第2章 第4节 氧化还原反应(教参Word版)-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义（鲁科版 多选）

该高中化学讲义聚焦氧化还原反应核心考点，涵盖反应本质、基本概念、电子转移表示、氧化性还原性判断及价态守恒规律，按“概念-规律-应用”逻辑架构知识体系。通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生构建知识网络，突破电子转移分析、强弱比较等难点，体现复习的系统性与针对性。 资料以科学思维为导向，设计易错辨析、分层题组及高考真题模块，如通过价态归中规律实例培养学生推理能力，结合电子守恒计算提升解题效率。设置基础巩固与能力提升练习，配合即时反馈，确保高效复习，为教师把控复习节奏、学生提升应考能力提供有力支持。

第四节　氧化还原反应 ★[课程标准] 1．了解氧化还原反应的本质是电子转移，知道常见的氧化剂和还原剂。 2．掌握电子转移的表示方法。 3．了解氧化还原反应的基本规律。 　　　　　　　　学生用书　P68 考点一　氧化还原反应的基本概念 一、氧化还原反应的本质和特征 二、氧化还原中基本概念及其相应关系 概括为“升失氧、降得还、剂性一致，其他相反”。 三、氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示 四、常见的氧化剂和还原剂 1．常见氧化剂 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。如： 氧化剂 浓 H2SO4 H2O2 KMnO4 MnO2 MnO(OH)2 K2Cr2O7 FeO HNO3 NO(H＋) NO(H＋) ClO2、ClO ClO、ClO－ Cl2 O3 IO 还原 产物 SO2 H2O Mn2＋ Cr3＋ Fe(OH)3 或Fe3＋ NO2 NO NO Cl－ O2或H2O OH－ I－或I2 2．常见还原剂 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、中间价态的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如： 还原剂 SO2　S2O H2SO3　S2O SO　S4O H2O2 N2H4 NH3 H2C2O4 或C2O CN－ AsO PH3 H2S、S2－ HI、 I－ Fe2＋ 氧化 产物 SO O2 N2 CO2 CO2 N2 AsO H3PO4 S I2 Fe3＋ 五、重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4 1．金属氢化物 (1)结构特点 电子式可表示为M＋[H]－(M为碱金属)。 (2)强还原性 a．遇水强烈反应放出氢气，使溶液呈强碱性，如：NaH＋H2O===　NaOH＋H2↑　。 b．高温还原金属 如固态NaH在673 K时能将TiCl4还原为金属钛：　TiCl4＋4NaHTi＋4NaCl＋2H2↑　。 2．万能还原剂——硼氢化钠(NaBH4) 硼氢化钠是一种无机物，化学式为NaBH4，白色至灰白色细结晶粉末或块状，吸湿性强，其碱性溶液呈棕黄色，是最常用的还原剂之一。 通常用作醛类、酮类、酰氯类的还原剂，塑料工业的发泡剂，造纸漂白剂，以及医药工业制造双氢链霉素的氢化剂。 六、电子转移的表示方法 1．单线桥法 2．双线桥法 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性( × ) (2)金属单质只有还原性，非金属单质只有氧化性( × ) (3)SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆( × ) (4)有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应( √ ) (5)在反应：2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2中，SO2既是氧化产物，又是还原产物( √ ) (6)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原( √ ) (7)在化学反应中，得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强( × ) (8)CaO2与水发生氧化还原反应，CaO2只作氧化剂( × ) 2．思考回答： (1)在氧化还原反应中会不会只有化合价的升高或降低？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (3)氧化还原反应中，有一种元素被氧化就一定有另一种元素被还原吗？氧化还原反应中一种反应物是氧化剂，必然有另外一种物质作还原剂吗？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (4)元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原吗？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)在氧化还原反应中需保证得失电子守恒，化合价必然既有升高又有降低。 (2)不一定　同素异形体间相互转化的反应有单质参加和生成，但没有元素化合价变化，不是氧化还原反应。 (3)氧化还原反应被氧化和被还原的可能为同一种元素，如Cl2和NaOH的反应。其中氧化剂和还原剂都是Cl2。 (4)某元素由化合态变为游离态，在反应中可能被氧化也可能被还原，如反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中的S元素。 ◆[题组1]　氧化还原反应判断　 1．(2025·陕西西安一中高三模拟)化学与生活、科技、环境密切相关，下列应用或事实不涉及氧化还原反应的是(　　) A．植物油氢化制人造奶油 B．为减少污染，将煤气化或液化 C．常温下，用铁制容器盛装浓硝酸 D．用明矾作净水剂除去水中的悬浮杂质 解析：D　[植物油氢化制人造奶油过程中氢元素化合价发生改变，为氧化还原过程，A不符合题意；将煤气化或液化过程中存在元素化合价改变，为氧化还原反应，B不符合题意；常温下，用铁制容器盛装浓硝酸，是铁和浓硝酸发生钝化反应，属于氧化还原反应，C不符合题意；明矾作为净水剂，这是因为明矾溶于水发生水解生成氢氧化铝胶体，没有元素化合价的变化，不涉及氧化还原反应，D符合题意。] 