2015高考化学二轮氧化还原反应学案
最新考纲展示 了解氧化还原反应的本质是电子转移；了解常见的氧化还原反应；掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
基础回扣
1．氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应概念正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)有化合价升降的化学反应一定是氧化还原反应( )
(2)置换反应全部属于氧化还原反应，因为有单质参加和生成，化合价发生了变化( )
(3)氧化还原反应一定属于四大基本反应类型( )
(4)有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应( )
(5)氧化还原反应中，反应物不是氧化剂就是还原剂( )
(6)在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂既可以是不同物质也可以是同种物质( )
(7)在氧化还原反应中，非金属单质都做氧化剂( )
(8)生成物中来源于氧化剂的是还原产物( )
(9)还原剂具有还原性，反应时本身被还原，发生还原反应( )
(10)元素从化合态变为游离态，该元素不一定被还原( )
(11)失电子越多，还原性越强，得电子越多，氧化性越强( )
(12)在同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性一定大于氧化产物的氧化性( )
(13)金属元素被还原，不一定得到金属单质( )
(14)含氧酸的价态越高，氧化性一定越强( )
(15)不容易得到电子的物质，肯定容易失去电子( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)√ (11)× (12)× (13)√ (14)× (15)×
2．氧化还原反应基本概念的相互关系
对于3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(1)Cu在反应中________电子，发生________反应，是________剂。
(2)HNO3在反应中________电子，被________，是________剂。
(3)该反应的氧化产物是________________，还原产物是________(填化学式)。
答案 (1)失 氧化 还原
(2)得 还原 氧化
(3)Cu(NO3)2 NO
3．氧化还原反应的规律
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(1)下列粒子既有氧化性又有还原性的是________。
①Fe2＋ ②SO2 ③Fe ④Cl2 ⑤H2O2 ⑥HCl
⑦Fe3＋ ⑧HNO3
答案 ①②④⑤⑥
(2)实验室可用浓盐酸分别与KMnO4、MnO2、KClO3等多种物质在一定条件下反应制取氯气
①上述反应中，HCl表现的性质是________、________。
②在常温下，浓盐酸与KMnO4可反应生成氯气，KMnO4中的Mn被还原为＋2价，该反应的化学方程式：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③KMnO4、MnO2和Cl2的氧化性由强到弱的顺序是：
________________________________________________________________________。
④已知KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，用双线桥表示该反应的电子转移情况：
________________________________________________________________________。
⑤用上述三种物质分别制取标准状况下3.36 L氯气时，转移的电子数分别是__________________(NA表示阿伏加德罗常数)。
答案 ①还原性 酸性
②2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
③KMnO4>MnO2>Cl2
⑤0.3NA、0.3NA、0.25NA
题型1 基于“双线桥”，辨析概念
1．(高考题组合)下列叙述正确的是( )
A．Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu均为单质被还原的置换反应(2014·山东理综，7C)
B．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应(2014·山东理综，7D)
C．Cl元素的单质在化学反应中只表现氧化性(2013·山东理综，8D)
D．BaSO3与H2O2的反应为氧化还原反应(2013·天津理综，1B)
答案 D
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解析 A项，Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu反应中，Zn元素化合价升高，Zn单质被氧化，错误；B项，在两个反应中水分子中的元素都未发生变化，既不作氧化剂也不作还原剂；C项，Cl2在化学反应中，氯元素的化合价既可降低又可升高，如在Cl2和NaOH的反应中既表现氧化性，又表现还原性，错误；D项，Na2SO3中＋4价的硫元素被H2O2中－1价氧元素氧化，二者反应为氧化还原反应，正确。
2．[2014·新课标全国卷Ⅰ，27(2)①②]次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。
①H3PO2中，P元素的化合价为________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中，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)。
答案 ①＋1 ②H3PO4
解析 ①H3PO2中P元素化合价为＋1价。
②根据H3PO2与Ag＋反应中两者物质的量之比为1∶4，4 mol Ag＋在反应中得到4 mol e－，1 mol H3PO2则失去4 mol e－，所以P元素将显＋5价，产物为H3PO4，即氧化产物为H3PO4。
3．(1)[2014·广东理综，33(1)①]H2O2是一种绿色氧化还原试剂，写出H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：__________________________________________________。
