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文档简介
题型04氧化还原反应的分析及应用
目录
第一部分题型解码高屋建瓴,掌握全局
第二部分考向破译微观解剖,精细教学
典例引领方法透视变式演练
考向01有关氧化还原反应相关概念的判断
考向02物质的物质氧化性、还原性机器强弱的判断
考向03氧化还原反应方程式的书写与配平【重难】
考向04氧化还原反应的基本规律及其应用【重难】
考向05有关氧化还原反应的计算【重难】
考向06依托载体综合考查氧化还原反应【重难】
第三部分综合巩固整合应用,模拟实战
氧化还原反应是高考化学的支柱,其考查将更注重原理的理解深度和跨模块的综合应用。重点考查氧化剂、
还原剂、电子转移数目的判断,但会融入“陌生化学式”或“新材料”为背景,检验信息提取与知识迁移能力。
预测反应能否发生,侧重于反应先后顺序或在特定情境下的产物判断。陌生氧化还原方程式的配平仍是必
考点,将更频繁地出现在工艺流程题和实验探究题中。要求能根据题干信息(如价态变化、元素守恒)准
确推断并配平。强化在真实、复杂情境中应用氧化还原原理解决问题的能力,尤其要重视其在工艺流程和
新能源、环保等热点领域中的应用。
考向01氧化还原反应相关概念的判断
【例1-1】(2025·安徽卷)氟气通过碎冰表面,发生反应①,生成的遇水发生
22-40℃
反应②。下列说法正确的是F+HOHOF+HFHOF
HOF+H2O=HF+H2O2
A.的电子式为B.为非极性分子
C.反HO应F①中有非极性键的断裂和形成D.H反2应O2②中为还原产物
【答案】AHF
【解析】HOF中心原子为O,与H、F通过共用电子对形成共价键,电子式为,A正确;空
间结构为半开页书形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;反应①中F-F非极性键断裂,H但2O没2有
非极性键的形成,C错误;F的电负性大于O,HOF中氟表现为-1价,O为0价,H为+1价,生成物HF
中氟还是-1价,F的化合价没有变化,反应②中氧化剂为HOF,还原剂为,既是氧化产物也是还
原产物,HF既不是氧化产物也不是还原产物,D错误;故选A。H2OH2O2
【例1-2】(2025·海南卷)下列化合物性质描述错误的是
①CO②③④
A.既可作SO氧2化剂N也O2可作N还a2原O2剂:①②③④B.与水作用后溶液呈酸性:②③
C.与水反应释放:④D.常态下呈现颜色:①②③④
【答案】DO2
【解析】CO中C为+2价,SO2中S为+4价,NO2中N为+4价,Na2O2中O为-1价,均处于中间价态,均
可被氧化或还原,故①②③④均可作氧化剂或还原剂,A正确;SO2与水生成H2SO3(酸性),NO2与水生
成HNO3(酸性),溶液均呈酸性,B正确;Na2O2与水反应生成O2(2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑),C
正确;CO(无色)、SO2(无色)常态下无颜色,而NO2(红棕色)、Na2O2(淡黄色)有颜色,D错误;
故选D。
【易错警示】有关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,该元素不是被还原,就是被氧化。
误区二:在氧化还原反应中,非金属单质一定只做氧化剂。
误区三:物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少。
误区四:所含元素价态越高,化合物的氧化性一定越强。
误区五:在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。
【变式1-1】(2025·安徽蚌埠·三模)下列除杂试剂选用正确且除杂过程涉及氧化还原反应的是
选项物质(括号内为杂质)除杂试剂
A溶液、溶液
NaClNa2SO4BaCl2Na2CO3
B蒸馏水、碱石灰
NONO2
CNaOH溶液
SiO2Al2O3
D酸性溶液
24344
A.AFeSOFeSOB.BKMnOC.CD.D
【答案】B
【解析】除杂试剂为BaCl2和Na2CO3,除杂试剂选择正确,发生反应:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl,未
反应完的BaCl2与Na2CO3发生反应:BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,反应均为复分解反应,无化合价变
化,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;NO2溶于水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,碱石灰干燥
NO,最终得到纯净的NO,除杂试剂选择正确,N的化合价从+4变为+5和+2,属于氧化还原反应,B符合
题意;NaOH能与SiO2发生反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,除杂试剂选择错误,且Al2O3与NaOH发
生反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],反应过程中Si、Al的化合价未变,未涉及氧化还原反应,C
