内容正文:
第三节 氧化还原反应
题型01 氧化还原反应概念
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
题型03 氧化还原反应电电子转移的表示方法
题型04 氧化还原反应过程分析
题型05 常见氧化剂还原剂
题型06 氧化还原反应规律
题型07 氧化还原反应的配平
题型08 氧化还原反应的计算
题型01 氧化还原反应概念
1.实质:有电子转移的反应叫作氧化还原反应。其中,物质所含元素的原子_________电子的反应叫氧化反应,物质所含元素的原子_________电子的反应叫还原反应。如如钠与氯气的反应,实质是钠原子_________电子,发生_________反应;氯原子_________电子,发生_________反应。
2.特征:反应前后有元素的化合价发生变化,且反应过程中化合价变化,为电子得失变化或电子对偏离变化。如:
3.氧化还原反应的理解
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”[氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化]。
(2)有单质参加或生成的反应_________属于氧化还原反应,如3O22O3。
(3)某元素由化合态变为游离态时,该元素_________被还原(被氧化),因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。
(4)氧化还原反应中的反应物_________都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质。
【典例1】(2026·北京第三十五中学高一月考)下列有关氧化还原叙述中,不正确的是( )
A.氧化还原反应的实质是电子转移 B.具有氧化性的物质在化学反应中一定作氧化剂
C.氧化剂氧化其他物质时,本身被还原 D.在反应中,电子从还原剂转移到氧化剂
【变式1-1】(2025·北京通州高一期中)下列关于氧化还原反应的叙述中,正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是发生化合价变化
B.氧化还原反应中一定存在电子的得失
C.具有氧化性的物质在化学反应中一定做氧化剂
D.氧化还原反应中一定既存在氧化反应,又存在还原反应
【变式1-2】下列反应属于氧化还原反应的是( )
A.NH3 + HClNH4Cl B.H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
C.CuO + H2 Cu + H2O D.2NaHCO3Na2CO3 + CO2↑ + H2O
【变式1-3】(2025·北京昌平高一期末)Deacon 催化氧化法可实现氯资源的再利用,该法的一种催化机理如下图所示,已知铜(Cu)元素的常见价态为0、+1、+2。
下列说法不正确的是( )
A.过程①中铜元素化合价不变 B.该方法中CuO可以循环利用
C.图中①~⑤有三个氧化还原反应 D.该转化的最终产物是Cl2和H2O
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型关系
1.关系图示
即:
(1)置换反应_________是氧化还原反应(填“一定”、“不一定”或“一定不”,下同)
(2)复分解反应_________不是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应_________是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应_________是氧化还原反应。
(5)有单质参加的化合反应_________是氧化还原反应。
2.特殊实例
值得注意的是,四种基本反应类型不包括所有的反应,例如:
(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型,但却属于氧化还原反应。
(2)3O22O3________四种基本反应类型,属于非氧化还原反应。
【典例2】(2026·北京第八十中学高一月考)下列化学反应属于氧化还原反应但不属于四大基本反应类型的是( )
A.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 B.NHH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
C.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 D.2HClO2HCl+O2↑
【变式2-1】氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图,则下列化学反应属于区域3的是( )
A.4NH3+5O24NO+6H2O B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 D.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【变式2-2】如下图所示相连环物质间能发生反应,不相连环物质间不能发生反应,你认为五环中物质间发生的反应没有涉及的基本反应类型和属于氧化还原反应的个数分别为( )
A.复分解反应、1 B.分解反应、2 C.化合反应、3 D.置换反应、2
【变式2-3】选择符合下列要求的化学反应,并把相应的字母填入括号内。
(1)既不是分解反应,又不是氧化还原反应的是( )
(2)既是分解反应,又是氧化还原反应的是( )
(3)只属于氧化还原反应的是( )
(4)只属于化合反应不属于氧化还原反应的是( )
A.Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2↑ B.2H2+O22H2O
C.2KClO32KCl+3O2↑ D.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
E.CaO+CO2===CaCO3 F.Cl2+2KI===2KCl+I2
G.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
题型03 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)含义:表明_________原子得到或失去电子的情况。
(2)示例:
(3)使用注意事项:
①箭头必须由_________物指向_________物,且两端对准_________元素。
②在“桥”上标明电子“_________”与“_________”,且得到与失去的电子总数必须_________。
③电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略。
2.单线桥法
(1)含义:表示反应前后________________原子间电子转移情况。
(2)示例:
(3)使用注意事项:
①单线桥必须画在_________中。
②箭头由__________________元素开始到__________________元素终止。
③不需要写“失去”、“得到”。
核心提示:双线桥法“线桥”从反应物到产物,单线桥法“线桥”只连__________。
【典例3】(2026·北京一七一中学高一月考)下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-1】下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是( )
【变式3-2】下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-3】饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)上述反应中,________元素的化合价升高,则该元素的原子________(填“得到”或“失去”)电子;而________元素的化合价降低,则该元素的原子被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目:
