第3讲　氧化还原反应学案

这是一份第3讲　氧化还原反应学案，共28页。
第3讲　氧化还原反应
考试要点
核心素养
1.了解氧化还原反应的本质与特征。
2.了解常见的氧化剂、还原剂,常见的氧化还原反应,能从元素价态变化的角度预测物质的性质及转化途径。
3.掌握常见氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
1.宏观辨识与微观探析:从电子转移的角度认识氧化还原反应的实质,并会表示其中电子的转移。
2.证据推理与模型认知:根据某些事实和信息归纳推导氧化性或还原性的强弱。
3.科学探究与创新意识:科学探究是认识氧化还原反应的重要途径。从氧化还原反应的角度设计探究方案,进行实验探究,加深对物质性质的理解。


1.本质和特征


　　2.相关概念及其关系

概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
▶思考1　反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中氧化剂和还原剂分别是哪种物质?该反应中的氧化产物是什么?生成1 mol Cl2时转移电子数目为多少?
提示　反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,生成1 mol Cl2时转移电子数目为1.204×1024。
3.电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价,②画箭头,③算数目,④说变化。

▶思考2　用双线桥法标出铜和浓硝酸反应时电子转移的方向和数目。
提示　
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”或“失去”字样。

▶思考3　用单线桥法标出铜和稀硝酸反应时电子转移的方向和数目。
提示　
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

▶思考4　下面是氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图,请完成填空。

(1)一定属于氧化还原反应的是　　　　　　反应。 
(2)一定不属于氧化还原反应的是　　　　　　反应。 
(3)有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应　　　　　　(填“一定”或“不一定”)属于氧化还原反应。 
提示　(1)置换　(2)复分解　(3)一定
5.常见的氧化剂、还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:

(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如:

(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
　Fe3+　 
　Fe　 
SO32-
SO42-
　S　 
H2O2
O2
H2O
　　▶思考5　盐酸能发生下列反应:①Zn+2HCl ZnCl2+H2↑,②2HCl+CuO CuCl2+H2O,③MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,结合化学方程式分析,盐酸具有的性质有哪些?
提示　有酸性、氧化性和还原性。

1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)
(1)非金属阴离子只具有还原性,金属阳离子只具有氧化性 (　　)
(2)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应　 (　　)
(3)元素由化合态变成游离态时,可能被氧化,也可能被还原 (　　)
(4)金属单质只有还原性,非金属单质只有氧化性 (　　)
(5)因SO2具有氧化性,故可用于漂白纸浆 (　　)
(6)在反应2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2中,SO2既是氧化产物,又是还原产物 (　　)
(7)Al原子比Na原子最外层电子数多,故还原性:Al>Na (　　)
(8)1 mol Cl2参加反应时一定得到2 mol电子 (　　)
(9)氯酸钾受热分解用双线桥法表示电子转移的方向和数目如下:(　　)
(10)氨的催化氧化用单线桥法表示电子转移如下:
(　　)
答案　(1)✕　(2)✕　(3)√　(4)✕　(5)✕　(6)√　(7)✕　(8)✕　(9)✕　(10)✕
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影3区域的是 (　　)

A.Cl2+2NaI 2NaCl+I2
B.NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
D.Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
答案　D　
3.下列关于氧化剂与还原剂的判断正确的是 (　　)
A.反应CH4+2O2 CO2+2H2O中,O2是氧化剂,CH4是还原剂
B.反应Cl2+2NaOH NaClO+NaCl+H2O中,Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂
C.反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中,HCl是氧化剂,MnO2是还原剂
D.反应2Na+2H2O 2NaOH+H2↑中,H2O既是氧化剂又是还原剂
答案　A　
4.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2 mol KBrO3在反应中得到10 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(用单线桥):

答案　(1)AsH3　(2)Br2　(3)ac
(4)
解析　(1)KBrO3在反应中得到电子,则另外一种化合价变化的元素的原子在反应中失去电子被氧化,所给物质中砷元素化合价发生了变化,故低价态的AsH3是还原剂。
(2)2 mol KBrO3在反应中得到10 mol电子,说明溴元素在反应中降低了5价,所以X的化学式为Br2。

