2015高考化学总复习讲义：2.3氧化还原反应

第三节 氧化还原反应
[考纲定位] 1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。

2.了解常见的氧化还原反应。

3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

知识点一 氧化还原反应
1.氧化还原反应⎩
⎪⎨⎪⎧
特征：化合价反应前后有变化
本质：电子发生转移
2．有关概念及相互关系
3．氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
【巩固练习】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应。

( ) (2)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。

( ) (3)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原。

( ) 【答案】 (1)× O 2与O 3之间的相互转化是非氧化还原反应
(2)× 氧化还原反应可能为同种元素之间反应，如KClO 3与浓HCl 反应生成Cl 2 (3)√
知识点二 常见的氧化剂、还原剂及其产物 1．常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。

如：
2.常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。

如：
3．具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性
其中：Fe2＋、SO2－3主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。

4．电子转移的表示方法
(1)单线桥法
用单线箭头从被氧化(失电子，化合价升高)的元素指向被还原(得电子，化合价降低)的元素，标明电子数目，不需注明得失。

如MnO2与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目可表示为：
(2)双线桥法
用双线箭头按被氧化和被还原的元素分别从反应物指向生成物(同种元素)，并注明得失及电子数目。

如MnO2和浓HCl反应中电子转移的方向和数目可表示为：
【巩固练习】
2．下列物质或离子既可以被氧化又可以被还原的是______(填序号)。

①Fe2＋②Fe③SO2④S2－⑤H2O2⑥Cl2
⑦HCl⑧H2SO4
【答案】①③⑤⑥⑦
3．(1)用单线桥法表示反应3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O电子转移的方向和数目______________________。

(2)用双线桥法表示反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO电子转移的方向和数目________________________。

【答案】(1)
考点一[012]氧化还原反应的概念和规律应用
二、氧化性和还原性强弱比较的常用方法
1．依据反应原理
氧化性：氧化剂>氧化产物
还原性：还原剂>还原产物
2．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。

3．依据氧化还原反应的程度
相同条件下：
(1)不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。

(2)不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。

4．其他方法：金属活动顺序表，元素周期表和电化学原理等。

三、氧化还原反应的主要规律及应用 1．“价态归中，互不交叉”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：。

2．反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中：
(1)同时含有几种还原剂时――→加入氧化剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。

如：在FeBr 2溶液中通入少量Cl 2时，因为还原性Fe 2＋
>Br －
，所以Fe 2＋
先与Cl 2反应。

(2)同时含有几种氧化剂时――→加入还原剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。

如：在含有Fe 3＋
、Cu 2＋
、H ＋
的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe 3＋
>Cu 2＋
>H ＋
，所以铁粉
先与Fe 3＋
反应，然后依次为Cu 2＋
、H ＋。

关键提醒
(1)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。

如Al 被氧化时产物为Al 3＋
，失去3个电子，而Na 被氧化时产物为Na ＋
，只失去1个电子，但还
原性Na>Al 。

(2)对于一种物质既作氧化剂又作还原剂的反应，如Cl 2＋H 2O HClO ＋HCl ，不能根
据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。

(3)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 2－
4；同理，元
素处于最低价态时也不一定具有强还原性。

——————[1个示范例]——————
(2012·上海高考)下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。

向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。

已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是()
【解析】a处变蓝，b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；c处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后褪色，则证明氯气与水生成具有漂白性的物质，B项错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；e处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：Fe2＋＞Cl－，D项正确。

【答案】 D
——————[2个预测练]——————
考向预测1氧化还原反应基本概念
1．(2014·郑州市高三毕业班第一次质量预测)Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2＋O2↑。

下列对此反应的说法中，不正确的是()
A．方框中的物质为Na2SO4
B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
C．Na2FeO4既是氧化产物，又是还原产物
D．2 mol FeSO4发生反应时，反应中共转移8 mol电子
【解析】根据元素守恒可知A正确。