_____________________________________________________________。
题型04 氧化还原反应过程分析
1.氧化还原反应中的相关概念
①氧化剂与还原剂
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即__________电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即__________电子(或电子对偏离)的物质。
②氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被__________的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被__________的产物。
③氧化性与还原性
氧化性:物质得电子的性质,或物质_______电子的能力。
还原性:物质失电子的性质,或物质_______电子的能力。
2.氧化还原反应概念间的关系
【典例4】(2026·北京·阶段练习)已知 KBrO3可发生下列反应:2KBrO3+I2=2KIO3+Br2,下列有关说法不正确的是( )
A.该反应中氧化剂和还原剂化学计量数之比为1:2
B.该反应说明I2的还原性强于Br2
C.当有1个KBrO3参与反应时转移5个电子
D.KBrO3是氧化剂
【变式4-1】(2026·北京延庆高一期中)必须加入氧化剂才能实现的反应是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】工业上常用浓氨水检验氯气管道,其反应为:3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2,利用该反应中产生白烟这一现象来判断管道是否漏气,关于该反应的说法不正确的是
A.氧化剂是Cl2
B.氧化剂与还原剂的个数之比为3∶2
C.每生成1个N2,转移3个电子
D.被氧化与未被氧化的NH3个数之比为1∶3
【变式4-3】
8.储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步,但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,反应的化学方程式如下:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O
回答下列问题:
(1)该反应中,还原剂是_________(填化学式),被还原的元素是______(填元素符号)。
(2)该反应中,K2Cr2O7表现出___________(填“氧化性”或“还原性”),K2Cr2O7发生了___________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(3) H2SO4在该反应中表现出___________(填标号)。
A.只有酸性 B.只有氧化性 C.酸性和氧化性 D.酸性和还原性
(4)该反应中,还原反应得到的生成物是___________(填化学式)。
题型05 常见氧化剂还原剂
1.氧化剂
(1)氧化剂:氧化还原反应中__________电子(或电子对__________)的物质即氧化剂。
(3)氧化性:氧化剂所表现出__________的性质。
(3) 常见氧化剂
分类
实例
活泼的非金属单质
卤素单质、O2、S等
某些阳离子
___________________等
含较高价态元素的物质
某些含氧化合物:MnO2、NO2、H2O2、Na2O2等;氧化性酸:浓硫酸、硝酸;某些盐:KMnO4、KClO3、FeCl3等
(4)氧化产物:还原剂被_______生成的物质。
2.还原剂
(1)还原剂:氧化还原反应中__________电子(或电子对__________)的物质即还原剂。
(2)还原性:还原剂所表现出__________的性质。
(3)常见的还原剂
活泼__________单质
Na、Mg、Al、Zn等
非金属单质
H2、C、P等
含较低价态元素的物质
某些氧化物:CO、SO2;还原性酸:HCl、H2S;某些盐:Na2S、FeCl2等
(4)还原产物:氧化剂被__________生成的物质。
【典例5】(2026·北京高一期中)某化学兴趣小组进行如下实验:
实验① 向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体Cl2;
实验② 向FeCl2溶液中通入少量实验①中产生的Cl2,溶液变为黄色;
实验③ 取实验②中生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变为蓝色。
下列判断正确的是( )
序号
反应物
产物
①
氧化剂:KMnO4
还原剂:HCl
氧化产物:Cl2
②
氧化剂:Cl2
还原剂:FeCl2
氧化产物:FeCl3
③
氧化剂:FeCl3
还原剂:KI
氧化产物:I2
A.上述实验证明氧化性:MnO4 ->Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.Cl2不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
【变式5-1】(2026·北京第八十中学高一月考)下列粒子中,既有氧化性又有还原性的是( )
A.Na+ B.H+ C.Fe2+ D.Cl-
【变式5-2】下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是( )
A.HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4 B.Al、CO、O2、H2
C.Zn、C、H2、CO D.KClO3、MnO2、C、Fe
【变式5-3】下列物质按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的是( )
A.O2、K、Cl2 B.Cl2、Al、H2 C.NO2、SO2、H2O D.HNO3、HCl、Fe2+
题型06 氧化还原反应规律
守恒律
定义
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中______电子总数与______电子总数相等。即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。
应用
①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。
②配平氧化还原反应方程式。
强弱律
定义
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
应用
①判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。
②判断某氧化还原反应能否正常进行。
优先律
定义
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
应用
①判断某一氧化还原反应能否正常进行。
②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。
如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:2I-+Cl2===____________,然后发生反应:2Br-+Cl2===____________。
价态律
定义
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有______性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有______性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有______性又有______性(如SO2中的S元素)。
应用
①判断氧化还原反应能不能发生。