考点一　氧化还原反应的理解和分析
题组一　氧化还原反应的理解
1.高铁酸钾(K2FeO4)作净水剂,既能消毒杀菌,也能吸附水中悬浮物。K2FeO4制备方法如下:Fe2O3+ 4KOH+3KClO 2K2FeO4+3KCl+2H2O。下列说法正确的是 (　　)
A.Fe2O3作还原剂
B.KClO发生氧化反应
C.反应后K元素化合价升高
D.KClO失去电子
答案　A　反应中,Fe2O3中Fe元素的化合价由+3价升高为+6价,被氧化,Fe2O3为还原剂,故A正确;反应中,KClO中Cl元素的化合价由+1价降低为-1价,被还原,KClO为氧化剂,发生还原反应,故B错误;反应中,K元素化合价没有发生变化,故C错误;反应中,KClO中Cl元素的化合价由+1价降低为-1价,得到电子,故D错误。
2.(2020安徽全国示范高中名校联考)LiFePO4电池可用于电动汽车。已知:电池放电时,电池反应为FePO4+Li LiFePO4。下列说法正确的是 (　　)
A.Li是氧化剂
B.FePO4中磷元素被还原
C.氧化产物和还原产物的质量之比为1∶1
D.每消耗1 mol FePO4必有2 mol电子转移
答案　C　在反应FePO4+Li LiFePO4中,Li元素化合价升高,失电子,被氧化,Li是还原剂, FePO4中Fe元素化合价降低,FePO4作氧化剂,A项错误;FePO4中P元素化合价没有变化,B项错误;LiFePO4既是氧化产物,又是还原产物,氧化产物和还原产物的质量之比为1∶1,C项正确;Fe元素化合价由+3价降低到+2价,则每消耗1 mol FePO4必有1 mol电子转移,D项错误。
易错提醒
　　1.氧化还原反应概念的“两大误区”
(1)某元素由化合态变为游离态时,误认为元素只能被还原。
(2)误认为反应中若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。
2.破除氧化(还原)剂认识模型定式
(1)在氧化还原反应中,非金属单质不一定只作氧化剂。如C+H2O(g) H2+CO中,C是还原剂,H2是还原产物。
(2)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,有的反应物可能既不是氧化剂也不是还原剂。如Cl2+H2O HCl+HClO中,H2O既不是氧化剂,也不是还原剂。

题组二　氧化还原反应的分析
3.(2020浙江7月选考,10,2分)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是　　 (　　)
A.1∶2　　B.1∶1　　　　
C.2∶1　　D.4∶1
答案　B　,根据化合价变化分析可得:MnO2为氧化剂,对应的MnCl2为还原产物,HCl为还原剂,对应的Cl2为氧化产物,故n(Cl2)∶n(MnCl2)=1∶1,B正确。
4.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是 (　　)
A.
B.
C.
D.
答案　B　A项,SiO2中的Si得电子,C失电子;C项,Zn失电子;D项,箭头应指向H2SO4中的S元素。
技巧点拨
　　1.双线桥表示方法

2.单线桥表示方法:

考点二　氧化还原反应的“三大”基本规律及其应用
◆核心整合
1.氧化还原反应规律
(1)价态规律
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+、Cu2+只有氧化性,S2-、I-只有还原性,Cl2、Fe2+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,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价中间价”。而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
如在反应KClO3+6HCl KCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化产物是Cl2,还原产物也是Cl2,1 mol KClO3反应时转移电子数是5NA。
③歧化反应规律
“中间价高价+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+NaClO+H2O。1 mol Cl2反应时转移电子数为NA。
(2)强弱规律
①自发进行的氧化还原反应,一般遵循强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,即“由强制弱”。如根据反应Cl2+S2- S↓+2Cl-,可以确定氧化性:Cl2>S,还原性:S2->Cl-。
②先后规律
a.同时含有几种还原剂时,加入氧化剂,将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Cl2先与Fe2+反应。
b.同时含有几种氧化剂时,加入还原剂,将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应。
(3)守恒规律
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。化合价有升必有降,升高总数值等于降低总数值。守恒规律是氧化还原反应方程式配平与计算问题的主要依据。
2.氧化性、还原性强弱的判断
氧化性、还原性的强弱主要取决于物质得失电子的难易程度,与得失电子的数目无关。可依据以下几个方面设计成实验判断:
(1)依据反应原理
氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物。
(2)两种物质直接反应
如S+O2 SO2,氧化性:O2>S。
(3)使比较对象与同一试剂反应
a.一种物质反应,另一种物质不反应。如Na与冷水反应,Mg不能,还原性:Na>Mg。
b.反应的难易。如F2在黑暗条件下能与H2反应,Cl2与H2反应需光照或点燃,氧化性:F2>Cl2。
c.两种物质都反应,但反应的剧烈程度不同。如Na与水反应没有K与水反应剧烈,还原性: K>Na。
d.同一条件下,生成产物不同。如Fe+S FeS,2Fe+3Cl2 2FeCl3,氧化性:Cl2>S。
(4)依据电化学原理
原电池中,负极物质的还原性一般强于正极物质;用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性强,在阳极先放电的阴离子的还原性强。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与反应的条件有关
①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强。
③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
◆典型案例
例　已知强弱顺序:还原性I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性Cl2>Br2>Fe3+>I2,下列反应的化学方程式或叙述不成立的是 (　　)
A.Br2+2HI I2+2HBr
B.2FeCl2+Cl2 2FeCl3
C.2FeCl2+2HCl+I2 2FeCl3+2HI
D.Cl2通入NaBr和NaI的混合溶液中,I-先被氧化
答案　C　根据Br2+2HI I2+2HBr可知氧化性Br2>I2,符合题干已知条件,所以化学方程式成立,故A不选;根据2FeCl2+Cl2 2FeCl3可知氧化性Cl2>Fe3+,符合题干已知条件,所以化学方程式成立,故B不选;根据2FeCl2+2HCl+I2 2FeCl3+2HI可知氧化性I2>Fe3+,与题干已知条件矛盾,所以化学方程式不成立,故C选;还原性:I->Br-,氧化剂氯气先氧化还原性强的离子,即优先氧化I-,叙述成立,故D不选。
方法技巧
假设法判断氧化还原反应能否进行
已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系,判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。
①先假设反应成立。
方法指导上细
　　②然后根据氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性,还原剂的还原性>还原产物的还原性的规律,列出假设反应中的上述关系。
③结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则不成立。
◆题组训练
1.(2021宁夏青铜峡高级中学月考)已知反应:①Cl2+2KBr 2KCl+Br2;②KClO3+6HCl 3Cl2↑+KCl+3H2O;③2KBrO3+Cl2 Br2+2KClO3。下列说法正确的是 (　　)
A.上述三个反应都有单质生成,所以都是置换反应
B.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
C.反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6∶1
D.若反应③中1 mol还原剂参加反应,则氧化剂得到电子的物质的量为2 mol
答案　B　反应②的反应物中没有单质,且生成物有3种,不是置换反应,故A项错误。①Cl2+2KBr 2KCl+Br2中氧化剂是Cl2,氧化产物是Br2,所以Cl2的氧化性大于Br2;②KClO3+ 6HCl 3Cl2↑+KCl+3H2O中氧化剂是KClO3,氧化产物是Cl2,所以KClO3的氧化性大于Cl2;③ 2KBrO3+Cl2 Br2+2KClO3中氧化剂是KBrO3,氧化产物是KClO3,所以KBrO3的氧化性大于KClO3,故氧化性由强到弱的顺序是KBrO3>KClO3>Cl2>Br2,故B项正确。②KClO3+6HCl 3Cl2↑+KCl+ 3H2O中氧化剂是氯酸钾,被氧化的HCl占参加反应的HCl的56,所以还原剂和氧化剂的物质的量之比是5∶1,故C项错误。反应③中还原剂是氯气,氧化剂是溴酸钾,该反应中1 mol还原剂参加反应,则氧化剂得到电子的物质的量为2×(5-0)mol=10 mol,故D项错误。
2.（不定项）(2021福建龙岩上杭第一中学月考)向盛有KMnO4溶液的试管中加入过量的MnSO4溶液,产生黑色沉淀,溶液由紫红色变为无色;过滤,向滤液中加入少量的铋酸钠(NaBiO3)粉末,溶液又变为紫红色。下列推断错误的是(　　)
A.氧化性:NaBiO3>KMnO4>MnO2
B.生成8.7 g黑色沉淀,转移0.2 mol电子
C.利用NaBiO3可以检验溶液中的Mn2+
D.NaBiO3不能与浓盐酸发生反应生成氯气
答案　BD　氧化还原反应中,氧化性:氧化剂大于氧化产物;氧化剂发生还原反应化合价降低。在盛有KMnO4溶液的试管中加入过量的MnSO4溶液,产生黑色沉淀,溶液由紫红色变为无色,说明KMnO4溶液可氧化MnSO4生成MnO2,故氧化性:KMnO4>MnO2,在滤液中加入少量的铋酸钠粉末(NaBiO3),溶液变为紫红色,说明NaBiO3可氧化MnSO4生成KMnO4,氧化性:NaBiO3>KMnO4,则氧化性:NaBiO3>KMnO4>MnO2,故A正确;在盛有KMnO4溶液的试管中加入过量的MnSO4溶液,产生黑色沉淀,离子方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O 5MnO2↓+4H+,生成5 mol MnO2时转移电子6 mol,所以生成8.7 g黑色沉淀,即8.7 g87 g/mol=0.1 mol MnO2,转移0.65 mol=0.12 mol电子,故B错误;NaBiO3可将MnSO4氧化生成KMnO4,溶液变为紫红色,所以利用NaBiO3可以检验溶液中的Mn2+,故C正确;因为实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气,说明氧化性:MnO2>Cl2,又氧化性:NaBiO3>MnO2,故NaBiO3可与浓盐酸发生反应生成Cl2,故D错误。
考点三　氧化还原反应方程式的书写、配平与相关计算
◆核心整合
1.氧化还原反应方程式的配平方法
(1)配平原则

