第7 讲 氧化还原反应的概念与规律
考点一 氧化还原反应的相关概念
1.氧化还原反应
(1)判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质:电子转移(得失或偏移)。
2.相关概念及关系
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
小题对点过
(1)判断正误
①某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。( )
②有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。( )
③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。( )
(2)分析:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
上述反应中,氧化剂是 ,还原剂是 ,氧化产物是 ,还原产物是 ,
KMnO4发生 反应,HCl 发生 反应,盐酸表现的性质是 性和 性;生
成1 mol Cl2时转移电子数目为 ,被氧化的HCl 的物质的量是 mol。
答案 (1)①× ②√ ③×
(2)KMnO4 HCl Cl2 MnCl2 还原 氧化 还原 酸 2NA 2
3.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示反应前后同一元素由反应物转化为反应产物时电子转移的情况。
(2)单线桥法
表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。
小题对点过
(1)分别用双线桥法、单线桥法标出Cu 与稀HNO3反应中的电子转移的方向和数目。
(2)下列化学反应中电子转移的表示方法不正确的是 。
A.
B.
C.
+8H2O
D.
答案 (1)
(2)ABD
4.熟记常见的氧化剂与还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2
(中性);MnO4
2−(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr
3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X -
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO-)
Cl
- 、Cl2
NaClO3
Cl
- 、Cl2、ClO2
PbO2
Pb
2+
(2)常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂
氧化产物
S2-(或H2S)
S、SO2(或SO3
2−)、SO4
2−
H2C2O4
CO2
H2O2
O2
I-(或HI)
I2、
I O3
−
CO
CO2
金属单质
(Zn、Fe、Cu 等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂
反应生成Fe3+)、Cu2+
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、S
O3
2−)
SO4
2−
(3)如H2O2既可作氧化剂,又可作还原剂。
H2
O
−1
2O
0
2
小题对点过
(1)下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是 ,常作氧化剂的一组是 。
①HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4 ②Al、CO、O2、H2 ③Zn、C、H2、CO ④KClO3、MnO2、
C、Fe
(2)下列物质不能作还原剂的是 。
①H2S ②Fe2+ ③F2 ④H2O2
答案 (1)③ ① (2)③
5.氧化还原反应与基本反应类型之间的关系如下:
小题对点过
分析下列四个化学反应:
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
B.2HClO
2HCl+O2↑
C.4NH3+5O2
4NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
其中属于区域“1”的是 (填字母,下同),属于区域“2”的是 ,属于区域“3”的是
,属于区域“4”的是 。
答案 D B C
1.(2024·山东青岛三模)H、C、N、O 是自然界和化学研究中最重要的四种元素。下列有关说法错
误的是( )
A.H2、BH 4
−有还原性
B.C 有多种同位素和同素异形体
C.浓硝酸可用于苯的硝化反应
D.O3参与的反应一定为氧化还原反应
答案 D
解析 A.氢气中H 元素的化合价为0 价,易失电子表现出还原性,BH 4
−中H 元素的化合价为-1 价,同
样易失电子表现出还原性,故A 正确;B.C 有多种同位素,如:12C、14C、16C 等,C 有多种同素异形体,如
金刚石、石墨等,故B 正确;C.在浓硫酸的作用下,浓硝酸可以与苯发生硝化反应,故C 正确;D.臭氧转
化为氧气的反应不是氧化还原反应,故D 错误。
2.O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2===SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2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 A 项,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,氧气是还原
