新高考一轮复习鲁科版第二章第5课时氧化还原反应的规律及应用学案

第5课时氧化还原反应的规律及应用

❷〉课标要求

1.认识元素在物质中可以具有不同的价态,可以通过氧化还原反应实

现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。

2.能由氧化还原反应原理,预测物质的化学性质与变化,并能设计实

验进行部分验证,分析、解释有关实验现象。

►考点一,

H必备知识房春

卫史"将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBn溶液中

通入少量Cb时，因为还原性FebBr,所以Cb先与Fe"反应。

用理外将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3∖Cu2∖

Y的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与FeA反应,

然后依次与CU-H*反应。

此诞拔常见物质氧化性、还原性强弱顺序

+3+

氧化性:MnO；(H)>Cl2>Br2>Fe>I2>S;

2+2+2

还原性:Mn<CΓ<Br^<Fe<I^<SO2(SO∣^)<S-0

［理解辨析］

1.判一判(正确的打“J”，错误的打“X”)

⑴L和Fe反应生成FeI3。()

2t

(2)把FeCI2溶液滴入酸性KMnOl溶液中，只发生反应5Fe+MnO4+8H^

3+

—5Fe+Mn+4H20O()

3+

解析：⑴因为氧化性Fe>I2,所以L和Fe反应生成FeI20

⑵在酸性条件下,Cl也还原MnO4O

答案：⑴X(2)X

向含S二Fe2∖Br∖Γ的溶液中通入Cb,按先后顺序依次写出发生反

应的离子方程式:、、

答案:Cb+S“_SI+2C1

C12+2I^-I2+2C1

2+3+

Cl2+2Fe-2Fe+2Cl

Cl2+2Br—Br2+2C1

、『关键能力有厂

1.（2021•河北衡水二模）已知有如下反应:①K2Cr2O7+i4HCl（浓）一

2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H20;②Cr+2HC1（稀）—CrCl2+H2t;③

2枷血计16取1（稀）-2代1+2向（：12+5（；121+8H20o下列说法错误的是

（D）

A.氧化性:KMnO4>K2Cr2O7>O

B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：5

2（S0）3溶液中滴入酸性KMnOl溶液,可发生反应IOCr"+6Mno4+11乩0

t+

—5Cr2O^+6M∏+22H

D.向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,说明两者不能发生反应

解析：由题干可推知K2Cr2O7氧化HCl,需要盐酸为浓盐酸,KMnO1氧化

HCl,需要盐酸为稀盐酸即可，因此高镒酸钾的氧化性大于重格酸钾的,

所以氧化性顺序为KMn01>K2Cr207>Cl2,选项A正确;反应③中,Mn元素

化合价降低,被还原,KMn0」为氧化剂,Cl元素化合价升高,被氧化,HCl

为还原剂，由化学方程式可知，当有2molKMn0“参力口反应时,有10mol

HCl被氧化,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：5,选项B正确；

由选项A推知的氧化性KMno4强于K2CnO7可知，该选项符合强制弱规

律,选项C正确;稀盐酸可以氧化Cr,说明Cr的还原性比较强,浓硝酸

具有强氧化性,遇到Cr单质常温下无明显变化,不是因为氧化性不够,

而是因为发生钝化,选项D错误。

2.(双选)向含Fe/I、Br的溶液中通入过量的氯气,溶液中四种粒

子的物质的量变化如图所示，已知:b-a=5,线段IV表示一种含氧酸,且

I和IV表示的物质中含有相同的元素。下列说法不正确的是(BC)