(2)配平方法
配平下列反应的化学方程式:
MnO(OH)2+I-+H+Mn2++I2+H2O

2.信息氧化还原反应方程式的书写
一定条件下,向硫酸亚铁溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素化合价为+3价)与Fe2+反应生成纳米Fe、H2和[B(OH)4]-,反应的离子方程式书写方法和步骤如下:

3.计算
(1)应用得失电子守恒解题的一般步骤


　　(2)多步连续氧化还原反应的有关计算
题目涉及氧化还原反应较多,数量关系较为复杂,用常规方法求解比较困难,只要中间各步反应过程中没有电子损耗,则可抓住起始反应物与最终产物,略去中间过程,建立两者间的得失电子守恒关系,快速求解。
◆典型案例
例1　某强氧化剂XO(OH)2+被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH)2+,需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是　 (　　)
A.+2　　　　B.+1　　　　C.0　　　　　D.-1
答案　C　XO(OH)2+中X元素的化合价是+5,Na2SO3中S元素的化合价从+4升高到+6,设X元素被还原后的化合价为a,根据氧化还原反应中化合价升降总数相等:2.4×10-3 mol×(5-a)= 0.2 mol·L-1×0.03 L×(6-4),解得a=0。
　　例2　完成并配平下列反应的离子方程式:　　　　　Ce3++　　　　　　H2O2+　　　　　　H2O→　　　　　　Ce(OH)4↓+　　　　　　　　。 
　　答案　2　1　6　2　6H+
解析　该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价,则Ce3+是还原剂,H2O2是氧化剂,得电子化合价降低,则O元素化合价由-1价变为-2价,转移电子数为2,根据电荷守恒知未知微粒是氢离子,根据得失电子守恒、原子守恒配平方程式为2Ce3++H2O2+6H2O 2Ce(OH)4↓+6H+。
方法技巧
信息类方程式的“缺项”配平
对于化学方程式,所缺物质往往是酸、碱或水。
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
◆题组训练
题组一　氧化还原反应的配平
1.(2021贵州铜仁思南中学第二次月考)NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的化学方程式为MnO4-+NO2-+　 Mn2++NO3-+H2O。下列叙述中正确的是 (　　)
A.该反应中NO2-被还原
B.反应过程中溶液的pH减小
C.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D.　中的粒子是OH-
答案　C　NO2-中N元素的化合价由+3价升至+5价,NO2-被氧化,MnO4-中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2MnO4-+5NO2-+6H+ 2Mn2++ 5NO3-+3H2O,反应过程中酸性减弱,溶液的pH增大,生成1 mol硝酸钠需消耗0.4 mol高锰酸钾,方框中粒子是H+。
2.(2021山东德州齐河实验中学月考)把图b的碎纸片补充到图a中,可得到一个完整的离子方程式。下列有关该离子方程式的说法正确的是 (　　)