产物,错误;B 项,在反应中O2F2中的O 元素的化合价降低,获得电子,O2F2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,H2S 是还原剂,错误;C 项,没有说明是标准状况,不能确定
HF 的物质的量,也不能确定转移电子的物质的量,错误;D 项,根据化学方程式可知还原剂H2S 与氧化
剂O2F2的物质的量之比是1∶4,正确。
3.已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑。
(1)氧化剂为 ,还原剂为 。
(2)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目:
,
其中氧化产物与还原产物的质量比为 。
(3)若生成标准状况下4.48 L H2,则转移电子的物质的量为 。
答案 (1)H2O NaBH4
(2)
1∶1
(3)0.2 mol
考点二 氧化还原反应规律及应用
(一)强弱规律
1.氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-
===Na+、Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na 比Al 活泼,更易失去电子,所以Na 的还原性
比Al 强。
(3)从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原
性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。
2.物质氧化性、还原性强弱的比较
(1)根据化学方程式判断
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。
(2)根据相同条件下产物的价态高低判断
如:2Fe+3Cl2
2FeCl3;Fe+S
FeS,则氧化性:Cl2>S。
(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
小题对点过
(1)实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质
①制备K2FeO4 的反应为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,由此得出氧化性:Cl2
(填“>”或“<”)FeO4
2−。
②K2FeO4的性质探究:用KOH 溶液将紫色K2FeO4固体溶出,得到紫色K2FeO4溶液。取少量该溶液,
滴加盐酸,有Cl2产生。
该实验表明
Cl2 和
FeO4
2−的氧化性强弱关系与(1) 相反, 原因是
。
(2)Fe、Co、Ni 能与Cl2反应,其中Co 和Ni 均生成二氯化物,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性
由强到弱的顺序为 。
答案 (1)①> ②溶液的酸碱性不同
(2)CoCl3>Cl2>FeCl3
解析 (2)由Fe 与Cl2反应生成FeCl3可知,氧化性:Cl2>Fe3+;由Co 和Cl2反应只生成CoCl2可知,氧化
性:Co3+>Cl2。综上分析,FeCl3、CoCl3和Cl2三者氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3。
(二)先后规律及应用
1.同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者
优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe
2+ >Br
- ,所以Fe
2+ 先与Cl2反应。
2.常见的强弱顺序
还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO3
2−)<S2-;氧化性:MnO4
−(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S。
小题对点过
(1)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 反应,
然后依次与 反应。
(2) 向含Fe2+ 、Br- 、I- 的溶液中通入Cl2, 按先后顺序依次写出发生反应的离子方程式:
、
、
。
答案 (1)Fe3+ Cu2+、H+
(2)Cl2+2I-===I2+2Cl- Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl- Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(三)价态规律及应用
1.价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质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”。
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”。
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。
小题对点过
(1)浓H2SO4具有强氧化性,能否干燥SO2气体?
(2)对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O 中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生反应:Cl2+KOH――→KX+KY+H2O(未配平),KX 在一定条
件下能自身发生反应:KX――→KY+KZ(未配平,KY 与KZ 的物质的量之比为1∶3)。以上KX、KY、
KZ 均是一元酸的钾盐,由以上条件分析在KX 中氯元素的化合价 。
答案 (1)能。 (2)1∶5 (3)+5
解析 (3)Cl2+KOH――→KX+KY+H2O 是Cl2的歧化反应,KX、KY 中的氯元素分别显正价和-1 价;由