②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。
转化律
定义
同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不______,最多达到同种价态。
应用
如:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O( )、5Cl-+ClO3-+6H+===3Cl2↑+3H2O。
【典例6】(2025·北京第八十中学高一期中)已知:
反应(Ⅰ)Co2O3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+3H2O;
反应(Ⅱ)5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3。
下列说法正确的是( )
A.还原性:CoCl2>HCl>I2 B.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3
C.反应Ⅰ中HCl是氧化剂 D.反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应
【变式6-1】现有下列几个离子反应:
①Cr2O72-+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-
③2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
下列有关性质的比较正确的是( )
A.氧化性:Cr2O72->Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2> Cr2O72-
C.还原性:SO2<Fe2+<Br- D.还原性:Cl->Cr3+>Fe2+
【变式6-2】已知有如下反应:①2BrO3-+ Cl2=2ClO3-+Br2;②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;③2FeCl2+Cl2=2FeCl3根据上述反应,判断下列结论中正确的是( )
A.Cl2在反应②中只是氧化产物
B.Cl2在①③反应中均做氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:BrO3->Cl2>ClO3->Fe3+
D.溶液中可发生:ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++ Cl-+3H2O
【变式6-3】已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应的化学方程式错误的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
题型07 氧化还原方程式的配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
3.特殊的配平方法
(1)逆向配平法(主要用于同种元素之间发生的歧化反应)
通过逆向将方程式进行配平。
例如:
,
由于S的化合价既升又降,不好确定。但逆向看:K2S中的S升高2价,K2SO3中的S降低4价,所以K2S、K2SO3的化学计量数分别为2、1,然后再确定S的化学计量数为3。
(2)缺项配平法
先配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由元素守恒确定未知物,再根据原子守恒和电荷守恒进行配平。其补项原则如表所示:
条件
补项原则
酸性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
【典例7】(2025·北京第一0一中学高一期中)做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4-+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++,关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化剂是H2C2O4 B.该反应右边方框内的产物是OH-
C.配平该反应方程式后,的系数是6 D.该反应氧化剂与还原剂的个数之比为5:2
【变式7-1】配平下列方程式
(1)______H2C2O4+_____KClO3+_____H2SO4=_____ClO2↑+______CO2↑+______KHSO4+_____H2O
(2)______C2H5OH+_____KMnO4+_____H2SO4=_____K2SO4+_____MnSO4+______CO2↑+_____H2O
【变式7-2】(2026·北京第八十中学高一月考)高铁酸钠Na2FeO4是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂,投入水中会迅速发生反应。
(1) Na2FeO4中Fe的化合价为 。
(2)已知:常温下高铁酸钠为紫红色固体,将Na2FeO4投入水中,有气体生成,同时有红褐色沉淀产生,则Na2FeO4与水反应的化学方程式为 。
(3)在工业上制备Na2FeO4的方法有多种。
Ⅰ、干法制备的反应原理如下:, ,每生成4分子M,转移的电子数目是 。
Ⅱ、湿法制备的工艺流程如下:
反应a中,生成物除了Na2FeO4外,另一种盐的化学式为 。
【变式7-3】(2026·北京延庆高一期中)次磷酸钠(NaH2PO2)具有强还原性,在制药等多个领域具有广泛的应用。
I.利用黄磷(P)、NaOH和H2O制备NaH2PO2,涉及三个阶段。
①阶段一:和NaOH反应生成NaH2PO2和PH3。
②阶段二:PH3被H2O2氧化为H3PO2。
③阶段三:H3PO2与过量的NaOH反应,生成NaH2PO2。
(1)阶段一发生反应的化学方程式是 。
(2)阶段二发生反应的化学方程式是 。
(3)阶段三发生反应的化学方程式是 ,其中NaH2PO2属于 (填“正盐”或“酸式盐”)。
Ⅱ.利用NaH2PO2和CuSO4可除去酸性废水中的Cl-。
(4)配平下列化学方程式: 。
_______ Cu2++ H2PO2-_______ Cl-+______________ CuCl↓+H3PO3+_______
题型08 氧化还原反应的计算
1.计算依据:得失电子守恒
在氧化还原反应中,转移电子数=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.解题步骤:
【典例8】已知在碱性溶液中可发生如下反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl2=2MO4n-+6Cl-+8H2O,则MO4n-中M的化合价是( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
【变式8-1】在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是( )
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
【变式8-2】已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5H2O。则RO中R的化合价是( )
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【变式8-3】Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的计量系数之比为1∶16,则x的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
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第三节 氧化还原反应
题型01 氧化还原反应概念
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
