1、专题04 氧化还原反应【考向解读】 (1)单纯考查氧化还原反应的较少，通常以典型物质或工业生产流程为载体，考查学科内知识的综合应用。(2)在选择题中主要考查氧化还原反应概念的辨析及电子转移数目的判断。(3)在非选择题中主要是结合生产流程、化学实验考查氧化还原反应型离子方程式或化学方程式的书写；与基本理论相结合进行命题，考查守恒规律在氧化还原反应计算中的应用。【命题热点突破一】氧化还原反应的概念 (一)准确辨析氧化还原反应概念“5误区”不被迷雾遮慧眼1误认为有单质参与或生成的反应一定是氧化还原反应。如O2与O3的转化为非氧化还原反应。2误认为元素由化合态变为游离态一定被还原，其实不一定。如HCl
2、Cl2，氯元素被氧化，CuOCu，铜元素被还原。(二)准确识记高考常考物质元素的化合价快速破题抓题眼1CuFeS2：CF2K2FeO4：F3. Li2NH、LiNH2、AlN：4Na2S2O3：5MO：6C2O：7HCN：8CuH：C9FeO：F10Si3N4：S例1、下表中对应关系正确的是()ACH3CH3Cl2CH3CH2ClHClCH2=CH2HClCH3CH2Cl均为取代反应B由油脂得到甘油由淀粉得到葡萄糖均发生了水解反应CCl22Br=2ClBr2ZnCu2=Zn2Cu均为单质被还原的置换反应D2Na2O22H2O=4NaOHO2Cl2H2O=HClHClO均为水作还原剂的氧化还原反
3、应【解析】CH2=CH2HClCH3CH2Cl是加成反应，A项错误；ZnCu2=Zn2Cu中单质Zn被氧化，C项错误；D项两个反应中水既不是氧化剂也不是还原剂，D项错误。【答案】B【变式探究】 列应用不涉及氧化还原反应的是()ANa2O2用作呼吸面具的供氧剂B工业上电解熔融状态的Al2O3制备AlC工业上利用合成氨实现人工固氮D实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3【答案】D【方法技巧】解答氧化还原反应有关概念的试题并不难，只需坚持一种思想，用好一个关系，循着正确的思维程序，所有问题都可迎刃而解。(1)核心思想对立统一思想在一个氧化还原反应中，化合价有升就有降、电子有得就有失；氧化剂与还
4、原剂、氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应共存于同一反应中。(2)关系式(3)解答氧化还原反应有关概念题的“三个步骤”第一步：依据题意分析概念“升失氧，降得还；剂性一致，其他相反。”“剂性一致”即氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。“其他相反”即氧化剂被还原，发生还原反应，生成还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物。第二步：依据规律判断反应的合理性氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律、强弱规律等。同学们应掌握化合价与氧化性的关系，“高价氧，低价还，中间价态两面转”。第三步：利用电子守恒进行定量判断有关氧化还原反应的定量问题，利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。对于生疏的或多步氧化
5、还原反应，可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物，利用原子守恒和电子守恒，建立已知量与未知量的关系，快速列等式求解。【命题热点突破二】氧化还原反应规律及其应用1.氧化性还原性比较的六种方法判据判断方法金属活动顺序一般来说，金属活动性越强，对应单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱非金属活动顺序一般来说，非金属活动性越强，对应单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱化学方程式氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物元素周期表反应条件反应条件要求越低，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电极放电顺序(1)原电池：
6、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2.强弱规律的常见应用(1)在适宜条件下，用氧化性强的物质制备还原性弱的物质，用还原性强的物质制备氧化性弱的物质。(2)比较物质间氧化性(或还原性)的强弱。(3)判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。在浓度相差不大的溶液中：同时含有几种还原剂时还原性强的先被氧化；同时含有几种氧化剂时氧化性强的先被还原。例2.已知氧化性Br2Fe3。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为：aFe2bBrcCl2dFe3e
7、Br2fCl下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是()A243226 B021012C201202 D222214【答案】B【变式探究】已知：将Cl2通入适量KOH溶液，产物中可能有KCl、KClO、KClO3，且的值与温度高低有关。当n(KOH)a mol，下列有关说法错误的是()A若某温度下，反应后11，则溶液中B参加反应的氯气的物质的量等于a molC改变温度，反应中转移电子的物质的量ne的范围：a molnea molD改变温度，产物中KClO3的最大理论产量为a mol【答案】D【命题热点突破三】氧化还原反应方程式的书写与配平一般氧化还
8、原反应的配平步骤例3.(6分)请回答：(1)H2O2的电子式_。(2)镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由_。(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_。(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式：()MnO()C2O_=()Mn2()CO2_.化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。请推测并回答：(1)甲的化学式_。(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式
9、_。(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_。(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式_。(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由_。【答案】.(1) (2)2MgCO22MgOC(3)AgCl(s)Br(aq)=AgBr(s)Cl(aq)(4)2MnO5C2O16H=2Mn210CO28H2O.(1)NaH(2)4