答案
(2)[2013·山东理综，28(2)]辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是________。当1 mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________ mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是________。
答案 Cu2S 4 H2
解析 在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，O2作氧化剂，所以1 mol O2得4 mol e－，还原剂也失去4 mol e－，Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋，Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，所以放出的气体应为H2。
解答氧化还原反应有关概念的试题并不难，只需坚持一种思想，用好一个关系，循着正确的思维程序，所有问题都可迎刃而解。
1．核心思想——对立统一思想
在一个氧化还原反应中，化合价有升就有降、电子有得就有失；氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应共存于同一反应中。
2．关系式
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3．解答氧化还原反应有关概念题的“三个步骤”
第一步：依据题意分析概念
“升失氧，降得还；剂性一致，其他相反。”“剂性一致”即氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。“其他相反”即氧化剂被还原，发生还原反应，生成还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物。
第二步：依据规律判断反应的合理性
氧化还原反应遵循化合价互不交叉规律、强弱规律等。同学们应掌握化合价与氧化性的关系，“高价氧，低价还，中间价态两面转”。
第三步：利用电子守恒进行定量判断
有关氧化还原反应的定量问题，利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。对于生疏的或多步氧化还原反应，可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物，利用原子守恒和电子守恒，建立已知量与未知量的关系，快速列等式求解。
如：一定量的Cu与HNO3完全反应产生NOx，该NOx又被O2氧化为HNO3，则Cu与O2的关系为n(Cu)×2＝n(O2)×4。
(一)“三对”概念的定性判断
1．下列变化按氮元素只被氧化、只被还原、既不被氧化又不被还原、既可能被氧化又可能被还原的顺序排列正确的是( )
①高能固氮 ②硝酸分解 ③实验室制取氨气 ④氨氮废水脱氮(指将NH3或NH转化为N2)
A．④②③① B．②①③④
C．③④②① D．③①④②
答案 A
2．相同物质的量的KClO3分别发生下述反应：①有催化剂MnO2存在时，受热分解得到氧气；②若不使用催化剂，加热至470 ℃左右，得到KClO4(高氯酸钾)和KCl。下列关于①和②的说法不正确的是( )
A．都属于氧化还原反应
B．发生还原反应的元素相同
C．发生氧化反应的元素不同
D．生成KCl的物质的量相同
答案 D
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解析 有MnO2作催化剂时发生反应：2KClO32KCl＋3O2↑，被氧化的元素为O，被还原的元素为Cl；若不用MnO2作催化剂时发生反应：4KClO33KClO4＋KCl，被氧化与被还原的元素都是Cl，由两种条件下反应的化学方程式可推知等物质的量的KClO3参加反应时，生成KCl的物质的量不同。
3．下列推断可能合理的是( )
A．Fe3＋、O2、H2O2三种微粒只具有氧化性，没有还原性
B．木炭与浓硝酸反应可能生成CO和NH4NO3
C．因为SO2具有还原性，所以不能用浓H2SO4干燥SO2
D．Cl2转变为HClO时一定需要加入氧化剂才能实现
答案 B
解析 本题利用氧化还原反应规律来推断物质的性质或可能的生成物。这类试题的解答要在充分理解氧化还原反应规律的基础上，从元素的价态来分析其氧化性或还原性，从元素价态变化情况来分析其转化是否合理。选项A，H2O2既具有氧化性也具有还原性；选项B，如果浓硝酸与木炭反应生成CO和NH4NO3，则在反应过程中既有元素化合价降低，也有元素化合价升高，符合氧化还原反应规律，假设成立；选项C，因浓H2SO4中S的化合价与SO2中S的化合价相邻，即浓H2SO4不能与SO2反应，所以浓H2SO4能干燥SO2；选项D，Cl2与H2O直接反应可得到HClO，该反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，不需加入氧化剂就能实现。
(二)电子转移数目与反应物或生成物的定量关系
4．已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为Cl—S—S—Cl，它易与水反应：2S2Cl2＋2H2O===4HCl＋SO2↑＋3S↓。对该反应的说法正确的是(双选)( )
A．S2Cl2既作氧化剂又作还原剂
B．H2O作还原剂
C．每生成1 mol SO2转移3 mol电子
D．氧化产物与还原产物物质的量之比为3∶1
答案 AC
解析 因Cl的非金属性比S强，故S2Cl2中S、Cl的化合价分别为＋1、－1价；则在反应中只有硫的化合价发生变化，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶3，A项正确，B、D项错误；SO2中硫的化合价为＋4价，故每生成1 mol SO2转移3 mol电子，C项正确。
5．在碘酸钠(NaIO3)的碱性溶液中通入氯气，可以得到高碘酸钠(Na2H3IO6)。下列有关该反应的说法错误的是( )
A．在该反应中碘酸钠作还原剂
B．碱性条件下，氯气的氧化性强于高碘酸钠的氧化性
C．反应中生成1 mol Na2H3IO6转移2 mol电子
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D．反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
答案 D
