高考化学二轮专题复习讲与练专题03《氧化还原反应》(含详解)

这是一份高考化学二轮专题复习讲与练专题03《氧化还原反应》(含详解)，共23页。

专题三 氧化还原反应
[考纲要求]　1.了解氧化还原反应的本质，了解常见的氧化还原反应。2.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
考点一　氧化还原反应的概念辨析

1．理清两条线索

2．概念正误辨析，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应(×)
(2)氧化还原反应中，反应物不是氧化剂就是还原剂(×)
(3)在氧化还原反应中，金属单质都作还原剂(√)
(4)在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂(×)
(5)某元素由化合态转化为游离态时，该元素一定被还原(×)
(6)金属阳离子被还原不一定得到金属单质(√)
(7)具有还原性的物质与具有氧化性的物质不一定都能发生氧化还原反应(√)
(8)氧化还原反应中有一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原(×)
(9)同种元素的高价态的物质一定比低价态物质的氧化性强(×)

题组一　理解氧化还原反应相关概念
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，现象为黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，则还原性：Fe>Fe2＋(√)
(全国卷Ⅱ，13A)
(2)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，现象为集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，则CO2具有氧化性(√)
(全国卷Ⅱ，13B)
(3)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色。所以Fe3＋的氧化性比I2的强(√)
(江苏，13C)
(4)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu均为单质被还原的置换反应(×)
(山东理综，7C)
(5)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应(×)
(山东理综，7D)
2．(北京理综，8)下列变化中，气体被还原的是(　　)
A．二氧化碳使Na2O2固体变白
B．氯气使KBr溶液变黄
C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色
D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
答案　B
解析　A项，二氧化碳使Na2O2固体变白，发生反应2CO2＋2Na2O2===O2＋2Na2CO3，CO2中元素的化合价没有发生改变；B项，氯气使KBr溶液变黄，发生反应2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2，Cl2化合价降低，被还原，符合题意；C项，乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色，是乙烯与溴发生了加成反应；D项，氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝，化合价没有改变。
题组二　基于“双线桥”分析陌生反应
3．Na2S2O3是重要的化工原料，用途很广，其还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脱氯剂，主要用于治疗氰化物中毒。工业上可利用反应Na2CO3＋2Na2S＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制取Na2S2O3，下列说法正确的是(　　)
A．Na2S2O3只有还原性
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
C．每生成1 mol Na2S2O3，转移4×6.02×1023个电子
D．标准状况下，每吸收4 mol SO2就会放出22.4 L CO2
答案　D
解析　在反应物Na2S中S的化合价为－2，在SO2中S的化合价为＋4，反应后产生的物质Na2S2O3中S的化合价为＋2，介于－2与＋4之间，因此Na2S2O3既是氧化产物，又是还原产物。A项，Na2S2O3中S的化合价为＋2，属于S的中间价态，则Na2S2O3既有氧化性，又有还原性，错误；B项，根据题意可知反应中氧化剂SO2与还原剂Na2S的物质的量之比为4∶2＝2∶1，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，错误；C项，由题给化学方程式可知，每生成3 mol Na2S2O3，转移8 mol电子，则生成1 mol Na2S2O3，转移 mol电子，错误；D项，根据反应的化学方程式可知消耗的SO2与产生的CO2的物质的量之比是4∶1，由于在相同条件下，气体的物质的量之比等于气体的体积之比，所以在相同条件下，每吸收4 mol SO2就会放出22.4 L(标准状况)CO2，正确。

理解概念抓实质，解题应用靠特征，即从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。具体方法是找变价、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。
考点二　氧化还原反应强弱律、先后律、价态律的应用

1．性质强弱规律
物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，可从“热＞冷”(温度)“浓＞稀”(浓度)“易＞难”(反应条件、剧烈程度)，以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断；还要学会从化学反应方向的角度判断“剂＞物”(同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性)。
2．反应先后规律
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较强的物质；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较强的物质，即强者优先反应。
3．价态归中规律
即同种元素不同价态之间的反应，高价态的元素化合价降低，低价态的元素化合价升高，但升高与降低的化合价不能交叉。
如：KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，氧化剂：KClO3，还原剂：HCl，氧化产物：Cl2，还原产物：Cl2。
4．邻位价态规律
氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态。
如：(1)Cl－被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素。
(2)S2－一般被氧化为S，S单质一般被氧化成SO2。
(3)ClO－、ClO作氧化剂、Cl－作还原剂时，一般被还原成Cl2，而不是Cl－。

