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,实质是钠原子失去电子,发生氧化反应;氯原子_________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_________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】(2025·浙江衢州六校联盟高一期中)下列反应不属于氧化还原反应的是( )
A.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ B.NaOH+HCl=NaCl+H2O
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D.CuO+H2Cu+H2O
【变式1-1】(2025·浙江宁波三锋教研联盟高一期中)下列属于非氧化还原反应的是( )
A.2FeCl2+Cl2=2FeCl3 B.2O3=3O2
C.Cl2 + 2KBr ═ Br2 + 2KCl D.2FeCl3+Cu==CuCl2+2FeCl2
【变式1-2】下列反应都有沉淀生成,其中属于氧化还原反应的是( )
A.Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓ B.4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3↓
C.FeCl3+3KOH=Fe(OH)3↓+3KCl D.CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
【变式1-3】
5.(2025·浙江杭州九中高一期中)《中国诗词大会》带动全民重温那些曾经学过的古诗词,分享诗词之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。思考下列诗句涉及氧化还原反应的是( )
A.大漠孤烟直,长河落日圆 B.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
C.明月松间照,清泉石上流 D.粉骨碎身全不怕,要留清白在人间
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】(2025·浙大附中高一期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.2HClO2HCl+O2↑ B.
C. D.NaH+H2O=NaOH+H2↑
【变式2-1】(2025·浙江省嘉兴八校联盟高一期中)下列反应属于阴影部分的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【变式2-3】(2025·浙大附中高一期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.2HClO2HCl+O2↑ B.
C. D.NaH+H2O=NaOH+H2↑
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】(2025·浙江台州市山海协作体高一期中)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】(2025·浙江杭州九中高一期中)下列反应中,电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-2】(2025·浙江台州市山海协作体高一期中)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】(2025·浙江杭州九中高一期中)下列反应中,电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
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】(2025·浙江衢州五校联盟高一期中)工业上高温炼铁的反应原理为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,下列说法正确的是( )
A.该反应是置换反应 B.Fe是还原剂 C.CO2是还原产物 D.CO是还原剂
【变式4-1】(2025·浙江杭州九中高一期中)反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O中,氧化剂是( )
A.NH3 B.NO2 C.N2 D.H2O
【变式4-2】(2025·浙江宁波余姚中学高一期中)氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为价.用作生氢剂时的化学反应原理为:NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中,正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.该反应属于复分解反应
C.H2O中的氢元素被还原 D.是氧化剂
【变式4-3】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】(2025·浙江省杭州市钱塘高中高一期中)以下各组物质所具有的性质依次为只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的是( )
A.Na、H+、H2O B.Cl2、KClO3、Fe C.Na+、K、Fe2+ D.KMnO4、CO、H2O
【变式5-1】(2025·浙江省s9联盟高一期中)反应2F2+2H2O=4HF+O2中,H2O的作用是( )
A.氧化剂 B.既是氧化剂又是还原剂
C.还原剂 D.既不是氧化剂也不是还原剂
【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
1.价态律
“高价氧化、低价还原、中间价态两头兼”即最高价时只有_______性,最低价时只有_______性,中间价态时既有氧化性又有还原性。
①元素的化合价处于最高(最低)价态时,具有氧化(还原)性,但不一定具有强氧化(还原)性,如Na+(弱氧化性)、F-(弱还原性)。
②一般来说,同种元素价态越高,氧化性_______;价态越低,还原性_________。
2.强弱律
方程式
性质比较
氧化性
氧化剂_______氧化产物
还原性
还原剂_______还原产物
比较规律
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂
物质氧化性、还原性的判据
根据元素的活动性顺序判断
根据反应条件的
难易判断
反应的条件越简单,反应就越容易发生,说明物质氧化性(或还原性)越强。如4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑、16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,氧化性:__________________。
根据元素被氧化或被还原的程度判断
