2019-2020年高考化学一轮复习 第二章 第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律.doc

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2019-2020年高考化学一轮复习 第二章 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　基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念 1．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。 2．归纳总结氧化还原反应的概念 (1)氧化还原反应的特征及本质 ①特征：有元素的化合价变化； ②本质：有电子的转移(得失或偏移)。 (2)氧化剂：在氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的反应物(即所含元素的化合价降低)。 (3)还原剂：在氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的反应物(即所含元素的化合价升高)。 (4)还原产物：氧化剂得到电子后生成的对应产物。 (5)氧化产物：还原剂失去电子后生成的对应产物。 3．基于双线桥理解氧化还原反应的概念之间的关系 概括为升失氧、降得还，剂性一致、其他相反 深度思考 1．正误判断，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)√ 2．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④⑤；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③④⑤。 题组一　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 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______________。 ①Cu2S＋O22Cu＋SO2 ②3O22O3 ③Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 ④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ⑤CaCO3CaO＋CO2↑ ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑ ⑦SO3＋H2O===H2SO4 ⑧2Fe＋3Cl22FeCl3 ⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O ⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑ ⑪IBr＋H2O===HIO＋HBr 答案　①③④⑥⑧⑩　⑦⑧　⑤⑥　①④　⑨⑪ 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示： 题组二　双线桥法在氧化还原反应中的应用 2．三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应：3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF，下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．NF3是氧化剂，H2O是还原剂 B．HF是还原产物 C．还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶1 D．NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体 答案　D 3．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)(双选)(　　) A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B．NaBH4是还原剂，H2O是氧化剂 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　BD 4．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 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＋6 Li2NH　N－3　LiNH2　N－3　AlN　N－3 Na2S2O3　S＋2　MO　M＋5　C2O　C＋3 HCN　C＋2　N－3　CuH　Cu＋1　H－1 FeO　Fe＋(8－n)　Si3N4　Si＋4　N－3考点二　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)根据反应条件和产物价态高低进行判断 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，如：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。 当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，则氧化性Cl2＞S。 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溶液无氧化性；再如HNO3、KNO3溶液中，氮元素均为＋5价，但HNO3溶液有强氧化性，而KNO3溶液无氧化性。 2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“” (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(　　) 答案　(1)√　(2)　(3) 解析　(1)强氧化剂与强还原剂发生反应需要一定的条件，如H2和O2发生反应需要点燃或光照。 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：①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋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＋4FeI3 B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 C．Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．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－，而不应先氧化Fe2＋。 4．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是(　　) A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋ 答案　C 解析　A项，还原性SO2＞Fe2＋，符合题意；B项，还原性SO2＞I－，符合题意；C项，还原性H2O2＞SO2，与题意矛盾；D项，还原性H2O2＞Fe2＋，符合题意。 熟记三条强弱顺序 1．