文档内容
专题 04 氧化还原反应及其应用
内容 氧化还原反应的概念及规律 氧化还原反应方程式的配平及应用
课
标
1.根据化学反应的特点理解不同类型的化学
反应 根据氧化还原反应的规律研究物质的
解 解读 化学性质以及常见氧化剂和还原剂之
2.在分析元素化合价变化的基础上，理解氧 间的反应
读
化还原反应的本质
高考对氧化还原反应基本概念的考查主要涉及相关概念的判断，同时考查考生对
氧化还原反应基本规律的掌握情况。有的题目较为简单，有的题目比较复杂，有较高
考情分析
的区分度。氧化还原反应方程式的书写则重在综合运用，对考生的要求较高，出现频
率也很高，属于难度较大的题目
氧化还原反应主要在具体问题情境里进行考查，是证据推理与模型认知素养的基
备考策略
本载体，建议将知识情景化、问题化，在实际问题解决过程中掌握氧化还原反应规律
核心素养 科学态度与社会责任 宏观辨识与微观探析
高频考点一 氧化还原反应的概念
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应本质和特征
2.基本概念及相互关系
概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”例如，反应Cu＋2HSO (浓) CuSO ＋SO ↑＋2HO中，氧化剂是浓HSO ，还原剂是Cu，氧化产物是
2 4 ===== 4 2 2 2 4
CuSO 。生成1 mol SO 时转移电子数目为2N ，被还原的HSO 的物质的量是1mol，浓硫酸表现的性质是酸
4 2 A 2 4
性和强氧化性。
【特别提醒】
(1)元素由化合态变为游离态，该元素不一定被还原。
(2)在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，也可能是同一元素既被氧化又被
还原。
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法：①标变价，②画箭头，③算数目，④说变化。
实例：用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目
。
(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得到”、“失
去”字样。
实例：用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目
。
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系二、常见的氧化剂和还原剂
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、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
例1.（2022·浙江卷）关于反应4CO+SiH =======4CO+2HO+SiO，下列说法正确的是
2 4 2 2
A.CO是氧化产物 B.SiH 发生还原反应
4
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4 D.生成1molSiO 时，转移8mol电子
2
【答案】D
【解析】根据反应方程式，碳元素的化合价由+4价降为+2价，故CO为还原产物，A错误；硅元素化合
价由-4价升为+4价，故SiH 发生氧化反应，B错误；反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为SiH，，则氧化剂
4 4
与还原剂的物质的量之比为4:1，C错误；根据反应方程式可知，Si元素的化合价由-4价升高至+4价，因此生成1molSiO 时，转移8mol电子，D正确；故选D。
2
【变式探究】（2020·山东卷）下列叙述不涉及氧化还原反应的是（ ）
A. 谷物发酵酿造食醋 B. 小苏打用作食品膨松剂
C. 含氯消毒剂用于环境消毒 D. 大气中NO 参与酸雨形成
2
【答案】B
【解析】涉及淀粉水解成葡萄糖，葡萄糖氧化成乙醇，乙醇氧化成乙酸，涉及氧化还原反应，A不符合题
意；小苏打即NaHCO ，NaHCO 受热分解产生无毒的CO，因此可用小苏打作食品膨松剂，不涉及氧化还原
3 3 2
反应，B符合题意；利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌，涉及氧化还原反应，C不符合题意；NO 与水反应
2
有HNO 产生，因此NO 参与了硝酸型酸雨的形成，涉及氧化还原反应，D不符合题意。答案选B。
3 2
【变式探究】（2020·浙江卷）反应 中，氧化产物与还原
产物的物质的量之比是( )
A. 1:2 B. 1:1 C. 2:1 D. 4:1
【答案】B
【解析】由反应方程式可知，反应物MnO 中的Mn元素的化合价为+4价，生成物MnCl 中Mn元素的化
2 2
合价为+2价，反应物HCl中Cl元素的化合价为-1价，生成物Cl 中Cl元素的化合价为0价，故MnCl 是还原
2 2
产物，Cl 是氧化产物，由氧化还原反应中得失电子守恒可知，n(Cl )：n(MnCl )=1：1，B符合题意；答案选
2 2 2
B。
高频考点二 氧化还原反应的规律及应用
1.守恒规律
氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数。
2.价态规律：
(1)元素处于最高价，只有氧化性 ，如Fe3＋、Ag＋等；元素处于最低价，只有还原性，如S2－、I－等；元
素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、Cl 等。
2