某还原剂被不同氧化剂氧化时,元素化合价升得越高,说明氧化剂的氧化性越强。
2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+SFeS,氧化性:__________________。
(1)物质得电子能力越强,其氧化性就_________;失电子能力越强,其还原性就_________。
(2)物质的氧化性或还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得失__________________。
如Na-e-=Na+,Al-3e-=Al3+,Al失去电子的数目较多,但Al的还原性却比Na弱。
3.优先律
同时含有几种还原剂
按照还原性由强到弱的顺序依次与氧化剂反应
如在FeBr2溶液中(还原性Fe2+>Br-)通入Cl2时,Fe2+先与_________反应。
同时含有几种氧化剂
按照氧化性由强到弱的顺序依次与还原剂反应
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Fe粉,Fe粉先与_________反应,然后依次为Cu2+、H+。
4.转化律
同种元素的不同价态间发生氧化还原反应,其价态__________________,即价态向中看齐(最多变为同一价态,不可能发生交叉现象。)
相邻价态之间不发生氧化还原反应,如S与SO2、SO2与H2SO4、H2S与S之间均不反应。
5.守恒律
原理
氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数。
步骤
找物质
氧化剂→还原产物 还原剂→氧化产物
定得失
确定1个粒子得失电子数(化合价变化值×变价原子个数)
列关系
N(氧化剂)×1个粒子得电子数=N(还原剂)×1个粒子失电子数
【典例6】.(2025·浙江杭州九中高一期中)已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性为W2>Z2>X2>Y2,下列叙述不正确的是( )
A.还原性:Y->Z->W-
B.Z2与X-在水溶液中不能大量共存
C.W2通入NaX和NaY的混合溶液中,W2优先氧化Y-
D.反应2NaW+Y2=2NaY+W2可发生
【变式6-1】已知还原性Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,判断下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+ B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+2H++SO===SO2+O2+2H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
【变式6-2】根据下列反应的化学方程式,判断有关物质的还原性强弱顺序是( )
I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;2FeCl2+Cl2=2FeCl3;2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
A.I->Fe2+>Cl->SO2 B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2 D.SO2>I->Fe2+>Cl-
【变式6-3】(2025·浙江宁波中学高一期中)根据以下反应:①Cl2 + 2BrO3- ═Br2 + 2ClO3-;②5Cl-+ClO3-+6H+=3Cl2↑+3H2O;③2FeCl2+Cl2=2FeCl3 。下列说法中正确的是( )
A.Cl2在①、③反应中均作氧化剂
B.反应②中氧化产物与还原产物的质量比为1:5
C.氧化性强弱的顺序为:BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+
D.溶液中不可能发生反应:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
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】某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为MnO+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+ B.1个MnO在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH- D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6
【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】已知离子方程式:As2S3+H2O+NO→AsO+SO+NO↑+___________(未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后水的化学计量数为4 B.反应后的溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的分子数之比为3∶28 D.氧化产物为AsO和SO
【变式7-3】关于反应Cu2S2+MnO4-+H+→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O (未配平,S22-的结构与O22-相似)、下列说法正确的是( )
A.反应中氧化产物仅是SO2 B.方程式配平后的系数为28
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8:5 D.生成1molSO2,转移电子的物质的量是6mol
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】(2025·浙江宁波五校联盟高一期中)在一定条件下,RO3n-和F2可发生如下反应:RO3n-+F2+2OH-=RO4-+2F-+H2O,从而可知在RO3n-中,元素R的化合价是( )
A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价
【变式8-1】(2025·浙江省温州新力量联盟高一期中)在强碱性条件下,发生反应:,XO中X的n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式8-2】2个XO3-恰好能氧化5个SO32-(已知SO32-被氧化SO42-)则还原产物中变价元素的化合价是( )
A.-1 B.0 C.+1 D.+6
【变式8-3】已知A2On 2-可将B2-氧化为B单质,A2On 2-被还原为A3+。且消耗氧化剂和还原剂的个数之比是1∶3,则A2On 2-中的n为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
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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】(2025·浙江衢州六校联盟高一期中)下列反应不属于氧化还原反应的是( )
