O===HSCN＋HSCNO，它们的阴离子的还原性强弱为Cl－<Br－<SCN－<I－。下列说法不正确的是( )A．Cl2可以与KSCN溶液反应B．(SCN)2可以与KI溶液反应C．KSCN溶液可以与FeCl3溶液反应D．(SCN)2可以与KBr溶液反应21\n答案 D解析 阴离子的还原性强弱顺序为Cl－<Br－<SCN－<I－，故对应分子的氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>(SCN)2>I2，故(SCN)2不能将Br－氧化，D错误。反思归纳氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。应用：(1)在适宜条件下，用氧化性强的物质制备还原性弱的物质，用还原性强的物质制备氧化性弱的物质；(2)比较物质间氧化性(或还原性)的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。题组三 外界条件影响物质的氧化性、还原性5．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。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是( )A．①③B．③④C．①②D．①③④答案 A解析 Cu与HNO3反应时，Cu与浓HNO3反应产生NO2，而与稀HNO3反应产生NO，产物不同，Zn与稀H2SO4反应产生H2，而与浓H2SO4反应产生SO2，故选A。6．(1)100mL12mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气的物质的量小于0.3mol，为什么？(2)将一Cu片投入稀H2SO4溶液中，没观察到反应现象，然后向其中加入少量的KNO3晶体，看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生，为什么？答案 (1)浓盐酸完全反应时产生的Cl2是0.3mol，但MnO2只能氧化浓盐酸，Cl－浓度小时还原性弱，不再被MnO2氧化。(2)NO在酸性条件下可氧化铜，生成Cu2＋使溶液呈蓝色，而自身被还原为NO。反思归纳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。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。考点四 氧化还原反应三条规律的应用21\n1．反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)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(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。2．价态归中规律思维模型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。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是如反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，转移的电子数为5，而非6。3．歧化反应规律思维模型“中间价→高价＋低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。深度思考1．往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？答案 由于还原性：I－>Fe2＋>Br－，所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是Fe2＋；向FeI2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是I－。2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)向浓H2SO4中通入H2S气体，转移的电子数可能是6NA(√)解析 H2SO4(浓)＋3H2S===4S↓＋4H2O(2)1molCl2与Ca(OH)2完全反应，转移的电子数是2NA(×)解析 Cl2既是氧化剂又是还原剂，1molCl2和Ca(OH)2反应，转移电子数应为1NA。题组一 先后规律的应用21\n1．现有下列三个氧化还原反应：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I22FeCl2＋Cl2===2FeCl32KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的试剂是( )A．Cl2B．KMnO4C．FeCl3D．HCl答案 C解析 本题是寻找一种氧化剂，其氧化性应大于I2的氧化性，而小于Cl2和Fe3＋的氧化性(也可等于Fe3＋的氧化性)。由①知氧化性Fe3＋>I2，还原性I－>Fe2＋；由②知氧化性Cl2>Fe3＋，还原性Fe2＋>Cl－；由③知氧化性MnO>Cl2，还原性Cl－>Mn2＋；由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。所以KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，Cl2可氧化Fe2＋及I－，FeCl3只能氧化I－。2．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－答案 B解析 根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl2先氧化Fe2＋，然后再氧化Br－。x＝0.4a时，Cl2不能完全氧化Fe2＋，只能发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，A项正确；当x＝0.6a时，Cl2能将Fe2＋完全氧化后，又能氧化的Br－，故B错误；x＝a时，Cl2氧化Fe2＋后又能氧化amol的Br－，C正确；x＝1.5a时，Cl2能将Fe2＋、Br－完全氧化，D正确。题组二 价态归中规律、歧化反应规律的应用3．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＋H2OX＋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、XB．X、Z、Q、G、YC．X、Z、Q、Y、GD．