第三节 氧化还原反应
1．了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2．了解常见的氧化还原反应。
3．掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
氧化还原反应的概念
1．概念间的关系Ks5u
如反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(1)MnO2在反应中得到电子，所含元素的化合价降低，被还原，发生还原反应，作氧化剂。
(2)HCl在反应中失去电子，所含元素的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，作还原剂。
2．电子转移的表示方法
(1)单线桥法：
(2)双线桥法：
3．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
1．氧化还原反应的本质是什么？判断依据是什么？
提示：本质是有电子得失或偏移，判断是否是氧化还原反应的依据是反应前后元素化合价是否发生变化。
2．有单质参加或生成的化学反应是否一定属于氧化还原反应？
提示：不一定。如3O2===2O3，不属于氧化还原反应。
3．反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O与反应2H2S＋SO2===3S＋2H2O有何特点？
提示：前者的氧化剂、还原剂均为Cl2，物质的量之比为1∶1，后者的氧化产物、还原产物均为S，物质的量之比为2∶1。
4．阳离子只有氧化性、阴离子只有还原性的说法是否正确？
提示：不正确。阳离子有的只有氧化性，如H＋，有的也有还原性，如Fe2＋；阴离子有的只有还原性，如S2－，有的也有氧化性，如MnO。
5．单线桥法中箭头如何指向？双线桥法中箭头如何指向？
提示：单线桥法中箭头由还原剂指向氧化剂，双线桥法中箭头由还原剂指向氧化产物，氧化剂指向还原产物。
1．下列对于反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO的说法中正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．若有6 mol NO2参与反应，则有3 mol电子发生转移
解析：选A 该反应中电子转移情况为3NO2＋H2O===2HN失2×e－O3＋N得2e－O，氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2，A对；氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，B错；NO2既是氧化剂又是还原剂，C错；若有6 mol NO2参与反应，则转移电子4 mol，D错。
2.下列化学反应属于区域3的是( )
A．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．4NH3＋5O24NO＋6H2O
D．Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑
解析：选C A项中的反应是化合反应，且元素有化合价的变化，属于区域1；B项中的反应是分解反应，但其元素化合价没有变化，属于除区域2的分解反应；C项中的反应是氧化还原反应，属于区域3；D项中的反应是置换反应，属于区域4。
常见的氧化剂和还原剂
1．常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非金属单质
Cl2、Br2
Cl－、Br－
O2、O3
变价元素中高价
态化合物或离子
氧化物
MnO2
Mn2＋
H＋
稀硫酸、盐酸、醋酸
H2
氧化性酸
HNO3
NO或NO2
浓硫酸
SO2
HClO
Cl－
盐
KMnO4
Mn2＋
Fe3＋
Fe2＋
过氧化物
Na2O2、H2O2
2.常见还原剂
物质类型
举例
对应氧化产物
活泼的金属单质
Na、Fe、Al
某些非金属单质
H2、C、S
变价元素中低价
态化合物或离子
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3或SO
氢化物
NH3
N2或NO
H2S
S或SO2
离子
SO
SO
Fe2＋
Fe3＋
I－
I2
过氧化物
Na2O2、H2O2
O2
1．处于最高价态的元素一定具有强氧化性吗？
提示：不一定。如Na2SO4中的Na元素，H3PO4中的P元素。
2．HI中的I元素化合价为－1价，HI只有还原性吗？
提示：HI中的氢元素有氧化性。
3．具有中间价态的物质，既有氧化性又有还原性，一般情况下主要表现某一方面的性质，填写下表：
具有中间价态的物质
Fe2＋
SO2、SO
H2O2
氧化产物
还原产物
表现的主要性质
还原性
还原性
氧化性
提示：氧化产物：Fe3＋ SO3、SO O2
还原产物 Fe S H2O
1．(2011·上海高考)氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr相比较，水的作用不相同的是( )
①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③2F2＋2H2O===4HF＋O2