于KX 也能发生歧化反应:KX――→KY+KZ,可断定KY 为KCl,化合价高低:Z 中Cl>X 中Cl(均为正价)。
假设KX 中Cl 的化合价为+a 价,KZ 中Cl 的化合价为+b 价, 依据化合价升降相等及
KX――→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5 代入上式讨论,可知a=5 时,b=7 符合题意,则KX
中Cl 的化合价为+5。
1.将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:
SO2+2Fe3++2H2O===SO4
2−+2Fe2++4H+;Cr2O7
2−+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法不正确的是( )
A.还原性:SO2>Fe2+>Cr3+
B.氧化性:Cr2O7
2−> Fe3+>SO4
2−
C.Cr2O7
2−能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
答案 D
解析 由第一个反应知,氧化性:Fe3+>SO4
2−,还原性:SO2>Fe2+;由第二个反应知,氧化性:Cr2O7
2−>Fe3+,还
原性:Fe2+>Cr3+;综合两个反应可得氧化性强弱顺序为Cr2O7
2−> Fe3+>SO4
2−,还原性强弱顺序为
SO2>Fe2+>Cr3+。A.由分析知,A 不符合题意;B.由分析知,B 不符合题意;C.由于氧化性强弱顺序中Cr2
O7
2−>SO4
2−,Cr2O7
2−能将Na2SO3氧化成Na2SO4,C 不符合题意;D.在第一个反应中,Fe2(SO4)3是反应物,
其中铁元素化合价降低,Fe2(SO4)3 为氧化剂;在第二个反应中,Fe3+是生成物,是由Fe2+被氧化而得,
Fe3+为氧化产物,D 符合题意。
2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列叙述
中,正确的是( )
A.Cl2通入FeI2溶液中,可存在反应 3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
B.每1 mol Co2O3在酸性溶液中被还原生成Co2+时转移1 mol e-
C.FeCl3溶液能使淀粉KI 试纸变蓝
D.I2具有较强的氧化性,可以将Co2+氧化成Co2O3
答案 C
解析 A.Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,所以氯气通入FeI2溶液中,先氧化碘离子后氧化亚铁离
子,且铁离子可氧化碘离子,所以不可能存在反应3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3,A 错误;B.Co2O3在酸性
溶液中易得电子而被还原成Co2+,所以每1 mol Co2O3在酸性溶液中被还原生成Co2+时转移2 mol
e-,B 错误;C.氯化铁的氧化性大于碘,所以氯化铁和碘化钾反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝色,所以氯
化铁溶液能使淀粉-KI 试纸变蓝,C 正确;D.Co2O3的氧化性大于I2,所以Co2O3能氧化碘离子生成碘单
质,而碘不能将Co2+氧化成Co2O3,D 错误。
3.已知有如下三个氧化还原反应:
2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中Fe2+和I-共存,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( )
A.Cl2
B.KMnO4
C.FeCl3
D.HCl
答案 C
解析 由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为MnO4
−>Cl2>Fe3+>I2,因Cl2、KMnO4 均能氧化
Fe2+,故选项A、B 不合题意,HCl 不能氧化I-,D 项不合题意。
4.(2024·山东滨州一模)在45~50 ℃时,臭氧(O3)可以将碘氧化为碘酸碘[I(IO3)3]。反应的化学方程式
如下:9O3+2I2===I(IO3)3+9O2。下列说法正确的是( )
A.O3既不是氧化剂也不是还原剂
B.I(IO3)3中碘元素的化合价均为+5
C.氧化性:I(IO3)3>I2
D.氧化性:I2>I(IO3)3
答案 C
解析 从反应的化学方程式知,在反应中氧元素化合价降低,O3为氧化剂,A 错误;在I
+3( I
+5O3)3中碘元素
化合价有+3、+5 两种价态,B 错误;按照价态规律,通常价态高,氧化性强,则氧化性:I(IO3)3>I2,C 正确
D 错误。
本讲感悟
疑点:
盲点:
1.(2024·山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是(
)
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
答案 B
解析 A.湖笔,以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A 不符合题意;B.松木中
的C 元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为C 单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,
B 符合题意;C.宣纸,以楮树皮为原料,得到纸浆纤维,从而制作宣纸,不涉及氧化还原反应,C 不符合题
意;D.端砚以端石为原料经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反
应,D 不符合题意。
