2021新高考化学鲁科版一轮复习学案：第2章第3讲　氧化还原反应


第3讲　氧化还原反应
【2021·备考】
最新考纲
素养落地
1.通过实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化剂、还原剂和生产生活中常见的氧化还原反应。
微观与宏观相结合，多视角、多层次地认识氧化还原反应的特征、实质及规律；运用分析、推理等方法构建氧化还原计算、配平的思维模型，通过实验探究验证并加深对物质氧化性、还原性的理解。


『知识梳理』
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应本质和特征

2.基本概念及相互关系

概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”
例如，反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，氧化剂是浓H2SO4，还原剂是Cu，氧化产物是CuSO4。生成1 mol SO2时转移电子数目为2NA，被还原的H2SO4的物质的量是1__mol，浓硫酸表现的性质是酸性和强氧化性。

(1)元素由化合态变为游离态，该元素不一定被还原。
(2)在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，也可能是同一元素既被氧化又被还原。
3.氧化还原反应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。

实例：用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目
。
(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”、“失去”字样。

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

二、常见的氧化剂和还原剂
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

[链接新教材]
①(新教材LK第一册P719习题精选练)
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)请用化学方程式表示炼铁的原理：_____________________________________
____________________________________________________________________。
(2)若用水作为煤的气化剂，高温下主要发生反应C＋H2O(气)===CO＋H2，得到以CO和H2为主要成分的水煤气。上述反应从得失氧的角度看________(只能选填一个序号)。
A.属于氧化反应
B.属于还原反应
C.既属于氧化反应又属于还原反应
答案　(1)炼铁原理的化学方程式为：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　(2)C
②(新教材RJ第一册P269习题变式练)
氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂，用作生氢剂时的化学反应原理为：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法中，正确的是(　　)
A.NaOH是氧化产物
B.若生成4.48 L H2，则反应中转移0.2 mol电子
C.该反应为置换反应
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
答案　D
『考向突破』
考向一　氧化还原反应的基本概念

[题目设计]
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)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(×)
(2)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂(×)
(3)某元素从游离态变为化合态，该元素一定被还原(×)
(4)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原(×)
(5)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性(×)
(6)浓硫酸具有强氧化性，不能干燥SO2、CO等还原性气体(×)

[题目设计]
2.实验室制备氯气的反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，此反应中氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，还原产物是________，MnO2发生________反应，HCl发生________反应；生成1 mol Cl2时转移电子数目为________，被氧化的HCl的物质的量是________ mol，盐酸显示的性质是________性和________性。
提示　MnO2　HCl　Cl2　MnCl2　还原　氧化　2NA　2　还原　酸
考向二　生产、生活、传统文化中的氧化还原反应

[题目设计]
3.分析生产生活中的下列过程，涉及到氧化还原反应的是________。
①铜制品、铁制品在潮湿的空气中生锈
②缺铁性贫血服用补铁剂时，需与维生素C同时服用
③将氯气通入冷的消石灰中制漂白粉
④从海水中提取氯化镁
提示　①②③

[题目设计]
4.下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是________。
①Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
②AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
④2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
提示　③

[题目设计]
5.下列能量转化过程与氧化还原反应有关的是________。
①硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
②锂离子电池放电时，化学能转化成电能
③电解质溶液导电时，电能转化成化学能
④葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
提示　②③④
考向三　陌生物质中元素化合价精析
[命题素材]
走好关键第一步——正确标出元素化合价
正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。
近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2　Cu＋2　Fe＋2　S－2　K2FeO4　Fe＋6
Li2NH　N－3　LiNH2　N－3　AlN　N－3
Na2S2O3　S＋2　MO　M＋5　C2O　C＋3
HCN　C＋2　N－3　CuH　Cu＋1　H－1
FeO　Fe＋(8－n)　Si3N4　Si＋4　N－3
[题目设计]
6.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强、无二次污染的绿色水处理剂。工业制高铁酸钠的方法有如下两种：
湿法制备的主要离子反应为
2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
干法制备的主要反应为
2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑
(1)高铁酸钠中铁显________价
(2)湿法中FeO是________产物
(3)干法中每生成1 mol Na2FeO4转移________mol电子
(4)Na2FeO4可氧化水中的H2S、NH3，生成的________还能吸附悬浮杂质。
提示　(1)＋6　(2)氧化　(3)5　(4)Fe(OH)3胶体

