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第7课时 关键能力——氧化还原反应的规律及应用
氧化还原反应是中学化学的核心理论,是从元素价态视角认识元素及其化合物性质的
工具,氧化还原反应的规律(价态规律、强弱规律、先后规律、守恒规律)在解决氧化还原反应
实际问题的应用中,起着举足轻重的作用。高考试题在化学工艺流程或实验综合题中考查了
氧化还原反应的规律及应用,要求考生阅读并获取有关信息,识别有效证据、处理转化数据,
并分析实验数据,要求考生利用氧化还原反应中“守恒规律”处理实验数据,解决相关实际
问题。氧化还原反应的规律及应用体现《中国高考评价体系》中对理解与辨析、分析与推测、
归纳与论证、探究与创新等关键能力的要求。
氧化还原反应中存在诸多规律,如强弱规律、转化规律、先后规律、守恒规律等,复习过
程中,理解并应用这些规律分析问题是学好氧化还原反应知识的关键。
考向1 强弱规律及应用(分析与推测能力)
物质的氧化性(或还原性)的强弱与得失电子的难易程度有关,与得失电子的数目无关,
但外界因素(如反应条件、反应物浓度、酸碱性等)也影响物质的氧化性(或还原性)。例如,NO
在酸性条件下具有强氧化性,但在中性或碱性条件几乎不表现氧化性。要求考生根据对问题
情境的分析,运用抽象与联想、归纳与概括等思维方法来组织、调动相关的知识与能力,结合
具体实例判断物质的氧化性(或还原性)的强弱,或根据物质的氧化物(或还原性)的强弱,推
测化学反应能否发生。
角度1 判断物质氧化性、还原性的强弱
(1)根据氧化还原反应原理判断(主要)
一般情况,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(2)根据元素周期表和金属活动顺序表判断
①根据元素周期表判断
同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强。
同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱,氧化性逐渐增强。
②根据金属活动顺序表判断(3)根据产物中元素价态的高低判断
①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氧化性强。例如:
②相同条件下,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。例如:
(4)根据电化学知识判断
①利用原电池判断:一般情况,原电池中金属电极的还原性:负极>正极。
②利用电解池判断:阴极上优先放电阳离子的氧化性强,对应单质的还原性弱。
(5)根据外界条件判断
①浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。例如,氧化性:浓HSO >稀
2 4
HSO ,浓HNO>稀HNO,还原性:浓HCl>稀HCl。
2 4 3 3
②温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。例如,热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸
的氧化性强。
③酸碱性:同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。例如,NO在碱性、
中性条件下,几乎不表现氧化性,但在酸性条件下表现氧化性,且酸性越强,其氧化性也越强。
(2021·辽宁沈阳检测)现有下列反应:
①Cr O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl↑+7HO;
2 2 2
②2Fe2++Br ===2Fe3++2Br-;
2
③2Br-+Cl===Br +2Cl-;
2 2
④2Fe3++SO +2HO===2Fe2++SO+4H+。
2 2
下列有关性质的比较中正确的是( )
A.氧化性:Cr O> Cl> Fe3+
2 2
B.氧化性:Cl> Br > Cr O
2 2 2
C.还原性:SO Cr3+>Fe2+A [根据氧化还原反应中“性质强弱规律”判断,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:
还原剂>还原产物。①氧化性:Cr O> Cl,还原性:Cl->Cr3+;②氧化性:Br > Fe3+,还原性:
2 2 2
Fe2+>Br-;③氧化性:Cl> Br ,还原性:Br->Cl-;④氧化性:Fe3+>SO,还原性:SO >Fe2+,综
2 2 2
上所述,氧化性:Cr O> Cl> Br > Fe3+>SO,还原性:SO >Fe2+> Br-> Cl->Cr3+,故正确答
2 2 2 2
案为A。]
