专题2 第3单元 氧化还原反应的概念和规律（Word教参）-【优化指导】2025年高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（苏教版）

第三单元　氧化还原反应的概念和规律 复习目标 1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移。知道常见的氧化剂和还原剂。 2.认识元素在物质中可以具有不同价态，可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。 考点一　氧化还原反应的概念及相互关系 [对应学生用书P33] 1．氧化还原反应的本质及特征 2．氧化还原反应的概念及相互关系 3．氧化还原反应中电子转移的表示方法 双线桥法 表示方法 注意事项 ①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子，且需注明“得到”或“失去”； ②箭头的方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移前后的变化 应用举例 表示方法 注意事项 ①箭头从失去电子元素的原子指向得到电子元素的原子； ②不标“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数； ③线桥只出现在反应物中 应用举例 4.常见的氧化剂和还原剂 (1)常见的氧化剂 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。例如， (2)常见的还原剂 常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。例如， (3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性 5．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 (1)某元素由化合态变为游离态，该元素可能被氧化，也可能被还原(　　√　　) (2)在Na2O2与CO2的反应中，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂(　　×　　) (3)反应SO2＋H2O2===H2SO4是化合反应，也是氧化还原反应(　　√　　) (4)气体溶于水可能发生物理变化或化学变化，可能发生化合反应、氧化还原反应(　　√　　) (5)氧化还原反应中有一种元素被氧化，必定有另一种元素被还原(　　×　　) 考向1　氧化还原反应的概念及相互关系 【例1】 高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效的净水剂，可用次氯酸盐氧化法制备，原理如下： ①2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O； ②Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH。下列说法正确的是(　　) A．反应①②均为氧化还原反应 B．反应①中 Na2FeO4是还原产物 C．反应①中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶3 D．由反应可知氧化性：NaClO>Na2FeO4 D　解析：反应①Fe和Cl元素化合价发生变化，为氧化还原反应，反应②元素化合价没有发生变化，为复分解反应，故A错误；反应2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O中铁元素的化合价由＋3升高到＋6被氧化，则Na2FeO4是氧化产物，故B错误；反应2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O中，Fe元素化合价升高，FeCl3是还原剂，Cl元素化合价降低，则NaClO是氧化剂，氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶2，故C错误；反应2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O中铁元素的化合价由＋3升高到＋6被氧化，氯化铁是还原剂，Na2FeO4是氧化产物，NaClO中的Cl元素的化合价降低，是氧化剂，NaCl是还原产物，氧化产物的氧化性大于还原产物的氧化性，因此氧化性：NaClO>Na2FeO4，故D正确。 考向2　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 【例2】 (双选)2022年6月5日，陈冬等3名航天员搭乘神舟十四号载人飞船顺利进入“天宫”空间站核心舱并将在太空驻留3个月。处理空间站舱内的CO2通常包括富集、还原及电解水等步骤，反应为 ①R1NHR2(s)＋CO2＋H2O===[R1NH2R2]HCO3(s) ②[R1NH2R2]HCO3(s)R1NHR2(s)＋CO2↑＋H2O ③4H2＋CO2CH4＋2H2O ④2H2O2H2↑＋O2↑ 下列说法正确的是(　　) A．反应②、③均可看作“碳中和”反应 B．反应③是氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型 C．反应④属于分解反应，也是氧化还原反应 D．反应③每生成1 mol CH4转移4 mol e－ BC　解析：反应②释放CO2不利于“碳中和”，反应①、③消耗二氧化碳可看作“碳中和”反应，A错误；反应③中C、H元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型，B正确；反应④中H、O元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，也是分解反应，C正确；反应③中碳元素化合价由＋4价降低到－4价，氢元素化合价由0价升高到＋1价，故每生成1 mol CH4转移 8 mol e－，D错误。 (1)基于元素化合价，认识氧化还原反应中物质的变化及关系 (2)氧化还原反应中的四个易错点 1．溴及其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、染料等，海水中含有大量的Br－，从海水中提取溴的过程中涉及反应BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O，下列关于这一反应的说法不正确的是(　　) A．该反应属于氧化还原反应 B．生成物Br2既是氧化产物又是还原产物 C．H＋未参与氧化反应 D．氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶1 D　解析：元素化合价有升降，属于氧化还原反应，故A正确；BrO中Br为＋5价，Br－中Br为－1价，Br2中Br为0价，则BrO为氧化剂，Br－为还原剂，Br2既是氧化产物又是还原产物，故B正确；反应中H＋的化合价不变，未参与氧化反应，故C正确；该反应中BrO为氧化剂，Br－为还原剂，则氧化剂和还原剂的化学计量数之比为1∶5，故D错误。 2．“神舟十四号”全面使用国产芯片，其中制作芯片刻蚀液为硝酸与氢氟酸的混合溶液，其工艺涉及的反应为Si＋HNO3＋6HF===H2SiF6＋HNO2＋H2↑＋H2O，下列说法正确的是(　　) A．H2SiF6中Si元素的化合价为＋6价 B．该反应中，HNO3仅作氧化剂 C．该反应中，生成2.24 L H2时，被氧化的Si为0.1 mol　 D．芯片刻蚀液可用稀硝酸代替 B　解析：根据H为＋1价，F为－1价，可知H2SiF6中Si元素的化合价为＋4价，A错误；该反应中，N元素化合价降低，HNO3仅作氧化剂，B正确；未指明2.24 L H2是否处于标准状况，不能计算其物质的量及被氧化Si的物质的量，C错误；芯片硅不能和稀硝酸反应，D错误。 考点二　氧化还原反应的规律及应用 [对应学生用书P35] 1．性质强弱规律及应用 (1)氧化性和还原性 (2)强弱比较 ①依据化学方程式判断 氧化性：氧化剂＞氧化产物(填“＞”或“＜”，下同)； 还原性：还原剂＞还原产物。 ②根据反应条件及反应剧烈程度判断 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。例如， MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O， KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O， 据此判断氧化性：MnO2＜KClO3。 ③根据相同条件下产物中元素价态高低判断 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。如， 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。如， 2．反应先后规律及应用 (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。 例如，在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，还原性：Fe2+＞Br－，故Fe2+先与Cl2反应，离子方程式为Cl2＋2Fe2+===2Cl－＋2Fe3+_。 (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。 例如，在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉，氧化性：Fe3+＞Cu2+，铁粉先与Fe3+反应，离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+，然后再与Cu2+反应。 3．价态转化规律及应用 (1)“价态归中”规律模型 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“高价态＋低价态―→中间价态”，而不会出现交叉现象，简记为“两相靠，不相交”。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应： [注意]不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。 (2)“价态歧化”规律模型 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。例如，反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 4．得失电子守恒规律及应用 (1)对于氧化还原反应，氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，即得失电子守恒。 (2)具体应用：配平氧化还原反应方程式，进行氧化还原反应的计算。 考向1　性质强弱规律及应用 【例1】 已知有如下反应：①K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O；②Cr＋2HCl(稀)===CrCl2＋H2↑；③2KMnO4＋16HCl(稀)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。下列说法正确的是(　　) A．氧化性：K2Cr2O7＞KMnO4＞Cl2 B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1 C．向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化，说明两者不能发生反应 D．向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液，可发生反应：10Cr3+＋6MnO＋11H2O===5Cr2O＋6Mn2+＋22H＋ [思路剖析] A项 判断①②③中氧化剂和氧化产物，结合“强弱规律”比较氧化性 C项 据②判断金属Cr的活泼性Cr在浓硝酸中无明显变化的原因 D项 结合MnO和Cr2O的氧化性强弱离子反应能否发生 D　解析：根据氧化性：氧化剂＞氧化产物，据①～③分别可得，氧化性：K2Cr2O7＞Cl2、HCl＞CrCl2、KMnO4＞Cl2，①中使用浓盐酸，③中使用稀盐酸，则氧化性：KMnO4＞K2Cr2O7，A错误；反应③中，氧化剂是KMnO4，还原剂是HCl，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5，B错误；②中Cr与稀盐酸反应生成H2，向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化，可能是发生了钝化，C错误；由于氧化性：KMnO4＞K2Cr2O7，向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液，可发生氧化还原反应，Cr3+被氧化为Cr2O，MnO则被还原为Mn2+，离子方程式为10Cr3+＋6MnO＋11H2O===5Cr2O＋6Mn2+＋22H＋，D正确。 考向2　反应先后规律及应用 【例2】 (双选)已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3+和Cr3+。