第4講　氧化還原反應(yīng)的概念和規(guī)律

[復(fù)習(xí)目標(biāo)]　1.了解氧化還原反應(yīng)的概念。2.會用“單、雙線橋”分析電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。3.掌握氧化性、還原性強弱的比較及價態(tài)規(guī)律的應(yīng)用。

考點一　氧化還原反應(yīng)及相關(guān)概念

1．氧化還原反應(yīng)

(1)判斷依據(jù)：反應(yīng)前后有元素的化合價發(fā)生變化。

(2)本質(zhì)：電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。

2．相關(guān)概念

概括為“升失氧、降得還，劑性一致、其他相反”。

(1)氧化性是指得電子的性質(zhì)(或能力)；還原性是指失電子的性質(zhì)(或能力)。

(2)氧化性、還原性的強弱取決于得、失電子的難易程度，與得、失電子數(shù)目的多少無關(guān)。如：Na－e^－===Na^＋，Al－3e^－===Al^3＋，但根據(jù)金屬活動性順序可知，Na比Al活潑，更易失去電子，所以Na的還原性比Al強。

應(yīng)用舉例

2KMnO₄＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl₂＋5Cl₂↑＋8H₂O。

上述反應(yīng)中，氧化劑是______，還原劑是________，氧化產(chǎn)物是__________，還原產(chǎn)物是________，KMnO₄發(fā)生__________反應(yīng)，HCl發(fā)生________反應(yīng)，鹽酸表現(xiàn)的性質(zhì)是________性和________性；生成1 mol Cl₂時轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為________，被氧化的HCl的物質(zhì)的量是________ mol。

答案　KMnO₄　HCl　Cl₂　MnCl₂　還原　氧化

還原　酸　2×6.02×10²³(或1.204×10²⁴)　2

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(反應(yīng)物指向生成物)，③算數(shù)目，④說變化。

用雙線橋法標(biāo)出MnO₂與濃鹽酸加熱反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

＋2H₂O。

歸納　。

(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”“失”字樣。

用單線橋法標(biāo)出銅和濃硝酸反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

＋2NO₂↑＋2H₂O。

歸納　。

4．常見的氧化劑和還原劑

(1)常見的氧化劑

常見的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)常見的還原劑

常見的還原劑包括活潑的金屬單質(zhì)、非金屬陰離子及含低價態(tài)元素的化合物、低價金屬陽離子、某些非金屬單質(zhì)及其氫化物等。如：

金屬氫化物(如NaH等)、NaBH₄也是重要還原劑。

(3)元素化合價處于中間價態(tài)的物質(zhì)既有氧化性，又有還原性。如：

其中：Fe^2＋、SO主要表現(xiàn)還原性，H₂O₂主要表現(xiàn)氧化性。

(4)分析氧化還原反應(yīng)，走好關(guān)鍵第一步——正確標(biāo)出元素的化合價

請標(biāo)出下列陌生物質(zhì)中元素化合價

Li₂NH：N－3，LiNH₂：N－3，N₂H₄：N－2，

Na₂S₂O₃：S＋2，S₂O：S＋6，C₂O：C＋3，

HCN：C＋2、N－3，BH：B＋3、H－1，CuH：Cu＋1、H－1，MnO(OH)：Mn＋3，FePO₄：Fe＋3，

CrO：Cr＋6，K₂FeO₄：Fe＋6，

LiFePO₄：Fe＋2，CuFeS₂：Fe＋2。

5．氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系

分析下列四個化學(xué)反應(yīng)：

A．2Na＋2H₂O===2NaOH＋H₂↑

B．2HClO2HCl＋O₂↑

C．4NH₃＋5O₂催化劑△4NO＋6H₂O

D．4Fe(OH)₂＋O₂＋2H₂O===4Fe(OH)₃

其中屬于區(qū)域“1”的是________(填字母，下同)，屬于區(qū)域“2”的是________，屬于區(qū)域“3”的是________，屬于區(qū)域“4”的是________。

答案　D　B　C　A

解析　區(qū)域“3”為氧化還原反應(yīng)，但不屬于化合、分解和置換反應(yīng)。而A是置換反應(yīng)，B是分解反應(yīng)，D是化合反應(yīng)。

1．在氧化還原反應(yīng)中，非金屬單質(zhì)不一定是氧化劑(　　)

2．某元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，則該元素一定被還原(　　)

3．有單質(zhì)參加或生成的化學(xué)反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)(　　)

4．氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物不是氧化劑就是還原劑(　　)

5．氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化時，一定有另一種元素被還原(　　)

