2019届二轮复习氧化还原反应学案（全国通用）

2019届二轮复习氧化还原反应学案（全国通用）

第5讲　氧化还原反应 最新考纲 考向分析 ‎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。‎ 以生产生活中涉及的氧化还原反应为背景，主要考查以下几个方面：①氧化还原反应相关概念的判断；②氧化还原反应基本规律，特别是物质的氧化性或还原性强弱的判断及应用；③给定条件下的氧化还原反应方程式的配平或书写；④有关转移电子多少或利用电子守恒进行的计算。‎ 考点一　氧化还原反应的基本概念 Z (课前)‎ ‎1．(2017·北京·8)下列变化中，气体被还原的是(　B　)‎ A．二氧化碳使Na2O2固体变白 B．氯气使KBr溶液变黄 C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀 ‎[解析]　A．二氧化碳使Na2O2固体变白，发生反应2CO2＋2Na2O2===O2＋2Na2CO3，CO2的化合价没有发生改变，过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂，不符合题意；B．氯气使KBr溶液变黄，发生反应2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2，Cl元素化合价降低，被还原，符合题意；C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色，是乙烯与溴发生了加成反应，Br元素化合价降低，Br2被还原，乙烯被氧化，不符合题意；D．氯气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝，反应过程中NH3化合价没有改变，不符合题意。答案选B。‎ ‎2．(2017·全国Ⅲ·28节选)砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：‎ ‎(1)画出砷的原子结构示意图 　。‎ ‎(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S　。‎ ‎[解析]　(1)从内向外P的各层电子数依次是2、8、5，砷与磷位于同主族且相邻，砷原子比磷原子多一个电子层，所以从内向外砷的各层电子数分别为2、8、18、5，据此可画出其原子结构示意图。(2)根据得失电子守恒先确定As2S3与O2的化学计量数分别为2、5‎ ‎，再结合元素守恒得出H2AsO4、S和H2O的化学计量数分别为4、6、6。‎ ‎3．(2016·全国Ⅰ·28节选)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)NaClO2中Cl的化合价为_＋3__。‎ ‎(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4　。‎ ‎(3)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_2∶1__，该反应中氧化产物是_O2__。‎ ‎(4)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_1.57_g__。(计算结果保留两位小数)‎ ‎[解析]　(1)根据化合物中各元素化合价代数和等于0，计算出NaClO2中氯元素化合价为＋3。(2)从流程图看出，反应物是氯酸钠、二氧化硫、硫酸，产物为硫酸氢钠、二氧化氯，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。(3)依题意，用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯，发生反应：2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，氧化产物为O2。(4)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力，得电子数相等时，氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠的最终还原产物为氯离子。根据：NaClO2Cl－，Cl22Cl－，得电子数相等时，存在：NaClO2～2Cl2，故亚氯酸钠的有效氯含量为≈1.57。‎ ‎4．(2015·全国Ⅱ·T28节选)二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_2∶1__。‎ ‎[解析]　该反应的氧化剂为KClO3，发生变化：KO3―→O2；还原剂为Na2SO3，发生变化为Na2O3―→Na2O4，根据得失电子守恒可知n(KClO3)∶n(Na2SO3)＝2∶1。‎ R (课堂)‎ 知能补漏 ‎1．突破氧化还原反应的基本知识 ‎(1)判断正误，回顾有关氧化还原反应的相关概念。‎ ‎①有化合价升降的化学反应一定是氧化还原反应(√)‎ ‎②置换反应全部属于氧化还原反应，因为有单质参加和生成，化合价发生了变化(√)‎ ‎③氧化还原反应一定属于四大基本反应类型(×)‎ ‎④有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应(×)‎ ‎⑤氧化还原反应中，反应物不是氧化剂就是还原剂(×)‎ ‎⑥在氧化还原反应中，金属单质都做还原剂(√)‎ ‎⑦化合反应均为氧化还原反应(×)‎ ‎⑧在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂(×)‎ ‎⑨某元素由化合态转化为游离态时，该元素一定被还原(×)‎ ‎⑩金属阳离子被还原不一定得到金属单质(√)‎ ‎(2)根据化合物中各元素化合价代数和等于零的原则，写出括号内相应元素的化合价。