A.配平后的化学计量数依次为3、1、2、6、3
B.若有1 mol S被氧化,则生成2 mol S2-
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.2 mol S参加反应有3 mol电子发生转移
答案　B　配平后的离子方程式为3S+6OH- 2S2-+SO32-+3H2O,A项错误;有1 mol S被氧化时,生成2 mol S2-,B项正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C项错误;3 mol S参加反应有4 mol电子发生转移,则2 mol S参加反应有83 mol电子发生转移,D项错误。
题组二　氧化还原反应的计算
3.在一定条件下PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则与1.0 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为 (　　)
A.3.0 mol 　　B.1.5 mol
C.1.0 mol 　　D.0.75 mol
答案　B　已知Pb由+4价变为+2价,Cr由+3价变为+6价,设所需PbO2的物质的量为x mol,则有1.0 mol×(6-3)=x mol×(4-2),解得x=1.5,故B正确。
4.(2020安徽蚌埠第二中学期中考试)a mol FeS与b mol FeO投入V L c mol·L-1的HNO3溶液(过量)中,充分反应,产生气体为NO,则反应后溶液中NO3-的量为 (　　)
A.62(a+b)g　　　　　B.186(a+b)g
C.(cV-a+b3) mol　　D.(cV-9a+b3) mol
答案　D　FeS中,Fe由+2价升高到+3价,S由-2价升高到+6价,a mol FeS共失电子9a mol; FeO中,Fe由+2价升高到+3价,b mol FeO共失电子b mol;HNO3中,N由+5价降为+2价,1 mol表现氧化性的HNO3共得电子3 mol。设表现氧化性的HNO3的物质的量为x mol,则9a+b=3x,x= 9a+b3,从而得出反应后溶液中NO3-的量为(cV-9a+b3)mol。

1.(2020山东,2,2分)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 (　　)
A.谷物发酵酿造食醋　　
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒　　
D.大气中NO2参与酸雨形成
答案　B　A项,谷物发酵酿造食醋过程中存在淀粉的水解和葡萄糖的氧化,涉及氧化还原反应,错误;B项,小苏打用作食品膨松剂是利用了小苏打受热易分解的性质,不涉及氧化还原反应,正确;C项,含氯消毒剂具有氧化性,利用其消毒时发生氧化还原反应,错误;D项,NO2参与酸雨形成时转化为HNO3,氮元素的化合价升高,发生了氧化还原反应,错误。
2.下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2的是 (　　)
A.3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O
B.2CH3COOH+Ca(ClO)2 2HClO+Ca(CH3COO)2
C.I2+2NaClO3 2NaIO3+Cl2
D.4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O
答案　D　反应中,做氧化剂的硫生成Na2S,做还原剂的硫生成Na2SO3,则氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1,A不符合题意;B项反应为非氧化还原反应,B不符合题意;还原剂为I2,氧化剂为NaClO3,氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1,C不符合题意;氧化剂为MnO2,还原剂为HCl, 4 mol HCl有2 mol HCl被氧化,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2,D符合题意。
3.(2021全国百强名校领军考试)酸性条件下催化氧化黄铁矿(主要成分FeS2)的物质转化关系如图所示。下列有关叙述中不正确的是 (　　)

A.该转化过程中FeS2做还原剂,NO起催化剂作用
B.反应Ⅰ的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O 15Fe2++2SO42-+16H+
C.反应Ⅲ中还原剂和氧化剂的物质的量之比为4∶1
D.总反应为4FeS2+15O2+4OH- 8SO42-+4Fe3++2H2O
答案　D　根据题图,FeS2与铁离子反应生成亚铁离子和硫酸根离子,亚铁离子与一氧化氮反应生成Fe(NO)2+,Fe(NO)2+与氧气反应生成一氧化氮和铁离子,由此构成循环,总反应为FeS2与氧气反应生成铁离子和硫酸根离子。该转化过程中FeS2中的硫元素化合价升高,为还原剂,NO起催化剂作用,A正确;根据题图可知,在酸性环境下,反应Ⅰ的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O 15Fe2++2SO42-+16H+,B正确;反应Ⅲ中还原剂为Fe(NO)2+,氧化剂为氧气,根据得失电子守恒可知,还原剂和氧化剂的物质的量之比为4∶1,C正确;总反应为4FeS2+15O2+2H2O 8SO42-+4Fe3++ 4H+,D错误。
4.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间有如图所示转化关系,下列推测不正确的是 (　　)

