2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第2章 第4节　氧化还原反应教案

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氧化还原反应的概念与本质
知识梳理
1．氧化还原反应的有关概念
(1)本质和特征
(2)相关概念及其关系
(3)常见的氧化剂和还原剂
①常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物等。如：
②常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：
③元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性
其中Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)(H2SO3/SO2)主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
2．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示
[辨易错]
(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)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。( )
(5)H2O2是一种绿色氧化剂，只有氧化性没有还原性。( )
(6)在Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O反应中，1 ml Cl2 反应转移2 ml e－。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
3．两种电子转移的表示方法
(1)双线桥法：标变价―→画箭头―→标得失―→定数目。
示例：C与浓硫酸反应：
(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得到”“失去”字样。
示例：Cu与浓硝酸反应：
[深思考]
对于MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O的反应
(1)用双线桥表示电子转移的方向和数目。
(2)在反应中，HCl表现的性质有哪些？
(3)反应过程中，氧化剂与还原剂的物质的量比为多少？
(4)在标准状况下，生成3.36 L Cl2，转移电子数为多少(用NA表示阿伏加德罗常数的值)?
知识应用
氧化还原反应在日常生活中应用广泛。重铬酸钾(K2Cr2O7)可以用于判断司机是否饮酒，其反应原理为K2Cr2O7＋3C2H5OH＋4H2SO4===3CH3CHO＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O，生成的硫酸铬为绿色。
(1)在此应用中K2Cr2O7表现的性质是 ，发生 反应。
(2)氧化产物是 ，还原产物是 。
(3)此反应H2SO4表现的性质是 。
(4)用单线桥表示该反应电子转移的方向与数目。
[答案] (1)氧化性 还原 (2)CH3CHO Cr2(SO4)3 (3)酸性 (4) ＋4H2SO4===3CH3CHO＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O
命题点1 氧化还原反应的概念及其本质
1．下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
B [A项，Fe粉将溶液中的Fe3＋转化为Fe2＋，涉及氧化还原反应；B项，Mg2＋与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀，多余的NaOH用稀盐酸中和，两个反应均不涉及氧化还原反应；C项，Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应，不能用水除去Cl2中的HCl；D项，NO2与水反应生成HNO3和NO，涉及氧化还原反应。]
2．在烧碱溶液中Fe(OH)3和NaClO可发生如下反应：2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O，下列有关说法正确的是( )
A．反应中Fe(OH)3被氧化，发生还原反应
B．X为NaCl，为还原产物
C．Na2FeO4中Fe元素的化合价为＋6，Na2FeO4的氧化性强于NaClO
D．当有0.2 ml Fe(OH)3参加反应时转移的电子数目为1.204×1023
B [反应中Fe(OH)3被氧化，发生氧化反应，故A错误；X为NaCl，NaClO得电子被还原，NaCl为还原产物，B正确；由题给反应可知，Na2FeO4的氧化性弱于NaClO，C错误；铁元素的化合价由＋3变为＋6，当有0.2 ml Fe(OH)3参加反应时转移的电子的数目为3.612×1023，D错误。]
3．元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系：
已知：2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O。下列判断不正确的是( )