分析化合价变化可知，2个＋2价Fe原子失去8个电子，根据生成物中的“O2”可知在“6Na2O2”中，有2个－1价的氧的化合价升至0价，失去2个电子，另有10个－1价氧的化合价降至－2价，得失电子数均为10个。

据此可知B、
C均正确。

2 mol FeSO4发生反应时，反应中共有10 mol电子发生转移，故D错误。

【答案】 D
考向预测2反应先后规律
2．已知2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。

向10 mL 0.1 mol·L－1的FeBr2溶液中通入0.001 mol Cl2，反应后的溶液中，除含有Cl－外还一定()
A．含Fe2＋，不含Fe3＋B．含Fe3＋，不含Br－C．含Fe3＋，含有Br－D．含Fe2＋，含有Fe3＋
【解析】Fe2＋的还原性强于Br－的还原性，通入Cl2，Fe2＋优先被氧化，0.001 mol Cl2转移电子0.002 mol，Fe2＋全部被氧化时转移电子0.001 mol，根据电子守恒，还有0.001 mol Br－被氧化，还剩余0.001 mol Br－。

【答案】 C
考点二[013]氧化还原方程式的配平和计算
一、氧化还原方程式的配平
1．配平三原则
2．配平步骤
(以浓HCl与KClO3反应为例)
二、计算方法——得失电子守恒法
1．找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

2．找准一个原子或离子得失电子数。

(注意化学式中粒子的个数)
3．根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。

——————[1个示范例]——————
(1)(2012·新课标全国卷节选)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
__________________________________________________。

(2)(2012·海南高考)将0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L－1MO＋2溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是()
A．M B．M2＋
C ．M 3＋
D ．MO 2＋
【解析】 (1)此题主要考查氧化还原反应配平，因为在强碱性条件下反应，OH －
应参与反应：
3 2 ↑ ↓
Fe 3＋
＋ClO －
＋OH －
―→Fe ＋6
O 2－
4＋H 2O ＋Cl －
根据化合价升降总数相等，可确定Fe 3＋
和ClO －
的计量数分别为2、3，根据观察元素守
恒和电荷守恒可确定其他计量数。

(2)根据电子得失相等。

锌0.003 mol ，可失电子0.006 mol ，若M 化合价由＋5变为x ，则(5－x )×0.02×0.1＝0.006，可得x ＝＋2。

【答案】 (1)2Fe 3＋
＋3ClO －
＋10OH －
===2FeO 2－
4＋5H 2O ＋3Cl －
(或
2Fe(OH)3＋3ClO －
＋4OH －
===2FeO 2－
4＋5H 2O ＋3Cl －
)
(2)B
——————[2个预测练]——————
考向预测1 氧化还原反应配平
3．(2014·龙岩质检)双氧水和漂白粉具有广泛用途。

H 2O 2既有氧化性又有还原性，稳定性较差，能微弱电离，可以看成是二元弱酸。

根据要求回答下列问题。

(1)过氧化氢电离方程式为__________________________________________________。

(2)
工
业
上
制
取
漂
白
粉
的
化
学
反
应
方
程
式
为
__________________________________________________。

(3)通常情况下，铜粉不溶于稀硫酸，但添加某种物质后则可反应生成硫酸铜(必要时可以加热)。

加入或通入下列物质时，肯定不能促使铜粉溶解的是________(填字母代号)。

A ．O 2
B ．H 2O 2
C ．FeCl 2
D ．NaNO 3
E ．FeCl 3
(4)配平下列反应方程式：
KMnO 4＋____H 2O 2＋____H 2SO 4===____K 2SO 4＋____MnSO 4＋____O 2↑＋____H 2O (5)在酸化的硫酸亚铁溶液中滴加KSCN 溶液，无明显变化，再滴入双氧水溶液变红。

过
氧
化
氢
参
与
反
应
的
离
子
方
程
式
为
__________________________________________________
__________________________________________________。