题组一　氧化还原反应“强弱律”的应用
(一)由方程式判断强弱
1.已知常温下，在溶液中可发生如下反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋
C．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋ D．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋
答案　A
解析　根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由两个方程式可以得到还原性强弱顺序：Fe2＋＞Ce3＋，Sn2＋＞Fe2＋。故A项正确。
(二)依据强弱顺序判断反应是否发生
2．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＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
答案　A
解析　Fe3＋能氧化I－，所以不可能生成FeI3，A错误，D正确；B项，当Cl2少量时，I－先被氧化，正确；C项，由于Co2O3的氧化性强于Cl2，所以Co2O3能氧化Cl－得到Cl2，而Co2O3被还原为Co2＋，正确。

假设法突破氧化还原反应能否进行
先假设选项中的化学反应能够发生，依据此反应判断出还原性(或氧化性)的强弱，然后再与题目提供的还原性(或氧化性)强弱顺序对照，若二者表示的还原性(或氧化性)强弱顺序一致。则此反应能够发生，若不一致，则此反应不能进行。
题组二　氧化还原反应“先后律”的应用
3．已知氧化性Br2＞Fe3＋。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为
aFe2＋＋bBr－＋cCl2―→dFe3＋＋eBr2＋fCl－
下列选项中的数字与离子方程式的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是(　　)
A．2　4　3　2　2　6 B．0　2　1　0　1　2
C．2　0　1　2　0　2 D．2　2　2　2　1　4
答案　B
解析　Cl2先氧化Fe2＋。A项，Cl2过量；C项，Cl2少量；D项，FeBr2和Cl2等量。
4．向含有SO、Fe2＋、Br－、I－各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是(　　)


答案　C
解析　第一步：审题干信息
题目描述溶液中四种离子的还原性顺序：SO＞I－＞Fe2＋＞Br－，四种离子的物质的量均为0.1 mol；故通入Cl2后，反应按先强后弱的顺序依次反应，即先与SO反应，待SO消耗完后，再与I－发生反应，并依次类推。
第二步：审图示信息
选项
图示
解题指导
A

SO＋ Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋
0.1 mol 0.1 mol
溶液中0.1 mol SO完全反应消耗标准状况下2.24 L Cl2
B

2I－　＋　Cl2===I2＋2Cl－
0.1 mol　0.05 mol
当溶液中0.1 mol I－完全反应后共消耗标准状况下3.36 L Cl2
C

2Fe2＋＋ Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
0.1 mol 0.05 mol
溶液中0.1 mol Fe2＋完全反应后共消耗标准状况下Cl2的体积为4.48 L
D

2Br－＋ Cl2===Br2＋2Cl－
0.1 mol 0.05 mol
溶液中0.1 mol Br－完全反应后共消耗标准状况下Cl2的体积为5.60 L，且SO、I－、Fe2＋完全反应消耗的Cl2不是2.24 L而是4.48 L


熟记反应先后两大规律
(1)同一还原剂与多种氧化剂发生氧化还原反应的先后顺序：KMnO4(H＋)>Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>
H＋。
(2)同一氧化剂与多种还原剂发生氧化还原反应的先后顺序：S2－>SO(或HSO)>I－>Fe2＋>Br－>
Cl－。
题组三　氧化还原反应“价态律”的应用
5．(上海长宁、嘉定区高三上学期期末质量调研)对于反应：KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，若有0.1 mol KClO3参加反应，下列说法正确的是(　　)
A．被氧化的HCl为0.6 mol
B．转移电子1.806×1023个
C．产生气体为6.72 L
D．还原剂占参加反应HCl的5/6
答案　D
解析　在KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应中，Cl2既是氧化产物又是还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶1，被氧化的HCl占参与反应的HCl的。
6．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．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
答案　A
解析　由①得出Q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。
考点三　氧化还原反应“守恒律”的应用

