专题04 氧化还原反应-备战2022届高考化学二轮复习题型专练

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一、氧化还原反应中的基本概念1．氧化还原反应的特征及本质2．氧化还原反应中的基本概念（1）氧化剂与还原剂氧化剂：在氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的反应物(即所含元素的化合价降低)。还原剂：在氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的反应物(即所含元素的化合价升高)。注意：氧化剂与还原剂可以是不同的物质，也可以是同一种物质，如氯气与水反应时，氯气既是氧化剂也是还原剂。（2）氧化反应与还原反应氧化反应：失去电子(或元素化合价升高)的反应叫氧化反应。还原反应：得到电子(或元素化合价降低)的反应叫还原反应。（3）氧化性与还原性氧化性：物质得到电子的性质叫氧化性，氧化剂具有氧化性。还原性：物质失去电子的性质叫还原性，还原剂具有还原性。注意：1．元素的化合价处于该元素中间价态的物质一般既具有氧化性又具有还原性，如SO2中的硫元素处于其中间价态，所以SO2既具有氧化性，又具有还原性。2．具有氧化性，能得电子，不一定是氧化剂，反之，具有还原性也不一定是还原剂。（4）氧化产物与还原产物氧化产物：还原剂失去电子后生成的对应产物。还原产物：氧化剂得到电子后生成的对应产物。注意：在氧化还原反应中，某些产物可能既是氧化产物又是还原产物，如碳与氧气反应生成的二氧化碳既是氧化产物又是还原产物。3．用双线桥理解氧化还原反应的概念之间的关系概括为升失氧、降得还，剂性一致、其他相反。4．四种基本反应类型和氧化还原反应的关系二、氧化还原反应的基本规律1．守恒规律（1）内容。①质量守恒：反应前后元素的种类、原子的数目和质量不变。②电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数，表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。③电荷守恒：离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。（2）应用：运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。如用铜电极电解Na2SO4溶液，其阳、阴极产物及转移电子关系式为：Cu2+～2e−～H2～2OH−。2．价态律当元素具有可变化合价时，一般处于最高价态时只具有氧化性，处于最低价态时只具有还原性，处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如：浓H2SO4中的S只具有氧化性，H2S 中的S只具有还原性，单质S既具有氧化性又具有还原性。3．强弱规律在氧化还原反应中，强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物)，即氧化剂的氧化性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2可知，FeCl3的氧化性比I2强，KI的还原性比FeCl2强。一般来说，含有同种元素不同价态的物质，价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外)，价态越低还原性越强。如氧化性：浓H2SO4 >SO2(H2SO3)> S；还原性：H2S>S>SO2。在金属活动性顺序表中，从左到右单质的还原性逐渐减弱，阳离子(铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。4．优先律在浓度相差不大的溶液中：（1）同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2+＞Br−，所以Fe2+先与Cl2反应。（2）同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3+＞Cu2+，所以铁粉先与Fe3+反应，然后再与Cu2+反应。5．归中规律同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为：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。如以下两例：6．歧化反应规律发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。其反应规律是：所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。三、氧化性和还原性的强弱比较1．根据氧化还原反应判断。氧化还原反应总是遵循以下规律(简称强弱律)：氧化性：氧化剂>氧化产物，氧化剂>还原剂；还原性：还原剂>还原产物，还原剂>氧化剂。2．根据元素在周期表中的相对位置判断。3．依据金属、非金属活动性顺序判断。（1）依据金属活动性顺序（2）依据非金属活动性顺序4．依据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断。