答案　1.√　2.×　3.√　4.×　5.×

一、氧化還原反應(yīng)概念的考查

1．(2023·長沙模擬)關(guān)于反應(yīng)5K₂S₂O₈＋2MnSO₄＋8H₂O===2KMnO₄＋8H₂SO₄＋4K₂SO₄的說法不正確的是(　　)

A．K₂S₂O₈發(fā)生還原反應(yīng)

B．KMnO₄是氧化產(chǎn)物

C．消耗3.6 g H₂O時，轉(zhuǎn)移0.25 mol電子

D．氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是2∶5

答案　D

解析　K₂S₂O₈中O從－1價降低到－2價，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；Mn從MnSO₄中的＋2價升高到KMnO₄中的＋7價，所以KMnO₄是氧化產(chǎn)物，B正確；根據(jù)化學(xué)方程式，得關(guān)系式8H₂O～10e^－，消耗3.6 g(0.2 mol)H₂O時，轉(zhuǎn)移電子0.25 mol，C正確；K₂S₂O₈為氧化劑，MnSO₄為還原劑，所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是5∶2，D錯誤。

二、雙線橋、單線橋表示法

2．氫化鈉(NaH)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

(1)氫化鈉(NaH)中氫元素的化合價為_________________________________________。

(2)寫出NaH與H₂O反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用“雙線橋”標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________，

氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為______________________________________。

(3)在高溫下氫化鈉(NaH)可將四氯化鈦(TiCl₄)還原成金屬鈦，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)－1

(2)　1∶1

(3)2NaH＋TiCl₄Ti＋2NaCl＋2HCl↑(或4NaH＋TiCl₄Ti＋4NaCl＋2H₂↑)

3．已知NaBH₄與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH₄＋2H₂O===NaBO₂＋4H₂↑

回答下列問題：

(1)用“單線橋”標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：__________________________________，

氧化劑：____________，還原劑：____________。

(2)若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L H₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。

答案　(1)＋4H₂↑　H₂O　NaBH₄　(2)0.2 mol

考點二　氧化還原反應(yīng)的強弱規(guī)律及價態(tài)規(guī)律

(一)強弱規(guī)律

1．氧化性、還原性強弱的比較方法

(1)根據(jù)化學(xué)方程式判斷

氧化劑(氧化性)＋還原劑(還原性)===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。

(2)根據(jù)相同條件下產(chǎn)物的價態(tài)高低判斷

如2Fe＋3Cl₂2FeCl₃；Fe＋SFeS，則氧化性：Cl₂＞S。

(3)根據(jù)反應(yīng)條件、濃度大小及反應(yīng)的劇烈程度判斷

反應(yīng)條件要求越低，濃度越大，反應(yīng)越劇烈，對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強。

應(yīng)用舉例

1．MnO₂＋4HCl(濃)MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O,2KMnO₄＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl₂＋5Cl₂↑＋8H₂O，可判斷氧化性：KMnO₄>MnO₂。

2．下列各組物質(zhì)：①Cu與HNO₃溶液?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Cu與FeCl₃溶液?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Zn與H₂SO₄溶液?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Fe與FeCl₃溶液　⑤Cl₂與NaOH溶液?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Fe與HNO₃溶液

⑦Fe與H₂SO₄溶液?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Na與O₂

(1)由于濃度不同而發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是____________________(填序號，下同)。

(2)由于溫度不同而發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是_________________________________。

(3)氧化還原反應(yīng)不受濃度、溫度影響的是__________________。

答案　(1)①③⑥⑦　(2)⑤⑥⑦⑧　(3)②④

解析　⑥Fe和濃HNO₃常溫下鈍化，加熱繼續(xù)反應(yīng)，Fe和稀HNO₃反應(yīng)，HNO₃被還原成NO。⑦Fe和濃H₂SO₄常溫下鈍化，加熱繼續(xù)反應(yīng)，Fe和稀H₂SO₄反應(yīng)生成FeSO₄和H₂。

2．氧化性、還原性強弱的比較規(guī)律

(1)氧化性

一般規(guī)律：元素非金屬性越強，其單質(zhì)的氧化性越強；金屬活動性越強，對應(yīng)金屬的簡單陽離子氧化性越弱。

試比較下列單質(zhì)或離子的氧化性

①Cl₂、Br₂、I₂、S

②H^＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Na^＋

答案　①Cl₂>Br₂>I₂>S　②Na^＋<Zn^2＋<H^＋<Cu^2＋

(2)還原性

一般規(guī)律：元素金屬性越強，其單質(zhì)的還原性越強；非金屬活動性越強，對應(yīng)元素形成的簡單陰離子還原性越弱；電解池中在陽極優(yōu)先放電的微粒還原性較強。