(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。

题组一　氧化还原反应方程式的配平
(一)“反应物、产物”全部列出型方程式的配平
1．配平下列方程式
(1)FeS2＋O2Fe2O3＋SO2
答案　4　11　2　8
(2)HCl(浓)＋MnO2Cl2↑＋MnCl2＋H2O
答案　4　1　1　1　2
(3)Cu＋HNO3(稀)=== Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O
答案　3　8　3　2　4
(4)KI＋KIO3＋H2SO4===I2＋K2SO4＋H2O
答案　5　1　3　3　3　3
(5)MnO＋H＋＋Cl－===Mn2＋＋Cl2↑＋H2O
答案　2　16　10　2　5　8
(6)S＋KOH===K2S＋K2SO4＋H2O
答案　4　8　3　1　4
(7)P4＋KOH＋H2O===K3PO4＋PH3
答案　2　9　3　3　5
(8)MnO＋H2C2O4＋H＋===Mn2＋＋CO2↑＋H2O
答案　2　5　6　2　10　8

氧化还原反应方程式的配平可依据“得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒”顺利解答，有关氧化还原反应化学方程式的配平应掌握：
(1)配平步骤
标变价→列变化→求总数→配系数→细检查。
(2)配平方法
①正向配平法：如果被氧化、被还原的元素分别是两种不同的反应物，通常从方程式左边进行配平；
②逆向配平法：对于自身氧化还原反应或反应物只有一种的，一般从方程式右边配平较简便。
(二)“反应物、产物”部分缺项型方程式的配平
2．(1)[浙江理综，27Ⅰ(4)]完成以下氧化还原反应的离子方程式：
(　　)MnO＋(　　)C2O＋________===(　　)Mn2＋＋(　　)CO2↑＋________
答案　2　5　16H＋　2　10　8H2O
解析　C2O在酸化的高锰酸钾溶液中被氧化，其离子方程式为2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
(2)[天津理综，10(2)②]完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：
ClO＋Fe2＋＋________===Cl－＋Fe3＋＋________
答案　1　6　6　H＋　1　6　3　H2O
解析　根据化合价升降法配平ClO、Fe2＋、Cl－、Fe3＋的化学计量数分别为1、6、1、6，再利用电荷守恒及元素守恒得出反应物中有6H＋，产物中有3H2O。
(3)[安徽理综，27(2)]请配平化学方程式：
NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3
答案　1　2　4　2　1　2
(4)[天津理综，9(4)]配平反应的方程式：
MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O，
其化学计量数依次为________。
答案　1,2,4,1,1,3




缺项型氧化还原反应方程式的配平方法
(1)配平方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。
(2)补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H＋，少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O，少O补OH－

(三)“信息型”氧化还原反应方程式的配平
1．“信息型”氧化还原反应方程式的书写步骤
(1)依据物质氧化性、还原性的强弱及题中所给信息，确定氧化剂、还原剂。
(2)确定氧化产物、还原产物，可以依据题中所给信息，并结合常见氧化剂及还原剂的对应产物进行判断。
(3)依据电子守恒、质量守恒进行配平，离子方程式还需电荷守恒。
(4)检查是否需添加物质：在水溶液中进行的反应，添加的物质通常是“H2O、H＋”或“H2O、OH－”才能满足质量守恒的要求，在酸性溶液中不添加OH－，在碱性溶液中不添加H＋。
2．“信息型”氧化还原反应方程式书写的关键——产物的判断
(1)常见氧化剂的还原产物(一般情况下)
氧化剂
MnO、(H＋)
H2O2
HNO3
Cr2O、CrO
Cl2、ClO－、ClO
还原产物
Mn2＋
H2O
NO2、NO
Cr3＋
Cl－

(2)常见还原剂的氧化产物(一般情况下)
还原剂
H2O2
Fe2＋
Cl－
S2－
H2C2O4
SO2、SO
Fe
氧化产物
O2
Fe3＋
Cl2
S
CO2
SO3、SO
Fe2＋、Fe3＋

