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重难点05 氧化还原反应的概念、规律、配平及计算
命题趋势
解题策略
真题回眸
限时检测
►
►
►
►
氧化还原反应的概念、规律、配平及计算
考向一 是否为氧化还原反应的判断
考向二 氧化还原反应的相关概念
考向三 氧化还原反应的性质规律
考向四 氧化还原反应的配平
考向五 氧化还原反应的计算
氧化还原反应是高考的必考内容,从考查内容上看:
(1)借助STSE 型试题判断指定反应是否是氧化还原反应、氧化还原反应中电子的转移数目在NA题
目中是命题的热点;
(2)物质氧化性、还原性的强弱常与离子方程式正误判断融合考查;
(3)在工艺流程题中常常涉及陌生氧化还原方程式的书写。
预测2024 年高考仍可能在选择题中结合生产、生活,考查氧化还原反应的判断、氧化还原反应的概
念及相互关系、简单计算等,应予以关注。
【策略1】理顺氧化还原反应的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”。
【策略2】掌握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(反应物指向生成物)、③算数目、④说变化。
。
(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”“失”字
样。
1
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。
【策略3】掌握氧化还原反应的基本规律
价态律
元素处于最高价,只有氧化性(如KMnO4中的Mn);
元素处于最低价,只有还原性(如S2-、I-);
元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性(如Fe2+、S、Cl2等)
强弱律
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
在适宜的条件下,用氧化性(还原性)较强的物质可制备氧化性(还原性)较弱的物质,用
于比较物质的氧化性或还原性的强弱;
优先律
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FeBr2溶液
中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
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,然后再依次与Cu2+、H+反应。
③常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,
还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
转化律
(1)同一元素不同价态间发生的氧化还原反应,化合价的变化规律遵循:高价+低
价→中间价态,中间价态可相同、可不同,但只能靠近不能相互交叉(即价态向中看
齐)。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S 转化为SO2而H2SO4转化为S 的情况。
(2)歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
2
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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:Cl2+
2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
守恒律
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。该规
律可应用于氧化还原反应方程式的配平及相关计算。
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
【策略4】熟练氧化还原反应配平的基本技能
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的,一般从左边反应物着手配平。
(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。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。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H2O
碱性条件下
缺H 或多O 补H2O,少O 补OH-
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(5)在有机化合物参与的氧化还原反应方程式的配平中,一般有机化合物中H 显+1 价,O 显-2 价,根
据物质中元素化合价代数和为零的原则,确定碳元素的平均价态,然后进行配平。
【策略5】掌握得失电子守恒思想在化学计算中的应用
(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(注意化学式中的原子个数)。
(3)三列关系式:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。
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)。
考向一 是否为氧化还原反应的判断
1.(2023·全国·统考高考真题)下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
2.(2022·北京·高考真题)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液
减小的是
A.向
溶液中加入少量
溶液,生成白色沉淀
B.向
和
的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向
溶液中加入少量
溶液,生成蓝绿色沉淀
D.向
溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
考向二 氧化还原反应的相关概念
3
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3.(2023·北京·统考高考真题)离子化合物
和
与水的反应分别为①
;②
。下列说法正确的是
A.
中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.
中阴、阳离子个数比为
,
中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的
和
的物质的量相同
4.(2023·湖北·统考高考真题)下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的
是
A.石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B.氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C.铜锌原电池工作时,正极和负极同时发生反应
D.Li、Na、K 的金属性随其核外电子层数增多而增强
5.(2023·浙江·高考真题)关于反应
,下列说法正确的是
A.生成
,转移
电子
B.
是还原产物
C.
既是氧化剂又是还原剂
D.若设计成原电池,
为负极产物
考向三 氧化还原反应的性质规律
6.(2023·福建·统考高考真题)稀有气体氙的氟化物
与
溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,
反应式如下:
与水反应
与
溶液反应
i.
ii.
iii.
iv.
下列说法错误的是
A.
具有平面三角形结构
B.
的还原性比
强
C.反应i~iv 中有3 个氧化还原反应
D.反应iv 每生成
,转移
电子
7.(2021·海南·统考高考真题)依据下列实验和现象,得出结论正确的是
选项
实验
现象
结论
A
点燃无色气体
,将生成的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水先浑浊
后澄清
为
B
25℃时,向无色的
溶液中滴加1~2 滴酚酞试液
溶液仍为无色
溶液的
4
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C
在淀粉和
的混合溶液中滴加
溶液。[已知:
、
分别与卤素单质、卤素离子性质相
似]
溶液仍为蓝色
氧化性:
D
在稀
中加入少量
溶液由无色变为蓝
色并有红色固体生
成
反应中
既作氧化
剂又作还原剂
考向四 氧化还原反应的配平
8.(2023·湖南·统考高考真题)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光
照条件下,颜料雌黄
褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是
A.
