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2022届高考化学（人教版）一轮总复习学案：第5讲 氧化还原反应 Word版含解析
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这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习学案：第5讲 氧化还原反应 Word版含解析，共29页。
第5讲 氧化还原反应
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考试要求：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，知道常见的氧化剂和还原剂。3.掌握常见氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
名师点拨：分析近几年高考题，氧化还原反应一般不单独考查，而是与其他模块知识综合考查，如选择题中与阿伏加德罗常数结合考查电子转移数目的计算，以化学实验为载体，考查氧化还原反应相关概念和规律；非选择题一般在无机推断及化工流程题中考查信息型方程式的书写；在综合实验题中会考查氧化还原反应的相关计算。以下几点建议可供大家复习时参考：
(1)将氧化还原反应基本概念的判断通过“升失氧—降得还”快速理顺，以准确判断各物质的“角色”；
(2)熟练掌握化合价升降法配平氧化还原反应方程式的技巧，特别是离子型氧化还原反应方程式的“三步”配平法：电子守恒→电荷守恒→质量守恒；
(3)有意识地强化记忆氧化还原反应规律，特别是氧化性、还原性强弱规律和电子守恒规律的应用。
(4)与氧化还原滴定相结合考查氧化还原反应的相关计算。
考点一 氧化还原反应的基本概念及表示方法
核心知识梳理
1．氧化还原反应的基本概念
(1)氧化还原反应的特征是 元素化合价的变化 。
(2)氧化还原反应的实质是 电子转移 。
(3)有关概念：
例如，反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是 MnO2 ，还原剂是 HCl ，氧化产物是 Cl2 。生成1 mol Cl2时转移电子数目为 2NA ，被氧化的HCl的物质的量是 2 mol ，盐酸表现的性质是 还原性 和 酸性 。
特别提醒
氧化还原反应的概念可以通过“升失氧，降得还”记忆：反应物所含元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，对应产物是氧化产物；反应物所含元素化合价降低，得到电子、发生还原反应，对应产物为还原产物。
2．相关概念之间的关系
(1)氧化还原反应有关概念之间的相互关系。
特别提醒
理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”
误区1.某元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原。如Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－反应中溴元素被氧化。
误区2.在氧化还原反应中，非金属单质一定只作氧化剂。如H2＋CuOCu＋H2O反应中H2是还原剂。
误区3.在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原。如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应中，氮元素既被氧化又被还原。
(2)氧化还原反应与基本反应类型之间的关系。
例如，有下列10个反应：
①Cu2S＋O22Cu＋SO2
②3O22O3
③3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
⑤CaCO3CaO＋CO2↑
⑥2H2O22H2O＋O2↑
⑦Na2O＋H2O===2NaOH
⑧2Fe＋3Cl22FeCl3
⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑
其中属于氧化还原反应的是 ①、③、④、⑥、⑧、⑩ ；既是氧化还原反应，又是化合反应的是 ⑧ ；既是氧化还原反应，又是分解反应的是 ⑥ ；属于置换反应的是 ①、④ ；属于复分解反应的是 ⑨ 。
特别提醒
没有单质生成的分解反应，有可能是氧化还原反应。如：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3
3．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”
请用双线桥标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目
。
特别提醒
关于双线桥：①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子，且需注明“得到”或“失去”；②箭头的方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移前后的变化；③失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”
请用单线桥标出MnO2与浓酸盐的反应中电子转移的方向和数目。
。
特别提醒
关于单线桥：①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。
4．常见的氧化剂与还原剂
(1)常见氧化剂：①活泼的非金属单质，如X2(X指卤素Cl、Br)、O2、O3等；②高价态的离子，如H＋、Cu2＋、Fe3＋、Hg2＋、Ag＋等；③高价态的物质，如H2SO4(浓)、HClO4、HNO3、PbO2、MnO2、KClO3、KMnO4等；④含O的物质，如H2O2、Na2O2等。
(2)常见还原剂：①活泼的金属单质，如Na、Mg、Al、Fe、Cu等；②某些非金属单质，如H2、C、S等；③低价态离子，如S2－、I－、Fe2＋、Br－等；④含较低价态元素的物质，如CO、NH3、H2S、HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、NO等。
(3)元素化合价与氧化性、还原性的关系：
规律：高价氧化，低价还原，中间价态两边转
特别提醒
(1)基本概念及其关系
(2)分析氧化还原反应的方法思路
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。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。
(3)根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性，只是其变化的一种“趋势”，但氧化性、还原性“能力”强弱不一定。如Na＋中钠的化合价是钠元素的最高化合价，具有氧化性，但是氧化性很弱。
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)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。( × )
(2)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。( √ )
(3)ICl与水反应生成HCl和HIO的反应属于氧化还原反应。( × )
(4)反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。( × )
(5)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。( × )
(6)在反应：2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2中，SO2既是氧化产物，又是还原产物。( √ )
(7)有单质参加或有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应。( √ )
(8)分解反应一定是氧化还原反应，而化合反应为非氧化还原反应。( × )
(9)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。( × )
(10)非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性。( × )
(11)没有单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应。( × )
[提示] 如H2O2＋SO2===H2SO4是氧化还原反应。
(12)电子转移的方向和数目：
( √ )
(13)金属单质只有还原性，非金属单质只有氧化性。( × )
(14)化学反应中失去电子越多的原子，还原性越强。( × )
(15)在生活中用漂白粉漂白织物时，是利用了漂白粉的氧化性。( √ )
(16)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。( × )
(17)含最高价元素的化合物，一定具有强氧化性。( × )
(18)形成原电池的反应一定是氧化还原反应。( √ )
2．(1)用浓盐酸来制取氯气的化学方程式如下：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，其中被还原的元素是 Mn ，被氧化的元素是 Cl ，氧化剂是 KMnO4 ，还原剂是 HCl ，氧化产物是 Cl2 ，还原产物是 MnCl2 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶5 ，假如有2.5 mol Cl2生成，则该反应中电子转移的物质的量为 5 mol 。
(2)在反应3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O中，氧化剂是 HNO3 ，氧化产物是 Cu(NO3)2 ，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 2∶3 ，每生成2 mol NO转移的电子数为 6NA 。
(3)氧化还原反应3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1 ，若反应中消耗了0.6 mol S，则反应中转移的电子为 0.8 mol。
3．深度思考：
(1)黑火药是中国的“四大发明”之一，其爆炸时，发生如下的反应：2KNO3＋3C＋S===K2S＋N2↑＋3CO2↑。
①氧化剂是 KNO3和S ，还原剂是 C ，氧化产物是 CO2 ，还原产物是 K2S和N2 。
②用双线桥标出电子转移的方向和数目：
2KNO3＋3C＋S===K2S＋N2↑＋3CO2↑
③当0.1 mol CO2生成时，则转移的电子数为 0.4NA 。
(2)饮用水中的NO对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，其化学方程式如下：
10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O
①请用“单线桥法”表示上述反应中电子转移的方向和数目。
②氧化剂是 NaNO3 ，氧化产物是 NaAlO2 。
③若转移3 mol电子，则所产生的氮气在标准状况下的体积为 6.72 L 。
(3)①在2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2中，O2是氧化产物还是还原产物？
②元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原吗？有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗？
[提示] (3)①都不是，因为与O3相比，O2中氧元素的化合价没变，均为0价。②某元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原，也不一定被氧化，如：Cl－―→Cl2，氯元素被氧化，Cu2＋―→Cu，铜元素被还原。有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应，如同素异形体之间的转化不属于氧化还原反应：3O22O3。
考点突破提升
微考点1 氧化还原反应中相关概念的辨析
典例1 (2020·山东高考，2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是( B )
A．谷物发酵酿造食醋
B．小苏打用作食品膨松剂
C．含氯消毒剂用于环境消毒
D．大气中NO2参与酸雨形成
[解析] A项，谷物发酵酿造食醋过程中存在淀粉的水解和葡萄糖的氧化，涉及氧化还原反应，错误；B项，小苏打用作食品膨松剂是利用了小苏打受热易分解的性质，不涉及氧化还原反应，正确；C项，含氯消毒剂具有氧化性，利用其消毒时发生氧化还原反应，错误；D项，NO2参与酸雨形成时转化为HNO3，氮元素的化合价升高，发生了氧化还原反应，错误。
〔对点集训1〕 (2021·北京高三检测)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 )
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
[解析] A项，除杂反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2属于氧化还原反应，A不选；B项，加入足量NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀，过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液，B正确；C项，除去Cl2中的HCl，可将混合气体通过饱和食盐水，然后再用浓硫酸干燥，C不选；D项，除杂反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO属于氧化还原反应，D不选。
萃取精华：
元素化合价的判断方法
代数和法：标出熟悉元素的化合价→代数和为零求解其他元素的化合价
常见元素的化合价判断
可以借助化合价口诀来记忆
一价氢、氯、钾、钠、银；
二价氧、钡、镁、钙、锌；
三铝、四硅、五价磷；
记变价也不难，
二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；
铜汞二价最常见
正价最高莫过八，负价最低四为限。
正负变价要分清，莫忘单质都为零。
特殊复杂物质中的元素化合价判断
①根据元素的非金属性确定元素的化合价
例：CuH：非金属性H>Cu
显正价 ―→显负价
②常考复杂物质化合价的汇总
2O K2 eO4 Li2 H Li H2 Al
H Na22O3 O O 34
高中化学涉及氧化还原反应的工艺
1．海水提溴： r－―→r2―→ r－―→r2
2．海带提碘： ―→
3．硝酸工业： H3―→ O―→ O2―→H O3
4．接触法制硫酸：Fe2―→ O2―→ O3―→H2 O4
5．合成氨工业：2―→ H3
6．氯碱工业：Na ―→
7．工业制漂白粉： ―→Ca和Ca(O)2
微考点2 氧化还原反应中电子转移的表示方法
典例2 (2021·山东潍坊高三检测)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯，该变化涉及反应的化学方程式为2KClO3＋4HCl(浓)===2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。
(1)请分析该反应中电子转移的情况(单线桥法表示)：
。