試比較下列單質(zhì)或離子的還原性

①Mg、Fe、Cu、Ag

②Br^－、I^－、S^2－

③Cl^－、SO、OH^－、Cu

答案　①Mg>Fe>Cu>Ag?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Br^－<I^－<S^2－?、?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">Cu>Cl^－>OH^－>SO

3．先后規(guī)律及應(yīng)用

(1)同時含有幾種還原劑(或氧化劑)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，還原性(或氧化性)強的優(yōu)先反應(yīng)，即“強者優(yōu)先”，如在FeBr₂溶液中通入少量Cl₂時，因為還原性：Fe^2＋＞Br^－，所以Fe^2＋先與Cl₂反應(yīng)。

(2)常見的強弱順序

氧化性：MnO(H^＋)>Cl₂>Br₂>Fe^3＋>I₂>稀H₂SO₄>S，還原性：Mn^2＋<Cl^－<Br^－<Fe^2＋<I^－<SO₂(SO)<S^2－。

(二)價態(tài)規(guī)律

1．價態(tài)歸中規(guī)律思維模型

含不同價態(tài)的同種元素的物質(zhì)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”。

例如，不同價態(tài)的硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是

注：不會出現(xiàn)⑤中H₂S轉(zhuǎn)化為SO₂而H₂SO₄轉(zhuǎn)化為S的情況。

2．歧化反應(yīng)規(guī)律思維模型

“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。

3．應(yīng)用

(1)判斷同種元素不同價態(tài)的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的可能性。如濃H₂SO₄與SO₂不發(fā)生反應(yīng)。

(2)根據(jù)化合價判斷反應(yīng)體系中的氧化劑、還原劑及氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。如對于反應(yīng)6HCl＋NaClO₃===NaCl＋3Cl₂↑＋3H₂O中，氧化劑為NaClO₃，還原劑為HCl，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物都為Cl₂。

1．金屬原子失電子數(shù)越多，金屬的還原性越強(　　)

2．元素的非金屬性越強，其氧化性越強，相應(yīng)單質(zhì)越活潑(　　)

3．強氧化劑與強還原劑混合不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)(　　)

4．向濃H₂SO₄中通入H₂S氣體，1 mol濃H₂SO₄轉(zhuǎn)移電子數(shù)可能是6N_A，也可能是2N_A(　　)

5．1 mol KClO₃與足量的濃鹽酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6N_A(　　)

6．SO₂的還原性較強，而濃硫酸具有很強的氧化性，所以濃硫酸不能干燥SO₂氣體(　　)

答案　1.×　2.×　3.√　4.√　5.×　6.×

一、強弱規(guī)律的應(yīng)用

1．鉈(Tl)鹽與氰化鉀(KCN)被列為A級危險品。已知下列反應(yīng)在一定條件下能夠發(fā)生：①Tl^3＋＋2Ag===Tl^＋＋2Ag^＋，②Ag^＋＋Fe^2＋===Ag＋Fe^3＋，③Fe＋2Fe^3＋===3Fe^2＋，下列離子氧化性比較順序正確的是(　　)

A．Tl^3＋>Fe^3＋>Ag^＋                             B．Fe^3＋>Ag^＋>Tl^3＋

C．Tl^＋>Ag^＋>Fe^2＋                               D．Tl^3＋>Ag^＋>Fe^3＋

答案　D

2．已知I^－、Fe^2＋、SO₂、Cl^－和H₂O₂均有還原性，它們在酸性溶液中還原性的強弱順序為Cl^－＜Fe^2＋＜H₂O₂＜I^－＜SO₂，則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是(　　)

A．2Fe^3＋＋SO₂＋2H₂O===2Fe^2＋＋SO＋4H^＋

B．I₂＋SO₂＋2H₂O===H₂SO₄＋2HI

C．H₂O₂＋H₂SO₄===SO₂↑＋O₂↑＋2H₂O

D．2Fe^2＋＋Cl₂===2Fe^3＋＋2Cl^－

答案　C

解析　A項，還原性：SO₂＞Fe^2＋，反應(yīng)能發(fā)生；B項，還原性：SO₂＞I^－，反應(yīng)能發(fā)生；C項，還原性：H₂O₂＜SO₂，反應(yīng)不能發(fā)生。

3．根據(jù)反應(yīng)事實判斷性質(zhì)的強弱。

①向Co₂O₃固體中滴加濃鹽酸，有黃綠色氣體生成

②將氯氣通入碘水中，溶液褪色生成兩種酸(HCl和HIO₃)

則Cl₂、HIO₃、Co₂O₃的氧化性由強到弱的順序：_____________________；HCl、CoCl₂、I₂的還原性由強到弱的順序：___________________________________________________。