(2)归中反应规律
不同价态的同种元素间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而
不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。
如在反应KClO＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl↑＋3HO中，氧化产物是Cl，还原产物是Cl，1 mol KClO 反应
3 2 2 2 2 3
时转移电子数是5N 。
A
(3)歧化反应规律
“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，如：Cl
2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋HO。1 mol Cl 反应时转移电子数为N 。
2 2 A
3.强弱规律
自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂制弱氧化剂，强还原剂制弱还原剂，即“强制弱”。
氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂＞氧化产物；
还原性：还原剂＞还原产物。
4.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――→将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr 溶液中通入少量Cl
2 2
时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先与Cl 反应。
2
(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＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后
再与Cu2＋反应，最后与H＋反应。
例2．（2021·浙江卷）关于反应8NH +6NO=7N +12H O，下列说法正确的是
3 2 2 2
A.NH 中H元素被氧化
3
B.NO 在反应过程中失去电子
2
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4：3
【答案】D
【解析】由反应8NH +6NO==7N +12H O可知，其中NH 的N元素的化合价由-3升高到0、NO 中的N
3 2 2 2 3 2
元素的化合价由-+4降低到0，因此，NH 是还原剂， NO 是氧化剂。NH 中H元素的化合价没有发生变化，
3 2 3
故其未被氧化，被氧化的是N元素，A不正确；NO 在反应过程中得到电子，B不正确；该反应中，NH 是还
2 3
原剂，NO 是氧化剂。由化学方程式可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4：3，C说法不正确；该反应中
2
氧化产物和还原产物均为N。还原剂被氧化后得到氧化产物，氧化剂被还原后得到还原产物，还原剂与氧化
2
剂的物质的量之比为4：3，因此，氧化产物与还原产物的质量之比为4：3 ，D说法正确。综上所述，本题选
D。
【变式探究】（2021·山东卷）实验室中利用固体KMnO 进行如图实验，下列说法错误的是
4A.G与H均为氧化产物 B.实验中KMnO 只作氧化剂
4
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应 D.G与H的物质的量之和可能为0.25mol
【答案】BD
【解析】KMnO 固体受热分解生成KMnO 、MnO 、O，KMnO 、MnO 均具有氧化性，在加热条件下
4 2 4 2 2 2 4 2
能与浓盐酸发生氧化还原反应，反应过程中Cl-被氧化为Cl，KMnO 、MnO 被还原为MnCl ，因此气体单质
2 2 4 2 2
G为O，气体单质H为Cl。加热KMnO 固体的反应中，O元素化合价由-2升高至0被氧化，加热KMnO 、
2 2 4 2 4
MnO 与浓盐酸的反应中，Cl元素化合价由-1升高至0被氧化，因此O 和Cl 均为氧化产物，故A正确；
2 2 2
KMnO 固体受热分解过程中，Mn元素化合价降低被还原，部分O元素化合价升高被氧化，因此KMnO 既是
4 4
氧化剂也是还原剂，故B错误；Mn元素在反应过程中物质及化合价变化为
，Mn元素至少参加了3个氧化还原反应，故C正确；每生成1mol
O 转移4mol电子，每生成1mol Cl 转移2mol电子，若KMnO 转化为MnCl 过程中得到的电子全部是Cl-生成
2 2 4 2
Cl 所失去的，则气体的物质的量最大，由2KMnO ～5Cl 可知，n(气体) =0.25mol，但该气体中一定含有
2 4 2 max
O，因此最终所得气体的物质的量小于0.25mol，故D错误；综上所述，故选BD。
2
【举一反三】将过量HO 溶液加入含(NH )CrO 的氨水中，加热后冷却，生成暗棕红色晶体M[化学式为
2 2 4 2 4
Cr(NH )O]，其离子方程式为：CrO＋3NH ＋3HO===M＋2HO＋2OH－＋O↑，测得M中有2个过氧键。下
3 3 4 3 2 2 2 2
列叙述正确的是( )
A．M中Cr的化合价为＋3
B．参与反应的HO 全部被氧化
2 2
C．向FeSO 溶液中滴加几滴M的溶液，没有明显现象
4
D．转移0.2 mol电子时，生成M的质量为16.7 g
【答案】D
【解析】本题考查氧化还原反应。由化学方程式可知，反应生成1 mol O ，HO 失去2 mol电子，因反应
2 2 2