④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
A．①② B．②③
C．①③ D．③④
解析：选D F2和H2O反应，有氧气产生，水作还原剂；Al和NaOH溶液反应，有氢气产生，水作氧化剂。
2．某反应体系包含的物质有NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O和H2O。
(1)请将Au2O3之外的其他反应物和生成物分别填入以下空格内(不用配平)。
(2)上述反应中被还原的元素是________，还原剂是________。
(3)将氧化剂与还原剂分别填入下面的空格中，并标出电子转移的方向和数目。
解析：因为Au2O3为反应物，Au2O必为生成物。Au2O3中Au的化合价为＋3，Au2O中Au的化合价为＋1，即Au在反应中化合价降低，则另一种元素的化合价必定升高。Na2S2O3中S的化合价为＋2，Na2S4O6中S 的化合价为＋2.5，所以Na2S2O3为反应物，Na2S4O6为生成物。根据化合价升降总数相等的原则，可得配平后的化学方程式为Au2O3＋4Na2S2O3＋2H2O===Au2O＋2Na2S4O6＋4NaOH。
答案：(1)Na2S2O3 H2O Na2S4O6 Au2O NaOH
(2)Au Na2S2O3
(3)
考点
考频
命题指数
一、氧化还原反应的基本概念
3年18考
★★★★★
二、氧化性、还原性强弱的判断
3年7考
★★★
三、氧化还原反应的规律
3年16考
★★★★★
物质氧化性、还原性强弱的判断
物质氧化性、还原性强弱的判断，侧重考查对氧化还原反应实质的理解，常见的考查方式是选择题、填空题。内容上涉及知识很多，如物质结构，主要还是根据化学反应来进行判断。元素周期律、电化学知识等。
[例1] (2013·潍坊质检)根据反应：2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，4NaI＋O2＋2H2SO4===2I2＋2Na2SO4＋2H2O，Na2S＋I2===2NaI＋S↓。下列物质的氧化性强弱判断正确的是( )
A．O2>I2>S B．H2S>NaI>H2O
C．S>I2>O2 D．H2O>NaI>H2S
[解析] 根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，由三个反应可知氧化性：O2>S、O2>I2、I2>S，故氧化性：O2>I2>S。
[答案] A
[例2] SO2与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋ ①，Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O ②。下列有关说法正确的是( )
A．还原性：Cr3＋>SO2
B．氧化性：Cr2O>SO2>Fe3＋
C．Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D．两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
[解析] 本题从另一角度考查氧化还原反应规律。首先分析各元素的价态变化，根据价态变化与氧化还原反应规律的关系求解。分析反应①②中各元素的价态变化可知，反应①中，SO2作还原剂，Fe3＋作氧化剂，且还原性：SO2>Fe2＋，氧化性：Fe3＋>SO。反应②中，Fe2＋作还原剂，Cr2O作氧化剂，且还原性：Fe2＋>Cr3＋，氧化性：Cr2O>Fe3＋，由此可见选项A、B错误。选项C，由于Cr2O具有氧化性，Na2SO3具有还原性，故Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4。选项D，反应①中Fe2(SO4)3为氧化剂，反应②中Fe2(SO4)3为氧化产物。
[答案] C
氧化性、还原性强弱的比较主要从以下几个方面进行判断：
1．依据氧化还原反应方程式来判断
氧化剂＋还原剂―→氧化产物＋还原产物
氧化性：氧化剂>氧化产物；
还原性：还原剂>还原产物。
口诀：比什么“性”找什么剂，“产物”之“性”小于“剂”。
2．依据反应条件来判断
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，可依据反应条件的难易程度来判断氧化剂氧化性的相对强弱，一般来说反应条件越苛刻，说明反应越难发生(即氧化剂得电子越困难)，则对应氧化剂的氧化性越弱，例如：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
氧化性：浓硝酸>浓硫酸。
3．根据“三表”判断
(1)根据元素周期表判断：
金属单质的还原性增强 非金属单质的氧化性增强
对应阳离子的氧化性减弱 对应阴离子的还原性减弱
(2)根据金属活动性顺序表判断：
(3)根据非金属活动性顺序表判断：
4．依据“两池”判断
(1)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。则两种金属的还原性：正极<负极。
(2)用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先得电子的阳离子氧化性较强，在阳极先失电子的阴离子还原性较强。
5．依据“三度”判断(“三度”即：浓度、温度、酸碱度)
