專題04-氧化還原反應(yīng)及其應(yīng)用(講)-原卷版

專題04氧化還原反應(yīng)及其應(yīng)用【考情探究】課標(biāo)解讀內(nèi)容氧化還原反應(yīng)的概念及規(guī)律氧化還原反應(yīng)方程式的配平及應(yīng)用解讀1.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)理解不同類型的化學(xué)反應(yīng)2.在分析元素化合價變化的基礎(chǔ)上,理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律研究物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)以及常見氧化劑和還原劑之間的反應(yīng)考情分析高考對氧化還原反應(yīng)基本概念的考查主要涉及相關(guān)概念的判斷,同時考查考生對氧化還原反應(yīng)基本規(guī)律的掌握情況。有的題目較為簡單,有的題目比較復(fù)雜,有較高的區(qū)分度。氧化還原反應(yīng)方程式的書寫則重在綜合運(yùn)用,對考生的要求較高,出現(xiàn)頻率也很高,屬于難度較大的題目備考策略氧化還原反應(yīng)主要在具體問題情境里進(jìn)行考查,是證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的基本載體,建議將知識情景化、問題化,在實(shí)際問題解決過程中掌握氧化還原反應(yīng)規(guī)律【高頻考點(diǎn)】高頻考點(diǎn)一氧化還原反應(yīng)的概念一、氧化還原反應(yīng)1.氧化還原反應(yīng)本質(zhì)和特征2.基本概念及相互關(guān)系概括為“升失氧、降得還，劑性一致、其他相反”例如，反應(yīng)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，氧化劑是濃H2SO4，還原劑是Cu，氧化產(chǎn)物是CuSO4。生成1molSO2時轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2NA，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量是1__mol，濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是酸性和強(qiáng)氧化性?！咎貏e提醒】(1)元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，該元素不一定被還原。(2)在氧化還原反應(yīng)中，一種元素被氧化，不一定有另一種元素被還原，也可能是同一元素既被氧化又被還原。3.氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的表示方法(1)雙線橋法：①標(biāo)變價，②畫箭頭，③算數(shù)目，④說變化。實(shí)例：用雙線橋法標(biāo)出銅和濃硝酸反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(2)單線橋法：箭頭由失電子原子指向得電子原子，線橋上只標(biāo)電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，不標(biāo)“得到”、“失去”字樣。實(shí)例：用單線橋法標(biāo)出銅和稀硝酸反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。4.氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系二、常見的氧化劑和還原劑1.常見氧化劑常見氧化劑包括某些非金屬單質(zhì)、含有高價態(tài)元素的化合物、過氧化物等。如：2.常見還原劑常見還原劑包括活潑的金屬單質(zhì)、非金屬離子及低價態(tài)化合物、低價金屬陽離子、非金屬單質(zhì)及其氫化物等。如：3.具有中間價態(tài)的物質(zhì)既有氧化性，又有還原性高頻考點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用1.守恒規(guī)律氧化劑得電子總數(shù)＝還原劑失電子總數(shù)。2.價態(tài)規(guī)律：(1)元素處于最高價，只有氧化性，如Fe3＋、Ag＋等；元素處于最低價，只有還原性，如S2－、I－等；元素處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性，如Fe2＋、Cl2等。(2)歸中反應(yīng)規(guī)律不同價態(tài)的同種元素間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價＋低價→中間價”，而不會出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。簡記為“兩相靠，不相交”。如在反應(yīng)KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化產(chǎn)物是Cl2，還原產(chǎn)物是Cl2，1molKClO3反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子數(shù)是5NA。(3)歧化反應(yīng)規(guī)律“中間價→高價＋低價”。具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。1molCl2反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA。3.強(qiáng)弱規(guī)律自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，一般遵循強(qiáng)氧化劑制弱氧化劑，強(qiáng)還原劑制弱還原劑，即“強(qiáng)制弱”。氧化劑＋還原劑→還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物。4.先后規(guī)律在濃度相差不大的溶液中：(1)同時含有幾種還原劑時eq\o(→,\s\up7(加入氧化劑))將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2時，因?yàn)檫€原性：Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先與Cl2反應(yīng)。