(2)上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 1∶1 。
(3)若产生标准状况下22.4 L Cl2，则转移的电子的物质的量为 2 mol。
(4)ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN－ a mg·L－1，现用ClO2将CN－氧化，只生成两种气体，其反应的离子方程式为 2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ ，处理100 m3这种污水，至少需要ClO2 (或3.85 a) mol。
[解析] (1)根据氧化还原反应的规律，KClO3中＋5价Cl得电子转化成ClO2中＋4价Cl，HCl中部分－1价Cl失电子转化成Cl2,2 mol KClO3参加反应共转移2 mol e－，因此用单线桥表示电子转移的情况是： 2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。
(2)KClO3中Cl化合价降低，是氧化剂，一部分HCl作还原剂，一部分HCl显酸性，因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。
(3)由反应的化学方程式可知产生标准状况下22.4 L Cl2转移2 mol e－；
(4)根据题意可知两种气体是N2和CO2，根据化合价的升降法配平可知反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－，根据离子方程式可知，n(ClO2)＝n(CN－)＝ mol＝ mol。
〔对点集训2〕 (1)下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( B )
[解析] 本题考查用线桥法解决氧化还原反应中电子的转移问题。MnO2中的Mn元素由＋4价降低为＋2价，得到2个电子，HCl中Cl元素由－1价变为0价，生成氯气，共失去2个电子，双线桥法需要标注“得失”与“电子总数”，“得”与“失”标注错误，故A项错误；硫元素发生歧化反应，两个S由0价降低为－2价，总共降低4价，共得到4个电子，一个S由0价升高为＋4价，总共升高4价，共失去4个电子，故B项正确；根据化合价不能交叉的原则，氯酸钾中氯元素的化合价应从＋5价降到0价，盐酸中氯元素的化合价应从－1价升高到0价，转移电子数是5，故C项错误；氯酸钾中氯元素化合价降低，得到电子，氧元素化合价升高，失去电子，箭头应该是从O元素指向Cl元素，故D项错误。
萃取精华：
线桥法表示步骤
(2)(2021·陕西汉中调研)用下列方法均可制取氧气：
①2KClO32KCl＋3O2↑
②2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
③2HgO2Hg＋O2↑
④2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
若要制得相同质量的氧气，①、②、③、④反应中电子转移数目之比为( C )
A．3∶2∶1∶4 B．1∶1∶1∶1
C．2∶1∶2∶2 D．1∶2∶1∶1
[解析] 由反应的化学方程式可知，生成氧气时，反应①、③、④中氧元素的化合价均由－2价升高为0，即氧元素失去电子，反应②中氧元素的化合价从－1价升高到0价，并且都只有氧元素的化合价升高，则制得相同质量的氧气(假设是1 mol)，反应中转移电子的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol、4 mol，即转移电子数目之比为2∶1∶2∶2。
(3)(2020·浙江7月选考，10)反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是( B )
A．1∶2 B．1∶1
C．2∶1 D．4∶1
[解析] ，根据化合价变化分析可得：MnO2为氧化剂，对应的MnCl2为还原产物，HCl为还原剂，对应的Cl2为氧化产物，故n(Cl2) ∶n(MnCl2)＝1∶1，B正确。
萃取精华：
电子转移数目的判断方法。
关键是明确反应中元素化合价的变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1 mol氧化剂得电子的物质的量或者1 mol还原剂失电子的物质的量。
双线桥法与单线桥法的区别。
用双线桥法表示时箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素；用单线桥法表示时箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素。双线桥表示时要标出“得到”或“失去”及电子数目；单线桥表示时只标转移的电子数目。
考点二 物质氧化性、还原性强弱的判断 氧化还原反应规律及应用
核心知识梳理
1．氧化性、还原性的判断：
(1)氧化性是指物质 得电子 的性质(或能力)；还原性是指物质 失电子 的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的 难易 程度，与得、失电子数目的 多少 无关。例如：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。
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数 等于 还原剂失电子总数。
2．氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂> 氧化产物
还原性：还原剂> 还原产物
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低，反应越 剧烈 ，对应物质的氧化性或还原性 越强 。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如：
→
(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)依据金属性、非金属性比较。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
①温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
③酸碱性：如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
特别提醒
(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度，而不取决于一个原子得失电子数目的多少。
(2)具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。
(3)对同一元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；价态越低，氧化性越弱，如S2－
氧化性：MnO>Cl2>Br2>Fe3＋>I2；
还原性：S2－>SO(或H2SO3)>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。
3．氧化还原反应规律及其应用
(1)电子守恒规律：
氧化剂得电子物质的量＝还原剂失电子物质的量。
守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。
如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种：NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物，则该氧化还原反应中还原剂是 FeSO4 ，还原产物是 NO 。当有1 mol HNO3被还原，转移 3 mol电子，消耗还原剂 3 mol。
(2)价态规律：
氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。
元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性。如Fe3＋、Cu2＋只有氧化性，S2－、I－只有还原性，Cl2、Fe2＋既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl，既有氧化性(由氢元素表现出的性质)，又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱规律：
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物，即“由强生弱”。如根据反应Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，可以确定氧化性 Cl2 > S ，还原性 S2－ > Cl－ 。
(4)先后规律：在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂(氧化剂)，加入同种氧化剂(还原剂)，则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2，因为还原性 Fe2＋ > Br－ ，所以 Fe2＋ 先被Cl2氧化；在含有Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性 Fe3＋ > Cu2＋ ，因此铁粉先与 Fe3＋ 反应。
(5)歧化反应规律：“中间价→高价＋低价”。
某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应，反应中1 mol Cl2反应时转移电子数为 NA 。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。
(6)价态归中规律：
①同种元素的高价态氧化低价态的时候，遵循的规律可简单概括为：“高到高，低到低，只靠拢，不交叉”。如在反应H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2＋2H2O中，氧化产物是 S ，还原产物是 SO2 ,1 mol H2S反应时转移电子数是 2NA 。
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。
特别提醒
已知物质的氧化性或还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法：
(1)先假设反应成立；
(2)然后根据氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物的规律，列出假设反应中的上述关系；
(3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。
[微点拨] 氧化还原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。
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)将Cl2通入FeBr2溶液中，先发生反应：Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，后发生反应Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。( √ )
(2)浓硫酸具有强氧化性，故SO2不能用浓硫酸干燥。( × )
(3)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。( √ )
(4)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO。( × )
(5)在H2S与浓硫酸的反应中，氧化产物和还原产物均为SO2。( × )
(6)反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，说明金属阳离子的还原产物不一定是金属单质。( √ )
(7)反应Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，说明还原性：Cu>H2。( × )
(8)反应2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O，说明盐酸不能作高锰酸钾的酸化剂。( √ )
(9)在Fe(NO3)3溶液中通入SO2气体，溶液颜色先变为浅绿色，又变为棕黄色，说明氧化性Fe3＋>HNO3。( × )
(10)根据反应SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI，可知SO2的氧化性比HI的强。( × )
(11)在H2O2＋Cl2===2HCl＋O2反应中，每生成32 g氧气，则转移2NA个电子。( √ )
(12)氧化剂浓硝酸、浓硫酸参加反应时，氮、硫化合价分别降低1、2生成NO2、SO2，所以浓硫酸的氧化性强于浓硝酸。( × )
(13)铜与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，说明氧化性稀硝酸大于浓硝酸。( × )
(14)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中，锌首先与硝酸铁反应置换出铁。( × )
2．(2021·经典习题选萃)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 P ，理由是 P中氮元素的化合价最高 。
(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 N2 。
(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式：
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 Ⅲ ，理由是 氮元素的价态，Q>M>L，根据氧化还原反应规律，M与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(其他合理答案也可) 。
3．深度思考：
(1)物质得电子越多，其氧化性越强吗？元素处于最高价态时一定具有强氧化性吗？
(2)往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？
[提示] (1)物质的氧化性强弱与其得电子多少没有必然联系；元素处于最高价态时不一定具有强氧化性，如NaNO3、H2SO4(稀)等。
(2)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－。
考点突破提升
微考点1 常见的氧化剂和还原剂
典例1 (2021·四川绵阳调研)根据下表中的信息判断，下列说法错误的是( C )
序号
反应物
产物
①
Cl2、H2O2
Cl－、……
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
KClO3、HCl
Cl2、KCl、H2O
A.第①组反应的氧化产物为O2
B．第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1∶2
C．第③组反应中生成3 mol Cl2，转移6 mol电子
D．氧化性由强到弱的顺序为ClO>Cl2>Fe3＋