一般情况下，浓度越大，温度越高，氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)越强；酸碱度是影响氧化性强弱的重要因素。例如①KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性，常温下即可和浓盐酸反应制取氯气；②HNO3(浓)的氧化性强于HNO3(稀)的氧化性；③HNO3(热)的氧化性强于HNO3(冷)的氧化性。
1．常温下，在溶液中可发生以下反应：
①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O，
②2M2＋＋R2===2M3＋＋2R－，
③2R－＋Z2===R2＋2Z－，
由此判断下列说法错误的是( )
A．氧化性强弱顺序为：XOM3＋，根据反应③知，氧化性Z2>R2，则氧化性Z2>M3＋，故常温下可发生反应2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－，D项正确。
氧化还原反应的规律及应用
氧化还原反应的规律是高考的热点，其实质是考查氧化剂、氧化性、还原剂、还原性等基本概念，有时会运用电子守恒考查化学计算，近几年高考的题型立意更为新颖，应特别关注氧化还原反应的规律在生产、生活和高科技成果中的应用。
[例3] (2011·全国高考)某含铬(Cr2O)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到n mol FeO·FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是( )
A．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(2－x) mol
B．处理废水中Cr2O的物质的量为mol
C．反应中发生转移的电子数为3nx mol
D．在FeO·FeyCrxO3 中，3x＝y
[解析] 本题考查氧化还原反应知识，意在考查考生对元素化合价的判断及对电子守恒思想的掌握情况。该反应中铁的化合价由＋2升高到＋3、铬的化合价由＋6降低到＋3。由原子守恒知B选项正确；参加反应的铬的物质的量为nx mol，转移电子3nx mol，C选项正确；根据电子守恒知D选项正确；消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(1＋y) mol，A选项错误。
[答案] A
[例4] (2011·上海高考)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空：
(1)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。若As2S3和SnCl2正好完全反应，As2S3和SnCl2的物质的量之比为________。
(2)上述反应中的氧化剂是________，反应产生的气体可用________________________吸收。
(3)As2S3和HNO3有如下反应：As2S3＋10H＋＋10NO===2H3AsO4＋3S↓＋10NO2↑＋2H2O。若生成2 mol H3AsO4，则反应中转移电子的物质的量为________。若将该反应设计成一原电池，则NO2应该在________(填“正极”或“负极”)附近逸出。
(4)若反应产物NO2与11.2 L O2(标准状况)混合后用水吸收全部转化成浓HNO3，然后与过量的碳反应，所产生的CO2的量________(选填编号)。
a．小于0.5 mol b．等于0.5 mol
c．大于0.5 mol d．无法确定
[解析] (1)根据电子得失守恒知1 mol As2S3作氧化剂得到2 mol电子，而1 mol SnCl2作还原剂失去2 mol电子，所以二者的物质的量之比是1∶1。
(2)H2S可用碱液或硫酸铜溶液吸收。
(3)As2S3作还原剂，转移电子的个数是2×(5－3)＋3×(2－0)＝10。NO2属于还原产物，在正极生成。
(4)根据电子守恒可知生成CO2的量是0.5 mol，但考虑到随着反应的进行，硝酸的浓度会降低而稀硝酸不与碳反应，产生的CO2的量小于0.5 mol。
[答案] (1)1∶1 (2)As2S3 氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液 (3)10 mol 正极 (4)a
对氧化还原反应知识的综合考查，主要体现在氧化还原反应规律及其应用，主要规律有以下四条：
1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中，有物质元素化合价升高必有物质元素化合价降低，且化合价降低总数必等于升高总数。
电子守恒(化合价守恒)的规律有如下应用：
(1)求某一反应中被氧化与被还原的原子数之比，或氧化剂与还原剂分子数之比及氧化产物与还原产物分子数之比。
(2)配平氧化还原反应方程式。
(3)进行有关氧化还原反应的计算。
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，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．转化规律
氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。例如：