答案　Co₂O₃>Cl₂>HIO₃　I₂>HCl>CoCl₂

4．實驗室制備高鐵酸鉀(K₂FeO₄)并探究其性質(zhì)。

(1)制備K₂FeO₄的反應(yīng)為3Cl₂＋2Fe(OH)₃＋10KOH===2K₂FeO₄＋6KCl＋8H₂O，由此得出氧化性：Cl₂________(填“>”或“<”)FeO。

(2)K₂FeO₄的性質(zhì)探究：用KOH溶液將紫色K₂FeO₄固體溶出，得到紫色K₂FeO₄溶液。取少量該溶液，滴加鹽酸，有Cl₂產(chǎn)生。

該實驗表明Cl₂和FeO的氧化性強弱關(guān)系與(1)相反，原因是______________________。

答案　(1)>　(2)溶液的酸堿性不同

解析　(1)同一反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物。(2)對比兩個反應(yīng)的異同，制備反應(yīng)在堿性條件下，性質(zhì)探究實驗是在酸性條件下，氧化性強弱關(guān)系不同說明酸堿性的不同影響氧化性的強弱。

二、價態(tài)規(guī)律的應(yīng)用

5．氯氣跟氫氧化鉀溶液在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：Cl₂＋KOH―→KX＋KY＋H₂O(未配平)，KX在一定條件下能自身反應(yīng)：KX―→KY＋KZ(未配平，KY與KZ的物質(zhì)的量之比為1∶3)，以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的鉀鹽，由以上條件推知在KX中氯元素的化合價是(　　)

A．＋1  B．＋3  C．＋5  D．＋7

答案　C

解析　反應(yīng)：Cl₂＋KOH―→KX＋KY＋H₂O是Cl₂的歧化反應(yīng)，KX、KY中的氯元素分別顯正價和－1價；由于KX也發(fā)生歧化反應(yīng)：KX―→KY＋KZ，可斷定KY為KCl，化合價高低：KZ中Cl>KX中Cl(均為正價)。假設(shè)KX中Cl元素為＋a價，KZ中Cl元素的化合價為＋b價，依據(jù)得失電子守恒原理及KX―→KY＋3KZ，有a＋1＝3(b－a)，把a＝1、a＝3、a＝5代入上式討論，可知a＝5時，b＝7符合題意。則KX中Cl元素的化合價為＋5。

6．K³⁵ClO₃晶體與含有H³⁷Cl的濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂，化學(xué)方程式為KClO₃＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl₂↑＋3H₂O，該反應(yīng)生成氯氣的摩爾質(zhì)量為________。

答案　73.3 g·mol^－1

解析　1 mol Cl₂中³⁵Cl占 mol，³⁷Cl占 mol，M＝(×35＋×37) g·mol^－1≈73.3 g·mol^－1。

7．已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物，在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平)：

①G―→Q＋NaCl

②Q＋H₂OX＋H₂

③Y＋NaOH―→G＋Q＋H₂O

④Z＋NaOH―→Q＋X＋H₂O

這五種化合物中Cl元素化合價由低到高的順序是________________。

答案　G、Y、Q、Z、X

解析　由①得出Q中Cl元素價態(tài)高于G，因為G必介于Q和－1價的氯元素之間，－1價為氯元素的最低價；將該結(jié)論引用到③，Y介于Q與G之間，故有Q價態(tài)高于Y，Y價態(tài)高于G；分析②：H₂O中的H元素化合價降低，則Q中的氯元素轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>X中的氯元素，化合價必升高，則得出X價態(tài)高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之間，則X價態(tài)高于Z，Z價態(tài)高于Q。

1．(2020·山東，2)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

答案　B

解析　谷物發(fā)酵的過程中包含淀粉水解、葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇、乙醇氧化為乙酸的過程；小蘇打分解的化學(xué)方程式為2NaHCO₃Na₂CO₃＋CO₂↑＋H₂O，不是氧化還原反應(yīng)；含氯消毒劑有強氧化性，可用于環(huán)境消毒；NO₂與水發(fā)生反應(yīng)：3NO₂＋H₂O===NO＋2HNO₃，是氧化還原反應(yīng)。

2．(2020·北京，3)水與下列物質(zhì)反應(yīng)時，水表現(xiàn)出氧化性的是(　　)

A．Na  B．Cl₂  C．NO₂  D．Na₂O

答案　A

解析　2Na＋2H₂O===2NaOH＋H₂↑，H₂O中H元素化合價由＋1降為0，得電子被還原，作氧化劑，在反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性，故A符合題意；Cl₂＋H₂OHCl＋HClO、3NO₂＋H₂O=== 2HNO₃＋NO，H₂O中的元素沒有發(fā)生化合價的變化，水在反應(yīng)中既不是氧化劑也不是還原劑，既不表現(xiàn)氧化性也不表現(xiàn)還原性，故B、C不符合題意；Na₂O＋H₂O===2NaOH，該反應(yīng)沒有元素化合價的變化，不是氧化還原反應(yīng)，故D不符合題意。