题型03 氧化还原反应电电子转移的表示方法
题型04 氧化还原反应过程分析
题型05 常见氧化剂还原剂
题型06 氧化还原反应规律
题型07 氧化还原反应的配平
题型08 氧化还原反应的计算
题型01 氧化还原反应概念
1.实质:有电子转移的反应叫作氧化还原反应。其中,物质所含元素的原子失去电子的反应叫氧化反应,物质所含元素的原子得到电子的反应叫还原反应。如如钠与氯气的反应,实质是钠原子失去电子,发生氧化反应;氯原子得到电子,发生还原反应。
2.特征:反应前后有元素的化合价发生变化,且反应过程中化合价变化,为电子得失变化或电子对偏离变化。如:
3.氧化还原反应的理解
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”[氧化剂、得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化]。
(2)有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O22O3。
(3)某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原(被氧化),因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。
(4)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质。
【典例1】(2026·北京第三十五中学高一月考)下列有关氧化还原叙述中,不正确的是( )
A.氧化还原反应的实质是电子转移 B.具有氧化性的物质在化学反应中一定作氧化剂
C.氧化剂氧化其他物质时,本身被还原 D.在反应中,电子从还原剂转移到氧化剂
【答案】B
【解析】A项,氧化还原反应的实质是电子转移(包括得失或偏移),A正确;B.具有氧化性的物质可能不参与反应或充当其他角色,并非一定作氧化剂,例如过氧化氢具有氧化性,但是与酸性高锰酸钾反应的时候,过氧化氢是还原剂,B错误;C.氧化剂具有氧化性,本身被还原剂还原,C正确;D.还原剂失去电子,氧化剂得到电子,电子从还原剂转移到氧化剂,D正确;故选B。
【变式1-1】(2025·北京通州高一期中)下列关于氧化还原反应的叙述中,正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是发生化合价变化
B.氧化还原反应中一定存在电子的得失
C.具有氧化性的物质在化学反应中一定做氧化剂
D.氧化还原反应中一定既存在氧化反应,又存在还原反应
【答案】D
【解析】A项,氧化还原反应的本质是有电子的转移,故A错误;B.氧化还原反应中一定存在电子的转移,转移的方式有得失和偏移,不一定存在电子的得失,故B错误;C.氧化剂是在发生化学反应中有元素化合价降低的物质,有些物质虽具有氧化性但在具体反应中不一定表现其氧化性,例如SO2具有氧化性,但在与氯气等强氧化剂反应时会做还原剂,故C错误;D.氧化还原反应中,氧化反应和还原反应一定是同时发生的,故D正确;故选D。
【变式1-2】下列反应属于氧化还原反应的是( )
A.NH3 + HClNH4Cl B.H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
C.CuO + H2 Cu + H2O D.2NaHCO3Na2CO3 + CO2↑ + H2O
【答案】C
【解析】氧化还原的实质是有电子的转移,特征是有化合价升降,选项A、B、D涉及反应中均没有元素化合价发生改变,故不属于氧化还原反应,CuO与H2反应时,Cu元素化合价由+2价降低到0价,H元素化合价由0价升高到+1,属于氧化还原反应,故选C。
【变式1-3】(2025·北京昌平高一期末)Deacon 催化氧化法可实现氯资源的再利用,该法的一种催化机理如下图所示,已知铜(Cu)元素的常见价态为0、+1、+2。
下列说法不正确的是( )
A.过程①中铜元素化合价不变 B.该方法中CuO可以循环利用
C.图中①~⑤有三个氧化还原反应 D.该转化的最终产物是Cl2和H2O
【答案】C
【解析】反应①为CuO+HCl=Cu(OH)Cl,反应②为2Cu(OH)Cl= Cu2OCl2+H2O,反应③为2CuCl+O2=Cu2OCl2,反应④为Cu2OCl2=CuCl2+CuO,反应⑤为2CuCl2=2CuCl+Cl2。循环过程中HCl和O2为反应物,Cl2和H2O为产物,CuO为催化剂,总反应为:。A项,反应①为CuO+HCl=Cu(OH)Cl,铜元素均为+2价,化合价未发生变化,A正确;B.根据分析,CuO为催化剂,可以循环利用,B正确;C.根据分析,①~⑤中③、⑤为氧化还原反应,有2个氧化还原反应,C错误;D.根据分析,总反应为:,该转化的最终产物是Cl2和H2O,D正确;故选C。
题型02 氧化还原反应与四种基本反应类型关系
1.关系图示
即:
(1)置换反应一定是氧化还原反应(填“一定”、“不一定”或“一定不”,下同)
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应不一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
(5)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
2.特殊实例
值得注意的是,四种基本反应类型不包括所有的反应,例如:
(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型,但却属于氧化还原反应。
(2)3O22O3不属于四种基本反应类型,属于非氧化还原反应。
【典例2】(2026·北京第八十中学高一月考)下列化学反应属于氧化还原反应但不属于四大基本反应类型的是( )
A.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 B.NHH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O
C.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 D.2HClO2HCl+O2↑
【答案】A
【解析】A项,Fe2O3与CO反应生成Fe和CO2,Fe的化合价从+3价降至0价,Fe2O3被还原,CO中的O元素化合价从-2价升至+4价,CO被氧化,属于氧化还原反应。该反应的反应物为两种化合物,生成物为一种单质和一种化合物,不属于置换、分解、化合或复分解反应中的任何一种,因此不属于四大基本反应类型,A正确;B.NH4HCO3分解为NH3、H2O和CO2,属于分解反应。反应中N、C、O的化合价均未变化,不属于氧化还原反应,B错误;C.Fe(OH)2与O2、H2O反应生成Fe(OH)3,Fe的化合价从+2价升至+3价,Fe(OH)2被氧化,O2中的O的化合价从0价降至-2价,O2被还原,属于氧化还原反应。反应物为三种物质,生成物为一种物质,属于化合反应,是四大基本反应类型之一,C错误;D.HClO分解为HCl和O2,Cl元素的化合价从+1价降至-1价,被还原,O元素的化合价从-2价升至0价,被氧化,属于氧化还原反应。但该反应为分解反应,属于四大基本反应类型之一,D错误;故选A。
【变式2-1】氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图,则下列化学反应属于区域3的是( )
A.4NH3+5O24NO+6H2O B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 D.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【答案】A