(√)
(×)
应用：判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。
4．难易规律
越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。如F2的氧化性极强，F原子很易得到电子，而F－的还原性很弱，F－很难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应，如向FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
应用：判断物质的稳定性及反应顺序。
2．(2013·东城高三质量调研)在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中， 被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A．1∶6 B．6∶1
C．1∶5 D．5∶1
解析：选D 据“转化规律”用双线桥法标出电子得失情况如下：
。
氧化还原反应方程式的配平及计算
1．氧化还原反应方程式的配平
(1)氧化还原反应方程式的配平原则：
(2)常用方法——化合价升降法：
②示例：配平Cu＋HNO3(稀)——Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O。
第一步：先配平氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物的化学计量数：
Cu(0)→Cu(＋2) 化合价升2×3
N(＋5)→N(＋2) 化合价降3×2
3Cu＋2HNO3(稀)——3Cu(NO3)2＋2NO↑＋H2O。
第二步：根据原子守恒，观察法配平其他物质的化学计量数。化学方程式为：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(3)缺项氧化还原反应方程式的配平：
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。一般酸性条件下，缺H(氢)补H＋，少O(氧)补H2O(水)；碱性条件下，缺H(氢)补H2O(水)，少O(氧)补OH－。
2．应用电子守恒解题的一般步骤
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)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关系式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价的绝对值)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价的绝对值)。
[例] 氯化铵常用于焊接。如在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为：____CuO＋____NH4Cl____Cu＋____CuCl2＋____N2↑＋____H2O。
(1)配平此氧化还原反应方程式。
(2)该反应中，被氧化的元素是________(填元素名称)，氧化剂是____________(填化学式)。
(3)反应中若产生0.2 mol的气体，则有________ mol的电子转移。
[解析] (1)用化合价升降法配平化学方程式为
4CuO＋2NH4Cl3Cu＋CuCl2＋N2↑＋4H2O。
(2)该反应中，氮元素化合价升高，被氧化，NH4Cl为还原剂，铜元素化合价降低，被还原，CuO为氧化剂。
(3)反应中若产生0.2 mol N2，有1.2 mol的电子转移。
[答案] (1)4CuO＋2NH4Cl3Cu＋CuCl2＋N2↑＋4H2O (2)氮 CuO (3)1.2
1．某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：PbO2、PbSO4(难溶盐)、Pb(MnO4)2(强电解质)、H2O、X(水溶液呈无色)、H2SO4，已知X是一种盐，且0.1 mol X在该反应中失去3.01×1023个电子。
(1)写出该反应的化学方程式：__________________________________________。
(2)若有9.8 g H2SO4参加反应，则转移电子的物质的量为________。
(3)本反应体系中，若用浓盐酸代替硫酸，用离子方程式表示后果：________________________________________________________________________。
解析：(1)根据0.1 mol X在该反应中失去3.01×1023个电子知，X在该反应中，有一种元素化合价升高5价，分析已知五种物质，只有高锰酸铅一种物质含锰元素，根据元素守恒，X必含锰元素，由高锰酸铅中锰为＋7价推知，X为MnSO4(无色)，由于硫酸锰在该反应中由＋2价锰失电子转化成MnO，另一种物质必作氧化剂，分析物质中元素化合价知，氧化剂为二氧化铅，还原剂为硫酸锰，根据电子守恒配平：5PbO2＋2MnSO4―→Pb(MnO4)2＋4PbSO4，根据“SO”守恒知，硫酸是反应物，水是产物。
(2)由(1)知，2 mol H2SO4参加反应，转移电子为10 mol。