2．孙思邈《太清丹经要诀》中对制取彩色金(主要成分为SnS2)的过程有如下叙述：“雄黄十两，末之，锡三两，铛中合熔……坩埚中，火之……以盖合之。密固，入风炉吹之。令锅同火色，寒之。开，黄色似金”。其中雄黄的主要成分为As4S4，下列说法不正确的是(　　) A．SnS2可溶于硝酸 B．该过程也可以在空气中进行制取 C．可用灼烧的方法鉴别真金与彩色金 D．制取彩色金的过程中发生了氧化还原反应 答案：B ◆[题组2]　氧化还原反应分析　 3．(2025·广西贺州高三模拟)水是一种重要的资源，它同时在化学反应中担任着重要的角色，既可作为反应物又可作为生成物，如图中和水相连的物质都能和水发生反应，则下列有关说法正确的是(　　) A．上述反应中属于氧化还原反应的有①②④⑥⑦⑧ B．①和⑦中都有氧气生成，且生成1 mol O2转移的电子数相同 C．①④⑧中，水既不是氧化剂也不是还原剂 D．⑦中水是氧化剂，②中水是还原剂 解析：C　[H2O与Na2O、SO3、Mg3N2的反应均属于非氧化还原反应，其余反应均属于氧化还原反应，A错误；①中2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成1 mol O2转移2 mol e－，⑦中2F2＋2H2O===4HF＋O2，生成1 mol O2转移4 mol e－，B错误；①④⑧中，水既不是氧化剂也不是还原剂，C正确；⑦中水是还原剂，②中水是氧化剂，D错误。] (1)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断 CuFeS2：Cu__＋2__ Fe__＋2__ HCN：C__＋2__ N__－3__ CuH：Cu__＋1__ H__－1__ Si3N4：Si__＋4__ N__－3__ H3PO2：P__＋1__ K2FeO4：Fe__＋6__ LiNH2：N__－3__ AlN：N__－3__ Na2S2O3：S__＋2__ CuCl：Cu__＋1__ Li2NH：N__－3__ VO：V__＋5__ C2O：C__＋3__ FeO：Fe__＋(8－n)__ S2O：S__＋6，O－1、－2__ (2)有机物中元素的化合价 ①H、N、O元素：H：__＋1__，O：__－2__，N：__－3__ ②碳元素：根据正负化合价的代数和为0计算 有机物 CH3OH HCHO CO(NH2)2 HCOOH 碳元素 价态 __－2__ __0__ __＋4__ __＋2__ (3)取代基中元素的化合价 ①－OH中氧元素的化合价为__－1__价 ②－CH3中碳元素的化合价为__－3__价 ③－CHO中碳元素的化合价为__＋1__价 ④－COOH中碳元素的化合价为__＋3__价 ⑤－NH2中氮元素的化合价为__－2__价 ⑥－NO2中氮元素的化合价为__＋4__价 (4)含CO、NH3、H2O等分子的物质： ①Fe(CO)5中Fe显__0__价 ②[Cu(NH3)4]SO4中Cu显__＋2__价 (5)无法判断价态的物质 物质 AlFe2 Fe3P Fe3C 价态 Al Fe Fe P Fe C __0__ __0__ __0__ __0__ __0__ __0__ 4.(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 答案：BD 识记物质元素化合价 ◆[题组3]　重要的还原剂——金属氢化物、NaBH4　 5．硼氢化钠(NaBH4)在有机合成、化工生产方面有广泛应用。制备硼氢化钠的化学方程式为NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2NaBH4＋2Na2SiO3。下列有关上述反应的说法错误的是(　　) A．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1 B．转移4 mol电子时，只需向装置中通入44.8 L H2(标准状况) C．装药品之前加热装置至100 ℃并持续一会儿 D．制备硼氢化钠的副产物可能有NaH 解析：B　[由反应可知氧化产物为Na2SiO3，还原产物是NaBH4，所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1，A项正确；转移4 mol电子时，根据反应的化学方程式可知理论上需要2 mol氢气，在标准状况下的体积为2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L，但由于是可逆反应，需要通入氢气的体积大于44.8 L，B项错误；由于钠极易被氧化且能与水反应，所以需要排尽装置中的空气和水蒸气，则装药品之前应加热装置至100 ℃并持续一会儿，C项正确；钠与还原产物生成副产物NaH，故D项正确。] 6．(双选)硼氢化钠(NaBH4)中的氢元素为－1价，具有很强的还原性，被称为“万能还原剂”，NaBH4在催化剂钌(Ru)表面与水反应的历程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．过程②反应为BH3＋H2O===H2↑＋H2B(OH) B．反应过程中硼元素的化合价发生了变化 C．若过程③和过程④均产生1 mol H2，则转移电子数目相等 D．Ru可使上述反应活化分子的百分数提高，加快反应速率 解析：BC　[过程②反应为BH3＋H2O===H2↑＋H2B(OH)，A项正确；各步骤中硼元素的化合价均为＋3价，B项错误；过程③反应为H2B(OH)＋H2O===H2↑＋HB(OH)2，产生1 mol H2时转移的电子数为NA，过程④反应为HB(OH)2＋2H2O＋e－===H2↑＋B(OH)，产生1 mol H2时转移的电子数为NA，两者不相等，C项错误；Ru为催化剂，催化剂可提高活化分子的百分数，加快反应速率，D项正确。] 7．氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。 (1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为_____________________________。 (2)NaH能与水剧烈反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，该反应中的氧化剂是____________，氧化剂与还原剂的物质的量之比是____________。 (3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为____________________________________________。 答案：(1)－1　(2)H2O　1∶1 (3)2NaH＋TiCl4Ti＋2NaCl＋2HCl↑(或4NaH＋TiCl4Ti＋4NaCl＋2H2↑) 考点二　氧化性、还原性强弱的判断 一、氧化性、还原性强弱的认识 1．氧化性是指物质　得电子　的性质(或能力)；还原性是指物质　失电子　的性质(或能力)。 2．氧化性、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。例如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，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比Al的还原性强。 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。 二、氧化性、还原性强弱的比较方法 1．依据反应原理判断 氧化性强弱：氧化剂＞氧化产物 还原性强弱：还原剂＞还原产物 实例：有以下反应： ①H2SO3＋I2＋H2O===2HI＋H2SO4； ②2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋I2＋2HCl； ③3FeCl2＋4HNO3(稀)===2FeCl3＋NO↑＋2H2O＋Fe(NO3)3。 还原性 氧化性 从反应①可知 H2SO3＞I－ I2＞H2SO4 从反应②可知 I－＞Fe2＋ Fe3＋＞I2 从反应③可知 Fe2＋＞NO HNO3＞Fe3＋ 总的强弱顺序 还原性：　H2SO3＞I－＞Fe2＋＞NO　 氧化性：　HNO3＞Fe3＋＞I2＞H2SO4　 2．依据“二表、一律”判断 (1)依据元素周期表判断 ①同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。 ②同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。 (2)依据金属活动性顺序表判断 (3)依据元素周期律判断 ①非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其对应单质的氧化性越强。 如酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3， 则氧化性：Cl2＞S＞P＞C＞Si。 ②金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其对应单质的还原性越强。 如碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，则还原性：Na＞Mg＞Al。 3．依据产物中元素价态的高低判断 (1)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。例如： (2)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。例如： 4．依据“两池”判断 (1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：　负极　＞　正极　。 (2)电解池：用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的　氧化　性较强，在阳极先放电的阴离子的　还原　性较强。 5．依据反应条件判断 (1)浓度：同一种物质，浓度越大，其氧化性(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)温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。如氧化性为KMnO4(酸性)＞KMnO4(中性)＞KMnO4(碱性)。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性( × ) (2)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼( × ) (3)难失电子的物质一定易得电子( × ) (4)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性( × ) (5)MnO2不与稀盐酸反应是因为H＋浓度小( × ) (6)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中，锌首先与硝酸铁反应置换出铁( × ) 2．思考回答： (1)物质的氧化性强弱与得到电子的多少有无必然联系？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)处于最高价态的元素具有强氧化性，处于最低价态的元素具有强还原性。这句话是否正确？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (3)Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性，二者之间能反应吗？为什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)物质的氧化性(还原性)强弱与得到(失去)电子的多少无关，还原性强弱与失去电子的多少无关。例如，Na和Al都具有还原性，由于钠比铝活泼，在化学反应中钠更易失去电子，所以钠的还原性强于铝的。但1 mol Na在化学反应中只能失去1 mol电子，而1 mol Al在化学反应中能失去3 mol电子。即物质氧化性或还原性的强弱取决于得到或失去电子的难易程度，而不是得到或失去电子数目的多少。 (2)一般来说，处于最高价态的元素具有氧化性，但不一定具有强氧化性；处于最低价态的元素具有还原性，但不一定具有强还原性。如：K＋氧化性很弱。 (3)Fe2＋具有还原性，Fe3＋具有氧化性，但二者无中间价态，无法发生氧化还原反应。 3．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2和NaOH溶液　⑥Fe和HNO3溶液 ⑦Fe和H2SO4溶液　⑧Na和O2 (1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)①③⑥⑦　(2)⑤⑥⑦⑧　(3)②④ ◆[题组1]　依据化学方程式判断氧化性、还原性强弱　 1．