3.“信息型”氧化还原反应书写典例分析
例　铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐为重要化合物。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
第一步：根据题给信息和所学知识列出反应式：氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物；
Fe(OH)3＋ClO－——FeO＋Cl－
第二步：根据电子守恒确定上述式子“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”中各物质的化学计量数；
2Fe(OH)3＋3ClO－——2FeO＋3Cl－
第三步：根据电荷守恒，结合介质的酸碱性，在反应方程式两端添加H＋、OH－，使之满足电荷守恒的要求；
2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－——2FeO＋3Cl－
第四步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒；配平后的反应：
2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
第五步：检查并确定离子方程式。
3．(1)[全国卷Ⅲ，27(2)①]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋3Cl－＋2H2O
(2)[江苏，20(3)]一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为
________________________________________________________________________。
答案　2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋B(OH)＋2H2↑
(3)[全国卷Ⅰ，27(4)]＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为__________________________________________。
答案　Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O(或Cr2O＋8HSO===2Cr3＋＋3SO＋5SO＋4H2O)
(4)[全国卷Ⅰ，28(2)]写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式
________________________________________________________________________。

答案　2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2
(5)(上海，24)NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2，已知HCN、HOCN中N元素的化合价相同，则反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
答案　2OCN－＋3ClO－===CO＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑
(6)[江苏，19(2)]NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑　会释放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成环境污染
解析　由题意发生反应：Ag＋NaClO＋H2O―→AgCl＋NaOH＋O2↑，有Ag、Cl、O三种元素的化合价发生变化，因Ag、Cl原子个数比为1，设Ag、NaClO的系数为1，则NaOH系数为1，Ag失去e－，NaClO―→NaCl，得到2e－，根据电子守恒，O2的系数为，根据原子守恒，H2O系数为，相应扩大4倍。HNO3也能氧化Ag，但生成NOx会污染环境。

在近几年的高考中，氧化还原反应方程式配平不准的常见原因有：
(1)化合价判断不准。
近几年高考中常考的一些特殊物质中元素化合价如下：
CuFeS2：Cu(＋2)、Fe(＋2)、S(－2)
K2FeO4：Fe(＋6)　Li2NH：N(－3)
LiNH2：N(－3)　AlN：N(－3)
Na2S2O3：S(＋2)　C2O：C(＋3)
HCN：C(＋2)、N(－3)　CuH：Cu(＋1)、H(－1)
FeO：Fe[＋(8－n)]　Si3N4：Si(＋4)、N(－3)
(2)依据电子得失守恒列等式时忽视变价原子的个数。
(3)缺项氧化还原反应方程式配平时，“”中或“________”上的化学计量数“1”容易忽略、漏掉。
题组二　电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
(一)根据两元素之间得失电子守恒进行计算
4．(海南，4)在酸性条件下，可发生如下反应：ClO＋2M3＋＋4H2O===M2O＋Cl－＋8H＋，M2O中M的化合价是(　　)
A．＋4 B．＋5
C．＋6 D．＋7
答案　C
5．(上海，17)某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为(　　)
A．0.80 B．0.85
C．0.90 D．0.93
答案　A
解析　根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3＋转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol。则：×(3－)×x＝0.01，解得x＝0.80。故选项A正确。
6．多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2、CaC2等有相似之处。Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，反应中Na2Sx与NaClO 的物质的量之比为1∶16，则x的值是(　　)
A．5 B．4
C．3 D．2
答案　A
解析　Na2Sx的S化合价为，反应后氧化为＋6价。NaClO中Cl的化合价从＋1价降低到－1价，得到了2个电子，则根据电子得失守恒可知(6＋)x＝2×16，解得x＝5，即选项A正确。
7．[全国卷Ⅲ，27(1)]FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。
答案　2∶7
解析　首先标出变价元素的化合价，分析价态变化可知：1 mol FeO·Cr2O3失去7 mol电子，1 mol NaNO3得到2 mol电子，则由得失电子守恒可知二者系数比应为2∶7。

电子守恒法解题的思维流程
(1)找出反应中的氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找出一个原子或离子得失电子数目，从而确定1 mol氧化剂或还原剂得失电子数目(注意化学式中原子或离子个数，如1 mol K2Cr2O7被还原为＋3价的Cr得电子数是3×2NA)。
(3)根据题目中各物质的物质的量和得失电子守恒列出等式：n(氧化剂)×变价原子数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值，从而求算出答案。