『知识梳理』
1.守恒规律
氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数。
2.价态规律：
(1)元素处于最高价，只有氧化性 ，如Fe3＋、Ag＋等；元素处于最低价，只有还原性，如S2－、I－等；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、Cl2等。
(2)归中反应规律
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(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化产物是Cl2，还原产物是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。
3.强弱规律
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“强制弱”。
氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物
氧化性：氧化剂＞氧化产物；
还原性：还原剂＞还原产物。
4.先后规律
在浓度相差不大的溶液中：
(1)同时含有几种还原剂时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Fe2＋先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时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，然后再与Cu2＋反应，最后与H＋反应。
『考向突破』
考向一　价态规律及其应用

[题目设计]
1.氯气与氢氧化钾溶液在一定条件下发生反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O(未配平)，KX在一定条件下发生反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ的化学计量数之比为1∶3，KZ中氯处于最高价)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是________。
提示　＋5

[题目设计]
2.实验中干燥下列气体①H2　②H2S　③NH3　④CO　⑤SO2可用浓硫酸作干燥剂的是________。
提示　①④⑤
考向二　先后规律及其应用

[题目设计]
3.已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4反应生成Fe3＋和Cr3＋。现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中Fe3＋的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示。

AB段反应的离子方程式为_______________________________________，
BC段反应的离子方程式为_______________________________________。
提示　6I－＋Cr2O＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋

[题目设计]
4.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)
A.若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B.若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C.若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
提示　B
考向三　氧化性、还原性强弱比较
[命题素材]
氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据氧化还原反应原理判断
还原剂＋氧化剂―→氧化产物＋还原产物
氧化性强弱：氧化剂>氧化产物。
还原性强弱：还原剂>还原产物。
(2)依据“二表”判断
依据元素周期表判断
①同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。

②同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。

依据金属活动性顺序表判断

(3)依据反应的具体情况判断
①相同条件下
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.一种物质反应快(剧烈)，另一种物质反应慢。
如Na、K与水反应，K反应剧烈。还原性K＞Na。
c.生成物的价态不同。
如。氧化性：Cl2＞S。
②与同一试剂反应，反应条件不同如H2＋F2===2HF、H2＋Cl22HCl。氧化性：F2＞Cl2
(4)依据外界条件判断
浓度
同一种物质，浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3；还原性：浓HCl>稀HCl
温度
同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强
酸碱性
如NO在酸性条件下氧化性强，Fe2＋在碱性条件下还原性强

[题目设计]
5.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：①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2和NaOH溶液　⑥Fe和HNO3溶液　⑦Fe和H2SO4溶液　⑧Na和O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是________(填标号，下同)。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是________。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是________。
提示　(1)①③⑥⑦　(2)⑤⑥⑦⑧　(3)②④

　　　　　　　强弱
[题目设计]
6.铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族，＋3价较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液，对应的现象如下表所示：
加入
溶液
①适量的铋酸钠溶液
②过量的双氧水
③适量KI－淀粉溶液
实验
现象
溶液呈紫红色
紫红色消失，产生气泡
溶液变成蓝色
则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为________。
提示　NaBiO3＞KMnO4＞H2O2＞I2

　　　　　　　强弱
[题目设计]
7.铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋　②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋　③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。Fe3＋、Ag＋、Tl3＋氧化性由强到弱的顺序为________________。
提示　Tl3＋＞Ag＋＞Fe3＋

[题目设计]
8.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。试分析在水溶液中能否发生3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3，理由是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　否，由题给信息知还原性I－＞Fe2＋，当Fe2＋被氧化时I－已完全被氧化

[题目设计]
9.某小组同学探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱，设计如图实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。