[强化1] (2021·广东深圳三校联考)已知下列反应:
反应Ⅰ:Co O+6HCl(浓)===2CoCl +Cl↑+3HO
2 3 2 2 2
反应Ⅱ:5Cl+I+6HO===10HCl+2HIO
2 2 2 3
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ中HCl是氧化剂
B.反应Ⅱ中Cl 发生氧化反应
2
C.氧化性:Co O>Cl>HIO
2 3 2 3
D.还原性:CoCl >HCl>I
2 2
C [反应Ⅰ中氯元素的化合价升高,则HCl为还原剂,A项错误;反应Ⅱ中氯元素的化
合价降低,则Cl 发生还原反应,B项错误;由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,
2
反应Ⅰ中氧化性:Co O>Cl,反应Ⅱ中氧化性:Cl>HIO,则氧化性:Co O>Cl>HIO,C项正
2 3 2 2 3 2 3 2 3
确;由还原剂的还原性强于还原产物的还原性,反应Ⅰ中还原性:HCl>CoCl ,反应Ⅱ中还原
2
性:I>HCl,则还原性:I>HCl>CoCl ,D项错误。]
2 2 2
角度2 判断氧化还原反应能否进行
若已知物质的氧化性(或还原性)的强弱,依据性质“强弱规律”可判断氧化还原反应能
否进行,其根本依据是“氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物”。此类试题侧
重考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力等,要求考生结合氧化还原反应中“强弱规
律”及已知信息,判断氧化还原反应能否进行,充分体现了化学中物质观、反应观、变化观等
思想观念。
(2021·黑龙江哈师大附中检测)常温下,在溶液中可能发生以下反应:
①H++Z-+XO―→X2++Z+HO(未配平)
2 2②2M2++R ===2M3++2R-
2
③2R-+Z===R +2Z-
2 2
由此判断下列说法正确的是( )
A.常温下反应2M2++Z===2M3++2Z-不可以自发进行
2
B.R元素在反应②中被氧化,在反应③中被还原
C.反应①配平后,HO的化学计量数为8
2
D.还原性强弱顺序为H+>Z->R->M2+
C [根据题给三个反应可得氧化性:XO>Z> R >M3+,则Z 可氧化M2+生成M3+,A项
2 2 2
错误;②中R元素化合价降低被还原,③中R元素化合价升高氧化,B项错误;反应①配平可
得:16H++10Z-+2XO===2X2++5Z+8HO,C项正确;根据还原剂的还原性强于还原产物,
2 2
由题给反应可得还原性:M2+>R->Z->X2+,D项错误。]
[强化2] (2021·北京四中检测)已知还原性:Cl-SO,与题给信息不符合,该反应不能发
2 2 2 2 2
生,错误;D项中,还原性:I->Fe2+,则Fe3+可与I-反应生成Fe2+和I,正确。]
2
考向2 转化规律及应用(理解与辨析能力)
在某些氧化还原反应中,被氧化的元素与被还原的元素是同一种元素(如氯、硫、氮等),
由于这些元素有多种化合价,在发生转化时可能发生“价态归中反应”或“歧化反应”,掌
握这些转化规律,可以判断反应能否发生、确定反应中转移电子数目等。氧化还原反应的
“转化规律”大多出现在阿伏加德罗常数问题中,推测反应中转移电子的数目,侧重考查考
生的理解与辨析能力、分析与推测能力等,要求考生掌握基础知识,获取有关信息,在判断物
质结构的基础上,分析物质的性质及反应结果,结合元素化合价的变化,确定反应中转移电
子数目。
角度3 “价态归中”规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时,该元素的价态变化一定遵循
“高价+低价―→中间价”,即“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”。例如:
不会出现⑤中HS和HSO 反应,HS转化为SO 而HSO 转化为S的情况,应
2 2 4 2 2 2 4
为:
HSO (浓)+HS===S失2e-↓+S得2e-O↑+2HO。
2 4 2 2 2
(2021·原创题)设N 为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A
A.用浓盐酸分别与MnO 、KClO 反应制备1 mol氯气,转移的电子数均为2N
2 3 A
B.在反应2HS+SO ===3S↓+2HO中,断裂2 mol H—S键时,转移电子数目为2N
2 2 2 A
C.标准状况下,6.72 L NO 与水充分反应转移的电子数目为0.1N
2 A
D.NH 与NO反应生成1 mol N 时,转移电子的数目为3N
3 2 A
B [浓盐酸与KClO 发生反应:KClO+6HCl(浓)===KCl+3Cl↑+3HO,KClO 中Cl