A．上述①③转化为非氧化还原反应
B．反应②中KCrO2作氧化剂，发生还原反应
C．反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D．反应①的离子方程式为Cr2O3＋2OH－===2CrOeq \\al(－,2)＋H2O
B [反应②中H2O2化合价降低，作氧化剂，KCrO2作还原剂，B项错误。]
(1)氧化还原反应的概念及联系
(2)转移电子的计算思路
明确元素的变价―→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量eq \(―――――→,\s\up7(根据变价数))所有氧化剂或还原剂得或失的电子数―→确定转移电子数[n(e－)＝n(氧化剂)或n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)]。
命题点2 电子转移的表示方法
4．双线桥法表示电子转移的方向和数目。
(1)3Cl2＋6KOHeq \(=====,\s\up7(△))5KCl＋KClO3＋3H2O
(2)FeS2＋8HNO3===Fe(NO3)3＋2H2SO4＋5NO↑＋2H2O
(3)3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF
5．单线桥法表示电子转移的方向和数目。
(1)CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑
(2)H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2
(3)3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O
(1)元素的化合价计算
其基本方法为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。
(2)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。
(3)熟记陌生物质中的化合价
CuFeS2：Cu ＋2 Fe ＋2 S －2；FeS2：S －1；
K2FeO4：Fe ＋6；Li2NH、LiNH2、AlN：N －3；
Na2S2O3：S ＋2；MnOeq \\al(＋,2)：Mn ＋5；Na2S2O5：S ＋4；
C2Oeq \\al(2－,4)：C ＋3；HCN：C ＋2 N －3；
CuH：Cu ＋1 H －1；OF2：O ＋2；
CrO5()：Cr ＋6；FeOeq \\al(n－,4)：Fe ＋(8－n)；Si3N4：Si ＋4 N －3；CaO2：O －1。
氧化还原反应的重要规律及应用
一、价态规律与强弱规律
知识梳理
1．价态规律
(1)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。”如：
(2)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。
(3)同种元素相邻价态不反应，如SO2和浓硫酸不反应，可用浓硫酸干燥SO2气体。
2．强弱规律
(1)依据氧化还原反应方程式判断
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂>氧化产物(填“>”或“还原产物。
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件(如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等)要求越低，反应越剧烈，物质的氧化性或还原性越强。
(3)依据产物中元素价态的高低来判断
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)强弱影响因素
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：浓硫酸＞稀硫酸，浓硝酸＞稀硝酸；还原性：浓盐酸＞稀盐酸。
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NOeq \\al(－,3)在酸性条件下具有强氧化性。
[辨易错]
(1)在反应中Na失去一个电子而Al失去三个电子，故Na的还原性比Al的弱。( )
(2)Fe比Cu的还原性强，故Fe3＋的氧化性比Cu2＋的弱。( )
(3)Cu与浓硝酸、稀硝酸反应分别生成NO2和NO，故浓硝酸的氧化性比稀硝酸弱。( )
(4)Fe3＋与I－反应生成Fe2＋和I2，说明氧化性Fe3＋>I2。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
命题点1 价态规律及应用
1．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
C [根据题意，可知KY为KCl，根据KX―→KY＋KZ中KY与KZ的关系比为1∶3，可知KX为KClO3。]
2．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＋H2O
Ⅱ.N2O4＋H2O―→P＋Q
Ⅲ.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