(1)打开活塞a，逐滴加入H2SO3溶液至过量，烧瓶内溶液颜色变为无色，该反应的离子方程式为______________________________________________________
____________________________________________________________________，
得出的结论是H2SO3的氧化性比Br2的氧化性________(填“强”或“弱”)。
(2)再打开活塞b，向所得溶液中逐滴加入H2O2溶液，刚开始溶液颜色无明显变化，继续滴加，溶液变为橙黄色，变橙黄色反应的离子方程式为___________________________________________________________________，
得出的结论是H2O2的氧化性比Br2的氧化性________(填“强”或“弱”)。
提示　(1)H2SO3＋Br2＋H2O===4H＋＋SO＋2Br－　弱　(2)2H＋＋2Br－＋H2O2===Br2＋2H2O　强
考向四　守恒规律及其应用

[命题素材]
守恒法解题思维流程

[题目设计]
10.羟氨(NH2OH)是一种还原剂。将16.00 mL 0.05 mol·L－1的羟氨酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应，生成的Fe2＋又恰好被24.00 mL 0.02 mol·L－1的酸性KMnO4溶液所氧化。在上述反应中，羟氨的氧化产物为________。
提示　NO

多步连续进行的氧化还原反应，中间各步反应过程如无电子损耗则可利用电子守恒解答。
思维模板
始态物质得(失)电子总数＝终态物质失(得)电子总数
如a mol的铜与足量的浓HNO3反应，将产生的NO2气体与b mol的O2混合作用于水，气体完全被吸收。

[题目设计]
11.足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积为________ mL。
提示　60
考向五　氧化还原反应方程式的书写与配平
[命题素材]
(1)氧化还原方程式配平的基本原则

(2)氧化还原方程式配平的一般步骤


[题目设计]
12.(1)____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O
提示　5　1　3　3　3　3
(2)____MnO＋____H＋＋____Cl－===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O
提示　2　16　10　2　5　8

[题目设计]
13.(1)____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O
(2)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3
提示　(1)3　6　2　1　3　(2)2　9　3　3　5

[题目设计]
14.(1)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____===____Cl－＋____FeO＋____H2O
(2)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。
请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内，并配平。
＋＋===AlN＋
提示　(1)3　2　4OH－　3　2　5
(2)Al2O3　3C　N2　2　3CO



当一种物质中一种元素的多个原子或多种元素价态发生变化时，分析较繁琐或价态分析不清时，则略去每种元素的价态分析，将其看作一个整体，分析其化合价的总体变化。如KCN→KOCN：可将CN看成一个整体，化合价变化为―→，化合价升高2。

以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2，还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下：

(1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，写出Al2O3溶解的离子方程式___________________________________________________________________。
(2)证明酸浸后溶液中存在Fe3＋的方法是：取酸浸后的溶液少许置于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，溶液变为红色；再慢慢滴入过量的H2O2溶液，溶液的红色先变深，之后红色逐渐褪去，继续滴加会有气泡逸出，该气体会使带火星的木条复燃。
①红色变深的原因是(用离子方程式表示)：______________________________
_________________________________________________________________；
②溶液红色褪去是由于过氧化氢氧化了硫氰根离子，已知双氧水氧化SCN－生成N2、CO2和SO，写出该反应的离子方程式：___________________________________________________________；
③有气体逸出，说明Fe3＋对H2O2的分解有催化作用，写出催化过程第一步反应的离子方程式________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析　(2)①溶液呈红色，是因为发生了Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，红色变深，说明c(Fe3＋)增大，发生了Fe2＋→Fe3＋，故反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
②H2O ―→H2得2e－，―→失11e－，由电子守恒、电荷守恒即可配平。
③催化作用中Fe3＋一定要参与反应，故Fe3＋在第一步反应中应作氧化剂，发生2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋；第二步重新生成Fe3＋，发生2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。
答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
②2SCN－＋11H2O2===2CO2↑＋N2↑＋2H＋＋10H2O＋2SO
③2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋
[对点训练]　以黄铜矿(CuFeS2)为原料冶炼铜的方法有两种
Ⅰ.火法炼铜
火法炼铜的主要反应：
①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；
②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2；
③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑。
则在反应①、②、③中被氧化的元素为________(填元素符号)，由a mol CuFeS2生成a mol Cu时，共消耗________ mol O2。
Ⅱ.湿法炼铜
湿法炼铜的第一步是将黄铜矿加入稀硫酸中，通入O2加热，经分析反应后的溶液中含有Fe2(SO4)3、CuSO4与H2SO4，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析　Ⅰ.由题给信息，分析知最终产物为SO2、Cu、FeO。由→u＋O＋2O2化合价升高10，结合氧化剂、还原剂得失电子数相等知
a mol×10＝nO2×4，nO2＝2.5 a mol
Ⅱ.由题给信息分析知最终产物为Fe3＋、Cu2＋、SO
由→2＋＋e3＋＋2O化合价升高17，结合氧化剂、还原剂得失电子数相等即可配平。
答案　Ⅰ.S　2.5a　Ⅱ.4CuFeS2＋17O2＋2H2SO44CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O