3 3 2 2 3
由+5价降低到0价,生成3 mol Cl 时转移5 mol 电子,则生成1 mol Cl 转移电子数为N ,A
2 2 A
项错误。1个HS分子含有2个H—S键,断裂2 mol H—S键时,消耗1 mol H S同时生成1.5
2 2
mol S,则转移电子数目为2N ,B项正确。标准状况下6.72 L NO 的物质的量为0.3 mol,与水
A 2
发生反应:3NO +HO===2HNO +NO,则转移的电子数目为0.2N ,C项错误。NH 与NO反
2 2 3 A 3
应生成N 和HO的反应为4NH +6NO===5N +6HO,N由-3价和+2价变为0价,生成5
2 2 3 2 2
mol N 时转移12 mol电子,故生成1 mol N 时,转移电子的数目为2.4N ,D项错误。]
2 2 A[强化3] (2021·山东济南检测)K35ClO 晶体与含有H37Cl的浓盐酸反应生成Cl ,化学方
3 2
程式为KClO+6HCl(浓)===KCl+3Cl↑+3HO,该反应生成氯气的摩尔质量为( )
3 2 2
A.74 g·mol-1 B.73.3 g·mol-1
C.72 g·mol-1 D.70 g·mol-1
B [该反应中化合价发生变化的只有Cl,根据同种元素不同价态的“归中反应”规律,
利用“双线桥法”分析如下:
据此可知,若生成3 mol Cl ,有5 mol 氯原子来自于H37Cl 的37Cl,有1 mol 氯原子来自
2
于K35ClO 的35Cl,根据摩尔质量的定义可得,氯气的摩尔质量为 (g·mol-1)≈73.3(g·mol-1)。]
3
角度4 “歧化反应”规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中
间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都
比反应物中该元素价态高,或都比反应物中该元素价态低。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”,例如,(经典题)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+HO――→X+H;
2 2
③Y+NaOH―→G+Q+HO;④Z+NaOH―→Q+X+HO
2 2
这五种化合物中Cl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
A [根据氧化还原反应中“歧化反应”及“归中反应”规律,由①得出Q中价态高于
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:HO中的H化合价降低,则Q中
2
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。]
[强化4] (经典题)在一定条件下,Cl 与KOH溶液发生反应:Cl+KOH―→KX+KY+
2 2
HO(未配平), KX发生反应:KX―→KY+KZ(未配平,KY与KZ的化学计量数之比为
2
1∶3),以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是(
)
A.+1价 B.+3价
C.+5价 D.+7价
C [根据题意可知,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;根据反应KX―→KY+KZ,可断定KY为KCl,KZ中Cl化合价>KX中Cl化合价(均为正价)。假设KX中Cl为+x
价,KZ中Cl的化合价为+y价,依据化合价升降总数相等及KX―→KY+3KZ,有x+1=
3(y-x),将x=1、x=3、x=5分别代入上式讨论,可知x=5,y=7符合题意,则KX中Cl的化
合价为+5价。]
考向3 先后规律及应用(分析与推测能力)
当一种氧化剂与多种还原剂(或一种还原剂与多种氧化剂)反应时,若氧化剂(或还
原剂)的量不足,要考虑还原剂的还原性(或氧化剂的氧化性)强弱,判断物质发生反应的先后
顺序。此规律常用于分析常见元素及其化合物的性质与转化,体现氧化还原反应在元素及其
化合物学习中的重要作用,考查考生运用知识、规律、能力和素养解决实际问题的能力,让考
生充分感受到课堂所学内容中蕴含的应用价值,体现了在核心价值引领下对知识的交叉、能
力的复合、素养的融合的全方位考查。
角度5 同种氧化剂与多种还原剂的反应
在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种还原剂,加入氧化剂时,将按照物质的还原
性由强到弱的顺序依次发生反应。例如,在FeBr 和FeI 混合液中通入Cl 时,由于还原性:I-
