专题三 氧化还原反应
[考点分析]
1． 理解氧化还原反应、氧化剂和还原剂、氧化性和还原性等概念。此类试题考查的主要内容有：
（1）从不同角度认识氧化还原反应的有关概念：得氧失氧角度、得氢失氢角度、化合价升降角度，电子转移角度。
（2）理解氧化还原反应的本质：电子的转移。
2．知道物质氧化性、还原性相对强弱的判断方法，重要氧化剂、还原剂之间的常见反应：
（1）从本质上看，物质氧化性，还原性的相对强弱取决于物质得失电子的难易，通常可依据化学方程式、元素周期表、金属活动性顺序、非金属活动性顺序、原电池或电解池中电极的放电顺序、反应条件等进行判断。
（2）常见氧化剂包括活泼的非金属单质、H+和金属阳离子、含较高价态元素的物质、过氧化物等；常见还原剂包括活泼金属单质、某些非金属单质、含较低价态元素的物质等。
3．能判断氧化还原反应中电子转移方向和数目：
用“双线桥法”表示电子转移的方向和数目，箭号的方向由氧化剂指向还原产物，由
还原剂指向氧化产物；电子数目可通过化合价的升降确定。
4．氧化还原反应方程式的配平：
配平依据是得失电子守恒，对离子方程式进行配平时，还应注意电荷守恒。配平方法主要有顺向法和逆向法。
5．氧化还原反应的有关计算：
根据电子得失守恒和化合价变化，确定氧化剂与还原剂、氧化剂与氧化产物、还原剂与还原产物、还原产物与氧化产物之间的关系，在电化学中的计算。
6．用氧化还原知识解释和解决一些生活、生产、环保和能源等方面的问题。
[典型例析]
[例1] （05 江苏）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 + 6 FeI2== 2FeCl3 + 4FeI3 B． Cl2 + FeI2 == FeCl2 + I2
C．Co2O3 + 6HCl == 2CoCl2 + Cl2↑ + 3H2O D． 2Fe3+ + 2I— == 2Fe2+ + I2
[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—>Fe 2+>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Fe 2+，所以A选项错误。
[答案] A
[点评] 氧化还原反应中，根据氧化性或还原性强弱顺序和先强后弱规律，判断反应能否发生；通过所给的反应，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物，判断氧化性或还原性强弱。
[例2] （05江苏）氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：
Al2O3＋N2＋3C
2AlN＋3CO，下列叙述正确的是
A 在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B 上述反应中每生成2mol AlN，N2得到3mol电子
C 氮化铝中氮元素的化合价为－3价
D 氮化铝晶体属于分子晶体
[解析] 本题考查氧化还原反应的有关概念、电子转移方向和物质的量以及化合价、原子晶体等知识。由氧化剂在反应中得电子、还原剂在反应中失电子，可知A、B选项错误。根据所提供的信息：耐高温、抗冲击、导热性好，可推测氮化铝应为原子晶体。
[答案] C
[点评] 本题以新材料氮化铝为素材考查氧化还原反应中，电子转移方向和物质的量及氧化还原反应有关概念、元素化合价、原子晶体的判断等基础知识，综合考查学生运用提供的材料、信息，分析问题、解决问题的能力。此类题一般所给信息内容教多，大多涉及新材料、新能源等背景知识，但考查的是一些基本概念、基础知识，能力要求一般不高。只要对相关的概念实质弄清楚，不难作答。
[例3] (05上海 ) 某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、
H2O、H2O2 已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2 → O2
（1）该反应中的还原剂是____________。
（2）该反应中，发生还原反应的过程是__________→ __________。
（3）写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目
__________________________________________________________。
（4）如反应转移了 0.3 mol 电子，则产生的气体在标准状况下的体积为______。
[解析] 本题是在给出了所有反应物和生成物、H2O2发生氧化反应的基础上，所设计的一
个题目。通过H2O2 → O2，知氧元素化合价升高，可判断H2O2是还原剂。再根据Cr的
化合价降低，可确定还原反应的过程是H2CrO4→Cr(OH)3。由此确定反应物和生成物，最后根据化合价升降总数相等，配平方程式、标出电子转移的方向和数目。（4）中根据电子守恒可确定气体体积。