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应： Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋ Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋ 由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是(　　) A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋　 B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋ C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋ D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋ 答案：A 2．向浓硫酸中分别加入下列三种固体，对实验现象的分析正确的是(　　) A．对比实验①和②可知还原性：Br－＞Cl－ B．对比实验①和③可知氧化性：Br2＞SO2 C．对比实验②和③可知酸性：H2SO4＞HCl＞H2SO3 D．由实验可知浓硫酸具有强酸性、难挥发性、氧化性、脱水性 答案：A 　 熟记常见物质的氧化性、还原性顺序 (1)氧化性：KMnO4>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S (2)氧化性：>Fe3＋ (3)还原性：Cl－<Br－<Fe2＋<I－<< ◆[题组2]　判断氧化还原反应能否发生　 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。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　) A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3 B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 C．Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 答案：A 4．(双选)已知：还原性HSO＞I－，氧化性IO＞I2，在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．0～a间发生反应：3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋ B．a～b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.6 mol C．b～c间发生的反应中I2仅是氧化产物 D．当溶液中I－与I2的物质的量之比为5∶2时，加入的KIO3为1.08 mol 答案：BC 考点三　(素养)氧化还原反应价态、守恒规律 一、价态规律 1．升降规律：氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。 2．价态归中规律 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，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应如下： 注：⑤中不会在一个反应中出现H2S转化为SO2、H2SO4转化为S的情况。 3．歧化反应规律 “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。 二、电子守恒规律 　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。对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)反应2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，说明氧化性MnO>H2O2( √ ) (2)反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，说明金属阳离子还原产物不一定是金属单质( √ ) (3)反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，说明还原性Cu>Fe2＋( √ ) (4)反应Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，说明还原性：Cu>H2( × ) (5)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成红色，则Fe2＋既有氧化性又有还原性( × ) (6)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热发生氧化还原反应，则分解产物可能是CrO3、N2和H2O( × ) (7)在H2S与浓硫酸的反应中，氧化产物和还原产物可以均为SO2( √ ) 2．若要产生一定量的氯气，下列物质分别与足量浓盐酸反应，消耗的物质的量最少的是(　　) A．KMnO4　　　　 B．KClO3 C．MnO2 D．Ca(ClO)2 解析：B　[设物质的量都是1 mol，KMnO4中的Mn从＋7价降为＋2价，KClO3中Cl从＋5价降为0价，MnO2中的Mn从＋4价降为＋2价，Ca(ClO)2中的Cl从＋1价降为0价，转移电子分别是5 mol、5 mol、2 mol、2 mol，并且B中，氯酸钾和盐酸反应中，氧化产物与还原产物均为氯气，所以产生的氯气最多，则生成等量的氯气，消耗的氯酸钾的物质的量最少。] 3．L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在一定条件下，它们会发生如下的转化(关系式未配平)： ①P＋A―→Q＋B　②L＋O2―→M＋H2O ③L＋M―→R＋H2O　④B＋H2O―→A＋O2 (1)若五种含氮元素的物质中，有一种是硝酸，则硝酸是____________，理由是________________________________________________________________________。 (2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下，加热到一定温度时方能发生，此反应在化工生产上有重要用途，据此推断在同温同压下，若物质R密度比空气的密度小，则R的化学式为____________。 (3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式： Ⅰ.M＋P―→N2O3＋H2O Ⅱ.N2O4＋H2O―→P＋Q Ⅲ.M＋L―→Q＋H2O 其中一定不可能实现的是____________，理由是_____________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)突破口是先确定A、B物质中氯元素的化合价谁高。由反应④B＋H2O―→A＋O2可知，反应后氧元素化合价升高，则反应后氯元素化合价必定降低，故化合价B＞A。再由①可知，反应后氯元素化合价升高，则反应后氮元素化合价必降低，故氮元素化合价P＞Q。由反应②可知，反应后氧元素化合价降低，则氮元素化合价反应后必升高，故氮元素化合价M＞L。由反应③可知，该反应为氮元素化合价的“归中”反应，由于化合价M＞L，R处于M、L之间，则M＞R＞L。又因为已知氮的化合价M＜Q，所以，L、M、R、P、Q五种含氮物质中氮元素的化合价为P＞Q＞M＞R＞L。由于其中一种物质是硝酸，硝酸中氮的化合价是最高价态，则在上述物质中P是硝酸。 (2)根据题给的信息及有关元素化合物知识，且L中氮元素是其中氮元素最低价态，由反应②可知，L分子中含有氢元素，因此②反应是氨气的催化氧化反应。L是NH3，M是NO。又因为R的氮元素价态在L、M之间，R的密度又比空气小，故R为N2。 (3)判断三个反应是否能够进行的问题，也得从氮元素化合价相对高低去分析。由于氮元素的化合价P>Q>M>R>L，反应Ⅱ是歧化反应，一种反应产物中氮的化合价大于＋4，另一种反应产物中氮的化合价小于＋4，故Q中氮的化合价小于＋4，但应比M的化合价高。由于氮化合价Q>M>L，因此反应Ⅲ不可能实现。 答案：(1)P　P中氮元素的化合价最高 (2)N2 (3)Ⅲ　根据氧化还原反应规律，M、L这两种物质反应，不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质(其他合理答案也可) ◆[题组1]　价态规律　 1．已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物，它们在一定条件下有如下转化关系(未配平)： (1)X―→W＋O2 (2)Z＋Y＋NaOH―→H2O＋W (3)Y＋SO2―→Z＋SO3 (4)Q＋Y―→Z＋H2O (5)X＋Cu＋H2SO4(浓)―→Cu2＋＋Y＋SO 则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为(　　) A．X＞Y＞Z＞W＞Q　 B．X＞Z＞Y＞Q＞W C．X＞Y＞W＞Z＞Q D．W＞X＞Z＞Q＞Y 答案：C 2．示踪原子法是研究化学反应的重要方法之一，下列化学方程式书写正确的是(　　) A．2KMnO4＋HO2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋518O2↑＋8H2O B．NaS＋2H2SO4(浓)===Na2SO4＋S↓＋34SO2↑＋2H2O C．515NH4NO32H15NO3＋4N2↑＋9H2O D．K37ClO3＋6HCl(浓)K37Cl＋3Cl2↑＋3H2O 答案：A (1)判断同种元素不同价态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。 ◆[题组2]　电子守恒的应用　 3．将4.9 g Mg和Fe的混合物在过量的稀硝酸中完全反应，得到标准状况下NO气体2.24 L，向反应后的溶液中加入足量的烧碱充分反应，最后生成的沉淀的质量是(　　) A．8 g B．10 g C．10.2 g D．11.2 g 答案：B 4．黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。 (1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图所示。 ①图甲转化过程的总反应中，FeS2作____________(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是____________。 ②写出图甲中Fe3＋与FeS2反应的离子方程式：________________________________。 (2)FeS2被氧化为Fe3＋的过程中，控制起始时Fe2＋的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，Fe2＋的转化率随时间的变化如图乙所示。 ①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO===NO＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为____________mol。 ②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图乙中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋的转化率的原因：_________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)①还原剂　作催化剂 ②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋ (2)①4　②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率 　　　　　　　　学生用书　P75 [例]　(2024·北京卷)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。如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．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 试题情境 采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2。 