3．(2022·遼寧，6)鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復(fù)棕色；加入CCl₄，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是(　　)

A．褪色原因為I₂被Fe還原

B．液體分層后，上層呈紫紅色

C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹

D．溶液恢復(fù)棕色的原因為I^－被氧化

答案　D

解析　Zn比Fe活潑，更容易失去電子，還原性更強，先與I₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故溶液褪色原因為I₂被Zn還原，A項錯誤；液體分層后，I₂在CCl₄層，CCl₄的密度比水大，則下層呈紫紅色，B項錯誤；若鍍層金屬活潑性大于Fe，則Fe不易生銹，反之，若Fe活潑性大于鍍層金屬，則Fe更易生銹，由于活潑性：Zn>Fe>Sn，則鍍錫鐵釘更易生銹，C項錯誤；漂白粉的有效成分為Ca(ClO)₂，其具有強氧化性，可將I^－氧化，D項正確。

4．(2022·浙江6月選考，10)關(guān)于反應(yīng)Na₂S₂O₃＋H₂SO₄===Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O，下列說法正確的是(　　)

A．H₂SO₄發(fā)生還原反應(yīng)

B．Na₂S₂O₃既是氧化劑又是還原劑

C．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1

D．1 mol Na₂S₂O₃發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移4 mol電子

答案　B

解析　Na₂S₂O₃＋H₂SO₄===Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O，該反應(yīng)的本質(zhì)是硫代硫酸根離子在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成硫和二氧化硫，化合價發(fā)生變化的只有S元素一種，硫酸的作用是提供酸性環(huán)境。H₂SO₄中所含元素的化合價均未發(fā)生變化，A說法不正確；Na₂S₂O₃中的S的平均化合價為＋2，其發(fā)生歧化反應(yīng)生成S(0價)和SO₂(＋4價)，故其既是氧化劑又是還原劑，B說法正確；該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是SO₂，還原產(chǎn)物為S，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1，C說法不正確；根據(jù)其中S元素的化合價變化情況可知，1 mol Na₂S₂O₃發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2 mol電子，D說法不正確。

5．(2022·湖南，9)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進(jìn)H^＋和e^－的轉(zhuǎn)移(如a、b和c)，能將海洋中的NO轉(zhuǎn)化為N₂進(jìn)入大氣層，反應(yīng)過程如圖所示。

下列說法正確的是(　　)

A．過程Ⅰ中NO發(fā)生氧化反應(yīng)

B．a和b中轉(zhuǎn)移的e^－數(shù)目相等

C．過程Ⅱ中參與反應(yīng)的n(NO)∶n(NH)＝1∶4

D．過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為NO＋NH===N₂↑＋2H₂O

答案　D

解析　過程Ⅰ中NO轉(zhuǎn)化為NO，氮元素化合價由＋3價降低到＋2價，NO得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；過程Ⅰ為NO在酶1的作用下轉(zhuǎn)化為NO和H₂O，反應(yīng)的離子方程式為NO＋2H^＋＋e^－NO↑＋H₂O，過程Ⅱ為NO和NH在酶2的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H₂O和N₂H₄，反應(yīng)的離子方程式為NO＋NH＋3e^－＋2H^＋H₂O＋N₂H₄，兩過程轉(zhuǎn)移電子數(shù)目不相等，B錯誤；由過程Ⅱ的反應(yīng)方程式可知n(NO)∶n(NH)＝1∶1，C錯誤；過程Ⅲ為N₂H₄轉(zhuǎn)化為N₂和4H^＋、4e^－，反應(yīng)的離子方程式為N₂H₄===N₂↑＋4H^＋＋4e^－，所以過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為NO＋NH===N₂↑＋2H₂O，D正確。

課時精練

1．下列應(yīng)用不涉及物質(zhì)氧化性或還原性的是(　　)

A．用葡萄糖制鏡或保溫瓶膽

B．銅鑄塑像上出現(xiàn)銅綠[Cu₂(OH)₂CO₃]

C．用Na₂SiO₃溶液制備木材防火劑

D．用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果

答案　C

解析　葡萄糖與銀氨溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成銀單質(zhì)，葡萄糖作還原劑被氧化，故A不選；高錳酸鉀可氧化具有催熟作用的乙烯，從而達(dá)到保鮮水果的目的，故D不選。