G、Q、Y、Z、X答案 A21\n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。4．L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在一定条件下，它们会发生如下的转化(关系式未配平)：①P＋A―→Q＋B ②L＋O2―→M＋H2O ③L＋M―→R＋H2O ④B＋H2O―→A＋O2(1)若五种含氮元素的物质中，有一种是硝酸，则硝酸是________，理由是________________________________________________________。(2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下，加热到一定温度时方能发生，此反应在化工生产上有重要用途，据此推断在同温同压下，若物质R密度比空气的密度小，则R的化学式为________。(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转换的关系式：Ⅰ.M＋P―→N2O3＋H2OⅡ.N2O4＋H2O―→P＋QⅢ.M＋L―→Q＋H2O其中一定不可能实现的是________，理由是_________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)P P中氮元素的化合价最高 (2)N2(3)Ⅲ 根据氧化还原反应规律，M、L这两种物质反应，不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质解析 解答本题首先要认真分析各反应中元素的价态变化情况。突破口是先确定A、B物质中氯元素的化合价谁高。由反应④B＋H2O―→A＋O2可知，反应后氧元素化合价升高，则反应后氯元素化合价必定降低，故化合价B>A。再由①可知，反应后氯元素化合价升高，则反应后氮元素化合价必降低，故氮元素化合价P>Q。由反应②可知，反应后氧元素化合价降低，则氮元素化合价反应后必升高，故氮元素化合价M>L。由反应③可知，该反应为氮元素化合价的“归中”反应，由于化合价M>L，R处于M、L之间，则M>R>L。又因为已知氮的化合价M<Q，所以，L、M、R、P、Q五种含氮物质中N元素的化合价为P>Q>M>R>L。由于其中一种物质是硝酸，硝酸中氮的化合价是最高价态，则在上述物质中P是硝酸。根据题给的信息及有关元素化合物知识，且L中氮元素是其中氮元素最低价态，由反应②可知，L分子中含有氢元素，因此②反应是氨气的催化氧化反应。L是NH3，M是NO。又因为R的氮元素价态在L、M之间，R的密度又比空气小，故R为N2。对于题(3)判断三个反应是否能够进行的问题，也得从氮元素化合价相对高低去分析。由于氮元素的化合价P>Q>M>R>L，反应(Ⅱ)是歧化反应，一种反应产物中氮的化合价大于＋4，另一种反应产物中氮的化合价小于＋4，故Q中氮的化合价小于＋4，但应比M的化合价高。由于氮化合价Q>M>L，因此反应(Ⅲ)不可能实现。21\n1．(山东高考组合题)下列组合判断正确的是( )①Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂(2022·山东理综，10A)②浓H2SO4有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应(2022·山东理综，13C改编)③化合反应均为氧化还原反应(2022·山东理综，7A)④Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性(2022·山东理综，12A)⑤Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(2022·山东理综，12C)A．①②不正确B．①②③④正确C．①②正确，③④⑤不正确D．①②③④⑤均不正确答案 D解析 ①Cl2既可作氧化剂，又可作还原剂，如Cl2和NaOH的反应；②浓硫酸和Cu反应需加热；③有单质参加的化合反应是氧化还原反应；④SO2使品红溶液褪色是因为SO2有漂白性；⑤Fe和HNO3的反应不是置换反应。2．(天津、北京组合题)下列判断正确的是( )①维生素C具有还原性，在人体内起抗氧化作用(2022·天津理综，1A)②NO2溶于水时发生氧化还原反应(2022·天津理综，2C)③1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA(2022·福建理综，7C)④阴离子都只有还原性(2022·北京理综，8B)A．①②B．②③C．③④D．①④答案 A解析 ③，Cl2和NaOH的反应，1molCl2转移1mole－；④，有的阴离子还有氧化性，如SO，有的阴离子在一定条件下还有强氧化性，如NO在酸性条件下，氧化性很强。3．(2022·上海，5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是( )A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌答案 A解析 高铁酸钾中铁元素呈＋6价，具有很强的氧化性，溶于水后，与水反应生成氧气，从而具有消毒杀菌能力，反应方程式为4K2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8KOH＋3O2↑，还原产物Fe(OH)3是一种絮状物，可以吸附水中的杂质。4．21\n(2022·安徽理综，7)科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O。下列有关说法正确的是( )A．储氢、释氢过程均无能量变化B．NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键C．储氢过程中，NaHCO3被氧化D．释氢过程中，每消耗0.1molH2O放出2.24L的H2答案 B解析 解答本题时应特别注意：未说明状况无法由物质的量计算气体的体积，这是选择题常出现的陷阱之一。化学反应的过程中既有物质变化又有能量变化，A项错误；NaHCO3、HCOONa属于离子化合物，含有离子键，另外酸根中含有共价键，B项正确；储氢过程中，H2中的H元素由0价升到＋1价，化合价升高，被氧化，NaHCO3中的碳元素由＋4价降到＋2价，化合价降低，被还原，C项错误；由化学方程式可知，释氢过程中，每消耗0.1molH2O会生成0.1molH2，若为标准状况，则H2的体积为2.24L，题中未说明状况，则体积数值不能确定，D项错误。5．