第1章 第3讲 氧化还原反应 -【名师大课堂】2025年新高考化学艺术生总复习必备

(5)向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶 液,溶液变红,溶液中不一定存在Fe2+。检 验Fe2+时,应先加 KSCN溶液,再加氯水, 否则,Fe3+会干扰结果的判断。 (6)观察某溶液的焰色时,火焰呈黄色,溶液 中一定存在钠元素,也可能存在钾元素,因 为钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃才能观 察到。 (7)考虑干扰:如加入AgNO3 溶液后出现黑 色沉淀,不能认为溶液中无Cl-,因为S2-与 Ag+生成的 Ag2S黑色沉淀可掩盖白色的 AgCl沉淀。 3.离子推断的“四项基本原则” (1)肯定原则:根据实验现象,推出肯定存在 或肯定不存在的离子。 (2)互斥原则:相互反应的离子不能大量共 存。根据“互斥原则”,若推出溶液中存在某 离子,那么能与该离子反应的离子不能大量 存在。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2023·湖南卷)取一定体积的两种试 剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试 剂浓度均为0.1mol·L-1),反应现象没有 明显差别的是 ( ) 选项 试剂① 试剂② A 氨水 AgNO3 溶液 B NaOH溶液 Al2(SO4)3 溶液 C H2C2O4 溶液 酸性KMnO4 溶液 D KSCN溶液 FeCl3 溶液 (2022·天津卷)25℃时,下列各组离子 中可以在水溶液中大量共存的是 ( ) A.H+、NH+4 、ClO、Cl- B.H+、Mg2+、I-、NO-3 C.Na+、Al3+、HCO-3 、SO2-4 D.K+、Na+、SO2-3 、OH- 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第3讲 氧化还原反应 考点一 氧化还原反应的基本概念 1.氧化还原反应 (1)氧化还原反应的相关概念 氧化剂+还原剂 →还原 得到电子被还原,化合 价降低,发生还原反应 ↓ 产物+氧化产 失去电子被氧化,化合价升高,发生氧化反应 ↑ 物 生成 生成 (2)氧化还原反应的本质:有 电子转移 (得失或偏移)。 (3)特征:有 元素化合价 的变化。 2.氧化剂和还原剂 (1)氧化剂:在反应中 得到 电子的物质, 物质中所含元素化合价降低;氧化剂具有氧 化性。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 410 (2)还原剂:在反应中 失去 电子的物质, 物质中所含元素化合价升高;还原剂具有还 原性。 3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 4.氧化还原反应电子转移方向及数目表示 方法 单线桥法 表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向 和数目。 还原剂+氧化 ne- ↓ 剂􀪅􀪅氧化产物+还原产物 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一、氧化还原反应的判断 根据反应前后元素化合价的变化判断:标出 反应物和生成物中各物质组成元素的化合 价,反应前后有元素的化合价发生变化,则 该反应一定是氧化还原反应。一般情况下, 有单质参加或生成的反应都属于氧化还原 反应,但需注意同素异形体之间的转化(无 化合价变化)不属于氧化还原反应。 常考化合物中某些元素的化合价 H—O · —O—H -1 N · F3 +3 H3P·O2 +1 NaH· -1 CuF · eS2 +2 NaC·lO2 +3 二、氧化还原反应基本概念的相关判断 1.判断氧化性与还原性 (1)元素处于最高价态时,一般只具有氧化 性,如Cu2+、H+等; (2)元素处于最低价态时,一般只具有还原 性,如Cl-、S2-等; (3)元素处于中间价态时,既具有氧化性又 具有还原性,如Cl2、Fe2+、SO2、H2O2 等。 【巧记】高 价 氧 化 低 价 还 原,中 间 价 态 两 边转。 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋知识拓展 (1)简单阴离子只具有还原性(如 Cl-、 O2-),但有些复杂阴离子(如ClO-、O2-2 、 酸性环境下的NO-3 等)具有氧化性。 (2)阳离子都具有氧化性,变价金属元素的 低价阳离子还具有还原性,如Fe2+、Cu+ 等。 2.判断氧化剂与还原剂 (1)常见的氧化剂 物质类型 举例 对应还原产物 某些非金 属单质 X2(X指F、 Cl、Br、I 等卤族元素) X- O2 O2-或OH- 或H2O 元素处 于高价 态的化 合物 氧化物 MnO2 Mn2+ 含氧酸 H2SO4 SO2等 HNO3 NO或NO2等 盐 KMnO4(H+) Mn2+ FeCl3 Fe2+或Fe 其他 过氧化物 H2O2 H2O 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 510 (2)常见的还原剂 物质类型 举例 对应氧化产物 活泼的金属单质 Al(金属) Al3+ 某些非金属单质 H2、C H2O、CO或CO2 元素处 于低价 态时的 化合物 氧化物 SO2 SO3或SO2-4 氢化物 H2S S或SO2 HI I2 盐 FeCl2 Fe3+ (3)所含元素处于中间价态的物质既可作氧 化剂,又可作还原剂。 物质 对应氧化产物 对应还原产物 Fe2+ Fe3+ Fe SO2-3 SO2-4 S H2O2 O2 H2O 注:Fe2+、SO2-3 主要作还原剂,H2O2 主要 作氧化剂。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2023·全国乙卷)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 (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(CaO):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则 白” 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 氧化性、还原性强弱的判断方法 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表,Na比 Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还 原性强。 3.元素的价态与氧化性、还原性的关系 (1)最 高 价 态———只 有 氧化性 ,如: Fe3+、H2SO4、KMnO4 等; (2)最低价态———只有 还原性 ,如:金属 单质、Cl-、S2-等; (3)中间价态———既有 氧化性 又有 还 原性 ,如:Fe2+、S、Cl2 等 [注意] ①只有氧化性的物质其氧化性不 一定很强,如 Na+ 只有氧化性但氧化性很 弱;同理只有还原性的物质还原性不一定很 强,如F-只有还原性但还原性很弱。②含 有最高 价 元 素 的 化 合 物 不 一 定 具 有 强 氧 化性。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 610 一、依据反应情况比较氧化性、还原性强弱 1.根据氧化还原反应原理判断 还原剂+氧化剂 →氧化 失电子,化合价升高,被氧化 ↓ 产物+还原 得电子,化合价降低,被还原 ↑ 产物 (1)氧化性:氧化剂>氧化产物。 (2)还原性:还原剂>还原产物。 2.根据反应条件判断 (1)浓度:同一种物质,浓度越大,氧化性(或 还原性)越强。如氧化性:浓 H2SO4>稀 H2SO4,浓 HNO3>稀 HNO3;还原性:浓 HCl>稀 HCl。 (2)根据反应发生的难易程度判断氧化性或 还原性强弱,如: MnO2+4HCl(浓) △ 􀪅􀪅 MnCl2 +Cl2 ↑ +2H2O 2KMnO4+16HCl(浓)􀪅􀪅2MnCl2+5Cl2↑ +8H2O+2KCl 后者比前者容易发生(不需要加热),可判断 氧化性:KMnO4>MnO2。 (3)酸碱性:同一种物质,所处环境的酸性 (或碱性)越强,其氧化性(或还原性)越强。 如KMnO4 溶液的氧化性随溶液酸性的增 强而增强。 3.根据被氧化或被还原的程度来判断 如:2Fe+3Cl2 点燃 􀪅􀪅2FeCl3,Fe+S △ 􀪅􀪅FeS, 则氧化性:Cl2>S。 又如:2HBr+H2SO4(浓) △ 􀪅􀪅Br2+SO2↑ +2H2O,8HI+H2SO4(浓) △ 􀪅􀪅4I2+H2S↑ +4H2O,则还原性:HI>HBr。 4.根据电化学原理判断 (1)在原电池中,作负极的金属的还原性一 般比作正极的金属的还原性强。 (2)在电解池中,惰性电极作电极时,阳极先 失电子的物质还原性强;阴极先得电子的物 质氧化性强。 二、依据氧化性、还原性判断反应情况 1.