2+3++2+3+2+
不符合题意;酸性KMnO4将Fe氧化为Fe:MnO+8H+5Fe=5Fe+Mn+4H2O,过程中涉及氧化还
−
原反应,但引入K+和Mn2+等杂质,试剂选用错误,D4不符合题意;故选B。
【变式1-2】(2025·浙江杭州·三模)反应,只有一种
−−−−−−
元素的化合价发生了变化,下列说法不.正.确.3的ICl是Br+6OH=2I+IO3+3Br+3Cl+3H2O
A.发生反应,转移5mol电子
−
B.3mol IC既lB是r氧化剂又是还原剂
−
C.ICl是Br还原产物,是氧化产物
−−
D.I不能与IO3大量共存
−2−
【答I案ClB】rASO3
【解析】发生反应生成2mol和1mol,反应中I元素部分被还原(+1→-1,每mol得)
−−−−
和部分被3氧m化ol (ICl+B1r→+5,每mol失I),总反IO应3中2mol对应得到4mole⁻,1mol对应失去2m4moollee⁻,
−−−
总转移电子数为4mol,而非5mol,4m故olAe错误;中的II元素既被氧化又被还原,I因O3此既是氧化
−−
剂又是还原剂,故B正确;是I被还原的产物(IC+lB1r→-1),是I被氧化的产物(+1→+5IC)lB,r故C正确;
−−
中的I处于中间价态,I具有氧化性,而具有还原性I,O3两者会发生反应,不能共存,故D正确;
−2−
I故Cl选BrA。SO3
考向02物质的氧化性、还原性及其强弱的判断
【例2-1】(2025·北京卷)下列反应中,体现还原性的是
+
A.加热分解有生成NH4
B.NH4HC和O3的混合N溶H3液加热有生成
C.NH4ClN固a体NO在2溶液中溶解N2
D.Mg(OH)2溶液中NH滴4加Cl溶液出现白色沉淀
【答案NH】4B2SO4BaCl2
【解析】NH4HCO3分解生成NH3,氮的氧化态保持-3,未发生氧化还原反应,A不符合题意;中的N(-3
+
价)与中的N(+3价)反应生成N2(0价),被氧化,体现还原性,B符合题意;水溶液中N,H铵4根离子可
−+
以直接N结O2合氢氧化镁弱电离的氢氧根离子,N使H沉4淀溶解平衡向正向移动,则该氢氧化镁溶解过程,无化合
价变化,没有体现其还原性,C不符合题意;(NH4)2SO4与BaCl2的沉淀反应属于复分解反应,未参与
+
氧化还原,D不符合题意;故选B。NH4
【例2-2】(2025·陕晋青宁卷)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气
体,J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
NA
A.G、K均能与溶液反应B.H、N既具有氧化性也具有还原性
C.M和N溶液中N的aO离H子种类相同D.与足量的J反应,转移电子数为
【答案】D1molGNA
【分析】根据转化关系:,常温常压下G、J均为无色
气体,J具有漂白性,J为SO2,K为SO3,G为H2S,H为S,M为NaHSO3,N为Na2SO3,L为Na2SO4。
【解析】H2S和SO3均能与NaOH溶液反应,A正确;S和Na2SO3中S的化合价处于S的中间价态,既具
有氧化性又有还原性,B正确;M为NaHSO3,N为Na2SO3,二者的溶液中离子种类相同,C正确;1molH2S
和足量的SO2反应生成S单质和水,2H2S+SO2=3S↓+2H2O,1molH2S参加反应,转移2mol电子,转移2NA
个电子,D错误;故选D。
1.氧化性、还原性
(1)①氧化性:指得电子的性质(或能力);还原性: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:Na-e-==Na+,
Al-3e-==Al3+,但根据金属活动性顺序,Na比Al更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
(2)从元素的化合价判断
①最高价态——只有氧化性,如:HNO3、H2SO4、KMnO4等;
②最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl-、S2-等;
2+
③中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe、S、Cl2等。
2.氧化性、还原性强弱的判断
(1)依据化学方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(2)依据金属、非金属的活动性顺序判断
(3)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催
化剂和反应物浓度大小等。
△
例如:根据2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,Mg+2H2O=====Mg(OH)2+H2↑,可以推知还原性:Na>Mg。
(4)依据氧化还原反应的程度判断
①相同条件下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。
点燃高温
例如:根据2Fe+3Cl2=====2FeCl3,Fe+S=====FeS,可以推知氧化性:Cl2>S。