A.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ B.NaOH+HCl=NaCl+H2O
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D.CuO+H2Cu+H2O
【答案】B
【解析】A.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中Mn、O元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,A不满足题意;B.NaOH+HCl=NaCl+H2O中元素化合价不发生变化,不属于氧化还原反应,B满足题意;C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中Fe、C元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C不满足题意;D.CuO+H2Cu+H2O中Cu、H元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D不满足题意;故选B。
【变式1-1】(2025·浙江宁波三锋教研联盟高一期中)下列属于非氧化还原反应的是( )
A.2FeCl2+Cl2=2FeCl3 B.2O3=3O2
C.Cl2 + 2KBr ═ Br2 + 2KCl D.2FeCl3+Cu==CuCl2+2FeCl2
【答案】B
【解析】A.2FeCl2+Cl2=2FeCl3,铁元素、氯元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故不选A;B.2O3=3O2,氧元素化合价没变,属于非氧化还原反应,故选B;C.Cl2 + 2KBr ═ Br2 + 2KCl,氯元素、溴元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故不选C;D.2FeCl3+Cu==CuCl2+2FeCl2,铜元素、铁元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故不选D;选B。
【变式1-2】下列反应都有沉淀生成,其中属于氧化还原反应的是( )
A.Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓ B.4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3↓
C.FeCl3+3KOH=Fe(OH)3↓+3KCl D.CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应的特征,看反应过程中是否有元素化合价发生变化来判断。B中Fe的价态从+2到+3,符合要求,正确。故选B。
【变式1-3】
5.(2025·浙江杭州九中高一期中)《中国诗词大会》带动全民重温那些曾经学过的古诗词,分享诗词之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。思考下列诗句涉及氧化还原反应的是( )
A.大漠孤烟直,长河落日圆 B.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
C.明月松间照,清泉石上流 D.粉骨碎身全不怕,要留清白在人间
【答案】B
【解析】A.大漠孤烟直,长河落日圆,描写的是自然景观,没有发生化学反应,不涉及氧化还原反应,故A不符合题意;B.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干,蜡烛燃烧过程中发生了氧化还原反应,故B符合题意;C.明月松间照,清泉石上流,描写的是月光和流水,没有发生化学反应,不涉及氧化还原反应,故C不符合题意;D.粉骨碎身全不怕,要留清白在人间,描写的是碳酸钙的分解,不涉及氧化还原反应,故D不符合题意;故选B。
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】(2025·浙大附中高一期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.2HClO2HCl+O2↑ B.
C. D.NaH+H2O=NaOH+H2↑
【答案】D
【解析】A.反应2HClO2HCl+O2↑,从基本类型看属于分解反应,从反应实质看属于氧化还原反应,因此不属于阴影3区域的反应,A不符合题意;B.反应,从基本类型看属于化合反应,从反应实质看属于氧化还原反应,因此不属于阴影3区域的反应,B不符合题意;C.反应,从基本类型看属于置换反应,从反应实质看属于氧化还原反应,因此不属于阴影3区域的反应,C不符合题意;D.反应NaH+H2O=NaOH+H2↑,从基本类型看不属于任何一种基本反应类型,从反应实质看属于氧化还原反应,因此属于阴影3区域的反应,D符合题意;故选D。
【变式2-1】(2025·浙江省嘉兴八校联盟高一期中)下列反应属于阴影部分的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】阴影部分属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型。A.该反应属于置换反应,A不符合题意;B.该反应属于氧化还原反应,不属于四种基本反应类型,B符合题意;C.该反应是复分解反应,不属于氧化还原反应,C不符合题意;D.该反应属于分解反应,D不符合题意;故选B。
【变式2-2】下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】B
【解析】A项,反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu的基本类型是置换反应;由于在反应过程中有元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应,A不符合题意;B项,反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2不属于任何一种基本类型,但由于在反应过程中有元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应,B符合题意;C项,反应AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3的基本类型是复分解反应;由于在反应过程中没有元素化合价的变化,因此反应不属于氧化还原反应,C不符合题意;D项,反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑的基本类型是分解反应;由于在反应过程中有元素化合价的变化,因此反应属于氧化还原反应,D不符合题意;故选B。
【变式2-3】(2025·浙大附中高一期中)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.2HClO2HCl+O2↑ B.