(2)同時含有幾種氧化劑時eq\o(→,\s\up7(加入還原劑))將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入鐵粉，因?yàn)檠趸訤e3＋>Cu2＋>H＋，所以鐵粉先與Fe3＋反應(yīng)，然后再與Cu2＋反應(yīng)，最后與H＋反應(yīng)。高頻考點(diǎn)三氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與配平1.氧化還原方程式配平的基本原則2.氧化還原方程式配平的一般步驟3.缺項(xiàng)型氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法①配平方法先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。②補(bǔ)項(xiàng)原則條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H或多O補(bǔ)H＋，少O補(bǔ)H2O堿性條件下缺H或多O補(bǔ)H2O，少O補(bǔ)OH－高頻考點(diǎn)四氧化還原滴定1.原理：以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)，或者間接滴定一些本身并沒有還原性或氧化性，但能與某些還原劑或氧化劑反應(yīng)的物質(zhì)。2.試劑：常見的用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等；常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。3.指示劑：氧化還原滴定法的指示劑有三類。①氧化還原指示劑；②專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘標(biāo)準(zhǔn)溶液變藍(lán)；③自身指示劑，如高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時，滴定終點(diǎn)為溶液由無色變?yōu)樽仙??！绢}型突破】題型一考查氧化還原反應(yīng)的概念例1．（2020·山東卷）下列敘述不涉及氧化還原反應(yīng)的是（）A.谷物發(fā)酵釀造食醋 B.小蘇打用作食品膨松劑C.含氯消毒劑用于環(huán)境消毒 D.大氣中NO2參與酸雨形成【變式探究】（2020·浙江卷）反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是()A.1:2 B.1:1 C.2:1 D.4:1【舉一反三】(2019·北京卷)下列除雜試劑選用正確且除雜過程不涉及氧化還原反應(yīng)的是()選項(xiàng)物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀HClCCl2(HCl)H2O、濃H2SO4DNO(NO2)H2O、無水CaCl2【變式探究】（2018·北京卷）下列實(shí)驗(yàn)中的顏色變化，與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是（）ABCD實(shí)驗(yàn)NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl濁液中熱銅絲插入稀硝酸中現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色溶液變紅，隨后迅速褪色沉淀由白色逐漸變?yōu)楹谏a(chǎn)生無色氣體，隨后變?yōu)榧t棕色題型二氧化還原反應(yīng)規(guī)律例2．（2021·安徽池州模擬）將過量H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中，加熱后冷卻，生成暗棕紅色晶體M[化學(xué)式為Cr(NH3)3O4]，其離子方程式為：CrOeq\o\al(2－,4)＋3NH3＋3H2O2=M＋2H2O＋2OH－＋O2↑，測得M中有2個過氧鍵。下列敘述正確的是()A．M中Cr的化合價為＋3B．參與反應(yīng)的H2O2全部被氧化C．向FeSO4溶液中滴加幾滴M的溶液，沒有明顯現(xiàn)象D．轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，生成M的質(zhì)量為16.7g【變式探究】（2021·山東聊城模擬）CuS、Cu2S用于處理酸性廢水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)，反應(yīng)如下。反應(yīng)Ⅰ：CuS＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H＋→Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Cr3＋＋H2O(未配平)反應(yīng)Ⅱ：Cu2S＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H＋→Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Cr3＋＋H2O(未配平)下列有關(guān)說法正確的是()A．反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ中各有2種元素的化合價發(fā)生變化B．處理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)時反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中消耗H＋的物質(zhì)的量相等C．反應(yīng)Ⅱ中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為3∶5D．質(zhì)量相同時，Cu2S能去除更多的Cr2Oeq\o\al(2－,7)題型三考查氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)與規(guī)律例3．（2021·陜西榆林模擬）向含F(xiàn)e2＋、I－、Br－的溶液中通入過量的氯氣，溶液中四種粒子的物質(zhì)的量變化如圖所示，已知：b－a＝5，線段Ⅳ表示一種含氧酸，且Ⅰ和Ⅳ表示的物質(zhì)中含有相同的元素。下列說法不正確的是()A．