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2022高考化学一轮复习教案：第2章 第7讲 氧化还原反应的规律及应用
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这是一份2022高考化学一轮复习教案：第2章 第7讲 氧化还原反应的规律及应用，共20页。
第7课时 关键能力——氧化还原反应的规律及应用
氧化还原反应是中学化学的核心理论，是从元素价态视角认识元素及其化合物性质的工具，氧化还原反应的规律(价态规律、强弱规律、先后规律、守恒规律)在解决氧化还原反应实际问题的应用中，起着举足轻重的作用。高考试题在化学工艺流程或实验综合题中考查了氧化还原反应的规律及应用，要求考生阅读并获取有关信息，识别有效证据、处理转化数据，并分析实验数据，要求考生利用氧化还原反应中“守恒规律”处理实验数据，解决相关实际问题。氧化还原反应的规律及应用体现《中国高考评价体系》中对理解与辨析、分析与推测、归纳与论证、探究与创新等关键能力的要求。
氧化还原反应中存在诸多规律，如强弱规律、转化规律、先后规律、守恒规律等，复习过程中，理解并应用这些规律分析问题是学好氧化还原反应知识的关键。
考向1
强弱规律及应用(分析与推测能力)
物质的氧化性(或还原性)的强弱与得失电子的难易程度有关，与得失电子的数目无关，但外界因素(如反应条件、反应物浓度、酸碱性等)也影响物质的氧化性(或还原性)。例如，NO在酸性条件下具有强氧化性，但在中性或碱性条件几乎不表现氧化性。要求考生根据对问题情境的分析，运用抽象与联想、归纳与概括等思维方法来组织、调动相关的知识与能力，结合具体实例判断物质的氧化性(或还原性)的强弱，或根据物质的氧化物(或还原性)的强弱，推测化学反应能否发生。
角度1 判断物质氧化性、还原性的强弱
(1)根据氧化还原反应原理判断(主要)
一般情况，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
(2)根据元素周期表和金属活动顺序表判断
①根据元素周期表判断
同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。
同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。
②根据金属活动顺序表判断
(3)根据产物中元素价态的高低判断
①相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：
②相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：
(4)根据电化学知识判断
①利用原电池判断：一般情况，原电池中金属电极的还原性：负极>正极。
②利用电解池判断：阴极上优先放电阳离子的氧化性强，对应单质的还原性弱。
(5)根据外界条件判断
①浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。例如，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。例如，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。例如，NO在碱性、中性条件下，几乎不表现氧化性，但在酸性条件下表现氧化性，且酸性越强，其氧化性也越强。
(2021·辽宁沈阳检测)现有下列反应：
①Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O；
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；
③2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；
④2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。
下列有关性质的比较中正确的是( )
A．氧化性：Cr2O> Cl2> Fe3＋
B．氧化性：Cl2> Br2> Cr2O
C．还原性：SO2
A [根据氧化还原反应中“性质强弱规律”判断，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物。①氧化性：Cr2O> Cl2，还原性：Cl－>Cr3＋；②氧化性：Br2> Fe3＋，还原性：Fe2＋>Br－；③氧化性：Cl2> Br2，还原性：Br－>Cl－；④氧化性：Fe3＋>SO，还原性：SO2>Fe2＋，综上所述，氧化性：Cr2O> Cl2> Br2> Fe3＋>SO，还原性：SO2>Fe2＋> Br－> Cl－>Cr3＋，故正确答案为A。]
[强化1] (2021·广东深圳三校联考)已知下列反应：
反应Ⅰ：Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
反应Ⅱ：5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ中HCl是氧化剂
B．反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应
C．氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3
D．还原性：CoCl2>HCl>I2
C [反应Ⅰ中氯元素的化合价升高，则HCl为还原剂，A项错误；反应Ⅱ中氯元素的化合价降低，则Cl2发生还原反应，B项错误；由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，反应Ⅰ中氧化性：Co2O3>Cl2，反应Ⅱ中氧化性：Cl2>HIO3，则氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3，C项正确；由还原剂的还原性强于还原产物的还原性，反应Ⅰ中还原性：HCl>CoCl2，反应Ⅱ中还原性：I2>HCl，则还原性：I2>HCl>CoCl2，D项错误。]
角度2 判断氧化还原反应能否进行
若已知物质的氧化性(或还原性)的强弱，依据性质“强弱规律”可判断氧化还原反应能否进行，其根本依据是“氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物”。此类试题侧重考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力等，要求考生结合氧化还原反应中“强弱规律”及已知信息，判断氧化还原反应能否进行，充分体现了化学中物质观、反应观、变化观等思想观念。
(2021·黑龙江哈师大附中检测)常温下，在溶液中可能发生以下反应：
①H＋＋Z－＋XO―→X2＋＋Z2＋H2O(未配平)
②2M2＋＋R2===2M3＋＋2R－
③2R－＋Z2===R2＋2Z－
由此判断下列说法正确的是( )
A．常温下反应2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－不可以自发进行
B．R元素在反应②中被氧化，在反应③中被还原
C．反应①配平后，H2O的化学计量数为8
D．还原性强弱顺序为H＋＞Z－＞R－＞M2＋
C [根据题给三个反应可得氧化性：XO>Z2> R2>M3＋，则Z2可氧化M2＋生成M3＋，A项错误；②中R元素化合价降低被还原，③中R元素化合价升高氧化，B项错误；反应①配平可得：16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O，C项正确；根据还原剂的还原性强于还原产物，由题给反应可得还原性：M2＋>R－>Z－>X2＋，D项错误。]
[强化2] (2021·北京四中检测)已知还原性：Cl－
B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
C．H2O2＋2H＋＋SO===SO2＋O2＋2H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
C [假设四个选项中反应均能进行，根据氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物。A项中，还原性：SO2＞Fe2＋，则Fe3＋与SO2可发生反应，正确；B项中，还原性：SO2＞I－，则I2和SO2可发生反应，正确；C项中，还原性：H2O2>SO2，与题给信息不符合，该反应不能发生，错误；D项中，还原性：I－＞Fe2＋，则Fe3＋可与I－反应生成Fe2＋和I2，正确。]
考向2
转化规律及应用(理解与辨析能力)
在某些氧化还原反应中，被氧化的元素与被还原的元素是同一种元素(如氯、硫、氮等)，由于这些元素有多种化合价，在发生转化时可能发生“价态归中反应”或“歧化反应”，掌握这些转化规律，可以判断反应能否发生、确定反应中转移电子数目等。氧化还原反应的“转化规律”大多出现在阿伏加德罗常数问题中，推测反应中转移电子的数目，侧重考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力等，要求考生掌握基础知识，获取有关信息，在判断物质结构的基础上，分析物质的性质及反应结果，结合元素化合价的变化，确定反应中转移电子数目。
角度3 “价态归中”规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时，该元素的价态变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，即“价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢”。例如：
不会出现⑤中H2S和H2SO4反应，H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况，应为：
H2SO4(浓)＋H2S===S失2e－↓＋S得2e－O2↑＋2H2O。
(2021·原创题)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )
A．用浓盐酸分别与MnO2、KClO3反应制备1 mol氯气，转移的电子数均为2NA
B．在反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中，断裂2 mol H—S键时，转移电子数目为2NA
C．标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA
D．NH3与NO反应生成1 mol N2时，转移电子的数目为3NA