10、NaHAlCl3=NaAlH43NaCl(3)NaAlH42H2O=NaAlO24H2(4)3NaHFe2O3=2Fe3NaOH(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl【变式探究】氧化还原反应的配平技巧1.全变从左边配氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从反应物着手配平。如HO3(浓)O2O2H2O，要使得失电子数守恒，必为14HO3(浓)，再配平右边物质的化学计量数。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。如KOH(热、浓)K2K2O3H2O，要
11、使得失电子守恒，必有2K21K2O3，再配平其他物质的化学计量数。3.缺项配平法首先明白缺项物质所含元素化合价反应前后未变。否则无法配平。所以先配平含变价元素物质的化学计量数，再根据质量守恒定律确定缺项物质的化学式和化学计量数。缺项物质一般为酸、碱、水，常见的有H2SO4、HCl、KOH、NaOH、H2O等。二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2、Mg2、SO等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉
12、淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO，其原因是_已知：Ksp(BaSO4)1.11010、Ksp(BaCO3)5.1109。该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有_(填化学式)，发生器中生成ClO2的化学方程式为_。(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式：(D)24NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2O_(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl。处理含
13、CN相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍。【答案】(1)BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)从而产生少量的SO(或其他合理答案)H2、Cl22NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O(2)C6H12O624NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2ONa2SO4(3)2.5【方法技巧】书写信息型氧化还原反应方程式的步骤(三步法)第1步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产
14、物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H或OH的形式使方程式两端的电荷守恒。第3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。【高考真题解读】1【2016年高考北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是（ ）A中溶液橙色加深，中溶液变黄B中Cr2O72-被C2H5OH还原C对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D若向中加入70%H2S
15、O4溶液至过量，溶液变为橙色【答案】D2【2016年高考上海卷】下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是（ ）A海带提碘 B氯碱工业C氨碱法制碱 D海水提溴【答案】C3【2016年高考上海卷】一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是（ ）A一定属于吸热反应 B一定属于可逆反应C一定属于氧化还原反应 D一定属于分解反应【答案】A【解析】根据图示可知该反应反应物是一种，生成物是两种且其中一种是单质。该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2的反应是放热反应，A错误；根据图示可知有一部分反
16、应物未参加反应，属于该反应是可逆反应，B正确；该反应中化合物发生分解反应有单质生成，所以有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C正确；反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，D正确。4【2016年高考上海卷】O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是（ ）A氧气是氧化产物BO2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：4【答案】D【解析】O元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，A错误；在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子
17、，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是-2价，反应后变为SF6中的+6价，所以H2S是还原剂，B错误；外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，C错误；根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1:4，D正确；5【2016年高考上海卷】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112mlCl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为A0.80 B0.85 C0.90 D0.93【答案】A6【2016年高考上海卷】（本题共12分）NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN
18、和NaCl（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2已知HCN（Ki=6.310-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。完成下列填空：（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为_（选填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是_。（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。_（3）处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO_g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，达到排放标准。（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似。（CN）2与NaOH溶液反应生成_、_和H2O。【答案】（1）碱性；防止生成H
19、CN，造成人员中毒或污染空气。（2）2OCN+3ClOCO32+CO2+3Cl+N2 （3）14 900 （4）NaOCN、NaCN 【解析】（1）NaCN易与酸反应生成HCN，为防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性。7【2016年高考新课标卷】(14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（1）NaClO2中Cl的化合价为_。（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应
20、的主要产物是_。（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)【答案】(1)+3价；(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；(3)NaOH溶液 ；Na2CO3溶液 ；ClO2-(或NaClO2)；(4)2:1； O2；(5)1.57g。【解析】（1）在NaClO2中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，可
21、得Cl的化合价为+3。8【2016年高考北京卷】(13分)用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3的去除率和pH，结果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率接近100%50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5时，NO3的去除率低。其原因是_。（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：. Fe2
22、+直接还原NO3；. Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_。同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3去除率的原因：_。pH =4.5（其他条件相同）（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3的去除率和pH，结果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率约10%约3%1小时pH接近中性接近中性与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因：_。【答案】（1）铁 NO3+8e+10H+=NH4+3H2O（2）因为铁表面生成不导电的
23、FeO(OH)，阻止反应进一步发生（3）本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率。Fe2+2FeO(OH)=Fe3O4+2H+， Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，有利于反应的进行，使NO3-的去除率提高（4）Fe2H=Fe2H2，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全，初始pH高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3去除率和铁的最终物质形态不同。1(2015四川理综，1，6分)下列物质在生活中应用时，起还原作用的是()A明矾作净水剂B甘油作护
24、肤保湿剂C漂粉精作消毒剂D铁粉作食品袋内的脱氧剂【解析】A项，明矾作净水剂是因为它溶于水生成的Al(OH)3胶体具有较大的表面积，能够吸附水中的悬浮物而沉降，错误；B项，甘油作护肤保湿剂是因为它具有吸湿性，错误；C项，漂粉精作消毒剂是因为它具有强氧化性，能够杀死水中的细菌和病毒，错误；D项，铁粉作食品袋中的脱氧剂是因为铁粉具有还原性，能够和氧气发生反应，降低食品袋中的氧气浓度，正确。【答案】D2(2015海南化学，1，2分)化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是()A明矾净化水 B纯碱去油污C食醋除水垢 D漂白粉漂白织物【解析】A项，明矾净水是利用Al3水解生成的氢氧化铝胶体具有吸
25、附能力，错误；B项，纯碱去油污是利用碳酸钠水解溶液呈碱性，错误；C项，食醋除水垢是利用醋酸的酸性，能与碳酸钙反应而除去，错误；D项，因漂白粉具有强氧化性而用于漂白织物，正确。【答案】D3(2015江苏化学，3，2分)下列说法正确的是()A分子式为C2H6O的有机化合物性质相同B相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能途径a：CCOH2CO2H2O途径b：CCO2C在氧化还原反应中，还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数D通过化学变化可以直接将水转变为汽油【答案】C4(2015山东理综，11，5分)下列由实验现象得出的结论正确的是()操作及现象结论A 向A
26、gCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀Ksp(AgCl) Ksp(AgI)，错误；B项，原溶液中可能含有Fe3或Fe2 或Fe3 、Fe2 ，错误；C项，溶液上层呈橙红色，说明发生了反应Cl2 2NaBr=Br2 2NaCl，则Br还原性强于Cl，正确；D项，加热时NH4Cl 在试管底部分解生成NH3 和HCl，在试管口NH3 与HCl 又重新生成NH4Cl，这不是升华而是发生了两个化学反应，错误。【答案】C5(2015海南化学，6，2分)已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)33ClO4OH=2RO3Cl5H2O，则RO中R的化合价是()A3 B4 C5 D6【解析】根据反应前后电荷守恒，可得n2，则RO中R的化合价为6价，即选D。【答案】D6(2015上海化学，16，4分)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg，则()A被氧化的砒霜为1.98 mgB分解产生的氢气为0.672 mLC和砒霜反应的锌为3.90 mgD转移的电子总数为6105NA【答案】C