C. D.NaH+H2O=NaOH+H2↑
【答案】D
【解析】A.反应2HClO2HCl+O2↑,从基本类型看属于分解反应,从反应实质看属于氧化还原反应,因此不属于阴影3区域的反应,A不符合题意;B.反应,从基本类型看属于化合反应,从反应实质看属于氧化还原反应,因此不属于阴影3区域的反应,B不符合题意;C.反应,从基本类型看属于置换反应,从反应实质看属于氧化还原反应,因此不属于阴影3区域的反应,C不符合题意;D.反应NaH+H2O=NaOH+H2↑,从基本类型看不属于任何一种基本反应类型,从反应实质看属于氧化还原反应,因此属于阴影3区域的反应,D符合题意;故选D。
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】(2025·浙江台州市山海协作体高一期中)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.反应中钠化合价升高,失去2×1个电子,氧化合价降低得到2×1个电子,表示为,A错误;B.反应中部分氯化合价升高得到次氯酸钙,失去2×1个电子,部分氯化合价降低生成氯化钙,得到2×1个电子,表示为,B正确;C.根据化合价不能交叉的原则,氯酸钾中氯元素的化合价应从+5价降到0价,HCl中氯元素的化合价应从-1价升高到0价,转移电子数是5mol,表示为,C错误;D.反应中铜化合价升高,失去3×2个电子,氮化合价降低得到2×3个电子,表示为,D错误;故选B。
【变式3-1】(2025·浙江杭州九中高一期中)下列反应中,电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.硅元素的化合价降低得到4个电子,碳元素的化合价升高失去2×2=4个电子,A错误;B.2分子水中的1分子水中氢元素的化合价降低得到1×2=2个电子,钠元素的化合价升高失去1×2个电子,2个电子由氢转化到钠,B错误;C.锰元素的化合价降低得到2×5=10个电子,碘元素的化合价升高失去1×10个电子,C正确;D.1分子硫酸中硫元素的化合价降低得到2个电子,铜元素的化合价升高失去2个电子,电子由铜转移到硫,D错误;故选C。
【变式3-2】(2025·浙江台州市山海协作体高一期中)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.反应中钠化合价升高,失去2×1个电子,氧化合价降低得到2×1个电子,表示为,A错误;B.反应中部分氯化合价升高得到次氯酸钙,失去2×1个电子,部分氯化合价降低生成氯化钙,得到2×1个电子,表示为,B正确;C.根据化合价不能交叉的原则,氯酸钾中氯元素的化合价应从+5价降到0价,HCl中氯元素的化合价应从-1价升高到0价,转移电子数是5mol,表示为,C错误;D.反应中铜化合价升高,失去3×2个电子,氮化合价降低得到2×3个电子,表示为,D错误;故选B。
【变式3-3】(2025·浙江杭州九中高一期中)下列反应中,电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.硅元素的化合价降低得到4个电子,碳元素的化合价升高失去2×2=4个电子,A错误;B.2分子水中的1分子水中氢元素的化合价降低得到1×2=2个电子,钠元素的化合价升高失去1×2个电子,2个电子由氢转化到钠,B错误;C.锰元素的化合价降低得到2×5=10个电子,碘元素的化合价升高失去1×10个电子,C正确;D.1分子硫酸中硫元素的化合价降低得到2个电子,铜元素的化合价升高失去2个电子,电子由铜转移到硫,D错误;故选C。
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】(2025·浙江衢州五校联盟高一期中)工业上高温炼铁的反应原理为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,下列说法正确的是( )
A.该反应是置换反应 B.Fe是还原剂 C.CO2是还原产物 D.CO是还原剂
【答案】D
【解析】A.该反应中,两种反应物都是化合物,不属于置换反应,A不正确;B.反应中,Fe是反应产物,Fe元素由+3价降为0价,则Fe是还原产物,B不正确;C.CO是还原剂,则CO2是氧化产物,C不正确;D.CO中C元素由+2价升高到+4价,则CO是还原剂,D正确;故选D。
【变式4-1】(2025·浙江杭州九中高一期中)反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O中,氧化剂是( )
A.NH3 B.NO2 C.N2 D.H2O
【答案】B
【解析】8NH3+6NO2=7N2+12H2O反应中,N元素化合价由NH3中-3价升高为N2中的0价,由NO2中的+4价降低为N2中的0价,故NH3为还原剂,NO2为氧化剂,N2既是氧化产物又是还原产物,故选B。
【变式4-2】(2025·浙江宁波余姚中学高一期中)氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为价.用作生氢剂时的化学反应原理为:NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中,正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.该反应属于复分解反应