‎ NaClO2(Cl：_＋3__)、ClO2(Cl： ＋4　)、CuCl(Cu：_＋1__)、N2H4(N：_－2__)、NaBH4(B：_＋3__)、K2Cr2O7、Na2CrO4(Cr：_＋6__)、H2C2O4(C：_＋3__)、Na2S2O3(S：_＋2__)、MnO(OH)2(Mn：_＋4__)、K2FeO4(Fe：_＋6__)、CuFeS2(Fe： ＋2　、S：_－2__)、LiNH2(N：_－3__)、LiCoO2(Co：_＋3__)。‎ ‎(3)通过以下填空，完成对氧化还原反应各概念的掌握。‎ 对于MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。‎ ‎①反应时HCl中氯元素_失去__电子，发生_氧化__反应，是_还原__剂。‎ ‎②反应时MnO2中锰元素_得到__电子，发生_还原__反应，是_氧化__剂。‎ ‎③该反应的氧化产物是_Cl2__，还原产物是_MnCl2__。(填化学式)‎ ‎④反应中，当标准状况下有11.2 L的Cl2生成时，有_1__ mol的HCl被氧化，转移电子数为 NA　。‎ ‎⑤用双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。‎ ‎ 　。‎ ‎2．熟记15组物质，掌握常见变化规律 氧化剂 Cl2‎ O2‎ 浓H2SO4‎ HNO3‎ KMnO4(H＋)、‎ MnO2‎ Fe3＋‎ KClO3、ClO－‎ H2O2‎ 对应还 Cl－‎ O2－‎ SO2‎ NO或NO2‎ Mn2＋‎ Fe2＋‎ Cl－‎ H2O 原产物 还原剂 I－(HI)‎ S2－(H2S)‎ CO、C Fe2＋‎ NH3‎ SO2、SO H2O2‎ 对应氧 化产物 I2‎ S CO2‎ Fe3＋‎ NO SO O2‎ ‎3.记清6个“不一定”，以防不慎落陷阱 ‎(1)元素由化合态变为游离态不一定被氧化，也可以被还原，如Fe2＋―→Fe。‎ ‎(2)得电子难的物质不一定易失电子，如第ⅣA族和稀有气体。‎ ‎(3)含最高价态元素的化合物不一定有强氧化性，如H3PO4、SO；而含低价态元素的化合物也可能有强氧化性，如HClO具强氧化性。‎ ‎(4)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，如Cl2＋H2O??HCl＋HClO。‎ ‎(5)有单质参加的反应，不一定是氧化还原反应，如3O2??2O3。‎ ‎(6)具有还原性物质与具有氧化性物质不一定都能发生氧化还原反应，如SO2与浓H2SO4、Fe3＋与Fe2＋不反应。‎ ‎4．依据元素的化合价判断物质的氧化性和还原性 ‎(1)元素处于最高价的物质具有氧化性，如KMnO4。‎ ‎(2)元素处于最低价的物质具有还原性，如NH3。‎ ‎(3)元素处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性，如SO2。‎ ‎(4)①反应中元素化合价降低的反应物是氧化剂，该物质具有氧化性；‎ ‎②反应中元素化合价升高的反应物是还原剂，该物质具有还原性。‎ B (课后)‎ ‎1．(2016·上海高考)O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2→SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是(　D　)‎ A．氧气是氧化产物 B．O2F2即是氧化剂又是还原剂 C．若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子 D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4‎ ‎[解析]　H2S中硫元素为－2价，生成的SF6中硫元素为＋6价，O2F2中氧元素为＋1价，生成的O2中氧元素为0价。所以H2S是还原剂，O2F2是氧化剂，氧气是还原产物，A、B项错误；没有指明外界条件，所以生成4.48 L HF，转移电子数无法计算，C项错误；还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4，D项正确。‎ ‎2．(2018·赣州二模)“银针验毒”在我国有上千年历史，‎ 银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S十2H2O。当银针变色后，将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原。以下说法不正确的是(　D　)‎ A．当银针变黑时，所检验的物质有毒 B．银针验毒时，Ag被氧化 C．上述验毒反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1‎ D．银针复原发生的反应可能为3Ag2S＋2Al===6Ag＋Al2S3‎ ‎[解析]　当银针变黑时，说明Ag被氧化为Ag2S，则说明所检验的物质有毒，故A正确；银针验毒时，Ag化合价升高，被氧化，故B正确；在反应4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O中，氧化产物为Ag2S，还原产物为H2O，两者的物质的量之比为1∶1，故C正确；将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原，说明发生原电池反应，正极为Ag2S，负极为Al，总反应式为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag十2Al(OH)3＋3H2S↑，故D错误。