第11讲 氧化还原反应的应用和计算-新高一化学暑假精品课程（鲁科版2019）（原卷版）

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1．会用电子转移的观点判断氧化还原反应，学会表示电子转移方向和数目的方法。
2．知道氧化还原反应的发生与氧化剂、还原剂的相对强弱的关系。
3．学会简单氧化还原反应方程式的配平及相关计算
【基础知识】
一、氧化性、还原性强弱的比较
1．物质的氧化性
（1）概念：物质________的能力，______剂所表现的性质。
（2）判断依据：反应后物质所含元素的化合价______。
（3）强弱判断：__________的能力越强，氧化性就越强。
2．物质的还原性
（1）概念：物质________的能力，______剂所表现的性质。
（2）判断依据：反应后物质所含元素的化合价______。
（3）强弱判断：__________的能力越强，还原性就越强。
3．氧化性和还原性强弱的比较
（1）根据金属活动顺序表
（2）根据反应的化学方程式判断
在同一个氧化还原反应中，一般遵循如下规律：
氧化性：____________＞____________
还原性：____________＞____________
1．金属原子失电子越多其还原性越强吗？得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强吗？
2．含有最高价元素的化合物一定具有强的氧化性吗？
3．金属阳离子在化学反应中只能作氧化剂吗？
4．具有氧化性的物质在反应中一定是氧化剂吗？具有还原性的物质在反应中一定是还原剂吗？
5．在化学反应中，难失电子的原子一定容易得电子吗？
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1．双线桥法：表示在反应前后得失电子的数目或元素化合价的变化情况。
（1）箭头表示由反应前化合价发生变化的元素指向反应后的同一种元素。
（2）表示得失电子的数目，要使得失电子数相等。
（3）电子转移数以m×ne－的形式表示，m表示发生氧化还原反应的原子个数，n表示每个原子得到或失去电子的数目，当n＝1时，要省略。
【巩固练习】
（1）2KMnO4+16HCl＝2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
（2）3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
（3）2KMnO4MnO2+K2MnO4+O2↑
2．单线桥法：表示氧化剂和还原剂之间电子转移的数目
（1）箭头由失电子的元素指向得电子的元素。
（2）只标明得失电子总数，不标“得”或“失”。
【巩固练习】
（1）2KMnO4+16HCl＝2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
（2）3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
（3）2KMnO4MnO2+K2MnO4+O2↑
3．氧化还原反应中转移电子数
（1）N（e－）＝_______________＝_______________
（2）反应中转移电子数与各物质的化学计量数成_____比
1．反应Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O转移的电子数为多少？
2．反应3NO2+H2O＝2HNO3+NO，转移的电子数为多少？若在标准状况下生成2.24LNO气体，则反应过程中转移的电子数为多少？
三、氧化还原反应的简单配平
1．方法：化合价升降法
2．典型实例
（1）普通型
Fe（NO3）3+NaOH+Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O
HNO3+Cu2OCu（NO3）2+NO↑+H2O
K2Cr2O7+HClKCl+CrCl3+Cl2↑+H2O
（2）歧化型
Cl2+NaOHNaCl+NaClO3+H2O
P4+Ba（OH）2+H2OBa（H2PO2）2+PH3↑
（3）归中型
KI+KIO3+H2SO4I2+K2SO4+H2O
NaNO2+（NH4）2SO4N2↑+Na2SO4+H2O
（4）多变价型
Cu2S+HNO3Cu（NO3）2+NO↑+H2SO4+H2O
As2S3+HNO3+H2OH2SO4+NO+H3AsO4
【考点剖析】
考点一：根据反应条件判断氧化性、还原性的强弱
例1．（2020·大连高一检测）下面三个方法都可以用来制氯气：
①4HCl（浓）+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
②4HCl（g）+O22Cl2+2H2O（g）
③2KMnO4+16HCl（浓）＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