2 2 2
>Fe2+>Br-,故被Cl 氧化的离子的先后顺序为I-、Fe2+、Br-。
2
(2021·安徽六校教学研究会联考)已知还原性:SO>I-。向含a mol KI和a mol
KSO 的混合液中通入b mol Cl 充分反应(不考虑Cl 与I 之间的反应)。下列说法不正确的
2 3 2 2 2
是( )
A.当a≥b时,发生的离子反应为SO+Cl+HO===SO+2H++2Cl-
2 2
B.当5a=4b时,发生的离子反应为4SO+2I-+5Cl+4HO===4SO+I+8H++10Cl-
2 2 2
C.当a≤b≤a时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为a mol≤n(e-)≤3a mol
D.当aI-,向含KI和KSO 的混合液中通入Cl 时,要先氧化SO后氧化
2 3 2
I-,反应分阶段进行:①SO+Cl+HO===SO+2H++2Cl-,②Cl+2I-===I +2Cl-。a mol
2 2 2 2
KSO 完全反应时消耗a mol Cl ,而a mol KI完全被氧化成I 则需要a mol Cl 。当a≥b
2 3 2 2 2
时,Cl 量不足只有SO被氧化,只发生反应①,A项正确。当5a=4b时(即a=b),a mol SO
2
完全反应时消耗b mol Cl,剩余b mol Cl 将氧化b mol I-,则参与反应的SO、I-和Cl 的
2 2 2
物质的量之比为b mol∶b mol∶b mol=4∶2∶5,故离子方程式为4SO+2I-+5Cl +
2
4HO===4SO+I+8H++10Cl-,B项正确。当b=a时,a mol KI和a mol KSO 均完全被
2 2 2 3
氧化,此时转移电子为a mol+2a mol=3a mol;当b=a时,只有a mol KSO 完全被氧化,
2 3
此时转移电子为 2a mol,因此当a≤b≤a时,反应中转移电子的物质的量 n(e-)为2a
mol≤n(e-)≤3a mol,C项错误。当aCu2+,则铁粉先和Fe3+反应,再和Cu2+反应,经分析存在
几种情况:①加入铁粉过量,固体剩余铁、铜,溶液为FeSO ;②加入铁粉少量,固体剩余铜,
4溶液为FeSO 和CuSO 混合液;③加入铁粉恰好将溶液中Fe3+与Cu2+反应完,剩余固体铜,
4 4
溶液为FeSO 。]
4
训练(十) 氧化还原反应的规律及应用
1.(2021·河南郑州一中检测)已知NH CuSO 与足量的10 mol·L-1硫酸混合微热,产生下
4 3
列现象:①有红色金属生成;②产生刺激性气味的气体;③溶液呈现蓝色。据此判断下列说法
正确的是( )
A.反应中硫酸作氧化剂
B.NH CuSO 中硫元素被氧化
4 3
C.刺激性气味的气体是氨气
D.1 mol NH CuSO 完全反应转移0.5 mol电子
4 3
D [①有红色金属生成,③溶液呈现蓝色,说明反应生成Cu和Cu2+,Cu发生“歧化反
应”,由+1价变为0价和+2价;②产生刺激性气味的气体,该气体应是SO与H+生成的
SO ,酸性溶液中不能产生NH ,硫酸只起到酸的作用,A、B、C项均错误。1 mol NH CuSO 完
2 3 4 3
全反应生成0.5 mol Cu和0.5 mol Cu2+,反应转移0.5 mol电子,D项正确。]
2.(2021·安徽阜阳检测)已知:①16H++10Z-+2XO=== 2X2++5Z+8HO;②2A2++
2 2
B ===2A3++2B-;③2B-+Z ===B +2Z-。下列结论不正确的是( )
2 2 2
A.氧化性:XO>B >A3+
2
B.X2+既有还原性,又有氧化性
C.还原性:Z-> A2+
D.溶液中可发生:Z+2A2+ ===2A3++2Z-
2
C [反应①中,Z-为还原剂,XO为氧化剂,氧化产物为Z,还原产物为X2+,氧化性XO
2
>Z,还原性Z->X2+;反应②中,A2+作还原剂,B 作氧化剂,氧化产物为A3+,还原产物为
2 2
B-,氧化性B >A3+,还原性A2+>B-;反应③中,B-作还原剂,Z 做氧化剂,氧化产物为B ,
2 2 2
还原产物为Z-,氧化性Z>B ,还原性B->Z-。综上分析,氧化性:XO>Z>B >A3+,A项
2 2 2 2
正确。XO中X的化合价为+7价,X所对应的单质中元素化合价为0价,X2+中X的化合价
处于中间价态,故X2+既有还原性,又有氧化性,B项正确。由上述分析可知,还原性A2+>B
->Z->X2+,C项错误。根据氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还
原产物,综合上述微粒的氧化性与还原性关系可判断,溶液中可发生:Z+2A2+ === 2A3++
2
2Z-,D项正确。]
