微专题(二)　氧化还原反应规律及应用

微专题(二)氧化还原反应规律及应用氧化还原反应做为学科基本工具，在高考中每年必考，或显性考查或隐性渗透。在选择题中常考查氧化还原反应的判断及氧化还原反应规律的应用；在非选择题中主要以化工流程或综合实验为载体，考查陌生化学方程式或离子方程式的书写和电子守恒法的计算，所占比重大，在复习时应加以重视。010203命题点(一)

氧化还原反应的规律及其应用命题点(二)

氧化还原反应方程式的配平命题点(三)

氧化还原反应的计算04命题点(四)

在循环反应中实现氧化还原反应的全面、创新考查命题点(一)氧化还原反应的规律及其应用[例1]

(2023·湖南等级考)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：由题图转化可知，反应Ⅰ中只有S元素被氧化，反应Ⅱ中As、S元素均被氧化，B项错误；根据反应Ⅰ、Ⅱ可知，1molAs2S3发生反应时，两反应转移的电子分别为12mol和28mol，个数之比为3∶7，D项正确。[答案]

D[思维建模]氧化还原反应的规律及其应用[提能集训]1．(2022·山东等级考)实验室制备KMnO4过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4；②水溶后冷却，调溶液pH至弱碱性，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是(

)A．①中用瓷坩埚作反应器B．①中用NaOH作强碱性介质C．②中K2MnO4只体现氧化性D．MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%答案：D

解析：①由于瓷坩埚易被强碱腐蚀，故不能用瓷坩埚作反应器，A说法不正确；制备KMnO4时为防止引入杂质离子，①中用KOH作强碱性介质，不能用NaOH，B说法不正确；②中K2MnO4既体现氧化性又体现还原性，C说法不正确；在第一个反应中，Fe2(SO4)3是反应物，其中铁元素化合价降低，Fe2(SO4)3作氧化剂；在第二个反应中，Fe3＋是生成物，是由Fe2＋被氧化而得到，Fe3＋作氧化产物，D符合题意。3．(2023·福州市毕业班质检)为探究物质的氧化性，某实验小组设计如图实验。下列说法错误的是(

)A．烧瓶中的反应为Ca(ClO)2＋4HCl===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2OB．浸有NaOH溶液的棉花起吸收尾气的作用C．CCl4可用淀粉溶液替换D．试管下层出现紫红色，可证明氧化性：Cl2>Fe3＋>I2答案：D

解析：漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，和浓盐酸反应生成氯气，故A正确；浸有NaOH溶液的棉花可吸收多余氯气，起吸收尾气的作用，故B正确；当有碘单质生成时下层四氯化碳溶液显紫色，用淀粉溶液替换后，也可以检测碘单质，故C正确；试管下层出现紫红色，只能说明有碘单质生成，无法确定是什么物质氧化KI，因为氯气溶于水生成次氯酸也有氧化性，故D错误。命题点(二)氧化还原反应方程式的配平ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。实验装置如图(夹持装置略)序号物质aC中实验现象通入Cl2前通入Cl2后Ⅰ水得到无色溶液产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化Ⅱ5%NaOH溶液产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀Ⅲ40%NaOH溶液产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀(1)B中试剂是________________。(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为_________________________________________________________。(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是________________________________________________________________________________________________________________。(4)根据资料ⅱ，Ⅲ中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因______________________，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。②取Ⅲ中放置后的1mL悬浊液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_________________，溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被______________(填化学式)氧化，可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。③取Ⅱ中放置后的1mL悬浊液，加入4mL水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是____________________________________________________________________________________________________________。④从反应速率的角度，分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]

在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，为排除HCl对Cl2性质的干扰，在装置B中盛有饱和NaCl溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C中通过改变溶液的pH，验证不同条件下Cl2与MnSO4反应，装置D是尾气处理装置，目的是除去多余Cl2，防止造成大气污染。(1)B中试剂是饱和NaCl溶液，作用是吸收Cl2中的杂质HCl气体。(2)通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中Mn2＋与碱性溶液中NaOH电离产生的OH－反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2，则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为2Mn(OH)2＋O2===2MnO2＋2H2O。(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是：Mn2＋的还原性随溶液碱性的增强而增强。[思维建模]氧化还原反应方程式的配平流程[提能集训]1．(2023·辽宁省六校协作体模拟)某学习小组对离子反应xR2＋＋yH＋＋O2===mR3＋＋nH2O进行分析研究，下列说法中错误的是(