【解析】 (1)书写电离方程式可按照H 2CO 3电离的形式书写：H 2O 2HO －2＋H ＋，HO －
2
O 2－
2＋H ＋。

(3)酸性条件下，O2、H2O2、NO－3将铜氧化为Cu2＋。

Fe3＋具有强氧化性，能够将铜氧化。

(4)反应中KMnO4→Mn2＋，得5e－，H2O2→O2，失2e－，利用得失电子守恒可知：KMnO4与H2O2的化学计量数之比为2∶5；然后根据元素守恒即可配平反应方程式。

(5)双氧水具有强氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe3＋与SCN－络合溶液变红色。

【答案】(1)H2O2HO－2＋H＋，HO－2O2－2＋H＋
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)C(4)2531258
(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
考向预测2氧化还原反应计算
4．一定条件下，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】32 g CH3OH为1 mol,1 mol的CH3OH转移6 mol的电子，升高6价，1 mol 的HNO3化合价降低5价，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。

【答案】5∶6
守恒规律在解题中的运用
许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：
①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。

(2012·江苏高考)硫酸钠-过氧化氢加合物(x Na2SO4·y H2O2·z H2O)的组成可通过下列实验测定：
①准确称取1.770 0 g样品，配制成100.00 mL溶液A。

②准确量取25.00 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0.582 5 g。

③准确量取25.00 mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.020 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00 mL。

H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下：2MnO－4＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑
(1)已知室温下BaSO 4的K sp ＝1.1×10
－10，欲使溶液中c (SO 2－4)≤1.0×10－6mol·L －
1，应保持溶液中c (Ba 2＋)≥________mol·L －1。

(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO －
4被还原为MnO 2，其离子方程式为_____________ _______________。

(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

【解析】 (2)条件运用：MnO －4→MnO 2
H 2O 2→O 2
守恒运用：①得失电子守恒 氧化剂(MnO －4)和还原剂(H 2O 2)的化学计量数
②原子守恒 氧化产物(O 2)和还原产物(MnO 2)的化学计量数
③电荷守恒 OH －的化学计量数
由此配平得到：2MnO －4＋3H 2O 2===2MnO 2↓＋3O 2↑＋2OH －＋2H 2O ⎭
⎪⎬⎪⎫(3)硫原子守恒：n (Na 2SO 4)＝n (BaSO 4)电子转移守恒：n (H 2O 2)＝52n (KMnO 4) n (H 2O)，由此可确定样品的组成。

【答案】 (1)1.1×10－
4 (2)2MnO －4＋3H 2O 2===2MnO 2↓＋3O 2↑＋2OH －
＋2H 2O
(3)n (Na 2SO 4)＝n (BaSO 4)＝0.582 5 g 233 g·mol
－1＝2.50×10－3 mol 2MnO －4＋5H 2O 2＋6H ＋===2Mn 2＋＋8H 2O ＋5O 2↑ n (H 2O 2)＝52×0.020 00 mol·L －
1×25.00 mL 1 000 mL·L －1＝1.25×10－3 mol m (Na 2SO 4)＝142 g·mol －1×2.50×10－
3mol ＝0.355 g m (H 2O 2)＝34 g·mol －1×1.25×10－
3 mol ＝0.042 5 g n (H 2O)＝1.770 0 g ×25.00 mL 100.00 mL －0.355 g －0.042 5 g 18 g·mol 1
＝2.50×10－
3 mol x ∶y ∶z ＝n (Na 2SO 4)∶n (H 2O 2)∶n (H 2O)＝2∶1∶2
故样品的组成的化学式为2Na 2SO 4·H 2O 2·2H 2O 。

1．(必修1P 38T 7)在下列反应中，HCl 作还原剂的是( )
A ．NaOH ＋HCl===NaCl ＋H 2O
B ．Zn ＋2HCl===ZnCl 2＋H 2↑
C ．MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑
D ．CuO ＋2HCl===CuCl 2＋H 2O
【解析】 作还原剂，化合价升高。