‎ ‎3．下列生活中常用的食物储存方法中，所加物质不与氧气反应的是(　A　)‎ A B C D 用浸泡过KMnO4溶液的纸张保鲜水果 食用油中添加一种酚类物质 红酒中添加一定量的SO2‎ 食品包装袋中放置还原铁粉 ‎[解析]　高锰酸钾具有强氧化性，与氧气不反应，A正确；酚羟基、SO2、还原铁粉均能被氧气氧化，B、C、D错误。‎ ‎4．(2018·泰安二模)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用的氧化剂，不同条件下高锰酸钾可发生如下反应：‎ ‎①MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O ‎②MnO＋3e－＋2H2O===MnO2＋4OH－‎ ‎③MnO＋e－===MnO(溶液绿色)‎ ‎(1)从上述三个半反应中可以看出MnO的还原产物与溶液的_酸碱性__有关。‎ ‎(2)用草酸(H2C2O4)的稀溶液可以洗涤沾在皮肤上的高锰酸钾，其中的变化：H2C2O4→CO2↑。写出该反应的离子方程式： 5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　。‎ ‎(3)将PbO2粉末投入酸性MnSO4溶液中搅拌，溶液变为紫红色。下列说法正确的是_ad__(填字母)。‎ a．氧化性强弱：PbO2>KMnO4‎ b．还原性强弱：PbO2>KMnO4‎ c．该反应可以用盐酸酸化 d．PbO2发生还原反应：PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O ‎(4)用KMnO4可以测定H2O2溶液的有效含量：取15.00 mL某浓度H2O2溶液，逐滴加入0.03 mol·L－1 KMnO4溶液(已酸化)，产生无色气体，至终点时共消耗20.00 mL KMnO4溶液。‎ ‎①写出反应的离子方程式 2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O　；‎ ‎②溶液中c(H2O2)＝_0.1__mol·L－1；‎ ‎③反应中转移的电子数目_0.003__mol。‎ ‎[解析]　(1)由不同条件下高锰酸钾可发生的反应可知，溶液的酸性越强，反应后锰元素的化合价越低，所以高锰酸根离子(MnO)反应后的产物与溶液的酸碱性有关。‎ ‎(2)H2C2O4→CO2↑，C化合价升高，则H2C2O4表现还原性并且呈酸性，MnO被还原的产物应为Mn2＋，即发生还原反应的离子反应过程为MnO→Mn2＋，所以反应的离子方程式为5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。‎ ‎(3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌，溶液变为紫红色，证明二者之间发生氧化还原反应生成了含高锰酸根离子的溶液，二氧化铅是氧化剂，硫酸锰是还原剂。根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，即氧化性：PbO2>KMnO4，故a正确、b错误；盐酸具有酸性且Cl－具有还原性，PbO2能将Cl－氧化，所以该反应不能用盐酸酸化，故c错误；二氧化铅是氧化剂，则PbO2发生还原反应生成PbSO4，反应式为PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O，故d正确。(4)①KMnO4与H2O2反应，有气体产生，说明产生氧气，溶液褪色说明KMnO4被还原，再根据电子得失守恒和电荷守恒可写出离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。‎ ‎②根据KMnO4与H2O2反应的离子方程式可知关系式为 ‎2MnO　　　　～　　　　5H2O2‎ ‎2 mol 5 mol ‎0.03 mol·L－1×0.02 L n(H2O2)‎ 则n(H2O2)＝1.5×10－3 mol 所以c(H2O2)＝＝0.1 mol·L－1。‎ ‎③由2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，Mn化合价从＋7价降低到＋2价，所以反应中转移电子的物质的量为0.03 mol·L－1×0.02 L×(7－2)＝0.003 mol。‎ 考点二　氧化还原反应规律及应用 Z (课前)‎ ‎1．(2018·北京·9)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是(　C　)‎ A B C D 实验 NaOH溶液滴入 Na2S溶液滴入 FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中 现象 产生白色沉淀，随后变为红褐色 溶液变红，随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体，随后变为红棕色 ‎[解析]　C项：向AgCl浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，发生沉淀的转化，反应的离子方程式为2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－，与氧化还原反应无关。A项：NaOH溶液中滴入FeSO4溶液中，会生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，反应过程中出现灰绿色，最后变为红褐色，与氧化还原反应有关。