第1章 第4讲 氧化还原反应的基本概念和规律平(教用Word)-【金榜题名】2026年高考化学一轮总复习

第四讲　氧化还原反应的基本概念和规律 高考目标定位　1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。根据化学式判断元素化合价。3.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。4.掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。 考点一　与氧化还原反应相关的概念 1．本质和特征 2．相关概念间的关系 思考1 (1)有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应，如________________________________________________________________________ (符合题意即可)。 (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。 提示　(1)3O22O3　(2)KMnO4　HCl　Cl2　MnCl2　还原　氧化 还原　酸　2 mol　2 3．电子转移的表示方法——双线桥法与单线桥法 (1)双线桥法：①标变价；②画箭头；③算数目；④说变化。 用双线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目： 。 (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。 用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目： 。 4．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)；MnO(碱性) K2Cr2O7(酸性) Cr3+ 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 Pb2+ (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SO)、SO H2C2O4 CO2 H2O2 O2 I－(或HI) I2、IO 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、SO) SO (3)如H2O2既可作氧化剂，又可作还原剂。 思考2　 在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂吗？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　不一定　如H2＋CuOCu＋H2O反应中H2是还原剂。 练一　氧化还原反应相关概念与表示方法 1．下列颜色变化未涉及氧化还原反应的是(　　) A．向K2Cr2O7溶液中滴入NaOH 溶液，溶液由橙色变黄色 B．浓HNO3在光照一段时间后溶液变黄色 C．向FeCl2溶液中先滴加KSCN 溶液，再滴加氯水，溶液变为红色 D．淡黄色Na2O2固体露置于空气中逐渐变为白色 答案　A 解析　K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：Cr2O(橙色)＋H2O⥫⥬2H＋＋2CrO(黄色)，加入氢氧化钠溶液，平衡向正反应方向移动，溶液由橙色变黄色，反应中元素没有化合价变化，未涉及氧化还原反应，故A符合题意；浓硝酸光照时发生分解反应生成二氧化氮、氧气和水，反应中元素有化合价变化，涉及氧化还原反应，故B不符合题意；氯化亚铁溶液与氯水发生氧化还原反应生成氯化铁，反应中元素有化合价变化，涉及氧化还原反应，故C不符合题意；露置于空气中的过氧化钠易与空气中水、二氧化碳反应，最终生成碳酸钠白色固体，反应中元素有化合价变化，涉及氧化还原反应，故D不符合题意；故选A。 2．聚合氯化铝用于城市给排水净化。氧化铝法制取无水三氯化铝的反应如下： Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)2AlCl3(g)＋3CO(g) (1)标出上述反应的电子转移方向和数目　　 　。 (2)写出该反应的平衡常数表达式：K＝ 　　　　　　　 　。 (3)Al原子核外有　　 　种不同能量的电子。 聚合氯化铝(PAC)是一种介于AlCl3和Al(OH)3之间的水溶性无机高分子聚合物，PAC的水解过程中会有一种聚合稳定态物质[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+称为Al13，Al13对水中胶体和颗粒物具有高度电中和桥联作用，是净水过程中的重要物质。 (4) Al13在水解过程中会产生[Al(OH)2]＋、[Al(OH)]2+等产物，写出[Al(OH)]2+水解的离子方程式________________________________________________________________________。 (5)AlCl3溶液与NaOH溶液反应，若参与反应的铝离子最终全部转化生成Al13，则理论上参与反应的Al3+与OH－的物质的量之比是　　 　。 (6)使用Al3+净水时应控制pH在6.8～8.02之间，否则净水效果不佳。请结合使用Al3+水解净化水时铝元素存在的形态，分析在强酸性和强碱性环境时净水效果差的原因。________________________________________________________________________ 答案　 (1)或 (2)　(3)5 (4)[Al(OH)]2+＋H2O⥫⥬[Al(OH)2]＋＋H＋　(5)13∶32 (6)如果是强酸性，抑制Al3+水解，如果是强碱，Al元素以[Al(OH)4]－形式存在，均不易得到Al13。 解析　(1)该反应中C为还原剂，氯气为氧化剂，3 mol C参与反应转移6 mol电子，单线桥表示形式为或用双线桥的形式表示；故答案为或； (2)根据平衡常数的数学表达式，K＝；故答案为；(3)基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p，有5种不同能量的电子；故答案为5；(4)Al(OH)2+水解的方程式为：[Al(OH)]2+＋H2O⥫⥬[Al(OH)2]＋＋H＋，故答案为[Al(OH)]2+＋H2O⥫⥬[Al(OH)2]＋＋H＋；(5)理论上完全转化，发生的离子方程式为13Al3+＋32OH－＋8H2O===[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+，参与Al3+与OH－的物质的量之比为13∶32；故答案为13∶32；(6)如果是强酸性，抑制Al3+水解，不能得到Al13，如果是强碱，Al元素以[Al(OH)4]－形式存在，也不能得到Al13；故答案为如果是强酸性，抑制Al3+水解，如果是强碱，Al元素以[Al(OH)4]－形式存在。 【题后归纳】　氧化还原反应与基本反应类型之间的关系 练二　借助陌生反应（过程）分析氧化还原反应 3．已知反应：11P4＋60CuSO4＋96H2O===20Cu3P＋60H2SO4＋24H3PO4，下列说法正确的是(　　) A．CuSO4是氧化剂，生成Cu3P 过程中被氧化 B．Cu3P 既是氧化产物又是还原产物 C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为60∶11 D．反应中160 g CuSO4参加反应，共转移2 mol 电子 答案　D 解析　A．