(二)根据多步反应中的得失电子守恒进行计算
8．某废水中含有Cr2O，为了处理有毒的Cr2O，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1 mL c1 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2 mol ·L－1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2O)为(用代数式表示)(　　)
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
答案　A
解析　本题有关反应的离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O,5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。利用得失电子守恒列等式：c1 mol·L－1×V1 mL×10－3 L ·mL－1＝20 mL×10－3 L·mL－1×6c(Cr2O)＋5c2 mol·L－1×V2 mL×10－3 L·mL－1，解得：c(Cr2O)＝ mol·L－1。
9．一定量的CuS投入足量的HNO3中，收集到气体V L(标准状况)，已知气体为NO和NO2的混合物，向反应后的溶液中(存在Cu2＋和SO)加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g，则V可能为(　　)
A．5.0 L B．8.9 L
C．15.7 L D．26.9 L
答案　C
解析　n(CuS)＝n(CuO)＝＝0.15 mol，假设气体均为NO，由电子守恒可知，0.15 mol×[6－(－2)]＝×(5－2)，解得V＝8.96 L，假设气体均为NO2，由电子守恒可知，0.15 mol×[6－(－2)]＝×(5－4)，解得V＝26.88 L，已知气体为NO和NO2的混合物，则8.96 L 10．全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置。某溶液中含有VO和Cr2O，现向此溶液中滴入29.00 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液，恰好使VO→VO2＋、Cr2O→Cr3＋，再滴入2.00 mL 0.020 mol·L－1 KMnO4溶液，又恰好使VO2＋→VO，而Cr3＋不变，此时MnO→Mn2＋，则原溶液中Cr的质量为(　　)
A．156 mg B．234 mg
C．31.2 mg D．46.8 mg
答案　D
解析　由信息知滴入29.00 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液，恰好使VO→VO2＋、Cr2O→Cr3＋，Fe元素的化合价升高，V、Cr元素的化合价降低；再滴入2.00 mL 0.020 mol·L－1 KMnO4溶液，又恰好使VO2＋→VO，而Cr3＋不变，此时MnO→Mn2＋，Mn元素的化合价降低，V元素的化合价升高，则整个过程中Fe、Mn、Cr的化合价发生变化，设原溶液中Cr的质量为x，由电子守恒可知，29.00 mL×10－3 L·mL－1×0.1 mol·L－1×(3－2)＝×(6－3)＋2.00 mL×10－3 L·mL－1×0.020 mol·L－1×(7－2)，解得x＝46.8×10－3 g＝46.8 mg，故选D。
11．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的NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
答案　A
解析　由题意知：HNO3，则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等，即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol，据Cu2＋与NaOH反应的数量关系可知：n(NaOH)＝2n(Cu2＋)＝0.3 mol，V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。

有些反应过程中涉及的氧化还原反应较多，数量关系复杂。若用常规方法一一求解，费时费力，且极易出错。通过电子守恒将起始物与生成物之间建立起等式关系，快速求解。
如上面第9题中物质的转化关系为
CuNO、NO2、N2O4
HNO3
反应中HNO3起到了传递电子的作用。即Cu失去的电子完全被O2获得，通过电子守恒建立Cu与O2的物质的量关系为2Cu→O2。




专题强化练
1．(北京市丰台区高三上学期期末)下列生活常见的现象中，其反应原理不涉及氧化还原反应的是(　　)