B项：由于氯水显酸性，先使紫色石蕊溶液变红，后由于HClO具有氧化性，使红色溶液迅速褪色，与氧化还原反应有关。D项：热铜丝插入稀硝酸中发生的反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 ＋2NO↑＋4H2O，NO被氧气氧化生成红棕色的NO2，与氧化还原反应有关。‎ ‎2．(2018·杭州二模)现有下列三个氧化还原反应：‎ ‎①2B－＋Z2===B2＋2Z－　②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－　③2XO＋10Z－＋16H＋===2X2＋＋5Z2＋8H2O 根据上述反应，判断下列结论中错误的是(　A　)‎ A．要除去含有A2＋、Z－和B－混合溶液中的A2＋，而不氧化Z－和平B－，应加入Z2‎ B．还原性强弱顺序为A2＋>B－>Z－>X2＋‎ C．X2＋是XO的还原产物，B2是B－的氧化产物 D．在溶液中可能发生反应：XO＋5A2＋＋8H＋===X2＋＋5A3＋＋4H2O ‎[解析]　根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，反应③中，氧化性XO>Z2；反应②中，氧化性B2>A3＋；反应①中，氧化性Z2>B2，则氧化性由强到弱的顺序是XO>Z2>B2>A3＋，所以要除去含有A2＋、Z－和B－混合溶液中的A2＋，而不氧化Z－和B－，应加入B2，故A错误；由①、②、③反应中还原性的比较可知，还原性由强到弱顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋，故B正确；反应③中X的化合价降低，则XO为氧化剂，则X2＋是XO的还原产物，反应①中B－发生氧化反应生成B2，即B2是B－的氧化产物，故C正确；根据氧化性由强到弱的顺序XO>Z2>B2>A3＋，所以溶液中XO能氧化A2＋，发生的反应为XO＋5A2＋＋8H＋===X2＋＋5A3＋＋4H2O，故D正确。‎ ‎3．已知氧化性Br2>Fe3＋>I2，向含有Fe2＋、Br－、I－各0.1 mol的溶液中通入Cl2。通入Cl2的体积(标准状况)与溶液中某种离子(用Q表示)的物质的量的关系如图所示，下列说法中正确的是(　D　)‎ A．Q是I－‎ B．Q是Br－‎ C．b点时溶液中阴离子只有Cl－(不考虑OH－)‎ D．ab区间的反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎[解析]　根据离子还原性I－>Fe2＋>Br－，故首先发生反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，然后发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，0.1 mol I－完全反应消耗0.05 mol Cl2，Q开始反应时消耗氯气的体积为1.12 L,0.1 mol Fe2＋完全反应消耗0.05 mol Cl2，此时氯气的体积为2.24 L，所以ab区间的反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，D正确。Q是Fe2＋，A、B均错误。b点时溶液中有Cl－、Fe3＋、Br－，故C错误。‎ ‎4．(新题预测)在复杂体系中，确定化学反应先后顺序有利于解决问题。已知氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片。下列说法正确的是(　B　)‎ A．Fe3＋首先反应，转化为Fe B．反应开始时c(Fe2＋)增大，然后又减小 C．Fe2＋首先反应，转化为Fe D．存在反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu ‎[解析]　氧化性Fe3＋>Cu2＋ Fe2＋，加入过量锌片，Fe3＋先被还原，但只能生成Fe2＋，选项A错误；反应开始时锌将Fe3＋还原产生Fe2＋，c(Fe2＋)增大，后Fe2＋也被锌还原时，c(Fe2＋)又减小，选项B正确；氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，Fe2＋最后被还原，选项C错误；由于氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，Zn与Fe3＋完全反应生成Fe2＋后，Cu2＋发生反应，此时溶液中不存在单质铁，因此不存在反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，选项D错误。‎ R (课堂)‎ 知能补漏 基本规律应用 ‎(1)性质强弱规律 物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，可从“热>冷”(温度)、“浓>稀”(浓度)、“易>难”(反应条件、剧烈程度)，以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断；还要学会从化学反应方向的角度判断“剂>物”(同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性)。‎ ‎(2)反应先后规律 ‎(3)价态归中规律 即同种元素不同价态之间的反应，高价态的元素化合价降低，低价态的元素化合价升高，但升高与降低的化合价不能相交。‎ 如：KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，氧化剂KClO3，还原剂HCl，氧化产物Cl2，还原产物Cl2。‎ ‎(4)邻位价态规律 氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态如：‎ ‎①Cl－被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素。