氧化还原滴定
(1)原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
(2)试剂：常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂：氧化还原滴定法的指示剂有三类。①氧化还原指示剂；②专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝；③自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为紫色。

(2020·昆明调研)准确测定某溶液中Fe2＋质量分数的一种方法是：在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体制成莫尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，该晶体比一般亚铁盐稳定。
称取a g莫尔盐样品溶于水，配制成200 mL溶液，每次取待测液20.00 mL，用浓度为b mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定。实验结果记录如下：
实验次数
第一次
第二次
第三次
消耗酸性KMnO4溶液体积/mL
20.02
19.98
20.52
(1)酸化KMnO4的试剂为________(选填序号)。
A.HCl B.H2SO4
C.HNO3
(2)滴定过程中发生反应的离子方程式为_________________________________
___________________________________________________________________。
(3)滴定过程中，应将酸性KMnO4溶液置于________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。判断滴定终点的现象为______________________________________
________________________________________________________________。
(4)通过实验数据计算样品中Fe2＋的质量分数为________(用含a、b的代数式表示)。
解析　(1)HCl具有还原性，能被KMnO4溶液氧化，HNO3具有强氧化性，也能氧化Fe2＋，滴定时产生干扰，数据不准确，因此酸化KMnO4溶液的试剂为H2SO4，B项正确。(2)滴定过程中，Fe2＋与MnO在酸性条件下反应的离子方程式为MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。(3)酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管下端的橡胶管，故应将其置于酸式滴定管中。实验时滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液变为浅红色，且30 s内颜色不再发生变化，即说明达到滴定终点。(4)第三次实验数据误差较大，应舍去，根据第一次、第二次的实验数据可算出实验中消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL，根据

得c(Fe2＋)＝＝5b mol·L－1，则该莫尔盐中Fe2＋的质量分数＝×100%＝×100%。
答案　(1)B
(2)MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
(3)酸式　当最后一滴酸性高锰酸钾溶液滴入时，溶液变为浅红色，且30 s内不变色
(4)×100%
[对点训练]　用右图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_________________________
________________________________________________________________。
(2)玻璃液封装置的作用是________________。
(3)Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是________。
(4)测得混合气中ClO2的质量为________g。
解析　(1)ClO2与KI溶液反应时，CO2→C－，2I－→I2，反应环境为酸性，从而可写出该反应的离子方程式。(2)玻璃液封装置的作用是防止残余的ClO2气体挥发到空气中，污染空气。(3)步骤V反应中，I2→2I－，I2使淀粉溶液显蓝色，故可选用淀粉溶液作指示剂，滴定至终点时溶液由蓝色变为无色。(4)由反应2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O、I2＋2S2O===2I－＋S4O可得关系式：2ClO2～5I2～10S2O，n(S2O)＝0.100 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L/mL＝2×10－3 mol，则n(ClO2)＝2×10－3 mol×2/10＝4×10－4 mol，m(ClO2)＝4×10－4 mol×67.5 g·mol－1＝0.027 00 g。
答案　(1)2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O
(2)吸收残余的二氧化氯气体(其他合理答案也可)
(3)淀粉溶液　溶液由蓝色变为无色且30 s内不恢复原色
(4)0.027 00