[解析] H2O2中氧元素的化合价升高，失去电子，被氧化，则H2O2对应的氧化产物为O2，A正确；②中溴元素的化合价没有变化，Cl2只将Fe2＋氧化为Fe3＋，发生的反应为3Cl2＋6FeBr2===2FeCl3＋4FeBr3，则Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1∶2，B正确；在反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，每生成3 mol氯气转移5 mol电子，C错误；由KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应可知，物质的氧化性：ClO>Cl2，Cl2氧化Fe2＋生成Fe3＋，则氧化性：Cl2>Fe3＋，因此物质的氧化性由强到弱的顺序为ClO>Cl2>Fe3＋，D正确。
[易错警示] ①在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是不同反应物，也可以是同一反应物，氧化产物、还原产物可以是不同产物，也可以是同一种产物。
②由于有些氧化还原反应中，氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应，因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。
③H2O2中氧元素尽管处于中间价态，但H2O2主要表现为氧化性，其还原产物是H2O，故H2O2，又被称为绿色氧化剂。
〔对点集训1〕 (2021·山东滨州高三检测)根据反应2KClO3＋I2===2KIO3＋Cl2↑判断，下列结论不正确的是( C )
A．I2具有还原性
B．该反应属于置换反应
C．还原剂是KClO3
D．当生成1 mol Cl2时，转移10 mol电子
[解析] 碘元素的化合价升高，I2具有还原性，故A项正确；题给反应为单质与化合物反应生成新单质与新化合物的反应，属于置换反应，故B项正确；氯元素的化合价降低，则氧化剂是KClO3，故C项错误；当生成1 mol Cl2时，转移1 mol×2×(5－0)＝10 mol电子，故D项正确。
微考点2 氧化性、还原性强弱的比较及应用
典例2 (2021·河南周口调研)碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种微粒之间的转化关系如图所示。已知淀粉遇单质碘变蓝。下列说法中，不正确的是( C )
A．氧化性的强弱顺序为Cl2>IO>I2
B．一定条件下，I－与IO反应可能生成I2
C．途径Ⅱ中若生成1 mol I2，消耗4 mol NaHSO3
D．向含I－的溶液中通入Cl2，所得溶液加入淀粉溶液不一定变为蓝色
[解析] 由途径Ⅰ可知氧化性Cl2>I2，由途径Ⅱ可知氧化性I2NaIO3，故氧化性的强弱顺序为Cl2>IO>I2，A正确；一定条件下，I－与IO反应可能生成I2，如酸性溶液中5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O，故B正确；根据转化关系2IO～I2～10e－可知，生成1 mol I2反应中转移的电子数为10NA，由得失电子守恒可知，被氧化的亚硫酸氢钠的物质的量为5 mol，故C错误；根据图示转化Ⅲ可知氧化性：Cl2>NaIO3，则氯气能将碘氧化为HIO3，故向含I－的溶液中通入Cl2，所得溶液加入淀粉溶液不一定变蓝，D正确。
〔对点集训2〕 (2021·山东潍坊高三检测)铋(Bi)位于元素周期表中第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( C )
A．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 D．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
[解析] 由①中现象可知，NaBiO3把Mn2＋氧化生成MnO，则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化产物)的氧化性；由②中现象可知，KMnO4氧化H2O2产生O2，自身被还原为Mn2＋，则KMnO4(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性；由③中现象可知：碘离子被双氧水氧化成单质碘，则双氧水(氧化剂)的氧化性强于碘单质(氧化产物)的氧化性，综上所述，NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序是NaBiO3>KMnO4>H2O2>I2。
微考点3 氧化还原反应的规律
典例3 (1)(2021·山东青岛高三检测)含氯消毒剂可杀灭病毒，在抗击新型冠状病毒疫情期间，被广泛用于此次抗疫行动中。下列关于含氯物质说法错误的是( D )
A．已知次氯酸溶液浓度过大时会发生反应：9HClO===HClO3＋4Cl2↑＋O2↑＋4H2O，每生成1 mol HClO3转移8 mol电子
B．已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，氯气与FeBr2以物质的量1∶1反应的离子方程式为2Cl2＋2Fe2＋＋2Br－===4Cl－＋Br2＋2Fe3＋
C．当温度较高时，发生反应：6Cl2＋6Ca(OH)2===5CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O，此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1
D．将Cl2通入Ca(OH)2溶液，至Ca(OH)2恰好反应停止通入氯气；已知仅生成Ca(ClO3)2、Ca(ClO)2、CaCl2三种含氯物质，则2c(Ca2＋)＝c(ClO)＋c(ClO－)＋c(Cl－)
[解析] A项，该反应中一部分Cl从＋1价升至＋5价，一部分从＋1价降至0价，O元素化合价从－2升价至0价，每生成1 mol HClO3转移8 mol电子，正确；B项，氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，则还原性：Fe2＋>Br－>Cl－。当氯气与FeBr2溶液以物质的量1∶1反应时，Cl2先和Fe2＋反应，再和Br－反应，正确；C项，题给反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，6 mol Cl2中有5 mol Cl2作氧化剂，还有1 mol Cl2作还原剂；D项，根据题意，Cl2与Ca(OH)2溶液恰好反应完全仅生成Ca(ClO3)2、Ca(ClO)2、CaCl2三种含氯物质，此三种产物中Ca与Cl原子个数比均为1∶2；但ClO－是弱酸的酸根会发生水解，因此2c(Ca2＋)>c(ClO)＋c(ClO－)＋c(Cl－)，错误。
(2)(2021·河北衡水检测)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 )
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
[解析] 由①得出Q中价态高于G，因为G中价态介于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。
〔对点集训3〕 (1)(2021·天津高三检测)已知反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，Br2＋2Fe2＋===2Br＋＋2Fe3＋。往含有FeBr2、FeI2的混合液中通入一定量的氯气后，再滴加少量的KSCN溶液，溶液变为红色，则下列说法不正确的是( C )
A．按I－、Fe2＋、Br－的顺序还原性逐渐减弱
B．通入氯气后原溶液中Fe2＋一定被氧化
C．原溶液中Br－一定被氧化
D．不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2＋
[解析] 根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知，还原性为I－>Fe2＋>Br－，故A项正确；当加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中有Fe3＋，氯气把Fe2＋氧化成Fe3＋，故B项正确；根据选项A的分析，Br－可能被氧化，也可能没有被氧化，故C项错误；溶液变红，可能部分Fe2＋被氧化，也可能全部Fe2＋被氧化，因此不能确定反应后的溶液中是否含Fe2＋，故D项正确。
(2)(2020·经典习题选萃)已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物，它们在一定条件下有如下转换关系(未配平)：
①X―→W＋O2
②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W
③Y＋SO2―→Z＋SO3
④Q＋Y―→Z＋H2O
⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO
则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为( C )
A．X>Y>Z>W>Q B．X>Z>Y>Q>W
C．X>Y>W>Z>Q D．W>X>Z>Q>Y
[解析] ①X―→W＋O2中，X中氧元素失电子化合价升高，则氮元素得电子化合价降低，所以氮元素化合价X>W；③Y＋SO2―→Z＋SO3中，硫元素化合价升高，则Y中氮元素化合价Y>Z；②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W为归中反应，则氮元素化合价W处于Z和Y中间，结合反应③可知，氮元素化合价Y>W>Z；④Q＋Y―→Z＋H2O为归中反应，Z处于Q和Y之间，根据③知，Y>Z，所以Z>Q；⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO，铜元素化合价升高，则X化合价降低生成Y，所以氮元素化合价，X>Y；所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为X>Y>W>Z>Q。
考点三 氧化还原反应方程式的配平与相关计算
核心知识梳理
分析近几年的高考化学试题发现，主观题中新情景下陌生氧化还原反应方程式的书写与配平是最常见的考查方式。除了已知反应物和生成物，利用氧化还原反应方程式的配平方法书写方程式外，有时还会出现缺项方程式的配平。该类氧化还原反应方程式一般结合实际情景或化工流程中物质的转化判定所缺物质，同时结合离子反应进行考查，题目综合性强，难度较大。备考过程中要结合实例，确定解题流程，分类突破。
1．氧化还原方程式的配平
(1)配平三大原则
(2)化合价升降法配平步骤
以上方法步骤以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下：
①标变价
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
②列变化
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
③求总数
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
④定计量数
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
⑤查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。
特别提醒
氧化还原反应方程式配平的基本技巧
(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法：先使得失电子数相等，再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷，一般加H＋(或H2O)，生成物一边加H2O(或OH－)；若反应物一边缺负电荷，一般加OH－(或H2O)，生成物一边加H2O(或H＋)。
(4)当化学方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
2．氧化还原反应的计算
(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
“四找关系式”：多步连续进行的氧化还原反应的有关计算，对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可化难为易，化繁为简。
基础小题自测
1．配平下列化学方程式
(1)Cl2↑＋
(2)===
(3)===
(4)===
(5)===
2．已知： 5 RxO＋ 2 MnO＋ 16 H＋→ 10 RO2＋ 2 Mn2＋＋ 8 H2O变化过程中，0.2 mol RxO参加反应，共转移0.4 mol电子。
(1)配平离子方程式，并将配平后的计量数写在化学式前的横线上。
(2)反应的氧化产物为 RO2 。
(3)x＝ 2 。
(4)参加反应的氢离子的物质的量为 0.64 。
3．深度思考：
(1)在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为 1.5 mol；生成 1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为 2.2 mol。
(2)64 g铜与一定量的浓HNO3恰好完全反应，将产生的气体与适量的O2混合通入水中，气体完全溶解，试求O2的物质的量？
[提示] (1)设7.5 mol CuSO4氧化P的物质的量为x；生成1 mol Cu3P时，被氧化的P的物质的量为y
根据得失电子守恒得：
7．5 mol×(2－1)＝x·(5－0)
x＝1.5 mol
1 mol×3×(2－1)＋1 mol×1[0－(－3)]＝y· (5－0)
y＝1.2 mol
所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。
(2)由电子守恒知，Cu失电子的物质的量与O2得电子的物质的量相等，据此可求得n(O2)＝＝0.5 mol。
考点突破提升
微考点1 氧化还原反应方程式的配平
典例1 (2021·江苏苏州模拟)氢化铝锂(LiAlH4)是化工生产中广泛应用于药物合成的常用试剂。
(1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇，LiAlH4作该反应的 还原 剂(填“氧化”“还原”或“催化”)，用 新制氢氧化铜(或银氨溶液) (填试剂名称)可检验乙醛已完全转化。
(2)配平下列化学反应方程式。
2 LiAlH4＋ 4 H2SO4→ 1 Li2SO4＋ 1 Al2(SO4)3＋ 8 H2↑
该反应中H2SO4体现 氧化性和酸 性。若上述反应中电子转移数目为0.2NA个，则生成标准状况下氢气的体积为 4.48 L 。
[解析] (1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇，则LiAlH4作该反应的还原剂，利用新制氢氧化铜或银氨溶液可检验乙醛已完全转化，若不出现红色沉淀或银镜说明转化完全。
(2)反应中氢元素化合价由－1价升高为0价，＋1价氢元素降低到0价，结合电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2LiAlH4＋4H2SO4===Li2SO4＋Al2(SO4)3＋8H2↑，反应过程中硫酸中氢元素化合价降低作氧化剂，生成硫酸铝和硫酸锂表现出硫酸的酸性。反应过程中生成8 mol氢气转移电子为8 mol，若上述反应中电子转移数目为0.2NA，则生成氢气0.2 mol，标准状况下氢气体积＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。
[易错警示] (1)注意特殊物质中元素的化合价，如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为－1。