判断氧化还原反应能否发生 已知物质的氧化性或还原性的强弱关系,判 断某一氧化还原反应能否发生时可采用假 设法。具体方法如下: 先假设反应成立⇨然后根据氧化剂的氧化 性>氧化产物的氧化性,还原剂的还原性> 还原产物的还原性,列出假设反应中的上述 关系⇨结合题干条件判断该结论是否符合 客观事实,符合事实,则反应成立;反之,则 不成立。 例如,已知氧化性:A2>B2>C2,判断反应 ①2B-+A2􀪅􀪅2A-+B2、反应②2B-+C2 􀪅􀪅2C-+B2 能否发生。根据氧化剂的氧 化性强于氧化产物的氧化性可知反应①能 发生而反应②不能发生。 2.判断反应的先后顺序 (1)一种氧化剂遇多种还原剂时,总是按还 原性先强后弱的顺序反应。 例如,把 Cl2 通入 FeBr2 溶液中,Cl2 可把 Fe2+、Br氧化,由于还原性Fe2+>Br-,所 以Cl2 先氧化Fe2+,若还有剩余的Cl2 才氧 化Br-。若n(FeBr2)∶n(Cl2)=1∶1,则其 离子 方 程 式 为2Fe2+ +2Br- +2Cl2 􀪅􀪅 2Fe3++Br2+4Cl-。 (2)一种还原剂遇多种氧化剂时,总是按氧 化性先强后弱的顺序反应。 例如,Fe与CuCl2 和FeCl3 的混合液反应, Fe先与Fe3+反应,后与Cu2+反应。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 710 铋(Bi)位于元素周期表中第ⅤA族,其 价态为+3价时较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶 液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4) 溶液,向其中依次滴加下列溶液,对应的现 象如表所示: 加入 溶液 ①适量铋 酸钠溶液 ②过量的双 氧水 ③适量淀粉-KI 溶液 实验 现象 溶液呈紫 红色 紫红色消失, 产生气泡 溶液变成蓝色 则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2 的氧化性由强 到弱的顺序为 ( ) A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4 C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2 (2024·山东枣庄模拟)(双选)已知 Pb3O4 与 HNO3 溶液发生反应Ⅰ:Pb3O4+ 4H+􀪅􀪅PbO2+2Pb2++2H2O;PbO2 与酸 化的 MnSO4 溶 液 发 生 反 应Ⅱ:5PbO2+ 2Mn2+ +4H+ +5SO2-4 􀪅􀪅2MnO-4 + 5PbSO4+2H2O。下列推断正确的是 ( ) A.由 反 应Ⅰ、Ⅱ可 知,氧 化 性:HNO3> PbO2>MnO-4 B.由反应Ⅰ可知,Pb3O4 中Pb(Ⅱ)和Pb (Ⅳ)的含量之比为2∶1 C.Pb3O4 可与盐酸发生反应:Pb3O4+8HCl 􀪅􀪅3PbCl2+4H2O+Cl2↑ D.Pb可与稀硝酸发生反应:3Pb+16HNO3 􀪅􀪅3Pb(NO3)4+4NO↑+8H2O 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点三 氧化还原反应的规律 氧化还原反应的规律 (1)电子得失守恒规律:氧化剂得到电子总 数=还原剂失去电子总数; (2)“以强制弱”规律:氧化剂+还原剂􀪅􀪅 较弱氧化剂+较弱还原剂;这是氧化还原反 应发生的条件。 (3)价态归中规律: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)。 H2S+H2SO4(浓)􀪅􀪅S 失2e- ↓ ↓+S 得2e- ↑ O2↑+2H2O(√) H2S+H2SO4(浓)􀪅􀪅S 得6e- ↑ ↓+S 失6e- ↓ O2↑+2H2O(×) (4)优先反应原理 在溶液中一定是 氧化性 最强的物质和 还原性 最强的物质最先发生氧化还原 反应。 (5)价态规律:元素处于最高价态时只有 氧化性,处于最低价态时只有还原性,处 于中间价态时,既有氧化性又有还原性, 如Fe3+只有氧化性,Fe2+ 既有氧化性,又 有还原性。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 810 1.守恒规律 (1)氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等 于还原剂失电子总数。化合价有升必有降, 升高总数值等于降低总数值。守恒规律是 氧化还原反应方程式配平与计算问题的 依据。 (2)电子守恒法解题“三步流程” 第1步 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋找出氧化剂、还原剂及对应的还原产 物和氧化产物 ⇩ 第2步 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋找准一个原子或离子得失电子数(注 意化学式中粒子的个数) ⇩ 第3步 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋根据题中物质的物质的量和得失电 子守恒列出等式: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) 2.转化规律 (1)归中反应规律 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”。如下图: 不会出现⑤中 H2S和 H2SO4 反应(即 H2S 转化为SO2 而 H2SO4 转化为S)的情况。 (2)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”,即“两边分”,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。 如:C 0 l2+2NaOH􀪅􀪅NaCl -1 得e- ↓ +NaCl +1 失e- ↑ O+H2O 3.先后规律 在浓度相差不大的溶液中: (1)同时含有几种还原剂时 加入氧化剂 →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 加入还原剂 →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+,所以铁粉先与Fe3+ 反应,然后再与 Cu2+ 反应,最后再与 H+ 反应。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 910 (2023·山东卷)(双选)一种制备Cu2O 的工艺路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液pH 在3~4之间,反应Ⅲ需及时补加NaOH以 保持反应在pH=5条件下进行。常温下, H2SO3 的电离平衡常数 Ka1=1.3×10-2, Ka2=6.3×10-8。下列说法正确的是 ( ) A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应 B.低温真空蒸发主要目的是防止 NaHSO3 被氧化 C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元 中吸收气体Ⅰ D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的X与 CuSO4 物质的量之比 n(X) n(CuSO4) 增大时, 需补加NaOH的量减少 关于反应Na2S2O3+H2SO4􀪅􀪅Na2SO4 +S↓+H2O,下列说法正确的是 ( ) A.H2SO4 发生还原反应 B.Na2S2O3 既是氧化剂又是还原剂 C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 2∶1 D.1molNa2S2O3 发生反应,转 移4mol 电子 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点四 氧化还原反应方程式的配平和计算 1.配平原则 配平 三大 原则 — 电子 守恒 — 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋氧化剂和还原剂得失电子总数 相等,化合价升高总数=化合价 降低总数 — 原子 守恒 — 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋反应前后原子的种类和个数 不变 — 电荷 守恒 — 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋离子反应前后,阴、阳离子所带 电荷总数相等 2.基本步骤 (以Cu和稀硝酸反应的化学方程式为例) ①标变价:写出反应物和生成物的化学式, 标出变价元素的化合价。 Cu 0 ↑2 +HN +5 ↓3 O3 →Cu +2 (NO3)2+N +2 O↑+H2O ②列变化。 3Cu 0 ↑2 +2HN +5 ↓3 O3 →Cu +2 (NO3)2+N +2 O↑+H2O ③求总数:列出反应前后元素化合价的升、 降变 化 值,使 化 合 价 升 高 和 降 低 的 总 数 相等。