線段Ⅱ表示Fe2＋的變化情況B．線段Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為I2＋5Cl2＋12OH－=2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－＋6H2OC．根據(jù)圖像可計算a＝6D．原溶液中c(Fe2＋)∶c(I－)∶c(Br－)＝2∶1∶3【舉一反三】（2021·內(nèi)蒙赤峰模擬）為驗(yàn)證還原性SO2＞Fe2＋＞Cl－，三組同學(xué)分別進(jìn)行了下圖實(shí)驗(yàn)，并對溶液1和溶液2中所含離子進(jìn)行了檢驗(yàn)，能證明上述還原性順序的實(shí)驗(yàn)組有()溶液1溶液2甲含F(xiàn)e3＋、Fe2＋含SOeq\o\al(2－,4)乙含F(xiàn)e3＋，無Fe2＋含SOeq\o\al(2－,4)丙含F(xiàn)e3＋，無Fe2＋含F(xiàn)e2＋A.只有甲 B.甲、乙C.甲、丙 D.甲、乙、丙【變式探究】（2021·四川自貢模擬）已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)22Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。向含等物質(zhì)的量濃度的FeI2、FeBr2混合溶液中通入一定量的氯氣后，再滴加少量的KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，則下列離子方程式書寫不合理的是()A．2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－B．2Br－＋2I－＋2Fe2＋＋3Cl2===I2＋Br2＋2Fe3＋＋6Cl－C．2Br－＋4I－＋2Fe2＋＋4Cl2===2I2＋Br2＋2Fe3＋＋8Cl－D．2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===2Fe3＋＋I(xiàn)2＋4Cl－題型四考查氧化還原方程式的配平與計算例4．[2019浙江4月選考]反應(yīng)8NH3＋3Cl2N2＋6NH4Cl，被氧化的NH3與被還原的Cl2的物質(zhì)的量之比為（）A．2∶3 B．8∶3 C．6∶3 D．3∶2【方法技巧】利用電子守恒關(guān)系解題的思維模板一找各物質(zhì)找出反應(yīng)中的氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物，并標(biāo)出變價元素的化合價二定得失數(shù)找準(zhǔn)一個原子(或離子)得失電子數(shù)目(注意化學(xué)式中粒子的個數(shù))三列守恒式根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式關(guān)系：n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值【舉一反三】（2021·廣東韶關(guān)模擬）完成下列各小題。(1)將NaBiO3固體(黃色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色(Bi3＋無色)。配平該反應(yīng)的離子方程式：eq\x()NaBiO3＋eq\x()Mn2＋＋eq\x()________→eq\x()Na＋＋eq\x()Bi3＋＋eq\x()________＋eq\x()________。(2)高鐵酸鉀(K2FeO4)作為水處理劑的一個優(yōu)點(diǎn)是能與水反應(yīng)生成膠體吸附雜質(zhì)，配平該反應(yīng)的離子方程式：eq\x()FeOeq\o\al(2－,4)＋eq\x()H2O===eq\x()Fe(OH)3(膠體)＋eq\x()O2↑＋eq\x()OH－。(3)以亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO2，反應(yīng)原理為5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________。(4)在含VO2＋的溶液中加入KClO3，可使VO2＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(＋,2)，則欲使3molVO2＋變成VOeq\o\al(＋,2)，需要氧化劑KClO3至少為________mol。(5)已知M2Oeq\o\al(2－,n)可與R2－作用，R2－被氧化為R單質(zhì)，M2Oeq\o\al(2－,n)的還原產(chǎn)物中M為＋3價；又知c(M2Oeq\o\al(2－,n))＝0.3mol·L－1的溶液100mL可與c(R2－)＝0.6mol·L－1的溶液150mL恰好完全反應(yīng)，則n值為________。題型五考查氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用例5．（2021·湖南省長沙市雅禮中學(xué)模擬）白銀(Ag)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料之一。在一種光盤金屬層中回收少量白銀(金屬層中其他金屬含量過低，對實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)的流程如下：已知：NaC1O溶液在受熱或酸性條件下易分解。下列敘述正確的是A．“氧化”過程若在加強(qiáng)熱和強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行時可提高氧化速率B．“操作1”所用到的玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、分液漏斗C．若“還原”過程通過原電池來實(shí)現(xiàn)，則N2為正極產(chǎn)物D．“還原”過程中參加反應(yīng)的n[Ag(NH3)]：n[N2H4·H2O]=4：1【變式探究】（2021·山東青島模擬）三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3是橙黃色、微溶于水的配合物，是合成其他一些含鈷配合物的原料。下圖是某科研小組以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取[Co(NH3)6]Cl3的工藝流程：回答下列問題：(1)寫出加“適量NaClO3”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________。