A.线段II表示Fe"的变化情况

B.线段IV发生反应的离子方程式为I2+5C12+120M=2IO"IOCl+6乩0

C.根据图像可计算a=5

D.原溶液中c(Fe2+):c(I)：C(Br)=2：1：3

解析：向含Fe2∖I∖Br一的溶液中通入过量氯气,还原性Γ>Fe2+>Br',

2+

首先发生反应2「+Cb——l2+2C「，「反应完毕，再发生反应2Fe+Cl2

—2Fe3t+2CΓ,Fe"反应完毕，又发生反应ZBH+Cb-Bm+ZCr,故线段

I代表I的变化情况,线段II代表Fe"的变化情况,线段In代表Br的

变化情况,故A正确;线段IV表示一种含氧酸,且I和IV表示的物质中

含有相同的元素,该元素为I元素,2Γ+C12-I2+2CΓ,消耗1mol氯气,

碘原子的物质的量为2mol,反应IV消耗氯气的物质的量为5mol,根

据得失电子守恒,设该含氧酸中碘元素的化合价为X,(χ-0)×2mol=5

molX2,解得x=+5,则该含氧酸为HIO3,离子方程式为I2+5C12+6H2O-

2IO3+10Cl+12H；故B错误;根据上述反应的离子方程式可知,溶液中

22+

n(I)=2n(Cl2)=2mol,n(Fe)=2n(Cl2)=2×(3mol-1mol)=4mol,Fe

反应完毕，根据电荷守恒可知n(I)+n(Br)=2n(Fe2*),故n(Br)=

2

2n(Fe,)-∏(I)=2×4mo1-2mo1=6mol,2Br+Cl2=Br2+2Cl可矢口，

澳离子反应需要氯气的物质的量为3mol,故a=3+3=6,故C错误;根

据以上分析,原溶液中c(Fe")：c(「)：C(Br)溶：1：3,故D正确。

一方法规律

向amolFeBr2中通入XmolCI2时，先后发生的反应为①Cb+ZFe"===

2Fe*+2CΓ;②CL+2Br-Bn+2CΓ°用数轴表示如下：

2

3Cl2+2Fe*44Bf

jt

=6Cl^+2Fe+2Br2

►考点二

H必备知识房各

(1)元素处于最高价，只有氧化性;元素处于最低价，只有还原性;元素

处于中间价态,既有氧化性又有还原性。如Fe3∖CiT只有氧化性,S2∖

I只有还原性,CI2、Fe"既有氧化性又有还原性。

(2)价态归中规律

不同价态的同种元素间发生氧化还原反应时一，该元素价态的变化一定

遵循“高价+低价一中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相

靠，不相交”。如在反应KC1O3+6HC1-KC1+3C12t+3H20中，氧化产物

是Ck,还原产物是CL,1molKClO3反应时转移电子数是5义。

⑶歧化反应规律

自身氧化还原反应:“中间价一高价+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+NaC10+H20,1molCk反应时转移电子数为以。

(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

H2SO4与SO?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。如反应6HCl+NaC103-NaCl+3Cl2↑+3H20中，氧化剂为NaClO3,

还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2o

［理解辨析］

1.判一判(正确的打“J”，错误的打“X”)

(1)向浓H2SO4中通入H2S气体，1molH2SO4转移电子数可能是6NΛ,也

可能是2义。()

(2)1molKClO3与足量的浓盐酸反应,转移电子数为6N,∖°()

(3)SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,所以浓硫酸不能

干燥S02气体。()