B [浓盐酸与KClO3发生反应：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，KClO3中Cl由＋5价降低到0价，生成3 mol Cl2时转移5 mol 电子，则生成1 mol Cl2转移电子数为NA，A项错误。1个H2S分子含有2个H—S键，断裂2 mol H—S键时，消耗1 mol H2S同时生成1.5 mol S，则转移电子数目为2NA，B项正确。标准状况下6.72 L NO2的物质的量为0.3 mol，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则转移的电子数目为0.2NA，C项错误。NH3与NO反应生成N2和H2O的反应为4NH3＋6NO===5N2＋6H2O，N由－3价和＋2价变为0价，生成5 mol N2时转移12 mol电子，故生成1 mol N2时，转移电子的数目为2.4NA，D项错误。]
[强化3] (2021·山东济南检测)K35ClO3晶体与含有H37Cl的浓盐酸反应生成Cl2，化学方程式为KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，该反应生成氯气的摩尔质量为( )
A．74 g·mol－1 B．73.3 g·mol－1
C．72 g·mol－1 D．70 g·mol－1
B [该反应中化合价发生变化的只有Cl，根据同种元素不同价态的“归中反应”规律，利用“双线桥法”分析如下：
据此可知，若生成3 mol Cl2，有5 mol 氯原子来自于H37Cl 的37Cl，有1 mol 氯原子来自于K35ClO3的35Cl，根据摩尔质量的定义可得，氯气的摩尔质量为 (g·mol－1)≈73.3(g·mol－1)。]
角度4 “歧化反应”规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，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反应物中该元素价态高，或都比反应物中该元素价态低。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”，例如，
(经典题)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
A [根据氧化还原反应中“歧化反应”及“归中反应”规律，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。]
[强化4] (经典题)在一定条件下，Cl2与KOH溶液发生反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O(未配平), KX发生反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ的化学计量数之比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是( )
A．＋1价 B．＋3价
C．＋5价 D．＋7价
C [根据题意可知，KX、KY中的氯元素分别显正价和－1价；根据反应KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，KZ中Cl化合价＞KX中Cl化合价(均为正价)。假设KX中Cl为＋x价，KZ中Cl的化合价为＋y价，依据化合价升降总数相等及KX―→KY＋3KZ，有x＋1＝3(y－x)，将x＝1、x＝3、x＝5分别代入上式讨论，可知x＝5，y＝7符合题意，则KX中Cl的化合价为＋5价。]
考向3
先后规律及应用(分析与推测能力)
当一种氧化剂与多种还原剂(或一种还原剂与多种氧化剂)反应时，若氧化剂(或还原剂)的量不足，要考虑还原剂的还原性(或氧化剂的氧化性)强弱，判断物质发生反应的先后顺序。此规律常用于分析常见元素及其化合物的性质与转化，体现氧化还原反应在元素及其化合物学习中的重要作用，考查考生运用知识、规律、能力和素养解决实际问题的能力，让考生充分感受到课堂所学内容中蕴含的应用价值，体现了在核心价值引领下对知识的交叉、能力的复合、素养的融合的全方位考查。
角度5 同种氧化剂与多种还原剂的反应
在浓度相差不大的溶液中，若同时含有多种还原剂，加入氧化剂时，将按照物质的还原性由强到弱的顺序依次发生反应。例如，在FeBr2和FeI2混合液中通入Cl2时，由于还原性：I－＞Fe2＋＞Br－，故被Cl2氧化的离子的先后顺序为I－、Fe2＋、Br－。
(2021·安徽六校教学研究会联考)已知还原性：SO>I－。向含a mol KI和a mol K2SO3的混合液中通入b mol Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是( )
A．当a≥b时，发生的离子反应为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－
B．当5a＝4b时，发生的离子反应为4SO＋2I－＋5Cl2＋4H2O===4SO＋I2＋8H＋＋10Cl－
C．当a≤b≤a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为a mol≤n(e－)≤3a mol
D．当a
C [由于还原性：SO>I－，向含KI和K2SO3的混合液中通入Cl2时，要先氧化SO后氧化I－，反应分阶段进行：①SO＋Cl2＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－，②Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。a mol K2SO3完全反应时消耗a mol Cl2，而a mol KI完全被氧化成I2则需要a mol Cl2。当a≥b时，Cl2量不足只有SO被氧化，只发生反应①，A项正确。当5a＝4b时(即a＝b)，a mol SO完全反应时消耗b mol Cl2，剩余b mol Cl2将氧化b mol I－，则参与反应的SO、I－和Cl2的物质的量之比为b mol∶b mol∶b mol＝4∶2∶5，故离子方程式为4SO＋2I－＋5Cl2＋4H2O===4SO＋I2＋8H＋＋10Cl－，B项正确。当b＝a时，a mol KI和a mol K2SO3均完全被氧化，此时转移电子为a mol＋2a mol＝3a mol；当b＝a时，只有a mol K2SO3完全被氧化，此时转移电子为2a mol，因此当a≤b≤a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为2a mol≤n(e－)≤3a mol，C项错误。当a
[强化5] (2021·山东德州检测)向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示，则下列有关说法中不正确的是( )
A．曲线d代表溶液中Br－变化情况
B．原溶液中FeI2的物质的量为2 mol
C．原溶液中n(Fe2＋)∶n(Br－)＝2∶3
D．当通入2 mol Cl2时，溶液中离子反应为2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===I2＋2Fe3＋＋4Cl－
B [因还原性：I－＞Fe2＋＞Br－，故通入氯气时，被氯气氧化的顺序依次是I－、Fe2＋、Br－。根据氧化还原反应发生的先后顺序，d代表Br－变化情况，A项正确；a代表的是I－的变化情况，n(I－)＝2 mol，则n(FeI2)＝1 mol，B项错误；b代表Fe2＋变化情况，n(Fe2＋)＝4 mol，d代表Br－变化情况，n(Br－)＝6 mol，两者物质的量比值为4∶6＝2∶3，C项正确；加入2 mol Cl2，I－全部被氧化，部分Fe2＋被氧化，因此离子反应为2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===I2＋2Fe3＋＋4Cl－，D项正确。]
角度6 同种还原剂与多种氧化剂的反应
在浓度相差不大的溶液中，若同时含有多种氧化剂，加入还原剂时，将按照物质的氧化性由强到弱的顺序依次发生反应。例如，向CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入铁粉，由于氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，Fe先与Fe3＋反应生成Fe2＋，剩余铁粉再与Cu2＋发生置换反应。
(上海卷)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
B [用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所得溶液中含有Fe2＋、Cu2＋，若FeCl3过量，还含有Fe3＋。由于氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉，先与Fe3＋发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，再与Cu2＋发生反应：Fe＋Cu2＋===Cu2＋＋Fe。若无固体剩余，则Fe3＋可能完全反应，也可能部分反应，因此无法判断是否有Fe3＋，A项错误；若固体存在，可能为Fe或Fe、Cu，无论哪种情况，溶液中一定有Fe2＋，B项正确；若溶液中有Cu2＋，则Cu2＋可能部分反应或没有反应，因此溶液中可能析出Cu，C项错误；无论是否析出Cu，溶液中一定有Fe2＋，D项错误。]
[强化6] (2021·天津静海六校联考)在硫酸铁溶液中，加入少量铜粉至完全溶解后，又加入一定量铁粉，充分反应后有残余固体，则下列判断正确的是( )
A．最后得到的溶液中只含Cu2＋
B．残余固体可能为铁、铜混合物
C．残余固体一定全部是铜
D．最后得到的溶液中含有Fe3＋
B [本题涉及的反应有：(1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。由于氧化性：Fe3＋>Cu2＋，则铁粉先和Fe3＋反应，再和Cu2＋反应，经分析存在几种情况：①加入铁粉过量，固体剩余铁、铜，溶液为FeSO4；②加入铁粉少量，固体剩余铜，溶液为FeSO4和CuSO4混合液；③加入铁粉恰好将溶液中Fe3＋与Cu2＋反应完，剩余固体铜，溶液为FeSO4。]
训练(十) 氧化还原反应的规律及应用
1．(2021·河南郑州一中检测)已知NH4CuSO3与足量的10 mol·L－1硫酸混合微热，产生下列现象：①有红色金属生成；②产生刺激性气味的气体；③溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是( )
A．反应中硫酸作氧化剂
B．NH4CuSO3中硫元素被氧化
C．刺激性气味的气体是氨气
D．1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子