2．(2022·福建省晉江市子江中學(xué)高三月考)吸入人體內(nèi)的氧有2%轉(zhuǎn)化為氧化性極強的“活性氧”，它能加速人體衰老，被稱為“生命殺手”，服用含硒(Se)元素的化合物亞硒酸鈉(Na₂SeO₃)，能消除人體內(nèi)的活性氧，由此推斷Na₂SeO₃在人體中的作用是(　　)

A．作氧化劑

B．作還原劑

C．既作氧化劑又作還原劑

D．既不作氧化劑又不作還原劑

答案　B

解析　“活性氧”氧化性極強，服用含硒(Se)元素的化合物亞硒酸鈉(Na₂SeO₃)，能消除人體內(nèi)的活性氧，表明Na₂SeO₃能將“活性氧”還原，“活性氧”為氧化劑，Na₂SeO₃為還原劑。

3．(2022·吉林市第二中學(xué)高三月考)下列反應(yīng)中，不屬于四種基本反應(yīng)類型，但屬于氧化還原反應(yīng)的是(　　)

A．NH₄Cl＋NaOHNaCl＋H₂O＋NH₃↑

B．CH₄＋2O₂CO₂＋2H₂O

C．2Al＋Fe₂O₃Al₂O₃＋2Fe

D．3Cl₂＋2Fe2FeCl₃

答案　B

解析　該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，沒有元素化合價變化，不是氧化還原反應(yīng)，故A不符合題意；該反應(yīng)不屬于四種基本反應(yīng)類型，且有元素化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故B符合題意；該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)，故C不符合題意；該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)，故D不符合題意。

4．單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料，對硅的純度要求很高。制得高純度硅的化學(xué)方程式為①SiO₂＋2CSi(粗)＋2CO↑；②Si(粗)＋3HClSiHCl₃＋H₂；③SiHCl₃＋H₂Si(純)＋3HCl，則有關(guān)反應(yīng)分類說法正確的是(　　)

A．①②③均屬于氧化還原反應(yīng)

B．只有①屬于置換反應(yīng)

C．只有①屬于氧化還原反應(yīng)

D．③屬于復(fù)分解反應(yīng)

答案　A

解析　①②③均屬于氧化還原反應(yīng)、置換反應(yīng)。

5．(2022·陜西省安康中學(xué)高三檢測)關(guān)于反應(yīng)K₂H₃IO₆＋9HI===2KI＋4I₂＋6H₂O，下列說法正確的是(　　)

A. K₂H₃IO₆發(fā)生氧化反應(yīng)

B．KI是還原產(chǎn)物

C．生成12.7 g I₂時，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子

D．還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為7∶1

答案　D

解析　反應(yīng)中K₂H₃IO₆中I元素的化合價降低，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯誤；KI中的I^－由HI變化而來，化合價沒有發(fā)生變化，KI既不是氧化產(chǎn)物也不是還原產(chǎn)物，B錯誤；12.7 g I₂的物質(zhì)的量為0.05 mol，根據(jù)反應(yīng)方程式，每生成4 mol I₂轉(zhuǎn)移7 mol電子，則生成0.05 mol I₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.087 5 mol，C錯誤；反應(yīng)中HI為還原劑，K₂H₃IO₆為氧化劑，在反應(yīng)中每消耗1 mol K₂H₃IO₆就有7 mol HI失電子，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為7∶1，D正確。

6．2022年我國空間站的建設(shè)舉世矚目，神州十四號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功。飛船的天線用鈦鎳記憶合金制造，工業(yè)上用鈦酸亞鐵(FeTiO₃)冶煉鈦(Ti)的過程是

反應(yīng)①：2FeTiO₃＋6C＋7Cl₂2TiCl₄＋2FeCl₃＋6CO

反應(yīng)②：在氬氣環(huán)境中，2Mg＋TiCl₄Ti＋2MgCl₂

下列有關(guān)說法不正確的是(　　)

A．反應(yīng)①中Cl₂是氧化劑，C、FeTiO₃是還原劑

B．反應(yīng)①中每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L CO氣體，轉(zhuǎn)移0.7N_A個電子

C．反應(yīng)②中Mg被氧化，TiCl₄被還原

D．反應(yīng)①、②中鈦元素的化合價都發(fā)生了變化

答案　D

解析　FeTiO₃中Fe顯＋2價，O顯－2價，元素化合價的代數(shù)和為0，則Ti的價態(tài)為＋4價，根據(jù)反應(yīng)①，Cl₂中Cl的化合價降低，Cl₂為氧化劑，C的價態(tài)升高，C作還原劑，鐵元素的價態(tài)升高，FeTiO₃作還原劑，其余元素的化合價沒發(fā)生變化，故A正確，D錯誤；生成6 mol CO，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為14 mol，即每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L CO氣體，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為＝0.7 mol，故B正確；反應(yīng)②中Mg的化合價由0價升高為＋2價，Mg為還原劑，TiCl₄中Ti的化合價由＋4價降低為0價，TiCl₄為氧化劑，故C正確。