C.H2O中的氢元素被还原 D.是氧化剂
【答案】C
【解析】A.置换反应为单质与化合物反应生成新单质和化合物,该反应中反应物没有单质,不属于置换反应,A错误;B.复分解反应为化合物与化合物反应生成新化合物,该反应中生成物有单质,不属于复分解反应,B错误;C.H2O中的氢元素化合价由+1价降低为0价,被还原,C正确;D.NaH中的氢元素化合价由-1价升高为0价,NaH是还原剂,D错误;故选C。
【变式4-3】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】(2025·浙江省杭州市钱塘高中高一期中)以下各组物质所具有的性质依次为只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的是( )
A.Na、H+、H2O B.Cl2、KClO3、Fe C.Na+、K、Fe2+ D.KMnO4、CO、H2O
【答案】C
【解析】A.Na元素化合价只能升高,钠只有还原性;H+化合价只能降低,H+只有氧化性;H2O中氢元素化合价可以降低,氧元素化合价可以升高,所以水既有氧化性又有还原性,A错误;B项,Cl2中Cl元素化合价即可升高又可降低,所以Cl2既有氧化性又有还原性;KClO3中Cl元素化合价可以降低,O元素化合价可以升高,所以KClO3既有氧化性又有还原性;Fe元素化合价只能升高,Fe具有还原性;B错误;C.Na+化合价只能降低,只有氧化性;K元素化合价只能升高,K只有还原性;Fe2+化合价既可以升高,又可以降低,所以Fe2+既有氧化性又有还原性,C正确;D.KMnO4中Mn元素化合价可以降低,O元素化合价可以升高,所以KMnO4既有氧化性又有还原性;CO中碳元素化合价既可以升高,又可以降低,所以CO既有氧化性又有还原性;H2O中氢元素化合价可以降低,氧元素化合价可以升高,所以H2O既有氧化性又有还原性,D错误;故选C。
【变式5-1】(2025·浙江省s9联盟高一期中)反应2F2+2H2O=4HF+O2中,H2O的作用是( )
A.氧化剂 B.既是氧化剂又是还原剂
C.还原剂 D.既不是氧化剂也不是还原剂
【答案】C
【解析】在2F2+2H2O=4HF+O2反应中,氟气转化为氢氟酸,氟元素化合价降低,做氧化剂发生还原反应,水中氧元素化合价升高变为氧气,做还原剂发生氧化反应,H2O中氧元素化合价升高变为氧气,做还原剂,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
1.价态律
“高价氧化、低价还原、中间价态两头兼”即最高价时只有氧化性,最低价时只有还原性,中间价态时既有氧化性又有还原性。
①元素的化合价处于最高(最低)价态时,具有氧化(还原)性,但不一定具有强氧化(还原)性,如Na+(弱氧化性)、F-(弱还原性)。
②一般来说,同种元素价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。
2.强弱律
方程式
性质比较
氧化性
氧化剂>氧化产物
还原性
还原剂>还原产物
比较规律
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂
物质氧化性、还原性的判据
根据元素的活动性顺序判断
根据反应条件的
难易判断
反应的条件越简单,反应就越容易发生,说明物质氧化性(或还原性)越强。如4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑、16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,氧化性:KMnO4>MnO2。
根据元素被氧化或被还原的程度判断
某还原剂被不同氧化剂氧化时,元素化合价升得越高,说明氧化剂的氧化性越强。
2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+SFeS,氧化性:Cl2>S。
(1)物质得电子能力越强,其氧化性就越强;失电子能力越强,其还原性就越强。
(2)物质的氧化性或还原性的强弱取决于物质得、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+,Al失去电子的数目较多,但Al的还原性却比Na弱。
3.优先律
同时含有几种还原剂
按照还原性由强到弱的顺序依次与氧化剂反应
如在FeBr2溶液中(还原性Fe2+>Br-)通入Cl2时,Fe2+先与Cl2反应。
同时含有几种氧化剂
按照氧化性由强到弱的顺序依次与还原剂反应
如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Fe粉,Fe粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。
4.转化律
同种元素的不同价态间发生氧化还原反应,其价态只靠拢不交叉,即价态向中看齐(最多变为同一价态,不可能发生交叉现象。)
相邻价态之间不发生氧化还原反应,如S与SO2、SO2与H2SO4、H2S与S之间均不反应。
5.守恒律
原理
氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为元素化合价升高的总数等于元素化合价降低的总数。
步骤
找物质
氧化剂→还原产物 还原剂→氧化产物
定得失
确定1个粒子得失电子数(化合价变化值×变价原子个数)
列关系
N(氧化剂)×1个粒子得电子数=N(还原剂)×1个粒子失电子数
【典例6】.(2025·浙江杭州九中高一期中)已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性为W2>Z2>X2>Y2,下列叙述不正确的是( )
A.还原性:Y->Z->W-
B.Z2与X-在水溶液中不能大量共存
C.W2通入NaX和NaY的混合溶液中,W2优先氧化Y-
D.反应2NaW+Y2=2NaY+W2可发生
【答案】D
【解析】A.氧化性越强对应离子的还原性越弱,氧化性越弱,对应离子的还原性越强,因此还原性:Y->Z->W-,故A正确;B.氧化性:Z2>X2,在水溶液中Z2与X-反应生成X2,因此Z2与X-在水溶液中不能大量共存,故B正确;C.根据氧化性:X2>Y2,得到还原性:Y->X-,因此W2通入NaX和NaY的混合溶液中,W2优先氧化Y-,故C正确;D.氧化性为W2>Z2>X2>Y2,假设反应2NaW+Y2=2NaY+W2可发生,则氧化性:Y2>W2,与题知相违背,故D错误。故选D。
【变式6-1】已知还原性Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2,判断下列反应不能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===SO+4H++2Fe2+ B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+2H++SO===SO2+O2+2H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I2
【答案】C
【解析】A项反应中还原剂为SO2,还原产物为Fe2+,还原性SO2大于Fe2+,A项不符合;B项反应中还原剂为SO2,还原产物为I-,还原性SO2大于I-,符合题中还原性的式子,故B项不符合;C项反应中还原剂为H2O2,还原产物为SO2,而SO2的还原性大于H2O2的,故反应不发生,C项正确;反应中还原剂为I-,还原产物为Fe2+,还原性I-大于Fe2+,反应可以发生,故D项不符合题意。
【变式6-2】根据下列反应的化学方程式,判断有关物质的还原性强弱顺序是( )
I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;2FeCl2+Cl2=2FeCl3;2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
A.I->Fe2+>Cl->SO2 B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2 D.SO2>I->Fe2+>Cl-
【答案】D
【解析】根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性判断:①SO2为还原剂,HI为还原产物,故SO2的还原性强于I-;②FeCl2为还原剂,FeCl3为还原产物,故Fe2+的还原性强于Cl-;③HI为还原剂,FeCl2为还原产物,故I-的还原性强于Fe2+;综上所述I-、Fe2+、Cl-、SO2四种粒子的还原性强弱大小为SO2>I->Fe2+>Cl-,故选D。
【变式6-3】(2025·浙江宁波中学高一期中)根据以下反应:①Cl2 + 2BrO3- ═Br2 + 2ClO3-;②5Cl-+ClO3-+6H+=3Cl2↑+3H2O;③2FeCl2+Cl2=2FeCl3 。下列说法中正确的是( )
A.Cl2在①、③反应中均作氧化剂
B.反应②中氧化产物与还原产物的质量比为1:5
C.氧化性强弱的顺序为:BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+
D.溶液中不可能发生反应:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
【答案】C
【解析】A.Cl2在①中失去电子是还原剂,在③中得到电子作氧化剂,故A错误;B.反应②的氯酸根离子中Cl元素化合价下降,氯离子中Cl元素化合价上升,氧化剂为氯酸根,还原剂为氯离子,氯气既是氧化产物也是还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为5:1,故B错误;C.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性:根据①知BrO3->ClO3-,根据②知ClO3->Cl2,根据③知Cl2>Fe3+,所以氧化性强弱的顺序为:BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+,故C正确;D.氧化性强弱的顺序为:BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+,可能发生反应:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O,故D错误;故选C。