D [①有红色金属生成，③溶液呈现蓝色，说明反应生成Cu和Cu2＋，Cu发生“歧化反应”，由＋1价变为0价和＋2价；②产生刺激性气味的气体，该气体应是SO与H＋生成的SO2，酸性溶液中不能产生NH3，硫酸只起到酸的作用，A、B、C项均错误。1 mol NH4CuSO3完全反应生成0.5 mol Cu和0.5 mol Cu2＋，反应转移0.5 mol电子，D项正确。]
2．(2021·安徽阜阳检测)已知：①16H＋＋10Z－＋2XO=== 2X2＋＋5Z2＋8H2O；②2A2＋＋B2 ===2A3＋＋2B－；③2B－＋Z2 ===B2＋2Z－。下列结论不正确的是( )
A．氧化性：XO＞B2＞A3＋
B．X2＋既有还原性，又有氧化性
C．还原性：Z－> A2＋
D．溶液中可发生：Z2＋2A2＋ ===2A3＋＋2Z－
C [反应①中，Z－为还原剂，XO为氧化剂，氧化产物为Z2，还原产物为X2＋，氧化性XO＞Z2，还原性Z－＞X2＋；反应②中，A2＋作还原剂，B2作氧化剂，氧化产物为A3＋，还原产物为B－，氧化性B2＞A3＋，还原性A2＋＞B－；反应③中，B－作还原剂，Z2做氧化剂，氧化产物为B2，还原产物为Z－，氧化性Z2＞B2，还原性B－＞Z－。综上分析，氧化性：XO＞Z2＞B2＞A3＋，A项正确。XO中X的化合价为＋7价，X所对应的单质中元素化合价为0价，X2＋中X的化合价处于中间价态，故X2＋既有还原性，又有氧化性，B项正确。由上述分析可知，还原性A2＋＞B－＞Z－＞X2＋，C项错误。根据氧化还原反应中氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，综合上述微粒的氧化性与还原性关系可判断，溶液中可发生：Z2＋2A2＋ === 2A3＋＋2Z－，D项正确。]
3．(2021·江苏南通调研)实验室制取少量N2常利用的反应是NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，关于该反应的说法正确的是( )
A．NaNO2是还原剂
B．生成1 mol N2时转移6 mol电子
C．NH4Cl中的N元素被氧化
D．N2既是氧化剂又是还原剂
C [NaNO2中N由＋3价降低到0价，NH4Cl中N由－3价升高到0价，则NaNO2是氧化剂，NH4Cl是还原剂，A项错误；由A项分析可知，生成1 mol N2时转移的电子为3 mol，B项错误；NH4Cl中N化合价升高，则N被氧化，C项正确；N2是反应产物，则N2既是氧化产物又是还原产物，D项错误。]
4．(2021·安徽蚌埠质检)氰氨化钙，俗称石灰氮，是一种高效的土壤消毒剂，其制备的化学方程式为：CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，下列说法正确的是( )
A．CO为氧化产物，H2为还原产物
B．CaCN2含有共价键，属于共价化合物
C．HCN既是氧化剂又是还原剂
D．每消耗10 g CaCO3转移电子0.4 mol
C [CO由HCN生成，C化合价不变，既不是氧化产物也不是还原产物，A项错误；CaCN2中存在活泼金属Ca，含有离子键，属于离子化合物，B项错误；HCN被氧化生成CaCN2，被还原生成H2，则HCN既是氧化剂又是还原剂，C项正确；10 g CaCO3为0.1 mol，完全反应生成0.1 mol H2，则转移0.2 mol 电子，D项错误。]
5．(2021·山东潍坊模拟)某温度下，将1.1mol I2加入到KOH溶液中，反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO－与IO的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是( )
A．I2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
B．I2的还原性大于KI的还原性，小于KIO和KIO3的还原性
C．该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D．该反应中，被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
B [该反应中，I由0价变为＋1价、＋5价和－1价，则I2既是氧化剂又是还原剂，A项正确；该反应中，I2是还原剂，KI是还原产物，KIO和KIO3是氧化产物，故还原性：I2＞KI，I2＞KIO(或KIO3)，B项错误；发生的反应为11I2＋22KOH===17KI＋2KIO＋3KIO3＋11H2O，有11 mol I2参与反应时，转移17 mol 电子，故1.1 mol I2反应时转移电子的物质的量为1.7 mol，C项正确；由C项反应方程式可知，被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5，D项正确。]
6．(2021·黑龙江鸡西检测)有下列三个反应：
①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2；
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；
③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O。
下列说法正确的是( )
A．反应①②③的氧化产物分别是I2、Fe3＋、CoCl2
B．根据以上方程式可以得到氧化性Cl2＞Fe3＋＞Co2O3
C．在反应③中当1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被氧化
D．可以推理得到Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2
C [①、②中氧化产物分别是I2、Fe3＋，③中氧化产物为Cl2，A项错误；据氧化剂的氧化性强于氧化产物，由③可得氧化性：Co2O3＞Cl2，B项错误；③中1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被氧化同时生成1 mol Cl2，C项正确；由②可得还原性：Fe2＋＞Br－，则少量Cl2与FeBr2反应时，要先氧化Fe2＋生成Fe3＋，D项错误。]
7．(2021·辽宁沈阳六校联考)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，溶液逐渐变为无色。下列分析中正确的是( )
A．通入SO2后溶液逐渐变为无色，体现了SO2的氧化性
B．上述实验条件下，物质的还原性：Cu＋>I－>SO2
C．通入SO2时，SO2与I2反应，I2作还原剂，H2SO4是氧化产物
D．滴加KI溶液时，当有2 mol I－参加反应，则生成1 mol 白色沉淀
D [CuSO4溶液中加入过量KI溶液，生成CuI沉淀，发生反应为2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，再通入SO2气体，发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，SO2作还原剂，体现还原性，A项错误；据还原剂的还原性强于还原产物可得，还原性：SO2＞I－，B项错误；SO2与I2反应时，SO2是还原剂，I2是氧化剂，C项错误；由反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2可知，2 mol I－参与反应时，生成1 mol CuI，D项正确。]
8．(2021·黑龙江哈尔滨九中检测)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：
下列叙述错误的是( )
A．用K2FeO4作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水
B．反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D．该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＜K2FeO4
D [K2FeO4具有强氧化性，能使细菌体内蛋白质发生变性而具有杀菌消毒作用，还原得到的Fe3＋发生水解，生成Fe(OH)3胶体具有净水作用，A项正确；Ⅰ中尾气为Cl2，具有氧化性，可用FeCl2溶液吸收生成FeCl3，B项正确；Ⅱ中FeCl3与NaClO、NaOH反应生成Na2FeO4和NaCl，NaClO是氧化剂，FeCl3是还原剂，据得失电子守恒推知，二者的物质的量之比为3∶2，C项正确；Na2FeO4溶液中加入饱和KOH，得到K2FeO4粗晶体，说明溶解性：Na2FeO4>K2FeO4，D项错误。]
9．(2021·江西上饶检测)LiAlH4、NaBH4是有机合成中的常用试剂，遇水均能剧烈反应释放出H2，如：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑。LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al。下列说法正确的是( )
A．NaBH4与D2O反应，所得氢气的摩尔质量为4 g·mol－1
B．LiAlH4与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．1 mol LiAlH4在125℃时完全分解，转移3 mol电子
D．NaBH4与乙醛作用生成乙醇，NaBH4作氧化剂
C [NaBH4与D2O反应生成NaBO2和HD，则所得氢气的摩尔质量为3 g·mol－1，A项错误；LiAlH4与水反应时，LiAlH4是还原剂，H2O是氧化剂，据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，B项错误；LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al，该反应为2LiAlH42LiH＋3H2↑＋2Al，则1 mol LiAlH4完全分解生成1 mol Al，转移3 mol 电子，C项正确；NaBH4与乙醛作用生成乙醇，乙醛发生了还原反应，NaBH4则发生氧化反应，故NaBH4作还原剂，D项错误。]
10．(2021·湖南株洲质检)含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为：CN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A．Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物
