2020年高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 3.6 氧化还原反应方面试题的解题方法与技巧

3.6 氧化还原反应考试方向氧化还原反应是高考的高频知识点，2020年应关注社会热点，特别关注工业生产、环境保护和能源的开发和利用与氧化还原反应的结合点。试题的考查形式主要有两种，一种是通过氧化还原反应规律确定产物，另一种是通过氧化还原反应确定某物质含量。本讲内容与能量变化、电化学基础有很强的关联性，和它们一起进行综合考查的可能性较大。利用氧化还原反应滴定原理测定物质的组成及有限定条件的氧化还原反应方程式的书写的命题趋势较强。内容要点一、氧化还原反应基本概念的相互联系方法技巧：1、理清知识线索：化合价升高失电子还原剂氧化反应氧化产物，化合价降低得电子氧化剂还原反应还原产物。2、明确解题方法和思路、理解概念抓实质，解题应用靠特征，即从氧化还原反应的实质电子转移，去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价变化这一氧化还原反应的特征入手。3、注意三点：氧化还原反应的有关概念较多，因此应注意加深对概念内涵的理解和外延的掌握。在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是不同反应物，也可以是同一反应物，氧化产物、还原产物可以是不同产物，也可以是同一种产物。由于有些氧化还原反应中，氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应，因此在求氧化剂或还原 剂的质量或两者的比例时易发生错误。内容要点二、物质氧化性和还原性强弱的比较1、氧化性：是指得电子的性质(或能力)；2、还原性：是指失电子的性质(或能力)。方法技巧：氧化性和还原性的强弱只取决于电子得失的难易，而与电子得失的多少无关，利用比较的思想，结合物质在化学反应中的性质表现，比较物质氧化性和还原性的相对强弱，通常有以下一些方法：1、根据元素在周期表中的位置判断（1）同主族元素（从上到下）如：；（2）同周期主族元素(从左到右)如：；阳离子的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱2、根据金属活动性顺序判断（1）根据金属活动性顺序判断：；3、根据氧化还原反应方程式进行判断在“氧化剂还原剂=还原产物氧化产物”反应中氧化性：氧化剂氧化产物；氧化剂还原剂还原性：还原剂还原产物；还原剂氧化剂4、根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，则反应条件要求越低，氧化剂的氧化性越强；若氧化产物的价态不同，则其价态越高，氧化剂的氧化性越强。例如：根据MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O，2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，可判断氧化性KMnO4MnO2；根据2Fe3Cl22FeCl3，FeSFeS，可知氧化性：Cl2S。5、根据原电池或电解池的电极反应判断（1）以非氧化性酸或盐溶液做电解质溶液，两种不同的金属构成原电池的两极，负极是电子流出的极，正极是电子流入的极。一般情况下，其还原性：负极金属正极金属。（2）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、根据微粒反应过程中能量变化判断（1）当H2X22HX(放出热量Q1)，H2Y2=2HY(放出热量Q2)，若Q1Q2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强；X的还原性比Y的还原性弱。（2）当同主族元素的原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时，放出的能量越多，或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱。（3）当同主族元素的原子失去相同数目的电子形成阳离子时，吸收的能量越少，说明失电子越容易，其还原性越强。7、根据物质浓度或溶液酸碱性比较（1）具有氧化性(或还原性)的物质的浓度越大，其氧化性(或还原性)越强；反之，其氧化性(或还原性)越弱。如氧化性：HNO3(浓)HNO3(稀)H2SO4(浓)H2SO4(稀)；还原性：HCl(浓)HCl(稀)，MnO2能与浓盐酸反应，但不能被稀盐酸还原。（2）某些物质的氧化性、还原性还与溶液的酸碱性有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；ClO、NO中性条件下氧化性不明显，但酸性条件下具有强氧化性。8、温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强，如热的浓H2SO4、HNO3的氧化性比冷的浓H2SO4、HNO3的氧化性强。注意：氧化性、还原性强弱取决于元素的原子得失电子的难易，与得失电子数目无关，如Na原子能失1个电子，Al原子可失3个电子，但还原性NaAl。不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小说明氧化性或还原性的强弱。如3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O和Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O中氧化性：浓HNO3稀HNO3。某些物质的氧化性、还原性还与溶液的酸碱度有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；ClO、NO中性条件下无氧化性，但酸性条件下具有强氧化性。内容要点三、氧化还原反应基本规律及应用（1）守恒规律：化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相等，电子得失总数相等。（2）强弱规律：具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。（3）转化规律：氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。（4）先后规律：越易失电子的物质，失电子后就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后就越难失去电子；一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇到多种氧化剂时，优先与氧化性最强的氧化剂反应。方法技巧：内容要点四、氧化还原反应的综合应用配平与计算：氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。