[答案] （1）H2O2 （2）H2CrO4→Cr(OH)3
（3）3H2O2 + 2H2CrO4→ 2Cr(OH)3+ 3O2↑+2 H2O
[点评]本题是对氧化还原反应知识的综合考查，涉及化学方程式的书写，电子转移的方向和数目、还原剂的判断，以及有关计算。只要弄清氧化还原反应中基本概念、利用电子守恒等知识就能顺利解决。
[方法归纳]
1．方法与技巧
（1）解题过程中，应从分析元素化合价有无变化或升降这一氧化还原反应的特征入手，具体方法是：找变价、判类型、分升降、定其他。
（2）关于氧化性或还原性强弱的比较，必须看准题目要求，正确运用氧化性或还原性强弱的比较规律，采用分析比较法解决。
(3) 关于氧化还原反应方程式的配平，一般采用顺向法、逆向法、整体法以及零价法，此外有的配平还需依据题目所给的条件，先判断反应物或产物。
（4）对于氧化还原反应的计算，一般采用守恒法解，即依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，列出守恒关系式求解。
2． 解题注意点
认真阅读题目,将有关氧化还原反应知识与实际事物、实验现象、题目指定的各有关数据，以及从题目中自己可得到的各种信息，按内在联系进行归纳思维和演绎思维。
3． 命题趋势
纵观近几年高考命题的发展趋势，氧化还原反应除主要考查基本概念外，出现了将氧化还原反应方程式的配平与物质的分析推断相综合的趋势，以及信息迁移、探讨新问题情景的研究题。因此解题时，应注重将氧化还原反应的相关化学知识，按内在联系抽象归纳，逻辑地统摄成规律，并按此规律进行推理和想像。
[专题训练]
1．制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑
下列有关叙述中正确的是( )
A．氢元素被氧化，碳元素被还原 B．HCN既是氧化剂又是还原剂
C．Ca(CN)2是氧化产物，H2是还原产物 D．CO为氧化产物，H2为还原产物
2．已知I—、Fe2+、SO2、Cl—和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性强弱顺序为Cl— < Fe2+ < H2O2 < I— < SO2 。下列反应不能发生的是（ ）
A．2Fe3+ + SO2 + 2H2O == 2Fe2+ + SO42— + 4H+
B．I2 + SO2 + 2H2O == H2SO4 + 2HI
C．H2O2 + H2SO4 == SO2↑+ O2↑+ 2H2O
D．2Fe3+ + 2I—== 2Fe3++ I2
3．Cu2S 与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2
和NO的物质的量之比为1 ：1时，实际参加反应的Cu2S 与 HNO3的物质的量之比为（ ）
A．1 ：7 B．1 ：9 C．1 ：5 D．2 ：9
4．臭氧（O3）可以使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，化学方程式：
KI＋O3＋H2O→KOH＋I2＋O2（未配平）
（1）该反应中氧化剂的名称为______，还原产物的化学式为_______。
（2）配平的化学方程式是________________________________。
（3）若消耗0.1 mol氧化剂，反应中转移电子的物质的量为______。
5．（1）已知下列反应在一定的条件下可以发生：H2O2 +2Fe2+ +2 H+ ==2Fe3+ +2H2O H2O2 +2Fe3+== 2Fe2+ + O2↑+ 2H+
在以上反应中Fe2+实际上起着_________作用，总反应式为______________________
（2）I2也是Fe2+一样发生上述类似反应，类比（1）在下面填入配平的合适的化学反应方程式：H2O2 + I2==2HIO, ______________________________,
总反应式为____________________________。
（3）在H2SO4 和KI的混合溶液中加入足量的H2O2，放出大量的无色气体，溶液呈棕色。并可以使淀粉变蓝。有学生认为该反应的离子方程式为：H2O2 +2 I—== I2+ O2↑+ 2 H+ ,这个方程式正确吗？____________。若正确，理由是（若认为不正确，该步不必作答）_______________________，若不正确，原因是（若认为正确，该步不做答）__________________。并写出正确的化学方程式为（若是离子反应，写出离子反应方程式，没有离子反应的，写出化学方程式）：___________________________________。
[课后训练]
1．已知：还原性A－＜B－＜C－，则下列反应能够进行的是（ ）
①A2＋2B－＝B2＋2A－ ②B2＋2A－＝A2＋2B－