B．上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C．该反应中，若有1 mol CN－发生反应，则有5NA电子发生转移
D．若将该反应设计成原电池，则CN－在负极区发生反应
B [该反应中，Cl由0价降低到－1价，C由＋2价升高到＋4价，N由－3价升高到0价，则Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物，A项正确；根据得失电子守恒、原子及电荷守恒配平可得：2CN－＋8OH－＋5Cl2===2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O，Cl2是氧化剂，CN－是还原剂，二者的化学计量数之比为5∶2，B项错误；1 mol CN－发生反应时，消耗2.5 mol Cl2，则有5NA个电子发生转移，C项正确；该反应中CN－发生氧化反应，若设计成原电池，则CN－在负极区发生氧化反应，D项正确。]
11．(2021·河南罗山调研)氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出相应反应的化学方程式。
(1)将含SO2的废气通入含Fe2＋(催化剂)的溶液中，常温下可使SO2转化为SO，其总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，写出第二步反应的离子方程式____________________。
(2)pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因： ______。
(3)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：
①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：____________________________。
②写出ClO2发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目： __________。
③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。写出该反应的离子方程式： __________________________________________。
解析 (1)总反应中Fe2＋作催化剂，由此可知第一步反应中生成的Fe3＋在第二步反应中又被SO2还原为Fe2＋，故第二步反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。
(2)若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，产生该现象的原因用化学方程式表示为3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)①根据电解原理，氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO；②二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2，HCl被氧化为氯气，反应过程为2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O；
③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。该反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2。
答案 (1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
(2)3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)①Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO
②2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O
③2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2
12．(2021·湖南三湘教育联盟联考)在氧化还原反应中，氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知：
①半反应式：Cu2O＋2e－＋2H＋===2Cu2＋＋H2O
②五种物质：FeSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、Na2CO3、KI
③Fe2＋＋MnO＋―→Fe3＋＋Mn2＋＋H2O(未配平)
下列判断正确的是( )
A．①中半反应式发生的是还原反应
B．②中五种物质中能使①顺利发生的物质为Fe2(SO4)3
C．MnO＋5e－＋4H2O===Mn2＋＋8OH－是反应③的一个半反应
D．几种物质的氧化性强弱顺序为：MnO＞Cu2＋＞Fe3＋
B [①中Cu元素由＋1价升高到＋2价，该反应为氧化反应，A项错误；①发生氧化反应，②中物质若使①能顺利发生，则应具有氧化性，该物质是Fe2(SO4)3，B项正确；将③配平可得：5Fe2＋＋2MnO＋8H＋===5Fe3＋＋2Mn2＋＋4H2O，故反应③是一个半反应为8H＋＋MnO＋5e－===Mn2＋＋4H2O，C项错误；Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，D项错误。]
13．(2021·河南部分重点校联考)把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是( )
A．IO作氧化剂
B．1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶5
D．配平后H＋、Mn2＋的化学计量数分别为4、2
D [图1中Mn2＋是反应物，则含Mn元素的MnO是生成物，Mn2＋是还原剂，应与具有氧化性的IO反应，生成还原产物IO，故IO是氧化剂，A项正确；Mn由＋2价升高到＋7价，故1 mol Mn2＋参加反应，转移5 mol 电子，B项正确；Mn2＋是还原剂，IO是氧化剂，I由＋7价降低到＋5价，据得失电子守恒可知，Mn2＋与IO的物质的量之比为2∶5，C项正确；根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平可得：2Mn2＋＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，则H＋、Mn2＋的化学计量数分别为6、2，D项错误。]
14．Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体，可用作混凝土中钢筋的防护剂。
(1)Ca(NO2)2的制备方法很多。
①实验室可用反应Ca(NO3)2＋2CaFe2O4＋4NO3Ca(NO2)2＋2Fe2O3制备Ca(NO2)2，该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为__________。
②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO2)2，其中NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为_____________________________________，经过滤得到含Ca(NO2)2的溶液为液态产品。
(2)测定某液态产品中NO含量的步骤如下：
①步骤4中反应的离子方程式为：_________________________________________。
②步骤5中反应的离子方程式为：_________________________________________。
③若步骤5滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL，则液态产品中NO的含量为______________(单位g·L－1，最后结果保留一位小数)。
解析 (1)①该反应中，Ca(NO3)2中＋5价N变成＋3价生成Ca(NO2)2，NO中＋2价N变成＋3价生成Ca(NO2)2，则被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比2∶1。
②NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2，N元素由＋4价变成＋3价和＋5价，根据得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式：4NO2＋2Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O。
(2)①步骤3所得溶液加入硫酸酸化，步骤4中加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液还原NO，在酸性条件下，NO、Fe2＋、H＋发生氧化还原反应生成NO、Fe3＋和H2O：NO＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
②步骤5用K2Cr2O7溶液滴定剩余Fe2＋，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，Cr2O被还原生成Cr3＋，结合得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒写出离子方程式：6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。
③与K2Cr2O7反应的n(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝6×0.020 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3L·mL－1＝2.400×10－3mol，与NO反应的n(Fe2＋)＝0.100 0 mol·L－1×25.00 mL×10－3L·mL－1－2.400×10－3mol＝1.000×10－4mol，则NO的含量为
≈5.2 g·L－1。
答案 (1)①2∶1 ②4NO2＋2Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O
(2)①NO＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