(2)“加Na2CO3調(diào)pH至a”會生成兩種沉淀，分別為__________________(填化學(xué)式)。(3)操作Ⅰ的步驟包括________________________、冷卻結(jié)晶、減壓過濾。(4)流程中NH4Cl除作反應(yīng)物外，還可防止加氨水時c(OH－)過大，其原理是_____________________________________________________________________________。(5)“氧化”步驟，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)先加入氨水再加入H2O2，乙同學(xué)認(rèn)為試劑添加順序?qū)Ξa(chǎn)物無影響。你認(rèn)為______(填“甲”或“乙”)同學(xué)觀點(diǎn)正確，理由是___________________________________________。寫出該步驟的化學(xué)方程式：______________________________________________________?！咀兪教骄俊浚?021·湖北荊門一中模擬）在南北朝劉宋·雷敩所著的《雷公炮炙論》中收錄了一種礦物類藥材石髓鉛，又稱自然銅，具有活血化瘀止痛的效果。今用現(xiàn)代分析技術(shù)檢測一份石髓鉛樣品，發(fā)現(xiàn)其含銅極少，含有鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.8%，硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51.2%?；卮鹣铝袉栴}：(1)石髓鉛的主要成分是一種化合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%)，化學(xué)式為______________；石髓鉛粉末幾乎能完全溶于硫酸酸化的高錳酸鉀溶液中，形成多種硫酸鹽的混合液，寫出主要反應(yīng)的離子方程式：______________________。(2)利用石髓鉛、焦炭和氧氣在高溫下反應(yīng)可制造硫黃，副產(chǎn)品為Fe3O4和CO。Fe3O4是________色晶體，可用于制作復(fù)印機(jī)的墨粉，CO可用于合成在紡織工業(yè)中廣泛使用的保險粉(Na2S2O4)，其流程如下：合成塔Ⅰ中得到的HCOONa溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%，從中分離出HCOONa·2H2O的主要步驟是________、________、過濾、洗滌、干燥；合成塔Ⅱ中發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。保險粉暴露在空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質(zhì)，當(dāng)吸收自身物質(zhì)的量一半的氧氣和一定量水蒸氣時，變質(zhì)形成___________(填化學(xué)式)。題型六考查信息氧化還原反應(yīng)方程式的書寫例6.（2021·江蘇鹽城一中模擬）從某廢催化劑(含ZnO、CuO、Fe2O3、石墨及MnO2等)中回收金屬并制取活性氧化鋅的工藝流程如下(已知：Zn及其氧化物、氫氧化物的性質(zhì)與Al及其相應(yīng)化合物性質(zhì)類似)：“氧化”時Mn2＋被氧化的離子方程式為____________________________________。“中和、沉淀”時，若pH過高，則堿式碳酸鋅的產(chǎn)率偏小。寫出其反應(yīng)的離子方程式(任寫一個即可)：_____________________________________________________________________________________?！痉椒记伞客黄菩畔⒀趸€原反應(yīng)方程式書寫中反應(yīng)物與產(chǎn)物判斷(1)從工藝流程題框圖進(jìn)出物質(zhì)中分析判斷(2)整合題干信息，從文字?jǐn)⑹鲋袆冸x(3)常見變化如SOeq\o\al(2－,3)→SOeq\o\al(2－,4)MnOeq\o\al(－,4)、MnOeq\o\al(2－,4)、MnO2→Mn2＋ClOeq\o\al(－,4)、ClOeq\o\al(－,3)、ClO2、ClOeq\o\al(－,2)、HClO2、HClO→Cl－(4)焙燒要注意空氣中的O2有可能參與反應(yīng)【變式探究】（2021·山西大同一中模擬）NaCN屬于劇毒化學(xué)品，應(yīng)與酸類、氧化劑、食用化學(xué)品分開存放。其陰離子CN－中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，NaCN的電子式為______________________；NaCN溶液顯堿性，原因是_________________________________________________________。(用離子方程式表示)；強(qiáng)氧化劑NaClO會將CN－氧化，生成N2、COeq\o\al(2－,3)和Cl－等無毒無害物質(zhì)，可用該反應(yīng)處理含氰廢水(破氰)，反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________。若用一定量NaClO處理濃縮后的含氰廢水10L[c(CN－)＝0.2mol·L－1]，過程中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下21L氮?dú)?，則該過程的破氰率達(dá)到______________________%。題型七氧化還原滴定例7.(2021·云南昆明調(diào)研)準(zhǔn)確測定某溶液中Fe2＋質(zhì)量分?jǐn)?shù)的一種方法是：在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固體制成莫爾鹽晶體[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定。稱取ag莫爾鹽樣品溶于水，配制成200mL溶液，每次取待測液20.00mL，用濃度為bmol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)第一次第二次第三次消耗酸性KMnO4溶液體積/mL20.02