利用价态规律分析的两个关键
(1)任何氧化还原反应一定有化合价的升高同时也有化合价的降低。
(2)任何氧化还原反应中化合价升降数目相等。
命题点2 强弱规律及其应用
3．(2020·山西大学附中二诊)浓硫酸分别与三种钠盐反应，如图所示。下列分析正确的是( )
A．对比①和②可以说明还原性：Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl
D．③中浓硫酸被还原成SO2
A [①出现红棕色气体，说明有Br2蒸气生成(反应放热)，Br－被浓硫酸氧化，②出现白雾，说明生成的HCl遇到空气中的水蒸气形成盐酸小液滴，Cl－没有被浓硫酸氧化，因此，对比①和②可以说明还原性Br－>Cl－，故A正确；③中的气体SO2是H2SO3分解产生的，利用了强酸制弱酸的原理，与氧化性无关，故B、D错误；②中生成HCl利用了高沸点酸制备低沸点酸的原理，与酸性强弱无关，故C错误。]
4．在常温下发生下列反应：
①16H＋＋10Z－＋2XOeq \\al(－,4)===2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2===B2＋2Z－
根据上述反应，判断下列结论中错误的是( )
A．溶液中可能发生反应：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－
B．Z2在①③反应中作还原剂
C．氧化性强弱顺序为XOeq \\al(－,4)>Z2>B2>A3＋
D．X2＋是XOeq \\al(－,4)的还原产物
B [由反应①可知氧化性：XOeq \\al(－,4)>Z2，由反应②可知氧化性：B2>A3＋，由反应③可知氧化性：Z2>B2，综上氧化性强弱顺序为XOeq \\al(－,4)>Z2>B2>A3＋，结合选项分析可知B不正确，Z2在①中是氧化产物，在③中作氧化剂。]
命题点3 氧化性与还原性的实验探究
5．(2020·湖南衡阳四中月考)某兴趣小组探究SO2气体的还原性，装置如图所示，下列说法错误的是( )
A B C
A．A装置中FeCl3溶液逐渐变为浅绿色，可以说明SO2有还原性
B．B装置中溶液蓝色褪去，说明还原性：SO2>I－
C．若探究SO2的氧化性，可以用氢硫酸代替A中的FeCl3溶液
D．A中反应的离子方程式为Fe3＋＋SO2＋2H2O===Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
D [D项中的离子方程式中电荷不守恒，D错误。]
6．某小组同学探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱，设计如图实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。
(1)打开活塞a，逐滴加入H2SO3溶液至过量，烧瓶内溶液颜色变为无色，该反应的离子方程式为 ，得出的结论是H2SO3的氧化性比Br2的氧化性 (填“强”或“弱”)。
(2)再打开活塞b，向所得溶液中逐滴加入H2O2溶液，刚开始溶液颜色无明显变化，继续滴加，溶液变为橙黄色，变橙黄色反应的离子方程式为 ，得出的结论是H2O2的氧化性比Br2的氧化性 (填“强”或“弱”)。
[解析] (1)打开活塞a，逐滴加入H2SO3溶液至过量，烧瓶内溶液颜色变为无色，说明溴与亚硫酸发生反应生成硫酸和氢溴酸，反应的离子方程式为H2SO3＋Br2＋H2O===4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2Br－，说明亚硫酸的氧化性比Br2的弱；(2)再打开活塞b，向所得溶液中逐滴加入H2O2溶液，刚开始溶液颜色无明显变化，继续滴加，溶液变为橙黄色，溴离子被氧化成溴单质，变橙黄色反应的离子方程式为2H＋＋2Br－＋H2O2===Br2＋2H2O，说明H2O2的氧化性比Br2的氧化性强。
[答案] (1)H2SO3＋Br2＋H2O===4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2Br－ 弱 (2)2H＋＋2Br－＋H2O2===Br2＋2H2O 强
二、守恒规律与先后规律
知识梳理
1．电子守恒规律
电子守恒规律是任何氧化还原反应的定量要求，即氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数。
2．反应先后规律
(1)同时含有几种还原剂时eq \(―――――→,\s\up7(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋>Br－，所以Cl2先与Fe2＋反应。
(2)同时含有几种氧化剂时eq \(―――――→,\s\up7(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如：在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后依次与Cu2＋、H＋反应。
[深思考]
已知还原性：I－>Fe2＋>Br－。
向含0.1 ml FeI2和0.1 ml NaBr的混合液中通入一定量的Cl2，写出下列情况的离子方程式。
(1)若Cl2为0.1 ml时 。
(2)若Cl2为0.2 ml时
。