3.(2021·江苏南通调研)实验室制取少量N 常利用的反应是NaNO +NH Cl=====NaCl
2 2 4
+N↑+2HO,关于该反应的说法正确的是( )
2 2
A.NaNO 是还原剂
2
B.生成1 mol N 时转移6 mol电子
2
C.NH Cl中的N元素被氧化
4
D.N 既是氧化剂又是还原剂
2C [NaNO 中N由+3价降低到0价,NH Cl中N由-3价升高到0价,则NaNO 是氧
2 4 2
化剂,NH Cl是还原剂,A项错误;由A项分析可知,生成1 mol N 时转移的电子为3 mol,B
4 2
项错误;NH Cl中N化合价升高,则N被氧化,C项正确;N 是反应产物,则N 既是氧化产物
4 2 2
又是还原产物,D项错误。]
4.(2021·安徽蚌埠质检)氰氨化钙,俗称石灰氮,是一种高效的土壤消毒剂,其制备的化
学方程式为:CaCO +2HCN===CaCN +CO↑+H↑+CO↑,下列说法正确的是( )
3 2 2 2
A.CO为氧化产物,H 为还原产物
2
B.CaCN 含有共价键,属于共价化合物
2
C.HCN既是氧化剂又是还原剂
D.每消耗10 g CaCO 转移电子0.4 mol
3
C [CO由HCN生成,C化合价不变,既不是氧化产物也不是还原产物,A项错误;
CaCN 中存在活泼金属Ca,含有离子键,属于离子化合物,B项错误;HCN被氧化生成
2
CaCN ,被还原生成H,则HCN既是氧化剂又是还原剂,C项正确;10 g CaCO 为0.1 mol,完
2 2 3
全反应生成0.1 mol H,则转移0.2 mol 电子,D项错误。]
2
5.(2021·山东潍坊模拟)某温度下,将1.1mol I 加入到KOH溶液中,反应后得到KI、
2
KIO、KIO 的混合溶液。经测定IO-与IO的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是( )
3
A.I 在该反应中既是氧化剂又是还原剂
2
B.I 的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO 的还原性
2 3
C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
B [该反应中,I由0价变为+1价、+5价和-1价,则I 既是氧化剂又是还原剂,A项
2
正确;该反应中,I 是还原剂,KI是还原产物,KIO和KIO 是氧化产物,故还原性:I>KI,I
2 3 2 2
>KIO(或KIO ),B项错误;发生的反应为11I +22KOH===17KI+2KIO+3KIO +11HO,有
3 2 3 2
11 mol I 参与反应时,转移17 mol 电子,故1.1 mol I 反应时转移电子的物质的量为1.7 mol,
2 2
C项正确;由C项反应方程式可知,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是
17∶5,D项正确。]
6.(2021·黑龙江鸡西检测)有下列三个反应:
①Cl+FeI===FeCl +I;
2 2 2 2
②2Fe2++Br ===2Fe3++2Br-;
2
③Co O+6HCl===2CoCl +Cl↑+3HO。
2 3 2 2 2
下列说法正确的是( )
A.反应①②③的氧化产物分别是I、Fe3+、CoCl
2 2
B.根据以上方程式可以得到氧化性Cl>Fe3+>Co O
2 2 3
C.在反应③中当1 mol Co O 参加反应时,2 mol HCl被氧化
2 3
D.可以推理得到Cl+FeBr ===FeCl +Br
2 2 2 2
C [①、②中氧化产物分别是I、Fe3+,③中氧化产物为Cl,A项错误;据氧化剂的氧化
2 2性强于氧化产物,由③可得氧化性:Co O>Cl,B项错误;③中1 mol Co O 参加反应时,2
2 3 2 2 3
mol HCl被氧化同时生成1 mol Cl ,C项正确;由②可得还原性:Fe2+>Br-,则少量Cl 与
2 2
FeBr 反应时,要先氧化Fe2+生成Fe3+,D项错误。]
2
7.(2021·辽宁沈阳六校联考)向CuSO 溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色
4
沉淀CuI,溶液变为棕色,再向反应后的混合物中不断通入SO 气体,溶液逐渐变为无色。下
2
列分析中正确的是( )
A.通入SO 后溶液逐渐变为无色,体现了SO 的氧化性
2 2
B.上述实验条件下,物质的还原性:Cu+>I->SO
2
C.通入SO 时,SO 与I 反应,I 作还原剂,HSO 是氧化产物
2 2 2 2 2 4
D.滴加KI溶液时,当有2 mol I-参加反应,则生成1 mol 白色沉淀
D [CuSO 溶液中加入过量KI溶液,生成CuI沉淀,发生反应为2Cu2++4I-===2CuI↓