③B2＋2C－＝C2＋2B－ ④C2＋2A－＝A2＋2C－
A．①③ B．②③ C．①④ D．③④
2．某工厂以碳棒为阳极电解Al2O3，已知每生产1mol铝的同时消耗1mol碳，并测得生成的气体为CO和CO2的混合物,假设不考虑空气中氧气参加反应带来的影响，所得的混合气体中CO和CO2的分子个数比为( )
A．1 ：2 B ．2 ：1 C ．1 ：1 D． 1 ：3
3．某强酸性溶液中可能存在NO3-、I-、Cl-、Fe3+中的一种或几种。向该溶液中加入溴水后,溴被还原，由此可推断该溶液中( )
A．不含NO3-，可能含Fe3+
B．含有NO3- 、I- 、Cl-
C．含I-，但不能确定是否含Cl-
D．含有Fe3+
5．已知Cu2S与某浓度的硝酸溶液反应时,生成Cu(NO3)2和H2SO4以及另一产物。若反应
中Cu2S和硝酸的质量比为320 ：819，该反应的还原产物为( )
A.．N2 B．N2O C． NO D．NO2
6．F2与质量分数为2%的NaOH溶液反应，放出一无色气体X，X由两种元素组成，其中氧元素占29.6%。则下列叙述正确的是( )
A．X是OF2气体，它具有强氧化性
B．气体是F3O2，它具有强还原性
C．在F2与NaOH溶液反应时，F2既是氧化剂又是还原剂
D．在反应中还有NaF生成
7．向含有amol FeI2的溶液中通入bmolCl2，当有一半的Fe2+被氧化时，b/a的值是( )
A．0.5 B．1 C．1.25 D．1.51
8．已知反应XeF4 + 2CH3—CH=CH2 → 2CH3CH2CHF2 + Xe ，下列说法正确的是（ ）
A．该反应不属于氧化还原反应 B．XeF4 既是氧化剂，又是还原剂
C．反应中电子由Xe转移到C D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 ：2
9．已知反应10AgF+5Cl2+5H2O=9AgCl+AgClO3+10HF+O2，则被1molH2O还原的Cl2的物质的量是（ ）
A．0.2mol B．0.4mol C．0.6mol D．1.0mol
10．某500mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol 铁粉，得Fe3+ 完全还原
后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）（ ）
A．0.4 mol/L B．0.6 mol/L C．0.8mol/L D．1.0 mol/L
11．1702年德国化学家Georg Stahl最先发现并报道了高铁酸钠，随后对高铁酸钠的研究报道一直没有中断过。研究表明Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景广阔，一种制备Na2FeO4的方法可用化学反应方程式表示如下： 2FeSO4 + 6Na2O2 == 2 Na2FeO4 + 2Na2O + 2Na2SO4 + O2↑，下列说法中不正确的是（ ）
A．O2是氧化产物 B．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物
C．2 mol FeSO4 发生反应有10 mol 电子转移 D．Na2O2只作氧化剂
12．实验室将物质的量之比为2 ：1的NaClO3和Na2SO3混合物放入烧杯中，同时滴入适量的H2SO4，并用水浴加热，产生棕黄色的气体X，反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应，则X的化学式为（ ）
A．Cl2 B．Cl2O C．ClO2 D．Cl2O3
13．已知A2On2－可与B2－反应，B2－被氧化，产物为B单质，A2On2－被还原，产物为A3＋，且知100mLC(A2On2－)＝0.3mol/L的溶液与150mLC(B2－)＝0.6mol/L的溶液恰好完全反应，则n值为（ ）
A．4 B．5 C．6 D．7
14．下列画有横线的物质，在反应中不能被完全消耗的是（ ）
A．将含少量H2O（g）的H2通过盛有足量Na2O2的容器中并不断用电火花点燃
B．将1molCu置于含2molH2SO4的浓硫酸中加热
C．在一定条件下3体积H2和1体积N2在催化剂存在下反应
D．在强光持续照射下，向过量的Ca(ClO)2溶液中通入少量的CO2
15．近年来，我国储氢纳米碳管研究获重大进展，电弧法合成的碳纳米管，常伴有大量杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为
C+ K2Cr2O7+ H2SO4（稀）—— CO2+ K2SO4+ Cr2（SO4）4+
（1）完成并配平上述反应的化学方程式。
（2）此反应的氧化剂是 ，氧化产物是 。
（3）H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 （填选项编号）。