(3)如果用浓盐酸代替硫酸，比高锰酸钾氧化性强的二氧化铅能氧化氯化氢(类似二氧化锰氧化氯化氢)。
答案：(1)5PbO2＋2MnSO4＋2H2SO4===Pb(MnO4)2＋4PbSO4＋2H2O (2)0.5 mol
(3)PbO2＋4H＋＋2Cl－===Pb2＋＋Cl2↑＋2H2O
2．(2010·上海高考改编)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：
(1)写出CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式：
＋＋―→＋
(2)整个过程中的还原剂是________。
(3)把KI换成KBr，则CCl4层变成________色；继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是__________________________________。
(4)加碘盐中含碘量为20 ～50 mg/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2________L(标准状况，保留2位小数)。
解析：(1)据氧化还原反应的规律结合电子守恒写出反应的化学方程式为：
(2)整个过程中KI、I2中碘元素化合价升高，故还原剂为KI和I2。
(3)Cl2与KBr反应生成Br2，Br2溶于CCl4呈红综色；由题中现象可知，Cl2不能氧化Br2生成HBrO3，所以氧化性顺序为：HBrO3>Cl2>HIO3。
(4)根据得失电子守恒列关系式：
I2 ～ KIO3 ～ 6e－ ～ 3Cl2
127 g 3×22.4 L
20 g V
则V＝10.58 L。
答案：(1)5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
(2)KI、I2 (3)红棕 HBrO3＞Cl2＞HIO3 (4)10.58
[随堂巩固提升]
1．(2013·北京师大附中模拟)金属铜的提炼多从黄铜矿开始。黄铜矿在焙烧过程中主要反应之一的化学方程式为：2CuFeS2＋O2, Cu2S＋2FeS＋SO2，下列说法不正确的是( )
A．O2只作氧化剂
B．CuFeS2既是氧化剂又是还原剂
C．SO2既是氧化产物又是还原产物
D．若有1 mol O2参加反应，则反应中共有4 mol电子转移
解析：选D 在黄铜矿中，Cu为＋2价，Fe为＋2价，硫为－2价，反应中，Cu从＋2价降低为＋1价，Fe的化合价未发生变化，S的化合价一部分维持不变，另一部分升高为＋4价。
2．(2013·山东省实验中学诊断)①2K2CrO4＋H2SO4 ===K2Cr2O7＋K2SO4＋H2O，
②K2Cr2O7＋6FeSO4＋7H2SO4 ===Cr2(SO4)3＋3Fe2(SO4)3＋K2SO4＋7H2O，
③Fe2(SO4)3＋2HI ===2FeSO4＋I2＋H2SO4，
下列结论正确的是( )
A．①②③均是氧化还原反应
B．氧化性强弱顺序是K2Cr2O7>Fe2(SO4)3>I2
C．反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1
D．反应③中0.1 mol还原剂共失去电子数为6.02×1023
解析：选B 反应①是非氧化还原反应，A项错误；根据反应②氧化性K2Cr2O7>Fe2(SO4)3，根据反应③氧化性Fe2(SO4)3>I2，B项正确；反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，C项错误；反应③中0.1 mol还原剂共失去电子数为6.02×1022，D项错误。
3．有Fe2＋、NO、Fe3＋、NH、H2O和H＋六种微粒，分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物，下列叙述错误的是( )
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶1
B．还原产物为NH
C．若有1 mol NO参加还原反应，则转移8 mol电子
D．若把该反应设计为原电池，则负极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋
解析：选A 运用得失电子守恒，配平方程式：8Fe2＋＋NO＋10H＋===8Fe3＋＋NH＋3H2O，氧化剂NO与还原剂Fe2＋的物质的量之比为1∶8，A项错误；氧化剂NO被还原得到还原产物NH，B项正确；若有1 mol NO参加还原反应，则转移8 mol e－，C项正确；该氧化还原反应中氧化反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，设计为原电池则为负极反应，D项正确。
4．(2012·郑州质量预测)Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2＋O2↑。下列对此反应的说法中，不正确的是( )
A．方框中的物质为Na2SO4
B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
C．Na2FeO4既是氧化产物，又是还原产物
D．2 mol FeSO4发生反应时，反应中共转移8 mol电子