)A．该反应中O2是氧化剂，R3＋是氧化产物B．根据电荷守恒，得出x＋y＝mC．根据电子转移守恒，得出x＝4D．根据原子守恒，得出x＝m答案：B

解析：该反应中氧化合价降低，因此O2是氧化剂，R的价态升高，因此R3＋是氧化产物，故A正确；根据电荷守恒，得出2x＋y＝3m，故B错误；氧气化合价降低，1mol氧气得到4mol电子，因此根据电子转移守恒，得出x＝4，故C正确；根据R原子守恒，得出x＝m，故D正确。答案：A

解析：K2Cr2O7溶液具有强氧化性，易腐蚀碱式滴定管中的橡胶管，所以应用酸式滴定管量取，A错误；乙二醇与过量的具有强氧化性的酸性K2Cr2O7溶液反应，乙二醇的变化历程为乙二醇→乙二醛→乙二酸→CO2，B正确；3．(2023·焦作市模拟)某兴趣小组设计以黄铁矿(主要成分是FeS2，含杂质SiO2、Cu2S、CuS等)为原料制备绿矾(FeSO4·7H2O)的实验流程如图所示。(1)黄铁矿燃烧前先将其粉碎，其目的是______________________________________________________________________________________。(2)“燃烧”过程中FeS2发生反应的化学方程式为__________________________________。若以纯FeS2为原料，每生成1mol硫酸，理论上至少需消耗________molO2。(3)“还原”中，铁元素被还原的离子方程式为________________________________，“还原”后过滤，滤渣的成分为Fe、______________(填化学式)。(4)“操作2”为将绿矾粗产品加入硫酸中溶解后，____________、过滤、洗涤、烘干得到纯度较高的绿矾晶体。(5)将绿矾(FeSO4·7H2O)隔绝空气加热可得到4种氧化物，该反应的化学方程式为__________________________________________________；将得到的气体通入BaCl2溶液中生成沉淀的化学式为____________。解析：(1)将黄铁矿粉碎是为了增大固体与空气的接触面积，提高反应速率。(3)铁元素被还原即由Fe3＋转化为Fe2＋：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；而杂质中的铜元素经燃烧、酸浸后变成Cu2＋，后转化为Cu单质，故滤渣的成分还含Cu。(4)粗产品提纯的主要步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干。命题点(三)氧化还原反应的计算[例3]化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的amol·L－1KBrO3标准溶液；Ⅱ.取V1mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2mL废水；Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI；Ⅴ.用bmol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液V3mL。已知：①苯酚和溴水反应得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚②I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，③Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。(1)Ⅱ中发生反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________________。(2)Ⅳ中加KI前，溶液颜色须为黄色，原因是_________________________________________________________________________________。(3)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)Ⅴ中滴定至终点的现象是________________________________________________________________________________________________。(5)废水中苯酚的含量为__________g·L－1(苯酚摩尔质量：94g·mol－1)。(2)经分析知Ⅱ所得溶液中生成的Br2过量，保证苯酚完全反应，故Ⅳ中加KI前，溶液颜色须为黄色。(3)由反应KBrO3＋5KBr＋3H2SO4===3K2SO4＋3Br2＋3H2O可知3n(KBrO3)＝n(Br2)，Ⅱ中Br2部分与苯酚反应，剩余溴在Ⅳ中反应为Br2＋2KI===I2＋2KBr，若剩余溴完全反应，则n(KI)≥2n(Br2)，推知n(KI)≥6n(KBrO3)。(4)用bmol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，淀粉遇碘单质变蓝，继续滴定，当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且30s不变色。[思维建模]氧化还原反应计算的步骤[提能集训]1．二氧化氯(ClO2)在工业上可用于淀粉及油脂的漂白及自来水的消毒，制备ClO2有以下两种方法。[方法1]60℃时，用潮湿的氯酸钠(NaClO3)与草酸(H2C2O4)反应，反应原理为H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O；[方法2]亚氯酸钠(NaClO2)和稀盐酸反应，反应原理为5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。下列说法正确的是(