4
+I,再通入SO 气体,发生反应:SO +I+2HO===H SO +2HI,SO 作还原剂,体现还原性,
2 2 2 2 2 2 4 2
A项错误;据还原剂的还原性强于还原产物可得,还原性:SO >I-,B项错误;SO 与I 反应
2 2 2
时,SO 是还原剂,I 是氧化剂,C项错误;由反应2Cu2++4I-===2CuI↓+I 可知,2 mol I-
2 2 2
参与反应时,生成1 mol CuI,D项正确。]
8.(2021·黑龙江哈尔滨九中检测)高铁酸钾(K FeO)是一种环保、高效、多功能饮用水处
2 4
理剂,制备流程如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.用KFeO 作水处理剂时,既能杀菌消毒又能净化水
2 4
B.反应Ⅰ中尾气可用FeCl 溶液吸收再利用
2
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D.该条件下,物质的溶解性:NaFeO<KFeO
2 4 2 4
D [K FeO 具有强氧化性,能使细菌体内蛋白质发生变性而具有杀菌消毒作用,还原得
2 4
到的Fe3+发生水解,生成Fe(OH) 胶体具有净水作用,A项正确;Ⅰ中尾气为Cl,具有氧化性,
3 2
可用FeCl 溶液吸收生成FeCl ,B项正确;Ⅱ中FeCl 与NaClO、NaOH反应生成NaFeO 和
2 3 3 2 4
NaCl,NaClO是氧化剂,FeCl 是还原剂,据得失电子守恒推知,二者的物质的量之比为
3
3∶2,C项正确;NaFeO 溶液中加入饱和 KOH,得到 KFeO 粗晶体,说明溶解性:
2 4 2 4
NaFeO>K FeO,D项错误。]
2 4 2 4
9.(2021·江西上饶检测)LiAlH 、NaBH 是有机合成中的常用试剂,遇水均能剧烈反应释
4 4
放出H,如:NaBH +2HO===NaBO +4H↑。LiAlH 在125℃时分解为LiH、H 和Al。下列
2 4 2 2 2 4 2
说法正确的是( )A.NaBH 与DO反应,所得氢气的摩尔质量为4 g·mol-1
4 2
B.LiAlH 与水反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
4
C.1 mol LiAlH 在125℃时完全分解,转移3 mol电子
4
D.NaBH 与乙醛作用生成乙醇,NaBH 作氧化剂
4 4
C [NaBH 与DO反应生成NaBO 和HD,则所得氢气的摩尔质量为3 g·mol-1,A项错
4 2 2
误;LiAlH 与水反应时,LiAlH 是还原剂,HO是氧化剂,据得失电子守恒可知,氧化剂与还
4 4 2
原剂的物质的量之比为2∶1,B项错误;LiAlH 在125℃时分解为LiH、H 和Al,该反应为
4 2
2LiAlH =====2LiH+3H↑+2Al,则1 mol LiAlH 完全分解生成1 mol Al,转移3 mol 电子,
4 2 4
C项正确;NaBH 与乙醛作用生成乙醇,乙醛发生了还原反应,NaBH 则发生氧化反应,故
4 4
NaBH 作还原剂,D项错误。]
4
10.(2021·湖南株洲质检)含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的
氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为:CN-+OH
-+Cl―→CO +N +Cl-+HO(未配平)。下列说法错误的是(其中N 表示阿伏加德罗常数
2 2 2 2 A
的值)( )
A.Cl 是氧化剂,CO 和N 是氧化产物
2 2 2
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C.该反应中,若有1 mol CN-发生反应,则有5N 电子发生转移
A
D.若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区发生反应
B [该反应中,Cl由0价降低到-1价,C由+2价升高到+4价,N由-3价升高到0价,
则Cl 是氧化剂,CO 和N 是氧化产物,A项正确;根据得失电子守恒、原子及电荷守恒配平
2 2 2
可得:2CN-+8OH-+5Cl===2CO +N+10Cl-+4HO,Cl 是氧化剂,CN-是还原剂,二者
2 2 2 2 2
的化学计量数之比为5∶2,B项错误;1 mol CN-发生反应时,消耗2.5 mol Cl ,则有5N 个电
2 A
子发生转移,C项正确;该反应中CN-发生氧化反应,若设计成原电池,则CN-在负极区发生
氧化反应,D项正确。]
11.(2021·河南罗山调研)氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出