②相同条件下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:根据Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe,可以推知还原性:Zn>Cu。
+2+
【变式2-1】(2025·辽宁沈阳·二模)已知:Pb3O4与HNO3溶液发生反应I:Pb3O4+4H=PbO2+2Pb+2H2O;
PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应II:;
2++2−−
KMnO4与浓盐酸反应有黄绿色气体生成。5P下bO列2推+断2M正n确的+是4H+5SO4=2MnO4+5PbSO4+2H2O
A.由反应I可知,氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶2
B.由反应I、II可知,氧化性:
−
C.Pb可与稀硝酸发生反应:HNO3>PbO2>MnO4
D.Pb3O4可与盐酸发生反应:3Pb+4HNO3=3PbO2+4NO↑+2H2O
【答案】DPb3O4+8HCl=3PbCl2+4H2O+Cl2↑
【解析】反应I中中元素为+2、+4价,反应中的化合价未发生变化,发生非氧化还原反应,
不存在氧化产物与P还b3原O产4物P的b比例,A错误;反应I只涉P及bHNO3的酸性,无法得出HNO3>PbO2的结论;
反应II中PbO2中铅元素化合价降低为氧化剂,为氧化产物,氧化性,B错误;稀硝酸
−−
2+
的氧化性通常将Pb氧化为Pb,C错误;M中nO4元素为+2、+4价与HPCbOl反2>应M生n成O4PbCl2和H2O、Cl2,
反应方程式为Pb3O4Pb,D正确;故选D。
【变式2-2】(Pb203O254·+浙8江H温Cl州=·3三P模bC)l2已+知4H2O+Cl2↑,向溶液中加入足量Zn粉可
+−
以提炼Au,反应为:HAuCl4=(未H配平+)A,u下Cl4列说法不.H正.A确u.C的l4是
A.还原性:HAuCl4+Zn→Au+X+ZnCl2
B.X表示Zn>Au
C.生成H2,转移电子总数为(表示阿伏加德罗常数的值)
D.氧化产1m物o与lA还u原产物的物质的量3之N比AN为A
【答案】C4:3
【解析】由题干信息可知,Zn能够置换出Au,说明还原性:,A正确;由题干信息可知,反应配
平后的方程式为:,即XZn表>示Au,B正确;由B项分析可知,根据
配平之后的反应方程2H式Au可Cl知4+,4生Z成n→2Au+,H2转↑移+电4Z子nC总l2数为,CH错2误;由B项分析可知,根据配平之
后的反应方程式可知,氧化产物Zn1Cml2o与lA还u原产物Au、H2的物4N质A的量之比为,D正确;故选C。
考向03氧化还原反应方程式的书写与4:配3平
【例3-1】(2024·浙江卷)利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:
-
C(H未3O配H平)。下列说法正NO确3的是
+-
HA.+XCH表3示OH+NO3→X+CO2+H2O
B.可用N替O换2
C.氧化剂O3与还原CH剂3O物H质的量之比为
D.若生成标准状况下的气体6:5,则反应转移的电子数为(表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】CCO211.2L2NANA
【解析】由题中信息可知,利用可将废水中的转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示,
-
仍然是大气污染物,A不正C确H;3OH中C元素N的O化3合价由-2价升高到+4价,是该反应的还N原2
N剂O,2有强氧化性,通常不能用作还CH原3剂OH,故不可用替换,B不正确;该反CH应3O中H,还原剂
中CO元3素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价O位3,氧C化H3剂OH中N元素的化合价由+5价降低CH到3O0H
-
NO3
价,降低了5个价位,由电子转移守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,C正确;中C
元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的气体6:5,即生成C0H.53mOoHl,
反应转移的电子数为0.5×6=,D不正确;故选C。CO211.2LCO2
【例3-2】(2024·北京卷N)A不同3N条A件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
反应序起始酸碱KIKMnO4
还原产物氧化产物
号性
物质的量/mol物质的量/mol
2+
①酸性0.001nMnI2
②中性0.00110nMnO2
-
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。IOx
-
下列说法Mn正O确4的是
A.反应①,
2+
B.对比反应①n和Mn②,:nI2=1:5
C.对比反应①和②,x=的3还原性随酸性减弱而减弱
-