则三个方法中的三种氧化剂由强到弱的顺序是（ ）。
A．O2、MnO2、KMnO4 B．KMnO4、MnO2、O2
C．MnO2、KMnO4、O2 D．O2、KMnO4、MnO2
考点二：根据金属活动性顺序表判断氧化性、还原性的强弱
例2．（2020·北京清华附中高一检测）金属单质四兄弟W、X、Y、Z不小心掉到稀盐酸池中，反应如图所示，则它们的还原性由强到弱的顺序是（ ）。
A．X＞W＞Z＞Y B．Z＞X＞W＞Y
C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞Z＞X＞W
考点三：根据化学方程式判断氧化性、还原性的强弱
例3．（2020·甘肃酒泉高一检测）铊（Tl）盐与氰化钾（KCN）被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：①Tl3++2Ag＝Tl++2Ag+，②Ag++Fe2+＝Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+＝3Fe2+，下列离子氧化性比较顺序正确的是（ ）。
A．Tl3+＞Fe3+＞Ag+ B．Fe3+＞Ag+＞Tl3+
C．Tl+＞Ag+＞Fe2+ D．Tl3+＞Ag+＞Fe2+
考点四：推断氧化还原反应进行的方向
例4．已知氧化性强弱：BrO3－＞ClO3－＞Cl2＞IO3－，下列化学反应能够发生的是（ ）。
A．2IO3－+10Cl－+12H+＝5Cl2↑+6H2O+I2
B．2BrO3－+Cl2＝Br2+2ClO3－
C．3Cl2+3H2O＝ClO3－+5Cl－+6H+
D．2ClO3－+Br2＝Cl2+2BrO3－
考点五：判断氧化还原反应发生的先后顺序
例5．（2020·甘肃金昌高一检测）在AgNO3、Cu（NO3）2和Zn（NO3）2混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，在滤渣中加入稀盐酸，有气体产生。则下列结论正确的是（ ）。
A．滤液中一定有Fe（NO3）3
B．滤渣只含Ag和Cu，一定无Zn
C．滤渣中一定有Ag、Cu和Fe，一定无Zn
D．滤渣中一定有Ag、Cu、Fe和Zn
考点六：氧化还原反应中电子转移的表示方法
例6．（2020·武威高一检测）下列反应中，电子转移的表示方法正确的是（ ）。
A．
B．
C．
D．
考点七：转移电子数的比较和计算
例7．用下列方法均可制得氧气：
①2KClO32KCl+3O2↑
②2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑
③2HgO2Hg+O2↑
④2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
若要制得相同质量的氧气，反应中电子转移数目之比为（ ）。
A．3∶2∶1∶4 B．1∶1∶1∶1
C．2∶1∶2∶2 D．1∶2∶1∶1
【互动探究】将上题改成“若反应中电子转移数目相同，则制得氧气的质量之比为多少？”
考点八：简单氧化还原反应方程式的书写
例8．（2020·石家庄高一检测）现有中学化学中常见的几种物质：①O2、②Mg、③CO、④WO3、⑤W、⑥CO2。请回答下列问题：
（1）①、②、③、④四种物质中常用作还原剂的有________（填序号）。
（2）请将③、④、⑤、⑥对应物质填入下列横线上，以组成一个氧化还原反应方程式：______+__________+________。
（3）随着人们环保意识的增强，许多汽车都已经装上了如图所示的尾气处理装置。在催化剂的作用下，尾气中两种主要的有毒气体反应生成两种无害气体，两种无害气体均为空气中的成分，写出该反应的化学方程式：________________________。
该反应中_______是氧化剂。
【真题演练】
1．（2016·上海高考）O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是（ ）。
A．氧气是氧化产物
B．O2F2既是氧化剂又是还原剂
C．若生成4.48 L HF，则转移0.8 ml电子
D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
2．（2016·上海高考）某铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mL Cl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为（ ）。
A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93
3．（2020年·全国卷Ⅲ）取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色（I2）。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO（填“大于”或“小于”）。