Cu元素的化合价降低，故CuSO4是氧化剂，生成Cu3P 过程中被还原发生还原反应，故A错误；B.Cu、P元素的化合价均降低，则生成的Cu3P 是还原产物，故B错误；C.Cu、P元素的化合价降低，则5 mol P4、60 mol CuSO4有0升高到＋5价，6 mol P4是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为65∶6，故C错误；D.消耗60 mol CuSO4，反应转移120 mol e－，消耗1 mol CuSO4，转移2 mol e－，故D正确。答案为D。 4．（2025·温州模拟）已知反应：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。下列关于该反应的说法不正确的是(　　) A．Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化 B．Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂 C．1 mol Na2O2还原等物质的量的Na2O2 D．每生成1 mol Na2FeO4，该反应转移4 mol电子 答案　D 解析　A．Na2FeO4具有强氧化性，可以对水体进行杀菌消毒，反应后产生的Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体可以净水，A正确；B.Na2O2中O为－1价，产物中O2中O为0价，其余O元素均为－2价，由方程式可知，6个Na2O2参加反应，1个Na2O2的O元素由－1价变为0价，其余变为－2价，Na2O2中O元素化合价有升有降，则Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂，B正确；C.1 mol Na2O2的O元素由－1价变为0价，化合价升高2 mol，1 mol Na2O2的O元素由－1价变为－2价，化合价降低2 mol，化合价升降总数相等，故1 mol Na2O2还原等物质的量的Na2O2，C正确；D.由方程式可知，6个Na2O2参加反应，转移电子为10个，则6 mol Na2O2参加反应，生成2 mol Na2 FeO4，转移电子为10 mol，所以每生成1 mol Na2FeO4，该反应转移5 mol电子，D错误；答案选D。 【题后归纳】　一些特殊物质中元素的化合价 (OH)2 O(OH)2 PO4 LiPO4 K2O4 O Cl 2(OH)2Cl2 2S3 H3AO4 H3AO3 续表 NaO NaO2 NaO3 O2 2O 2H4 2O4 LiH2 Al K H22O4 Na22O3 NaB　＋34 K22O7 K2O4 Na22O5 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＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS，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。 思考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“<”）FeO。 (2)K2FeO4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FeO的氧化性强弱关系与(1)相反，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示　(1)>　(2)溶液的酸碱性不同 （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：Fe2+＞Br－，所以Fe2+先与Cl2反应。 2．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-。 （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。 3．应用 (1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。 (2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl＋NaClO3===NaCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。 思考2　 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。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　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。 练一　物质氧化性、还原性强弱的比较及应用 1．ClO2是一种常用的消毒剂，可通过反应2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4制取，下列有关说法正确的是(　　) A．还原性：ClO2>SO2 B．每消耗1 mol SO2，转移4 mol电子 C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 D．若该反应通过原电池来实现，则ClO2是负极产物 答案　C 解析　A．2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4反应中，SO2是还原剂、ClO2是还原产物，还原性ClO2<SO2，故A错误；B.SO2中S元素化合价由＋4升高为＋6，每消耗1 mol SO2，转移2 mol电子，故B错误；C.NaClO3中Cl元素化合价降低，NaClO3是氧化剂，SO2中S元素化合价升高，SO2是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，故C正确；D.若该反应通过原电池来实现，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，则ClO2是正极产物，故D错误；选C。 2．已知反应S2O(aq)＋2I－(aq)⥫⥬2SO(aq)＋I2(aq)，若起始向反应体系中加入含Fe3+的溶液，反应机理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．S2O中硫元素显＋7价 B．反应速率与Fe3+浓度无关 C．由图可知氧化性：Fe3+＞S2O D．若不加Fe3+，正反应的活化能比逆反应的小 答案　D 解析　A．硫最外层只有6个电子，不会显＋7；S2O中含有过氧键存在－1价氧，使得硫元素显＋6价，A项错误；B.反应中铁离子参与反应生成亚铁离子，亚铁离子又转化为铁离子，则铁离子为催化剂，改变反应速率，故反应速率与Fe3+浓度有关，B项错误；C.氧化剂氧化性大于氧化产物，由图示第二步反应可知，氧化性：Fe3+<S2O，C项错误；D.铁离子为催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率，但是不改变反应焓变；由图可知，反应为放热反应，若不加Fe3+，正反应的活化能仍比逆反应的小，D项正确；故选D。 练二　价态规律和先后规律的应用 3．在500 mL FeBr2溶液中导入22.4 L（在标准状况下）Cl2，充分反应后，溶液中1/3的Br－被氧化，则原溶液中FeBr2的物质的量浓度(　　) A．2.4 mol/L　　　　　　B．1.2 mol/L C．2.0 mol/L D．3.2 mol/L 答案　A 解析　标准状况下22.4 L氯气的物质的量为＝0.1 mol，由于还原性Fe2+＞Br－，氯气先氧化亚铁离子，亚铁离子反应完毕，再氧化溴离子，设原溶液中FeBr2的物质的量为a mol，根据电子守恒，则： a mol×(3－2)＋1/3×2×a mol×[0－(－1)]＝1 mol×2[0－(－1)]，计算得出a＝1.2，故原FeBr2溶液的物质的量浓度＝2.4 mol/L，答案选A。 