(2022·安徽理综，7)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为Li2NH＋H2LiNH2＋LiH，下列有关说法正确的是( )A．Li2NH中N的化合价是－1B．该反应中H2既是氧化剂又是还原剂C．Li＋和H－的离子半径相等D．此法储氢和钢瓶储氢的原理相同答案 B解析 根据化学反应方程式：Li2NH＋H2LiNH2＋LiH可知，在Li2NH中N的化合价为－3价，Li为＋1价，H为＋1价，而在LiH中Li的化合价为＋1价，H的化合价为－1价，在LiNH2中H的化合价为＋1价，故H2中H的化合价一部分由0价升高到＋1价，一部分由0价降低到－1价，即H2既作氧化剂又作还原剂，故A错，B正确；Li＋半径应小于H－的半径，C错；钢瓶储氢的原理是利用加压，把氢液化而储存在钢瓶中，故D也不正确。6．[2022·新课标全国卷，26(3)]FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_________________________________________________________________。答案 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I)解析 Fe3＋具有强氧化性而I－具有强还原性，二者发生氧化还原反应生成棕色物质I2。根据元素守恒和得失电子守恒可完成方程式。7．[2022·山东理综，28(1)(3)]黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。21\n(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I－氧化为I2：S2O＋2I－===2SO＋I2通过改变反应途径，Fe3＋、Fe2＋均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3＋对上述反应催化的过程：________________________________________________________________________________________________________________________________、_____________________________________________________________(不必配平)。答案 (1)Cu、O (3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋解析 (1)根据氧化还原反应中化合价变化情况判断出被氧化和被还原的元素：8＋218＋4＋2＋16O2Cu和O的化合价都降低了，被还原。(3)因为Fe3＋有氧化性，与I－发生氧化还原反应2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋，生成的Fe2＋具有一定的还原性，又可与S2O发生反应S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋。1．下列叙述正确的是( )A．在氧化还原反应中，肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原B．元素由化合态变成游离态时，它可能被氧化，也可能被还原C．元素的原子得失电子后，一定形成8电子的稳定结构D．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应答案 B解析 在歧化反应(如Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O)中，同一种元素既被氧化，又被还原，A项错；H原子得电子后形成2电子稳定结构，C项错误；同素异形体之间的转化反应属于非氧化还原反应，D项错。2．下列化学反应属于区域3的是( )A．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑C．4NH3＋5O24NO＋6H2OD．Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑答案 C21\n解析 A项中的反应是化合反应，且元素有化合价的变化，属于区域1；B项中的反应是分解反应，但其元素化合价没有变化，属于除区域2的分解反应；C项中的反应是氧化还原反应，属于区域3；D项中的反应是置换反应，属于区域4。3．某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2700℃，对于该反应，下列说法正确的是( )A．该反应属于置换反应B．N2H4是氧化剂C．N2O4是还原剂D．N2既是氧化产物又是还原产物答案 D解析 该反应的反应物中无单质，不属于置换反应；该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，N2O4是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原产物。4．金属钛(Ti)性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以金红石为原料制取Ti的反应为aTiO2＋bCl2＋cCaTiCl4＋cCO ⅠTiCl4＋2MgTi＋2MgCl2 Ⅱ关于反应Ⅰ、Ⅱ的分析不正确的是①TiCl4在反应Ⅰ中是还原产物，在反应Ⅱ中是氧化剂；②C、Mg在两个反应中均为还原剂，被还原；③在反应Ⅰ、Ⅱ中Mg的还原性大于C的，C的还原性大于TiCl4的；④a＝1，b＝c＝2；⑤每生成19.2gTi，反应Ⅰ、Ⅱ中共转移4.8mole－。A．①②④B．②③④C．③④D．②③⑤答案 D解析 反应Ⅰ中，Cl从0价降到－1价，每反应1molCl2转移2mole－，C从0价升到＋2价，每反应1molC转移2mole－，配平方程式有a＝1，b＝c＝2，④正确；根据化合价的变化情况，TiCl4在反应Ⅰ中是还原产物，在反应Ⅱ中是氧化剂，①正确；还原剂被氧化，②错误；在同一反应中，还原剂的还原性最强，但Mg和C不在同一反应中，无法判断其还原性相对大小，③错误；反应Ⅱ中，Ti由＋4价降到0价，每生成1molTi(即48g)转移4mole－，故每生成19.2gTi(即0.4mol)转移1.6mole－，结合反应Ⅰ每生成0.4molTiCl4转移1.6mole－，反应Ⅰ、Ⅱ中共转移3.2mole－，⑤错误。5．水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋aOH－===Y＋S4O＋2H2O，下列有关说法不正确的是( )A．