(2)题目中配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。
(3)依据电子得失守恒列等式时容易忽略微粒中变价原子的个数。
〔对点集训1〕 (2021·经典习题汇编)请配平下列氧化还原反应方程式：
(1)CuSO4===I2＋
(2)===Cu(NO3)2＋＋
(3)===
(4)S＋NaOHNa2S＋Na2SO3＋H2O
(5)KClO3＋HCl===KCl＋ClO2＋Cl2＋H2O
(6)P4＋CuSO4＋H2O===Cu3P＋
(7)===
(8)P＋FeO＋CaOCa3(PO4)2＋Fe
(9)As2S3＋HNO3＋AsO4＋＋NO↑
(10)NH4NO3===N2＋
(11)===
(12)===
(13)＋
[解析] 根据元素化合价升降法和相应的配平技巧进行配平。(3)、(6)、(11)三个重点题目分析如下：
(3)a→a2SiO3，生成1份Na2SiO3升高1×2价，2→NaB4，生成1份NaBH4降低1×4价，根据化合价升降总数相等，在Na2SiO3前添加系数2，在NaBH4前添加系数1，再根据原子守恒配平其他物质的系数。
(6)由于Cu3P中存在多个变价元素，符合整体归一法配平，因此把Cu3P当作一个整体来分析，4＋SO4→3，生成1份Cu3P降低1×3＋3＝6价，4→H3O4，升高5价，根据化合价升降总数相等，在H3PO4前添加系数6，在Cu3P前添加系数5，再根据原子守恒配平其他物质的系数。可知P4的系数为，再将所有的系数乘以4即可。
(11)O(OH)2→2＋，降低2价，→，升高1价，根据化合价升降总数相等，在I－前添加系数2，在I2前添加系数1，在MnO(OH)2和Mn2＋前添加系数1，再根据电荷守恒和原子守恒配平H＋和H2O的系数为4和3。
萃取精华：
常见氧化还原反应类型及其配平技巧
完全氧化还原型
技巧：可从反应物或者生成物进行配平
关键：符合一般的配平步骤
实例：1＋2H2O4(浓)O2↑＋O2↑＋H2O
↑4×1↓2×2
或＋H2 O4(浓)O2↑＋O2↑＋H2O
↑4×1↓2×2
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
歧化反应
技巧：从生成物进行配平
关键：确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例：O2＋H2O―→2H O3＋1O
↑1×2↓2×1
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
部分氧化还原型
技巧：从生成物进行配平
关键：确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例：nO2＋Hl(浓)1nCl2＋1l2＋H2O
↓2×1 ↑1×2×1
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
归中反应
技巧：从反应物进行配平
关键：确定氧化剂和还原剂的化学计量数
实例：1 O2＋2H2 ―→H2O＋
↓4×1 ↑2×2
SO2＋2H2S===2H2O＋3S↓
微考点2 缺项型氧化还原反应方程式的配平
典例2 (2021·经典习题汇编)请配平下列氧化还原反应方程式：
① 5 Mn2＋＋ 2 ClO＋ 4 H2O=== 5 MnO2↓＋ 1 Cl2↑＋ 8
② 3 ClO－＋ 2 Fe(OH)3＋ 4 === 3 Cl－＋ 2 FeO＋ 5 H2O
③ 2 Fe(OH)2＋ 1 ClO－＋ 1 === 2 Fe(OH)3＋ 1 Cl－
④ 2 LiCoO2＋ 3 H2SO4＋ 1 H2O2=== 1 Li2SO4＋ 2 CoSO4＋ 1 O2↑＋ 4
⑤ 2 MnO＋ 5 C2O＋ 16 === 2 Mn2＋＋ 10 CO2↑＋ 8
⑥化学镀镍的溶液中含有Ni2＋和H2PO，在酸性条件下发生下述反应：
1 Ni2＋＋ 1 H2PO＋ 1 === 1 Ni＋ 1 H2PO＋ 2
[解析] ①2＋→O2，升高2价，O→l2，降低5价，根据化合价升降总数相等，在Mn2＋前添加系数5，在ClO前添加系数2，对比左右两边电荷可知，右边缺少8H＋，再根据原子守恒配平H2O的系数为4。
② (OH)3→O，升高3价，O－→－，降低2价，根据化合价升降总数相等，在Fe(OH)3前添加系数2，在ClO－前添加系数3，对比左右两边电荷可知，左边缺少4OH－，再根据原子守恒配平H2O的系数为5。
③ (OH)2→ (OH)3，升高1价，O－→，降低2价，根据化合价升降总数相等，在Fe(OH)2前添加系数2，在ClO－前添加系数1，在Fe(OH)3前添加系数2，在Cl－前添加系数1，根据电荷守恒和原子守恒可知，应在左边补充1H2O。
④LoO2→SO4，降低1价，H22→2，升高1×2价，根据化合价升降总数相等，在CoSO4前添加系数2，在O2前添加系数1，在LiCoO2前添加系数2，在H2O2前添加系数1，对比左右电荷守恒，因此在右边补充H2O，再根据原子守恒配平H2O和H2SO4的系数为4和3。
⑤O→2＋，降低5价，2O→O2，升高1×2价，根据化合价升降总数相等，在MnO前添加系数2，在C2O前添加系数5，在Mn2＋前添加系数2，在CO2前添加系数10，根据产物Mn2＋可知应是MnO酸性溶液，根据左右两边电荷和原子守恒可知，应在左边补充16H＋，在右边补充8H2O。
⑥2＋→i，降低2价，H2O→H2O，升高2价，根据化合价升降总数相等，在Ni2＋前添加系数1，在H2PO前添加系数1，在Ni前添加系数1，在H2PO前添加系数1，根据左右两边电荷和原子守恒，及溶液呈酸性可知，应在右边补充2H＋，在左边补充1H2O。
萃取精华：
缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
补项原则
介质
多一个氧原子
少一个氧原子
酸性
＋2H＋结合1个O→H2O
＋H2O提供1个O→2H＋
中性
＋H2O结合1个O→2OH－
＋H2O提供1个O→2H＋
碱性
＋H2O结合1个O→2OH－
＋2OH－提供1个O→H2O
组合方式
反应物
生成物
使用条件
组合一
H＋
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H＋
酸性或中性溶液
组合三
OH－
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH－
碱性或中性溶液
举例说明
例：高锰酸根与亚硫酸根的反应：
①酸性条件：2MnO＋5SO＋6H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O
②中性条件：2MnO＋3SO＋H2O===2MnO2↓＋3SO＋2OH－
③碱性条件：2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O
〔对点集训2〕 (1)配平下列离子方程式
① H＋ ===Mn2＋＋
② H＋ ===
③ H＋ ===MnO＋ H2O
④ ===
⑤ ===S↓＋
(2)将质量为12.64 g的KMnO4固体加热一段时间后，收集到a mol O2；向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸，又收集到b mol Cl2，此时锰元素全部以Mn2＋的形式存在于溶液中。
①请完成并配平下列化学方程式：
1 K2MnO4＋ 8 HCl—— 2 KCl＋ 1 MnCl2＋ 2 Cl2↑＋ 4
该反应中的还原剂是 HCl ，当该反应中转移NA个电子时，氧化产物的物质的量为 0.5 mol，被氧化的还原剂的物质的量为 1 mol。
②用酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO4溶液，写出该反应的离子方程式 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 。
③当KMnO3固体加热生成O2 a mol值最大时，向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸并加热，产生Cl2的物质的量b＝ 0.12 mol(此时Mn元素全部以Mn2＋的形式存在于溶液中)。
[解析] ①锰元素的化合价降低4，氯元素的化合价升高1，由得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为K2MnO4＋8HCl===2KCl＋MnCl2＋2Cl2↑＋4H2O；在氧化还原反应中得电子化合价降低的物质为氧化剂，反应K2MnO4＋8HCl===2KCl＋MnCl2＋2Cl2↑＋4H2O中HCl失电子化合价升高为0价的氯气，所以HCl为还原剂，氧化产物为氯气。1 mol K2MnO4参加反应转移的电子为4 mol，当反应中转移NA个电子时，根据方程式可知，氧化产物氯气的物质的量为 mol＝0.5 mol，参与反应的HCl有一半被氧化，被氧化的还原剂的物质的量为1 mol。
②高锰酸钾具有强氧化性，与硫酸亚铁溶液发生氧化还原反应，生成铁离子和锰离子，反应的离子方程式为5Fe2＋＋ MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
③12.64 g KMnO4的物质的量为＝0.08 mol，反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O中，锰元素得到的电子数等于氧元素和氯元素失去的电子数，所以0.08 mol×(7－2)＝2a×(2－0) mol＋2b(1－0) mol，当高锰酸钾完全分解生成氧气时，生成氧气的物质的量为0.04 mol，即a＝0.04 mol，则b＝0.12 mol。
微考点3 氧化还原反应的有关计算
典例3 (2021·广东高三检测)足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( A )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
[解析] 由题意可知，HNO3，则Cu失去的电子总数与O2得到的电子总数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH溶液)＝＝0.06 L＝60 mL。
萃取精华：
抓住“始态”与“终态”突破多步氧化还原反应的计算
在多步连续进行的氧化还原反应中，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，则可以利用反应过程中转移电子的数目相等，找出“始态物质”与“终态物质”化合价发生变化的元素，再根据化合价升高总数和化合价降低总数相等，建立两者之间物质的量的关系而进行快速求解。
例如：a mol的铜与足量的浓硝酸反应，将产生的NO2气体与b mol的O2混合作用于水，气体完全被吸收。
则“始态物质Cu”Cu2＋，
“中间物质HNO3”NO2↑，
故“始态物质Cu”与“终态物质O2”之间物质的量的关系为2Cu～O2，即a＝2b。
〔对点集训3〕 (1)(2021·浙江高三检测)反应8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( A )
A．2∶3 B．8∶3
C．6∶3 D．3∶2
[解析] 该氧化还原反应中的电子转移用双线桥表示为，由此可知8 mol NH3参加反应时有2 mol NH3被氧化，有3 mol Cl2被还原，因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比2∶3。
(2)(2021·经典习题选萃)聚合硫酸铁可用于水的净化，其化学式可表示为[Fea(OH)b(SO4)c]m。取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应，将所得溶液平均分为两份。向一份溶液中加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.747 5 g。取另一份溶液，先将Fe3＋还原为Fe2＋(还原剂不是Fe，且加入的还原剂恰好将Fe3＋还原为Fe2＋)，再用0.020 00 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液50.00 mL。该聚合硫酸铁样品中a∶b为( B )
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．2∶5
[解析] 本题涉及氧化还原反应的计算，包括得失电子守恒的应用、物质的量的计算等知识点，考查了吸收、整合化学信息的能力以及化学计算的能力，体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。
n(SO)＝＝0.007 5 mol，n(K2Cr2O7)＝0.05 L×0.020 00 mol/L＝0.001 mol，根据Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，n(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝0.006 mol，由电荷守恒可知n(OH－)＋2n(SO)＝3n(Fe3＋)，n(OH－)＝0.006 mol×3－0.007 5 mol×2＝0.003 mol，得到a∶b＝0.006 mol∶0.003 mol＝2∶1，B项正确。
(3)(2021·上海高三检测)在100 mL FeBr2溶液中通入标准状况下2.24 L Cl2，溶液中有的Br－被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为( C )
A．4 mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
[解析] 标准状况下2.24 L氯气的物质的量n(Cl2)＝＝0.1 mol，由于还原性Fe2＋>Br－，氯气先氧化Fe2＋，Fe2＋反应完毕，再氧化Br－，假设原溶液中FeBr2的物质的量为x mol，根据得失电子守恒，x mol×(3－2)＋×2x mol×[0－(－1)]＝0.1 mol×2，解得x＝，所以原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为＝ mol·L－1，C项正确。
(4)(2021·山东滨州高三检测)在热的稀H2SO4中溶解了11.4 g FeSO4，当加入50 mL 0.5 mol·L－1 KNO3溶液后，其中的Fe2＋全部转化为Fe3＋，KNO3也反应完全，并有NxOy气体逸出。
FeSO4＋KNO3＋H2SO4===K2SO4＋Fe2(SO4)3＋NxOy↑＋H2O
①推算出x＝ 1 ，y＝ 1 。
②配平该化学方程式(化学计量数填写在上式方框内)。
③反应中氧化剂为 KNO3 。
④用短线和箭头标出电子转移的方向和总数。
[解析] n(FeSO4)＝＝0.075 mol，n(KNO3)＝0.05 L×0.5 mol·L－1＝0.025 mol。设NxOy中N元素的化合价为z。根据得失电子守恒有1×0.075＝0.025×(5－z)，解得z＝2，即NO转化成了NO，故x＝1，y＝1。
本讲要点速记：
1．氧化还原反应的1个口诀：升失氧、降得还
2．氧化还原反应电子转移的2种表示方法：
(1)双线桥法；(2)单线桥法。
3．氧化还原反应的4个规律：
(1)得失电子守恒规律；(2)价态规律；
(3)强弱规律；(4)先后规律。
4．氧化性、还原性强弱的8种判断依据：
(1)化学反应方程式；
(2)金属、非金属活动性；
(3)元素周期表中相对位置；
(4)反应条件及反应剧烈程度；
(5)氧化或还原的程度；
(6)电化学信息；
(7)外界条件；
(8)元素最高价氧化物的水化物的酸碱性。
5．必记的电子守恒关系：
氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。