解析：选D 根据原子守恒可知A正确。分析化合价变化可知，2个＋2价Fe原子失去8个电子，根据生成物中的“O2”可知在“6Na2O2”中，有2个－1价的O的化合价升至0，失去2个电子，另有10个－1价O的化合价降至－2。据此可知B、C均正确。2 mol FeSO4发生反应时，反应中共有10 mol电子发生转移，故D错误。
5．(2011·福建高考改编)(1)磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷，反应为：
2Ca3(PO4)2＋6SiO2===6CaSiO3＋P4O10
10C＋P4O10===P4(白磷)＋10CO
每生成1 mol P4时，就有________mol电子发生转移。
(2)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：
□Ce3＋＋□H2O2＋□H2O===□Ce(OH)4↓＋□______。
解析：(1)反应过程中磷酸钙最终变成了白磷，磷的化合价由＋5价变成0价，由此可以得到如下关系式：2Ca3(PO4)2～P4～20e－，所以每生成1 mol P4，转移20 mol电子。
(2)分析反应可知，Ce元素化合价由＋3升高到＋4，H2O2中氧元素化合价由－1降低到－2，根据得失电子守恒可确定Ce3＋的化学计量数为2，H2O2的化学计量数为1，再根据电荷守恒可知缺少的物质为H＋，最后根据原子守恒配平。
答案：(1)20
(2) Ce3＋＋H2O2＋H2O===Ce(OH)4↓＋H＋
[课下知能检测]
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．(2012·广东高考)下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al
C．工业上利用合成氨实现人工固氮
D．实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
解析：选D A选项呼吸面具中的过氧化钠通过与CO2和H2O反应来提供氧气，发生的反应是氧化还原反应。B中电解氧化铝制备金属铝，反应中有单质生成，是氧化还原反应。C选项是合成氨反应，氮气与氢气生成氨气，是氧化还原反应。D选项是用铵盐与碱加热制氨气，属复分解反应，与氧化还原反应无关。
2．在一定条件下的如下反应：A＋B―→C＋D＋E。某同学从不同角度对该反应有如下归纳：①不可能是复分解反应，②可能是氧化还原反应，③当E是水时，一定是复分解反应，④当A是水时，不可能是氧化还原反应，⑤反应物和生成物中不可能同时出现同主族单质。你认为错误的是( )
A．①②③④ B．①③④⑤
C．②④⑤ D．全部
解析：选B 该反应可能是复分解反应，如CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O；也可能是氧化还原反应，如Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；当E是水时，有可能是氧化还原反应；当A是水时，也有可能是氧化还原反应，如2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；反应物和生成物中有可能同时出现同主族单质，如4FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2FeBr3＋Br2。
3．(2013·银川一中模拟)2011年3月，日本本州岛海域地震引发福岛核电站发生核泄漏，多地市民恐慌而自服碘(主要成分KI)片，狂购“加碘(KIO3)盐”，以减少核辐射的危害。已知：①向KI溶液中通入过量Cl2会有KIO3生成；②向酸化的KI与KIO3混合液中滴加淀粉溶液会变蓝色。下列有关说法正确的是( )
A．I－只具有还原性，IO只具有氧化性
B．由①②可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO
C．①中发生反应的离子方程式为3Cl2＋I－＋3OH－===IO＋6Cl－＋3H＋
D．反应②中若有5 mol e－转移，则生成3 mol I2
解析：选D IO中碘元素的化合价为＋5，所以IO既具有氧化性又具有还原性，A不正确；氧化性的强弱顺序应为Cl2>IO>I2，B不正确；C项离子方程式中，OH－生成H＋不符合事实，不正确；反应②的离子方程式为IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，故5 mol e－转移生成3 mol I2，D正确。
4．(2012·哈尔滨模拟)物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质中由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是( )
①Cu与HNO3溶液 ②Fe与HCl溶液
③Zn与H2SO4溶液 ④铝与NaOH溶液
A．①③ B．①②
C．②④ D．②③
解析：选A Cu与HNO3溶液反应，浓时生成NO2，稀时生成NO；Zn与浓硫酸溶液反应生成SO2，Zn与稀硫酸溶液反应生成H2。
5．(2013届华中师大一附中高三期中)根据表中信息判断，下列选项不正确的是( )
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4……