A.可用淀粉-KI试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘元素
B.足量Cl2能使湿润的淀粉-KI试纸变白的原因可能是5Cl2+I2+6H2O 2HIO3+10HCl
C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO3-
D.途径Ⅱ中若生成1 mol I2,反应中转移的电子数为10NA
答案　C　加碘盐中含有IO3-,其在酸性条件下可被I-还原生成I2,淀粉-KI试纸遇碘会变蓝,A正确;根据转化关系可知试纸变白的原因可能是5Cl2+I2+6H2O 2HIO3+10HCl,B正确;根据途径Ⅰ可知氧化性:Cl2>I2,根据途径Ⅱ可知氧化性:IO3->I2,根据途径Ⅲ可知氧化性:Cl2>IO3-,C错误;根据关系式:2IO3-~I2~10e-可知,若生成1 mol I2,反应中转移的电子数为10NA,D正确。
A组　基础达标
一、单项选择题
1.下列化学反应中溴元素仅被氧化的是 (　　)
A.2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2
B.Br2+2NaI 2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH 5NaBr+NaBrO3+3H2O
D.HBr+NaOH NaBr+H2O
答案　A　溴化钠中溴元素化合价升高被氧化作还原剂,选项A符合。
2.(2021辽宁实验中学月考)下图是FeS2催化氧化关系转化图,下列说法正确的是 (　　)

A.反应Ⅰ中,还原剂为Fe2+
B.反应Ⅱ中,FeS2既是氧化剂也是还原剂
C.反应Ⅲ属于氧化还原反应
D.FeS2催化氧化关系中,NO是催化剂
答案　D　根据图示,反应Ⅰ中,还原剂为Fe(NO)2+,故A错误;反应Ⅱ中,FeS2中S元素由-1价升高到+6价,是还原剂,不是氧化剂,故B错误;根据图示,反应Ⅲ中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,故C错误;根据图示,FeS2催化氧化过程中,NO参与了反应,但经过反应后还变成NO,因此NO是催化剂,故D正确。
3.(2021福建福州罗源第一中学月考)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理是:4Ag+2H2S+O2 2X+2H2O,下列说法错误的是 (　　)
A.反应中Ag和H2S均是还原剂
B.银针验毒时,空气中氧气得电子
C.X的化学式为Ag2S
D.当有1 mol H2S参加反应时,转移2 mol e-
答案　A　A项,反应中S元素的化合价没有变化,H2S不是还原剂,错误;B项,反应中O元素化合价降低,氧气得电子,正确;C项,由质量守恒定律可知X的化学式为Ag2S,正确;D项,当有1 mol H2S参加反应时,消耗0.5 mol氧气,反应转移2 mol e-,正确。
4.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的(　　)
A.Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+
B.10Cl-+2MnO4-+16H+ 2Mn2++5Cl2↑+8H2O
C.2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
D.5Pb2++2MnO4-+2H2O 5PbO2+2Mn2++4H+
答案　D　Fe3+的氧化性强于Cu2+,反应可以发生;KMnO4的氧化性强于Cl2,反应可以发生;Cl2的氧化性强于Fe3+,反应可以发生;PbO2的氧化性强于KMnO4,反应不能发生。
5.下列氧化还原反应方程式,所标电子转移方向与数目错误的是 (　　)
A.
B.
C.
D.
答案　C　C项,KClO3中Cl元素由+5价降低至0价,1个氯原子得到5个电子,HCl中氯元素由 -1价升高到0价,5个氯原子失去5个电子,错误。
6.(2021广东第一次阶段检测)关于反应2MnO4-+7H2O2+6H+ 2Mn2++6O2↑+10H2O,下列有关说法正确的是 (　　)
A.n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶7
B.H2O既不是氧化产物也不是还原产物
C.每生成 3 mol O2,转移5 mol电子
D.1 mol KMnO4能氧化2.5 mol H2O2
答案　D　由化学方程式可知,反应中高锰酸根离子中锰元素和过氧化氢中部分氧元素的化合价降低,高锰酸根离子和部分过氧化氢为氧化剂,锰离子和部分水为还原产物,过氧化氢中部分氧元素化合价升高,过氧化氢是还原剂,氧气是氧化产物。由分析可知,高锰酸根离子和部分过氧化氢为氧化剂,部分过氧化氢是还原剂,由得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为(2+1)∶6=1∶2,故A错误;由分析可知,部分水为还原产物,故B错误;由化学方程式可知,生成6 mol氧气,反应转移12 mol电子,则生成3 mol氧气,反应转移6 mol电子,故C错误;由得失电子守恒可知,1 mol高锰酸钾能氧化2.5 mol过氧化氢,故D正确。
7.在酸性条件下,可发生如下反应:ClO3-+2M3++4H2O M2O7n-+Cl-+8H+,M2O7n-中M的化合价是(　　)
A.+4　　B.+5　　　　
C.+6　　D.+7
答案　C　根据电荷守恒可得:6-1=8-n-1,解得n=2,则M2O72-中M的化合价为+6,C项正确。
8.(2021甘肃白银靖远第四中学月考)Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。当产物n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,下列说法不正确的是 (　　)
A.反应中Cu2S是还原剂,Cu(NO3)2、CuSO4是氧化产物
B.参加反应的n(Cu2S)∶n(HNO3)=1∶7
C.产物n[Cu(NO3)2]∶n[CuSO4]=1∶2
D.1 mol Cu2S参加反应时有10 mol电子转移
答案　C　根据元素化合价的变化配平方程式:2Cu2S+14HNO3 2Cu(NO3)2+2CuSO4+5NO2↑+5NO↑+7H2O。S、Cu元素化合价升高,Cu2S做还原剂,硝酸铜和硫酸铜是氧化产物,A正确;硫化亚铜和硝酸之比为2∶14=1∶7,B正确;硝酸铜和硫酸铜之比为1∶1,C错误;1 mol硫化亚铜反应,铜失去2 mol电子,硫失去8 mol电子,所以转移10 mol电子,D正确。
9.(2021山东师范大学附属中学第二次考试)某同学用KSCN溶液和FeCl2溶液探究Fe2+的还原性时出现异常现象,实验如下:
①
②
③