生成1 mol M，CrO得(6－a)mol电子，由得失电子数目守恒可知，6－a＝2，a＝4，故A错；由化学方程式可
知，3 mol H O 参与反应，只有1 mol O 生成说明HO 有一部分没有被氧化，故B错；由题意M中有2个过氧
2 2 2 2 2
键，则向FeSO 溶液中滴加几滴M的溶液，亚铁离子会被M氧化为铁离子，溶液由浅绿色变为黄色，故C
4
错；由离子方程式可知，反应转移2 mol电子，生成1 mol M，所以转移0.2 mol电子时，生成M的质量为0.1mol×167 g·
mol－1＝16.7 g，故D正确。
高频考点三 氧化还原反应方程式的书写与配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
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HO
2
碱性条件下 缺H或多O补HO，少O补OH－
2
例3.（2022·浙江卷）关于反应 ，下列说法正确的是
A. 发生还原反应
B. 既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D. 发生反应，转移 电子
【答案】B【解析】NaSO+H SO =Na SO +S↓+SO ↑+H O，该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发上歧化
2 2 3 2 4 2 4 2 2
反应生成硫和二氧化硫，化合价发生变化的只有S元素一种，硫酸的作用是提供酸性环境。HSO 转化为硫酸
2 4
钠和水，其中所含元素的化合价均未发生变化，故其没有发生还原反应，A说法不正确；NaSO 中的S的化
2 2 3
合价为+2，其发生歧化反应生成S(0价)和SO (+4价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B说法正确；该反应的氧
2
化产物是SO ，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1，C说法不正确；根据其中S元素的
2
化合价变化情况可知，1molNa SO 发生反应，要转移2mol电子，D说法不正确。故选B。
2 2 3
【变式探究】完成下列各小题。
(1)将NaBiO 固体(黄色，微溶)加入MnSO 和HSO 的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该
3 4 2 4
反应的离子方程式：
NaBiO＋Mn2＋＋________→Na＋＋Bi3＋＋________＋________。
3
(2)高铁酸钾(K FeO)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程
2 4
式：
FeO＋HO===Fe(OH) (胶体)＋O↑＋OH－。
2 3 2
(3)以亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO ，反应原理为5NaClO＋4HCl===5NaCl＋4ClO ↑＋2HO。该反应
2 2 2 2
中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(4)在含VO2＋的溶液中加入KClO，可使VO2＋转化为VO，则欲使3 mol VO2＋变成VO，需要氧化剂
3
KClO 至少为________mol。
3
(5)已知MO可与R2－作用，R2－被氧化为R单质，MO的还原产物中M为＋3价；又知c(M O)＝0.3 mol·L
2 2 2
－1的溶液100 mL可与c(R2－)＝0.6 mol·L－1的溶液150 mL恰好完全反应，则n值为________。
【解析】(1)由题意知生成紫色离子MnO。
(3)根据化合价变化规律知，NaClO 既作氧化剂又作还原剂，n(氧化剂)×4＝n(还原剂)×1，可知答案。
2
(4)3 mol VO2＋转变成VO，共失去了3 mol电子，而1 mol ClO变为Cl－得到6 mol 电子，所以需要0.5 mol
KClO。
3
(5)n(M O)＝0.3 mol·L－1×0.1 L＝0.03 mol，n(R2－)＝0.6 mol·L－1×0.15 L＝0.09 mol，反应中M化合价降低到
2
＋3，R元素化合价升高到0。设MO中M的化合价为x，则2x＋2＝2n，x＝n－1，氧化还原反应中得、失电
2
子数目相等，则有(n－1－3)×0.03 mol×2＝(2－0)×0.09 mol，n＝7。
【答案】(1)5 2 14 H＋ 5 5 2 MnO 7 H O
2
(2)4 10 4 3 8
(3)1∶4
(4)0.5
(5)7高频考点四 氧化还原反应方程式的计算
1．对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失
去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究
中间反应过程，只要把物质分为始态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结
果。
2．守恒法解题的思维流程
(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)。
3．氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失
电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的
有关计算等。