‎ ‎②S2－一般被氧化成S，S单质一般被氧化成SO2。‎ ‎③ClO－、ClO，作氧化剂时，一般被还原成Cl2，而不是Cl－。‎ ‎(5)电子守恒规律 对于氧化还原反应的计算，关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒，列出守恒关系求解，即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。‎ B (课后)‎ ‎1．(2018·毫州一模)根据表中信息判断，下列选项不正确的是(　A　)‎ 序号 反应物 产物 ‎①‎ KMnO4、H2O2、H2SO4‎ K2SO4、MnSO4‎ ‎②‎ Cl2、FeBr2‎ FeCl3、FeBr3‎ ‎③‎ MnO、Cl－‎ Cl2、Mn2＋‎ A．氧化性由强到弱顺序为MnO>Cl2>Fe3＋>Br2‎ B．第②组反应从产物结果可以得出还原性顺序：Fe2＋>Br－‎ C．第③组反应中生成1 mol Cl2，转移电子数为2NA D．第①组反应的其余产物为H2O和O2‎ ‎[解析]　反应②中氯气可以氧化Fe2＋生成Fe3＋，故氧化性Cl2>Fe3＋，但产物中没有Br2生成，无法判断氧化性Cl2>Br2，反应③MnO为氧化剂，Cl2为氧化产物，故氧化性MnO>Cl2>Fe3＋，故A错误；反应②中产物为FeCl3、FeBr3，可见先被Cl2氧化的是Fe2＋，则还原性Fe2＋>Br－，故B正确；反应③中Mn化合价降低，MnO作氧化剂，氯气为氧化产物，则反应物中含有Cl－，生成1 mol Cl2，转移电子为1 mol×2＝2 mol，故C正确；反应①中Mn化合价降低，则KMnO4为氧化剂，H2O2为还原剂，H2O2被氧化生成氧气，由原子守恒可知，还有水生成，故D正确。‎ ‎2．(2018·湖南长沙一模)实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2。下列有关说法正确的是(　D　)‎ A．NaNO2是还原剂 B．NH4Cl中N元素被还原 C．生成1 mol N2时转移6 mol电子 D．氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1‎ ‎[解析]　实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒可得化学方程式：NaNO2＋NH4Cl===N2↑＋NaCl＋2H2O。在该反应中NaNO2中的N元素化合价是＋3价，反应后变为N2中的0价，化合价降低，得到电子，NaNO2作氧化剂，A错误。在NH4Cl中N元素化合价是－3价，反应后变为N2中的0价，化合价升高，失去电子，NH4Cl中的N元素被氧化，B错误。根据化学方程式NaNO2＋NH4Cl===N2↑＋NaCl＋2H2O可知，每产生1 mol N2转移3 mol电子，C错误。根据化学方程式可知，在该反应中氧化剂NaNO2和还原剂NH4Cl的物质的量之比是1∶1，D正确。‎ ‎3．(2018·山西师大附中模拟)铅的冶炼过程大致如下：①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑，PbO＋COPb＋CO2。下列说法正确的是(　B　)‎ A．浮选法富集铅矿的过程发生化学变化 B．将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g C C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．方铅矿焙烧的反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO ‎[解析]　浮选法富集方铅矿的过程中发生物理变化，A错误。由过程③中的两个化学方程式叠加可得总化学方程式：2PbO＋C2Pb＋CO2↑，PbS～PbO～C，则将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要m(C)＝ mol×12 g·mol－1＝6 g，B正确。PbS―→PbO＋SO2，转移6e－，PbO―→Pb，转移2e－，制取1 mol Pb共转移8 mol e－，C错误。焙烧过程中，PbS为还原剂，O2为氧化剂，还原产物为PbO和SO2，D错误。‎ ‎4．(2017·北京·6)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成SeO2以回收Se。完成下列填空。‎ ‎(1)Se和浓硝酸反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓硝酸反应的化学方程式： 　Se＋2HNO3(浓)===SeO2＋NO↑＋NO2↑＋H2O　。‎ ‎(2)已知：Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O；‎ ‎2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO＋4H＋。‎ SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是_H2SO4(浓)>SeO2>SO2__。‎ ‎(3)回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：‎ ‎①SeO2＋KI＋HNO3―→Se＋l2＋KNO3＋H2O ‎②I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI 配平方程式①，用单线桥标出电子转移的方向和数目 ‎ ‎　。