解析：（1）若转移电子数为6NΛ,此时H2S转化为SO2,浓H2SO4转化为S,

不会出现这种情况。

⑵根据得失电子守恒可知,应转移5N,个电子。

（3）SO2中硫元素化合价为+4价,浓HzSOi中硫元素化合价为+6价,两者

不发生反应，可用浓硫酸干燥SO2o

答案：（I）X（2）×（3）X

已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaCloq2NaCl+

NaClO3o在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物可能

是下列哪组物质？

①NaC1、NaClO

（2）NaCl>NaClO3

③NaClO3、NaClO1

提示:②。已知反应中氯元素的化合价由+1变为+5和-1,符合邻位转

化规律,相同条件下NaCl也能发生类似的反应,则氯元素的化合价

应既有升高也有降低,②中与题意相符。

∖T关键能力有厂

1.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:C12+KOH—*

KX+KY+H2O（未配平），KX在一定条件下能自身反应：KX-KY+KZ（未配

平,KY与KZ的物质的量之比为1：3）,以上KX、KY、KZ均是含氯元素

的一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是（C）

A.+1B.+3C.+5D.+7

解析:反应Ck+KOH-KX+KY+乩。是Cb的歧化反应,KX、KY中的Cl元

素显正价和T价，由于KX也发生歧化反应,KX-KY+KZ,可断定KY为

KCl,Cl元素化合价高低为KZ中CDKX中Cl（均为正价）。假设KX中

Cl元素为+a价,KZ中Cl元素为+b价,依据得失电子守恒原理及KX-

KY+3KZ,有a+l=3（b-a）,把a=l、a=3>a=5代入上式讨论，可知a=

5时,b=7,符合题意，则KX中Cl元素的化合价为+5。

2.L、M、Q、R、X代表五种物质，它们都含某种价态的氮元素,各物质

中氮元素的化合价只有一种。物质L中氮元素的化合价比物质M中氮

元素的化合价低。在一定条件下,它们会有如下的转化关系（未配平）：

Q+HC1^M+C12+H2O

R+L—*X+H20

R+O2—*∙L+HzO

请回答：

（1）五种物质按氮元素的化合价从高到低的顺序排列是

,若五种物质中有一种是硝酸,那么硝酸应该是

（用字母表示）。

⑵某同学写出下列不同价态的氮的化合物相互转化关系（未配平），

其中你认为一定不能实现的是（填字母）o

A.N0+HN03-*N203+H20

3+NO->HNO2+H2O

2O4+H2O-HNO3+HNO2

解析：（1）根据题干信息及氧化还原反应元素化合价的变化规

律,Q+HC1—M+CI2+H2O中,Ck是氧化产物,M是还原产物，因此氮元素

化合价Q>M,R+02-*L+H2O,O2是氧化剂,R是还原剂,L是氧化产物,氮

元素化合价L>R,由R+L—虫+乩0可知,X中氮元素的化合价介于R和L

之间，又由于氮元素的化合价L>R,因此氮元素的化合价L>X>R,由题

干信息“物质L中氮元素的化合价比物质M中氮元素的化合价低”可

知,氮元素的化合价M>L,五种物质中氮元素的化合价由高到低的顺序

为Q>M>L>X>R;HNo3中N的价态为+5价,是N元素的最高价态,在五种

物质中,Q中N元素的化合价最高,所以Q为硝酸。

（2）NO中N元素为+2价,HNO3中N元素为+5价,gʤ中N元素为+3价,+3

价介于+2价和+5价之间，可以发生归中反应,A选项可以实现;N4中N

元素为-3价,No中N元素为+2价,而HNO2中N元素为+3价,+3>+2>-3,B

选项不可能实现;N2O1中N元素为+4价,HNO3中N元素为+5价,HNO2中N

元素为+3价,+4价介于+3价和+5价之间，可以发生歧化反应,C选项

可以实现。

答案：（1）Q>M>L>X>RQ（2）B

■思维建模

价态归中（转化）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+低价一中间价”，而不会出现交叉现象。简记

为“两相靠,不相交”。

如不同价态硫元素之间可以发生的氧化还原反应如图：

II①∣W

-2O«4÷6

HSSSOHSO

2I④i∣?2∣∣24

⑤_________________

注:你与浓H2SO4反应可以是③、④或H2S转化为S而HzSOi转化为SO2,

但⑤不会发生。

＞考点三

必备知识房式

电子守恒规律,即氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。

1.对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质一一反应中

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.电子守恒规律常用于氧化还原反应方程式的配平及计算。如湿法制

备高铁酸钾(LFeO)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、C10∖OH、

FeOf、C1、根据元素的化合价变化可知,铁元素的化合价升高,

失去3个电子,而氯元素的化合价降低,得至IJ2个电子,所以根据得失

电子守恒，并结合电荷守恒和质量守恒，反应的化学方程式是

2Fe(OH)3+3CIO+40H2FeO『+3Cl+5乩0。

［理解辨析］

1.判一判(正确的打“J”，错误的打“X”)

2+

已知水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe+2S2θΓ+02+a0H

—Y+S40f+2H20o

⑴上述反应中S2C>r是还原剂。()

⑵上述反应中Y的化学式为Fe2O3o()

⑶根据相关知识可以计算出a=4°()

(4)上述反应中，每有1molO2参加反应，转移电子的总物质的量为

4molo()