4．（2018·江苏高考）制备NaClO溶液时，若温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为_________________________。
5．（2019·江苏高考）N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为_____________。
6．（2020·北京合格考真题）化工厂用浓氨水检验氯气管道是否漏气，利用的反应为：8NH3+3Cl2＝N2+6NH4Cl。
（1）作还原剂的物质是_____，氯元素的化合价_____（填“升高”或“降低”）。
（2）若反应中每生成6mlNH4Cl，则消耗Cl2的物质的量至少为_____ml，转移电子的物质的量为_____ml。
7．（2015·全国卷Ⅱ）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为____________。
8．（2018·江苏高考）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1mlN2时，转移的电子数为_______ml。
【过关检测】
1．关于物质氧化性及还原性的强弱，下列说法中，正确的是（ ）。
A．物质越易失电子，还原性越强
B．原子失电子越多，还原性越强
C．元素化合价降低越多，氧化性越强
D．物质越是易被氧化，氧化性越强
2．下列关于氧化性的说法正确的是（ ）。
A．物质得电子的性质
B．物质被还原过程中表现的性质
C．元素化合价升高的性质
D．还原剂具有的性质
3．下列叙述正确的是（ ）。
A．含最高价元素的化合物一定具有强的氧化性
B．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
C．失电子数越多，还原性越强
D．含金属元素的离子不一定都是阳离子
4．有下列反应：
①2Na2SO3+O22Na2SO4（时间不长）
②2H2SO3+O22H2SO4（时间较长）
③2SO2+O22SO3
说明还原性由弱到强的顺序是（ ）。
A．Na2SO3、H2SO3、SO3、SO2 B．SO2、H2SO3、Na2SO3
C．H2SO3、SO2、Na2SO3 D．Na2SO3、SO2、H2SO3
5．（2020·乌兰察布高一检测）下列氧化还原反应中，电子转移的方向和数目均正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
6．（2020·郴州学考模拟）铝热反应可用于焊接钢轨，反应为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，下列关于该反应说法正确的是（ ）。
A．Al是还原剂
B．Fe2O3发生氧化反应
C．Fe是氧化产物
D．当生成1mlFe时，转移6ml电子
7．（2021·莱芜高一检测）还原某二价金属的氧化物4克，需0.2ml电子，则该金属元素的相对原子量为（ ）。
A．24 B．40 C．56 D．64
8．在某化学反应中，若铜离子得到的电子数为2.408×1023，则可得到铜单质（ ）。
A．25.6g B．32g C．12.8g D．38.4g
9．（2021·西安高一检测）新型纳米材料MFe2Ox（3＜x＜4）中，M表示+2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S，转化过程表示如下：MFe2OxMFe2Oy，则下列判断正确的是（ ）。
A．MFe2Ox是还原剂
B．SO2是该反应的催化剂
C．x＞y
D．氧化性：MFe2Ox＞SO2
10．（2020·辽源高一检测）重铬酸钾（K2Cr2O7）是重要的化合物，常用于制铬矾、火柴、铬颜料等。一些含铬化合物的转化关系如下图所示：
下列有关说法不正确的是（ ）。
A．K2Cr2O中Cr的化合价为+6
B．②③⑤均属于非氧化还原反应
C．完成①④⑥的转化均需加入氧化剂
D．①中生成1mlCrCl3，转移3ml电子
11．锰和镍（Ni）都是金属元素，将镍丝插入MnSO4溶液中无变化，插入CuSO4溶液中，镍丝上有红色固体析出。Mn、Ni、Cu三种金属的还原性由强到弱的顺序是（ ）。
A．Cu、Mn、Ni B．Mn、Ni、Cu
C．Ni、Cu、Mn D．Mn、Cu、Ni
12．下列离子中最强的氧化剂是（ ）。
A．Ag+ B．Mg2+ C．H+ D．Cu2+
13．在CuO和Fe粉混合物中，加入一定量稀硫酸微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化。根据上述现象，确定下面结论正确的是（ ）。
A．不溶物一定是Cu
B．不溶物一定含铜，但不一定含铁
C．不溶物一定是Fe
D．溶液中一定含有Fe2+，但不一定含有Cu2+