【解析】区域3所表示的反应是氧化还原反应,但不是置换反应,不是化合反应,也不是分解反应,据此分析判断。A项,4NH3+5O24NO+6H2O是氧化还原反应,不是置换反应,不是化合反应,也不是分解反应,属于区域3,故A选;B项,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑不是氧化还原反应,是分解反应,不属于区域3,故B不选;C项,4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3是氧化还原反应,也是化合反应,不属于区域3,故C不选;D项,Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑是氧化还原反应,又是置换反应,不属于区域3,故D不选;故选A。
【变式2-2】如下图所示相连环物质间能发生反应,不相连环物质间不能发生反应,你认为五环中物质间发生的反应没有涉及的基本反应类型和属于氧化还原反应的个数分别为( )
A.复分解反应、1 B.分解反应、2 C.化合反应、3 D.置换反应、2
【答案】B
【解析】五种物质间发生的反应分别为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,HCl+NaOH===NaCl+H2O,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O(或NaOH+CO2===NaHCO3),CO2+C2CO。其中不涉及分解反应,属于氧化还原反应的有2个。
【变式2-3】选择符合下列要求的化学反应,并把相应的字母填入括号内。
(1)既不是分解反应,又不是氧化还原反应的是( )
(2)既是分解反应,又是氧化还原反应的是( )
(3)只属于氧化还原反应的是( )
(4)只属于化合反应不属于氧化还原反应的是( )
A.Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2↑ B.2H2+O22H2O
C.2KClO32KCl+3O2↑ D.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
E.CaO+CO2===CaCO3 F.Cl2+2KI===2KCl+I2
G.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
【答案】(1)DE (2)C (3)G (4)E
【解析】根据氧化还原反应与化学反应类型的关系进行分析:A为分解反应,无单质生成,所以不是氧化还原反应;B为有单质参加的化合反应,是氧化还原反应;C为有单质生成的分解反应,是氧化还原反应;D为复分解反应,不是氧化还原反应;E为无单质参加的化合反应,不是氧化还原反应;F为置换反应,属于氧化还原反应;G只属于氧化还原反应,不属于任何基本反应类型。
题型03 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)含义:表明同一元素原子得到或失去电子的情况。
(2)示例:
(3)使用注意事项:
①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略。
2.单线桥法
(1)含义:表示反应前后不同元素原子间电子转移情况。
(2)示例:
(3)使用注意事项:
①单线桥必须画在反应物中。
②箭头由化合价升高元素开始到化合价降低元素终止。
③不需要写“失去”、“得到”。
核心提示:双线桥法“线桥”从反应物到产物,单线桥法“线桥”只连反应物。
【典例3】(2026·北京一七一中学高一月考)下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A项,锰元素化合价降低,得到两个电子,氯元素化合价升高,失去两个电子,A错误;B.单线桥由还原剂指向氧化剂,铁单质失去两个电子,铁离子得到两个电子,B正确;C.氯气分子中有部分氯失去一个电子生成次氯酸钠,部分得到一个电子生成氯化钠,C错误;D.氯酸钾中氯得到五个电子,只有五分子氯化氢失去五个电子,且单线桥法表示得失电子数,只需要在箭头上方写出电子数,D错误;故选B。
【变式3-1】下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是( )
【答案】B
【解析】A项,锌失去电子,氢元素得到电子,错误;B项,氯酸钾中氯元素由+5价降低到0价,得到5个电子,盐酸中氯元素由-1价升高到0价,失去5个电子,正确;C项,2 mol铁失去6 mol电子,3 mol氯气得到6 mol电子,错误;D项,1 mol铜失去2 mol电子,硝酸得到2 mol电子,错误。
【变式3-2】下列有关氧化还原反应的表示方法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A项,该反应中Mn元素得电子化合价由+4价变为+2价,Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为2,电子转移方向和数目为,故A正确;B项,该反应中Cl元素得电子化合价由+5价变为0价、Cl元素失电子化合价由-1价变为0价,转移电子数为5,不是6,,故B错误;C项,Cl元素化合价降低得电子,氧元素升高失电子,转移电子数为12,则单线桥表示电子转移的方向和数目,故C正确;D项,过氧化钠中-1价的氧元素部分升高为0价,部分降低为-2价,每摩过氧化钠反应转移1mol电子,电子转移方向和数目为,故D正确;故选B。
【变式3-3】饮用水中的NO对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)上述反应中,________元素的化合价升高,则该元素的原子________(填“得到”或“失去”)电子;而________元素的化合价降低,则该元素的原子被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目:
_____________________________________________________________。
【答案】 (1)Al 失去 N 还原
【解析】在题述反应中铝元素由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;氮元素由+5价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原。
题型04 氧化还原反应过程分析
1.氧化还原反应中的相关概念
①氧化剂与还原剂
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
②氧化产物与还原产物
氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
③氧化性与还原性
氧化性:物质得电子的性质,或物质得电子的能力。
还原性:物质失电子的性质,或物质失电子的能力。
2.氧化还原反应概念间的关系
【典例4】(2026·北京·阶段练习)已知 KBrO3可发生下列反应:2KBrO3+I2=2KIO3+Br2,下列有关说法不正确的是( )
A.该反应中氧化剂和还原剂化学计量数之比为1:2
B.该反应说明I2的还原性强于Br2
C.当有1个KBrO3参与反应时转移5个电子
D.KBrO3是氧化剂
【答案】A
【解析】A项,反应中KBrO3中Br的化合价降低,被还原,氧化剂是KBrO3,I的化合价升高,被氧化,还原剂是I2,反应中两者的物质的量之比为2:1,而非1:2,A错误;B.反应中I的化合价升高,被氧化,I2作为还原剂,Br的化合价降低,被还原,Br2为还原产物,则有还原性:I2>Br2,B正确;C.每个KBrO3中的Br从+5→0,得到5个电子,即反应中转移5个电子,C正确;D.KBrO3中Br的化合价降低,被还原,是氧化剂,D正确;故选A。
【变式4-1】(2026·北京延庆高一期中)必须加入氧化剂才能实现的反应是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A项,铜化合价降低,被还原,需加入还原剂,A错误;B.铁元素化合价升高,失去电子被氧化,需加入氧化剂就可以实现,B正确;C.硫化合价降低,被还原,需加入还原剂,C错误;D.不存在化合价改变,无需氧化剂,D错误;故选B。
【变式4-2】工业上常用浓氨水检验氯气管道,其反应为:3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2,利用该反应中产生白烟这一现象来判断管道是否漏气,关于该反应的说法不正确的是