溶液变红,大约10 s红色褪去,有气体生成(经检验为O2)。取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀
溶液变红且不褪色,有气体生成(经检验为O2),经检验有丁达尔效应
溶液变红且不褪色,滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀,经检验无丁达尔效应
下列说法不正确的是 (　　)
A.对比①③,可以判定酸性条件下H2O2可以氧化SCN-
B.实验②中发生的氧化还原反应有两种
C.②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体
D.③中发生的氧化还原反应为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O
答案　B　①盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液,pHCl-,三组同学分别进行了下图实验,并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验,能证明上述还原性顺序的实验组有 (　　)


溶液1
溶液2
甲
含Fe2+、Fe3+
含SO42-
乙
含Fe3+,无Fe2+
含SO42-
丙
含Fe3+,无Fe2+
含Fe2+
A.只有甲　　B.甲、乙
C.甲、丙　　D.甲、乙、丙
答案　C　本实验利用“还原剂的还原性大于还原产物”的原理来验证还原性的强弱顺序。向FeCl2溶液中通入Cl2,得到溶液1,再向溶液1中通入SO2,得到溶液2。甲:溶液1中含有Fe3+、Fe2+,说明发生反应:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,且Cl2反应完全,可证明还原性:Fe2+>Cl-;溶液2中含有SO42-,则说明发生反应:2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++SO42-+4H+,可证明还原性:SO2>Fe2+,故甲能证明还原性:SO2>Fe2+>Cl-。乙:溶液1中含有Fe3+,无Fe2+剩余,则还原性:Fe2+>Cl-,但Cl2可能过量,再通入SO2,可能发生的反应是Cl2+SO2+2H2O 2Cl-+SO42-+4H+,不能够比较SO2与Fe2+的还原性强弱,故乙不能验证。丙:溶液1中含有Fe3+,没有Fe2+,通入SO2后溶液中又含有Fe2+,说明SO2将Fe3+还原得到Fe2+,证明还原性:SO2>Fe2+,故丙实验能证明还原性:SO2>Fe2+>Cl-。
13.(2021山东潍坊五县10月联考)已知溶液中还原性:HSO3->I-,氧化性:IO3->I2>SO32-。向含 3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入的KIO3和析出的I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)