A.铁的冶炼
B.电池放电
C.碳酸氢钠作发酵粉
D.天然气燃烧





答案　C
解析　A项，铁的冶炼过程中，Fe元素从化合态变为游离态，存在化合价变化，属于氧化还原反应，不符合题意；B项，电池放电过程中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，属于氧化还原反应，不符合题意；C项，碳酸氢钠作发酵粉，为碳酸氢钠的分解，不存在化合价变化，则不属于氧化还原反应，符合题意；D项，天然气的燃烧属于氧化还原反应，不符合题意。
2．(甘肃通渭县高三上学期期末)化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法与氧化还原反应无关的是(　　)
A．KNO3、KClO3与单质S、C2H5OH不能混搭存放在同一库房内
B．缺铁性补血服用补铁剂时，需与维C同时服用
C．铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈
D．用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素
答案　D
解析　A项，乙醇是易燃液体，氯酸钾是强氧化剂，能使乙醇燃烧，因此不能混搭存放在同一库房内，涉及氧化还原反应，不符合题意；B项，维C具有还原性，防止＋2价Fe被氧化，涉及氧化还原反应，不符合题意；C项，铜和铁转化成化合物，化合价发生变化，涉及氧化还原反应，不符合题意；D项，应用了萃取原理，属于物理变化，符合题意。
3．(广东清远市高三上学期期末)下列反应与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4相比较，水在氧化还原反应中的作用与其相同的是(　　)
A．CO＋H2O===CO2＋H2
B．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
C．2F2＋2H2O===4HF＋O2
D．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
答案　B
解析　反应中SO2是还原剂，溴是氧化剂，水既不是氧化剂，也不是还原剂。A项，水中氢元素化合价降低，水是氧化剂，错误；B项，反应是氧化还原反应，水既不是氧化剂，也不是还原剂，正确；C项，水中氧元素化合价升高，水是还原剂，错误；D项，水中氢元素化合价降低，水是氧化剂，错误。
4．(广东清远市高三上学期期末)一定条件下，下列氧化还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比不为1∶2的是(　　)
A．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
B．I2＋2NaClO3===2NaIO3＋Cl2
C．SiO2＋3C===SiC＋2CO↑
D．MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
答案　B
解析　A项，反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，不符合题意；B项，反应I2＋2NaClO3===2NaIO3＋Cl2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，符合题意；C项，反应SiO2＋3C===SiC＋2CO↑中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，不符合题意；D项，反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，不符合题意。
5．(北京市西城区高三上学期期末)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NH完全转化为N2，该反应可表示为2NH＋3ClO－===N2↑＋ 3Cl－＋ 2H＋＋ 3H2O。下列说法中不正确的是(　　)
A．反应中氮元素被氧化，氯元素被还原
B．还原性 NH > Cl－
C．反应中每生成1 mol N2，转移6 mol电子
D．经此法处理过的废水可以直接排放
答案　D
解析　A项，反应中氮元素化合价由－3价升高为0价，被氧化，氯元素化合价由＋1价降低为－1价，被还原，正确；B项，根据上述分析，NH是还原剂，Cl－是还原产物，还原性 NH > Cl－，正确；C项，反应中每生成1 mol N2，转移电子2×3＝6 mol，正确；D项，经此法处理过的废水中含有盐酸，属于酸性废水，不能直接排放，错误。
6．(北京市昌平区高三上学期期末)钛被誉为“21世纪金属”，工业冶炼钛的第一步反应为TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO。下列关于该反应的说法正确的是(　　)
A．TiO2是氧化剂
B．四氯化钛是还原产物
C．Cl2发生氧化反应
D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
答案　B
解析　TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO中，C元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低。A项，Ti、O元素的化合价不变，则TiO2不是氧化剂，错误；B项，Cl元素的化合价降低，四氯化钛是还原产物，正确；C项，氯气为氧化剂，发生还原反应，错误；D项，氯气为氧化剂，C为还原剂，由反应可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，错误。
7．(北京市昌平区高三上学期期末)已知可用Co2O3代替MnO2制备Cl2，反应后Co元素以Co2＋的形式存在。下列叙述不正确的是(　　)
A．该反应中氧化性：Co2O3＞Cl2
B．参加反应的HCl全部被Co2O3氧化
C．每生成1 mol 氯气，消耗1 mol Co2O3
D．制备相同量的氯气，所需Co2O3质量比MnO2多
答案　B
解析　Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O中，Co元素的化合价由＋3价降低为＋2价，Cl元素的化合价由－1价升高到0价。A项，反应中Co2O3是氧化剂，Cl2是氧化产物，氧化性：Co2O3＞Cl2，正确；B项，根据化学方程式可知，参加反应的HCl中氯元素的化合价没有全部变化，部分HCl起了酸的作用，错误；C项，根据化学方程式可知，每生成1 mol 氯气，消耗1 mol Co2O3，正确；D项，制备相同量的氯气，所需Co2O3和 MnO2的物质的量相同，但Co2O3的摩尔质量比MnO2大，因此所需Co2O3质量比MnO2多，正确。
8．(天津市五区县高三上学期期末)已知某离子反应为8Fe2＋＋NO＋10H＋===NH＋8Fe3＋＋3H2O，下列说法不正确的是(　　)
A．Fe2＋为还原剂，NO被还原
B．消耗1 mol氧化剂，转移8 mol 电子
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶8
D．若把该反应设计为原电池，则负极反应式为 Fe2＋－e－===Fe3＋
答案　C
解析　8Fe2＋＋NO＋10H＋===NH＋8Fe3＋＋3H2O 反应中铁元素化合价升高被氧化，Fe2＋是还原剂，N元素化合价降低被还原，NO是氧化剂。A项，Fe2＋为还原剂，NO被还原，正确；B项，消耗1 mol氧化剂，转移8 mol电子，正确；C项，氧化产物是Fe3＋，还原产物是NH，物质的量之比为8∶1，错误；D项，若把该反应设计为原电池，负极发生氧化反应，反应式为 Fe2＋－e－===Fe3＋，正确。