②6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O ③5.2
第7课时 关键能力——氧化还原反应的规律及应用
氧化还原反应是中学化学的核心理论，是从元素价态视角认识元素及其化合物性质的工具，氧化还原反应的规律(价态规律、强弱规律、先后规律、守恒规律)在解决氧化还原反应实际问题的应用中，起着举足轻重的作用。高考试题在化学工艺流程或实验综合题中考查了氧化还原反应的规律及应用，要求考生阅读并获取有关信息，识别有效证据、处理转化数据，并分析实验数据，要求考生利用氧化还原反应中“守恒规律”处理实验数据，解决相关实际问题。氧化还原反应的规律及应用体现《中国高考评价体系》中对理解与辨析、分析与推测、归纳与论证、探究与创新等关键能力的要求。
氧化还原反应中存在诸多规律，如强弱规律、转化规律、先后规律、守恒规律等，复习过程中，理解并应用这些规律分析问题是学好氧化还原反应知识的关键。
考向1
强弱规律及应用(分析与推测能力)
物质的氧化性(或还原性)的强弱与得失电子的难易程度有关，与得失电子的数目无关，但外界因素(如反应条件、反应物浓度、酸碱性等)也影响物质的氧化性(或还原性)。例如，NO在酸性条件下具有强氧化性，但在中性或碱性条件几乎不表现氧化性。要求考生根据对问题情境的分析，运用抽象与联想、归纳与概括等思维方法来组织、调动相关的知识与能力，结合具体实例判断物质的氧化性(或还原性)的强弱，或根据物质的氧化物(或还原性)的强弱，推测化学反应能否发生。
角度1 判断物质氧化性、还原性的强弱
(1)根据氧化还原反应原理判断(主要)
一般情况，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
(2)根据元素周期表和金属活动顺序表判断
①根据元素周期表判断
同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。
同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。
②根据金属活动顺序表判断
(3)根据产物中元素价态的高低判断
①相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：
②相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：
(4)根据电化学知识判断
①利用原电池判断：一般情况，原电池中金属电极的还原性：负极>正极。
②利用电解池判断：阴极上优先放电阳离子的氧化性强，对应单质的还原性弱。
(5)根据外界条件判断
①浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。例如，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。例如，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。例如，NO在碱性、中性条件下，几乎不表现氧化性，但在酸性条件下表现氧化性，且酸性越强，其氧化性也越强。
(2021·辽宁沈阳检测)现有下列反应：
①Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O；
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；
③2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；
④2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。
下列有关性质的比较中正确的是( )
A．氧化性：Cr2O> Cl2> Fe3＋
B．氧化性：Cl2> Br2> Cr2O
C．还原性：SO2
A [根据氧化还原反应中“性质强弱规律”判断，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物。①氧化性：Cr2O> Cl2，还原性：Cl－>Cr3＋；②氧化性：Br2> Fe3＋，还原性：Fe2＋>Br－；③氧化性：Cl2> Br2，还原性：Br－>Cl－；④氧化性：Fe3＋>SO，还原性：SO2>Fe2＋，综上所述，氧化性：Cr2O> Cl2> Br2> Fe3＋>SO，还原性：SO2>Fe2＋> Br－> Cl－>Cr3＋，故正确答案为A。]
[强化1] (2021·广东深圳三校联考)已知下列反应：
反应Ⅰ：Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
反应Ⅱ：5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ中HCl是氧化剂
B．反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应
C．氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3
D．还原性：CoCl2>HCl>I2
C [反应Ⅰ中氯元素的化合价升高，则HCl为还原剂，A项错误；反应Ⅱ中氯元素的化合价降低，则Cl2发生还原反应，B项错误；由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，反应Ⅰ中氧化性：Co2O3>Cl2，反应Ⅱ中氧化性：Cl2>HIO3，则氧化性：Co2O3>Cl2>HIO3，C项正确；由还原剂的还原性强于还原产物的还原性，反应Ⅰ中还原性：HCl>CoCl2，反应Ⅱ中还原性：I2>HCl，则还原性：I2>HCl>CoCl2，D项错误。]
角度2 判断氧化还原反应能否进行
若已知物质的氧化性(或还原性)的强弱，依据性质“强弱规律”可判断氧化还原反应能否进行，其根本依据是“氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物”。此类试题侧重考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力等，要求考生结合氧化还原反应中“强弱规律”及已知信息，判断氧化还原反应能否进行，充分体现了化学中物质观、反应观、变化观等思想观念。
(2021·黑龙江哈师大附中检测)常温下，在溶液中可能发生以下反应：
①H＋＋Z－＋XO―→X2＋＋Z2＋H2O(未配平)
②2M2＋＋R2===2M3＋＋2R－
③2R－＋Z2===R2＋2Z－
由此判断下列说法正确的是( )
A．常温下反应2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－不可以自发进行
B．R元素在反应②中被氧化，在反应③中被还原
C．反应①配平后，H2O的化学计量数为8
D．还原性强弱顺序为H＋＞Z－＞R－＞M2＋
C [根据题给三个反应可得氧化性：XO>Z2> R2>M3＋，则Z2可氧化M2＋生成M3＋，A项错误；②中R元素化合价降低被还原，③中R元素化合价升高氧化，B项错误；反应①配平可得：16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O，C项正确；根据还原剂的还原性强于还原产物，由题给反应可得还原性：M2＋>R－>Z－>X2＋，D项错误。]
[强化2] (2021·北京四中检测)已知还原性：Cl－
B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
C．H2O2＋2H＋＋SO===SO2＋O2＋2H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
C [假设四个选项中反应均能进行，根据氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物。A项中，还原性：SO2＞Fe2＋，则Fe3＋与SO2可发生反应，正确；B项中，还原性：SO2＞I－，则I2和SO2可发生反应，正确；C项中，还原性：H2O2>SO2，与题给信息不符合，该反应不能发生，错误；D项中，还原性：I－＞Fe2＋，则Fe3＋可与I－反应生成Fe2＋和I2，正确。]
考向2
转化规律及应用(理解与辨析能力)
在某些氧化还原反应中，被氧化的元素与被还原的元素是同一种元素(如氯、硫、氮等)，由于这些元素有多种化合价，在发生转化时可能发生“价态归中反应”或“歧化反应”，掌握这些转化规律，可以判断反应能否发生、确定反应中转移电子数目等。氧化还原反应的“转化规律”大多出现在阿伏加德罗常数问题中，推测反应中转移电子的数目，侧重考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力等，要求考生掌握基础知识，获取有关信息，在判断物质结构的基础上，分析物质的性质及反应结果，结合元素化合价的变化，确定反应中转移电子数目。
角度3 “价态归中”规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时，该元素的价态变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，即“价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢”。例如：
不会出现⑤中H2S和H2SO4反应，H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况，应为：
H2SO4(浓)＋H2S===S失2e－↓＋S得2e－O2↑＋2H2O。
(2021·原创题)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是( )
A．用浓盐酸分别与MnO2、KClO3反应制备1 mol氯气，转移的电子数均为2NA
B．在反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中，断裂2 mol H—S键时，转移电子数目为2NA
C．标准状况下，6.72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA
D．NH3与NO反应生成1 mol N2时，转移电子的数目为3NA