突破方法 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。 核心素养 由反应历程结合质量守恒定律判断反应原理及X、Y、Z、W等物质，考查学生变化观念与平衡思想及证据推理与模型认知能力。 解析：B　[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。] 1．(2024·山东卷)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 解析：B　[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。] 2．(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L－1的溶液反应，下列总反应方程式错误的是(　　 ) 溶液 现象 化学方程式 A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3 B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl C CuCl2 溶液褪色，产生白色沉淀 SO2＋2CuCl2＋2H2O===2CuCl↓＋H2SO4＋2HCl D Na2CO3(含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2＋Na2CO3＋H2O===CO2＋2NaHSO3 解析：A　[A.过量SO2与0.1 mol·L－1的Na2S溶液反应，产生的淡黄色沉淀是S，还生成NaHSO3，SO2过量不能生成Na2SO3，因此，总反应的化学方程式为5SO2＋2Na2S＋2H2O===3S↓＋4NaHSO3，A错误；B.过量SO2与0.1 mol·L－1的FeCl3溶液反应，生成FeCl2、H2SO4、HCl，总反应的化学方程式为2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl，B正确；C.过量SO2与0.1 mol·L－1的CuCl2溶液反应，生成的白色沉淀是CuCl，总反应的化学方程式为SO2＋2CuCl2＋2H2O===2CuCl↓＋H2SO4＋2HCl，C 正确；D.Na2CO3水解使溶液显碱性，其水溶液能使酚酞变红；过量SO2与0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液反应，生成CO2、NaHSO3，NaHSO3溶液显酸性，因此，溶液由红色变无色，总反应的化学方程式为2SO2＋Na2CO3＋H2O===CO2＋2NaHSO3，D正确。] 3．(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案，下列说法正确的是(　　) A．还原性：Ag＞Cu＞Fe B．按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag C．反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2＋＋4H＋===Cu2＋＋4NH D．溶液①中的金属离子是Fe2＋ 解析：C　[从实验方案可知，氨水溶解了氯化银，然后用铜置换出银，滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液，向其中加入铁、铁置换出铜，过滤分离出铜可以循环利用，并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。A.金属活动性越强，金属的还原性越强，而且由题中的实验方案能得到证明，还原性由强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag，A不正确；B.由得失电子守恒可知，1 mol Fe可以置换1 mol Cu，而1 mol Cu可以置换2 mol Ag，因此，根据按上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag，B不正确；C.反应①中，氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵，该反应的离子方程式是[Cu(NH3)4]2＋＋4H＋===Cu2＋＋4NH，C正确；D.向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁，铁置换出铜后生成Fe2＋，然后Fe2＋被通入的氧气氧化为Fe3＋，氯化铵水解使溶液呈酸性，在这个过程中，溶液中的氢离子参与反应，因此氢离子浓度减少促进了铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁存在沉淀溶解平衡，因此，溶液①中的金属离子是Fe3＋，D不正确。] 4．(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 解析：C　[氧化还原反应。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。] 5．(2023·浙江1月)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．NH2OH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 解析：A　[A项，由反应的化学方程式可知，反应生成1 mol一氧化二氮，转移4 mol电子，故A正确；B项，由反应的化学方程式可知，反应中氮元素的化合价升高被氧化，NH2OH是反应的还原剂，故B错误；C项，由反应的化学方程式可知，反应中氮元素的化合价升高被氧化，NH2OH是反应的还原剂，铁元素的化合价降低被还原，铁离子是反应的氧化剂，故C错误；D项，由反应的化学方程式可知，反应中铁元素的化合价降低被还原，铁离子是反应的氧化剂，若设计成原电池，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，亚铁离子为正极产物，故D错误。] 6．(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(　　) A．S2O和SO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：Ⅰ<Ⅱ D．