7．(2022·廣東實驗中學(xué)高三月考)蓋-呂薩克及其密友泰納，把鐵屑和苛性鈉(NaOH)混合起來，放在一個密封的彎曲玻璃管內(nèi)加熱生產(chǎn)金屬鈉。反應(yīng)原理為3Fe＋4NaOHFe₃O₄＋2H₂↑＋4Na↑。下列有關(guān)說法正確的是(　　)

A．用磁鐵可以將Fe與Fe₃O₄分離

B．將生成的氣體在空氣中冷卻可獲得鈉

C．該反應(yīng)條件下鐵的氧化性比鈉強

D．每生成1 mol H₂，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為4×6.02×10²³

答案　D

解析　Fe與Fe₃O₄都可被磁鐵吸引，所以不能用磁鐵將Fe與Fe₃O₄分離，A錯誤；鈉極易被空氣中的氧氣氧化，B錯誤；該反應(yīng)條件下鐵的還原性比鈉強，C錯誤；每生成1 mol H₂，同時生成2 mol Na，轉(zhuǎn)移的電子為4 mol，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為4×6.02×10²³，D正確。

8．(2022·廣東實驗中學(xué)高三月考)高鐵酸鉀(K₂FeO₄)是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑，制備流程如圖所示：

下列敘述不正確的是(　　)

A．用K₂FeO₄作水處理劑時，既能殺菌消毒又能凈化水

B．反應(yīng)Ⅰ中尾氣可用FeCl₂溶液吸收再利用

C．反應(yīng)Ⅱ中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶2

D．該條件下，物質(zhì)的溶解性：Na₂FeO₄<K₂FeO₄

答案　D

解析　K₂FeO₄具有強氧化性，可用于殺菌消毒，生成的鐵離子可水解生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體，可用于凈水，故A正確；尾氣含有氯氣，可與氯化亞鐵反應(yīng)生成氯化鐵，可再利用，故B正確；反應(yīng)Ⅱ中Cl元素化合價由＋1價降低為－1價，Fe元素化合價由＋3價升高到＋6價，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶2，故C正確；結(jié)晶過程中加入飽和KOH溶液，增大了K^＋濃度，該溫度下，高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小，有利于K₂FeO₄晶體的析出，故D錯誤。

9．(2022·重慶市縉云教育聯(lián)盟高三檢測)科學(xué)家正在研究一種用乙烯(C₂H₄，沸點為－104 ℃)脫硫(SO₂)的方法，其機理如圖所示。下列關(guān)于該脫硫方法的說法正確的是(　　)

A．氧化性：O₂>SO₃>CO₂

B．乙烯在該過程中作氧化劑

C．該脫硫過程需要及時補充Cu^＋

D．步驟ⅰ中，每消耗44.8 L C₂H₄，有2N_A個S生成

答案　A

解析　步驟ⅲ是氧氣和二氧化硫反應(yīng)生成三氧化硫，則氧化性：O₂＞SO₃，步驟ⅰ是三氧化硫和乙烯反應(yīng)生成硫、二氧化碳和水，則氧化性：SO₃＞CO₂，因此氧化性：O₂＞SO₃＞CO₂，故A正確；乙烯和三氧化硫反應(yīng)生成硫、二氧化碳和水，碳元素的化合價升高，說明乙烯在該過程中作還原劑，故B錯誤；Cu^＋在反應(yīng)中作催化劑，Cu^＋質(zhì)量不變，因此該脫硫過程不需要及時補充Cu^＋，故C錯誤；缺少標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計算物質(zhì)的量，故D錯誤。

10．(2022·天津南開模擬)在酸性溶液中，FeS₂催化氧化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。

下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．Fe^2＋是該反應(yīng)的催化劑

B．反應(yīng)中，FeS₂作氧化劑

C．反應(yīng)過程中須不斷加入NO和O₂

D．每消耗7 mol O₂，溶液中最多增加4 mol SO

答案　D

解析　由題圖知，反應(yīng)物為FeS₂和氧氣，Fe^3＋、NO是催化劑，產(chǎn)物為亞鐵離子和硫酸根離子，發(fā)生的總反應(yīng)為2FeS₂＋7O₂＋2H₂OFe3＋NO2Fe^2＋＋4SO＋4H^＋，FeS₂中S元素被氧化，FeS₂作還原劑，A、B錯誤；從總反應(yīng)中可以看出，反應(yīng)消耗氧氣需要不斷加入氧氣，而NO在總反應(yīng)中并未消耗，故NO不需要不斷加入，C錯誤；根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，消耗7 mol O₂，溶液中最多增加4 mol硫酸根離子，D正確。