和
的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素
和S 都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的
:Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化
转移的电子数之比为3∶7
9.(2022·河北·高考真题·节选)以焙烧黄铁矿
(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝
颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(3)还原工序中,不生成S 单质的反应的化学方程式为 。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀
中
的化合价为 ,氧化工序发生反应的离子方程式
为 。
考向五 氧化还原反应的计算
5
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10.(2022·北京·高考真题)某
多孔材料孔径大小和形状恰好将
“固定”,能高选择性吸附
。废气中的
被吸附后,经处理能全部转化为
。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于
吸附
B.多孔材料“固定”
,促进
平衡正向移动
C.转化为
的反应是
D.每获得
时,转移电子的数目为
11.(2022·浙江·统考高考真题)关于反应4CO2+SiH4
4CO+2H2O+SiO2,下列说法正确的是
A.CO 是氧化产物
B.SiH4发生还原反应
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D.生成1molSiO2时,转移8mol 电子
12.(2023·辽宁·统考高考真题)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为:
。设
为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.
含
键数目为
B.每生成
转移电子数目为
C.
晶体中含离子数目为
D.
溶液中含
数目为
(建议用时:35 分钟)
6
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1.(2023·陕西渭南·统考模拟预测)下列实验中的颜色变化与氧化还原反应无关的是
选项
A
B
C
D
实验
溶液滴入
溶
液中
通入
溶液
中
溶液滴入
浊
液中
石蕊溶液滴入氯水中
现象
产生白色沉淀,最终变为
红褐色
产生淡黄色沉淀
沉淀由白色逐渐变为
黄色
溶液变红,随后迅速
褪色
2.(2023·河北衡水·校考三模)酸性溶液中,在
、
的催化下,
将
氧化为
的反应过程中发生以下几个反应:①
与
生成
和
;②
与
发生取代反应生
成
;③
将
氧化为
,本身被还原为HBrO;④HBrO 和
把
彻底氧化,并实现催化剂的再生。下列说法错误的是
A.①中每转移0.5mol 电子时,可生成0.3mol
B.②③均属于氧化还原反应,且均使溶液中
增大
C.④的离子方程式为
D.恰好完全反应时,
与
的物质的量之比为4∶3
3.(2023·山东菏泽·校考二模)火是人类文明的起源,以下古文献描述中,借助“火”的过程中有氧化还
原反应发生的是
A.《天工开物》中描述“凡石灰,经火焚炼为用”
B.《传言方》中记载“白矾以炭火烧令汁尽,则其色如雪,谓之巴石以治气痢”
C.《新修本草》中关于“青矾”的记录为“本来绿色,…,烧之赤色”
D.《本草经注》中记载“以火烧之,紫青烟起为硝石”来鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)
4.(2022·浙江金华·校联考模拟预测)三草酸合铁酸钾是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,该配合物
在光照下易分解:
,下列说法不正确的是
A.反应物中
元素只体现氧化性,
元素既体现氧化性又体现还原性
B.氧化产物和还原产物的物质的量之比为
C.若有
被还原,则被还原的
为6mol
D.每生成
,转移电子数为
5.(2023·山东聊城·统考三模)
是分析化学中的重要试剂,不溶于冷水。实验测定
粗产品
纯度的步骤如下:①将一定质量的
粗产品加入含有足量
的强酸性溶液中,充分反应后,溶液
变为紫红色,同时生成
;②用一定浓度的草酸(
)标准溶液滴定①中反应后的溶液,通过消耗草
酸标准溶液的体积计算产品纯度。下列有关说法正确的
7
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A.步骤①中用硝酸溶液提供强酸性环境
B.步骤①中反应的离子方程式为
C.步骤②达到滴定终点时紫红色褪去
D.步骤②中反应的还原剂和氧化产物的物质的量之比为
6.(2023·山东·沂水县模拟预测)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,
的一种生产工艺流程如下所
示。已知:“有效氯含量”是指每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克
的氧化能力。下列说法错误
的是
A.在该生产过程中,有三处涉及到氧化还原反应
B.在电解过程中,
是还原产物
C.“尾气吸收”反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D.
的“有效氯含量”约为1.57g
7.(2023·陕西渭南·统考一模)用
表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.常温下,
铁与足量浓硫酸充分反应转移的电子数为
B.标准状态下,
分子中所含的
原子数为
C.
与
反应时,转移电子的数目为
D.浓度均为
的
溶液和
溶液中,
数目均为
8.(2022·云南保山·统考一模)已知:
,下列关于
该反应的说法正确的是
A.产生22.4L(标准状况)
时,反应中转移5mol 电子
B.反应中
既是氧化剂又是还原剂
C.氧化性:
D.还原产物是
,氧化产物为
9.(2023·浙江杭州·校联考模拟预测)超氧化钾(
)在加热条件下可以将
氧化,该反应的化学方程
式如下:
,则下列说法不正确的是
A.该反应中化合价升高的元素是O 和Cu
8
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B.
