2020浙江高考化学二轮讲义：专题三第1讲　氧化还原反应

[考试说明]知识内容考试要求(1)氧化还原反应中电子转移的方向和数目c(2)根据氧化还原反应判断物质的氧化性、还原性强弱c(3)氧化还原反应方程式的配平c(4)电解质和非电解质的概念a(5)强、弱电解质的概念a(6)离子反应的本质及发生的条件b(7)离子方程式b(8)常见离子的检验c 第1讲　氧化还原反应　氧化还原反应概念辨析[学生用书P7]1．氧化还原反应概念间的关系例如：反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中得电子的物质是MnO2，为氧化剂，失电子的物质是浓HCl，为还原剂；氧化产物为Cl2，还原产物为MnCl2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。2．常见的氧化剂和还原剂(1)常见氧化剂及其还原产物氧化剂Cl2(X2)O2Fe3＋酸性KMnO4、K2Cr2O7HClO浓H2SO4HNO3H2O2还原产物Cl－(X－)H2O/O2－/OH－Fe2＋/FeMn2＋/Cr3＋Cl－SO2NO2、NOH2O(2)常见还原剂及其氧化产物还原剂金属单质非金属单质Fe2＋H2S/S2－HI/I－NH3COSO2/SO氧化产物金属离子非金属氧化物Fe3＋S、SO2I2N2、NOCO2SO3、SO 1．(2019·浙江4月选考，T6)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．2∶3　　　　　　　　 B．8∶3C．6∶3  D．3∶2答案：A2．(2018·浙江4月选考，T7)下列变化过程中，加入氧化剂才能实现的是(　　)A．Cl2→Cl－  B．I－→I2C．SO2→SO  D．CuO→Cu答案：B3．(2019·乐清一中期末)已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为Cl—S—S—Cl，它易与水反应2S2Cl2＋2H2O===4HCl＋SO2↑＋3S↓。对该反应的说法正确的是(　　)A．S2Cl2既作氧化剂又作还原剂B．H2O作还原剂C．每生成1 mol SO2转移4 mol电子D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1解析：选A。该反应中只有S元素的化合价变化，则S2Cl2既作氧化剂又作还原剂，A项正确；H2O中H、O元素的化合价均不变，则水不是还原剂，B项错误；S元素的化合价由＋1价升高为＋4价，则每生成1 mol SO2转移3 mol电子，C项错误；氧化产物为SO2，还原产物为S，由反应可知二者的物质的量之比为1∶3，D项错误。4．(2018·浙江11月选考，T6)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是(　　)A．2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2B．Br2＋2NaI===2NaBr＋I2C．3Br2＋6NaOH5NaBr＋NaBrO3＋3H2OD．HBr＋NaOH===NaBr＋H2O解析：选A。A项反应中溴元素化合价只升高，所以仅被氧化；B项反应中溴元素化合价只降低，所以仅被还原；C项反应中溴元素化合价既升高又降低，所以既被氧化又被还原；D项反应中溴元素化合价没有变化，未发生氧化还原反应。氧化还原概念理解和应用中的技巧从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关的概念，在实际应用中，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。 　氧化还原反应规律及应用　氧化还原反应方程式的配平[学生用书P8]1．氧化还原反应规律及应用2．氧化还原反应方程式的配平方法(1)氧化还原反应方程式配平步骤(化合价升降法)“一标、二找、三定、四配、五查”，即标好价，列变化，定总数，配系数，再检查。①标出变价元素的化合价。②用观察法找出元素化合价的变化值。③根据化合价升降总数相等的原则用最小公倍数法确定化学计量数。④用观察法配平化合价无变化的物质的化学计量数，同时将单线改成等号。⑤检查核实各元素原子个数是否守恒。对于用离子方程式表示的氧化还原反应方程式还必须核实电荷是否守恒。(2)解答有关缺项配平类题目的方法和步骤①先根据化合价升降总数相等的原则配平含变价元素物质前的化学计量数。②再根据质量守恒和元素的原子或离子个数守恒配平其他物质。③最后通过观察比较反应物、生成物增减原子或离子以确定未知物并配平。(3)有离子参与的氧化还原反应方程式的配平顺序①根据化合价升降，配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。②根据电荷守恒调节离子的化学计量数。③最后检查原子守恒和电荷守恒。题组一　氧化还原反应规律及应用1．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3 ＋ 3ClO－ ＋ 4OH－ ===2RO＋3Cl－＋5H2O。则RO中R的化合价是 (　　)A．＋3　　　　　　　　　　 B．＋4C．＋5  D．＋6解析：选D。根据离子反应中反应前后电荷守恒，可得3＋4＝2n＋3，解得n＝2，根据化合价规则判断RO中R的化合价为＋6。2．下列说法正确的是(　　)A．根据反应：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑可推知Cu的还原性比H2的强B．在反应：CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑中，水作氧化剂C．反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶1D．因Cl2的氧化性强于I2的氧化性，所以置换反应：I2＋2NaClO3===2NaIO3＋Cl2不能发生解析：选B。电解过程是非自发的氧化还原反应，不能根据电解反应方程式来判断物质的氧化性和还原性强弱，A项错误；B项中发生氢元素的归中反应，水中的氢元素化合价降低，水作氧化剂，正确；C项中氮元素发生歧化反应，氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶2，错误；D项中碘单质将＋5 价的氯元素还原为氯气，说明碘单质的还原性强于氯气的，遵循氧化还原反应规律，故该反应能发生，错误。