相应反应的化学方程式。
(1)将含SO 的废气通入含Fe2+(催化剂)的溶液中,常温下可使SO 转化为SO,其总反应
2 2
为2SO +O+2HO===2H SO 。上述总反应分两步进行,第一步反应的离子方程式为4Fe2+
2 2 2 2 4
+O+4H+===4Fe3++2HO,写出第二步反应的离子方程式____________________。
2 2
(2)pH=3.6时,碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al(SO )(OH) ]溶液。若溶液
2 4 x 6-2x
的pH偏高,则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生,用化学方程式表示其原因: ______。
(3)ClO 是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO 工艺原理示意图如下:
2 2
①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式:____________________________。②写出ClO 发生器中的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目: __________。
2
③ClO 能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-。写出该反应的
2
离子方程式: __________________________________________。
解析 (1)总反应中Fe2+作催化剂,由此可知第一步反应中生成的Fe3+在第二步反应中
又被SO 还原为Fe2+,故第二步反应的离子方程式为2Fe3++SO +2HO===2Fe2++SO+4H
2 2 2
+。
(2)若溶液的pH偏高,则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生,产生该现象的原因用化学
方程式表示为3CaCO +Al (SO )+3HO===2Al(OH) +3CaSO+3CO↑。
3 2 4 3 2 3 4 2
(3)①根据电解原理,氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl-+3HO=====3H↑
2 2
+ClO;②二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO ,HCl被氧化为氯气,反应过程为2NaClO
2 3
+4HC2e-l===2ClO ↑+2NaCl+Cl↑+2HO;
2 2 2
③ClO 能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-。该反应的离子
2
方程式为2ClO +2CN-===2CO +2Cl-+N。
2 2 2
答案 (1)2Fe3++SO +2HO===2Fe2++SO+4H+
2 2
(2)3CaCO+Al (SO )+3HO===2Al(OH) +3CaSO+3CO↑
3 2 4 3 2 3 4 2
(3)①Cl-+3HO=====3H↑+ClO
2 2
②2NaClO+4HC2e-l===2ClO ↑+2NaCl+Cl↑+2HO
3 2 2 2
③2ClO +2CN-===2CO +2Cl-+N
2 2 2
12.(2021·湖南三湘教育联盟联考)在氧化还原反应中,氧化过程和还原过程是同时发生
的两个半反应。已知:
①半反应式:Cu O+2e-+2H+===2Cu2++HO
2 2
②五种物质:FeSO 、Fe (SO )、CuSO 、NaCO、KI
4 2 4 3 4 2 3
③Fe2++MnO+―→Fe3++Mn2++HO(未配平)
2
下列判断正确的是( )
A.①中半反应式发生的是还原反应
B.②中五种物质中能使①顺利发生的物质为Fe (SO )
2 4 3
C.MnO+5e-+4HO===Mn2++8OH-是反应③的一个半反应
2
D.几种物质的氧化性强弱顺序为:MnO>Cu2+>Fe3+
B [①中Cu元素由+1价升高到+2价,该反应为氧化反应,A项错误;①发生氧化反
应,②中物质若使①能顺利发生,则应具有氧化性,该物质是Fe (SO ),B项正确;将③配平
2 4 3
可得:5Fe2++2MnO+8H+===5Fe3++2Mn2++4HO,故反应③是一个半反应为8H++MnO
2
+5e-===Mn2++4HO,C项错误;Fe3+的氧化性强于Cu2+,D项错误。]
2
13.(2021·河南部分重点校联考)把图2中的纸片补充到图1中,可得到一个完整的氧化