2.(2024·浙江卷)汽车尾气中的NO 和CO 在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO
2CO2+N2,下列
说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO 与CO 反应的活化能
C.NO 是氧化剂,CO 是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
答案 D
解析 NO 中N 的化合价为+2 价,降低为0 价的N2,1 个NO 得2 个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO
中C 为+2 价,化合价升高为+4 价的CO2,失去2 个电子,作还原剂发生氧化反应;A.根据分析,生成1
mol CO2转移2NA的电子,A 正确;B.催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B 正确;C.根据分析,NO 是
氧化剂,CO 是还原剂,C 正确;D.根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D 错误。
3.下列说法错误的是( )
A.(山东卷改编)向NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,所以Br-还原性强
于Cl-
B.(广东卷改编)向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液变成蓝色,
则氧化性:Cl2>I2
C.(2021·上海卷改编)已知反应:I2+2KClO3===2KIO3+Cl2,则氧化性:KIO3>KClO3
D.(江苏卷改编)在CO2中,Mg 燃烧生成MgO 和C,在该反应条件下,Mg 的还原性强于C 的还原性
答案 C
解析 向NaBr 溶液中加入少量氯水和苯,振荡、静置后溶液分层,且上层呈橙红色,说明Cl2置换出
了Br2,能说明Br-的还原性强于Cl-,A 项正确。Cl2能将I-氧化为I2,淀粉溶液遇I2呈蓝色,B 项正确。
根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,知氧化性:KClO3>KIO3,C 项错误。反应方程式为
2Mg+CO2
2MgO+C,还原剂为Mg,还原产物为C,根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知,
Mg 的还原性强于C 的还原性,D 项正确。
4.(2023·湖南卷)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(As2S3)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.S2O3
2−
S
和O4
2−的空间结构都是正四面体形
B.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,元素As 和S 都被氧化
C.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,参加反应的
n(O2)
n( H 2O):Ⅰ<Ⅱ
D.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
答案 D
解析 A.S2O3
2−的中心S 原子形成的4 个σ 键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A 错误;
B.As2S3中As 的化合价为+3 价,反应Ⅰ产物As2O3中As 的化合价为+3 价,故该过程中As 没有被氧化,
B 错误;C.根据题给信息可知,反应Ⅰ的方程式为2As2S3+6O2+3H2O
2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ的
方程式为As2S3+7O2+6H2O
2H3AsO4+3H2SO4,则反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,参加反应的
n(O2)
n( H 2O):
Ⅰ>Ⅱ,C 错误;D.As2S3中As 为+3 价,S 为-2 价,在经过反应Ⅰ后,As 的化合价没有变,S 变为+2 价,则1
mol As2S3失电子3×4 mol=12 mol;在经过反应Ⅱ后,As 变为+5 价,S 变为+6 价,则1 mol As2S3失电
子2×2 mol+3×8 mol=28 mol,故反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7,D
正确。
高考热点总结
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.(2024·湖南模拟预测)化学与生产生活密切相关,下列物质应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.利用葡萄糖酸-δ-内酯使豆浆凝固
B.使用含氟牙膏预防龋齿
C.将植物油氢化以便于运输和储存
D.利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
答案 C
解析 A.豆浆的凝固过程属于胶体的聚沉,没有发生氧化还原反应,A 项不选;B.含氟牙膏预防龋齿涉
及难溶电解质间的转化,不属于氧化还原反应,B 项不选;C.植物油氢化即植物油与氢气发生加成反应,
属于氧化还原反应,C 项选;D.明矾中Al3+水解使溶液呈酸性,可用于清除铜镜表面的铜锈[主要成分
为Cu2(OH)2CO3],不属于氧化还原反应,D 项不选。
2.(2022·山东卷)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