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】某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为MnO+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+ B.1个MnO在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH- D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6
【答案】D
【解析】离子方程式左边有H+,则右边不能出现OH-,横线上应是H2O,C项错误;
配系数⇒2MnO+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,A、B项错误,D项正确。
【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】已知离子方程式:As2S3+H2O+NO→AsO+SO+NO↑+___________(未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后水的化学计量数为4 B.反应后的溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的分子数之比为3∶28 D.氧化产物为AsO和SO
【答案】C
【解析】As2S3转化成AsO和SO,而NO转化为NO,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,配平后的离子方程式为3As2S3+4H2O+28NO===6AsO+9SO+28NO↑+8H+,则A、B、D项正确;氧化剂与还原剂的分子数之比为28∶3,则C项错误。
【变式7-3】关于反应Cu2S2+MnO4-+H+→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O (未配平,S22-的结构与O22-相似)、下列说法正确的是( )
A.反应中氧化产物仅是SO2 B.方程式配平后的系数为28
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8:5 D.生成1molSO2,转移电子的物质的量是6mol
【答案】D
【解析】5Cu2S2+12MnO4-+56H+=10Cu2++10SO2↑+12Mn2++28H2O反应中,铜元素的化合价由+1价升到+2价,硫元素的化合价由-1价升到+4价,共转移60个电子。A项,根据分析,氧化产物为SO2和Cu2+,A错误;B项,H+的系数为56,B错误;C项,SO2为氧化剂,Cu2S2为还原剂,比例为12:5,C错误;D项,据方程式10SO2~60e-,则生成1molSO2,转移电子的物质的量是6mol,D正确;故选D。
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】(2025·浙江宁波五校联盟高一期中)在一定条件下,RO3n-和F2可发生如下反应:RO3n-+F2+2OH-=RO4-+2F-+H2O,从而可知在RO3n-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】根据电荷守恒可得:n+2=1+2,解得n=1,则R的化合价为+5价。故选B。
【变式8-1】(2025·浙江省温州新力量联盟高一期中)在强碱性条件下,发生反应:,XO中X的n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】由电荷守恒可知,XO中X的n的值为2,故选B。
【变式8-2】2个XO3-恰好能氧化5个SO32-(已知SO32-被氧化SO42-)则还原产物中变价元素的化合价是( )
A.-1 B.0 C.+1 D.+6
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒的原理可知:5SO32-→5SO42-→10e-,XO3-中X为+5价,设还原产物X为a价,则2XO3-→2X,转移的电子(5-a)= 10。解得a=0,故B符合题意;故选B。
【变式8-3】已知A2On 2-可将B2-氧化为B单质,A2On 2-被还原为A3+。且消耗氧化剂和还原剂的个数之比是1∶3,则A2On 2-中的n为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【解析】在A2On 2-中A化合价为+(n-1)价,反应后被还原为+3价,化合价降低(n-4)价,B元素化合价由B2-化合价由反应前-2价变为反应后B单质的0价,化合价升高2价,由于元素化合价升降总数相等,反应消耗氧化剂和还原剂的个数之比是1∶3, 则1×2×(n-4)=3×2,解得n=7,故选D。
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