解析：(1)反应前S的化合价是+2价,反应后是+2.5价,化合价升高，

因此SQr是还原剂。

(2)根据离子方程式可知,2molS2C⅛一失去2mol电子,而1mol氧气

得到4mol电子,所以亚铁离子应该再失去2mol电子，因此Y是FesO」。

(3)根据电荷守恒可知a=4o

(4)每有1molO2参加反应，转移电子的总物质的量为1mol×4=4molo

答案：(I)J(2)X(3)√(4)√

用0.100Omol-LK2CnO7标准溶液滴定溶液中的FeSOl至终点，消

耗标准溶液20.00mLo已知：CnO夕+Fe'H'-Fe*+Cr"+H2O(未配平)。

则溶液含有的Fe?一的物质的量为o

解析：先找出氧化剂(CnOM)及还原产物(Cr3t)>还原剂(Fe*)及氧化

产物(Fe3t);再确定一个原子或离子得失电子数(每个Cr原子得到3个

电子,每个Fe.失去1个电子)；最后根据得电子总数等于失电子总数

列等式计算，n(氧化剂)义变价原子数义化合价变化值=n(还原剂)X

变价原子数X化合价变化值，即0.1000mol∙L-'×0.02L×2×3=

2+2"

n(Fe)XlX1,得n(Fe)=O.012molo

答案：0.012mol

、T关键能力房奔^

1.(2022•河南潦河检测)已知某强氧化剂Ro(OH):中的R元素被

3

Na2SO3XWmolRO(OH)；至较低价态,需要60mL0.1mol∙Lr的Na2SO3

溶液。那么，R元素被还原成的价态是(B)

C.+1D.+2

解析：设R0(0H)2×103mol×(5-χ)=6X103molX(6-4),解得x=0,

故B正确。

2+

2与C-'反应,产物是CnOM和Pb,则与1.0molCr%反应所需PbO2S<J

物质的量为(B)

A.3.0molB.1.5mol

C.1.0molD.0.75mol

解析：已知Pb由+4价变为+2价,Cr由+3价变为+6价,设所需PlA的

物质的量为Xmol,则有1.0mol×l×(6-3)=xmol义1义(4-2),解得

x=l.5,故B正确。

3.向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体

物质完全反应,生成No和CU(No3)2。在所得溶液中加入LOmol∕L的

NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为

39.2g。下列有关说法正确的是(D)

20的物质的量之比为1：2

B.硝酸的物质的量浓度为2.0mol/L

C.产生的NO体积为4.48L

D.Cu、CihO与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol

解析:金属离子已完全沉淀,溶液中溶质为NaNo3,n(NaNO3)=n(NaOH)=

1.0mol/LX1.0L=Imol,沉淀为CU(OH)骨质量为39.2g,物质的量

为E'24=0.4mol,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],

所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)J=O.4mol,设Cu和Cu2O

的物质的量分别为Xmo1、ymol,根据两者质量有64x+144y=27.2,

根据铜元素守恒有x+2y=0.4,联立方程解得x=0.2,y=0.1,所以n(Cu)：

n(Cu2O)=0.2:0.1=2：1,故A错误;根据N元素守恒可知,n(HNO3)=

n(N0)+n(NaNO3),根据电子转移守恒可知，3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),

所以3n(N0)=2×0.2mol+2×0.1mol,解得n(N0)=0.2mol,

n(NaNO3)=n(NaOH)=1mol,所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.2mol+

1mol=L2mol,所以原硝酸溶液的物质的量浓度为I等=2.4mol/L,

故B错误；由B中计算可知,n(N0)=0∙2mol,所以标准状况下NO的体

积为0.2molX22.4L∕mol=4.48L,题中未告知是否为标准状况，无

法判断NO的体积是否为4.48L,故C错误;反应后的溶液中加入氢氧

化钠溶液,氢氧化钠与硝酸、硝酸铜反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮

元素守恒可知，反应后溶液中n(HNO3)+2n[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以

n(HNO3)=n(NaNO3)~2n[Cu(NO3)2]=1mol-2×0.4mol=0.2mol,故D

正确。

■思维建模

守恒法解题的思维流程

⑴找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

⑵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×化合价变化值（高价-低价）=n（还原

剂）X变价原子个数义化合价变化值（高价-低价）

走进新高考

1.（双选）（2020・海南卷,9）含有下列有害组分的尾气,常用NaOH溶

液吸收以保护环境。吸收过程中发生歧化反应的是（BC）

322

解析:三氧化硫和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,为非氧化还原反

应,A不符合题意;滨化氢与氢氧化钠反应生成滨化钠和水,为非氧化

还原反应,D不符合题意。

2.（2021•广东卷，18节选）高纯AlAs（碎化铝）可用于芯片制造。芯片

制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物,

可阻止乩。2刻蚀液与下层GaAs（碑化钱）