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 020 3Cu 0 ↑2 +2HN +5 ↓3 O3 →3Cu +2 (NO3)2+2N +2 O↑+H2O ④配系数:用观察的方法配平其他物质的化 学计量数,配平后,把单线改成等号。 3Cu 0 ↑2 +8HN +5 ↓3 O3􀪅􀪅3Cu +2 (NO3)2+2N +2 O↑+4H2O ⑤查守恒:检查方程式两边是否“原子守恒” 和“电荷守恒”。 3.氧化还原反应方程式的配平方法 (1)正向配平法 适合 反 应 物 分 别 是 氧 化 剂、还 原 剂 的 反 应。如: C 0 +4HN +5 O3(浓)􀪅􀪅4N +4 得1e-×4 ↓ O2↑+C +4 失4e-×1 ↑ O2↑+2H2O (2)逆向配平法 适用于一种元素的化合价既升高又降低的 反应和分解反应中的氧化还原反应。先确 定生成物的化学计量数,然后确定反应物的 化学计量数。如: 3S 0 +6KOH (热、浓)􀪅􀪅 2K2S -2 化合价降低2×2 + K2SO3 +4 化合价升高4 +3H2O 由于S的化合价既升高又降低,而且升降总 数要相等,所以 K2S的化学计量数为2, K2SO3 的化学计量数为1,然后确定S的化 学计量数为3。 (3)整体配平法 若某一氧化还原反应中,有三种元素的化合 价发生了变化,但其中一种反应物中同时有 两种元素化合价升高或降低,这时要进行整 体配平。 如Cu2S+HNO3 →Cu(NO3)2+NO+ H2SO4+H2O,有 Cu、S、N 三种元素的化 合价变化,Cu2S中Cu、S元素化合价均升 高,看作一个整体, Cu2S +1 -2 (↑1×2+↑8)×3 ↑10×3 +HNO3 +5 ↓3×10 → Cu +2 (NO3)2+N +2 O+H2 S +6 O4+H2O,配平得 3Cu2S+ 22HNO3 􀪅􀪅6Cu(NO3)2 + 10NO↑+3H2SO4+8H2O。 (4)缺项配平法 缺项化学方程式是指某些反应物或生成物 的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱;若 是离子方程式,所缺物质一般为 H+、OH- 和 H2O。 ①配平方法:先用“化合价升降法”配平含有 变价元素的物质的化学计量数,然后由原子 守恒 确 定 未 知 物,再 根 据 原 子 守 恒 进 行 配平。 ②补项原则 条件 补项原则 酸性条 件下 缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧) 补H2O(水) 碱性条 件下 缺H(氢)或多O(氧)补 H2O(水),少 O(氧)补OH- 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋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。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 120 1.信息型氧化还原反应方程式的书写 第1步 定产物 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋根据元素化合价的升降,判断氧化剂、 还原剂、氧化产物、还原产物 ⇩ 第2步 平电子 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋按“氧化剂+还原剂􀪅􀪅还原产物+ 氧化产物”写出方程式,根据得失电子 守恒配平上述四种物质⇩ 第3步 平电荷 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方 程式左边或右边补充H+、OH- 等 ⇩ 第4步 平氢氧 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋根据质量守恒配平反应方程式 2.氧化还原反应的相关计算 (1)应用得失电子守恒解题 根据题中物质的物质的量和得失电子守恒 列出等式。 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。 (2)多步连续进行的氧化还原反应的有关 计算 对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中 间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找 出起始物和最终产物,删去中间产物,建立 二者之间的得失电子守恒关系,快速求解。