D.随反应进行,体系I变化:①增大,②不变
【答案】BpH
【解析】反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守
-+2+
恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I+2+16H=2Mn+5I2+8H2O,故
-
2+-
n(Mn)∶n(I2)=2∶5,A项错误;根据反应①可得关系式10MI~n2O4,可以求得n=0.0002,则反应②的
-
n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的M化n合O4价由+7价降至+4价,反应②对应的关
-
--
系式为IM~2nO4~MnO2~~6e,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代
---
--
数和知x=3,Mn反O应4②的离子IOx方程式是IO:xI+2+H2O=2MnO2↓++2OH,B项正确;已知的氧化性
---
随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物M,nOI-4的还原性随酸性减IO弱3而增强,C项错误;根据M反nO应4①和②的
离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;故选
B。
1.氧化还原反应方程式的配平原则
(1)电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数;
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变;
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.氧化还原方程式的配平步骤
(1)标变价:标明反应前后变价元素的化合价;
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素得失电子数;
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数相等;
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量
数;
(5)查守恒:检查质量、电荷、电子是否守恒。
【变式3-1】(2025·山东济宁·三模)常作为熏蒸剂,在贮粮中用于防治害虫,制备的过程涉及到以
下反应:PH3PH3
①过量(未配平)
②P4+NaOH+H2O→NaH2PO2+PH3↑
③NaH2PO2+H2SO4=H3PO2+NaHSO4
下列2H说3P法O2正=确P的H3是↑+H3PO4
A.上述每步反应均属于氧化还原反应
B.反应①中氧化剂和还原剂的质量比是
C.属于酸式盐3:1
D.N理a论H2上PO,2消耗lmol白磷可生产
【答案】D2.5molPH3
【解析】反应②是复分解反应,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,A错误;反应①的化学方程式
为P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,1molP4中1molP被还原(氧化剂),3molP被氧化(还原剂),
氧化剂和还原剂的质量比为1∶3,B错误;反应①中NaOH过量生成NaH2PO2,则H3PO2为一元酸,故
NaH2PO2属于正盐,C错误;1molP4通过反应①生成1molPH3,同时生成3molNaH2PO2;后者经反应②③
转化为1.5molPH3,总产生2.5molPH3,D正确;故选D。
【变式3-2】(2025·吉林·一模)反应(过硫酸钾)+(未配平),
下列说法正确的是K2S2O8MnSO4+H2O—KMnO4+H2SO4+K2SO4
A.中的价态为
B.K2S2O8是还S原产物+7
C.氧KM化n剂O4和还原剂的物质的量之比是
D.若消耗时,则反应转移的电5:子2数为(表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C3.6gH2O0.5�A�A
【解析】中存在过氧键,其中氧的氧化态为-1,其余氧为-2,设硫的化合价为x,则2x+6×(-2)+2×(-1)
=-2,解得K2Sx2=O+86,故中S为+6价,A错误;中Mn的氧化态为+2,在产物中升为+7,
说明Mn被氧化,K2S2是O8氧化产物,B错误;配平M后nS的O反4应为KMnO4
,KM氧n化O4剂是,还原剂是,物质的量5之K2比S2为O85+:22,MCnS正O确4+;8根H2据O反=应2K关M系nO式4,+8
m8Ho2lSO4+对4K应2S转O移410mole⁻,K32.S62gO8是0.2mMoln,S对O4应转移电子数为,即,D
10
H2OH2O0.2×8=0.25mol0.25��
错误;故选C。
考向04氧化还原反应的基本规律及其应用
【例4】(2025·浙江卷)关于溴的性质,下列说法不.正.确.的是
A.可被氧化为
-
B.Br与Cl水2溶液反B应r2的还原产物为
-
C.Br2SO2,说明氧化B性r:
2+3+-3+