当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可根据反应条件高、低来进行判断，反应条件越低，性质越强；若氧化产物价态不同，则价态越高，氧化剂的氧化性越强。5．依据电化学原理判断。（1）两种不同的金属构成原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。其还原性：负极>正极。（2）用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。在阳极阴离子放电顺序：S2−>I−>Br−>Cl−>OH−，即是还原性强弱顺序。在阴极阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+，即是氧化性强弱顺序。6．根据物质中元素的化合价判断。（1）一般来讲，同一种元素的化合价越高，氧化性越强，价态越低，还原性越强。如：氧化性：浓H2SO4> H2SO3；还原性：H2S> SO2。又如氧化性：Fe3+> Fe2+> Fe，还原性反之。（2）在和同一种氧化剂(或还原剂)反应时，氧化剂(或还原剂)被还原(或氧化)的程度越大，即是化合价降低(或升高)越多，还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越强。如Fe和 Cl2反应生成FeCl3，而Fe和S反应只生成FeS，则氧化性：Cl2>S。7．某些物质的氧化性、还原性与温度、浓度、酸碱性有关。（1）一般浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3。（2）一般温度越高，氧化性(或还原性)越强。如常温下浓H2SO4和Cu反应放出缓慢，而加热条件下浓H2SO4氧化性增强，两者反应速率加快。（3）一般是溶液的酸性越强，氧化性(或还原性)越强。如KMnO4是一种强氧化剂，而在酸、中、碱性溶液中，其氧化性强弱顺序是：酸性>中性>碱性。又如的氧化性也随着H+浓度的增大而增强。四、氧化还原反应方程式的配平1．配平原则2．氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤（1）一般方法：从左向右配。（2）步骤：即3．氧化还原反应配平的特殊技巧（1）从右向左配平法适用范围：此法最适用于某些物质(如硝酸、浓硫酸的反应)部分参加氧化还原反应的类型。例如：Cu + HNO3(浓)— Cu(NO3)2 + NO2 + H2O分析：由于HNO3在反应中有两个作用即酸性和氧化性，因此如按照一般的方法从左向右配的话比较麻烦，但如采用从右向左配平法的方法，这个问题显得很简单。（2）整体总价法(零价法)适用范围：在氧化还原反应中，一种反应物中有两种或两种以上的元素化合价发生变化，或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中，把该物质当成一个“整体”来考虑，可令该物质中各元素的化合价均为零，然后计算出各元素化合价的升降值，利用化合价升降相等进行配平。例如：FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2分析：在FeS2 中Fe的化合价由+2变到+3，S的化合价由−1变到+4，即同一种物质中有两种元素的化合价同时在改变，我们可以用整体总价法，把FeS2当成一个“整体”来考虑。（3）歧化归一法适用范围：同种元素之间的歧化反应或归一反应。技巧：第三种价态元素之前的系数等于另两种元素价态的差值与该价态原子数目的比值。例如：Cl2 + KOH — KCl + KClO3 + H2O分析：该反应中，电子转移只发生在氯元素之间，属于歧化反应。Cl的化合价由0变为−1和+5，因此Cl2 的系数为6/2=3，KCl的系数为5，KClO3的系数为1。（4）单质后配法适用范围：反应物或生成物中有单质参加或单质生成，如有机物的燃烧都可用此法。技巧：把游离态的那种元素放在最后来配。例如：FeS2 + O2 — Fe2O3 + SO2分析：反应物中有单质O2，我们可以把O元素放在最后来配。首先假定Fe2O3的系数为1，则FeS2的系数为2，那么SO2的系数为4，因此O2的系数为11/2，然后把每种物质前的系数都扩大2倍，即可配平。（5）待定系数法技巧：将各种物质的系数分别设为不同的未知数，然后根据质量守恒定律列方程求解最后配平。总结：从以上示例我们发现，对于同一氧化还原反应，有时可采用不同的方法来配平，也有时用几种方法综合应用。总之，只要我们能掌握以上技巧，配平氧化还原反应方程式会得心应手。考向一   对氧化还原反应基本概念的考查典例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 物质（括号内为杂质）除杂试剂AFeCl2溶液（FeCl3）Fe粉BNaCl溶液（MgCl2）NaOH溶液、稀HClCCl2（HCl）H2O、浓H2SO4DNO（NO2）H2O、无水CaCl2分清氧化还原反应的常见类型（1）完全氧化还原型此类反应的特点是还原剂和氧化剂分别为不同的物质，参加反应的氧化剂(或还原剂)全部被还原(或被氧化)，有关元素的化合价全部发生变化，例如：4NH3+5O24NO+ 6H2O。