将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7 B．图中BC段发生的反应为Fe3+＋2I－===Fe2+＋I2 C．开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol D．K2Cr2O7与FeSO4的物质的量之比为1∶3 BD　解析：根据图像，AB段Fe3+的物质的量不变，说明Fe3+没有参加反应，则AB段应为K2Cr2O7和KI的反应，K2Cr2O7为氧化剂，A正确；在BC段Fe3+的物质的量逐渐减小，说明Fe3+和I－反应，反应的离子方程式为2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2，B错误；根据得失电子守恒可得反应的关系式为K2Cr2O7～6Fe3+～6I－，共消耗的n(I－)＝1.5 mol，则开始加入的K2Cr2O7的物质的量为1.5 mol×＝0.25 mol，C正确；在BC段反应消耗KI的物质的量是0.9 mol，则n(Fe2+)＝n(I－)＝0.9 mol，K2Cr2O7与FeSO4的物质的量之比为0.25 mol∶0.9 mol＝5∶18，D错误。 考向3　价态转化规律及应用 【例3】 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＋H2OX＋H2 ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O 这五种化合物中Cl元素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　解析：①G―→Q＋NaCl中，NaCl中Cl元素为－1价，则Cl元素的化合价为Q>G>－1，③Y＋NaOH―→G＋Q十H2O中，为歧化反应，Y中Cl元素的化合价介于G、Q之间，结合①可知Cl元素的化合价为Q>Y>G，②Q＋H2OX＋H2中，H元素的化合价降低，则Cl元素的化合价升高，所以Cl元素的化合价为X>Q，④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O中，为歧化反应，Z中Cl元素的化合价介于Q、X之间，结合②可知，Cl元素的化合价为X>Z>Q，所以五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为G、Y、Q、Z、X，故选A。 考向4　得失电子守恒规律及应用 【例4】 现有24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为(　　) A．＋2价 B．＋3价 C．＋4价 D．＋5价 B　解析：题目中指出被还原的元素是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为＋n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05 mol/L×0.024 L×(6－4)＝0.02 mol/L×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。 (1)从元素化合价角度推测物质的氧化性和还原性 (2)利用“假设法”判断氧化还原反应能否发生 ①已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。 ②先假设反应成立，再依据氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物的规律，列出假设反应中的上述关系。 ③结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。 (3)“价态转化规律”的两个应用 ①判断同种元素不同价态物质之间发生氧化还原反应的可能性，含相邻价态同种元素的物质之间不发生反应。例如，浓硫酸与SO2不反应，常用于干燥SO2。 ②根据化合物判断反应体系中的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。例如，对于反应KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，KClO3是氧化剂，HCl是还原剂，氧化产物和还原产物都是Cl2，HCl→KCl中，HCl起酸的作用。 1．实验室利用Bi(OH)3制取高锰酸钠的相关反应的离子方程式如下： Ⅰ：ClO＋6H＋＋5Cl－===3Cl2↑＋3H2O； Ⅱ： Bi(OH) 3＋3OH－＋Cl2＋Na＋===NaBiO3↓＋2Cl－＋3H2O； Ⅲ： 5NaBiO3＋2Mn2+＋14H＋===2MnO＋5Bi3+＋5Na＋＋7H2O。 下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ中氧化产物和还原产物的物质的量比为5∶1 B．酸性条件下的氧化性：ClO>Cl2>NaBiO3>MnO　 C．NaBiO3可与盐酸发生反应：NaBiO3＋6H＋＋2Cl－===Bi3+＋Cl2↑＋3H2O＋Na＋ D．制得28.4 g高锰酸钠时，理论上消耗氯酸钠的物质的量为 mol B　解析：ClO＋6H＋＋5Cl－===3Cl2↑＋3H2O中，5个Cl－失去电子与1个ClO得到电子相等，失去电子被氧化、得到电子被还原，则反应Ⅰ中氧化产物和还原产物的物质的量比为5∶1，故A正确；Ⅰ中Cl元素的化合价由＋5降低为0，Ⅲ中Bi元素的化合价由＋5降低为＋3，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，酸性条件下的氧化性：ClO>Cl2、NaBiO3>MnO，Ⅱ中Cl元素的化合价由0降低为－1，且在碱性条件下，故B错误；高锰酸钾可与浓盐酸反应生成氯气，结合反应Ⅲ可知氧化性为NaBiO3>MnO，则NaBiO3可与盐酸发生NaBiO3＋6H＋＋2Cl－===Bi3+＋Na＋＋Cl2↑＋3H2O，故C正确；由反应可知存在2MnO～5NaBiO3～5Cl2～ClO，则制得28.4 g高锰酸钠时，理论上消耗氯酸钠的物质的量为×＝ mol，故D正确。 2．(双选)乙二醇生产工艺中，需使用热的K2CO3溶液(脱碳液)脱除CO2，脱碳液中含有的V2O5能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量，操作中涉及两个反应如下：①V2O5＋6HCl＋2KI===2VOCl2＋2KCl＋I2＋3H2O；②I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6。下列说法错误的是(　　) A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 B．