14．（2020·甘肃金昌高一检测）二氧化氯是国际公认的高效安全杀菌消毒剂，工业制备ClO2的反应原理如下：2NaClO3+4HCl＝2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl，下列关于该反应的说法中正确的是（ ）。
A．每生成0.1mlClO2转移0.2ml电子
B．氧化性：NaClO3＜Cl2
C．浓盐酸在反应中仅体现还原性
D．被氧化和被还原的氯物质的量之比为1∶1
15．已知有如下反应：①2BrO3－+Cl2＝Br2+2ClO3－，②ClO3－+5Cl－+6H+＝3Cl2+3H2O，③2FeCl3+2KI＝2FeCl2+2KCl+I2，④2FeCl2+Cl2＝2FeCl3。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是（ ）。
A．ClO3－＞BrO3－＞Cl2＞Fe3+＞I2
B．BrO3－＞Cl2＞ClO3－＞I2＞Fe3+
C．BrO3－＞ClO3－＞Cl2＞Fe3+＞I2
D．BrO3－＞ClO3－＞Fe3+＞Cl2＞I2
16．已知在某温度时发生如下三个反应：①C+CO2＝2CO；②C+H2O＝CO+H2；③CO+H2O＝CO2+H2。由此可以判断，在该温度下C、CO、CO2的还原性强弱顺序是（ ）。
A．CO＞C＞H2 B．C＞CO＞H2
C．C＞H2＞CO D．CO＞H2＞C
17．已知氧化性：Br2＞Fe3+＞I2，还原性：I－＞Fe2+＞Br－，则下列反应不能发生的是（ ）。
A．Br2+2I－＝2Br－+I2
B．Br2+2Fe2+＝2Br－+2Fe3+
C．2Fe3++2I－＝2Fe2++I2
D．2Fe3++2Br－＝2Fe2++Br2
18．（2020·张家界高一检测）有相同条件下的三个反应：①2A－+B2＝2B－+A2②2C－+A2＝2A－+C2③2B－+D2＝2D－+B2，由此得出，下列判断不正确的是（ ）。
A．氧化性：A2＞B2＞C2＞D2
B．还原性：C－＞A－＞B－＞D－
C．2A－+D2＝2D－+A2该反应可以进行
D．2C－+B2＝2B－+C2该反应也能进行
19．（2020·成都高一检测）有反应：
①2H2O+Cl2+SO2＝H2SO4+2HCl
②2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
针对上述两个反应回答：
（1）两反应中的氧化剂的氧化性强弱顺序为__________________，还原剂的还原性强弱顺序为____________。
（2）反应①中氧化产物和还原产物质量比为____________。
（3）反应②中氯化氢表现出的性质是________。
A．还原性 B．酸性 C．氧化性
20．（2020·娄底高一检测）氧化还原反应原理在生产生活和科学研究中应用广泛。
（1）下列表述中没有氧化还原反应发生的是________。
A．滴水成冰 B．蜡炬成灰 C．百炼成钢
（2）NH3和Cl2反应的方程式为：NH3+Cl2→N2+HCl
①该反应中被氧化的元素是____（填元素名称），氧化剂是____（填化学式）。
②配平该方程式：NH3+Cl2→N2+HCl
（3）“地康法”制氯气的反应原理图示如下：
①反应I的化学方程式为____________________。
②若要制得标准状况下氯气11.2L，则整个反应中转移电子的物质的量为____。
21．（2020·北京昌平区高一检测）某小组同学欲探究H2O2的性质，经历如下探究过程：
预测：聚焦H2O2中的O作为核心元素，因此预测H2O2既具有氧化性，也具有还原性。
（1）预测其具有氧化性的思路是______________________________。
实验和观察：小组同学分别选用酸性KMnO4溶液、酸化的KI溶液与5%H2O2溶液反应以验证预测。
（2）实验①利用了酸性高锰酸钾的_________性，该实验中，证明KMnO4溶液与H2O2反应的现象除了溶液颜色变浅或褪色外，还有________。
（3）实验②是为了验证H2O2的_________性，在反应后的溶液中加入淀粉溶液，可观察到溶液变蓝，写出该反应的离子方程式____________________。
解释和结论：
（4）以上实验可得出的结论是______________________。
（5）根据以上实验可以确定H2O2、I2和KMnO4的氧化性由强到弱的顺序是______________。
22．氧化还原反应在化学研究和工业生产中意义重大。在一定条件可发生如下两个氧化还原反应：①Fe+H2SO4（浓）Fe2（SO4）3+SO2↑+H2O（未配平）②3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O。试回答下列问题：
（1）反应①中氧化产物为____________。
（2）反应②中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______，若反应中有4.816×1023个电子发生转移时，消耗S的质量为______。
实验①
实验②