（2）部分氧化还原型此类反应的特点是还原剂(或氧化剂)只有部分被氧化(或被还原)，有关元素的化合价只有部分发生变化，例如：MnO2+ 4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。（3）自身氧化还原型自身氧化还原反应可以发生在同一物质的不同元素之间，即同一种物质中的一种元素被氧化，另一种元素被还原，该物质既是氧化剂，又是还原剂；也可以发生在同一物质的同种元素之间，即同一种物质中的同一种元素既被氧化又被还原。例如：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O。（4）归中反应型此类反应的特点是同一种元素在不同的反应物中有不同的价态(高价、低价)，反应后转化成中间价态。例如： 考向二   根据化学(离子)方程式判断氧化性、还原性的强弱典例2  根据下列反应的化学方程式：①I2+SO2+2H2O = H2SO4 +2HI；②2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3；③2FeCl3+2HI = 2FeCl2+2HCl+I2  判断有关物质的还原性强弱顺序是A．I－>Fe2+>Cl－>SO2 B．Cl－>Fe2+>SO2>I－C．Fe2+>I－>Cl－>SO2 D．SO2>I－>Fe2+>Cl－考向三   根据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生典例3   已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是A．3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3B．Cl2+FeI2FeCl2+I2C．Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2OD．2Fe3++2I−2Fe2++I2考向四   氧化还原反应方程式的配平技巧典例4   U常见化合价有＋4和＋6。硝酸铀酰[UO2(NO3)2]加热可发生如下分解：[UO2(NO3)2]―→UxOy＋NO2↑＋O2↑(未配平)将气体产物收集于试管中并倒扣于盛水的水槽中，气体全部被吸收，水充满试管。则生成的铀的氧化物化学式是A．UO2　　　　　　　　   B．2UO2·UO3C．UO3        D．UO2·2UO3氧化还原反应方程式的配平技巧（1）正向配平：适用于氧化剂与还原剂相对独立的反应中，如归中反应。（2）逆向配平：适用于氧化剂与还原剂是同一种物质的反应，如歧化反应。（3）缺项配平：缺项一般是H+、OH−或H2O，注意合理的组合方式。（4）信息型氧化还原反应方程式的书写：先结合信息及物质的性质、氧化还原反应规律找出(判断出)氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物并用电子守恒配平，再结合电荷守恒、元素守恒补充其他离子(物质)，并最终配平方程式。 考向五   利用得失电子守恒巧解氧化还原反应计算题典例5   物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若HNO3被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比是A．1∶4    B．1∶5   C．2∶3   D．2∶5一、单选题1．下列反应中，H2O 作氧化剂的是(    )A． B．C． D．2．常温下，发生下列几种反应：①  ②  ③。下列说法正确的是(    )A． Pb3O4属于碱性氧化物B． Fe3+只有氧化性，Fe2+只有还原性C．酸性条件下，氧化性：Pb3O4＜Cl2D．向FeBr2溶液中通入少量Cl2，Fe2+优先被氧化3．在一定条件下可以把M2+氧化成M3+，若反应的还原产物为R3+，已知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，则n为(    )A．1 B．2 C．3 D．44．元素铬()的几种化合物存在下列转化关系：下列判断正确的是(    )A．反应①②③中铬元素的化合价均未发生变化B．反应①表明具有碱性氧化物的性质C．反应②利用了的还原性D．可作氧化剂5．用将还原为，若消耗3mL2mol· 溶液，则消耗的的物质的量为A． mol B． mol C． mol D．mol6．高铁酸钠()具有很强的氧化性，能有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时被还原成能高效地除去水中的悬浮物，是一种新型高效水处理剂。其制备方法如下：。下列说法错误的是(    )A．中元素显+6价B．碱性条件下氧化性强于C．每生成转移电子D．在水处理中，兼具消毒和净水两种功能一、单选题1．复印机工作时易产生臭氧，臭氧具有强氧化性，可使润湿的KI-淀粉试纸变蓝。反应为O3+2KI+H2O = 2KOH+I2+O2，关于此反应的说法正确的是A．1 mol O3得到4 mol电子B．O3是氧化剂，H2O与KI是还原剂C．氧化性强弱顺序：O3＞I2D．氧化产物I2与还原产物KOH的物质的量之比是1∶22．