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1、第二章 化学物质及其变化第06讲 氧化还原反应（精讲）【考情分析】本讲内容在高考的考查方向主要有两个：考查氧化还原反应相关概念、氧化还原反应规律，新课标卷近五年共计考查1次，其他的地区的高考试卷对本部分考查较多。氧化还原反应方程式的书写与配平和有关氧化还原反应的计算，新课标卷近五年共计考查6次。题型有选择题和填空题两种形式，以填空题为主，试题难度偏大。【核心素养分析】证据推理与模型认知：建立氧化还原反应的观点，掌握氧化还原反应的规律，结合常见的氧化还原反应理解有关规律；通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质，建立氧化还原反应计算和配平的思维模型。科学探究与创新意识：认识科学探究是进行
2、科学解释和发现。创造和应用的科学实践活动；能从氧化还原反应的角度，设计探究方案，进行实验探究，加深对物质氧化性、还原性的理解。【网络构建】【知识梳理】知能点一 氧化还原反应的相关概念及其表示方法1.氧化还原反应的本质和特征2.基于双线桥理解氧化还原反应概念之间的关系规律总结：分析电子转移数目的关键标出元素化合价(1)基本方法：先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。(2)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。(3)明确一些
3、特殊物质中元素的化合价：CuFeS2：、；K2FeO4：；Li2NH、LiNH2、AlN：；Na2S2O3：；MO：；C2O：；HCN：、；CuH：、；FeO：；Si3N4：、。概括为“氧、氧、得、降、还、还、还”。3.电子转移的表示方法请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：(1)双线桥法 注意事项a箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。b不标“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数。c线桥只出现在反应物中。(2)单线桥法注意事项a箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子，且需注明“得到”或“失去”。b箭头的方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移
4、前后的变化。c失去电子的总数等于得到电子的总数。4.氧化还原反应与四种基本类型反应间的关系特别提醒：(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。(2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。(3)有单质参加或生成的化学反应，不一定是氧化还原反应，如3O22O3。(4)所有的置换反应都是氧化还原反应。(5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。5.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：【特别提醒】（1）O2、O3在水溶液中的还原产物，其中酸性条件下是H2O，中性、碱性条件下是OH；而当还原产物为固态时是O2或O。（2）浓硝酸的还原产物是
5、NO2，稀HNO3的还原产物是NO。(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、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性其中：Fe2、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。易错提醒：(1)根据化合价的高低可判断物质是否具有氧化性或还原性，但不能判断氧化性或还原性的强弱。元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如Na、SO；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。(2)非金属阴离子不一定只具有还原性，如O既有氧化性又有还原性。金属阳离子不一定只具有氧化性，如Fe2既有还原性
6、又有氧化性。6.氧化还原反应概念的“五个误区”误区一：某元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原，也不一定被氧化。因为元素处于化合态时，其化合价可能为正，也可能为负。若元素由负价变为0价，则其被氧化，若元素由正价变为0价，则其被还原。误区二：在氧化还原反应中，非金属单质不一定只作氧化剂，大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性，只是以氧化性为主。如在反应Cl2H2OHClHClO中，Cl2既表现氧化性又表现还原性。误区三：物质的氧化性或还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度，与得失电子数目的多少无关。误区四：氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂，有的反应物可能既不是氧化
7、剂也不是还原剂。如Cl2H2OHClHClO，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂。误区五：在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，也可能是同一元素既被氧化又被还原。如：2Na2O22H2O=4NaOHO2中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，氧元素一部分化合价升高，一部分化合价降低。智能点二 氧化还原反应规律及其应用（一）氧化性、还原性强弱规律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：Nae=Na，Al3e=Al3，但根据金属活动性顺序表
8、，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。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.氧化性、还原性强弱的比较方法(1)依据氧化还原反应方程式判断氧化性：氧化剂>氧化产物还原性：还原剂>还原产物口诀：比什么“性”找什么“剂”，“产物”之“性”小于“剂”。(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。如：M
9、nO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2OO24HCl(浓)2Cl22H2O氧化性：KMnO4>MnO2>O22Na2H2O=2NaOHH2Mg2H2OMg(OH)2H2还原性：Na>Mg（3）依据被氧化还原的程度判断相同条件下：a.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：FeSFeS，2Fe3Cl22FeCl3 ，可以得出氧化性：Cl2>Sb.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“三表”判断a.根据元素周期表判断b.根据金属活动顺序表c.根
10、据非金属活动性顺序表判断(5)依据“两池”判断a.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。b.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。(6)依据“三度”判断(“三度”即：浓度、温度、酸碱度)a.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：浓盐酸>稀盐酸。b.温度：同一种物质，温度越高其氧化性(或还原性)越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。c.酸碱度：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧
11、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。（二）价态归中、歧化规律及其应用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，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是注：不会出现中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：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。3.应用(1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性，如浓H2SO