基础知识巩固
1.(2019·天津理综，1)化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是(　　)
A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇
B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料
C.利用基本的化学原料生产化学合成药物
D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水
答案　D
2.[2019·福州八县(市)协作体联考]已知反应：O3＋2I－＋H2O===O2＋I2＋2OH－，下列说法中不正确的是(　　)
A.O2为还原产物
B.氧化性：O3>I2
C.H2O既不是氧化剂也不是还原剂
D.反应生成1 mol I2时转移2 mol电子
答案　A
3.已知RxO＋MnO＋H＋―→RO2＋Mn2＋＋H2O，变化过程中，有0.2 mol RxO参加反应时，共转移0.4 mol电子。则RxO中的x为(　　)
A.1 B.2
C.3 D.无法确定
解析　0.2 mol RxO参加反应时，生成RO2，R的化合价升高，在反应中锰元素的化合价降低，根据该反应共转移0.4 mol电子，则0.2×x×(4－)＝0.4，解得x＝2。
答案　B
4.(全国卷)(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：
H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。
①H3PO2中，P元素的化合价为________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为_______________________________________________(填化学式)。
(2)(全国卷)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为________。
答案　(1) ①＋1　②H3PO4 　(2)MnSO4
考试能力过关
5.(2019·湖南株洲三校联考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备K2FeO4的反应离子方程式为Fe(OH)3＋ClO－＋OH－―→FeO＋Cl－＋H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是(　　)
A.由上述反应可知，ClO－的氧化性强于FeO
B.K2FeO4中铁显＋6价
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D.K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，而且生成的Fe3＋可与水反应形成Fe(OH)3胶体，能吸附水中的悬浮杂质
解析　ClO－作氧化剂，FeO为氧化产物，故ClO－的氧化性强于FeO，A正确；根据化合物中各元素化合价代数和为零，可知K2FeO4中铁显＋6价，B正确；2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O反应中，氧化剂ClO－和还原剂Fe(OH)3的物质的量之比为3∶2，C错误；K2FeO4处理水时，Fe元素为最高价，具有强氧化性.能消毒杀菌，而且被还原生成的Fe3＋可与水反应形成Fe(OH)3胶体，具有吸附作用，可净水，D正确。
答案　C
6.把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是(　　)

A.IO作氧化剂
B.1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2
D.配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、3
解析　A项，分析图1、图2可知，Mn2＋为反应物，作还原剂，则IO作氧化剂；B项，配平后的离子方程式为2Mn2＋＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，故1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子；C项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2；D项，配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、6。
答案　D
7.(2019·济南市历城第二中学11月调研检测，28)有一混合溶液，其中只含有Fe2＋、Cl－、Br－、I－(忽略水的电离)，Cl－、Br－、I－的个数比为2∶3∶4，向该溶液中通入Cl2使溶液中Cl－和Br－的个数之比为3∶1，则通入Cl2 的物质的量与溶液中剩余Fe2＋的物质的量之比为(　　)
A.7∶2 B.7∶1
C.7∶4 D.7∶3
解析　由题意可设Cl－、Br－、I－的物质的量分别为2 mol、3 mol、4 mol，由电荷守恒可得：2n(Fe2＋)＝n(Cl－)＋n(Br－)＋n(I－)＝2 mol＋3 mol＋4 mol＝9 mol，n(Fe2＋)＝4.5 mol，通入氯气后，要满足n(Cl－)∶n(Br－)＝3∶1，Cl－只要增加7 mol就可以，即需通入氯气3.5 mol，4 mol I－先消耗2 mol氯气，3 mol Fe2＋消耗1.5 mol氯气，剩余Fe2＋1.5 mol，则通入氯气与剩余Fe2＋的物质的量之比为：3.5∶1.5＝7∶3，答案选D。
答案　D
8.(2020·山东等级考试模拟，12)已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应I：Pb3O4＋4H＋===PbO2＋2Pb2＋＋2H2O；PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ：5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋＋5SO===2MnO＋5PbSO4＋2H2O。下列推断正确的是(双选)(　　)
A.由反应Ⅰ可知，Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1
B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知，氧化性：HNO3>PbO2>MnO
C.Pb可与稀硝酸发生反应：3Pb＋16HNO3===3Pb(NO3)4＋4NO↑＋8H2O
D.Pb3O4可与盐酸发生反应：Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑
解析　A.反应Ⅰ未发生氧化还原反应，且产物Pb2＋与PbO2物质的量之比为2∶1，说明Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1，故A正确；B.反应Ⅰ中HNO3未能将Pb(Ⅱ)氧化成Pb(Ⅳ)，说明氧化性HNO3MnO，故B错误；C.根据反应Ⅰ可得硝酸不能将Pb氧化成＋4价，不能生成Pb(NO3)4，故C错误；D.据反应Ⅱ可知氧化性PbO2>MnO，而酸性条件下MnO能将HCl氧化成Cl2，则Pb(Ⅳ)也能将HCl氧化成Cl2，所以此反应Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑能发生，故D也正确。
答案　AD