‎ ‎(4)实验中，准确称量SeO2样品0.150 0 g，消耗了0.200 0 mo1·L－1的Na2S2O3溶液25.00 mL，所测定的样品中SeO2的质量分数为_93%__。‎ ‎[解析]　(1)Se→SeO2化合价升高4价，HNO3转化为NO和NO2的物质的量比为1∶1时，化合价降低总价为4价，故反应的化学方程式可写为Se＋2HNO3(浓)===SeO2＋NO↑＋NO2↑＋H2O。‎ ‎(2)Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋3H2O中氧化剂是浓硫酸，氧化产物是SeO2，则氧化性：H2SO4(浓)>SeO2；SO2中硫的化合价是＋4价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，在2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO＋4H＋中氧化剂是SeO2，SO2作还原剂体现还原性，故氧化性：SeO2>SO2。综上所述氧化性：H2SO4(浓)>SeO2>SO2。‎ ‎(3)SeO2→Se，化合价降低4价，2KI→I2，化合价升高2价，根据化合价升降总数相等和元素守恒，可配平反应方程式：。‎ ‎(4)根据反应①、②可知，物质转化存在如下关系：‎ SeO2～2I2～4Na2S2O3‎ ‎111 g 4 mol m(SeO2) 0.200 0 mol·L－1×0.025 L 解得：m(SeO2)≈0.14 g，样品中SeO2的质量分数为×100%≈93%。‎ 考点三　氧化还原方程式的配平 Z (课前)‎ ‎1．(2017·新课标Ⅲ卷)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：‎ 步骤①的主要反应为：‎ FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2‎ 上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_2∶7__。‎ ‎[解析]　FeO·Cr2O3是还原剂，氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3，每摩转移7 mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩转移2 mol电子，根据电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7。‎ ‎2．配平下列离子方程式：‎ ‎(1)(2017·全国Ⅱ改编)草酸钙沉淀经稀硫酸处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O(未配平)。‎ ‎ 2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2＋8H2O　。‎ ‎(2)(2016·天津)酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：‎ MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)。‎ ‎ MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O　。‎ ‎[解析]　(1)MnO氧化H2C2O4的方程式为 故反应离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2＋8H2O。‎ ‎(2)MnO(OH)2氧化I－的方程式为 故反应的离子方程式为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O。‎ ‎3．(2017·北京·27)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。‎ ‎(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：‎ ‎①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式： CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3　。‎ ‎②反应器中NH3还原NO2的化学方程式： 8NH3＋6NO27N2＋12H2O　。‎ ‎③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成： 2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4　。‎ ‎④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 g·mol－1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是 　。‎ ‎(2)NSR(NOx储存还原)工作原理：‎ NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。‎ ‎①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_BaO__。‎ ‎②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是_8∶1__。