氧化还原反应习题的解题步骤首先分析题意的考查点，再确定用什么规律解决问题。涉及“几种元素被氧化(或还原)”或“谁先被氧化(或还原)”问题，必然用先后规律解答；涉及电子转移数或氧化剂(或氧化产物)与还原剂(或还原产物)比例问题，必然用守恒规律解答；涉及能否发生某反应，一般属于强弱规律，而判断同种元素的不同价态的物质之间反应的化合价变化问题，则要依据归中规律。 题组二　氧化还原反应方程式的配平及计算3．已知氧化性Br2＞Fe3＋。向含溶质a mol的FeBr2溶液中通入b mol Cl2，充分反应。下列说法不正确的是(　　)A．离子的还原性强弱：Fe2＋＞Br－＞Cl－B．当a≥2b时，发生的离子反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－C．当a＝b时，反应后的离子浓度之比：c(Fe3＋)∶c(Br－)∶c(Cl－)＝1∶2∶2D．当3a≤2b时，发生的离子反应：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－解析：选C。根据题干给予的信息，氧化性：Br2>Fe3＋，判断出还原性：Fe2＋＞Br－＞Cl－；就可弄清楚反应时，Fe2＋先被氧化，当Fe2＋全部被氧化了，Br－才开始被氧化；反之，只要Br－被氧化了，说明Fe2＋已全部被氧化。故①当加入的氯气的物质的量与铁的物质的量：a≥2b时，氯气的量不足，只氧化Fe2＋，所以发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ；②当Fe2＋、Br－与足量Cl2反应 (3a≤2b)时，Br－、Fe2＋都完全被氧化，发生的反应为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－ ; ③当加入的氯气把Fe2＋完全氧化成Fe3＋，还有部分剩余时(a＝b)，氯气可继续与Br－发生反应：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，所以可发生的反应为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－ ；此时反应后的离子浓度为c(Fe3＋) ∶c(Br－)∶c(Cl－) ＝ 1∶1∶2 。由此，可以确定C选项不正确。4．以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下： (1)过程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是________________________________________________________________________。(2)过程Ⅰ中，Fe2＋催化过程可表示为ⅰ.2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO===2Fe3＋＋PbSO4＋2H2Oⅱ.……写出ⅱ的离子方程式：______________________________________________________。答案：(1)Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O(2)2Fe3＋＋Pb＋SO===2Fe2＋＋PbSO45．(2018·浙江4月选考，T27)某同学用含结晶水的正盐X(四种短周期元素组成的纯净物)进行了如下实验：　实验中观测到：混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收；固体乙为纯净物；在步骤③中，取溶液丙，恰好中和需消耗 0.002 00 mol NaOH；另取一定量溶液丙，加入少量K2FeO4固体，产生黄绿色气体。请回答：(1)X的化学式是____________________________________________________________，步骤①的化学方程式是________________________________________________________。(2)溶液丙与K2FeO4固体反应的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________________。答案：(1)MgCl2·6H2O　MgCl2·6H2OMgO＋2HCl↑＋5H2O↑(2)2K2FeO4＋16HCl===4KCl＋2FeCl3＋3Cl2↑＋8H2O　物质的氧化性、还原性强弱[学生用书P9]一、氧化性、还原性强弱的认识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。二、氧化性、还原性强弱的比较方法　依据反应原理　依据金属活动性顺序　依据非金属活动性顺序　依据元素周期表 　依据电化学原理(1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极>正极。(2)电解池：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。　依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如：根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，可以推知还原性Na>Mg。　依据氧化还原反应的程度相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其对应氧化剂的氧化性强。例如：根据2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，可以推知氧化性：Cl2>S。(1)根据化合价的高低可判断物质是否具有氧化性或还原性，但不能判断氧化性或还原性的强弱。元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如Na＋、SO；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。(2)非金属阴离子不一定只具有还原性，如O既有氧化性又有还原性。