常见的氧化性、还原性顺序 氧化性：KMnO4>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>稀H2SO4>S 还原性：Mn2＋Fe3＋ 2．金属原子与相应阳离子 3．非金属原子与相应阴离子 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　⑤Cl2和NaOH溶液　⑥Fe和HNO3溶液　⑦Fe和H2SO4溶液　⑧Na和O2 (1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是 ________________________________________________________________________。 (2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是 ________________________________________________________________________。 (3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。 答案　(1)①③⑥⑦　(2)⑤⑥⑦⑧　(3)②④ 解析　⑥Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。 6．(1)100 mL 12 molL－1的浓盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气的物质的量小于0.3 mol，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0.3 mol，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。 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：酸性条件：2MnO＋6H＋＋5SO===2Mn2＋＋5SO＋3H2O 中性条件：2MnO＋H2O＋3SO===2MnO2＋3SO＋2OH－ 碱性条件：2MnO＋2OH－＋SO===2MnO＋SO＋H2O 其氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性) 考点三　氧化还原反应三条规律的应用 1．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。简记为“两相靠，不相交”。 例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是 注：⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。 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．正误判断，正确的划“√”，错误的划“” (1)向浓H2SO4中通入H2S气体，1 mol浓硫酸转移电子数可能是6NA，也可能是2NA(√) 解析　H2SO4(浓)＋3H2S===4S↓＋4H2O H2SO4(浓)＋H2S===SO2↑＋S↓＋2H2O 前一反应中1 mol浓H2SO4转移6NA电子，后一反应中转移2NA电子。 (2)1 mol Cl2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，1 mol Cl2和Ca(OH)2反应，转移电子数应为NA。 (3)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应，转移电子数为6NA() 解析　 所以转移电子数应为5NA。 题组一　先后规律的应用 1．现有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4＋16HCl(浓)===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．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．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．向含有a mol FeBr2的溶液中通入x mol Cl2。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将Fe2＋完全氧化后，又能氧化0.2a mol的Br－，故B项错误；x＝a时，Cl2氧化Fe2＋后又能氧化a mol的Br－，C项正确；x＝1.5a时，Cl2能将Fe2＋、Br－完全氧化，D项正确。 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＋NaCl ②Q＋H2OX＋H2 ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋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、Y C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X 答案　A 解析　由①得出Q中价态高于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．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(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ关系比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是(　　) A．＋1 B．＋3 C．＋5 D．＋7 答案　C 解析　反应Cl2＋KOH―→KX＋KY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯分别显正价和－1价；由于KX也发生歧化反应KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低是：Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及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时，b＝7符合题意。则KX中Cl的化合价为＋5。 探究高考　明确考向 1．(广东高考组合题)下列判断正确的是(　　) A．因为Fe3＋具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋(xx广东理综，10B) B．工业上利用合成氨实现人工固氮不涉及氧化还原反应(xx广东理综，10C) C．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂不涉及氧化还原反应(xx广东理综，10A) D．实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3不涉及氧化还原反应 (xx广东理综，10D) 答案　D 解析　A项，Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3显血红色，与Fe3＋的氧化性无关；B项，工业上合成氨化合价发生变化，涉及氧化还原反应；C项，Na2O2与CO2或H2O均发生氧化还原反应。 