B [浓盐酸与KClO3发生反应：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，KClO3中Cl由＋5价降低到0价，生成3 mol Cl2时转移5 mol 电子，则生成1 mol Cl2转移电子数为NA，A项错误。1个H2S分子含有2个H—S键，断裂2 mol H—S键时，消耗1 mol H2S同时生成1.5 mol S，则转移电子数目为2NA，B项正确。标准状况下6.72 L NO2的物质的量为0.3 mol，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则转移的电子数目为0.2NA，C项错误。NH3与NO反应生成N2和H2O的反应为4NH3＋6NO===5N2＋6H2O，N由－3价和＋2价变为0价，生成5 mol N2时转移12 mol电子，故生成1 mol N2时，转移电子的数目为2.4NA，D项错误。]
[强化3] (2021·山东济南检测)K35ClO3晶体与含有H37Cl的浓盐酸反应生成Cl2，化学方程式为KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，该反应生成氯气的摩尔质量为( )
A．74 g·mol－1 B．73.3 g·mol－1
C．72 g·mol－1 D．70 g·mol－1
B [该反应中化合价发生变化的只有Cl，根据同种元素不同价态的“归中反应”规律，利用“双线桥法”分析如下：
据此可知，若生成3 mol Cl2，有5 mol 氯原子来自于H37Cl 的37Cl，有1 mol 氯原子来自于K35ClO3的35Cl，根据摩尔质量的定义可得，氯气的摩尔质量为 (g·mol－1)≈73.3(g·mol－1)。]
角度4 “歧化反应”规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，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反应物中该元素价态高，或都比反应物中该元素价态低。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”，例如，
(经典题)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
A [根据氧化还原反应中“歧化反应”及“归中反应”规律，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。]
[强化4] (经典题)在一定条件下，Cl2与KOH溶液发生反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O(未配平), KX发生反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ的化学计量数之比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是( )
A．＋1价 B．＋3价
C．＋5价 D．＋7价
C [根据题意可知，KX、KY中的氯元素分别显正价和－1价；根据反应KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，KZ中Cl化合价＞KX中Cl化合价(均为正价)。假设KX中Cl为＋x价，KZ中Cl的化合价为＋y价，依据化合价升降总数相等及KX―→KY＋3KZ，有x＋1＝3(y－x)，将x＝1、x＝3、x＝5分别代入上式讨论，可知x＝5，y＝7符合题意，则KX中Cl的化合价为＋5价。]
考向3
先后规律及应用(分析与推测能力)
当一种氧化剂与多种还原剂(或一种还原剂与多种氧化剂)反应时，若氧化剂(或还原剂)的量不足，要考虑还原剂的还原性(或氧化剂的氧化性)强弱，判断物质发生反应的先后顺序。此规律常用于分析常见元素及其化合物的性质与转化，体现氧化还原反应在元素及其化合物学习中的重要作用，考查考生运用知识、规律、能力和素养解决实际问题的能力，让考生充分感受到课堂所学内容中蕴含的应用价值，体现了在核心价值引领下对知识的交叉、能力的复合、素养的融合的全方位考查。
角度5 同种氧化剂与多种还原剂的反应
在浓度相差不大的溶液中，若同时含有多种还原剂，加入氧化剂时，将按照物质的还原性由强到弱的顺序依次发生反应。例如，在FeBr2和FeI2混合液中通入Cl2时，由于还原性：I－＞Fe2＋＞Br－，故被Cl2氧化的离子的先后顺序为I－、Fe2＋、Br－。
(2021·安徽六校教学研究会联考)已知还原性：SO>I－。向含a mol KI和a mol K2SO3的混合液中通入b mol Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是( )
A．当a≥b时，发生的离子反应为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－
B．当5a＝4b时，发生的离子反应为4SO＋2I－＋5Cl2＋4H2O===4SO＋I2＋8H＋＋10Cl－
C．当a≤b≤a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为a mol≤n(e－)≤3a mol
D．当a
C [由于还原性：SO>I－，向含KI和K2SO3的混合液中通入Cl2时，要先氧化SO后氧化I－，反应分阶段进行：①SO＋Cl2＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－，②Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。a mol K2SO3完全反应时消耗a mol Cl2，而a mol KI完全被氧化成I2则需要a mol Cl2。当a≥b时，Cl2量不足只有SO被氧化，只发生反应①，A项正确。当5a＝4b时(即a＝b)，a mol SO完全反应时消耗b mol Cl2，剩余b mol Cl2将氧化b mol I－，则参与反应的SO、I－和Cl2的物质的量之比为b mol∶b mol∶b mol＝4∶2∶5，故离子方程式为4SO＋2I－＋5Cl2＋4H2O===4SO＋I2＋8H＋＋10Cl－，B项正确。当b＝a时，a mol KI和a mol K2SO3均完全被氧化，此时转移电子为a mol＋2a mol＝3a mol；当b＝a时，只有a mol K2SO3完全被氧化，此时转移电子为2a mol，因此当a≤b≤a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为2a mol≤n(e－)≤3a mol，C项错误。当a
[强化5] (2021·山东德州检测)向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示，则下列有关说法中不正确的是( )
A．曲线d代表溶液中Br－变化情况
B．原溶液中FeI2的物质的量为2 mol
C．原溶液中n(Fe2＋)∶n(Br－)＝2∶3
D．当通入2 mol Cl2时，溶液中离子反应为2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===I2＋2Fe3＋＋4Cl－
B [因还原性：I－＞Fe2＋＞Br－，故通入氯气时，被氯气氧化的顺序依次是I－、Fe2＋、Br－。根据氧化还原反应发生的先后顺序，d代表Br－变化情况，A项正确；a代表的是I－的变化情况，n(I－)＝2 mol，则n(FeI2)＝1 mol，B项错误；b代表Fe2＋变化情况，n(Fe2＋)＝4 mol，d代表Br－变化情况，n(Br－)＝6 mol，两者物质的量比值为4∶6＝2∶3，C项正确；加入2 mol Cl2，I－全部被氧化，部分Fe2＋被氧化，因此离子反应为2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===I2＋2Fe3＋＋4Cl－，D项正确。]
角度6 同种还原剂与多种氧化剂的反应
在浓度相差不大的溶液中，若同时含有多种氧化剂，加入还原剂时，将按照物质的氧化性由强到弱的顺序依次发生反应。例如，向CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入铁粉，由于氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，Fe先与Fe3＋反应生成Fe2＋，剩余铁粉再与Cu2＋发生置换反应。
(上海卷)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
B [用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所得溶液中含有Fe2＋、Cu2＋，若FeCl3过量，还含有Fe3＋。由于氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉，先与Fe3＋发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，再与Cu2＋发生反应：Fe＋Cu2＋===Cu2＋＋Fe。若无固体剩余，则Fe3＋可能完全反应，也可能部分反应，因此无法判断是否有Fe3＋，A项错误；若固体存在，可能为Fe或Fe、Cu，无论哪种情况，溶液中一定有Fe2＋，B项正确；若溶液中有Cu2＋，则Cu2＋可能部分反应或没有反应，因此溶液中可能析出Cu，C项错误；无论是否析出Cu，溶液中一定有Fe2＋，D项错误。]
[强化6] (2021·天津静海六校联考)在硫酸铁溶液中，加入少量铜粉至完全溶解后，又加入一定量铁粉，充分反应后有残余固体，则下列判断正确的是( )
A．最后得到的溶液中只含Cu2＋
B．残余固体可能为铁、铜混合物
C．残余固体一定全部是铜
D．最后得到的溶液中含有Fe3＋
B [本题涉及的反应有：(1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。由于氧化性：Fe3＋>Cu2＋，则铁粉先和Fe3＋反应，再和Cu2＋反应，经分析存在几种情况：①加入铁粉过量，固体剩余铁、铜，溶液为FeSO4；②加入铁粉少量，固体剩余铜，溶液为FeSO4和CuSO4混合液；③加入铁粉恰好将溶液中Fe3＋与Cu2＋反应完，剩余固体铜，溶液为FeSO4。]
训练(十) 氧化还原反应的规律及应用
1．(2021·河南郑州一中检测)已知NH4CuSO3与足量的10 mol·L－1硫酸混合微热，产生下列现象：①有红色金属生成；②产生刺激性气味的气体；③溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是( )
A．反应中硫酸作氧化剂
B．NH4CuSO3中硫元素被氧化
C．刺激性气味的气体是氨气
D．1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子
D [①有红色金属生成，③溶液呈现蓝色，说明反应生成Cu和Cu2＋，Cu发生“歧化反应”，由＋1价变为0价和＋2价；②产生刺激性气味的气体，该气体应是SO与H＋生成的SO2，酸性溶液中不能产生NH3，硫酸只起到酸的作用，A、B、C项均错误。1 mol NH4CuSO3完全反应生成0.5 mol Cu和0.5 mol Cu2＋，反应转移0.5 mol电子，D项正确。]