答案 C
解析 A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,说明金的化学性质很稳定,与
其氧化性无关,A 不合题意;B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2O===Ca(OH)2,反应放
热,产生大量的水蒸气,而CaO 由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B 不合题意;
C.石硫黄即S:“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+S
Ag2S、Fe+S
FeS、2Cu+S
Cu2S,
反应中S 作氧化剂,与其氧化性有关,C 符合题意;D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是
指CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D 不合
题意。
3.(2024·安徽阜阳模拟预测)下列物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是( )
A.新制氯水久置后,颜色变浅
B.切开的苹果断面变黄
C.染色衣服浸泡到含有双氧水的水中,一段时间再清洗褪色
D.向黄色的铬酸钾(K2CrO4)溶液中加入硫酸,溶液变为橙红色
答案 D
解析 A.新制氯水中,次氯酸见光易分解2HClO
2HCl+O2↑,导致溶液中的可逆反应Cl2+H2O
H++Cl-+HClO 正向移动,溶液中Cl2被消耗,颜色变浅,涉及两个氧化还原反应,A 不符合题意;B.切开的
苹果断面变黄是因为苹果中的二价Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+,B 不符合题意;C.双氧水有弱氧化
性,可以与有色物质发生氧化还原反应,C 不符合题意;D.铬酸钾溶液中存在可逆反应2Cr
O4
2−+2 H +Cr 2O7
2−+H2O,加入硫酸,H+浓度增大,平衡正移,因此溶液由黄色变为橙色,不涉及氧化还原
反应,D 符合题意。
4.陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板
氧化性:Fe3+>Cu2+
B
用Na2O2作呼吸面具的氧气来源
Na2O2能氧化CO2
C
用Na2S 除去废水中的Cu2+和Hg2+
Na2S 具有还原性
D
用石灰乳脱除烟气中的SO2
SO2具有氧化性
答案 A
解析 用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板过程中发生反应:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,氧化剂的氧化性强于
氧化产物,即氧化性:Fe3+>Cu2+,A 项正确;用Na2O2作呼吸面具的氧气来源时,Na2O2自身发生歧化反应,
未氧化CO2,B 项错误;用Na2S 除去废水中的Cu2+和Hg2+是发生复分解反应的过程,与Na2S 的还原性
无关,C 项错误;用石灰乳脱除烟气中的SO2过程中,先生成CaSO3,后被O2氧化为CaSO4,与SO2的氧
化性无关,D 项错误。
5.为了防止钢铁零件生锈,常采用化学处理使钢铁零件表面生成一层致密保护层。化学处理过程中
其中一步的反应为3Fe+NaNO2+5NaOH===3Na2FeO2+H2O+NH3↑。下列叙述不正确的是( )
A.上述反应涉及的物质中,Fe 的还原性最强
B.上述反应中,每生成1 mol Na2FeO2,转移的电子数为2NA
C.上述反应中,铁是还原剂,NaNO2和NaOH 是氧化剂
D.NO2
−
F e
的氧化性强于O2
2−的氧化性
答案 C
解析 A.该步反应中,氮元素化合价由+3 价降至-3 价,NaNO2是氧化剂;铁元素化合价由0 价升至+2
价,Fe 作还原剂,Fe 的还原性最强,A 不符合题意;B.铁元素的化合价由0 价升高到+2 价,故每生成1
mol Na2FeO2,转移的电子数为2NA,B 不符合题意;C.该反应中,Fe 作还原剂,NaNO2是氧化剂,NaOH 中
元素化合价不变,既不是氧化剂也不是还原剂,C 符合题意;D.该反应中,NaNO2是氧化剂,Na2FeO2是
氧化产物,所以NO2
−的氧化性强于FeO2
2−的氧化性,D 不符合题意。
6.关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI 是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol 电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
答案 D
解析 反应中K2H3IO6中I 元素的化合价降低,发生得电子的还原反应,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;12.7 g I2的物质的量为0.05
mol,根据反应方程式,每生成4 mol I2转移7 mol 电子,则生成0.05 mol I2时转移电子的物质的量为
0.087 5 mol,C 错误;反应中HI 为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应中每消耗1 mol K2H3IO6就有7
mol HI 失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1,D 正确。
7.高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:
下列叙述不正确的是( )
A.用K2FeO4作水处理剂时,既能杀菌消毒又能净化水