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (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 ( ) As2S3(s) 空气,紫外光 Ⅰ →As2O3+H2S2O3 空气,自然光 Ⅱ →H3AsO4+H2SO4 A.S2O2-3 和SO2-4 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(H2O) : Ⅰ<Ⅱ D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1molAs2S3 转移的 电子数之比为3∶7 科学家发现某些生物酶体系可以促进 H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中 的NO-2 转化为 N2 进入大气层,反应过程 如图所示。 下列说法正确的是 ( ) A.过程Ⅰ中NO-2 发生氧化反应 B.a和b中转移的e-数目相等 C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH+4 ) =1∶4 D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为 NO-2 +NH+4 􀪅􀪅N2↑+2H2O 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 220 考点三 经典例题剖析 例1 D 选项 ①加入②中现象 ②加入①中现象 A 先产生白色沉淀,后 来白色沉淀溶解 先无 明 显 现 象,后 来 产 生白色沉淀 B 先产生白色沉淀,后 来白色沉淀溶解 先无 明 显 现 象,后 来 产 生白色沉淀 C 溶液紫色逐渐褪去, 有气泡产生 紫色 溶 液 迅 速 褪 色,有 气泡产生 D 溶液变为红色 溶液变为红色 例2 D H+与ClO-反应生成次氯酸而不能大量共存,故 A不符合题意;H+、I-、NO-3 发生氧化还原反应而不能 大量共存,故B不符合题意;Al3+与 HCO-3 反应生成氢 氧化铝沉淀和二氧化碳气体而不能大量共存,故C不符 合题意;K+、Na+、SO2-3 、OH-是大量共存,故D符合题 意。综上所述,答案为D。 第3讲 氧化还原反应 考点一 经典例题剖析 例1 C 明矾水解产生的Al(OH)3 胶体能吸附水中的悬 浮物,从而达到净水的目的,与氧化还原反应无关,A错 误;撒盐可降低雪的熔点,使雪融化,未发生化学变化,与 氧化还原反应无关,B错误;使用暖贴时,铁粉与空气中的 O2发生氧化还原反应,C正确;荧光指示牌被照发光是由 于电子的跃迁,与氧化还原反应无关,D错误。 例2 C 金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧 也不反应,反应金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A 不合题意;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 汽,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;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; 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;故 答案为C。 考点二 经典例题剖析 例1 C 由①中 现 象 可 知,NaBiO3 把 Mn2+ 氧 化 生 成 MnO-4 ,则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化 产物)的氧化性;由②中现象可知,KMnO4 氧化 H2O2 产 生O2,自身被还原为 Mn2+,则 KMnO4(氧化剂)的氧化 性强于 H2O2的氧化性;从价态上看,高锰酸钾的氧化性 一定是强于二氧化锰;由③中现象可知:碘离子被双氧水 氧化成单质碘,则双氧水(氧化剂)的氧化性强于碘单质 (氧化产物)的氧化性。综上所述,NaBiO3、KMnO4、I2、 H2O2的氧化性由强到弱的顺序是 NaBiO3>KMnO4> H2O2>I2。 