[答案] (1)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
(2)4I－＋2Fe2＋＋2Br－＋4Cl2===2I2＋2Fe3＋＋Br2＋8Cl－
命题点1 电子守恒在化学计算中的应用
[典例导航] Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO 被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为 。
[思路点拨]
[答案] 5
“电子守恒法”计算的一般思维模板
1．(2020·安徽合肥调研性检测)0.1 ml 金属锡完全溶于100 mL 12 ml·L－1 HNO3溶液中放出0.4 ml NO2，反应后溶液中c(H＋)为8 ml·L－1(溶液体积变化忽略不计)。由此推断氧化产物可能是( )
A．Sn(NO3)2 B．SnO2·4H2O
C．Sn(NO3)4 D．Sn(NO3)2和Sn(NO3)4
B [由反应后溶液中的c(H＋)＝8 ml·L－1，可知HNO3有剩余，反应的HNO3为0.1 L×12 ml·L－1－0.1 L×8 ml·L－1＝0.4 ml，设金属锡被氧化后的化合价为x，由得失电子守恒可知，0.1 ml×(x－0)＝0.4 ml×(5－4)，解得x＝4，即氧化产物中锡元素的化合价为＋4，由于溶液中c(H＋)＝8 ml·L－1，根据氮元素守恒可知c(NOeq \\al(－,3))＝(1.2 ml－0.4 ml)÷0.1 L＝8 ml·L－1，此时溶液呈电中性，说明溶液中不存在Sn(NO3)4，故氧化产物为SnO2·4H2O。]
2．(1)欲使3 ml的VO2＋变为VOeq \\al(＋,2)，则需要氧化剂KClO3至少为 ml。
(2)“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)使3 ml的VO2＋变为VOeq \\al(＋,2)，转移电子的物质的量为3 ml×(5－4)＝3 ml；氧化剂KClO3被还原为KCl，氯元素由＋5价降低到－1价，根据电子守恒可知，需要KClO3的物质的量至少为eq \f(3 ml,6)＝0.5 ml。
(2)eq \f(1,90.5)×4×eq \f(1,2)×71 g≈1.57 g。
[答案] (1)0.5 (2)1.57 g
3．某离子反应中涉及H2O、ClO－、NHeq \\al(＋,4)、H＋、N2、Cl－六种粒子。其中N2、ClO－的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是( )
A．该反应的氧化剂是ClO－
B．消耗1 ml 还原剂，转移3 ml电子
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D．当生成14 g N2时，消耗的ClO－为1.5 ml
C [根据题意图示可知氧化剂为ClO－，还原剂为NHeq \\al(＋,4)，根据电子守恒知n(ClO－)×2＝n(NHeq \\al(＋,4))×3，n(ClO－)∶n(NHeq \\al(＋,4))＝3∶2，C项错误。]
命题点2 反应先后规律及应用
4．往含Fe3＋、H＋、NOeq \\al(－,3)的混合液中加入少量SOeq \\al(2－,3)，充分反应后，下列表示该反应的离子方程式正确的是( )
A．2Fe3＋＋SOeq \\al(2－,3)＋H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋
B．2H＋＋SOeq \\al(2－,3)===H2O＋SO2↑
C．2H＋＋2NOeq \\al(－,3)＋3SOeq \\al(2－,3)===3SOeq \\al(2－,4)＋2NO↑＋H2O
D．2Fe3＋＋3SOeq \\al(2－,3)＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3SO2↑
C [氧化性：NOeq \\al(－,3)(H＋)>Fe3＋，SOeq \\al(2－,3)先还原NOeq \\al(－,3)(H＋)，再还原Fe3＋，C项正确。]
5．(2020·辽宁实验中学模拟)已知：还原性HSOeq \\al(－,3)>I－，氧化性IOeq \\al(－,3)>I2，在含3 ml NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．0～a间发生反应：3HSOeq \\al(－,3)＋IOeq \\al(－,3)===3SOeq \\al(2－,4)＋I－＋3H＋
B．a～b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.8 ml
C．b～c间发生的反应中I2仅是氧化产物
D．当溶液中I－与I2的物质的量之比为5∶2时，加入的KIO3为1.08 ml
C [还原性HSOeq \\al(－,3)>I－，所以首先发生的反应为IOeq \\al(－,3)＋3HSOeq \\al(－,3)===I－＋3SOeq \\al(2－,4)＋3H＋，继续加入KIO3，氧化性IOeq \\al(－,3)>I2，所以IOeq \\al(－,3)可以结合H＋氧化I－生成I2，反应为IOeq \\al(－,3)＋6H＋＋5I－===3H2O＋3I2，根据发生的反应来判断各个点的产物。]