2．(2021·安徽阜阳检测)已知：①16H＋＋10Z－＋2XO=== 2X2＋＋5Z2＋8H2O；②2A2＋＋B2 ===2A3＋＋2B－；③2B－＋Z2 ===B2＋2Z－。下列结论不正确的是( )
A．氧化性：XO＞B2＞A3＋
B．X2＋既有还原性，又有氧化性
C．还原性：Z－> A2＋
D．溶液中可发生：Z2＋2A2＋ ===2A3＋＋2Z－
C [反应①中，Z－为还原剂，XO为氧化剂，氧化产物为Z2，还原产物为X2＋，氧化性XO＞Z2，还原性Z－＞X2＋；反应②中，A2＋作还原剂，B2作氧化剂，氧化产物为A3＋，还原产物为B－，氧化性B2＞A3＋，还原性A2＋＞B－；反应③中，B－作还原剂，Z2做氧化剂，氧化产物为B2，还原产物为Z－，氧化性Z2＞B2，还原性B－＞Z－。综上分析，氧化性：XO＞Z2＞B2＞A3＋，A项正确。XO中X的化合价为＋7价，X所对应的单质中元素化合价为0价，X2＋中X的化合价处于中间价态，故X2＋既有还原性，又有氧化性，B项正确。由上述分析可知，还原性A2＋＞B－＞Z－＞X2＋，C项错误。根据氧化还原反应中氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，综合上述微粒的氧化性与还原性关系可判断，溶液中可发生：Z2＋2A2＋ === 2A3＋＋2Z－，D项正确。]
3．(2021·江苏南通调研)实验室制取少量N2常利用的反应是NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，关于该反应的说法正确的是( )
A．NaNO2是还原剂
B．生成1 mol N2时转移6 mol电子
C．NH4Cl中的N元素被氧化
D．N2既是氧化剂又是还原剂
C [NaNO2中N由＋3价降低到0价，NH4Cl中N由－3价升高到0价，则NaNO2是氧化剂，NH4Cl是还原剂，A项错误；由A项分析可知，生成1 mol N2时转移的电子为3 mol，B项错误；NH4Cl中N化合价升高，则N被氧化，C项正确；N2是反应产物，则N2既是氧化产物又是还原产物，D项错误。]
4．(2021·安徽蚌埠质检)氰氨化钙，俗称石灰氮，是一种高效的土壤消毒剂，其制备的化学方程式为：CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，下列说法正确的是( )
A．CO为氧化产物，H2为还原产物
B．CaCN2含有共价键，属于共价化合物
C．HCN既是氧化剂又是还原剂
D．每消耗10 g CaCO3转移电子0.4 mol
C [CO由HCN生成，C化合价不变，既不是氧化产物也不是还原产物，A项错误；CaCN2中存在活泼金属Ca，含有离子键，属于离子化合物，B项错误；HCN被氧化生成CaCN2，被还原生成H2，则HCN既是氧化剂又是还原剂，C项正确；10 g CaCO3为0.1 mol，完全反应生成0.1 mol H2，则转移0.2 mol 电子，D项错误。]
5．(2021·山东潍坊模拟)某温度下，将1.1mol I2加入到KOH溶液中，反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO－与IO的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是( )
A．I2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
B．I2的还原性大于KI的还原性，小于KIO和KIO3的还原性
C．该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D．该反应中，被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
B [该反应中，I由0价变为＋1价、＋5价和－1价，则I2既是氧化剂又是还原剂，A项正确；该反应中，I2是还原剂，KI是还原产物，KIO和KIO3是氧化产物，故还原性：I2＞KI，I2＞KIO(或KIO3)，B项错误；发生的反应为11I2＋22KOH===17KI＋2KIO＋3KIO3＋11H2O，有11 mol I2参与反应时，转移17 mol 电子，故1.1 mol I2反应时转移电子的物质的量为1.7 mol，C项正确；由C项反应方程式可知，被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5，D项正确。]
6．(2021·黑龙江鸡西检测)有下列三个反应：
①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2；
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；
③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O。
下列说法正确的是( )
A．反应①②③的氧化产物分别是I2、Fe3＋、CoCl2
B．根据以上方程式可以得到氧化性Cl2＞Fe3＋＞Co2O3
C．在反应③中当1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被氧化
D．可以推理得到Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2
C [①、②中氧化产物分别是I2、Fe3＋，③中氧化产物为Cl2，A项错误；据氧化剂的氧化性强于氧化产物，由③可得氧化性：Co2O3＞Cl2，B项错误；③中1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被氧化同时生成1 mol Cl2，C项正确；由②可得还原性：Fe2＋＞Br－，则少量Cl2与FeBr2反应时，要先氧化Fe2＋生成Fe3＋，D项错误。]
7．(2021·辽宁沈阳六校联考)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，溶液逐渐变为无色。下列分析中正确的是( )
A．通入SO2后溶液逐渐变为无色，体现了SO2的氧化性
B．上述实验条件下，物质的还原性：Cu＋>I－>SO2
C．通入SO2时，SO2与I2反应，I2作还原剂，H2SO4是氧化产物
D．滴加KI溶液时，当有2 mol I－参加反应，则生成1 mol 白色沉淀
D [CuSO4溶液中加入过量KI溶液，生成CuI沉淀，发生反应为2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，再通入SO2气体，发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，SO2作还原剂，体现还原性，A项错误；据还原剂的还原性强于还原产物可得，还原性：SO2＞I－，B项错误；SO2与I2反应时，SO2是还原剂，I2是氧化剂，C项错误；由反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2可知，2 mol I－参与反应时，生成1 mol CuI，D项正确。]
8．(2021·黑龙江哈尔滨九中检测)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：
下列叙述错误的是( )
A．用K2FeO4作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水
B．反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D．该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＜K2FeO4
D [K2FeO4具有强氧化性，能使细菌体内蛋白质发生变性而具有杀菌消毒作用，还原得到的Fe3＋发生水解，生成Fe(OH)3胶体具有净水作用，A项正确；Ⅰ中尾气为Cl2，具有氧化性，可用FeCl2溶液吸收生成FeCl3，B项正确；Ⅱ中FeCl3与NaClO、NaOH反应生成Na2FeO4和NaCl，NaClO是氧化剂，FeCl3是还原剂，据得失电子守恒推知，二者的物质的量之比为3∶2，C项正确；Na2FeO4溶液中加入饱和KOH，得到K2FeO4粗晶体，说明溶解性：Na2FeO4>K2FeO4，D项错误。]
9．(2021·江西上饶检测)LiAlH4、NaBH4是有机合成中的常用试剂，遇水均能剧烈反应释放出H2，如：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑。LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al。下列说法正确的是( )
A．NaBH4与D2O反应，所得氢气的摩尔质量为4 g·mol－1
B．LiAlH4与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．1 mol LiAlH4在125℃时完全分解，转移3 mol电子
D．NaBH4与乙醛作用生成乙醇，NaBH4作氧化剂
C [NaBH4与D2O反应生成NaBO2和HD，则所得氢气的摩尔质量为3 g·mol－1，A项错误；LiAlH4与水反应时，LiAlH4是还原剂，H2O是氧化剂，据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，B项错误；LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al，该反应为2LiAlH42LiH＋3H2↑＋2Al，则1 mol LiAlH4完全分解生成1 mol Al，转移3 mol 电子，C项正确；NaBH4与乙醛作用生成乙醇，乙醛发生了还原反应，NaBH4则发生氧化反应，故NaBH4作还原剂，D项错误。]
10．(2021·湖南株洲质检)含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为：CN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A．Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物
B．上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C．该反应中，若有1 mol CN－发生反应，则有5NA电子发生转移
D．若将该反应设计成原电池，则CN－在负极区发生反应