反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7 解析：D　[A项，S2O的中心原子S形成的4个σ键的键长不一样，故其空间结构不是正四面体形，A错误；B项，As2S3中As的化合价为＋3价，反应Ⅰ产物As2O3中As的化合价为＋3价，故该过程中As没有被氧化，B错误；C项，根据题给信息可知，反应Ⅰ的化学方程式为2As2S3＋6O2＋3H2O2As2O3＋3H2S2O3，反应Ⅱ的化学方程式为As2S3＋7O2＋6H2O2H3AsO4＋3H2SO4，则反应Ⅰ和Ⅱ中，参加反应的：Ⅰ>Ⅱ，C错误；D项，As2S3中As为＋3价，S为－2价，在经过反应Ⅰ后，As的化合价没有变，S变为＋2价，则1 mol As2S3失电子3×4 mol＝12 mol；在经过反应Ⅱ后，As变为＋5价，S变为＋6价，则1 mol As2S3失电子2×2 mol＋3×8 mol＝28 mol，则反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7，D正确。] 7．(化学与药学)提取中药药剂As2O3。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“沉砷”中所用Na2S的电子式为________________________________________。 (2)已知：As2S3与过量的S2－存在以下反应：As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsS(aq); “沉砷”中FeSO4的作用是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)“焙烧”过程中由于条件的原因，生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁，证明四氧化三铁存在的试剂是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“氧化”过程中，可以用单质碘为氧化剂进行氧化，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)调节pH＝0时，请写出由Na3AsO4制备As2O3反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)一定条件下，用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中，1 mol As4S4(其中As元素的化合价为＋2价)参加反应时，转移28 mol e－，则物质a为____________。 解析：(1)硫化钠为离子化合物，电子式为 。 (2)FeSO4的作用是除去过量的S2－，使平衡As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsS(aq)逆向移动，提高沉砷效果。 (3)四氧化三铁含有＋2价铁，具有还原性，可在酸性条件下与酸性高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则可用硫酸、酸性高锰酸钾溶液检验四氧化三铁。(6)1 mol As4S4参加反应时，转移28 mol e－，As4S4中As为＋2价、S为－2价，且生成As2O3，则As4S4中S元素化合价升高6，生成物中S元素的化合价为＋4价，则物质a应为SO2。 答案：(1) (2)S2－与Fe2＋生成沉淀，使平衡As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsS(aq)左移，提高沉砷效果 (3)稀硫酸、酸性高锰酸钾溶液(或其他合理答案) (4)AsO＋I2＋2OH－===2I－＋AsO＋H2O (5)2AsO＋2SO2＋2H＋===As2O3＋2SO＋H2O (6)SO2 8．(化学与环保)利用绿矾(FeSO4·5H2O)可制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)。 已知：高铁酸钾氧化性比Cl2、O2、ClO2、KMnO4更强；主要反应：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ (1)该反应中的氧化剂是_________________________________________________， 还原剂是______________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 (2)简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用_______________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：该反应中Fe元素化合价由＋2价变为＋6价、O元素化合价由－1价变为0价、－2价。(1)得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2、FeSO4；(2)K2FeO4中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附除去水中的悬浮杂质。 答案：(1)Na2O2　Na2O2、FeSO4 (2)高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降 学习至此，请完成配套训练　课时冲关七 体系构建 核心巧记 1.易错的氧化还原反应概念分析6字诀 “升、失、氧；降、得、还”——元素化合价升高(降低)、失(得)电子，发生氧化(还原)反应。 2.双线桥法表示电子转移的方向和数目巧记口诀 先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化；上标升、失、氧，下标降、得、还；电子转移数，化学计量数乘变价。 3.必考的电子守恒关系 氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。 4.常考的氧化性、还原性比较的两种方法 氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。 5.易混的3个守恒关系 氧化还原反应中离子方程式的配平：先得失电子守恒，再电荷守恒，最后质量守恒。 学科网（北京）股份有限公司 $