12、4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6HClNaClO3=NaCl3Cl23H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。（三）先后规律及其应用1、规律同时含有几种还原剂时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。同时含有几种氧化剂时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>H，所以铁粉先与Fe3反应，然后依次为Cu2、H。2、应用（
13、四）守恒规律及其应用1、规律氧化还原反应遵循以下三个守恒规律：质量守恒：反应前后元素的种类和质量不变。电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数，这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。电荷守恒：离子方程式中，反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒，如Fe3Cu=Fe2Cu2(错误)，2Fe3Cu=2Fe2Cu2(正确)。2、应用智能点三氧化还原反应方程式的配平及相关计算一、氧化还原反应方程式的书写与配平1氧化还原方程式配平的基本原则2、配平方法（1）正向配平法（2）逆向配平法适用于一种元素的化
14、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，然后再确定反应物的化学计量数。由于S的化合价既升又降，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）缺项型氧化还原反应方程式的配平缺项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。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
15、)补OH（4）信息型氧化还原反应方程式的书写二、电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用1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，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为始态和终态，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。2守恒法解题的思维流程(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)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)。(3)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
16、5;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)。3氧化还原反应计算的常用方法得失电子守恒法得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。(1)应用电子守恒解题的一般步骤“一、二、三”。“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。“三列关系式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)&#
17、215;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，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可化难为易，化繁为简。【典例剖析】高频考点1 考查氧化还原反应的判断例1（2021·天津河西区·高三二模）下列叙述涉及氧化还原反应的是A使用铝热剂焊接钢轨B将动物油皂化制取肥皂C向品红溶液通入，溶液褪色D向滴有酚酞的水中加入纯碱，溶液呈红
18、色【变式训练】（2019·北京卷）下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是（ ）物质（括号内为杂质）除杂试剂AFeCl2溶液（FeCl3）Fe粉BNaCl溶液（MgCl2）NaOH溶液、稀HClCCl2（HCl）H2O、浓H2SO4DNO（NO2）H2O、无水CaCl2高频考点2 考查氧化还原反应中相关概念的判断例2（2021·浙江杭州市·高三二模）关于反应，下列说法正确的是A是氧化产物B是氧化剂C还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：3D氧化产物与还原产物的质量之比为2：1【变式训练】（2021·上海宝山区·高三二模）火法炼铜首先要焙
19、烧黄铜矿(主要成分为CuFeS2，其中Cu、Fe均为+2价)，其反应为：2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2。关于此反应，下列说法错误的是ASO2既是氧化产物又是还原产物BCuFeS2既作氧化剂又作还原剂C每生成1molCu2S，有4mol硫被氧化D每转移1.2mol电子，有0.2mol氧气被还原高频考点3 考查氧化性、还原性强弱的判断例3（2021·上海虹口区·高三二模）I-具有还原性，含碘食盐中的碘元素以KIO3的形式存在，I-、I2、IO在一定条件下可以发生如图转化关系，下列说法错误的是A由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2 > IO> I2B用淀粉
20、碘化钾试纸和白醋可检验食盐是否加碘C生产等量的碘，反应和反应转移电子数目之比为25D反应的离子方程式：3Cl2+ I-+3H2O 6Cl- + IO+6H+【变式训练】（2021·湖南邵阳市·高三一模）将浓盐酸滴入溶液中，产生黄绿色气体，溶液的紫红色褪去，向反应后的溶液中加入，溶液又变为紫红色，反应后变为无色的。下列说法错误的是A滴加盐酸时，是氧化剂，是氧化产物B此实验条件下，还原性：C若有参加了反应，则整个过程转移电子为D已知为第族元素，上述实验说明具有较强的非金属性高频考点4 考查氧化还原规律及其应用例5.（2020·辽宁阜新实验中学模拟）现有下列三个氧化还原
21、反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中含有Fe2、Cl和I，要除去I而不氧化Fe2和Cl，可以加入的试剂是()ACl2BKMnO4 CFeCl3 DHCl【变式训练】（2020·安徽淮北一中模拟）已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：GQNaClQH2OXH2YNaOHGQH2OZNaOHQXH2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是()AG、Y、Q、Z、XBX、Z、Q、G、YCX、Z、Q、Y、GDG、Q、Y、Z、
22、X高频考点5 考查陌生氧化还原反应方程式的书写和配平例5（2021·六安市城南中学高三月考）按要求完成下列方程式(1)已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：_。(2)用NaClO-NaOH溶液氧化AgNO3，制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式：_。(3)温度高于200时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为41)，写出该反应的化学方程式：_。(4)生产硫化钠大多采用无水芒硝Na2SO4-碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：_。【变式训练
23、】按要求完成下列方程式：(1)检验气体中是否含有CO的实验操作：将该气体通入氯化钯(PdCl2)溶液中，观察是否有黑色的单质钯生成，写出对应的化学方程式：_。 (2)写出CuH在氯气中完全燃烧反应的化学方程式：_。(3)加入双氧水能提高软锰矿(主要成分是MnO2)的浸出率，锰转化成Mn2+。写出酸性条件下双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式：_。(4)在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿(主要成分为CuFeS2)转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为_。高频考点6 考查氧化还原反应的相关计算例6（2021·浙江衢州市·高三二
24、模）为测定某尾气中SO2含量，某同学将尾气样品通入100 mL 0.100 mol·L1酸性KMnO4溶液(假定样品中其它气体均不参与反应，SO2可被溶液充分吸收)，反应的离子方程式为：5SO2 +2MnO +2H2O =5SO+2Mn2+ + 4H+。若尾气流速为a L·s1，平行测定三次，溶液恰好褪色的平均耗时b s，则该尾气样品中SO2含量(单位：g·L1)为ABCD【变式训练】（2021·浙江高三模拟）关于反应，下列说法不正确的是A硫元素既被氧化又被还原B氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1C每生成1mol ，转移8mol电子D相同条件下，每吸收5就会放出1.25