a＝4B．Y的化学式为Fe2O3C．S2O是还原剂D．每32gO2参加反应，转移电子的物质的量为4mol21\n答案 B解析 本题切入点是元素化合价，可综合运用电荷守恒、得失电子守恒和原子守恒等。Y为化合物，由电荷守恒知，a＝4，A项正确。由2S2O―→S4O，失去2mol电子，O2―→2O2－，得到4mol电子，说明只有2Fe2＋―→2Fe3＋，失去2mol电子，再由原子守恒知，Y为四氧化三铁，B项错误；在反应中S2O中硫元素的化合价升高，C项正确；1mol氧气参加反应转移4mol电子，D项正确。6．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为血红色，则下列叙述不正确的是( )A．原溶液中的Br－不一定被氧化B．通入氯气之后原溶液中的Fe2＋一定被氧化C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生黄色沉淀答案 D7．根据下列反应，可以判断有关物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )①Cl2＋2KI===2KCl＋I2②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2④H2S＋I2===S↓＋2HIA．H2S>I2>Fe3＋>Cl2B．Cl2>Fe3＋>I2>SC．Fe3＋>Cl2>H2S>I2D．Cl2>I2>Fe3＋>H2S答案 B解析 由反应①可知氧化性：Cl2>I2，由反应②可知氧化性：Cl2>Fe3＋，由反应③可知氧化性：Fe3＋>I2，由反应④可知氧化性：I2>S，则氧化性：Cl2>Fe3＋>I2>S。8．铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族，其价态为＋3时较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液，向其中依次滴加下列溶液，对应的现象如表所示：加入溶液①适量铋酸钠溶液②过量的双氧水③适量KI淀粉溶液实验现象溶液呈紫红色紫红色消失，产生气泡溶液变成蓝色则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为( )A．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3B．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2D．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2答案 C解析 依题意：①NaBiO3能将MnSO4中的Mn2＋氧化成MnO，溶液由无色变成紫红色，说明NaBiO3的氧化性强于KMnO4的；②MnO能将H2O2氧化成O2，说明KMnO421\n的氧化性强于H2O2的；③H2O2能将KI氧化成I2，I2遇淀粉溶液显蓝色，说明H2O2的氧化性强于I2的。9．氯酸是一种强酸，浓度超过40%时会发生分解，该反应可表示为aHClO3―→bO2↑＋cCl2↑＋dHClO4＋eH2O，下列有关说法不正确的是( )A．由反应可确定氧化性：HClO3>O2B．由非金属性Cl>S，可推知酸性HClO3>H2SO4C．若氯酸分解所得1mol混合气体的质量为45g，则反应方程式可表示为3HClO3===2O2↑＋Cl2↑＋HClO4＋H2OD．若化学计量数a＝8，b＝3，则生成3molO2时转移20mol电子答案 B解析 根据非金属性只能比较最高价含氧酸的酸性强弱，故B错误。10．制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，在反应中( )A．氢元素被氧化，碳元素被还原B．HCN是氧化剂，CaCO3是还原剂C．CaCN2是氧化产物，H2为还原产物D．CO为氧化产物，H2为还原产物答案 C解析 该题的最关键的一点是分析各元素的化合价变化，难点是碳元素在HCN和CaCN2中的化合价，从反应物CaCO3到生成物CO2，碳的化合价均为＋4价，没有改变，再从生成物H2分析发现氢的化合价降低，显然HCN中H得电子，HCN是氧化剂，而CaCO3中的各元素化合价均无变化，则还原剂也必是HCN，其中的碳元素一定被氧化，在HCN中碳为＋2价，CO中的碳也为＋2价，则CaCN2中的碳为＋4价，故CaCN2为氧化产物。11．取一定量的酸性KMnO4溶液依次进行下列实验，有关现象记录如下：①滴加适量H2O2，紫红色褪去，并有气泡产生；②再加入适量的PbO2固体，固体溶解，溶液又变为紫红色；③最后通入足量的SO2气体。请回答下列问题：(1)KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为________________________；(2)实验③中的现象为_________________________________________________；(3)实验①、②中反应的离子方程式分别是______________________________、______________________________。答案 (1)PbO2>KMnO4>H2O2(2)溶液紫红色褪去，有白色沉淀生成(3)2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O 5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋===5Pb2＋＋2MnO＋2H2O解析 实验①说明H2O2能被MnO氧化，氧化性：KMnO4>H2O2；实验②说明Mn2＋能与PbO2反应生成MnO，氧化性：PbO2>KMnO4。实验③中SO2还原性较强，能使酸性KMnO421\n褪色，SO2被氧化为H2SO4，H2SO4和Pb2＋反应生成PbSO4白色沉淀。12．消毒剂在生产生活中有极其重要的作用，开发具有广谱、高效、低毒的杀菌剂和消毒剂是今后发展的趋势。(1)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl－)、O3(1molO3转化为1molO2和1molH2O)等物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是________(填序号)。A．Cl2B．H2O2C．ClO2D．O3(2)H2O2有时可作为矿业废液消毒剂，有“绿色氧化剂”的美称。