A.a点反应的还原剂是NaHSO3,此时碘元素被还原
B.b点反应的离子方程式是3HSO3-+IO3-+3OH- 3SO42-+I-+3H2O
C.c点到d点的反应中共转移0.6 mol电子
D.向200 mL 1 mol·L-1的KIO3溶液中滴加NaHSO3溶液,反应开始时的离子方程式是:5HSO3-+2IO3- I2+5SO42-+3H++H2O
答案　BC　因为还原性:HSO3->I-,所以首先发生以下反应:IO3-+3HSO3- I-+3SO42-+3H+,此时碘元素被还原,故A正确;bc段发生反应:IO3-+3HSO3- I-+3SO42-+3H+,故B错误;c点时加入的KIO3物质的量为1 mol,和3 mol NaHSO3恰好完全反应,c点到d点,IO3-可以结合H+氧化I-生成I2,离子方程式是IO3-+6H++5I- 3H2O+3I2,d点时,KIO3与I-反应恰好生成0.6 mol I2,根据方程式关系可知,生成3 mol I2转移5 mol电子,则生成0.6 mol I2,共转移1.0 mol电子,故C错误;向200 mL 1 mol/L的KIO3溶液中滴加NaHSO3溶液,HSO3-被氧化为SO42-,KIO3过量,由于氧化性IO3->I2,反应不能生成I-,而是生成I2,离子方程式为5HSO3-+2IO3- I2+5SO42-+3H++H2O,故D正确。
二、非选择题
14.化学用语是化学学科的特色语言,化学用语可以准确表述化学现象、变化以及本质。完成下列有关方程式。
(1)Na2S2O3还原性较强,常用作脱氧剂,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,该反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)物质氧化性和还原性的强弱是相对的。已知氧化性:KMnO4(H+)>H2O2,请写出KMnO4(H+)与H2O2反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)向含有n mol溴化亚铁和n mol碘化亚铁的混合溶液中通入2n mol氯气。请写出该过程的离子反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)两份溶液:NH4Al(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液,二者以溶质物质的量之比为2∶5混合,请写出离子反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)S2O32-+4Cl2+5H2O 2SO42-+8Cl-+10H+　(2)5H2O2+2MnO4-+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O　(3)2Fe2++2I-+2Cl2 2Fe3++4Cl-+I2　(4)2NH4++2Al3++4SO42-+4Ba2++10OH- 2NH3·H2O+2AlO2-+ 4H2O+4BaSO4↓
解析　(3)还原性:I->Fe2+>Br-,所以向含有这三种离子的溶液中通入氯气,碘离子先被氧化,其次为亚铁离子,最后为溴离子;三种离子物质的量为2n mol I-,2n mol Fe2+,2n mol Br-,2n mol氯气参加反应得到电子4n mol,而2n mol I-被氧化为I2,失去电子2n mol,2n mol Fe2+被氧化为Fe3+,失去电子2n mol,所以离子方程式为2Fe2++2I-+2Cl2 2Fe3++4Cl-+I2。
(4)两份溶液:NH4Al(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液,二者以溶质物质的量之比为2∶5混合,设n(NH4+)=2 mol,则n(Al3+)=2 mol,n(SO42-)=4 mol,n(Ba2+)=5 mol,n(OH-)=10 mol,4 mol Ba2+与 4 mol SO42-反应生成4 mol BaSO4,2 mol NH4+与2 mol OH-反应生成2 mol NH3·H2O,2 mol Al3+与8 mol OH-反应生成2 mol AlO2-和4 mol H2O,综上分析,离子方程式为2NH4++2Al3++ 4SO42-+4Ba2++10OH- 2NH3·H2O+2AlO2-+4H2O+4BaSO4↓。
15.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++10NO3- 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)混合后用水吸收恰好全部转化成浓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
答案　(1)1∶1　(2)As2S3　氢氧化钠溶液(或者硫酸铜溶液)　(3)10 mol　正极　(4)a
解析　(1)As2S3中As为+3价,As4S4中As为+2价,SnCl2中Sn为+2价,SnCl4中Sn为+4价,根据关系式:SnCl2~SnCl4~2e-,2As2S3~As4S4~4e-,n(As2S3)∶n(SnCl2)=2∶(1×2)=1∶1。(2)反应前后As2S3的化合价降低作氧化剂。H2S可以用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收。(3)在该反应中As和S的化合价均升高,只有N元素的化合价降低,当生成2 mol H3AsO4时转移电子的物质的量为 10 mol。原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应,NO2是还原产物,所以NO2在正极附近逸出。(4)标准状况下,11.2 L O2的物质的量为0.5 mol,根据反应:4NO2+O2+2H2O 4HNO3,所以产生的HNO3的物质的量为2 mol,根据反应C+4HNO3(浓) CO2↑+2NO2↑+2H2O,若2 mol HNO3完全反应,则应生成0.5 mol CO2,而随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐降低,当变成稀硝酸时,不再和C反应,所以产生的CO2的量小于0.5 mol。