(1)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”。
①“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
③“三列关系式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
(2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算：对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过
程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求
解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可化难为易，化繁为简。
4.利用电子守恒关系解题的思维模板
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，并标出变价元素的化
一找各物质
合价
二定得失数 找准一个原子(或离子)得失电子数目(注意化学式中粒子的个数)
根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式关系：n(氧化剂)×变价原子个数×
三列守恒式
化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
例4.（2021·浙江卷）关于反应8NH +6NO=7N +12H O，下列说法正确的是
3 2 2 2
A.NH 中H元素被氧化
3
B.NO 在反应过程中失去电子
2C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4：3
【答案】D
【解析】由反应8NH +6NO==7N +12H O可知，其中NH 的N元素的化合价由-3升高到0、NO 中的N
3 2 2 2 3 2
元素的化合价由-+4降低到0，因此，NH 是还原剂， NO 是氧化剂。NH 中H元素的化合价没有发生变化，
3 2 3
故其未被氧化，被氧化的是N元素，A不正确；NO 在反应过程中得到电子，B不正确；该反应中，NH 是还
2 3
原剂，NO 是氧化剂。由化学方程式可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为4：3，C说法不正确；该反应中
2
氧化产物和还原产物均为N。还原剂被氧化后得到氧化产物，氧化剂被还原后得到还原产物，还原剂与氧化
2
剂的物质的量之比为4：3，因此，氧化产物与还原产物的质量之比为4：3 ，D说法正确。综上所述，本题选
D。
【变式探究】（2021·浙江卷）关于反应KHIO +9HI=2KI+4I +6H O，下列说法正确的是
2 3 6 2 2
A. KHIO 发生氧化反应 B.KI是还原产物
2 3 6
C.生成12.7g I 时，转移0.1mol电子 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7：1
2
【答案】D
【解析】反应中I元素的化合价降低，发生得电子的反应，发生还原反应，A错误；KI中的I-由HI变化
而来，化合价没有发生变化，KI既不是氧化产物也不是还原产物，B错误；12.7g I 的物质的量为0.05mol，根
2
据反应方程式，每生成4mol I 转移7mol电子，则生成0.05mol I 时转移电子的物质的量为0.0875mol，C错
2 2
误；反应中HI为还原剂，KHIO 为氧化剂，在反应中每消耗1mol KHIO 就有7mol HI失电子，则还原剂与
2 3 6 2 3 6
氧化剂的物质的量的比为7:1，D正确；故故选D。
【变式探究】（2021·湖南卷）KClO 常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第
3
一步反应为 。下列说法错误的是（ ）
A.产生22.4L(标准状况) Cl 时，反应中转移10 mol e-
2
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6
C.可用石灰乳吸收反应产生的 Cl 制备漂白粉
2
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO -的存在
3
【答案】A
【解析】该反应中只有碘元素价态升高，由0价升高至KH(IO) 中+5价，每个碘原子升高5价，即6I
3 2 2
60e-，又因方程式中6I 3Cl，故3Cl 60e-，即Cl 20e-，所以产生22.4L (标准状况) Cl 即1mol Cl 时，反
2 2 2 2 2 2
应中应转移20 mol e-，A错误；该反应中KClO 中氯元素价态降低，KClO 作氧化剂，I 中碘元素价态升高，I
3 3 2 2
作还原剂，由该方程式的计量系数可知，11KClO 6I，故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6，
3 2B正确；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应，C正确；食盐中IO -可先与酸
3
化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生 ，生成I，I 再与淀粉发生特征反应变为蓝色，故
2 2
可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO -的存在，D正确。故选A。
3