A.氧化剂是Cl2
B.氧化剂与还原剂的个数之比为3∶2
C.每生成1个N2,转移3个电子
D.被氧化与未被氧化的NH3个数之比为1∶3
【答案】C
【解析】A项,在反应中,Cl元素由0价降低到-1价,所以Cl2是氧化剂,正确;B项,Cl2是氧化剂,但“8NH3”中只有“2NH3”作还原剂,所以氧化剂与还原剂的个数之比为3∶2,正确;C项,在反应中,发生价态变化的氮元素,由-3价升为0价,所以每生成1个N2,转移6个电子,不正确;D项,“8NH3”中只有“2NH3”作还原剂,“6NH3”显碱性,所以被氧化与未被氧化的NH3个数之比为2∶6=1∶3,正确。
【变式4-3】
8.储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步,但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,反应的化学方程式如下:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O
回答下列问题:
(1)该反应中,还原剂是_________(填化学式),被还原的元素是______(填元素符号)。
(2)该反应中,K2Cr2O7表现出___________(填“氧化性”或“还原性”),K2Cr2O7发生了___________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
(3) H2SO4在该反应中表现出___________(填标号)。
A.只有酸性 B.只有氧化性 C.酸性和氧化性 D.酸性和还原性
(4)该反应中,还原反应得到的生成物是___________(填化学式)。
【答案】(1)C Cr (2)氧化性 还原反应 (3)A (4)Cr2(SO4)3
【解析】(1)该反应中,C的化合价升高,作还原剂;K2Cr2O7中Cr的化合价降低,被还原;(2)K2Cr2O7中Cr的化合价降低,K2Cr2O7作氧化剂,具有氧化性;被还原,发生还原反应;(3)H2SO4与Cr、K原子反应生成盐,且化合价未变,在该反应中表现酸性,故选A;(4)K2Cr2O7发生了还原反应,生成Cr2(SO4)3。
题型05 常见氧化剂还原剂
1.氧化剂
(1)氧化剂:氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的物质即氧化剂。
(3)氧化性:氧化剂所表现出得电子的性质。
(3) 常见氧化剂
分类
实例
活泼的非金属单质
卤素单质、O2、S等
某些阳离子
H+、Ag+、Fe3+、Cu2+等
含较高价态元素的物质
某些含氧化合物:MnO2、NO2、H2O2、Na2O2等;氧化性酸:浓硫酸、硝酸;某些盐:KMnO4、KClO3、FeCl3等
(4)氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。
2.还原剂
(1)还原剂:氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的物质即还原剂。
(2)还原性:还原剂所表现出失电子的性质。
(3)常见的还原剂
活泼金属单质
Na、Mg、Al、Zn等
非金属单质
H2、C、P等
含较低价态元素的物质
某些氧化物:CO、SO2;还原性酸:HCl、H2S;某些盐:Na2S、FeCl2等
(4)还原产物:氧化剂被还原生成的物质。
【典例5】(2026·北京高一期中)某化学兴趣小组进行如下实验:
实验① 向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体Cl2;
实验② 向FeCl2溶液中通入少量实验①中产生的Cl2,溶液变为黄色;
实验③ 取实验②中生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变为蓝色。
下列判断正确的是( )
序号
反应物
产物
①
氧化剂:KMnO4
还原剂:HCl
氧化产物:Cl2
②
氧化剂:Cl2
还原剂:FeCl2
氧化产物:FeCl3
③
氧化剂:FeCl3
还原剂:KI
氧化产物:I2
A.上述实验证明氧化性:MnO4 ->Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.Cl2不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
【答案】A
【解析】A项,氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据实验①、②、③的氧化还原反应,得出氧化性顺序为MnO4 ->Cl2>Fe3+>I2,A正确;B.三个实验均为氧化还原反应,B错误;C.Cl2的氧化性强于I2,能使淀粉KI试纸变蓝,C错误;D.实验②中Fe2+仅作为还原剂被氧化,未体现氧化性,D错误;故选A。
【变式5-1】(2026·北京第八十中学高一月考)下列粒子中,既有氧化性又有还原性的是( )
A.Na+ B.H+ C.Fe2+ D.Cl-
【答案】C
【解析】A项,Na+中钠元素为+1价,是最高价态,只能被还原,故只有氧化性,A不符合题意;B.H+中氢元素为+1价,是最高价态,只能被还原,故只有氧化性,B不符合题意;C.Fe2+中铁元素为+2价,处于中间价态,可被氧化为Fe3+(还原性)或被还原为Fe(氧化性),既有氧化性又有还原性,C符合题意;D.Cl-中氯元素为-1价,是最低价态,只能被氧化,故只有还原性,D不符合题意;故选C。
【变式5-2】下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是( )
A.HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4 B.Al、CO、O2、H2
C.Zn、C、H2、CO D.KClO3、MnO2、C、Fe
【答案】C
【解析】A中常用作氧化剂;B中氧气,D中KClO3、MnO2都常用作氧化剂。
【变式5-3】下列物质按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的是( )
A.O2、K、Cl2 B.Cl2、Al、H2 C.NO2、SO2、H2O D.HNO3、HCl、Fe2+
【答案】A
【解析】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。O2只有氧化性,K只有还原性,Cl2既有氧化性又有还原性,故A正确;Cl2和H2既有氧化性又有还原性,Al只有还原性,故B错误;NO2、SO2、H2O都既有氧化性又有还原性,故C错误;HNO3只有氧化性,HCl和Fe2+既有氧化性又有还原性,故D错误。
题型06 氧化还原反应规律
守恒律
定义
化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。即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。
应用
①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。
②配平氧化还原反应方程式。
强弱律
定义
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
应用
①判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。
②判断某氧化还原反应能否正常进行。
优先律
定义
当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧化剂)反应。
应用
①判断某一氧化还原反应能否正常进行。
②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。
如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2,然后发生反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。