如消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN)，经以下反应实现：KCN＋H2O＋H2O2===A＋NH3↑，则生成物A的化学式为________，H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是_________________。(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)。在该反应中，当有1molClO2生成时转移的电子个数约为____________。(4)“84”消毒液(主要成分是NaClO)和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)不能混用，原因是__________________________________(用离子方程式表示)。利用氯碱工业的产物可以生产“84”消毒液，写出有关反应的化学方程式：______________________________。答案 (1)C(2)KHCO3 H2O2是氧化剂，其产物是H2O，没有污染(3)6.02×1023(4)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O解析 (1)1molCl2(发生的反应为Cl2＋H2OHCl＋HClO)、H2O2、ClO2、O3分别消毒时，转移电子依次为1mol、1mol、5mol、2mol，等物质的量的上述物质反应，ClO2转移的电子数最多，消毒效率最高。(2)根据元素守恒原理，可知反应KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑中的A为KHCO3。在反应中，H2O2是氧化剂，其产物H2O没有污染性。(3)该反应是歧化反应，HClO2中＋3价的氯元素一部分升高到ClO2中的＋4价，一部分降低到－1价。当有1molClO2生成时，反应中转移1mol电子，即转移的电子数约为6.02×1023。(4)ClO－与浓盐酸中的Cl－会发生反应生成有毒的Cl2。氯碱工业的产物是NaOH、H2和Cl2，NaOH溶液和Cl2反应可以得到含有NaClO的溶液。13．NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I2＋2NaI＋2H2O。(1)上述反应中氧化剂是________。(2)根据上述反应，鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有：①水、②淀粉碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，你认为必须选用的物质有________(填序号)。(3)某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是________。A．NaClB．NH4ClC．HNO3D．浓H2SO421\n答案 (1)NaNO2(2)①②⑤(3)B解析 (1)NaNO2中N元素的化合价降低，作氧化剂。(2)根据上述反应，NaNO2在酸性溶液中，能将I－氧化成I2，I2遇淀粉变蓝色，故必须选用的物质有①②⑤。(3)根据氧化还原反应知识，所选试剂充当还原剂，题给选项中只有NH4Cl能与NaNO2反应转化为不引起二次污染的N2，故选B。14．高锰酸钾在不同的条件下发生的反应如下：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2OMnO＋3e－＋2H2O===MnO2↓＋4OH－MnO＋e－===MnO(溶液呈绿色)(1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的________影响。(2)将SO2通入高锰酸钾溶液中，发生还原反应的离子反应过程为________―→________。(3)将PbO2投入到酸性MnSO4溶液中搅拌，溶液变为紫红色。下列说法正确的是________(填序号)。a．氧化性：PbO2>KMnO4b．还原性：PbO2>KMnO4c．该反应可以用盐酸酸化答案 (1)酸碱性 (2)MnO Mn2＋ (3)a解析 氧化还原反应是化学中的一种重要反应类型，物质的氧化性、还原性强弱比较和氧化还原反应方程式的配平都是重要的考查点。(1)MnO在酸性条件下被还原成Mn2＋，在中性条件下被还原成MnO2，在碱性条件下被还原成MnO，因此高锰酸根离子被还原的产物受溶液的酸碱性影响；(2)SO2溶于水生成H2SO3，呈酸性，高锰酸根离子被还原的产物应为Mn2＋；(3)酸性条件下PbO2将MnSO4氧化成紫红色MnO，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的，可知a正确，盐酸具有酸性且Cl－具有还原性，PbO2能将Cl－氧化，c错误。15．已知将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。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：(1)该反应中，化合价升高的反应物是__________，化合价没有发生变化的反应物是________。(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(不需配平)_________________________________________________________。(3)上述反应中，氧化剂是__________，1mol氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________mol电子。(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色。说出NaBiO3的一个性质：________________________________________________________________________。21\n答案 (1)KCl H2SO4(2)KMnO4＋KCl＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋H2O (3)KMnO4 得到 5(4)NaBiO3具有强氧化性(比KMnO4氧化性强)解析 (1)反应原理为在酸性条件下，KMnO4将Cl－氧化为Cl2，自身被还原。(2)由(1)可知反应物为KMnO4、KCl、H2SO4，其余四种物质为生成物。(4)溶液又变紫红色，说明NaBiO3将Mn2＋氧化成了MnO，因而说明NaBiO3的氧化性比KMnO4强。21