氧化还原反应的配平
知识梳理
1．配平原则
2．化合价升降法配平步骤
3．三种配平技巧
(1)倒配法：适用于氧化剂与还原剂为同一物质
□S＋□KOH===□K2S＋□K2SO3＋□H2O
(2)补加法：适用于部分被氧化或被还原的物质反应
□Cu＋□HNO3===□Cu(NO3)2＋□NO↑＋□□
(3)电荷守恒法：适用离子方程式
□MnOeq \\al(－,4)＋□Cl－＋□H＋===□Mn2＋＋□Cl2↑＋□H2O
[答案] (1)3 6 2 1 3
(2)3 8 3 2 4 H2O
(3)2 10 16 2 5 8
命题点1 一般配平
1．(1) NaBO2＋ SiO2＋ Na＋ H2=== NaBH4＋ Na2SiO3
(2) Fe3O4＋ HNO3(稀)=== Fe(NO3)3＋ NO↑＋ H2O
(3) MnOeq \\al(－,4)＋ C2Oeq \\al(2－,4)＋ H＋=== Mn2＋＋ CO2↑＋ H2O
(4) SO2＋ MnOeq \\al(－,4)＋ H2O=== Mn2＋＋ SOeq \\al(2－,4)＋ H＋
[答案] (1)1 2 4 2 1 2 (2)3 28 9 1 14 (3)2 5 16 2 10 8 (4)5 2 2 2 5 4
2．(1) P4＋ KOH＋ H2O=== K3PO4＋ PH3
(2) Cl2＋ KOH=== KCl＋ KClO3＋ H2O
[答案] (1)2 9 3 3 5 (2)3 6 5 1 3
命题点2 缺项配平
缺项配平的方法
(1)先用化合价升降法确定“两剂”或“两物”及其化学计量数，然后根据原子守恒或电荷守恒确定其他物质及其化学计量数。
(2)补项原则
3．(1)将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色( Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：
eq \x( )NaBiO3＋eq \x( )Mn2＋＋eq \x( ) ===eq \x( )Na＋＋eq \x( )Bi3＋＋eq \x( ) ＋eq \x( ) 。
(2)将Cu投入一定量的浓硝酸中，发生如下反应，其生成的NO2与NO的物质的量之比为2∶1，完成下列反应：eq \x( )Cu＋eq \x( )HNO3(浓)===eq \x( )Cu(NO3)2＋eq \x( )NO2↑＋eq \x( )NO↑＋eq \x( ) 。
(3)eq \x( )ClO－＋eq \x( )Fe(OH)3＋eq \x( ) ===eq \x( )Cl－＋eq \x( )FeOeq \\al(2－,4)＋eq \x( )H2O。
(4)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应，其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2，完成下列化学方程式：
eq \x( )KMnO4＋eq \x( )K2S＋eq \x( ) ===eq \x( )K2MnO4＋eq \x( )K2SO4＋eq \x( )S↓＋eq \x( ) 。
(5)在酸性条件下，K2Cr2O7被Fe2＋还原为Cr3＋，完成下列方程式：
eq \x( )Cr2Oeq \\al(2－,7)＋eq \x( )Fe2＋＋eq \x( ) ===eq \x( )Cr3＋＋eq \x( )Fe3＋＋eq \x( ) 。
[答案] (1)5 2 14 H＋ 5 5 2 MnOeq \\al(－,4) 7 H2O (2)5 16 5 4 2 8 H2O (3)3 2 4 OH－ 3 2 5 (4)28 5 24 KOH 28 3 2 12 H2O (5)1 6 14 H＋ 2 6 7 H2O
信息型氧化还原方程式的书写
信息型氧化还原方程式的书写是全国卷中每年必考的题型，呈现形式主要有文字描述反应型和化工流程中转化反应型。分析时要从文字描述信息和化工流程转化中提取反应物和生成物，根据原子守恒和电子守恒书写反应方程式。考查学生综合分析问题的能力，很好地考查了学生的“证据推理与模型认知”的化学核心素养。
KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是
。
[思路点拨]
[答案] 2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋16H＋eq \(=====,\s\up7(△))2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
信息型氧化还原方程式书写流程
1．根据有关信息，写出符合要求的离子方程式。
(1)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，H2能将NOeq \\al(－,3)还原为N2。
上述反应的离子方程式为
。
(2)某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等，正极材料可再生利用，其中一步工艺流程为用氢氧化钠溶液进行“正极碱浸”，发生反应的离子方程式为 。
(3)Fe的一种含氧酸根FeOeq \\al(2－,4)具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生。该反应的离子方程式是