价态律
定义
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。
应用
①判断氧化还原反应能不能发生。
②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。
转化律
定义
同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
应用
如:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O( )、5Cl-+ClO3-+6H+===3Cl2↑+3H2O。
【典例6】(2025·北京第八十中学高一期中)已知:
反应(Ⅰ)Co2O3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+3H2O;
反应(Ⅱ)5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3。
下列说法正确的是( )
A.还原性:CoCl2>HCl>I2 B.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3
C.反应Ⅰ中HCl是氧化剂 D.反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应
【答案】B
【解析】A项,反应Ⅰ中HCl作为还原剂,其还原性应强于还原产物CoCl2,因此还原性顺序应为HCl>CoCl2,A错误;B.反应Ⅰ中Co2O3为氧化剂,Cl2为氧化产物,故氧化性Co2O3>Cl2;反应Ⅱ中Cl2为氧化剂,HIO3为氧化产物,故氧化性Cl2>HIO3,B正确;C.反应Ⅰ中HCl的Cl元素部分被氧化为Cl2,因此HCl是还原剂而非氧化剂,C错误;D.反应Ⅱ中Cl2的Cl元素化合价从0降至-1(HCl),发生还原反应,D错误;故选B。
【变式6-1】现有下列几个离子反应:
①Cr2O72-+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-
③2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
下列有关性质的比较正确的是( )
A.氧化性:Cr2O72->Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2> Cr2O72-
C.还原性:SO2<Fe2+<Br- D.还原性:Cl->Cr3+>Fe2+
【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可推知,氧化性强弱顺序为Cr2O72->Cl2>Br2>Fe3+>SO42-;还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Br->Cl->Cr3+。
【变式6-2】已知有如下反应:①2BrO3-+ Cl2=2ClO3-+Br2;②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;③2FeCl2+Cl2=2FeCl3根据上述反应,判断下列结论中正确的是( )
A.Cl2在反应②中只是氧化产物
B.Cl2在①③反应中均做氧化剂
C.氧化性强弱的顺序为:BrO3->Cl2>ClO3->Fe3+
D.溶液中可发生:ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++ Cl-+3H2O
【答案】D
【解析】A项,②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O,③2FeCl2+Cl2=2FeCl3反应均属于归中反应,所以Cl2即是氧化产物,又是还原产物,故A错误;B项,在①2BrO3-+ Cl2=2ClO3-+Br2反应中,Cl2的化合价升高了,做还原剂,故B错误;C项,根据①2BrO3-+ Cl2=2ClO3-+Br2可知,氧化性:BrO3->ClO3-;②根据ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O可知,氧化性:ClO3->Cl2③根据2FeCl2+Cl2=2FeCl3可知,氧化性:Cl2>Fe3+,则氧化性强弱的顺序为:BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+,故C错误;D项,根据上述分析BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+可知,溶液中可发生:ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++ Cl-+3H2O,故D正确;故选D。
【变式6-3】已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应的化学方程式错误的是( )
A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
【答案】A
【解析】此题可结合题给信息:氧化性强弱顺序Co2O3>Cl2>FeCl3>I2,可推知还原性强弱顺序I->Fe2+>Cl->Co2+,然后根据氧化剂先氧化强还原剂的规律,知A选项中Cl2应该先氧化I-后氧化Fe2+,所以A项错误。
题型07 氧化还原方程式的配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
3.特殊的配平方法
(1)逆向配平法(主要用于同种元素之间发生的歧化反应)
通过逆向将方程式进行配平。
例如:
,
由于S的化合价既升又降,不好确定。但逆向看:K2S中的S升高2价,K2SO3中的S降低4价,所以K2S、K2SO3的化学计量数分别为2、1,然后再确定S的化学计量数为3。
(2)缺项配平法
先配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由元素守恒确定未知物,再根据原子守恒和电荷守恒进行配平。其补项原则如表所示:
条件
补项原则
酸性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
【典例7】(2025·北京第一0一中学高一期中)做实验时不小心粘了一些高锰酸钾,皮肤上的斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4-+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++,关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化剂是H2C2O4 B.该反应右边方框内的产物是OH-
C.配平该反应方程式后,的系数是6 D.该反应氧化剂与还原剂的个数之比为5:2
【答案】C
【解析】MnO4-中Mn由+7→+2,降5(MnO4-为氧化剂),H2C2O4中C由+3→+4,升( H2C2O4为还原剂);初步配平为5H2C2O4+2MnO4-+H+→10CO2↑+2Mn2++,据电荷守恒H+配6,所缺物质为H2O,配平后方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;A项,由分析知H2C2O4作还原剂,A错误;B.由分析知所缺物质为H2O,B错误;C.由分析知H+的系数为6,C正确;D.由分析知氧化剂与还原剂的个数之比为2:5,D错误;故选C。
【变式7-1】配平下列方程式
(1)______H2C2O4+_____KClO3+_____H2SO4=_____ClO2↑+______CO2↑+______KHSO4+_____H2O
(2)______C2H5OH+_____KMnO4+_____H2SO4=_____K2SO4+_____MnSO4+______CO2↑+_____H2O
【答案】(1)H2C2O4+2KClO3+2H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O