A.酸性 B.氧化性 C.吸水性 D.脱水性
16．由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯代，生成有机含氯化合物，对人体有害，世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法，建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯（ClO2）ClO2极易爆炸，生产和使用时尽量用稀有气体稀释，避免光照、震动或加热。
（1）在ClO2分子中，所有原子是否都满足最外层8电子的结构？ （填是或否），其中氯元素的化合价是 。
（2）欧洲一些国家用NaClO2氧化浓盐酸来制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为ClO2体积的一半。表示这一反应的化学方程式是 ________
（3）我国广泛采用将干燥空气稀释的氯气，通入填有固体亚氯酸钠（NaClO3）的柱内制得ClO2，这一反应的化学方程式为 ____________________ ，和欧洲国家相比，我国这一方法的主要优点是 __________
______________________________________________________________________.
（4）在酸性溶液中，用草酸钠（Na2C2O4）还原也可制得，表示这一反应的离子方程式是 ________________ ，此法的优点是
17．3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2中，
（1）若有5mol水参加反应，则BrF3被还原的物质的量为 mol
（2）若有5mol水参加反应，则BrF3被水还原的物质的量为 mol
（3）若有5mol水发生氧化还原反应，则BrF3被还原的物质的量为 mol
（4）若有5mol水发生氧化反应，则BrF3被水还原的物质的量为 mol
18．PbO2是很强的氧化剂，在酸性溶液中可将Mn2+氧化成MnO4-。取一支试管，加入少量PbO2固体和2ml 6mol/LH2SO4溶液，然后滴入2ml 1mol/LMnSO4溶液。试回答:
（1）搅拌后，溶液的颜色将变为__________________
（2）反应的化学方程式是:___________________________________________-
（3）能否用盐酸来代替硫酸(H2SO4)___________(填“能”或“不能”)，其原因是 （用离子方程式表示）__________________________________________
19．在淀粉—碘化钾溶液中加入少量的次氯酸钠溶液，加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝。有关反应的离子方程式是______________________________________；在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失，有关反应的离子方程式是_____________________从以上的事实可知，ClO—,I2 , SO42—的氧化性由弱到强的顺序是______________________。
20．（1）1 mol高锰酸钾在240～300℃加热释放出19.2g氧气，写出该反应的化学方程式。
（已知K2MnO4在640℃分解，K3MnO4在800℃分解）
_______________________________________________________
（2）在某温度下，将Cl2通入KOH溶液中，反应后得到KCl、KClO2、KClO3的混合溶液，经测定ClO2－与ClO3－的物质的量之比为1：2，则Cl2与KOH反应时，被还原的Cl和被氧化的Cl的物质的量之比为________，其化学反应方程式为
_______________________________________________________________________
21．已知高锰酸钾在酸性溶液中可以氧化亚铁离子和草酸根离子（未配平）
MnO4-+C2O42-+H+——CO2+Mn2++H2O
MnO4-+Fe2++H+——Fe3++Mn2++H2O
称取草酸亚铁晶体（Fe C2O4. XH2O）0.200克，溶于稀硫酸，用0.0200mol/L高锰酸钾溶液滴定到终点，消耗33.4ml，求X的值。
22．将agFe,Mg合金溶解在一定量的稀硝酸中。当合金完全溶解后，收集到标准状况下的NO气体bL (设HNO3的还原产物只有NO)，再向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,得到沉淀。试计算该沉淀的质量(以a、b字母表示)