[A级　全员必做题]
1.(2020·濮阳模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾，其中某些反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛
B.生成O3的反应属于氧化还原反应
C.反应Ⅰ属于复分解反应
D.该过程中O2作催化剂
答案　A
2.(2020·山东潍坊期中)“一硫二硝三木炭”描述的是我国四大发明之一的黑火药配方，黑火药爆炸时发生的反应为S＋2KNO3＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑，对于该反应的下列说法不正确的是(　　)
A.氧化产物是CO2
B.爆炸的原因是反应释放大量热，并生成大量气体
C.反应中有三种元素的化合价发生变化
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
答案　D
3.已知二氯化二硫(S2Cl2)的结构式为Cl—S—S—Cl，它易与水反应：
2S2Cl2＋2H2O===4HCl＋SO2↑＋3S↓
对该反应的说法正确的是(双选)(　　)
A.S2Cl2既作氧化剂又作还原剂
B.H2O作还原剂
C.每生成1 mol SO2转移3 mol电子
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1
答案　AC
4.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：H2O2→H2O，IO→I2，MnO→Mn2＋，HNO2→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是(　　)
A.H2O2 B.IO
C.MnO D.HNO2
解析　KI被氧化得到I2，1 mol KI在反应中失去1 mol电子，再根据题中所给信息，H2O2→H2O，1 mol H2O2得2 mol e－，IO→I2，1 mol IO可得5 mol e－，MnO→Mn2＋，1 mol MnO可得5 mol e－，HNO2→NO，1 mol HNO2得1 mol e－。虽然B、C项中的1 mol IO、MnO均可得5 mol e－，但B中生成物I2来自IO和I－，故得I2最多者应是IO与I－的反应。
答案　B
5.已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是(　　)
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
答案　B
6.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＋O2Cu2S＋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　反应中元素的化合价变化为

在反应中CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，O2只作氧化剂，SO2既是氧化产物又是还原产物，若有1 mol O2参加反应，则反应中共有6 mol电子转移。
答案　D
7.向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，当加入2.6 mol NaBrO3时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为：
粒子
I2
Br2
IO
物质的量/mol
0.5
1.3