例2 BC 反应Ⅰ中 HNO3 未能将二价Pb氧化成四价 Pb,说明氧化性:HNO3<PbO2,反应Ⅱ中PbO2将 Mn2+ 氧化成 MnO-4 ,说明氧化性:PbO2>MnO-4 ,A错误;反 应Ⅰ未发生氧化还原反应,且产物Pb2+与PbO2 的物质 的量之比为2∶1,说明Pb3O4中二价Pb和四价Pb的含 量之比为2∶1,B正确;据反应Ⅱ可知氧化性:PbO2> MnO-4 ,而酸性条件下 MnO-4 能将 HCl氧化成Cl2,则四 价Pb也能将 HCl氧化成Cl2,所以反应Pb3O4+8HCl 􀪅􀪅3PbCl2+4H2O+Cl2↑能发生,C正确;根据反应Ⅰ 可得硝酸不能将Pb氧化成+4价,不能生成Pb(NO3)4, D错误。 考点三 经典例题剖析 例1 CD 反应Ⅱ所得溶液pH在3~4之间,则反应Ⅱ为 SO2和Na2CO3溶液反应生成 NaHSO3 和CO2,为非氧 化还原反应,A错误;反应Ⅱ得到NaHSO3溶液,调pH= 11时NaHSO3 转化为 Na2SO3,故低温真空蒸发主要目 的是 防 止 Na2SO3 被 氧 化,B 错 误;溶 液 Y 含 少 量 Na2SO3,可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中吸收SO2 气 体 生 成 NaHSO3,C 正 确;化 合 物 X 为 Na2SO3,当 Na2SO3 少 量 时,反 应Ⅲ为2CuSO4+Na2SO3+2H2O 􀪅􀪅Cu2O↓+Na2SO4+2H2SO4,当Na2SO3 过量时,反 应Ⅲ为2CuSO4+3Na2SO3 􀪅􀪅Cu2O↓+3Na2SO4+ 2SO2↑,生成的SO2 气体会逸出,故当 n(Na2SO3) n(CuSO4) 增大 时,需补加NaOH的量减少,D正确。 例2 B Na2S2O3+H2SO4􀪅􀪅Na2SO4+S↓+SO2↑+ H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发 上歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S 元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4 转化为 硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其 没有发生还原反应,A说法不正确;Na2S2O3 中的S的化 合价为+2,其 发 生 歧 化 反 应 生 成S(0价)和SO2(+4 价),故其既是氧化剂又是还原剂,B说法正确;该反应的 氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的 物质的量之比为1∶1,C说法不正确;根据其中S元素的 化合价变化情况可知,1molNa2S2O3 发生反应,要转移 2mol电子,D说法不正确。综上所述,本题选B。 考点四 经典例题剖析 例1 D SO2-4 中4个硫氧键相同,其空间结构为正四面 体形,S2O2-3 的空间结构为四面体形,A项错误;由图示 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —203— 转化可知,反应Ⅰ中只有S元素被氧化,反应Ⅱ中 As、S 元素均被氧化,B项错误;根据反应物和产物及氧化还原 反应 规 律 可 知,反 应Ⅰ为2As2S3+6O2+3H2O 􀪅􀪅 2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ为 As2S3+7O2+6H2O􀪅􀪅 2H3AsO4+3H2SO4,则参加反应的 n(O2) n(H2O) :Ⅰ>Ⅱ,C 项错误;根据反应Ⅰ、Ⅱ可知,1molAs2S3 发生反应时, 两反应转移的电子分别为12mol和28mol,个数之比为 3∶7,D项正确。 例2 C 由图示可知,过程Ⅰ中NO-2 转化为NO,氮元素 化合价由+3价降低到+2价,NO-2 作氧化剂,被还原, 发生还原反应,A错误;由图示可知,过程Ⅰ为NO-2 在酶 1的作用下转化为NO和 H2O,依据得失电子守恒、电荷 守恒和 原 子 守 恒 可 知,反 应 的 离 子 方 程 式 为:NO-2 + 2H++e- 酶1 􀪅􀪅NO+H2O,生成1molNO,a过程转移 1mole-,过程Ⅱ为NO和NH+4 在酶2的作用下发生氧 化还原反应生成 H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷 守恒 和 原 子 守 恒 可 知,反 应 的 离 子 方 程 式 为:2NO+ 8NH+4 酶2 􀪅􀪅2H2O+5N2H4+8H+,消耗1molNO,b过 程转移4mole-,转移电子数目不相等,B错误;由图示可 知,过程Ⅱ发生反应的参与反应的离子方程式为:2NO+ 8NH+4 酶2 􀪅􀪅2H2O+5N2H4+8H+,n(NO)∶n(NH+4 )= 1∶4,C正确;由图示可知,过程Ⅲ为N2H4 转化为N2 和 4H+、4e-,反应的离子方程式为:N2H4􀪅􀪅N2+4H++ 4e-,过程Ⅰ-Ⅲ的总反应为:2NO-2 +8NH+4 􀪅􀪅5N2↑ +4H2O+24H++18e-,D错误;答案选C。 