既是氧化产物,又是还原产物
C.当反应中转移的电子数为
时,有
被氧化
D.标准状况下,生成
时,被还原的超氧化钾(
)为
10.(2023·河北·校联考三模)二氟化氧(
)可用作极强的氧化剂和氟化剂。已知:①
(NaOH 溶液的浓度为2%),②
。下列说法错误的是
A.
分子的空间结构呈V 形
B.反应①中,每生成
,转移电子4mol
C.反应②中,
和
既是氧化产物又是还原产物
D.氧化性的强弱比较:
11.(2023·河北衡水·衡水市三模)某污水处理厂用“
沉淀法”处理含铬废水(主要含
以及少量
、
)的工艺流程如图所示:
已知:①金属离子
、
、
沉淀完全时(
)pH 分别为6.7、5.6、2.8。
②
。
下列说法错误的是
A.“氧化”时生成
的离子方程式为
B.“沉降”过程中加入NaOH 溶液,调节溶液pH>6.7
C.加入
生成
,说明
D.“沉铬”过程中,增大溶液的pH,沉铬率提高
12.(2023·江西·校联考模拟预测)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种绿色净水剂。
①实验室制备原理是
;
②在酸性介质中高铁酸钠不稳定,发生反应:
,在碱性介质中能稳定
存在;
③已知氧化剂的电势是衡量其氧化性强度的主要参数,电势越高,对应条件下氧化剂的氧化性越强,酸性
条件下,电势:FeO
>Cl2。
下列叙述错误的是
A.配制Na2FeO4溶液时添加少量NaOH 溶液
B.由反应①知,氧化性:NaClO>Na2FeO4
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C.由反应②知,产生11.2LO2时转移2mol 电子
D.向Na2FeO4溶液中滴加浓盐酸产生的气体不只一种
13.(2022·浙江·校联考二模)关于反应
,下列说法
不正确的是
A.
既是氧化剂又是还原剂
B.
发生还原反应
C.若有
加反应,被
还原的
为
D.反应若生成
,转移
电子
14.(2023·河南·校联考一模)化石燃料燃烧会产生大气污染物
、
等,科学家实验探究用硫酸铈
循环法吸收
,其转化原理如图所示,下列说法正确的是
A.检验
可以选用盐酸酸化的
溶液
B.反应①的离子方程式为
C.反应②中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1:2
D.理论上每吸收标准状况下
,一定消耗
15.(2022·云南保山·统考一模)4.35g 铜镁合金完全溶于一定浓度的硝酸,产生4480mL 的
和
1120mL 的NO 气体(标准状况下),反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液,生成的沉淀最大质量为
A.20.60g
B.10.30g
C.15.50g
D.31.00g
16.(2023 上·北京·高三校考模拟)完成下列问题。
(1)将
通入0.5mol/L
溶液中,一段时间后,试管中液面与空气接触部分出现红棕色气体。写出
与
反应的离子方程式 。
(2)NSR(
的储存和还原在不同时段交替进行)技术可有效降低稀燃柴油和汽油发动机尾气中
的排放,
其工作原理如下图。
10
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储存阶段中Ba 存储
后转化为
的化学方程式是 。
(3)
的吸收与利用:
利用太阳能,以
为原料制取炭黑的流程如下图所示。过程2 的化学方程式是 。
(4)已知:
的还原产物是
酸性溶液与
反应的离子方程式是 。
(5)以海绵铜(CuO、Cu)为原料制备氯化亚铜(CuCl)的一种工艺流程如下
“沉淀”过程中产生CuCl 的离子方程式是 。
17.(2023 上·河南郑州·高三校考模拟)磷化氢(PH3)是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
(1)A1P 遇水发生复分解反应生成PH3气体和 (填化学式)。
(2)PH3具有强还原性,能与CuSO4溶液反应,配平该反应的化学方程式:
CuSO4+ PH3+ H2O = Cu3P↓+ H3PO4+ H2SO4
(3)工业制备PH3的原理如图所示:
①白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为 。
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②从分类来看,NaH2PO2属于 。
A.正盐 B.酸式盐 C.强电解质 D.弱电解质
③NaH2PO2可将溶液中的Ag+还原为银,从而用于化学镀银。已知利用此原理进行化学镀银时氧化剂与还
原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。
18.(2023 上·山西吕梁·高三校考模拟)氧化还原反应在工业生产、环保及科研中有广泛的应用。请根据
以下信息,结合所掌握的化学知识,回答下列问题:
Ⅰ.可以用智利硝石提取硝酸钠后的母液为原料,加入亚硫酸氢钠制取琪,相关反应如下:
___
___
___
___
____
(未配平)
(1)配平上述化学方程式,用单线桥标出电子转移的方向和数目。
Ⅱ.钒性能优良,用途广泛,有金属“维生素”之称。
(2)
能与盐酸反应生成
和一种黄绿色气体,该黄绿色气体能与
溶液反应而被吸收,则
、
、
的还原性由强到弱的顺序是 。
(3)
在碳高温还原时,在氮气气氛下氮化还原制备VN,还生成一种具有还原性的气体,则该反应的化
学方程式为 。
12