(2)5C2H5OH+12KMnO4+18H2SO4=6K2SO4+12MnSO4+10CO2↑+33H2O
【解析】(1)反应中KClO3→ClO2,Cl元素化合价由+5价降低到+4价,共降低1价,H2C2O4→CO2,C元素化合价由+3价升高到+4价,每消耗1个H2C2O4,共升高2价,化合价升降最小公倍数为2,故KClO3、ClO2前系数为2,H2C2O4前系数为1,CO2前系数为2,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为H2C2O4+2KClO3+2H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O;(2)反应中KMnO4→MnSO4,Mn元素化合价由+7价降低到+2价,共降低5价,C2H5OH→CO2,C元素化合价由-2价升高到+4价,每消耗1个C2H5OH,共升高12价,化合价升降最小公倍数为60,故KMnO4、MnSO4前系数为12,C2H5OH前系数为5,CO2前系数为10,再根据原子守恒配平其它物质的系数,配平后的方程式为5C2H5OH+12KMnO4+18H2SO4=6K2SO4+12MnSO4+10CO2↑+33H2O。
【变式7-2】(2026·北京第八十中学高一月考)高铁酸钠Na2FeO4是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂,投入水中会迅速发生反应。
(1) Na2FeO4中Fe的化合价为 。
(2)已知:常温下高铁酸钠为紫红色固体,将Na2FeO4投入水中,有气体生成,同时有红褐色沉淀产生,则Na2FeO4与水反应的化学方程式为 。
(3)在工业上制备Na2FeO4的方法有多种。
Ⅰ、干法制备的反应原理如下:, ,每生成4分子M,转移的电子数目是 。
Ⅱ、湿法制备的工艺流程如下:
反应a中,生成物除了Na2FeO4外,另一种盐的化学式为 。
【答案】(1)+6
(2)4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8NaOH
(3)1 40 NaCl
【解析】(1)根据化合价的代数和为0,Na2FeO4中Na为+1价,O为-2价,则Fe的化合价应为+6;
(2)常温下高铁酸钠为紫黑色固体,将Na2FeO4投入水中,有气体生成,同时有红褐色沉淀产生,说明反应产生Fe(OH)3和O2,则Na2FeO4与水反应的化学方程式为:4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8NaOH;
(3)Ⅰ根据干法制备的原理方程式分析,反应产生气体M,应为O2,根据Fe元素守恒,则a应为2,再根据O元素守恒,则b应为1,M为O2,反应为氧化还原反应,化合价升高的元素有Fe和O,Fe从+2价升高为+6价,O从-1价升高为0价,根据电子得失守恒,则每生成1分子M时,转移的电子数为2×(6-2)+2×[0-(-1)]=10,则生成4分子M时转移电子数为40;Ⅱ反应a中,FeCl3、NaOH和NaClO发生反应生成Na2FeO4,从元素角度分析另一种盐,ClO-被还原为Cl-,则另一种盐应为NaCl。
【变式7-3】(2026·北京延庆高一期中)次磷酸钠(NaH2PO2)具有强还原性,在制药等多个领域具有广泛的应用。
I.利用黄磷(P)、NaOH和H2O制备NaH2PO2,涉及三个阶段。
①阶段一:和NaOH反应生成NaH2PO2和PH3。
②阶段二:PH3被H2O2氧化为H3PO2。
③阶段三:H3PO2与过量的NaOH反应,生成NaH2PO2。
(1)阶段一发生反应的化学方程式是 。
(2)阶段二发生反应的化学方程式是 。
(3)阶段三发生反应的化学方程式是 ,其中NaH2PO2属于 (填“正盐”或“酸式盐”)。
Ⅱ.利用NaH2PO2和CuSO4可除去酸性废水中的Cl-。
(4)配平下列化学方程式: 。
_______ Cu2++ H2PO2-_______ Cl-+______________ CuCl↓+H3PO3+_______
【答案】(1)4P+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3
(2)PH3+2H2O2=H3PO2+2H2O
(3) H3PO2+NaOH=NaH2PO2+H2O 正盐
(4)2Cu2++ H2PO2-+2Cl-+H2O2CuCl↓+H3PO3+H+
【解析】(1)P和NaOH反应生成NaH2PO2和PH3,部分磷化合价由0变为+1、部分由0变为-3,结合电子守恒,反应为:4P+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3;
(2)PH3被H2O2氧化为H3PO2,反应中磷化合价由-3变为+1、过氧化氢中氧化合价由-1变为-2,结合电子守恒,反应为:PH3+2H2O2=H3PO2+2H2O;
(3)H3PO2与过量的NaOH反应,生成NaH2PO2,反应为:H3PO2+NaOH=NaH2PO2+H2O,因为NaOH足量,说明NaH2PO2中的H不能被中和,所以NaH2PO2属于正盐;
(4)反应中铜化合价由+2变为+1、磷化合价由+1变为+3,结合电子守恒、质量守恒,反应为:2Cu2++ H2PO2-+2Cl-+H2O2CuCl↓+H3PO3+H+。
题型08 氧化还原反应的计算
1.计算依据:得失电子守恒
在氧化还原反应中,转移电子数=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.解题步骤:
【典例8】已知在碱性溶液中可发生如下反应:2M(OH)3+10OH-+3Cl2=2MO4n-+6Cl-+8H2O,则MO4n-中M的化合价是( )
A.+4 B.+5 C.+6 D.+7
【答案】C
【解析】方法1:由电荷守恒得:10=6+2n,所以n=2,根据离子中化合价的代数和等于其所带电荷数计算M化合价,MO4n-中O化合价为-2,则M化合价为-2-(-2)×4=+6;
方法2:设M化合价为x,根据得失电子守恒得3×2×[0-(-1)]=2×(x-3),x=+6。
【变式8-1】在一定条件下,RO和F2可发生如下反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是( )
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
【答案】B
【解析】方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1。
设元素R在RO中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5。
方法2:设元素R在RO中的化合价为x。根据氧化还原反应中,得失电子守恒有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,所以x=+5。
【变式8-2】已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5H2O。则RO中R的化合价是( )
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
【答案】D
【解析】根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得:3+4=2n+3,解得n=2,在RO中,设R的化合价为x,则x-2×4=-2,解得x=+6,D正确。
【变式8-3】Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的计量系数之比为1∶16,则x的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【解析】Na2 x―→xNa2O4,NaO―→Na ,得关系式1×·x=16×2,x=5。
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