D.Br2+2Fe与足=2量Fe+2B溶r液反应生成Br和2>Fe,转移电子
【答1案m】olBDr2NaOHNaBrNaBrO35mol
【解析】氯气具有强氧化性,可将氧化为,A项正确;与水溶液反应,生成和,还
-
原产物为,B项正确;根据反应BrBr2可B知r2,氧SO化2剂为,氧化产物H为BrH,2S氧O4化剂
-2+3+-3+
的氧化性大Br于氧化产物的氧化性,故Br氧2+化2F性e:=2Fe+2,BrC项正确;与足Br量2溶液反F应e生成
3+
和,反应方程式为:Br2>Fe,3Bmro2l参与N反aO应H,电子转移5moNla,BDr
项错Na误Br;O3故选D。3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2OBr2
定化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。即n(氧化
守
义剂)×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。
恒
应①直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系。
律
用②配平氧化还原反应方程式。
定氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
强
义
弱
应①判断某氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。
律
用②判断某氧化还原反应能否正常进行。
定当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的还原剂(氧
优义化剂)反应。
先①判断某一氧化还原反应能否正常进行。②可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序。
应---
律如:向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I的还原性强于Br,则先发生反应:2I
用
---
+Cl2===2Cl+I2,然后发生反应:2Br+Cl2===2Cl+Br2。
有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态
价定
时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中
态义
的S元素)。
律
应①判断氧化还原反应能不能发生。
用②判断同种元素的不同物质间发生氧化还原反应时的化合价变化情况。
定同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态。
转义
化-20+6+4
--+
应如:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O(H2S→S,H2SO4→SO2)、5Cl+ClO3+6H
律
用
===3Cl2↑+3H2O。
【变式4-1】(2025·浙江杭州·三模)反应3IClBr6OH2IIO33Br3Cl3H2O,只有一种元素的
化合价发生了变化,下列说法不.正.确.的是
A.3molIClBr发生反应,转移5mol电子
B.IClBr既是氧化剂又是还原剂
C.I是还原产物,IO3是氧化产物
2
D.IClBr不能与SO3大量共存
【答案】A
【详解】A.3molIClBr发生反应生成2mol
I和1molIO3,反应中I元素部分被还原(+1→-1,每mol得2mol
e)
和部分被氧化(+1→+5,每mol失4mol
e),总反应中2mol
I对应得到4mole⁻,1molIO3对应失去4mole⁻,
总转移电子数为4mol,而非5mol,故A错误;
B.IClBr中的I元素既被氧化又被还原,因此IClBr既是氧化剂又是还原剂,故B正确;
C.
I是I被还原的产物(+1→-1),IO3是I被氧化的产物(+1→+5),故C正确;
2
D.IClBr中的I处于中间价态,具有氧化性,而SO3具有还原性,两者会发生反应,不能共存,故D正确;
故选A。
【变式4-2】(2025·广东·模拟预测)利用亚克力管制备并进行的性质探究实验(装置如图所示),实
验开始时,取下最左边三通管上端的管帽,快速加入Cl2浓盐酸C,l2立即盖好。下列说法正确的是
2 mL
A.处发生反应时,浓盐酸只表现出还原性
B.a、两处的石蕊试纸均先变红后褪色
C.b处c湿润的淀粉试纸变蓝,说明还原性:
d−KICl2>I2
D.甲是蘸有饱和食盐水的棉球
【答案】D
【解析】a处发生的反应为KMnO4与浓盐酸反应生成Cl2,化学方程式为
--+
,反应中部分Cl被氧化为Cl2(表现还原性),部分Cl与K、
1M6nH2+C结l+合2K为M盐nO(4=表2现KC酸l+性2M)n,Cl故2+浓5C盐l2酸+8既H表2O现还原性又表现酸性,A错误;b处为干燥的蓝色石蕊试纸,
Cl2本身无酸性,干燥Cl2不能使干燥试纸变色;c处为湿润的蓝色石蕊试纸,Cl2与水反应生成HCl(使试
纸变红)和HClO(漂白褪色),故b处不变色、c处先红后褪色,B错误;d处发生反应,