针对上述反应，下列说法正确的是(　　)
A.NaBrO3是氧化剂
B.氧化产物只有I2
C.该反应共转移电子的物质的量是12 mol
D.参加反应的NaI为2.5 mol
解析　NaBrO3中溴元素由＋5价被还原生成0价，则NaBrO3是氧化剂，A正确；NaI中－1价碘离子被氧化生成0价的I2和＋5价的IO则氧化产物为I2和IO，B错误；2.6 mol NaBrO3反应转移的电子为2.6 mol×(5－0)＝13 mol，C错误；根据得失电子守恒，生成IO的物质的量为＝2 mol，根据碘原子守恒可知，参加反应的NaI的物质的量为n(IO)＋2n(I2)＝2 mol＋0.5 mol×2＝3 mol，D错误。
答案　A
[B级　拔高选做题]
8.[2020·金考卷山东高考预测卷(四)，12]氰化物是剧毒物质，传统生产工艺的电镀废水中含一定浓度的CN－，无害化排放时必须对这种废水进行处理。可采用碱性条件下的Cl2氧化法处理这种废水，涉及以下两个反应：反应i，CN－＋OH－＋Cl2―→OCN－＋Cl－＋H2O(未配平)；反应ii，OCN－＋OH－＋Cl2―→X＋Y＋Cl－＋H2O(未配平)。其中反应i中N元素的化合价没有变化，常温下，X、Y是两种无毒的气体。下列判断正确的是(　　)
A.反应i中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为1∶1
B.X、Y是CO2、N2，且均为反应ii的氧化产物
C.该废水处理工艺过程中须采取措施，防止Cl2逸出到空气中
D.处理c(CN－)＝0.000 1 mol·L－1的废水106 L，消耗Cl2 5.6×103 L
解析　配平后的反应i为CN－＋2OH－＋Cl2===OCN－＋2Cl－＋H2O，其中CN－为还原剂，Cl2为氧化剂，二者的化学计量数之比为1∶1，A项正确；反应ii中，Cl2是氧化剂，则OCN－为还原剂，根据反应i中N元素的化合价没有变化，由CN－中N元素的化合价为－3，可知OCN－中N元素的化合价为－3，C元素的化合价为＋4，又X、Y是两种无毒的气体，故反应ii的氧化产物只有N2，B项错误；该废水处理工艺中所用的Cl2有毒，须采取措施，防止Cl2逸出到空气中，C项正确；题中没有说明气体是在标准状况下，故无法计算一定物质的量的气体的体积，D项错误。
答案　AC
9.工业上将Na2CO3和Na2S以1∶2的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。在该反应中(双选)(　　)
A.硫元素既被氧化又被还原
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
C.每生成1 mol Na2S2O3，转移4 mol电子
D.相同条件下，每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2
解析　A项，在反应物Na2S中S元素的化合价为－2价，在SO2中S元素的化合价为＋4价，反应后生成的物质Na2S2O3中，S元素的化合价为＋2价，因此硫元素既被氧化又被还原，正确；B项，根据题意可知在溶液中发生反应的化学方程式是Na2CO3＋2Na2S＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2，在反应中氧化剂SO2与还原剂Na2S的物质的量之比为4∶2＝2∶1，正确；C项，根据反应的化学方程式可知，每生成3 mol Na2S2O3，转移8 mol电子，则生成1 mol Na2 S2 O3，转移 mol电子，错误；D项，根据反应的化学方程式可知消耗的SO2与产生的CO2的物质的量之比是4∶1，但是由于SO2易溶于水，而CO2在水中溶解度较小，所以相同条件下，每吸收10 m3 SO2放出CO2的体积小于2.5 m3，错误。
答案　AB
10.(2020·山东日照期末)硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx)，将烟气与HI的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.SO没有出现在图示转化中，其作用为催化剂
B.处理过程中，混合溶液中Ce3＋和Ce4＋总数减少
C.该转化过程的实质为NOx被H2还原
D.当x＝1时，反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
解析　SO在该反应过程中没有参与反应，不是催化剂，A错误；由于反应前后各种元素的原子个数相等，根据Ce元素守恒，可知反应过程中混合溶液中Ce3＋和Ce4＋的离子总数不变，B错误；过程Ⅰ中Ce4＋―→Ce3＋，过程Ⅱ中Ce3＋―→Ce4＋，Ce4＋是反应的催化剂，故整个过程的实质为NOx被H2还原，C正确；当x＝1时，反应Ⅱ的反应物为Ce3＋、H＋、NO，生成物为Ce4＋、N2、H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应方程式为4Ce3＋＋4H＋＋2NO===4Ce4＋＋N2＋2H2O，在该反应中NO是氧化剂，Ce3＋是还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶4＝1∶2，D错误。
答案　C
11.(1)(2019·山东日照一模)草酸钪[Sc2(C2O4)3]在空气中“灼烧”生成Sc2O3的化学方程式为__________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)(2019·山东潍坊一模)从某废催化剂(含ZnO、CuO、Fe2O3、石墨及MnO2等)中回收金属并制取活性氧化锌的工艺流程如下(已知：Zn及其氧化物、氢氧化物的性质与Al及其相应化合物性质类似)：