微专题1 整合有效信息书写氧化 还原反应方程式 专题精练 1.(1)3Mn2++2MnO-4 +2H2O􀪅􀪅5MnO2↓+4H+ (2)3Na2SO4+8C 高温 􀪅􀪅3Na2S+4CO↑+4CO2↑ (3)SO2-3 +I2+H2O􀪅􀪅2I-+SO2-4 +2H+ (4)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 􀪅􀪅3Ba(H2PO2)2+ 2PH3↑ 2.答案:(1)Cu+H2O2+2H+􀪅􀪅Cu2++2H2O (2)4Ag+4NaClO+2H2O􀪅􀪅4AgCl+4NaOH+O2↑ 会释放出氮氧化物(或NO、NO2)造成环境污染 解析:(1)铜 在 酸 性 溶 液 中 加 入 H2O2,会 被 氧 化 生 成 Cu2+,离 子 方 程 式 为 Cu+H2O2+2H+ 􀪅􀪅Cu2+ + 2H2O。(2)已知产物为 AgCl、NaOH和O2,所以反应的 化学 方 程 式 为 4Ag+4NaClO+2H2O 􀪅􀪅4AgCl+ 4NaOH+O2↑;若利用硝酸溶解金属银,会生成有毒的 气体NO、NO2,造成环境污染。 第4讲 物质的量 气体摩尔体积 考点一 经典例题剖析 例1 A 异丁烷的结构简式是 HC(CH3)3,含13个共价 键,故0.50mol异 丁 烷 分 子 中 共 价 键 的 数 目 为13× 0.5NA=6.5NA,A正确;标准状况下SO3 为固体,不能 用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量,B错误; 1.0LpH=2的 H2SO4 溶 液 中 n(H+)=1.0L× 10-2mol·L-1=0.01mol,H+的数目为0.01NA,C错 误;Na2CO3溶液中CO2-3 部分水解,故1.0L1.0mol·L-1 的Na2CO3溶液中CO2-3 的数目少于1.0NA,D错误。 例2 A NO-2 中N的化合价为+3价,被还原得到X,X 继续被还原得到Y,Y继续被还原得到N2,由题目信息得 X、Y均为氮氧化物,则X中N元素为+2价,Y中 N元 素为+1价,所以X为NO,Y为N2O,标准状况下,2.24 L的X、Y混合气体的物质的量为0.1mol,氧原子的数目 为0.1NA,A正确;NaNO2 溶液中 NO-2 会发生水解反 应,数目小于0.1NA,B错误;NH2OH 转化为 NO-2 ,N 的化合价由-1价升高到+3价,3.3gNH2OH的物质 的量为0.1mol,转移电子数目为0.1mol×4NAmol-1 =0.4NA,C错误;N的价电子排布式为2s22p3,价电子 数为5,2.8gN2的物质的量为0.1mol,价电子总数为 0.1mol×5×2NAmol-1=NA,D错误。 考点二 经典例题剖析 例1 C 标准状况下,1LHCl的物质的量为 1L 22.4L·mol-1 , 但标准状况下水为液体,不能利用气体摩尔体积来计算 其物质的量,①错误;标准状况下,1gH2 的物质的量为 1g 2g·mol-1 =0.5mol,22gCO2的物质的量为 22g 44g·mol-1 =0.5mol,气体的物质的量相同,其体积也相同,②正确; 标准状况下,28gNO的体积为 2830g·mol-1 ×22.4L· mol-1≈20.9L,③错误;两种物质只有都是气体且物质 的量相同时,它们在标准状况下的体积才相同,即物质的 状态不确定,体积可能相同,也可能不同,④错误;由pV =nRT 可知,同温同体积时,气体的压强与物质的量成正 比,即气体的物质的量越大,压强越大,⑤正确;由pM= ρRT 可知,同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质 量成正比,⑥正确。 例2 BC 左、右两侧气体温度、压强相同,相同条件下,体 积之比等于物质的量之比,左、右体积之比为4∶1,则左、 右气体物质的量之比为4∶1,所以右侧气体物质的量= 1 4mol=0.25mol ,质量为7.0g,故A错误,B正确;相同 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —303—