I2遇淀粉变蓝,该反应中Cl2为氧化剂,I2为氧化产物,根据氧化还原规律,氧化剂的氧化Cl性2+大2K于I=氧2化KC产l+物I2,
说明氧化性Cl2>I2,C错误;a处生成的Cl2中混有挥发出的HCl杂质,饱和食盐水可吸收HCl且减少Cl2
溶解,故甲是蘸有饱和食盐水的棉球以除去HCl,D正确;故选D。
考向05有关氧化还原反应的计算
【例5-1】(2025·湖南卷)是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为
高温NaSbO34NaNO3+
。下列说法错误的是
4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2
A.中元素的化合价为
B.NaSb的O空3间S结b构为平面三角形+5
−
C.反NO应3中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D.反应中消耗,转移4:7
−
【答案】C3molO220mole
【解析】NaSbO3中Na为+1,O为-2,根据电荷守恒,Sb的化合价为+5,A正确;的中心N原子价层
−
电子对数是,采用杂化,无孤电子对,空间结构为平面三角形,NBO正3确;反应中氧化剂
5+1−3×22
为NaNO3中3的+N(42mol)=和3O2(3smpol),总物质的量7mol;还原剂为Sb(4mol)。氧化剂与还原剂物质
的量之比为7:4,而非4:7,C错误;O2、NaNO3同时做氧化剂,3molO2参与反应,有4molSb做还原剂,
整个反应总电子转移为20mol(Sb的氧化,化合价:0→+5),D正确;故选C。
催化剂
【例5-2】(2024·浙江卷)汽车尾气中的和在催化剂作用下发生反应:,
NOCO2NO+2CO2CO2+N2
下列说法不.正.确.的是(为阿伏加德罗常数的值)
A.生成转移N电A子的数目为B.催化剂降低与反应的活化能
C.是1氧m化ol剂CO,2是还原剂2NAD.既是氧化产NO物又C是O还原产物
【答N案O】DCON2
【分析】NO中N的化合价为+2价,降低为0价的N2,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,
CO中C为+2价,化合价升高为+4价的CO2,失去2个电子,作还原剂发生氧化反应;
【解析】根据分析,1molCO2转移2NA的电子,A正确;催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B正确;
根据分析,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误;
故选D。
1.计算原理
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.得失电子守恒的应用
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。
(1)直接计算反应物与产物或反应物与反应物之间的数量关系。
(2)对于多步连续的氧化还原反应则可根据“电子传递”,找出起始反应物与最终生成物之间的关系进行计
算,忽略反应过程。
(3)以电子守恒为核心,建立起“等价代换”,找出有关物质之间的关系进行计算等。
【方法技巧】
1.“一找物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
2.“二定得失”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
3.“三列等式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出相等式。
n(氧化剂)×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
【变式5-1】(2025·甘肃白银·三模)除去铀矿中镉的反应之一为(未
Δ
配平)。下列说法错误的是CdS+HNO3→CdNO32+S+NO↑+H2O
A.作氧化剂,CdS作还原剂B.配平后S的化学计量数为3
C.氧HN化O产3物与还原产物的物质的量之比为D.生成,转移的电子数为
【答案】D3:26.72LNO0.6NA
【分析】该反应中S元素化合价由-2价上升到0价,N元素由+5价下降到+2价,根据得失电子守恒和原子
守恒配平化学方程式为:,以此解答。
【解析】该反应中S元素3化C合dS价+8由H-N2O价3上≜升3C到dN0O价3,2+N3元S+素2N由O+↑5+价4下H2降O到+2价,中N被还原,作氧
化剂;CdS中S被氧化,作还原剂,A正确;由分析可知,该反应为HNO3
,S的化学计量数为3,B正确;该反应中S元素化合价由-23价Cd上S+升8到HN0O价3≜,3NCd元N素O由3+25+价3S下+2降N到O↑++2
4H2O
价,氧化产物为S,还原产物为NO,该反应为,氧化产物与
还原产物的物质的量之比为,C正确;未说3C明dS+8HNO3所≜处3C的d温N度O3和2压+3强S+,2无NO法↑计+算4H其2O物质的量和转
移的电子数,D错误;故选D3:。26.72LNO
【变式5-2】(2025·四川·一模)钠及其化合物在一定条件下的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数