2．(高考组合题)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(xx天津理综，1A) ②NO2溶于水时发生氧化还原反应(xx天津理综，2C) ③1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA(xx福建理综，7C) ④阴离子都只有还原性(xx北京理综，8B) ⑤BaSO3和H2O2的反应为氧化还原反应 A．①②⑤ B．②③⑤ C．③④⑤ D．①④⑤ 答案　A 解析　③Cl2和NaOH的反应，1 mol Cl2转移1 mol电子；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．(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(xx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(xx山东理综，13C改编) ③化合反应均为氧化还原反应(xx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(xx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(xx山东理综，12C) A．①②不正确，③④⑤正确 B．①②③④正确，⑤不正确 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与稀HNO3的反应不是置换反应。 4．[xx天津理综，7(5)]P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是________。 a．NH3 b．HI c．SO2 d．CO2 答案　b 解析　P2O5属于酸性氧化物，不能用来干燥碱性气体，浓硫酸不能干燥碱性气体和还原性气体，所以NH3既不能用P2O5干燥，也不能用浓硫酸干燥。HI属于还原性气体，不能用浓硫酸干燥，但可以用P2O5干燥。SO2、CO2既能用P2O5干燥，也能用浓硫酸干燥。 5．[xx安徽理综，25(4)]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_____________________________。 答案　 ===2ClO2＋2Cl－(合理即可) 解析　Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2，ClO被氧化为ClO2，而Cl2被还原为Cl－，根据氧化还原反应中元素化合价升降相等可得离子方程式为2ClO2＋Cl2===2ClO2＋2Cl－。 6．(xx上海，18改编)汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3―→K2O＋5Na2O＋16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75 mol，则下列判断正确的是 (　　) A．生成40.0 L N2(标准状况) B．有0.250 mol KNO3被氧化 C．转移电子的物质的量为1.25 mol D．被还原的N原子的物质的量为3.75 mol 答案　C 解析　根据反应方程式可知，每当生成16 mol N2，则氧化产物比还原产物多14 mol。转移电子的物质的量为10 mol，被氧化的N原子的物质的量为30 mol，有2 mol KNO3被还原，现氧化产物比还原产物多1.75 mol，则生成2 mol N2，转移电子的物质的量为1.25 mol，被氧化的N原子的物质的量为3.75 mol，因此，C正确，A、B、D错误。 7．(xx上海，16)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的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是(　　) A．2　4　3　2　2　6 B．0　2　1　0　1　2 C．2　0　1　2　0　2 D．2　2　2　2　1　4 答案　B 解析　Cl2先氧化Fe2＋。A项，Cl2过量；C项，Cl2少量；D项，FeBr2和Cl2等量。 8．(xx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0.1 mol H2O放出2.24 L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0.1 mol H2O会生成0.1 mol H2，若为标准状况，则H2的体积为2.24 L，题中未说明状况，则体积数值不能确定，D项错误。 9．(xx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＋H2LiNH2＋LiH，下列有关说法正确的是(　　) A．Li2NH中N的化合价是－1 B．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＋H2LiNH2＋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。 10．[xx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)。 (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＋＋I2 S2O＋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＋2128＋4＋2＋16O2 Cu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＋。 练出高分 一、单项选择题 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．失电子难的原子，获得电子的能力一定强 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　在反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O中，氯元素既被氧化，又被还原，A项错；稀有气体元素稳定性强，既不易得电子也不易失电子，C项错；同素异形体间的反应，如2O3===3O2属于非氧化还原反应，D项错。 2．下列实验中，颜色的变化与氧化还原反应有关的是(　　) A．往紫色石蕊溶液中加入盐酸，溶液变红 B．饱和FeCl3溶液在沸水中变成红褐色胶体 C．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的沉淀由白色变成灰绿色，最后变成红褐色 D．SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色 答案　C 解析　向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，首先得到白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速与空气中的O2发生氧化还原反应得到红褐色的Fe(OH)3。 3．在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，振荡后溶液变蓝，再加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断错误的是(　　) A．