【答案】 C
2．(必修1P 39T 8、9，P 42T 2、3、10改编)下列说法正确的是______(填字母)。

A ．Fe 与CuSO 4的反应中Fe 作还原剂被还原
B ．2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑反应中KClO 3中的氯元素被还原，氧元素被氧化
C ．维生素C 能使不易被人体吸收的Fe 3＋转变为易吸收的Fe 2＋
，此过程体现了维生素C 的还原性
D ．S ＋2KNO 3＋3C===K 2S ＋N 2↑＋3CO 2↑反应中氧化剂只有S
E ．氢氧化钠表面潮解后吸收CO 2的过程发生了氧化还原反应
F ．铝的表面生成致密的氧化膜和铁生锈均发生了氧化还原反应
【解析】 A 项，Fe 被Cu 2＋
氧化；D 项，氧化剂有S 和KNO 3；E 项，反应过程中没有发生化合价变化，未发生氧化还原反应。

【答案】 BCF
3．下列说法正确的是( )
A ．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
B ．失电子难的原子获得电子的能力一定强
C ．得到电子越多的氧化剂，其氧化性就越强
D ．要实现Fe 2＋到Fe 3＋
的转化，必须加入氧化剂 【解析】 Fe 2＋具有还原性，ClO －、MnO －
4具有氧化性，A 项错误；稀有气体原子既难得电子，又难失电子，B 项错误；氧化性强弱是依据得电子的能力强弱，而不是得电子数的多少，C 项不正确。

【答案】 D
4. (2014·河北冀州模拟)卫生部发出公告，自2012年5月1日起，禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO 2)等食品添加剂。

下列对于过氧化钙(CaO 2)的叙述错误的是( )
A ．CaO 2具有氧化性，对面粉可能具有增白作用
B ．CaO 2中阴阳离子的个数比为1∶1
C．CaO2与水反应时，每产生1 mol O2转移电子4 mol
D．CaO2与CO2反应的化学方程式为2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2
【解析】2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑反应中CaO2既是氧化剂又是还原剂，氧元素从－1价变为0价，产生1 mol O2转移电子2 mol。

故C不正确。

【答案】 C
5．(2012·高考组合题)下列叙述正确的是()
A．(安徽高考)反应NaHCO3＋H2储氢
释氢HCOONa＋H2O中，储氢过程NaHCO3被氧化
B．(四川高考)某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6N A
C．(山东高考)电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移N A个电子(N A 表示阿伏加德罗常数)
D．(江苏高考)Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料
【解析】A项，NaHCO3被H2还原；B项，该反应为可逆反应，转移电子数小于0.6N A；C项，转移的电子为2N A。

【答案】 D
6．(2012·上海高考)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。

完成下列填空：
(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓HNO3的反应方程式__________________________________________________。

(2)已知：Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O
2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO2－4＋4H＋
SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是__________________________________________________
______________。

(3)回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：
①SeO2＋KI＋HNO3―→Se＋I2＋KNO3＋H2O
②I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI
配平方程式①，标出电子转移的方向和数目。

【解析】(1)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应，Se被氧化为＋4价的H2SeO3，HNO3被还原为NO与NO2，利用电子守恒和限定条件(生成NO与NO2的物质的量之比为1∶1，即二者计量系数比为1∶1)可得方程式。

(2)利用氧化性：氧化剂＞氧化产物，结合题中方程式可知氧化性：H2SO4(浓)＞SeO2＞SO2。

(3)在反应①I－失电子，转移给SeO2，＋4价Se得到电子还原为单质Se。

【答案】(1)Se＋2HNO3(浓)===H2SeO3＋NO↑＋NO2↑(2)H2SO4(浓)＞SeO2＞SO2。