的值。下列叙述正确的是�A
A.中含有的质子数为
18
B.反1 m应o②l N中a2,若O有反应,则32生�A成
C.反应③中,2既2.4是 L氧 O2化剂又是还原剂2 mol Na2O2
D.反应④中,N若a生2O成2,则转移的电子数为
【答案】C71 g Cl2�A
1818
【解析】1个Na2O分子中质子数为2×11(Na原子序数)+8(O原子序数)=30,1molNa2O含质子数
为30NA,A错误;22.4LO2未指明标准状况,无法确定其物质的量,B错误;反应③中Na2O2与盐酸反应
(2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑),Na2O2中-1价O部分变为-2价(H2O)、部分变为0价(O2),既是
电解
氧化剂又是还原剂,C正确;反应④为电解NaCl生成Cl2,反应式,
熔融
生成1molCl2转移2mol电子,71gCl2(1mol)转移电子数为2N2A,NaDCl错(误;)故选=C。2Na+Cl2↑
考向06依托载体综合考查氧化还原反应
【例6-1】(2025·山东卷)用肼的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,
反应原理如图所示。下列说法正N确2的H4是CuSO4
A.是还原反应的产物B.还原性:
2+
N2N2H4<Fe
C.处理后溶液的增大D.图示反应过程中起催化作用的是
2+
【答案】CpHCu
【分析】由图中信息可知,和反应生成的是和反应的催化剂,
2+2+
242422434
是中间产物,该N反H应的Cu离子方程式为[Cu(NH)]NHFeO
2+
++2422+
2422434[Cu(NH)]2
[Cu(N,H)]是还原剂,是氧化剂,是还N原H产物+。2FeO+12HN↑+6Fe+
2+
8【H解2O析】N该2H反4应中,Fe中3ON4元素的化合F价e升高被氧化,因此,是氧化反应的产物,A不正确;在同一
个氧化还原反应中,N还2原H4剂的还原性强于还原产物,因此,还原性N的2强弱关系为,B不正确;
2+
由反应的离子方程式可知,该反应消耗,处理后溶液的增大,C正确;根据N2循H4环>图F可e知,图示反应
+
过程中起催化作用的是,HD不正确;故选C。pH
2+
【例6-2】(2025·黑吉辽[C蒙u(卷N2)H某4)工2]厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含、和少量)中提取金
属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下,下列说法错M误nO的2是Co3O4Fe2O3
−20.4
KspCoS=10
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中
2+2−−20.4
【答案】CcCo⋅cS=10
3+2+2+
【分析】矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液,滤液含有Fe、Mn、Co,
加入Na2CO3沉铁得到FeOOH,过滤,滤液再加入Na2S沉钴得到CoS,过滤最后得到硫酸锰溶液。
【解析】根据分析可知,加入硫酸和稻草浸出,硫酸作催化剂和浸取剂,A正确;生物质(稻草)是可再生
的,且来源广泛,B正确;根据图示可知,“浸出”时,Fe的化合价没有变化,Fe元素没有被还原,C错误;
2+2--20.4
“沉钴”后的上层清液存在CoS的沉淀溶解平衡,满足Q=Ksp=c(Co)·c(S)=10,D正确;故选C
高考试题对氧化还原反应的考查,已超越单一反应的简单判断,而是依托具体载体进行综合应用能力的考
查。核心考查形式:
化工流程题载体:在物质制备、分离提纯的流程中,判断某步操作的氧化还原性质,书写陌生情境下的离
子方程式。
实验探究题载体:结合实验现象(如颜色变化、气泡产生)、电化学装置(原电池/电解池),探究物质氧
化性、还原性的强弱规律。
元素化合物题载体:以氯、硫、氮、铁等变价元素及其化合物为核心,考查它们在不同pH、浓度下的转化
关系与方程式的书写与配平。
关键方法技巧:
抓本质:紧紧抓住电子转移(化合价升降)这一核心,这是分析一切问题的出发点。
判方向:熟练运用氧化性/还原性强弱比较规律,预测反应能否发生及产物。
巧配平:掌握电子守恒法(化合价升降法),尤其适用于复杂体系或离子方程式的配平,确保快速准确。
【变式6-1】(2025·辽宁·二模)工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的并制取硫酸盐,其常用流程如图
2−
所示。下列错误的是S
A.过程II反应的离子方程式为
2−2−2−−
B.碱性条件下,氧化性:4MnO3+2S+9H2O=S2O3+4Mn(OH)2↓+10OH
2−2−
C.过程I中氧化剂和还原剂O2的>物M质nO的3量>之S比2O为31:2
D.将1转化为理论上需要的体积为22.4L(标准状况)
2−2−
【答案】mDolSSO4O2
2-
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