配平的步骤：（1）标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。（2）列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。（3）求总数：求元素化合价升高数和降低数的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。（4）配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。（5）细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。注意：氧化还原反应的有关概念较多，因此应注意加深对概念内涵的理解和外延的掌握。在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是不同反应物，也可以是同一反应物，氧化产物、还原产物可以是不同产物，也可以是同一种产物。由于有些氧化还原反应中，氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应，因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。方法技巧：氧化还原反应计算的核心思想得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。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。电子守恒法解题的步骤是：首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量，然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下：n(氧化剂)得电子原子数原子降价数n(还原剂)失电子原子数原子升价数。利用这一等式，解氧化还原反应计算题，可化难为易，化繁为简。许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；电解质溶液中的电荷守恒；氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。经典题例析 【例1】已知NH4 CuSO3与足量的10 molL硫酸溶液混合微热，产生下列现象：有红色金属生成产生刺激性气味的气体溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是 ( )A反应中硫酸作氧化剂 BNH4 CuSO3中硫元素被氧化C刺激性气味的气体是氨气 D1 mol NH4 CuSO3完全反应转移0.5 mol电子【答案】D【考点定位】考查氧化还原反应的有关概念和电子转移的数目的计算。【名师点睛】氧化还原反应的分析思路：判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清它们的变化情况。纵观近几年高考对氧化还原反应的考查，主要包括：以生产、生活、社会中的实际问题为载体，考查氧化还原反应的基本概念；比较物质氧化性、还原性的强弱及其规律应用；以元素化合物为载体，考查氧化还原反应中电子转移的方向和数目。解答本题的主要思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是同种反应物中同种元素出现化合价升降的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。【例2】新型纳米材料MFe2Ox（3x4）中M表示+2价的金属元素，在反应中其化合价不发生变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S，转化流程为MFe2OxMFe2Oy。则下列判断正确的是（）ASO2是该反应的催化剂 BMFe2Ox是还原剂CSO2发生了分解反应 Dxy【答案】BD【解析】试题分析：ASO2在反应中，得到电子被还原变为S单质，因此参与氧化还原反应，SO2为氧化剂而不是催化剂，错误；B在图示反应中，SO2转化为S，S元素化合价降低，说明SO2在反应中为氧化剂，则MFe2Ox为还原剂，正确；C 分解反应是一种反应物生成两种或两种以上的生成物的反应，而该反应中反应物为MFe2Ox和SO2，不符合分解反应的定义，错误；D 新型纳米材料MFe2Ox（3x HCl I2 D.氧化性:Co2O3 Cl2 HIO3【答案】D【解析】试题分析：A、反应中氯化氢中氯元素化合价升高，做还原剂，错误，不选A；B、反应中氯气化合价降低，做氧化剂，发生还原反应，错误，不选B；C、根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性分析，氯化氢的还原性强与氯化钴，错误，不选C；D、根据氧化剂的氧化性大于氧化产物分析，氧化钴的氧化性大于氯气，大于碘酸，正确，选D。考点：考查氧化还原反应6美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气 B与H2O反应生成2.24 LH2（标况下），转移的电子为0.2 mol C氢铝化合物中氢显-1价 D氢铝化合物具有强还原性 【答案】B【考点定位】考查氧化还原反应的分析【名师点晴】本题考查氧化还原反应，为考试高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意从元素化合价的角度判断相关概念并认识相关物质的性质，氢铝化合物中元素化合价的确定是本题难点，但只要抓住金属只有正价态，即可确定Al为+3价，H为-1价，就能准确出氧化产物和还原产物及电子转移的数目，试题难度就明显降低，总之难度不大，答题时注意能举出实例并结合知识的迁移。7高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是A有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质B有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质C有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌D有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌【答案】A【解析】试题分析：高铁酸钾具有强氧化性，可杀菌消毒。同时生成的还原产物铁离子，在溶液中能水解生成氢氧化铁胶体，吸附水中的悬浮物，因此正确的答案选A。考点：考查物质的性质与应用，涉及氧化还原反应的理论。8已知Fe3+、Fe2+、NO3、NH4+、H+和H2O六种微粒属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物。下列叙述中不正确的是