9．火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2，下列说法正确的是(　　)
A．SO2既是氧化产物又是还原产物
B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化
C．每生成1 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化
D．每转移1.2 mol电子，有0.1 mol硫被氧化
答案　 A
解析　A项，O元素的化合价由0价降低为－2价，S元素的化合价由－2价升高为＋4价，则SO2既是氧化产物又是还原产物，正确；B项，Cu元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则CuFeS2既作氧化剂又作还原剂，S元素被氧化，错误；C项，由反应可知，生成1 mol Cu2S，有1 mol 硫被氧化，错误；D项，由反应可知，1 mol S被氧化转移6 mol电子，则每转移1.2 mol电子，有0.2 mol硫被氧化，错误。
10．(河北省定州中学高三上学期期末)一定条件下反应：R2O＋3S2－＋14H＋===2R3＋＋3S↓＋7H2O。则R2O中R的化合价是(　　)
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋6
答案　D
解析　在反应：R2O＋3S2－＋14H＋===2R3＋＋3S↓＋7H2O，设R2O中R的化合价为＋x，则R变价数目为(x－3)×2；反应中－2价硫升高为0价，化合价升高数目为3×[0－(－2)]，依据氧化还原反应得失电子守恒，(x－3)×2＝3×[0－(－2)]，解得x＝6，故选D。
11．(广东清远市高三上学期期末)已知在酸性溶液中，下列物质氧化H2S生成S时，自身发生如下变化：IO→I2；Fe3＋→Fe2＋；SO2→S；MnO→Mn2＋。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的H2S，得到S最多的是(　　)
A．IO B．Fe3＋
C．SO2 D．MnO
答案　C
解析　由氧化还原反应中得失电子守恒知，1 mol氧化剂得电子越多，生成的S就越多。A项，1 mol IO→I2得5 mol e－，生成2.5 mol S；B项，1 mol Fe3＋→Fe2＋得1 mol e－，生成0.5 mol S；C项，1 mol SO2→S得4 mol e－，同时消耗2 mol H2S，共生成3 mol S；D项，1 mol MnO→Mn2＋得5 mol e－，生成2.5 mol S。






12．(双鸭山市第一中学高三上学期期末)根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)(　　)