6．氧化性、还原性强弱比较的两种方法：
氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物。
7．易混的三个守恒关系：
氧化还原反应中离子方程式的配平，先得失电子守恒，再电荷守恒，最后质量守恒。
8．方程式配平步骤：标变价、列变化、求总数、配计量数、查守恒。
9．方程式的计算：根本原则就是利用电子守恒建立物质之间的比例关系，写出守恒式。
第5讲 氧化还原反应
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考试要求：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，知道常见的氧化剂和还原剂。3.掌握常见氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
名师点拨：分析近几年高考题，氧化还原反应一般不单独考查，而是与其他模块知识综合考查，如选择题中与阿伏加德罗常数结合考查电子转移数目的计算，以化学实验为载体，考查氧化还原反应相关概念和规律；非选择题一般在无机推断及化工流程题中考查信息型方程式的书写；在综合实验题中会考查氧化还原反应的相关计算。以下几点建议可供大家复习时参考：
(1)将氧化还原反应基本概念的判断通过“升失氧—降得还”快速理顺，以准确判断各物质的“角色”；
(2)熟练掌握化合价升降法配平氧化还原反应方程式的技巧，特别是离子型氧化还原反应方程式的“三步”配平法：电子守恒→电荷守恒→质量守恒；
(3)有意识地强化记忆氧化还原反应规律，特别是氧化性、还原性强弱规律和电子守恒规律的应用。
(4)与氧化还原滴定相结合考查氧化还原反应的相关计算。
考点一 氧化还原反应的基本概念及表示方法
核心知识梳理
1．氧化还原反应的基本概念
(1)氧化还原反应的特征是 元素化合价的变化 。
(2)氧化还原反应的实质是 电子转移 。
(3)有关概念：
例如，反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是 MnO2 ，还原剂是 HCl ，氧化产物是 Cl2 。生成1 mol Cl2时转移电子数目为 2NA ，被氧化的HCl的物质的量是 2 mol ，盐酸表现的性质是 还原性 和 酸性 。
特别提醒
氧化还原反应的概念可以通过“升失氧，降得还”记忆：反应物所含元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，对应产物是氧化产物；反应物所含元素化合价降低，得到电子、发生还原反应，对应产物为还原产物。
2．相关概念之间的关系
(1)氧化还原反应有关概念之间的相互关系。
特别提醒
理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”
误区1.某元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原。如Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－反应中溴元素被氧化。
误区2.在氧化还原反应中，非金属单质一定只作氧化剂。如H2＋CuOCu＋H2O反应中H2是还原剂。
误区3.在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原。如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应中，氮元素既被氧化又被还原。
(2)氧化还原反应与基本反应类型之间的关系。
例如，有下列10个反应：
①Cu2S＋O22Cu＋SO2
②3O22O3
③3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
⑤CaCO3CaO＋CO2↑
⑥2H2O22H2O＋O2↑
⑦Na2O＋H2O===2NaOH
⑧2Fe＋3Cl22FeCl3
⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑
其中属于氧化还原反应的是 ①、③、④、⑥、⑧、⑩ ；既是氧化还原反应，又是化合反应的是 ⑧ ；既是氧化还原反应，又是分解反应的是 ⑥ ；属于置换反应的是 ①、④ ；属于复分解反应的是 ⑨ 。
特别提醒
没有单质生成的分解反应，有可能是氧化还原反应。如：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3
3．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”
请用双线桥标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目
。
特别提醒
关于双线桥：①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子，且需注明“得到”或“失去”；②箭头的方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移前后的变化；③失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”
请用单线桥标出MnO2与浓酸盐的反应中电子转移的方向和数目。
。
特别提醒
关于单线桥：①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。
4．常见的氧化剂与还原剂
(1)常见氧化剂：①活泼的非金属单质，如X2(X指卤素Cl、Br)、O2、O3等；②高价态的离子，如H＋、Cu2＋、Fe3＋、Hg2＋、Ag＋等；③高价态的物质，如H2SO4(浓)、HClO4、HNO3、PbO2、MnO2、KClO3、KMnO4等；④含O的物质，如H2O2、Na2O2等。
(2)常见还原剂：①活泼的金属单质，如Na、Mg、Al、Fe、Cu等；②某些非金属单质，如H2、C、S等；③低价态离子，如S2－、I－、Fe2＋、Br－等；④含较低价态元素的物质，如CO、NH3、H2S、HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、NO等。
(3)元素化合价与氧化性、还原性的关系：
规律：高价氧化，低价还原，中间价态两边转
特别提醒
(1)基本概念及其关系
(2)分析氧化还原反应的方法思路
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。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。
(3)根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性，只是其变化的一种“趋势”，但氧化性、还原性“能力”强弱不一定。如Na＋中钠的化合价是钠元素的最高化合价，具有氧化性，但是氧化性很弱。
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)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。( × )
(2)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。( √ )
(3)ICl与水反应生成HCl和HIO的反应属于氧化还原反应。( × )
(4)反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1。( × )
(5)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应。( × )
(6)在反应：2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2中，SO2既是氧化产物，又是还原产物。( √ )
(7)有单质参加或有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应。( √ )
(8)分解反应一定是氧化还原反应，而化合反应为非氧化还原反应。( × )
(9)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。( × )
(10)非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性。( × )
(11)没有单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应。( × )
[提示] 如H2O2＋SO2===H2SO4是氧化还原反应。
(12)电子转移的方向和数目：
( √ )
(13)金属单质只有还原性，非金属单质只有氧化性。( × )
(14)化学反应中失去电子越多的原子，还原性越强。( × )
(15)在生活中用漂白粉漂白织物时，是利用了漂白粉的氧化性。( √ )
(16)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。( × )
(17)含最高价元素的化合物，一定具有强氧化性。( × )
(18)形成原电池的反应一定是氧化还原反应。( √ )
2．(1)用浓盐酸来制取氯气的化学方程式如下：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，其中被还原的元素是 Mn ，被氧化的元素是 Cl ，氧化剂是 KMnO4 ，还原剂是 HCl ，氧化产物是 Cl2 ，还原产物是 MnCl2 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶5 ，假如有2.5 mol Cl2生成，则该反应中电子转移的物质的量为 5 mol 。
(2)在反应3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O中，氧化剂是 HNO3 ，氧化产物是 Cu(NO3)2 ，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 2∶3 ，每生成2 mol NO转移的电子数为 6NA 。
(3)氧化还原反应3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1 ，若反应中消耗了0.6 mol S，则反应中转移的电子为 0.8 mol。
3．深度思考：
(1)黑火药是中国的“四大发明”之一，其爆炸时，发生如下的反应：2KNO3＋3C＋S===K2S＋N2↑＋3CO2↑。
①氧化剂是 KNO3和S ，还原剂是 C ，氧化产物是 CO2 ，还原产物是 K2S和N2 。
②用双线桥标出电子转移的方向和数目：
2KNO3＋3C＋S===K2S＋N2↑＋3CO2↑
③当0.1 mol CO2生成时，则转移的电子数为 0.4NA 。
(2)饮用水中的NO对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO的浓度，可以在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，其化学方程式如下：
10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O
①请用“单线桥法”表示上述反应中电子转移的方向和数目。
②氧化剂是 NaNO3 ，氧化产物是 NaAlO2 。
③若转移3 mol电子，则所产生的氮气在标准状况下的体积为 6.72 L 。
(3)①在2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2中，O2是氧化产物还是还原产物？
②元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原吗？有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗？
[提示] (3)①都不是，因为与O3相比，O2中氧元素的化合价没变，均为0价。②某元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原，也不一定被氧化，如：Cl－―→Cl2，氯元素被氧化，Cu2＋―→Cu，铜元素被还原。有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应，如同素异形体之间的转化不属于氧化还原反应：3O22O3。
考点突破提升
微考点1 氧化还原反应中相关概念的辨析
典例1 (2020·山东高考，2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是( B )
A．谷物发酵酿造食醋
B．小苏打用作食品膨松剂
C．含氯消毒剂用于环境消毒
D．大气中NO2参与酸雨形成
[解析] A项，谷物发酵酿造食醋过程中存在淀粉的水解和葡萄糖的氧化，涉及氧化还原反应，错误；B项，小苏打用作食品膨松剂是利用了小苏打受热易分解的性质，不涉及氧化还原反应，正确；C项，含氯消毒剂具有氧化性，利用其消毒时发生氧化还原反应，错误；D项，NO2参与酸雨形成时转化为HNO3，氮元素的化合价升高，发生了氧化还原反应，错误。
〔对点集训1〕 (2021·北京高三检测)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 )
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
[解析] A项，除杂反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2属于氧化还原反应，A不选；B项，加入足量NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀，过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液，B正确；C项，除去Cl2中的HCl，可将混合气体通过饱和食盐水，然后再用浓硫酸干燥，C不选；D项，除杂反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO属于氧化还原反应，D不选。
萃取精华：
元素化合价的判断方法
代数和法：标出熟悉元素的化合价→代数和为零求解其他元素的化合价
常见元素的化合价判断
可以借助化合价口诀来记忆
一价氢、氯、钾、钠、银；
二价氧、钡、镁、钙、锌；
三铝、四硅、五价磷；
记变价也不难，
二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；
铜汞二价最常见
正价最高莫过八，负价最低四为限。
正负变价要分清，莫忘单质都为零。
特殊复杂物质中的元素化合价判断
①根据元素的非金属性确定元素的化合价
例：CuH：非金属性H>Cu
显正价 ―→显负价
②常考复杂物质化合价的汇总
2O K2 eO4 Li2 H Li H2 Al
H Na22O3 O O 34
高中化学涉及氧化还原反应的工艺
1．海水提溴： r－―→r2―→ r－―→r2
2．海带提碘： ―→
3．硝酸工业： H3―→ O―→ O2―→H O3
4．接触法制硫酸：Fe2―→ O2―→ O3―→H2 O4
5．合成氨工业：2―→ H3
6．氯碱工业：Na ―→
7．工业制漂白粉： ―→Ca和Ca(O)2
微考点2 氧化还原反应中电子转移的表示方法
典例2 (2021·山东潍坊高三检测)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯，该变化涉及反应的化学方程式为2KClO3＋4HCl(浓)===2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。