B.反应Ⅰ中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
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:Na2FeO4<K2FeO4
答案 D
解析 K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶
体,可用于净水,故A 正确;尾气含有氯气,可与氯化亚铁反应生成氯化铁,可再利用,故B 正确;反应Ⅱ
中Cl 元素化合价由+1 价降低为-1 价,Fe 元素化合价由+3 价升高到+6 价,则氧化剂与还原剂的物质
的量之比为3∶2,故C 正确;结晶过程中加入饱和KOH 溶液,增大了K+浓度,该温度下,高铁酸钾的溶
解度比高铁酸钠的溶解度小,有利于K2FeO4晶体的析出,故D 错误。
8.在氯氧化法处理含CN-的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为
氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN,其浓度为650 mg·L-1。现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N 均为-3 价、
O 均为-2 价)KCN+2KOH+Cl2===KOCN+2KCl+H2O。该反应中,被氧化的元素是 ,氧化产物
是 。处理上述废水20.0 L,使KCN 完全转化为KOCN,至少需氯气 g。
(2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请用单线桥法标出电子转移方向和数目:
2KOCN+4KOH+3Cl2===2CO2↑+6KCl+2H2O+N2↑。
答案 (1)C KOCN 14.2
(2)
===2CO2↑+N2↑+6KCl+2H2O
解析 (1)该反应中,Cl 元素化合价由0 价变为-1 价,C 元素化合价由+2 价变为+4 价,被氧化的元素为
C,氧化产物为KOCN;废水中KCN 的质量为650 mg·L-1×20 L=13 000 mg=13 g,根据方程式可知,每
有65 g KCN 反应消耗71 g 氯气,所以13 g KCN 完全反应,消耗14.2 g 氯气;(2)Cl 元素化合价由0
降低为-1 价,N 元素的化合价由-3 价升高为0,该反应转移6e-,用单线桥法标出电子转移方向和数目
为
===2CO2↑+N2↑+6KCl+2H2O。
能力提升
9.(2024·湖南模拟预测)某课外小组为探究金属铜的还原性,进行如下实验:①将金属铜投入用HNO3
酸化的pH=1 的1.8 mol·L-1 NaNO3溶液中,现象不明显;②将金属铜投入用盐酸酸化的pH=1 的0.6
mol·L-1 FeCl3溶液中,铜粉溶解,溶液变为蓝绿色;③将金属铜投入用HNO3酸化的pH=1 的0.6 mol·L-1
Fe(NO3)3溶液中,铜粉溶解,溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+],无气泡生成。下列分析正确的是(
)
A.①说明pH=1 的HNO3溶液不与铜粉反应
B.②证明氧化性Fe3+>Cu2+还原性Cu>Fe
C.③中Fe(NO)2+的生成速率一定小于NO3
−被还原的速率
D.在①中加入少量绿矾,铜粉可溶解,溶液变为深棕色
答案 D
解析 铜与浓硝酸、稀硝酸均可以发生反应,生成硝酸铜,而在酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,据
此作答。A.实验①可能因为pH=1 的HNO3溶液与铜粉反应慢,现象不明显,A 错误;B.②中发生反应
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物
的还原性,氧化性Fe3+>Cu2+,还原性Cu>Fe2+,B 错误;C.③中发生反应a.2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,反应
b.3Fe2++4H++NO3
−===3Fe3++NO↑+2H2O、反应c.Fe2++NO===Fe(NO)2+,由题干知③中无气泡产生,则
说明反应b 的反应速率小于或等于反应c,即Fe(NO)2+的生成速率大于或等于NO3
−被还原的速率,C
错误;D.在①中加入少量绿矾,根据C 项,先发生反应b 产生Fe3+,Fe3+再与铜反应,故铜粉可溶解,溶液
变为深棕色,D 正确。
10.(2024·贵州黔西一模)实验室利用固体PbO2进行如图实验,已知Pb3O4中Pb 为+2、+4 价。下列说
法不正确的是( )
A.Pb3O4可表示为PbO2·2PbO
B.氧化性强弱:PbO2>PbO>Cl2
C.受热分解过程中,超过2
3的PbO2表现氧化性
D.此过程中O2物质的量大于Cl2
答案 B
解析 A.Pb3O4中Pb 为+2、+4 价,Pb3O4可表示为PbO2·2PbO,A 说法正确;B.“加热”过程中PbO2被
还原为Pb3O4和PbO,因此氧化性:PbO2>PbO,步骤Ⅱ中部分HCl 被Pb3O4氧化为Cl2,根据化合价变化
可知该反应中氧化剂为+4 价Pb,即氧化性PbO2>Cl2,无法比较PbO 与Cl2的氧化性,B 说法错误;C.受
热分解过程中,若PbO2 完全分解只生成Pb3O4 和O2,2
3的PbO2 表现氧化性,由于PbO2 完全分解为
Pb3O4、PbO 混合物,所以超过2
3的PbO2表现氧化性,C 说法正确;D.若PbO2完全分解只生成Pb3O4和
O2,根据得失电子守恒,生成1 mol Pb3O4 的同时生成1 mol O2,1 mol Pb3O4 与浓盐酸反应生成1
mol Cl2,由于PbO2完全分解为Pb3O4、PbO 混合物,所以生成O2的物质的量大于Cl2,D 说法正确。