“氧化”时Mn2＋被氧化的离子方程式为________________________________
_________________________________________________________________。
“中和、沉淀”时，若pH过高，则碱式碳酸锌的产率偏小。写出其反应的离子方程式(任写一个即可)：___________________________________________
______________________________________________________________。
解析　(1)在空气中“灼烧”，空气中有O2，故C2O可被空气中的O2氧化，产物只能为CO2。(2)由工艺流程图可知反应物为 Mn2＋、(NH4)2S2O8，生成物为MnO(OH)2、(NH4)2SO4故反应的离子方程式为Mn2＋＋S2O―→MnO(OH)2＋2SO，由环境知滤液呈酸性，故应在右侧补H＋，左侧补水，Mn2＋＋S2O＋3H2O===MnO(OH)2＋2SO＋4H＋。
答案　(1)2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2
(2)Mn2＋＋S2O＋3H2O===MnO(OH)2↓＋2SO＋4H＋　Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O
12.(2020·百师联盟习题精选)高铁酸(H2FeO4)是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂，投入水中会迅速发生反应。
(1)Na2FeO4中Fe的化合价为________。
(2)已知：常温下高铁酸钠为紫黑色固体，将Na2FeO4投入水中，有气体生成，同时有红褐色沉淀产生，则Na2FeO4与水反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)在工业上制备Na2FeO4的方法有多种。
Ⅰ.干法制备的反应原理如下：2FeSO4＋6Na2O2===aNa2FeO4＋M↑＋2Na2O＋2Na2SO4。
①a＝________。
Ⅱ.湿法制备的工艺流程如下：

已知：Na2FeO4在强碱性溶液中的溶解度较小。
②反应b中，生成物除了Na2FeO4外，另一种盐的化学式为________。
③一系列操作包括过滤、________、________。
解析　(2)生成物中气体为氧气，红褐色沉淀为氢氧化铁，则Na2FeO4与水反应的化学方程式为4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3＋3O2↑＋8NaOH。
(3)①M气体不含有钠元素，由钠原子守恒可得a＝2。
②反应b中，生成物除了Na2FeO4外，由元素守恒知另一种盐的化学式为NaCl。
答案　(1)＋6　(2)4Na2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3＋3O2↑＋8NaOH　(3)①2　②NaCl　③洗涤　低温干燥
13.(2020·山东嘉祥一中月考)二氧化氯(ClO2)气体是一种常用高效的自来水消毒剂。
(1)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成ClO2和Cl2，反应方程式为___________________________________________________________________。
(2)实验室常用KClO3、草酸(H2C2O4)和稀硫酸制备ClO2。该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为____________。
(3)将ClO2通入到硫化氢溶液中，然后加入少量的稀盐酸酸化的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成，写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的离子方程式__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl－，则常温常压下，等体积的ClO2的消毒能力是Cl2的________倍。
(5)自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8 mg·L－1之间，碘量法可以检测水中ClO2的浓度(不同pH环境中粒子种类如图所示)，步骤如下：

Ⅰ.取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再将反应后溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝；
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液；(已知：2S2O＋I2===S4O＋2I－)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1～3，
请回答：①操作Ⅰ中反应的离子方程式是_______________________________
_________________________________________________________________。
②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
③若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10－3 mol·L－1的Na2S2O3溶液10 mL，则水样中ClO2的浓度是________mg·L－1。
解析　(3)ClO2的还原产物为Cl－，由加入氯化钡溶液生成白色沉淀可知H2S的氧化产物为SO。(5)①由操作Ⅰ中溶液中性可判断出ClO2的还原产物为ClO，故反应的离子方程式为2ClO2＋2I－===I2＋2ClO；②操作Ⅲ中水样的pH为1～3，故ClO的还原产物为Cl－，故反应的离子方程式为ClO＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O。
答案　(1)2KClO3＋4HCl(浓)===2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
(2)1∶1　(3)5H2S＋8ClO2＋4H2O===18H＋＋5SO＋8Cl－
(4)2.5　(5)①2ClO2＋2I－===2ClO＋I2　②ClO＋4I－＋4H＋===Cl－＋2I2＋2H2O　③0.675