(1)请分析该反应中电子转移的情况(单线桥法表示)：
。
(2)上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 1∶1 。
(3)若产生标准状况下22.4 L Cl2，则转移的电子的物质的量为 2 mol。
(4)ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN－ a mg·L－1，现用ClO2将CN－氧化，只生成两种气体，其反应的离子方程式为 2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ ，处理100 m3这种污水，至少需要ClO2 (或3.85 a) mol。
[解析] (1)根据氧化还原反应的规律，KClO3中＋5价Cl得电子转化成ClO2中＋4价Cl，HCl中部分－1价Cl失电子转化成Cl2,2 mol KClO3参加反应共转移2 mol e－，因此用单线桥表示电子转移的情况是： 2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。
(2)KClO3中Cl化合价降低，是氧化剂，一部分HCl作还原剂，一部分HCl显酸性，因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。
(3)由反应的化学方程式可知产生标准状况下22.4 L Cl2转移2 mol e－；
(4)根据题意可知两种气体是N2和CO2，根据化合价的升降法配平可知反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－，根据离子方程式可知，n(ClO2)＝n(CN－)＝ mol＝ mol。
〔对点集训2〕 (1)下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( B )
[解析] 本题考查用线桥法解决氧化还原反应中电子的转移问题。MnO2中的Mn元素由＋4价降低为＋2价，得到2个电子，HCl中Cl元素由－1价变为0价，生成氯气，共失去2个电子，双线桥法需要标注“得失”与“电子总数”，“得”与“失”标注错误，故A项错误；硫元素发生歧化反应，两个S由0价降低为－2价，总共降低4价，共得到4个电子，一个S由0价升高为＋4价，总共升高4价，共失去4个电子，故B项正确；根据化合价不能交叉的原则，氯酸钾中氯元素的化合价应从＋5价降到0价，盐酸中氯元素的化合价应从－1价升高到0价，转移电子数是5，故C项错误；氯酸钾中氯元素化合价降低，得到电子，氧元素化合价升高，失去电子，箭头应该是从O元素指向Cl元素，故D项错误。
萃取精华：
线桥法表示步骤
(2)(2021·陕西汉中调研)用下列方法均可制取氧气：
①2KClO32KCl＋3O2↑
②2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
③2HgO2Hg＋O2↑
④2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
若要制得相同质量的氧气，①、②、③、④反应中电子转移数目之比为( C )
A．3∶2∶1∶4 B．1∶1∶1∶1
C．2∶1∶2∶2 D．1∶2∶1∶1
[解析] 由反应的化学方程式可知，生成氧气时，反应①、③、④中氧元素的化合价均由－2价升高为0，即氧元素失去电子，反应②中氧元素的化合价从－1价升高到0价，并且都只有氧元素的化合价升高，则制得相同质量的氧气(假设是1 mol)，反应中转移电子的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol、4 mol，即转移电子数目之比为2∶1∶2∶2。
(3)(2020·浙江7月选考，10)反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是( B )
A．1∶2 B．1∶1
C．2∶1 D．4∶1
[解析] ，根据化合价变化分析可得：MnO2为氧化剂，对应的MnCl2为还原产物，HCl为还原剂，对应的Cl2为氧化产物，故n(Cl2) ∶n(MnCl2)＝1∶1，B正确。
萃取精华：
电子转移数目的判断方法。
关键是明确反应中元素化合价的变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1 mol氧化剂得电子的物质的量或者1 mol还原剂失电子的物质的量。
双线桥法与单线桥法的区别。
用双线桥法表示时箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素；用单线桥法表示时箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素。双线桥表示时要标出“得到”或“失去”及电子数目；单线桥表示时只标转移的电子数目。
考点二 物质氧化性、还原性强弱的判断 氧化还原反应规律及应用
核心知识梳理
1．氧化性、还原性的判断：
(1)氧化性是指物质 得电子 的性质(或能力)；还原性是指物质 失电子 的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的 难易 程度，与得、失电子数目的 多少 无关。例如：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。
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数 等于 还原剂失电子总数。
2．氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂> 氧化产物
还原性：还原剂> 还原产物
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低，反应越 剧烈 ，对应物质的氧化性或还原性 越强 。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如：
→
(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)依据金属性、非金属性比较。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
①温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
③酸碱性：如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
特别提醒
(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度，而不取决于一个原子得失电子数目的多少。
(2)具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。
(3)对同一元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；价态越低，氧化性越弱，如S2－
氧化性：MnO>Cl2>Br2>Fe3＋>I2；
还原性：S2－>SO(或H2SO3)>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。
3．氧化还原反应规律及其应用
(1)电子守恒规律：
氧化剂得电子物质的量＝还原剂失电子物质的量。
守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。
如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种：NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物，则该氧化还原反应中还原剂是 FeSO4 ，还原产物是 NO 。当有1 mol HNO3被还原，转移 3 mol电子，消耗还原剂 3 mol。
(2)价态规律：
氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。
元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性。如Fe3＋、Cu2＋只有氧化性，S2－、I－只有还原性，Cl2、Fe2＋既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl，既有氧化性(由氢元素表现出的性质)，又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱规律：
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物，即“由强生弱”。如根据反应Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，可以确定氧化性 Cl2 > S ，还原性 S2－ > Cl－ 。
(4)先后规律：在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂(氧化剂)，加入同种氧化剂(还原剂)，则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2，因为还原性 Fe2＋ > Br－ ，所以 Fe2＋ 先被Cl2氧化；在含有Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性 Fe3＋ > Cu2＋ ，因此铁粉先与 Fe3＋ 反应。
(5)歧化反应规律：“中间价→高价＋低价”。
某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应，反应中1 mol Cl2反应时转移电子数为 NA 。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。
(6)价态归中规律：
①同种元素的高价态氧化低价态的时候，遵循的规律可简单概括为：“高到高，低到低，只靠拢，不交叉”。如在反应H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2＋2H2O中，氧化产物是 S ，还原产物是 SO2 ,1 mol H2S反应时转移电子数是 2NA 。
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。
特别提醒
已知物质的氧化性或还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法：
(1)先假设反应成立；
(2)然后根据氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物的规律，列出假设反应中的上述关系；
(3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。
[微点拨] 氧化还原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。
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)将Cl2通入FeBr2溶液中，先发生反应：Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，后发生反应Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。( √ )
(2)浓硫酸具有强氧化性，故SO2不能用浓硫酸干燥。( × )
(3)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。( √ )
(4)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO。( × )
(5)在H2S与浓硫酸的反应中，氧化产物和还原产物均为SO2。( × )
(6)反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，说明金属阳离子的还原产物不一定是金属单质。( √ )
(7)反应Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，说明还原性：Cu>H2。( × )
(8)反应2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O，说明盐酸不能作高锰酸钾的酸化剂。( √ )
(9)在Fe(NO3)3溶液中通入SO2气体，溶液颜色先变为浅绿色，又变为棕黄色，说明氧化性Fe3＋>HNO3。( × )
(10)根据反应SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI，可知SO2的氧化性比HI的强。( × )
(11)在H2O2＋Cl2===2HCl＋O2反应中，每生成32 g氧气，则转移2NA个电子。( √ )
(12)氧化剂浓硝酸、浓硫酸参加反应时，氮、硫化合价分别降低1、2生成NO2、SO2，所以浓硫酸的氧化性强于浓硝酸。( × )
(13)铜与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，说明氧化性稀硝酸大于浓硝酸。( × )
(14)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中，锌首先与硝酸铁反应置换出铁。( × )
2．(2021·经典习题选萃)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 P ，理由是 P中氮元素的化合价最高 。
(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 N2 。
(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式：
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 Ⅲ ，理由是 氮元素的价态，Q>M>L，根据氧化还原反应规律，M与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(其他合理答案也可) 。
3．深度思考：
(1)物质得电子越多，其氧化性越强吗？元素处于最高价态时一定具有强氧化性吗？
(2)往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？
[提示] (1)物质的氧化性强弱与其得电子多少没有必然联系；元素处于最高价态时不一定具有强氧化性，如NaNO3、H2SO4(稀)等。
(2)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－。
考点突破提升
微考点1 常见的氧化剂和还原剂
典例1 (2021·四川绵阳调研)根据下表中的信息判断，下列说法错误的是( C )
序号
反应物
产物
①
Cl2、H2O2
Cl－、……
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
KClO3、HCl
Cl2、KCl、H2O
A.第①组反应的氧化产物为O2
B．第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1∶2
C．第③组反应中生成3 mol Cl2，转移6 mol电子
D．氧化性由强到弱的顺序为ClO>Cl2>Fe3＋