11.(2023·福建卷)稀有气体氙的氟化物(XeFn)与NaOH 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NaOH 溶液反应
i.2XeF2+2H2O===2Xe↑+O2↑+4HF ii.2XeF2+4OH-===2Xe↑+O2↑+4F-+2H2O
iii.XeF6+3H2O===XeO3+6HF
iv.2XeF6+4Na++16OH-===Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O
下列说法错误的是( )
A.XeO3具有平面三角形结构
B.OH-的还原性比H2O 强
C.反应i~iv 中有3 个氧化还原反应
D.反应iv 每生成1 mol O2,转移6 mol 电子
答案 A
解析 A.Xe 原子以sp3杂化轨道成键,XeO3分子为三角锥形分子,A 错误;B.由iii、iv 两组实验对比
可知,在氢氧化钠溶液中,XeF6可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还原反应,故可知:OH-的还
原性比H2O 强,B 正确;C.i、ii、iv 三组化学反应均为氧化还原反应,C 正确;D.分析iv 可知,每生成一
个O2,整个反应转移6 个电子,故每生成1 mol O2,转移6 mol 电子,D 正确。
12.(2024·上海二模)实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软锰矿与
过量KOH(s)和KClO3(s)反应,生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl;用水溶解,滤去残渣;酸化滤液,K2MnO4转
化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀MnO2,浓缩结晶得到KMnO4晶体。
请回答:
(1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是
。
(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。生成0.1 mol 还原
产物时转移电子 个。
(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2。若取用软锰矿制得的KMnO4产品
0.165 g,能与0.335 g Na2C2O4恰好完全反应(假设杂质均不能参与反应),该产品中KMnO4的纯度为
。
答案 (1)6KOH+KClO3+3MnO2===3K2MnO4+KCl +3H2O
(2)1∶2 0.2NA或1.204×1023
(3)0.958
解析 反应物为KOH 、KClO3 、MnO2, 生成物为K2MnO4( 锰酸钾) 和KCl 、水, 该反应为
6KOH+KClO3+3MnO2===3K2MnO4+KCl+3H2O;(2)K2MnO4
转
化
为
KMnO4
的
反
应
中
K2MnO4――→2KMnO4+MnO2,Mn 元素的化合价由+6 价升高为+7 价,Mn 元素的化合价由+6 价降低为
+4 价,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,生成0.1 mol 还原产物时转移电子0.1NA×(6-
4)=0.2NA或1.204×1023;(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2,设KMnO4的
纯度为x,则由电子守恒可知,
0.165 g x
158 g·mol
−1´(7-2)=
0.335 g
134 g·mol
−1´2 ´(4-3),解得x=0.958。
13.CuI 是难溶于水的白色固体。已知:氧化性:Cu2+>I2>Cu+,还原性:Cu>I->Cu+。
(1)根据物质氧化性和还原性的强弱推测,在溶液中Cu2+和I-反应的产物是 、 。
(2)久置于空气中的HI 溶液呈黄色,向其中加入一些铜粉,可使溶液黄色消失,反应的化学方程式为
。
(3)欲消除(2)中HI 溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,这是因为当浓度接近时,还原性:H2S
(填“>”“<”或“=”)I-;与加入铜粉的方法相比,用此方法得到的HI 溶液浓度 (填“高”
“低”或“相等”)。
(4)CuI 可用于监测空气中是否含有汞蒸气:4CuI(白色)+Hg===Cu2HgI4(亮黄色)+2Cu。下列关于该化
学方程式的说法错误的是 (填字母)。
A.该反应中被氧化的元素是铜元素和汞元素
B.该反应的氧化剂为CuI
C.Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物
D.反应中每生成1 mol Cu2HgI4转移2 mol 电子
答案 (1)CuI I2 (2)2Cu+I2===2CuI
(3)> 高 (4)AC
解析 (1)氧化性:Cu2+>I2>Cu+,还原性:Cu>I->Cu+,所以Cu2+和I-反应,Cu2+被还原为Cu+、I-被氧化为
I2,Cu+和I-结合生成难溶于水的CuI 沉淀,所以反应的产物是CuI、I2。(2)久置于空气中的HI 溶液呈
黄色,是因为其中的碘离子被氧化为碘单质,加入金属铜,金属铜可以和碘单质反应生成CuI,反应的
化学方程式为2Cu+I2===2CuI。(3)欲消除HI 溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,碘单质可以和
硫化氢反应生成单质硫和碘化氢,还原性:H2S>I-。(4)该反应中Cu 元素化合价由+1 降低为0,被氧化
的元素是汞元素,氧化剂为CuI,Cu2HgI4是氧化产物,反应中每生成1 mol Cu2HgI4转移2 mol 电子。