B [该反应中，Cl由0价降低到－1价，C由＋2价升高到＋4价，N由－3价升高到0价，则Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物，A项正确；根据得失电子守恒、原子及电荷守恒配平可得：2CN－＋8OH－＋5Cl2===2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O，Cl2是氧化剂，CN－是还原剂，二者的化学计量数之比为5∶2，B项错误；1 mol CN－发生反应时，消耗2.5 mol Cl2，则有5NA个电子发生转移，C项正确；该反应中CN－发生氧化反应，若设计成原电池，则CN－在负极区发生氧化反应，D项正确。]
11．(2021·河南罗山调研)氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出相应反应的化学方程式。
(1)将含SO2的废气通入含Fe2＋(催化剂)的溶液中，常温下可使SO2转化为SO，其总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，写出第二步反应的离子方程式____________________。
(2)pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因： ______。
(3)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：
①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：____________________________。
②写出ClO2发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目： __________。
③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。写出该反应的离子方程式： __________________________________________。
解析 (1)总反应中Fe2＋作催化剂，由此可知第一步反应中生成的Fe3＋在第二步反应中又被SO2还原为Fe2＋，故第二步反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。
(2)若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，产生该现象的原因用化学方程式表示为3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)①根据电解原理，氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO；②二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2，HCl被氧化为氯气，反应过程为2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O；
③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。该反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2。
答案 (1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
(2)3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)①Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO
②2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O
③2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2
12．(2021·湖南三湘教育联盟联考)在氧化还原反应中，氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知：
①半反应式：Cu2O＋2e－＋2H＋===2Cu2＋＋H2O
②五种物质：FeSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、Na2CO3、KI
③Fe2＋＋MnO＋―→Fe3＋＋Mn2＋＋H2O(未配平)
下列判断正确的是( )
A．①中半反应式发生的是还原反应
B．②中五种物质中能使①顺利发生的物质为Fe2(SO4)3
C．MnO＋5e－＋4H2O===Mn2＋＋8OH－是反应③的一个半反应
D．几种物质的氧化性强弱顺序为：MnO＞Cu2＋＞Fe3＋
B [①中Cu元素由＋1价升高到＋2价，该反应为氧化反应，A项错误；①发生氧化反应，②中物质若使①能顺利发生，则应具有氧化性，该物质是Fe2(SO4)3，B项正确；将③配平可得：5Fe2＋＋2MnO＋8H＋===5Fe3＋＋2Mn2＋＋4H2O，故反应③是一个半反应为8H＋＋MnO＋5e－===Mn2＋＋4H2O，C项错误；Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，D项错误。]
13．(2021·河南部分重点校联考)把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是( )
A．IO作氧化剂
B．1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶5
D．配平后H＋、Mn2＋的化学计量数分别为4、2
D [图1中Mn2＋是反应物，则含Mn元素的MnO是生成物，Mn2＋是还原剂，应与具有氧化性的IO反应，生成还原产物IO，故IO是氧化剂，A项正确；Mn由＋2价升高到＋7价，故1 mol Mn2＋参加反应，转移5 mol 电子，B项正确；Mn2＋是还原剂，IO是氧化剂，I由＋7价降低到＋5价，据得失电子守恒可知，Mn2＋与IO的物质的量之比为2∶5，C项正确；根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平可得：2Mn2＋＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，则H＋、Mn2＋的化学计量数分别为6、2，D项错误。]
14．Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体，可用作混凝土中钢筋的防护剂。
(1)Ca(NO2)2的制备方法很多。
①实验室可用反应Ca(NO3)2＋2CaFe2O4＋4NO3Ca(NO2)2＋2Fe2O3制备Ca(NO2)2，该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为__________。
②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO2)2，其中NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为_____________________________________，经过滤得到含Ca(NO2)2的溶液为液态产品。
(2)测定某液态产品中NO含量的步骤如下：
①步骤4中反应的离子方程式为：_________________________________________。
②步骤5中反应的离子方程式为：_________________________________________。
③若步骤5滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL，则液态产品中NO的含量为______________(单位g·L－1，最后结果保留一位小数)。
解析 (1)①该反应中，Ca(NO3)2中＋5价N变成＋3价生成Ca(NO2)2，NO中＋2价N变成＋3价生成Ca(NO2)2，则被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比2∶1。
②NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2，N元素由＋4价变成＋3价和＋5价，根据得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式：4NO2＋2Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O。
(2)①步骤3所得溶液加入硫酸酸化，步骤4中加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液还原NO，在酸性条件下，NO、Fe2＋、H＋发生氧化还原反应生成NO、Fe3＋和H2O：NO＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
②步骤5用K2Cr2O7溶液滴定剩余Fe2＋，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，Cr2O被还原生成Cr3＋，结合得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒写出离子方程式：6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。
③与K2Cr2O7反应的n(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝6×0.020 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3L·mL－1＝2.400×10－3mol，与NO反应的n(Fe2＋)＝0.100 0 mol·L－1×25.00 mL×10－3L·mL－1－2.400×10－3mol＝1.000×10－4mol，则NO的含量为
≈5.2 g·L－1。
答案 (1)①2∶1 ②4NO2＋2Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O
(2)①NO＋3Fe2＋＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
②6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O ③5.2
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