还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是( )A.IO作氧化剂
B.1 mol Mn2+参加反应转移5 mol电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶5
D.配平后H+、Mn2+的化学计量数分别为4、2
D [图1中Mn2+是反应物,则含Mn元素的MnO是生成物,Mn2+是还原剂,应与具有
氧化性的IO反应,生成还原产物IO,故IO是氧化剂,A项正确;Mn由+2价升高到+7价,
故1 mol Mn2+参加反应,转移5 mol 电子,B项正确;Mn2+是还原剂,IO是氧化剂,I由+7价
降低到+5价,据得失电子守恒可知,Mn2+与IO的物质的量之比为2∶5,C项正确;根据得
失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平可得:2Mn2++5IO+3HO===2MnO+5IO+6H+,则
2
H+、Mn2+的化学计量数分别为6、2,D项错误。]
14.Ca(NO )(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体,可用作混凝土中钢筋的防护剂。
2 2
(1)Ca(NO ) 的制备方法很多。
2 2
①实验室可用反应Ca(NO )+2CaFe O+4NO=====3Ca(NO )+2Fe O 制备Ca(NO ),
3 2 2 4 2 2 2 3 2 2
该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为__________。
②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO ),其中NO 与Ca(OH) 反应生成
2 2 2 2
Ca(NO ) 和Ca(NO ) 的化学方程式为_____________________________________,经过滤得
2 2 3 2
到含Ca(NO ) 的溶液为液态产品。
2 2
(2)测定某液态产品中NO含量的步骤如下:
①步骤4中反应的离子方程式为:_________________________________________。
②步骤5中反应的离子方程式为:_________________________________________。
③若步骤5滴定至终点时消耗KCr O 溶液20.00 mL,则液态产品中NO的含量为
2 2 7______________(单位g·L-1,最后结果保留一位小数)。
解析 (1)①该反应中,Ca(NO ) 中+5价N变成+3价生成Ca(NO ),NO中+2价N变
3 2 2 2
成+3价生成Ca(NO ),则被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比2∶1。
2 2
②NO 与Ca(OH) 反应生成Ca(NO ) 和Ca(NO ),N元素由+4价变成+3价和+5价,
2 2 2 2 3 2
根据得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式:4NO +2Ca(OH) ===Ca(NO ) +Ca(NO ) +
2 2 3 2 2 2
2HO。
2
(2)①步骤3所得溶液加入硫酸酸化,步骤4中加入(NH )Fe(SO ) 溶液还原NO,在酸性
4 2 4 2
条件下,NO、Fe2+、H+发生氧化还原反应生成NO、Fe3+和HO:NO+3Fe2++4H+===3Fe3++
2
NO↑+2HO。
2
②步骤5用KCr O 溶液滴定剩余Fe2+,Fe2+被氧化生成Fe3+,Cr O被还原生成Cr3+,结
2 2 7 2
合得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒写出离子方程式:6Fe2++Cr O+14H+===6Fe3++
2
2Cr3++7HO。
2
③与KCr O 反应的n(Fe2+)=6n(K Cr O)=6×0.020 0 mol·L-1×20.00 mL×10-3L·mL
2 2 7 2 2 7
-1=2.400×10-3mol,与NO反应的n(Fe2+)=0.100 0 mol·L-1×25.00 mL×10-3L·mL-1-
2.400×10-3mol=1.000×10-4mol,则NO的含量为
≈5.2 g·L-1。
答案 (1)①2∶1 ②4NO +2Ca(OH) ===Ca(NO )+Ca(NO )+2HO
2 2 3 2 2 2 2
(2)①NO+3Fe2++4H+===3Fe3++NO↑+2HO
2
②6Fe2++Cr O+14H+===6Fe3++2Cr3++7HO ③5.2
2 2