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnO ……
Cl2、Mn2＋……
A.第①组反应的其余产物为H2O和O2
B．第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶1
C．第③组反应中生成1 mol Cl2，转移电子2 mol
D．氧化性由强到弱顺序为MnO>Cl2>Br2>Fe3＋
解析：选B 第①组反应Mn元素的化合价降低，必然有一种元素的化合价升高，H2O2中O元素的化合价升高，产物是氧气，H元素的存在形式是水，A正确；第②组反应中产物是FeCl3、FeBr3时，发生的反应为：Cl2＋2Fe2＋ ===2Fe3＋＋2Cl－，Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2；第③组反应中生成物Cl2是氧化产物，1 mol Cl2，转移电子2 mol，C正确。
6．(2012·绍兴一中11月检测)已知Fe3O4可表示成(FeO·Fe2O3)，水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：3Fe2＋＋2S2O＋O2＋4OH－ ===Fe3O4＋S4O＋2H2O，下列说法正确的是( )
A．O2和S2O是氧化剂，Fe2＋是还原剂
B．每生成1 mol Fe3O4，则转移电子数为2 mol
C．参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
D．若有2 mol Fe2＋被氧化，则被Fe2＋还原的O2为0.5 mol
解析：选D 根据元素化合价变化，Fe元素和S元素的化合价升高，O2是氧化剂，Fe2＋和S2O是还原剂，A、C错误；每生成1 mol Fe3O4的同时，有2 mol的S2O被氧化，所以转移电子数为4 mol，B错误；2 mol Fe2＋被氧化，失去2 mol电子，被Fe2＋还原的O2为0.5 mol，D正确。
7．(2012·成都一中模拟)铁酸盐MFe2O4与H2高温下反应生成新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3Fe3＋>Co2O3
C．在反应③中当1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被氧化
D．可以推理得到Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2
解析：选C 分析所给反应中元素化合价的变化可以解答A、B、C三个选项；判断D项时可先假设其正确，然后看氧化性强弱关系是否符合事实。
10．美日科学家因在研究“钯催化交叉偶联反应”上所作出的杰出贡献，获得了2010年诺贝尔化学奖。钯的化合物PdCl2通过化学反应可用来检测有毒气体CO，该反应的反应物与生成物有：CO、Pd、H2O、HCl、PdCl2和一种未知物质X。下列说法不正确的是( )
A．反应中转移的电子为1 mol时，生成2 mol物质X
B．未知物质X为CO2
C．反应中CO作还原剂
D．题述反应条件下还原性：CO>Pd
解析：选A 钯的化合物PdCl2通过化学反应可用来检测有毒气体CO，说明PdCl2作反应物，Pd元素化合价降低，则CO中碳元素化合价升高，发生反应的化学方程式为：CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋Pd↓＋2HCl。X物质为CO2，CO作还原剂，Pd为还原产物，故还原性：CO>Pd；反应中转移的电子为1 mol 时，生成1/2 mol物质X，故A项错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(12分)氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面有两个变化的反应式：
①NO＋4H＋―→NO↑＋2H2O，
②2H2O2===2H2O＋O2↑。
(1)①是________过程，写出H2O2的电子式：________。
(2)在KMnO4、Na2CO3、KI、Fe2(SO4)3中选取一种，完成反应①，写出并配平该氧化还原反应的方程式，标出电子转移的方向和数目：________________。
(3)已知H2O2和KI可发生如下反应：③H2O2＋KI===KIO＋H2O，④2KIO===2KI＋O2↑。写出反应③的离子方程式：________________。综合③④两个反应，KI的作用是________，总反应方程式可表示为_______________________________________________。
解析：分析某一过程是氧化过程还是还原过程，要看化合价的变化，反应①是化合价降低的过程，是还原过程。还原过程要加还原剂才能实现。H2O2与KI作用时，KI参加了化学反应，但反应前后其性质和质量均无改变，因此它实际是催化剂，对H2O2的分解起催化作用。
答案：(1)还原 HH
(2) ===6KNO3＋3I2＋2NO↑＋4H2O
(3)H2O2＋I－===IO－＋H2O 催化作用 2H2O22H2O＋O2↑
12．(13分)已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：