可用来疏通下水管道。下列说法错误的是A．Al是还原剂，发生氧化反应B．每生成1molH2，转移2mol电子C．可用NaOH溶液除去镁粉中混有的少量Al粉D．等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的H2比与足量盐酸的多3．我国科学家利用电力驱动电催化二氧化碳还原反应(CRR)，将二氧化碳转换成高附加值化学品或燃料，是一种有效的缓解能源危机和全球变暖的理想途径。某利用方法的总方程式是。下列说法不正确的是A．在反应中，是氧化剂 B．NaClO是漂白液的有效成分C．CO具有还原性 D．1molNaCl完全反应，转移1mol电子4．对于反应，以下叙述正确的是A．NaCl是氧化产物B．既做氧化剂又做还原剂C．每生成1mol的转移6molD．被氧化的氯原子和被还原的氯原子的物质的量之比为5∶15．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(    )A．12 g 石墨晶体中所含C-C键的数目为3NAB．标准状况下，22.4 L的3He中含有中子的数目为3 NAC．0.1 mol钠全部与氧气反应生成Na2O和Na2O2共3.6 g，转移电子数为0.1 NAD．常温下，1 L 0.1 mol·L-1的氨水中含有H+的数目为10-13NA6．汽车尾气处理系统中的“催化转化器”，能使尾气中的 CO与 NO反应转化成可参与大气生态循环的无毒气体，反应的化学方程式为，关于该反应的说法正确的是A．CO发生还原反应 B．每生成 1mol N2，转移 2mol电子C．NO是氧化剂，被氧化 D．CO2是氧化产物7．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法，其中一种方法的原理可用离子方程式表示为：2Fe3++3ClO-+aOH-=2FeO+3Cl-+bH2O，下列有关说法不正确的是(    )A．该反应的还原剂是Fe3+B．该反应中ClO-发生了还原反应C．反应式中化学计量数a、b的值分别为10、5D．每生成1 mol的FeO，转移电子的物质的量为6 mol8．美国科学家最近发明了一种新型催化反应装置，可将氨气在250℃时转化并分离为氢气和氮气。下列说法错误的是(    )A．上述反应式为：B．上述反应类型为分解反应C．上述反应类型为氧化还原反应D．该发明有助于氢能推广和利用二、填空题9．亚硝酸钠有咸味，有毒，暴露于空气中会与氧气反应生成硝酸钠。已知：_____。(1)上述方程式中横线处应填的是___________。(2)上述反应的还原剂为___________(填化学式)；若反应中有(标准状况下)气体生成则反应中转移电子的物质的量为___________。(3)在酸性条件下，高锰酸钾可将氧化为，所得溶液中锰元素仅以形式存在，写出此反应的离子方程式：___________。(4)加热到320℃以上会分解生成二氧化氮、一氧化氮和氧化钠，写出此反应的化学方程式并用双线桥法标明电子的转移方向和数目：___________。反应中被氧化的元素和被还原的元素的物质的量之比为___________。(5)某厂废液中，含有2%～5%的，直接排放会造成污染，能使转化为，则反应中氧化剂和还原剂的质量之比为___________。10．已知氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂，其中氢元素的化合价为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为：NaH+H2O=NaOH+H2↑。请回答以下问题：(1)氢化钠属于_______化合物(填“共价”或“离子”)。(2)该反应中氧化剂是_______，被氧化的氢原子与被还原的氢原子的个数比为_______。(3)若反应恰好转移了1mol电子时，消耗的氢化钠的质量为_______g。11．汽车尾气(含CO2、N2、CO、SO2、NOx等)是城市空气的污染源之一；(1)汽车尾气对环境的危害主要有温室效应、雾霾、___________ 、___________等。(2)在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”，可将尾气中的CO和NO转化为参与大气循环的气体和无毒的气体，该反应的化学方程式为___________；但使用“催化转化器”的缺点是一定程度提高了空气的酸度，其原因是___________。(3)在一定条件下，NH3可将NOx转化为无污染的物质。写出NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式：___________。(4)NOx储存还原技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放。如图所示NOx的储存和还原在不同时段交替进行。通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存时，部分NO发生反应的化学方程式为___________；储存NOx的物质是___________。 还原性尾气CO与Ba(NO3)2反应生成N2的化学方程式是___________。