氧化性：ClO－>SO>I2 B．漂粉精溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝 C．ClO－与I－在碱性条件下可以发生氧化还原反应 D．向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液，氯水褪色 答案　A 解析　反应原理为 2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－ I2＋SO＋H2O===2I－＋SO＋2H＋ 所以氧化性ClO－>I2>SO，A项错误。 4．常温下，在下列溶液中发生如下反应： ①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O ②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－ ③2B－＋Z2===B2＋2Z－ 由此判断下列说法正确的是(　　) A．反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－不能进行 B．Z元素在①③反应中均被氧化 C．氧化性由弱到强的顺序是XO、Z2、B2、A3＋ D．还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋ 答案　D 解析　A项，由②、③可知氧化性Z2＞A3＋，所以反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－能进行，错误；B项，Z元素在①反应中被氧化，在③反应中被还原，错误；C项，氧化性由强到弱的顺序是XO、Z2、B2、A3＋，错误；D项，还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋，正确。 5．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应：3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O＋2H2O，有关说法正确的是(　　) A．每转移1.5 mol电子，有1.125 mol Fe2＋被氧化 B．x＝2 C．Fe2＋、S2O都是还原剂 D．每生成1 mol Fe3O4，反应中转移电子2 mol 答案　C 解析　该反应中转移电子为4 mol，此时有2 mol Fe2＋被氧化，所以每转移1.5 mol电子，有1.5＝0.75 mol Fe2＋被氧化，A项错误；B项，根据H元素守恒，x应等于4，错误；C项，Fe2＋、S2O中化合价均升高，都是还原剂，正确。 6．在铜的冶炼过程中有如下反应发生 5FeS2＋14CuSO4＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4 关于此反应，下列说法正确的是(　　) A．Cu2S既是氧化产物，又是还原产物 B．5 mol FeS2发生反应，有10 mol电子转移 C．FeS2只作还原剂 D．产物中的SO有一部分是氧化产物 答案　D 解析 根据以上分析，A项，Cu2S仅是还原产物；B项，应有21 mol电子转移；C项，FeS2既是氧化剂，又是还原剂。 7．向FeI2和FeBr2物质的量之比为1∶1的混合溶液中逐滴滴入氯水，下列离子反应不可能发生的是(　　) A．2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－ B．2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－ C．2Fe2＋＋2I－＋2Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋I2＋Br2＋6Cl－ D．2Fe2＋＋4I－＋4Br－＋5Cl2===2Fe3＋＋2I2＋2Br2＋10Cl－ 答案　D 解析　Fe2＋、I－、Br－还原性顺序为I－>Fe2＋>Br－。A项，属于只氧化FeI2的情况；B项，属于I－、Fe2＋全部被氧化的情况；C项，属于FeI2、FeBr2(1∶1)全部被氧化的情况；D项，不符合n(FeI2)∶n(FeBr2)＝1∶1的情况。 三、非选择题 8．KClO3与浓盐酸发生如下反应：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，有关该反应，下列说法不正确的是(　　) A．被氧化的元素和被还原的元素的质量之比为1∶5 B．Cl2既是氧化产物，又是还原产物 C．盐酸既体现酸性，又体现还原性 D．转移5 mol电子时，产生67.2 L的Cl2 答案　AD 解析 KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl得5e－失5e－2↑＋3H2O D项，没有指明气体所处的状况。 9．关于反应Zn＋2HNO3＋NH4NO3===N2↑＋3H2O＋Zn(NO3)2，下列判断正确的是(　　) A．生成1 mol N2，电子转移总数为3NA B．生成1 mol N2，电子转移总数为5NA C．溶解1 mol Zn，电子转移总数为2NA D．溶解1 mol Zn，电子转移总数为5NA 答案　BD 解析　 据上分析，生成1 mol N2或溶解1 mol Zn，应转移电子5NA。 10．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效、多功能的水处理剂。湿法制备的离子反应方程式：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O；干法制备化学反应方程式：2FeSO4＋4Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2SO4。有关分析错误的是(　　) A．等物质的量Na2FeO4氧化能力优于次氯酸钠 B．湿法中氢氧化铁被氧化 C．干法中每生成1 mol Na2FeO4转移3 mol电子 D．次氯酸钠的氧化性小于高铁酸钠 答案　CD 解析　A项，1 mol Na2FeO4作氧化剂得3 mol电子，而1 mol NaClO作氧化剂得2 mol电子，所以等物质的量时，氧化能力Na2FeO4>NaClO；C项，干法中每生成1 mol Na2FeO4，应转移4 mol电子；D项，湿法制备中可以看出氧化性NaClO>Na2FeO4。 三、非选择题 11．(1)铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题： ①黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2＋8O26SO2＋Fe3O4，氧化产物为________，若有3 mol FeS2参加反应，转移________mol电子。 ②与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，其原理为__________(用离子方程式表示)。 ③FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为______________________。 (2)已知：S2O有较强的还原性，实验室可用I－测定K2S2O8样品的纯度，反应方程式为 S2O＋2I－===2SO＋I2① I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O② S2O、S4O、I2氧化性强弱顺序：_____________________________________。 (3)已知溶液中，还原性为HSO>I－，氧化性为IO>I2>SO。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入的KIO3和析出的I2的物质的量的关系曲线如图所示。 ①a点处的还原产物是__________(填离子符号)； b点→c点反应的离子方程式是______________________________________________。 ②当溶液中的I－为0.5 mol时，加入的KIO3可能是________ mol。 答案　(1)①SO2、Fe3O4　32 ②Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋ ③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 (2)S2O>I2>S4O (3)①I－　IO＋6H＋＋5I－===3H2O＋3I2 ②0.5或1.1 解析　(1)①根据O2计算转移电子数，若有3 mol FeS2参加反应，则有8 mol O2得电子，应转移32 mol电子。 ③氧化性Fe3＋>I2，所以FeCl3与HI反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 (2)根据氧化剂氧化性大于氧化产物氧化性可以判断氧化性S2O>I2>S4O。 (3)反应原理为IO＋3HSO===I－＋3SO＋3H＋，IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H3O。 ①a点IO被还原成I－。 ②a.当有1.5 mol HSO反应时， IO　　＋　　3HSO===I－＋3SO＋3H＋ 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 此时加入KIO3为0.5 mol； b．IO　　＋　　3HSO===I－＋3SO＋3H＋ 1 mol 3 mol 1 mol 5I－　　＋　　　IO＋6H＋===3I2＋3H2O 1 mol－0.5 mol 0.1 mol ＝0.5 mol 加入的KIO3为1.1 mol。 12．实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应，生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体。 请回答下列问题： (1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是________________________________。 (2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________________。生成0.1 mol还原产物时转移电子__________个。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是__________________________________。 (3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq，硫酸酸化)反应生成Mn2＋和CO2。若取用软锰矿制得的KMnO4产品 0.165 g，能与0.335 g Na2C2O4恰好完全反应(假设杂质均不能参与反应)，该产品中KMnO4的纯度为____________。 答案　(1)6KOH＋KClO3＋3MnO23K2MnO4＋KCl＋3H2O (2)1∶2　0.2NA(或1.2041022)　KMnO4＞K2MnO4＞MnO2 (3)95.8% 解析　(1)利用电子守恒配平6KOH＋KClO3＋3MnO23K2MnO4＋KCl＋3H2O。(2)3MnO＋4H＋===MnO2＋2MnO＋2H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，由上述方程式可知氧化性KMnO4＞K2MnO4＞MnO2。(3)设KMnO4的纯度为x，根据得失电子守恒得5＝21 解得：x≈0.958。 13．高锰酸钾是一种典型的强氧化剂。 完成下列填空： Ⅰ.在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时，发生的反应如下： ①MnO＋Cu2S＋H＋―→Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平) ②MnO＋CuS＋H＋―→Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平) (1)下列关于反应①的说法中错误的是________(填字母序号)。 a．被氧化的元素是Cu和S b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5 c．生成2.24 L(标况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8 mol d．还原性的强弱关系是：Mn2＋＞Cu2S (2)标出反应②中电子转移的方向和数目：MnO＋CuS Ⅱ.在稀硫酸中，MnO和H2O2也能发生氧化还原反应 氧化反应：H2O2－2e－===2H＋＋O2↑ 还原反应：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O (3)反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应，转移电子的个数为________。由上述反应得出的物质氧化性强弱的结论是________＞________(填写化学式)。 (4)已知：2KMnO4＋7H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋6O2↑＋10H2O，则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是________ mol。 答案　(1)d　(2) (3)NA(或6.021023)　KMnO4＞O2(或H2O2) (4)2.5 解析　(1)①中，a项铜元素的化合价由＋1价升到＋2价，硫元素的化合价由－2价升到＋4价，均被氧化，正确；b项，设氧化剂的物质的量为x，还原剂的物质的量为y，则5x＝(2＋6)y，＝，正确；c项，根据b项，当生成5 mol SO2时，转移电子40 mol，所以当有0.1 mol SO2生成时，转移电子0.8 mol，正确；d项，根据方程式可知还原性Cu2S＞Mn2＋，错误。(2)由②可得，锰元素化合价由＋7价降到＋2价，硫元素化合价由－2价升到＋4价，根据得失 电子守恒得 。(3)由H2O2－2e－===2H＋＋O2↑得，当有0.5 mol H2O2参加此反 应，转移电子个数为NA，在该反应中，MnO是氧化剂，H2O2是还原剂，所以，氧化性KMnO4＞O2(或H2O2)。(4)方程式可改写成2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O,2H2O2===2H2O＋O2↑，所以被1 mol KMnO4氧化的H2O2是2.5 mol。