金属阳离子不一定只具有氧化性，如Fe2＋既有还原性又有氧化性。 1．已知下列三个化学反应：①Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；②Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2；③2FeCl3＋Fe===3FeCl2。则下列说法不正确的是(　　)A．氧化性：Cl2＞Br2B．氧化性：Fe2＋＞Cu2＋C．还原性：Fe＞Fe2＋D．氧化性：Fe3＋＞Fe2＋答案：B2．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溶液紫红色消失，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(　　)A．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3B．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2D．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2解析：选C。依题意：①NaBiO3能将MnSO4中的Mn2＋氧化成MnO，说明NaBiO3的氧化性强于KMnO4的；②MnO能将H2O2氧化成O2，说明KMnO4的氧化性强于H2O2的；③H2O2能将KI氧化成I2，I2使淀粉溶液显蓝色，说明H2O2的氧化性强于I2的。3．已知下列反应：Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O (Ⅰ)；5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3 (Ⅱ)。下列说法正确的是(　　)A．反应(Ⅰ)中HCl是氧化剂B．反应(Ⅱ)中Cl2发生氧化反应C．还原性：CoCl2＞HCl＞I2D．氧化性：Co2O3＞Cl2＞HIO3解析：选D。反应(Ⅰ)中，Cl－失去电子，HCl作还原剂，选项A错误；反应(Ⅱ)中，Cl2得到电子变为Cl－，发生还原反应，选项B错误；根据反应(Ⅰ)可知，Co2O3(氧化剂)的氧化性强于Cl2(氧化产物)，HCl(还原剂)的还原性强于CoCl2(还原产物)，根据反应(Ⅱ)可知，Cl2的氧化性强于HIO3，I2的还原性强于HCl，故选项C错误、选项D正确。　4．(2019·湖州高三选考模拟)已知下列实验事实：①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液；②将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝；③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液。下列判断不正确的是(　　)A．化合物KCrO2中Cr元素为＋3价B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物C．实验②证明氧化性：Cr2O＞I2D．实验③证明H2O2既有氧化性又有还原性解析：选D。根据化合价规则判断：化合物KCrO2中K和O元素的化合价分别是＋1价和－2价，则Cr元素为＋3价，A项正确；根据两性氧化物的概念判断，Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液，则Cr2O3是两性氧化物，B项正确；根据氧化还原反应的强弱规律判断，将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝，这说明反应中有单质碘生成，K2Cr2O7是氧化剂，其氧化性强于氧化产物单质碘的氧化性，C项正确；向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液，Cr元素的化合价从＋3价升高到＋6价，失去电子，KCrO2是还原剂，双氧水中氧元素的化合价从－1价降低到－2价，双氧水是氧化剂，只表现氧化性，D项错误。课后达标检测[学生用书P103(单独成册)]一、选择题1．下列属于氧化还原反应的是(　　)A．2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2B．CaCO3CaO＋CO2↑C．SO3＋H2O===H2SO4D．MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl解析：选A。判断氧化还原反应的标准是化学反应的前后是否存在元素化合价的变化。A中存在，而其他三项中都没有发生变化。2．由于环保方面的原因，目前要推广使用以水为溶剂的防锈漆——水基防锈漆，但水基漆较易溶解O2，在干燥之前易导致金属表面产生锈斑，为此要在水基漆中加入缓蚀剂，以下可作为缓蚀剂添加的是(　　)A．KMnO4　　　　　　　 B．NaNO2C．FeCl3  D．HNO3解析：选B。缓蚀剂必须具有还原性，根据元素的化合价分析，只有NaNO2具有还原性。3．下列实验中，颜色的变化与氧化还原反应有关的是(　　)A．往紫色石蕊试液中加入盐酸，溶液变红    B．饱和FeCl3溶液在沸水中变成红褐色胶体C．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的沉淀由白色变成灰绿色，最后变成红褐色D．SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色解析：选C。向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，首先得到白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速与空气中的O2发生氧化还原反应得到红褐色的Fe(OH)3。4．下列氧化还原反应中，实际参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比正确的是(　　)①KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；1∶6②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；2∶3③SiO2＋3C===SiC＋2CO↑；1∶2④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；2∶1A．