[解析] H2O2中氧元素的化合价升高，失去电子，被氧化，则H2O2对应的氧化产物为O2，A正确；②中溴元素的化合价没有变化，Cl2只将Fe2＋氧化为Fe3＋，发生的反应为3Cl2＋6FeBr2===2FeCl3＋4FeBr3，则Cl2与FeBr2的物质的量之比小于或等于1∶2，B正确；在反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，每生成3 mol氯气转移5 mol电子，C错误；由KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应可知，物质的氧化性：ClO>Cl2，Cl2氧化Fe2＋生成Fe3＋，则氧化性：Cl2>Fe3＋，因此物质的氧化性由强到弱的顺序为ClO>Cl2>Fe3＋，D正确。
[易错警示] ①在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是不同反应物，也可以是同一反应物，氧化产物、还原产物可以是不同产物，也可以是同一种产物。
②由于有些氧化还原反应中，氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应，因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。
③H2O2中氧元素尽管处于中间价态，但H2O2主要表现为氧化性，其还原产物是H2O，故H2O2，又被称为绿色氧化剂。
〔对点集训1〕 (2021·山东滨州高三检测)根据反应2KClO3＋I2===2KIO3＋Cl2↑判断，下列结论不正确的是( C )
A．I2具有还原性
B．该反应属于置换反应
C．还原剂是KClO3
D．当生成1 mol Cl2时，转移10 mol电子
[解析] 碘元素的化合价升高，I2具有还原性，故A项正确；题给反应为单质与化合物反应生成新单质与新化合物的反应，属于置换反应，故B项正确；氯元素的化合价降低，则氧化剂是KClO3，故C项错误；当生成1 mol Cl2时，转移1 mol×2×(5－0)＝10 mol电子，故D项正确。
微考点2 氧化性、还原性强弱的比较及应用
典例2 (2021·河南周口调研)碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种微粒之间的转化关系如图所示。已知淀粉遇单质碘变蓝。下列说法中，不正确的是( C )
A．氧化性的强弱顺序为Cl2>IO>I2
B．一定条件下，I－与IO反应可能生成I2
C．途径Ⅱ中若生成1 mol I2，消耗4 mol NaHSO3
D．向含I－的溶液中通入Cl2，所得溶液加入淀粉溶液不一定变为蓝色
[解析] 由途径Ⅰ可知氧化性Cl2>I2，由途径Ⅱ可知氧化性I2
〔对点集训2〕 (2021·山东潍坊高三检测)铋(Bi)位于元素周期表中第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( C )
A．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 D．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
[解析] 由①中现象可知，NaBiO3把Mn2＋氧化生成MnO，则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化产物)的氧化性；由②中现象可知，KMnO4氧化H2O2产生O2，自身被还原为Mn2＋，则KMnO4(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性；由③中现象可知：碘离子被双氧水氧化成单质碘，则双氧水(氧化剂)的氧化性强于碘单质(氧化产物)的氧化性，综上所述，NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序是NaBiO3>KMnO4>H2O2>I2。
微考点3 氧化还原反应的规律
典例3 (1)(2021·山东青岛高三检测)含氯消毒剂可杀灭病毒，在抗击新型冠状病毒疫情期间，被广泛用于此次抗疫行动中。下列关于含氯物质说法错误的是( D )
A．已知次氯酸溶液浓度过大时会发生反应：9HClO===HClO3＋4Cl2↑＋O2↑＋4H2O，每生成1 mol HClO3转移8 mol电子
B．已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，氯气与FeBr2以物质的量1∶1反应的离子方程式为2Cl2＋2Fe2＋＋2Br－===4Cl－＋Br2＋2Fe3＋
C．当温度较高时，发生反应：6Cl2＋6Ca(OH)2===5CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O，此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1
D．将Cl2通入Ca(OH)2溶液，至Ca(OH)2恰好反应停止通入氯气；已知仅生成Ca(ClO3)2、Ca(ClO)2、CaCl2三种含氯物质，则2c(Ca2＋)＝c(ClO)＋c(ClO－)＋c(Cl－)
[解析] A项，该反应中一部分Cl从＋1价升至＋5价，一部分从＋1价降至0价，O元素化合价从－2升价至0价，每生成1 mol HClO3转移8 mol电子，正确；B项，氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋，则还原性：Fe2＋>Br－>Cl－。当氯气与FeBr2溶液以物质的量1∶1反应时，Cl2先和Fe2＋反应，再和Br－反应，正确；C项，题给反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，6 mol Cl2中有5 mol Cl2作氧化剂，还有1 mol Cl2作还原剂；D项，根据题意，Cl2与Ca(OH)2溶液恰好反应完全仅生成Ca(ClO3)2、Ca(ClO)2、CaCl2三种含氯物质，此三种产物中Ca与Cl原子个数比均为1∶2；但ClO－是弱酸的酸根会发生水解，因此2c(Ca2＋)>c(ClO)＋c(ClO－)＋c(Cl－)，错误。
(2)(2021·河北衡水检测)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 )
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
[解析] 由①得出Q中价态高于G，因为G中价态介于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。
〔对点集训3〕 (1)(2021·天津高三检测)已知反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，Br2＋2Fe2＋===2Br＋＋2Fe3＋。往含有FeBr2、FeI2的混合液中通入一定量的氯气后，再滴加少量的KSCN溶液，溶液变为红色，则下列说法不正确的是( C )
A．按I－、Fe2＋、Br－的顺序还原性逐渐减弱
B．通入氯气后原溶液中Fe2＋一定被氧化
C．原溶液中Br－一定被氧化
D．不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2＋
[解析] 根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知，还原性为I－>Fe2＋>Br－，故A项正确；当加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中有Fe3＋，氯气把Fe2＋氧化成Fe3＋，故B项正确；根据选项A的分析，Br－可能被氧化，也可能没有被氧化，故C项错误；溶液变红，可能部分Fe2＋被氧化，也可能全部Fe2＋被氧化，因此不能确定反应后的溶液中是否含Fe2＋，故D项正确。
(2)(2020·经典习题选萃)已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物，它们在一定条件下有如下转换关系(未配平)：
①X―→W＋O2
②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W
③Y＋SO2―→Z＋SO3
④Q＋Y―→Z＋H2O
⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO
则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为( C )
A．X>Y>Z>W>Q B．X>Z>Y>Q>W
C．X>Y>W>Z>Q D．W>X>Z>Q>Y
[解析] ①X―→W＋O2中，X中氧元素失电子化合价升高，则氮元素得电子化合价降低，所以氮元素化合价X>W；③Y＋SO2―→Z＋SO3中，硫元素化合价升高，则Y中氮元素化合价Y>Z；②Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W为归中反应，则氮元素化合价W处于Z和Y中间，结合反应③可知，氮元素化合价Y>W>Z；④Q＋Y―→Z＋H2O为归中反应，Z处于Q和Y之间，根据③知，Y>Z，所以Z>Q；⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO，铜元素化合价升高，则X化合价降低生成Y，所以氮元素化合价，X>Y；所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为X>Y>W>Z>Q。
考点三 氧化还原反应方程式的配平与相关计算
核心知识梳理
分析近几年的高考化学试题发现，主观题中新情景下陌生氧化还原反应方程式的书写与配平是最常见的考查方式。除了已知反应物和生成物，利用氧化还原反应方程式的配平方法书写方程式外，有时还会出现缺项方程式的配平。该类氧化还原反应方程式一般结合实际情景或化工流程中物质的转化判定所缺物质，同时结合离子反应进行考查，题目综合性强，难度较大。备考过程中要结合实例，确定解题流程，分类突破。
1．氧化还原方程式的配平
(1)配平三大原则
(2)化合价升降法配平步骤
以上方法步骤以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下：
①标变价
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
②列变化
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
③求总数
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
④定计量数
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
⑤查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。
特别提醒
氧化还原反应方程式配平的基本技巧
(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法：先使得失电子数相等，再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷，一般加H＋(或H2O)，生成物一边加H2O(或OH－)；若反应物一边缺负电荷，一般加OH－(或H2O)，生成物一边加H2O(或H＋)。
(4)当化学方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
2．氧化还原反应的计算
(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
“四找关系式”：多步连续进行的氧化还原反应的有关计算，对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可化难为易，化繁为简。
基础小题自测
1．配平下列化学方程式
(1)Cl2↑＋
(2)===
(3)===
(4)===
(5)===
2．已知： 5 RxO＋ 2 MnO＋ 16 H＋→ 10 RO2＋ 2 Mn2＋＋ 8 H2O变化过程中，0.2 mol RxO参加反应，共转移0.4 mol电子。
(1)配平离子方程式，并将配平后的计量数写在化学式前的横线上。
(2)反应的氧化产物为 RO2 。
(3)x＝ 2 。
(4)参加反应的氢离子的物质的量为 0.64 。
3．深度思考：
(1)在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为 1.5 mol；生成 1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为 2.2 mol。
(2)64 g铜与一定量的浓HNO3恰好完全反应，将产生的气体与适量的O2混合通入水中，气体完全溶解，试求O2的物质的量？
[提示] (1)设7.5 mol CuSO4氧化P的物质的量为x；生成1 mol Cu3P时，被氧化的P的物质的量为y
根据得失电子守恒得：
7．5 mol×(2－1)＝x·(5－0)
x＝1.5 mol
1 mol×3×(2－1)＋1 mol×1[0－(－3)]＝y· (5－0)
y＝1.2 mol
所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。
(2)由电子守恒知，Cu失电子的物质的量与O2得电子的物质的量相等，据此可求得n(O2)＝＝0.5 mol。
考点突破提升
微考点1 氧化还原反应方程式的配平
典例1 (2021·江苏苏州模拟)氢化铝锂(LiAlH4)是化工生产中广泛应用于药物合成的常用试剂。
(1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇，LiAlH4作该反应的 还原 剂(填“氧化”“还原”或“催化”)，用 新制氢氧化铜(或银氨溶液) (填试剂名称)可检验乙醛已完全转化。
(2)配平下列化学反应方程式。
2 LiAlH4＋ 4 H2SO4→ 1 Li2SO4＋ 1 Al2(SO4)3＋ 8 H2↑
该反应中H2SO4体现 氧化性和酸 性。若上述反应中电子转移数目为0.2NA个，则生成标准状况下氢气的体积为 4.48 L 。
[解析] (1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇，则LiAlH4作该反应的还原剂，利用新制氢氧化铜或银氨溶液可检验乙醛已完全转化，若不出现红色沉淀或银镜说明转化完全。
(2)反应中氢元素化合价由－1价升高为0价，＋1价氢元素降低到0价，结合电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2LiAlH4＋4H2SO4===Li2SO4＋Al2(SO4)3＋8H2↑，反应过程中硫酸中氢元素化合价降低作氧化剂，生成硫酸铝和硫酸锂表现出硫酸的酸性。反应过程中生成8 mol氢气转移电子为8 mol，若上述反应中电子转移数目为0.2NA，则生成氢气0.2 mol，标准状况下氢气体积＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。
[易错警示] (1)注意特殊物质中元素的化合价，如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为－1。
(2)题目中配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。
(3)依据电子得失守恒列等式时容易忽略微粒中变价原子的个数。
〔对点集训1〕 (2021·经典习题汇编)请配平下列氧化还原反应方程式：
(1)CuSO4===I2＋
(2)===Cu(NO3)2＋＋
(3)===
(4)S＋NaOHNa2S＋Na2SO3＋H2O
(5)KClO3＋HCl===KCl＋ClO2＋Cl2＋H2O
(6)P4＋CuSO4＋H2O===Cu3P＋
(7)===
(8)P＋FeO＋CaOCa3(PO4)2＋Fe