A．反应①②③④⑤均属于氧化还原反应，反应③还属于置换反应
B．反应⑤说明该条件下铝可用于制熔点较高的金属
C．相同条件下生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶1
D．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
答案　B
13．(北京市丰台区高三上学期期末)某同学设计完成了以下两个实验：
①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(生成了HIO3)。
②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层的颜色没有变化。
下列说法不正确的是(　　)
A．实验①生成HIO3时发生的反应为I2 ＋ 5Cl2 ＋ 6H2O===2HIO3 ＋ 10HCl
B．实验②中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液
C．由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是：Cl2 > Br2 > I2
D．由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是：HBrO3 > Cl2 > HIO3
答案　C
解析　A项，由继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(生成了HIO3)可知，氯气可氧化碘单质，发生的反应为I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl，正确；B项，由盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成红棕色可知，溴易溶于四氯化碳，则可通过萃取分液的方法获得Br2的CCl4溶液，正确；C项，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，①中氧化性为Cl2＞I2，②中氧化性为Cl2＞Br2，不能比较Br2、I2的氧化性，错误；D项，由①②中继续滴加氯水的现象及氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性由强到弱的顺序：HBrO3＞Cl2＞HIO3，正确。
14．测定铁铵矾[x(NH4)2SO4·yFe2(SO4)3·zH2O]组成的实验如下：准确称取2.892 g样品，配制成100 mL溶液A；准确量取25 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥，称得白色固体0.699 g；另量取25 mL溶液A，用适量的Zn将Fe3＋还原为Fe2＋，生成的Fe2＋恰好可与0.010 mol·L－1 25.0 mL K2Cr2O7溶液完全反应(6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)。由计算知x∶y∶z的值为(　　)
A．1∶1∶24 B．1∶1∶12
C．1∶2∶6 D．3∶4∶6
答案　A
解析　取25 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤，干燥至恒重，得到白色固体0.699 g，根据硫酸根离子守恒，硫酸根离子的物质的量和硫酸钡的物质的量是相等的，即为＝0.003 mol；另量取25 mL溶液A，用适量的Zn将Fe3＋还原为Fe2＋，生成的Fe2＋恰好可与0.010 mol·L－1 25.0 mL K2Cr2O7溶液完全反应，6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，所以亚铁离子的物质的量为6×25×10－3×0.010 mol·L－1＝1.5×10－3 mol，即铁离子的物质的量为1.5×10－3 mol，铵根离子的物质的量为2×3.0×10－3－3×1.5×10－3＝1.5×10－3 mol，根据质量守恒，水的物质的量：(2.892 g×－0.003 mol×96 g·mol－1－1.5×10－3 mol×56 g·mol－1－1.5×10－3 mol×18 g·mol－1)×＝0.018 mol，所以x∶y∶z＝∶∶0.018＝1∶1∶24。故选A。
15．(衡水一中二轮复习)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂，回答下列问题：
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：

①电解时发生反应的化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a．水 b．碱石灰
c．浓硫酸 d．饱和食盐水
(3)O2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是________(填标号)。
a．明矾 b．碘化钾
c．盐酸 d．硫酸亚铁
答案　(1)2∶1
(2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3　②Cl－、OH－
③c
(3)d
解析　(1)反应过程中SO被氧化为SO，1 mol SO失去2 mol电子，KClO3被还原为ClO2,1 mol KClO3得到1 mol电子，故氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1。
(2)①电解产物为H2、NCl3，故可先写出NH4Cl＋HCl―→H2↑＋NCl3，配平后得NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。②NaClO2与NCl3反应过程中，前者被氧化为ClO2，后者被还原为NH3，再根据得失电子守恒、原子守恒可得化学方程式6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋3NaCl＋NH3↑＋3NaOH，故溶液X中含有的阴离子有Cl－、OH－ 。③因ClO2易溶于水而NH3是碱性气体，故可用浓硫酸除去杂质NH3。
(3)将亚氯酸盐还原为Cl－最好用FeSO4，因为FeSO4既有较强的还原性而且无毒，且氧化产物还有净水功能。
16．(北京理综，27)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_______________________________________________。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 g·mol－1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是________。
③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：________15NNO＋H2O。
答案　(1)①CO(NH2)2＋H2O2NH3↑＋CO2↑
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O
③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4
④%
(2)①BaO　②8∶1
③415NO＋4NH3＋3O2　4　6
解析　(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO(NH2)2＋H2O2NH3↑＋CO2↑；
②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O；
③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4；④吸收NH3的硫酸的物质的量为v1×10－3L×c1 mol·L－1－v2 ×10－3L×c2 mol·L－1 ×＝×10－3 mol，根据化学方程式为CO(NH2)2＋H2O2NH3↑＋CO2↑和2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4；可知尿素的物质的量为×10－3mol，则尿素溶液中溶质的质量分数是÷a g×100%＝%。(2)①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质是BaO；②由图示可知，第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3，每摩尔Ba(NO3)2作用生成NH3共转移16 mol电子，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16 mol÷2＝8 mol，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1；③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。可知15NO与NH3的比例为1∶1，根据化合价的变化以及15NO与NH3的比例可知，还需要O2作氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得化学方程式：415NO＋4NH3＋3O2415NNO＋6H2O。