。
[答案] (1)2NOeq \\al(－,3)＋5H2N2＋2OH－＋4H2O
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(3)4FeOeq \\al(2－,4)＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O
2．五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂，研制了一种利用废催化剂(含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐)回收V2O5的新工艺流程如下：
已知：①部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示：
②VOeq \\al(＋,2)＋2OH－VOeq \\al(－,3)＋H2O
回答下列问题：
(1)滤液1和滤液2中钒的存在形式相同，其存在形式为 (填离子符号)。
(2) 在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的化学方程式为
。
(3)生成VOeq \\al(＋,2)的反应中消耗1 ml KClO3时转移6 ml电子，该反应的离子方程式为
。
(4)Ⅱ步反应的离子方程式为
。
[解析] 根据废催化剂的成分及溶解性和流程可知第Ⅰ步V2O5被Na2SO3还原为VO2＋；根据流程中加KClO3的目的是氧化VO2＋生成VOeq \\al(＋,2)；根据溶解性，加入氨水的目的是沉淀VOeq \\al(＋,2)为NH4VO3。
[答案] (1)VO2＋
(2)V2O5＋Na2SO3＋2H2SO4===2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O
(3)6VO2＋＋ClOeq \\al(－,3)＋3H2O===6VOeq \\al(＋,2)＋Cl－＋6H＋
(4)VOeq \\al(＋,2)＋2NH3·H2O===NH4VO3↓＋NHeq \\al(＋,4)＋H2O
[真题验收]
1．(2020·7月浙江选考，T10)反应MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是 ( )
A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1
B [根据化合价变化可找出氧化剂和还原剂，氧化剂得电子化合价降低，则二氧化锰是氧化剂，氧化剂对应的生成物是还原产物，则MnCl2为还原产物；还原剂失电子化合价升高，则HCl为还原剂，还原剂对应的生成物是氧化产物，则Cl2为氧化产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1。]
2．(1)(2020·全国卷Ⅰ，T26(2)改编)酸性条件下，VO＋能被MnO2氧化成VOeq \\al(＋,2)，写出VO＋转化为VOeq \\al(＋,2)反应的离子方程式：
。
(2)(2020·全国卷Ⅱ，T26(4)改编)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，生成ClO2的离子方程式为 。
每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为 ml；产生“气泡”的化学方程式为
。
(3)(2020·全国卷Ⅲ，T27(5))硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式
。
(4)(2019·全国卷Ⅲ)工业上可由天然二氧化锰粉和硫化锰矿用硫酸溶浸得硫单质和硫酸锰，写出该反应的化学方程式
。
[解析] (1)VO＋转化为VOeq \\al(＋,2)时，钒元素的化合价由＋3价升至＋5价，1 ml VO＋失去2 ml电子，MnO2被还原为Mn2＋，锰元素的化合价由＋4价降至＋2价，1 ml MnO2得到2 ml电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，VO＋转化为VOeq \\al(＋,2)反应的离子方程式为VO＋＋MnO2＋2H＋===VOeq \\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O。
(2)生成ClO2的反应属于歧化反应，生成ClO2的离子方程式为5ClOeq \\al(－,2)＋4H＋===4ClO2↑＋Cl－＋2H2O，每生成1 ml ClO2，消耗NaClO2为eq \f(1 ml,4)×5 ＝1.25 ml；碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，方程式为NaHCO3＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
(3)由题意可知，反应物为硫酸镍、次氯酸钠和强碱，生成物为NiOOH，硫酸镍中镍为＋2价，NiOOH中镍为＋3价，镍的化合价升高被氧化，则次氯酸钠中氯元素被还原得到氯化钠，该反应的离子方程式为2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋H2O＋Cl－。