4．已知反应：①Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2，②KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，③2KBrO3＋Cl2===Br2＋2KClO3，下列说法正确的是(　　) A.氧化性由强到弱的顺序为：KBrO3>KClO3>Cl2>Br2 B．①中KCl是氧化产物，KBr发生还原反应 C.③中1 mol氧化剂参加反应得到电子的物质的量为2 mol D．反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6 答案　A 解析　物质的氧化性：氧化剂>氧化产物。还原性：还原剂>还原产物；①根据Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2可知氧化性：Cl2＞Br2；②根据KClO3＋6HCl===3Cl2＋KCl＋3H2O可知氧化性：KClO3＞Cl2，③根据2KBrO3＋Cl2===Br2＋2KClO3可知氧化性：KBrO3＞KClO3。A.结合以上分析可知，氧化性由强到弱顺序为 KBrO3＞KClO3＞Cl2＞Br2，A正确；B.①Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2中，氧化剂Cl2获得电子产生的KCl是还原产物，KBr失去电子发生氧化反应，B错误；C.在③2KBrO3＋Cl2===Br2＋2KClO3中，每lmol氧化剂KBrO3反应，会得去5 mol电子，则氧化剂得到电子的物质的量为5 mol，C错误；D.在反应②KClO3＋6HCl===3Cl2＋KCl＋3H2O中，氧化剂KClO3与还原剂HCl发生反应的物质的量之比为1∶5，D错误；故选A。 1．（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 答案　C 解析　A.使用明矾对水进行净化过程中，明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来而使水变得澄清，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及到氧化还原反应，A不符合题意；B.雪天道路上撒盐融雪，是为了降低水的凝固点到0 ℃以下，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及到氧化还原反应，B不符合题意；C.暖贴中的铁粉遇空气放热，是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质，当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作，在此过程中会放出热量，该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化，因此，该过程涉及到氧化还原反应，C符合题意；D.荧光指示牌被照发光，是因为发生了光反射，该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化，因此没有涉及到氧化还原反应，D不符合题意。 2．（2024·山东高考）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；故选B。 3．（2023·浙江1月选考）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 答案　A 解析　A项，由离子方程式可知，反应生成1 mol一氧化二氮，转移4 mol电子，故A正确；B项，反应中氮元素的化合价升高被氧化，NH2OH是还原剂，Fe3+是氧化剂，还原产物是Fe2+，故B错误；C项，NH2OH是还原剂，Fe3+是氧化剂，故C错误；D项，若设计成原电池，Fe3+在正极得到电子被还原生成Fe2+，Fe2+为正极产物，故D错误。 4．（2023·浙江6月选考）化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”，其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A．药剂A具有还原性 B．①→②过程若有2 mol S—S键断裂，则转移4 mol电子 C．②→③过程若药剂B是H2O2，其还原产物为O2 D．化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型 答案　C 解析　A.①→②是氢原子添加进去，该过程是还原反应，因此①是氧化剂，具有氧化性，则药剂A具有还原性，故A正确；B.①→②过程中断裂1 mol S—S键反应需消耗1 mol H2，则若有2 mol S—S键断裂，则转移4 mol电子，故B正确；C.②→③过程发生氧化反应，若药剂B是H2O2，则B化合价应该降低，因此其还原产物为H2O，故C错误；D.通过①→②过程和②→③过程，某些蛋白质中S—S键位置发生了改变，因此化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型，故D正确。 5．（2024·北京高考）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl 制成Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－114.4 kJ·mol-1。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是(　　) A．Y为反应物HCl，W为生成物H2O B．反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO C．升高反应温度，HCl 被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小 D．图中转化涉及反应中有两个属于氧化还原反应 答案　B 解析　由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O；CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl，则Y为HCl；Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O；CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2；CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2；综上所述，X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O，据此回答。A.由分析可知，Y为反应物HCl，W为生成物H2O，A正确；B.CuO 在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；C.总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；D.图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2→CuCl 和CuCl→Cu2OCl2，D正确；故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$