反应①生成1 mol VOCl2时，反应转移1 mol电子 C．V的最高价为＋5价，推测V2O5只有氧化性 D．溶液酸性过强时，反应②易发生其他反应 AC　解析：①中V2O5是氧化剂，KI是还原剂，二者的物质的量之比为1∶2，A错误；V元素由＋5价降低到＋4价，故生成1 mol VOCl2时，反应转移1 mol电子，B正确；V2O5中V元素处于最高价，具有氧化性，但O元素处于最低价，具有还原性，C错误；酸性过强时，S2O与H＋反应生成S、SO2和H2O，D正确。 [对应学生用书P37] 角度 氧化还原反应的概念及相互关系 1.(2023·浙江1月选考卷)关于反应2NH2OH＋4Fe3+===N2O↑＋4Fe2+＋4H＋＋H2O，下列说法正确的是(　　) A．生成1 mol N2O，转移4 mol电子 B．H2O是还原产物 C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂 D．若设计成原电池，Fe2+为负极产物 A　解析：反应2NH2OH＋4Fe3+===N2O↑＋4Fe2+＋4H＋＋H2O中，NH2OH中N元素的化合价由－1升高到＋1，生成1 mol N2O，转移4 mol电子，故A正确；反应2NH2OH＋4Fe3+===N2O↑＋4Fe2+＋4H＋＋H2O中，氢元素和氧元素的价态没有改变，H2O不是还原产物，还原产物是Fe2+，故B错误；反应2NH2OH＋4Fe3+===N2O↑＋4Fe2+＋4H＋＋H2O中，NH2OH中N元素的化合价由－1升高到＋1，失去电子，作还原剂，故C错误；若设计成原电池，Fe3+的化合价由＋3降低到＋2，得到电子，Fe2+为正极产物，故D错误。 (1)(2022·山东卷)实验室制备KMnO4过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4；②水溶后冷却，调溶液pH至弱碱性，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是(　　) A．①中用瓷坩埚作反应器 B．①中用NaOH作强碱性介质 C．②中K2MnO4只体现氧化性 D．MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7% (2)(2021·湖南卷)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2＋11KClO3＋3H2O6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。下列说法错误的是(　　) A．产生22.4 L(标准状况)Cl2时，反应中转移10 mol e－　 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Cl2制备漂白粉 D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO的存在 (1)D　解析：①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化 MnO2制备K2MnO4，由于瓷坩埚易被强碱腐蚀，故不能用瓷坩埚作反应器，A错误；制备KMnO4时为防止引入杂质离子，①中用KOH作强碱性介质，不能用NaOH，B错误；②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2，故其既体现氧化性又体现还原性，C错误；根据化合价的变化分析，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，根据Mn元素守恒可知，MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4，因此，MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%，D正确。 (2)A　解析：该反应中只有碘元素价态升高，由0价升高至KH(IO3)2中＋5价，即6I2～60e－，又因化学方程式中6I2～3Cl2，则有3Cl2～60e－，即Cl2～20e－，故产生22.4 L (标准状况) Cl2即1 mol Cl2时，反应中应转移20 mol e－，A错误。 角度 氧化还原反应的规律及应用 2.(2023·辽宁卷)某工厂采用如图工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A．“焙烧”中产生CO2 B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 B　解析：矿渣主要成分为FeO、Cr2O3，加入纯碱、空气焙烧，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，发生反应：2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O24Na2CrO4＋4CO2、4FeO＋O22Fe2O3，产生CO2，故A正确；水浸之后除去生成的氧化铁，滤渣的主要成分为Fe2O3，故B错误；已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，发生反应：2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O2 4Na2CrO4＋4CO2，即滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO，故C正确；滤液中加入淀粉水解液，葡萄糖与Na2CrO4发生氧化还原反应生成Cr(OH)3，淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，故D正确。 (双选)(2021·山东卷)实验室中利用固体KMnO4进行如下实验，下列说法错误的是(　　) A．G与H均为氧化产物 B．实验中KMnO4只作氧化剂 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0.25 mol BD　解析：生成1 mol O2转移4 mol电子，每生成1 mol Cl2转移2 mol电子，若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl－生成Cl2所失去的，则气体的物质的量最大，由2KMnO4～5Cl2可知，n(气体)max＝0.25 mol，但该气体中一定含有O2，因此最终所得气体的物质的量小于0.25 mol，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$