(4)根据题意可确定反应物为MnO2、MnS、H2SO4，生成物为MnSO4、S、H2O，根据化合价升降可配平。
[答案] (1)VO＋＋MnO2＋2H＋===VOeq \\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O (2)5ClOeq \\al(－,2)＋4H＋===4ClO2↑＋Cl－＋2H2O 1.25 NaHCO3＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑ (3)2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O (4)MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
3．(2018·全国卷Ⅰ，节选)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为 。
[解析] 氯气与硝酸银反应生成N2O5，氯气作氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物为O2。
[答案] O2
[新题预测]
1．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。制备亚氯酸钠的流程如下：
下列说法错误的是( )
A．反应①中，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B．反应①的化学方程式为2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．反应②中，ClO2的氧化性大于H2O2
C [根据题中流程图可知反应①中Naeq \(Cl,\s\up6(＋5))O3―→eq \(Cl,\s\up6(＋4))O2，NaClO3是氧化剂，eq \(S,\s\up6(＋4))O2―→NaHeq \(S,\s\up6(＋6))O4，SO2是还原剂，其反应为2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2NaHSO4＋2ClO2，故NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，A正确，B正确；反应②中，eq \(Cl,\s\up6(＋4))O2―→Naeq \(Cl,\s\up6(＋3))O2，氯元素的化合价降低，作氧化剂，H2O2只能作还原剂，故不能用氧化性的NaClO4代替H2O2，C错误；由C项分析可知，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2的氧化性，D正确。]
2．(1)过二硫酸H2S2O8及其盐是氧化性比KMnO4还强的氧化剂。有人认为S在其中的化合价为＋7，有人反对。反对的理由是
，
H2S2O8的结构式可能为 。过二硫酸铵在酸性溶液中氧化Mn2＋的离子方程式为
。
(2)已知二甲肼(C2H8N2)是一种火箭燃料，氧化剂为N2O4，充分燃烧产物无毒。二甲肼完全燃烧的化学方程式为 ，
46 g N2O4氧化二甲肼的质量为 g。
[解析] 燃烧产物无毒，说明生成CO2、N2和H2O。
根据电子守恒配平化学方程式，可求二甲肼的质量。
[答案] (1)S的最高价为＋6价，H2S2O8中有过氧原子
5S2Oeq \\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2O===10SOeq \\al(2－,4)＋2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋
(2)C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋3N2＋4H2O 15
考纲定位
要点网络
1.了解氧化还原反应的本质。
2.了解常见的氧化还原反应。根据化学式判断元素化合价。
3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
4.能正确书写氧化还原化学方程式和离子方程式。
元素化合价处于中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2＋
Fe3＋
Fe
SOeq \\al(2－,3)(H2SO3/SO2)
SOeq \\al(2－,4)
S
H2O2
O2
H2O
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀盐酸
C
Cl2(HCl)
H2O、浓硫酸
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
条件
补项原则
酸性条件下
反应物缺H(氢)或多O(氧)补H＋生成H2O，反应物少O(氧)补H2O(水)生成H＋
碱性条件下
反应物缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)生成OH－，反应物少O(氧)补OH－生成H2O
物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