解析 本题考查氧化还原反应，难度中等。碘酸钠中碘元素的化合价升高，作为还原剂，A选项正确；氯气为氧化剂，高碘酸钠为氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，B选项正确；高碘酸钠中碘元素为＋7价，则生成1 mol Na2H3IO6转移2 mol电子，C选项正确；该反应的离子方程式为IO＋Cl2＋3OH－===H3IO＋2Cl－，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D选项错误。
6．黄铜矿(CuFeS2)常用于提炼金属铜。黄铜矿焙烧过程中所发生的反应比较复杂，其中主要反应之一的化学方程式为2CuFeS2＋O2＋2FeS＋SO2(已配平)，则下列关于该反应的说法错误的是( )
A．方框中的物质应为Cu2S
B．该反应的部分产物可用于硫酸工业
C．反应中SO2既是氧化产物又是还原产物
D．反应中若有1 mol SO2生成，则一定有4 mol电子发生转移
答案 D
解析 根据原子守恒，方框中的物质应为Cu2S；反应中的产物SO2可以用于制H2SO4；该反应中部分硫的化合价由－2价升高到＋4价，故每生成1 mol SO2转移的电子为6 mol。
题型2 氧化性、还原性强弱的应用
1．(高考题组合)下列有关物质氧化性或还原性强弱的叙述错误的是( )
A．Cl2、Br2、I2的氧化性能作为氯、溴、碘元素非金属性递变规律的判断依据[2014·福建理综，23(2)b]
B．同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大(2013·天津理综，3C)
C．将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色，验证Br2的氧化性强于I2(2014·四川理综，4C)
D．将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫红色，说明氧化性：Fe3＋>I2(2014·广东理综，22D)
答案 B
解析 A项，根据元素周期律，同主族元素从上到下，金属性增强，非金属性减弱，Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱，正确；B项，同主族元素简单阴离子还原性越强，其水解程度并不一定越大，如F－的还原性小于Cl－，但其水解程度比Cl－要强，错误；C、D两项中，下层液体呈紫色，说明反应中有碘生成，说明Br2、Fe3＋均能将I－氧化为I2，正确。
2．[2013·广东理综，33(1)②③]在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
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②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，____________。
答案 ②Cl2、HClO、ClO－
③加入一定量的NaBr溶液，充分振荡，静置，若观察到CCl4层呈橙红色，证明Cl2的氧化性强于Br2
解析 ②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸(具有较强的氧化性)，次氯酸电离生成的ClO－、溶液中溶解的Cl2也具有氧化性；③比较Cl2和Br2的氧化性强弱，可以通过非金属单质间的置换反应来判断，即把溴化钠溶液加入到盛有新制氯水以及四氯化碳的试管中，然后振荡，静置后可发现溶液出现分层现象，下层溶液变为橙红色(说明生成了溴单质)，从而说明Cl2的氧化性强于Br2。
1．氧化性还原性比较的六种方法
判据
判断方法
金属活动
顺序
一般来说，金属活动性越强，对应单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱
非金属活
动顺序
一般来说，非金属活动性越强，对应单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱
化学方
程式
氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物
元素
周期表
反应条件
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
电极放电
顺序
(1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极>正极
(2)电解池：用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强
2.强弱规律的常见应用
(1)在适宜条件下，用氧化性强的物质制备还原性弱的物质，用还原性强的物质制备氧化性弱的物质。
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(2)比较物质间氧化性(或还原性)的强弱。
(3)判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。
在浓度相差不大的溶液中：
①同时含有几种还原剂时还原性强的先被氧化；
②同时含有几种氧化剂时氧化性强的先被还原。
(一)由方程式判断“强”与“弱”
1．(2014·淄博模拟)现有下列几个离子反应：
①Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
③2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
下列有关性质的比较中正确的是( )
A．氧化性：Cr2O>Cl2>Fe3＋
B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2O
C．还原性：SO2Fe2＋
答案 A
解析 根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知：氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3＋>SO；还原性强弱顺序为SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋。故选A。
2．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：
Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋
Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋
由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋
C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋ D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋
答案 A
解析 在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。由方程式可知，还原性：Fe2＋>Ce3＋；Sn2＋>Fe2＋。
(二)依据强弱规律判断反应顺序
3．向溶质为FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为血红色，则下列叙述不正确的是( )
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A．原溶液中的Br－不一定被氧化
B．通入氯气之后原溶液中的Fe2＋一定被氧化
C．不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2＋
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，能产生黄色沉淀
答案 D
解析 三种具有还原性的离子，还原性由强到弱的顺序为I－>Fe2＋>Br－，被氯气氧化的顺序依次为I－→Fe2＋→Br－。
4．用Pt电极电解含有Cu2＋和X3＋各0.1 mol的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则下列氧化性强弱的判断正确的是( )
A．Cu2＋>X3＋>H＋>X2＋
B．X3＋>H＋>Cu2＋>X2＋
C．X3＋>Cu2＋>H＋>X2＋
D．X2＋>H＋>Cu2＋>X3＋
答案 C
解析 根据图像可知：开始的0.1 mol没有固体析出，说明X3＋先放电，X3＋＋e－===X2＋，所以X3＋氧化性最强，当X3＋完全放电后，0.1 mol Cu2＋放电，恰好需要0.2 mol 电子，而图像中正好是0.2 mol电子，在铜离子放电后析出固体物质的质量不再发生变化，说明H＋开始放电，而X2＋始终没有放电，说明X2＋的氧化性小于氢离子，综上所述可知C正确。
5.向100 mL FeI2溶液中逐渐通入Cl2，会依次生成I2、Fe3＋、IO，其中Fe3＋、I2的物质的量随通入Cl2的物质的量n(Cl2)的变化如图所示，下列说法不正确的是（双选）( )
A．氧化性强弱：I2I2，它们对应的氧化产物分别为I2、Fe3＋、IO，还原性越强，对应氧化产物的氧化性越弱，故A正确；选项B由图直接观察可得，但不要遗忘Cl－，B错误；若n(Cl2)∶n(FeI2)＝6∶5，设n(FeI2)＝0.1 mol，则可认为0.1 molH2O2
(2)溶液紫红色褪色，有白色沉淀生成
(3)2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋===5Pb2＋＋2MnO＋2H2O
解析 实验①说明H2O2能被MnO氧化，氧化性：KMnO4>H2O2；实验②说明Mn2＋能与PbO2反应生成MnO，氧化性：PbO2>KMnO4。实验③中SO2还原性较强，能使酸性KMnO4褪色，SO2被氧化为H2SO4，H2SO4和Pb2＋反应生成PbSO4白色沉淀。
8．在盛有10 mL 1.0 mol·L－1的碘水的试管中，通入足量Cl2完全反应后，共转移了0.1 mol电子。写出该反应的化学方程式：______________________________________________。
答案 I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
解析 第一步：(1)找出发生氧化还原反应的粒子：I2和Cl2，显然Cl2是氧化剂，I2是还原剂；(2)依据信息可知1 mol I2失去10 mol e－，即1个I原子失去5个电子，因而I2―→IO，写出发生氧化还原反应的物质及产物：I2＋Cl2——IO＋Cl－；(3)配电子守恒：I2＋5Cl2——2IO＋10Cl－。
第二步：用H＋配电荷守恒：I2＋5Cl2——2IO＋10Cl－＋12H＋。
第三步：配原子守恒，依据质量守恒定律，显然反应物的一边要加6个H2O，即I2＋5Cl2＋6H2O===2IO＋10Cl－＋12H＋
改写为化学方程式：I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl。
9．将FeSO4溶液的pH调节至7左右，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是________。
答案 2Fe2＋＋4I－＋3H2O2===2Fe(OH)3↓＋2I2
解析 根据题给信息可知Fe2＋―→Fe(OH)3，I－―→I2，结合定量信息：当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，可判断出参加反应的Fe2＋失去1 mol电子，2种还原剂的系数分别为2和1，氧化剂为H2O2，还原产物为H2O，根据电子守恒规律得
Fe2＋＋2I－＋H2O2——Fe(OH)3＋I2(第1步)；等式两侧的电荷已经守恒(第2步)；将等式两侧同时扩大2倍得2Fe2＋＋4I－＋3H2O2===2Fe(OH)3↓＋2I2(第3步)，即为该反应的离子方程式。
10．甲醛是室内污染的重要有害物质，碘量滴定法是测定甲醛的化学方法之一，其原理是在碱性介质(NaOH)中，碘转化为次碘酸钠和碘化钠，次碘酸钠将溶液中游离的甲醛氧化为甲酸钠；经适当酸化后，剩余的次碘酸钠与碘化钠又生成碘；以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
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上述过程中涉及的化学反应的离子方程式依次为
(1)I2＋2OH－===IO－＋I－＋H2O；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________；
(4)I2＋2S2O===S4O＋2I－。
答案 (2)HCHO＋IO－＋OH－===HCOO－＋I－＋H2O
(3)IO－＋I－＋2H＋===I2＋H2O
书写信息型氧化还原反应的步骤(三步法)
第1步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式两端的电荷守恒。
第3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
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