(1)该反应中，化合价升高的反应物是________，化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(不需配平)________________________________________________________________________。
(3)上述反应中，氧化剂是________，1 mol氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________mol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色。说出NaBiO3的一个性质：________________________________________________________________________。
解析：(1)反应原理为：在酸性条件下，KMnO4将Cl－氧化为Cl2，自身被还原。
(2)由(1)可知反应物为KMnO4、KCl、H2SO4，其余四种物质为生成物。
(4)中溶液又显紫红色，说明NaBiO3将Mn2＋氧化成了MnO，因而说明NaBiO3的氧化性比KMnO4强。
答案：(1)KCl H2SO4
(2)KMnO4＋KCl＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋H2O
(3)KMnO4 得到 5
(4)NaBiO3具有强氧化性(比KMnO4氧化性强)
13．(12分)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。
(2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为__________________。
(3)根据上述反应可推知________。
a．氧化性：KBrO3>H3AsO4
b．氧化性：H3AsO4>KBrO3
c．还原性：AsH3>X
d．还原性：X>AsH3
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的化学计量数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：
＋
解析：(1)该反应为氧化还原反应，KBrO3在反应中得电子，作氧化剂。通过分析各物质化合价知：AsH3中As的化合价升高，AsH3作还原剂。
(2)KBrO3中溴的化合价为＋5,0.2 mol KBrO3得到1 mol电子，1个KBrO3得到5个电子，化合价降低5价，为0，X为Br2。
(3)反应中KBrO3是氧化剂，Br2为还原产物，AsH3为还原剂，H3AsO4为氧化产物，在同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，可推知a、c正确。
(4)根据氧化还原反应中得失电子数相等，可配平该反应为：4H2SO4＋5AsH3＋8KBrO3===5H3AsO4＋4Br2＋4H2O＋4K2SO4。
答案：(1)AsH3 (2)Br2 (3)ac (4)8KBrO3＋5A40e－sH3
14．(13分)(2013·本溪模拟)生活饮用水水质的标准主要有：色度、浑浊度、pH、细菌总数、嗅和味等。目前城市自来水处理过程中所使用的主要药剂仍是Cl2(消毒剂)和Al2(SO4)3(沉降剂)，但由于种种原因，用这两种物质处理水质，总有缺陷。因此，有资料报道：Na2FeO4是一种强氧化剂，可作为一种新型净水剂，在反应中被还原为Fe3＋，使用该物质可代替Cl2和Al2(SO4)3。
(1)配平工业上制备铁酸钠的化学方程式：
Fe2O3＋NaNO3＋NaOH―→Na2FeO4＋NaNO2＋H2O
(2)当反应物中含有1.4 mol钠离子，上述反应恰好完全进行时，电子转移总数为________NA。
(3)Na2FeO4代替Cl2是因为它具有________性，还原为Fe3＋后净水的原理为(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。
(4)某厂制备铁酸钠后的废液中含NaNO2溶液，直接排放会造成污染，下列试剂中：①NaCl ②NH4Cl ③KMnO4 ④浓H2SO4，能使NaNO2转化为N2(不引起二次污染)的是________(选填编号)，反应的离子方程式为_________________________________。
解析：(1)根据化合价升降法配平化学计量数，分别为1、3、4、2、3、2。
(2)由(1)知反应物中含有7 mol钠离子时，转移电子6 mol，当反应物中含有1.4 mol钠离子时，转移电子1.2 mol，即1.2 NA个。
(3)Na2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解产生Fe(OH)3，Fe(OH)3胶体因具有吸附性而使水澄清。
(4)利用归中反应除去NaNO2。
答案：(1)1 3 4 2 3 2 (2)1.2
(3)强氧化 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋
(4)② NH＋NO===N2↑＋2H2O
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