)A．方法1中NaClO3失去电子B．方法1中每生成22.4L气体，转移NA个电子C．方法2中NaClO2是氧化剂，HCl是还原剂D．方法2中氧化产物和还原产物的物质的量之比为4∶1答案：D

解析：方法1中NaClO3中Cl元素的化合价由＋5价降低为＋4价，得到电子，A错误；没有说明在标准状况下，B错误；方法2中NaClO2中Cl的化合价部分由＋3价升高为＋4价、部分降低为－1价，NaClO2既是氧化剂，又是还原剂，C错误；方法2的方程式中化合价升高的NaClO2的个数为4个，降低的个数为1个，故得到的氧化产物和还原产物的物质的量之比为4∶1，D正确。2．关于反应2Fe(CrO2)2＋7Na2O2===4Na2CrO4＋Fe2O3＋3Na2O，下列说法正确的是(

)A．Na2O2发生氧化反应B．Na2CrO4既是氧化产物也是还原产物C．生成3molNa2O时，转移10mol电子D．氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶7答案：B

解析：过氧化钠中氧元素化合价为－1价，生成物中氧元素为－2价，化合价降低，发生还原反应，故A错误；Cr元素化合价从＋3价升高至＋6价，过氧化钠中氧元素化合价从－1价降为－2价，所以Na2CrO4既是氧化产物也是还原产物，故B正确；由化学方程式可知，生成3molNa2O时，转移14mol电子，故C错误；过氧化钠中氧元素化合价降低为氧化剂，Fe(CrO2)2中铁元素和铬元素化合价升高为还原剂，物质的量之比为7∶2，故D错误。3．(2021•山东等级考改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验，下列说法错误的是(

)A．G与H均为氧化产物B．实验中KMnO4既是氧化剂又是还原剂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0.25mol答案：D

解析：

KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2、O2，K2MnO4、MnO2均具有氧化性，在加热条件下能与浓盐酸发生氧化还原反应，反应过程中Cl－被氧化为Cl2，K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2，因此气体单质G为O2，气体单质H为Cl2。加热KMnO4固体的反应中，O元素化合价由－2升高至0被氧化，加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中，Cl元素化合价由－1升高至0被氧化，因此O2和Cl2均为氧化产物，故A正确；每生成1molO2转移4mol电子，每生成1molCl2转移2mol电子，若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl－生成Cl2所失去的，则气体的物质的量最大，由2KMnO4～5Cl2可知，n(气体)max＝0.25mol，但该气体中一定含有O2，因此最终所得气体的物质的量小于0.25mol，故D错误。“氧化还原反应”做为化学最基本的概念之一。要求学生必须透彻理解、全面掌握。借助循环反应能全面考查氧化还原反应的相关知识，即“小身材”里有大知识，小考题中有大智慧。通过多个转化过程考化学基本概念及元素化合物知识，借助新情境考学生的迁移应用能力已成为时尚考法。命题点(四)在循环反应中实现氧化还原反应的全面、创新考查[释解创新]

以熟悉的物质为载体创设陌生情境本题由NO2到N2多个转化过程中涉及的各种物质均为中学阶段需要掌握的物质；但转化过程中涉及多个酶的催化历程和题给信息“生物酶体系可以促进H＋和e－的转移”均为陌生情境，是对教材知识体系的深化与拓展。本题只要从氧化还原反应的实质入手，稍加迁移就能正确解题。[解析]根据题意分析图：过程Ⅰ发生的是还原反应，A项错误，由以上分析知，a、b中转移电子数目不相等，B项错误；[答案]

D[提能集训]1．(2023·浙江6月选考)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”，其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是(

)A．药剂A具有还原性B．①→②过程若有2molS—S键断裂，则转移4mol电子C．②→③过程若药剂B是H2O2，其还原产物为O2D．化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型答案：C

解析：①→②是氢原子添加进去，该过程是还原反应，因此①是氧化剂，具有氧化性，则药剂A具有还原性，故A正确；①→②过程中S的价态由－1价变为－2价，若有2molS—S键断裂，则转移4mol电子，故B正确；②→③过程发生氧化反应，若药剂B是H2O2，则B化合价应该降低，因此其还原产物为H2O