(9)As2S3＋HNO3＋AsO4＋＋NO↑
(10)NH4NO3===N2＋
(11)===
(12)===
(13)＋
[解析] 根据元素化合价升降法和相应的配平技巧进行配平。(3)、(6)、(11)三个重点题目分析如下：
(3)a→a2SiO3，生成1份Na2SiO3升高1×2价，2→NaB4，生成1份NaBH4降低1×4价，根据化合价升降总数相等，在Na2SiO3前添加系数2，在NaBH4前添加系数1，再根据原子守恒配平其他物质的系数。
(6)由于Cu3P中存在多个变价元素，符合整体归一法配平，因此把Cu3P当作一个整体来分析，4＋SO4→3，生成1份Cu3P降低1×3＋3＝6价，4→H3O4，升高5价，根据化合价升降总数相等，在H3PO4前添加系数6，在Cu3P前添加系数5，再根据原子守恒配平其他物质的系数。可知P4的系数为，再将所有的系数乘以4即可。
(11)O(OH)2→2＋，降低2价，→，升高1价，根据化合价升降总数相等，在I－前添加系数2，在I2前添加系数1，在MnO(OH)2和Mn2＋前添加系数1，再根据电荷守恒和原子守恒配平H＋和H2O的系数为4和3。
萃取精华：
常见氧化还原反应类型及其配平技巧
完全氧化还原型
技巧：可从反应物或者生成物进行配平
关键：符合一般的配平步骤
实例：1＋2H2O4(浓)O2↑＋O2↑＋H2O
↑4×1↓2×2
或＋H2 O4(浓)O2↑＋O2↑＋H2O
↑4×1↓2×2
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
歧化反应
技巧：从生成物进行配平
关键：确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例：O2＋H2O―→2H O3＋1O
↑1×2↓2×1
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
部分氧化还原型
技巧：从生成物进行配平
关键：确定氧化产物和还原产物的化学计量数
实例：nO2＋Hl(浓)1nCl2＋1l2＋H2O
↓2×1 ↑1×2×1
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
归中反应
技巧：从反应物进行配平
关键：确定氧化剂和还原剂的化学计量数
实例：1 O2＋2H2 ―→H2O＋
↓4×1 ↑2×2
SO2＋2H2S===2H2O＋3S↓
微考点2 缺项型氧化还原反应方程式的配平
典例2 (2021·经典习题汇编)请配平下列氧化还原反应方程式：
① 5 Mn2＋＋ 2 ClO＋ 4 H2O=== 5 MnO2↓＋ 1 Cl2↑＋ 8
② 3 ClO－＋ 2 Fe(OH)3＋ 4 === 3 Cl－＋ 2 FeO＋ 5 H2O
③ 2 Fe(OH)2＋ 1 ClO－＋ 1 === 2 Fe(OH)3＋ 1 Cl－
④ 2 LiCoO2＋ 3 H2SO4＋ 1 H2O2=== 1 Li2SO4＋ 2 CoSO4＋ 1 O2↑＋ 4
⑤ 2 MnO＋ 5 C2O＋ 16 === 2 Mn2＋＋ 10 CO2↑＋ 8
⑥化学镀镍的溶液中含有Ni2＋和H2PO，在酸性条件下发生下述反应：
1 Ni2＋＋ 1 H2PO＋ 1 === 1 Ni＋ 1 H2PO＋ 2
[解析] ①2＋→O2，升高2价，O→l2，降低5价，根据化合价升降总数相等，在Mn2＋前添加系数5，在ClO前添加系数2，对比左右两边电荷可知，右边缺少8H＋，再根据原子守恒配平H2O的系数为4。
② (OH)3→O，升高3价，O－→－，降低2价，根据化合价升降总数相等，在Fe(OH)3前添加系数2，在ClO－前添加系数3，对比左右两边电荷可知，左边缺少4OH－，再根据原子守恒配平H2O的系数为5。
③ (OH)2→ (OH)3，升高1价，O－→，降低2价，根据化合价升降总数相等，在Fe(OH)2前添加系数2，在ClO－前添加系数1，在Fe(OH)3前添加系数2，在Cl－前添加系数1，根据电荷守恒和原子守恒可知，应在左边补充1H2O。
④LoO2→SO4，降低1价，H22→2，升高1×2价，根据化合价升降总数相等，在CoSO4前添加系数2，在O2前添加系数1，在LiCoO2前添加系数2，在H2O2前添加系数1，对比左右电荷守恒，因此在右边补充H2O，再根据原子守恒配平H2O和H2SO4的系数为4和3。
⑤O→2＋，降低5价，2O→O2，升高1×2价，根据化合价升降总数相等，在MnO前添加系数2，在C2O前添加系数5，在Mn2＋前添加系数2，在CO2前添加系数10，根据产物Mn2＋可知应是MnO酸性溶液，根据左右两边电荷和原子守恒可知，应在左边补充16H＋，在右边补充8H2O。
⑥2＋→i，降低2价，H2O→H2O，升高2价，根据化合价升降总数相等，在Ni2＋前添加系数1，在H2PO前添加系数1，在Ni前添加系数1，在H2PO前添加系数1，根据左右两边电荷和原子守恒，及溶液呈酸性可知，应在右边补充2H＋，在左边补充1H2O。
萃取精华：
缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
补项原则
介质
多一个氧原子
少一个氧原子
酸性
＋2H＋结合1个O→H2O
＋H2O提供1个O→2H＋
中性
＋H2O结合1个O→2OH－
＋H2O提供1个O→2H＋
碱性
＋H2O结合1个O→2OH－
＋2OH－提供1个O→H2O
组合方式
反应物
生成物
使用条件
组合一
H＋
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H＋
酸性或中性溶液
组合三
OH－
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH－
碱性或中性溶液
举例说明
例：高锰酸根与亚硫酸根的反应：
①酸性条件：2MnO＋5SO＋6H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O
②中性条件：2MnO＋3SO＋H2O===2MnO2↓＋3SO＋2OH－
③碱性条件：2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O
〔对点集训2〕 (1)配平下列离子方程式
① H＋ ===Mn2＋＋
② H＋ ===
③ H＋ ===MnO＋ H2O
④ ===
⑤ ===S↓＋
(2)将质量为12.64 g的KMnO4固体加热一段时间后，收集到a mol O2；向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸，又收集到b mol Cl2，此时锰元素全部以Mn2＋的形式存在于溶液中。
①请完成并配平下列化学方程式：
1 K2MnO4＋ 8 HCl—— 2 KCl＋ 1 MnCl2＋ 2 Cl2↑＋ 4
该反应中的还原剂是 HCl ，当该反应中转移NA个电子时，氧化产物的物质的量为 0.5 mol，被氧化的还原剂的物质的量为 1 mol。
②用酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO4溶液，写出该反应的离子方程式 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 。
③当KMnO3固体加热生成O2 a mol值最大时，向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸并加热，产生Cl2的物质的量b＝ 0.12 mol(此时Mn元素全部以Mn2＋的形式存在于溶液中)。
[解析] ①锰元素的化合价降低4，氯元素的化合价升高1，由得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为K2MnO4＋8HCl===2KCl＋MnCl2＋2Cl2↑＋4H2O；在氧化还原反应中得电子化合价降低的物质为氧化剂，反应K2MnO4＋8HCl===2KCl＋MnCl2＋2Cl2↑＋4H2O中HCl失电子化合价升高为0价的氯气，所以HCl为还原剂，氧化产物为氯气。1 mol K2MnO4参加反应转移的电子为4 mol，当反应中转移NA个电子时，根据方程式可知，氧化产物氯气的物质的量为 mol＝0.5 mol，参与反应的HCl有一半被氧化，被氧化的还原剂的物质的量为1 mol。
②高锰酸钾具有强氧化性，与硫酸亚铁溶液发生氧化还原反应，生成铁离子和锰离子，反应的离子方程式为5Fe2＋＋ MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
③12.64 g KMnO4的物质的量为＝0.08 mol，反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O中，锰元素得到的电子数等于氧元素和氯元素失去的电子数，所以0.08 mol×(7－2)＝2a×(2－0) mol＋2b(1－0) mol，当高锰酸钾完全分解生成氧气时，生成氧气的物质的量为0.04 mol，即a＝0.04 mol，则b＝0.12 mol。
微考点3 氧化还原反应的有关计算
典例3 (2021·广东高三检测)足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( A )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
[解析] 由题意可知，HNO3，则Cu失去的电子总数与O2得到的电子总数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH溶液)＝＝0.06 L＝60 mL。
萃取精华：
抓住“始态”与“终态”突破多步氧化还原反应的计算
在多步连续进行的氧化还原反应中，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，则可以利用反应过程中转移电子的数目相等，找出“始态物质”与“终态物质”化合价发生变化的元素，再根据化合价升高总数和化合价降低总数相等，建立两者之间物质的量的关系而进行快速求解。
例如：a mol的铜与足量的浓硝酸反应，将产生的NO2气体与b mol的O2混合作用于水，气体完全被吸收。
则“始态物质Cu”Cu2＋，
“中间物质HNO3”NO2↑，
故“始态物质Cu”与“终态物质O2”之间物质的量的关系为2Cu～O2，即a＝2b。
〔对点集训3〕 (1)(2021·浙江高三检测)反应8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( A )
A．2∶3 B．8∶3
C．6∶3 D．3∶2
[解析] 该氧化还原反应中的电子转移用双线桥表示为，由此可知8 mol NH3参加反应时有2 mol NH3被氧化，有3 mol Cl2被还原，因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比2∶3。
(2)(2021·经典习题选萃)聚合硫酸铁可用于水的净化，其化学式可表示为[Fea(OH)b(SO4)c]m。取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应，将所得溶液平均分为两份。向一份溶液中加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.747 5 g。取另一份溶液，先将Fe3＋还原为Fe2＋(还原剂不是Fe，且加入的还原剂恰好将Fe3＋还原为Fe2＋)，再用0.020 00 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液50.00 mL。该聚合硫酸铁样品中a∶b为( B )
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．2∶5
[解析] 本题涉及氧化还原反应的计算，包括得失电子守恒的应用、物质的量的计算等知识点，考查了吸收、整合化学信息的能力以及化学计算的能力，体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。
n(SO)＝＝0.007 5 mol，n(K2Cr2O7)＝0.05 L×0.020 00 mol/L＝0.001 mol，根据Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，n(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝0.006 mol，由电荷守恒可知n(OH－)＋2n(SO)＝3n(Fe3＋)，n(OH－)＝0.006 mol×3－0.007 5 mol×2＝0.003 mol，得到a∶b＝0.006 mol∶0.003 mol＝2∶1，B项正确。
(3)(2021·上海高三检测)在100 mL FeBr2溶液中通入标准状况下2.24 L Cl2，溶液中有的Br－被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为( C )
A．4 mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
[解析] 标准状况下2.24 L氯气的物质的量n(Cl2)＝＝0.1 mol，由于还原性Fe2＋>Br－，氯气先氧化Fe2＋，Fe2＋反应完毕，再氧化Br－，假设原溶液中FeBr2的物质的量为x mol，根据得失电子守恒，x mol×(3－2)＋×2x mol×[0－(－1)]＝0.1 mol×2，解得x＝，所以原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为＝ mol·L－1，C项正确。
(4)(2021·山东滨州高三检测)在热的稀H2SO4中溶解了11.4 g FeSO4，当加入50 mL 0.5 mol·L－1 KNO3溶液后，其中的Fe2＋全部转化为Fe3＋，KNO3也反应完全，并有NxOy气体逸出。
FeSO4＋KNO3＋H2SO4===K2SO4＋Fe2(SO4)3＋NxOy↑＋H2O
①推算出x＝ 1 ，y＝ 1 。
②配平该化学方程式(化学计量数填写在上式方框内)。
③反应中氧化剂为 KNO3 。
④用短线和箭头标出电子转移的方向和总数。
[解析] n(FeSO4)＝＝0.075 mol，n(KNO3)＝0.05 L×0.5 mol·L－1＝0.025 mol。设NxOy中N元素的化合价为z。根据得失电子守恒有1×0.075＝0.025×(5－z)，解得z＝2，即NO转化成了NO，故x＝1，y＝1。
本讲要点速记：
1．氧化还原反应的1个口诀：升失氧、降得还
2．氧化还原反应电子转移的2种表示方法：
(1)双线桥法；(2)单线桥法。
3．氧化还原反应的4个规律：
(1)得失电子守恒规律；(2)价态规律；
(3)强弱规律；(4)先后规律。
4．氧化性、还原性强弱的8种判断依据：
(1)化学反应方程式；
(2)金属、非金属活动性；
(3)元素周期表中相对位置；
(4)反应条件及反应剧烈程度；
(5)氧化或还原的程度；
(6)电化学信息；
(7)外界条件；
(8)元素最高价氧化物的水化物的酸碱性。
5．必记的电子守恒关系：
氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。
6．氧化性、还原性强弱比较的两种方法：
氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物。
7．易混的三个守恒关系：
氧化还原反应中离子方程式的配平，先得失电子守恒，再电荷守恒，最后质量守恒。
8．方程式配平步骤：标变价、列变化、求总数、配计量数、查守恒。
9．方程式的计算：根本原则就是利用电子守恒建立物质之间的比例关系，写出守恒式。
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