①③  B．②③C．②④  D．①④解析：选B。本题主要考查氧化还原反应的实质。结合氧化还原反应中得失电子守恒原理可知，反应①中比例为1∶5；反应④中比例为1∶2。5．(2019·金华选考模拟)对于反应2P＋4H2O2＋2NaOH===Na2H2P2O6＋4H2O，下列有关该反应说法正确的是(　　)A．P是氧化剂B．氧化性H2O2>Na2H2P2O6C．1 mol H2O2反应，转移电子1 molD．Na2H2P2O6中磷元素的化合价为＋3价解析：选B。P由0价→＋4价，化合价升高，是还原剂，A项错误；根据氧化还原反应的规律，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，H2O2是氧化剂，Na2H2P2O6是氧化产物，B项正确；1 mol H2O2反应，转移电子的物质的量为1×2×(2－1)mol＝2 mol，C项错误；Na、H的化合价为＋1价，O为－2价，化合物中元素化合价的代数和为0，则P的化合价为＋4价，D项错误。6．实验室利用以下反应制取少量氮气：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O，下列关于该反应的说法正确的是(　　)A．NaNO2发生氧化反应B．NH4Cl中的氮元素被还原C．N2既是氧化产物，又是还原产物D．每生成1 mol N2时转移电子的物质的量为6 mol解析：选C。由反应前后元素的化合价变化知，NaNO2为氧化剂，发生还原反应，NH4Cl为还原剂，发生氧化反应，N2既是氧化产物，又是还原产物，每生成1 mol N2时转移电子的物质的量为3 mol。7．等物质的量的下列化合物与足量浓盐酸反应，得到氯气物质的量最多的是(　　)已知：MnO＋H＋＋Cl－―→Mn2＋＋Cl2↑＋H2O(未配平)ClO＋H＋＋Cl－―→Cl2↑＋H2O(未配平)ClO－＋H＋＋Cl－―→Cl2↑＋H2O(未配平)A．KClO3  B．KMnO4C．MnO2  D．Ca(ClO)2解析：选A。根据得失电子守恒可知，选项中物质的量相等的四种物质得电子，而盐酸中Cl－失电子，等物质的量的物质得到的电子越多，生成的氯气越多，A、B选项中，1 mol物质均得到5 mol电子，但是氯酸钾中的氯元素也转化成了氯气，所以A正确。8．R2O在一定条件下可以把Mn2＋氧化成MnO，若反应中R2O变为RO，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n值为(　　)A．1  B．2C．3  D．4解析：选B。根据电子守恒，2 mol Mn2＋→2 mol MnO，失2×5 mol＝10 mol e－，所以1 mol R2O→2 mol RO得2 mol e－，故可知R2O中R的化合价为＋7。因此n＝2。9．如图是铝及其化合物的转化关系。下列说法正确的是(　　)A．图中所有的反应均为氧化还原反应B．反应①②均为离子反应C．反应②③都能产生氢气，且产生等量氢气消耗Al的质量和转移电子数分别相等D．反应①②⑦中铝均作还原剂解析：选C。反应④⑤⑥是非氧化还原反应，A错；反应①不是离子反应，B错；反应⑦中铝是还原产物，D错。二、非选择题10．NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I2＋2NaI＋2H2O。(1)上述反应中氧化剂是________。(2)根据上述反应，鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有：①水、②碘化钾­淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，你认为必须选用的物质有________(填序号)。(3)某厂废液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是________。A．NaCl  B．NH4ClC．HNO3  D．浓H2SO4(4)请配平以下化学方程式：Al＋NaNO3＋NaOH===NaAlO2＋N2↑＋H2O若反应过程中转移5 mol电子，则生成标准状况下N2的体积为________L。解析：(1)NaNO2中N元素的化合价降低，作氧化剂。(2)根据上述反应，NaNO2在酸性溶液中，能将I－氧化成I2，I2遇淀粉变蓝色，故必须选用的物质有②⑤。(3)根据氧化还原知识，所选试剂应充当还原剂，题给选项中只有NH4Cl能与NaNO2反应转化为不引起二次污染的N2，故选B。(4)根据化合价升降相等配平：10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O。根据关系式N2～10e－，若反应过程中转移5 mol e－，则生成标准状况下N2的体积为11.2 L。答案：(1)NaNO2　(2)②⑤　(3)B(4)10　6　4　10　3　2　11.211．(1)已知Fe(OH)3能与次氯酸盐发生如下反应(未配平)：Fe(OH)3＋ClO－＋OH－―→FeO＋Cl－＋H2O。①已知有10.7 g Fe(OH)3参加反应，共转移了0.3NA个电子，则n＝________，FeO中铁元素的化合价为________。②根据所学的知识，推测FeO能和下列________(填序号)物质反应。A．KMnO4  B．SO2C．H2S  D．O2(2)一定条件下，向含硝酸的废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH，转移6 mol 电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。解析：(1)①10.7 g Fe(OH)3为0.1 mol，所以如果1 mol Fe(OH)3 参加反应，则转移3 mol电子，Fe的化合价升高3价，为＋6价，n＝2；②根据信息可知FeO为强氧化剂，能与还原剂SO2、H2S反应。(2)32 g CH3OH为1 mol，1 mol的CH3OH生成CO2转移6 mol的电子，C元素化合价升高6价，1 mol的HNO3生成N2，N元素化合价降低5价，转移5 mol电子，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。答案：(1)①2　＋6　②BC　(2)5∶6