11．HNO₂是一種弱酸，且不穩(wěn)定，易分解生成NO和NO₂；它能被常見的強氧化劑氧化；在酸性溶液中它也是一種氧化劑，如能把Fe^2＋氧化成Fe^3＋。AgNO₂是一種難溶于水、易溶于酸的化合物，試回答下列問題：

(1)人體正常的血紅蛋白中含有Fe^2＋，若誤食亞硝酸鹽(如NaNO₂)，則導(dǎo)致血紅蛋白中的Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋而中毒，服用維生素C可解毒。下列敘述不正確的是________(填字母)。

A．亞硝酸鹽被還原

B．維生素C是還原劑

C．維生素C將Fe^3＋還原為Fe^2＋

D．亞硝酸鹽是還原劑

(2)某同學(xué)把新制的氯水加到NaNO₂溶液中，觀察到氯水褪色，同時生成NaNO₃和HCl，請寫出反應(yīng)的離子方程式：____________________________________________________。

(3)Fe與過量稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO₄，若用反應(yīng)所得的酸性溶液將Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋，要求產(chǎn)物純凈，可選用的最佳試劑是________(填字母)。

a．Cl₂                                                b．Fe

c．H₂O₂                                             d．HNO₃

(4)FeSO₄可用于制備一種新型、高效、多功能綠色水處理劑高鐵酸鈉(Na₂FeO₄)，氧化性比Cl₂、O₂、ClO₂、KMnO₄更強，主要反應(yīng)：2FeSO₄＋6Na₂O₂===2Na₂FeO₄＋2Na₂O＋2Na₂SO₄＋O₂↑。

①該反應(yīng)中的氧化劑是______，還原劑是______。

②簡要說明Na₂FeO₄作為水處理劑時所起的作用：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)D　(2)NO＋Cl₂＋H₂O===NO＋2H^＋＋2Cl^－　(3)c　(4)①Na₂O₂　Na₂O₂、FeSO₄?、诟哞F酸鈉具有強氧化性，能殺菌消毒，消毒過程中自身被還原為Fe^3＋，Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃膠體，能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降

解析　(1)服用維生素C可以解毒，說明在維生素C的作用下Fe^3＋又轉(zhuǎn)化為Fe^2＋，鐵元素化合價降低，被還原，則維生素C具有還原性，而亞硝酸鹽會導(dǎo)致Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋，說明亞硝酸鹽具有氧化性，在反應(yīng)中亞硝酸鹽為氧化劑，所以維生素C是還原劑。(3)由于Cl₂、HNO₃都能氧化亞鐵離子，但會引入新的雜質(zhì)，鐵不能氧化亞鐵離子，雙氧水作為氧化劑的還原產(chǎn)物是水，不引入雜質(zhì)，所以最佳試劑是雙氧水。(4)該反應(yīng)中鐵元素化合價由＋2變?yōu)椋?/span>6，氧元素化合價由－1變?yōu)?/span>0、－2，所以Na₂O₂是氧化劑，Na₂O₂、FeSO₄是還原劑。

12．氧化還原反應(yīng)是一類重要的化學(xué)反應(yīng)。

(1)已知反應(yīng)：Cu＋2Fe^3＋===Cu^2＋＋2Fe^2＋，反應(yīng)中還原劑是__________，氧化性：Fe^3＋__________(填“<”或“>”)Cu^2＋。

(2)在2Na₂O₂＋2CO₂===2Na₂CO₃＋O₂反應(yīng)中，若轉(zhuǎn)移3 mol電子，則所產(chǎn)生的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________ L。

(3)在xR^2＋＋yH^＋＋O₂===mR^3＋＋nH₂O的離子方程式中，對系數(shù)m和R^2＋、R^3＋判斷正確的是_______________(填字母)。

A．m＝y，R^3＋是還原劑

B．m＝2y，R^2＋被氧化

C．m＝2，R^3＋是氧化劑

D．m＝4，R^2＋是還原劑

(4)用雙線橋標(biāo)出反應(yīng)2KMnO₄＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl₂＋5Cl₂↑＋8H₂O中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

答案　(1)Cu?。尽?span style="font-family:"Times New Roman","serif"">(2)33.6　(3)D

(4)＋8H₂O

解析　(3)根據(jù)氧原子守恒，所以n＝2，根據(jù)氫原子守恒，所以y＝4，根據(jù)R原子守恒則x＝m，根據(jù)電荷守恒則2x＋y＝3m，所以x＝y＝m＝4，在反應(yīng)中，R的化合價升高，R^2＋是還原劑，所以R^3＋是氧化產(chǎn)物，氧元素化合價降低，所以H₂O是還原產(chǎn)物。