‎ ‎③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下，15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：_415NO＋4NH3＋3O2__15NNO＋H2O ‎[解析]　①根据题意，反应物为H2O和CO(NH2)2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。④根据题意，加入硫酸的总物质的量为c1v1×10－3mol，NaOH消耗硫酸的物质的量为mol，因此与NH3反应的硫酸的物质的量为(c1v1×10－3－)mol，根据关系式：CO(NH2)2～2NH3～H2SO4，得n[CO(NH2)2]＝mol，因此尿素溶液中溶质的质量分数为 ‎×100%＝。(2)①由图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba(NO3)2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由图b可知，Ba(NO3)2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 mol Ba(NO3)2转化成NH3得到2mol×8＝16 mol电子，1 mol氢气失去2 mol电子，因此消耗的氢气与硝酸钡的物质的量之比为8∶1。③根据题意，有氧气参与反应，同时根据生成物为15NNO和H2O，可推测出参加反应的15NO与NH3的物质的量之比为1∶1，结合得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。‎ R (课堂)‎ 知能补漏 ‎1．一般氧化还原反应方程式的配平步骤 — ‎　↓‎ —列出元素化合价升高和降低的数值 ‎　↓‎ — ‎　↓‎ —用观察法配平其他各物质的化学计量数 ‎　↓‎ — ‎2．氧化还原反应方程式的配平类型 ‎(1)全变从左边配 氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从反应物着手配平。如＋HO3(浓)―→O2↑＋O2↑＋H2O，要使得失电子数守恒，必为＋4HO3(浓)，再配平右边物质的化学计量数。‎ ‎(2)自变从右边配 自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。如＋KOH(热、浓)―→K2＋K ‎2O3＋H2O，要使得失电子数守恒，必有2K2＋K2O3，再配平其他物质的化学计量数。‎ ‎(3)缺项配平法 首先明确缺项物质所含元素化合价反应前后未变。否则无法配平。所以先配平含变价元素物质的化学计量数，再根据质量守恒定律确定缺项物质的化学式和化学计量数。缺项物质一般为酸、碱、水，常见的有H2SO4、HCl、KOH、NaOH、H2O等。‎ ‎3．书写信息型氧化还原反应化学方程式的步骤(三步法)‎ 第1步：根据氧化性、还原性强弱顺序确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律和题给信息及已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。‎ 第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式两端的电荷守恒。‎ 第3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。‎ B (课后)‎ ‎1．1.76 g铜镁合金完全溶解于50 mL、密度为1.40 g·cm－3、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2气体1 792mL(标准状况)，向反应后的溶液中加人适量的1.0 mol·L－1NaOH溶液，恰使溶液中的金属离子全部沉淀。下列说法不正确的是(　B　)‎ A．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L－1‎ B．加入NaOH溶液的体积是50 mL C．浓硝酸在与合金反应中起了酸性和氧化性的双重作用，起氧化性的硝酸的物质的量为0.08 mol D．得到的金属氢氧化物的沉淀为3.12 g ‎[解析]　 密度为1.40 g·cm－3、质量分数为63%的浓硝酸浓度为c＝＝ mol·L－1＝14.0 mol·L－1，故A正确；1 792 mL NO2的物质的量为0.08 mol，根据N守恒，起氧化性作用的硝酸的物质的量为0.08 mol，故C正确；HNO3到NO2化合价从＋5价到＋4价，所以生成0.08 mol的NO2得到0.08 mol的电子，根据得失电子守恒，失去的电子为0.08 mol，因为铜镁合金失去电子得到的金属离子都是＋2价，所以铜镁合金一共有0.04 mol，沉淀0.04 mol的铜镁合金需要0.08 mol的氢氧化钠，即需要80 mL1.0 mol·L－1的NaOH，故B错误；金属氢氧化物相对于铜镁合金增加的质量恰好是氢氧根的质量，0.08 mol的氢氧化钠，氢氧根的质量为0.08 mol×17 g·mol－1＝1.36 g，所以金属氢氧化物的质量为1.76 g＋1.36 g＝3.12 g，故D正确。‎ ‎2．(新题预测)羟胺(NH2OH)是一种还原剂，能将某些氧化剂还原。现用25.00 mL 0.049 mol·L－1的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应，生成的Fe2＋恰好与24.50 mL 0.020 mol·L－1的KMnO4酸性溶液完全作用。已知(未配平)：FeSO4＋KMnO4＋H2SO4→Fe2(SO4)3＋K2SO4＋MnSO4＋H2O，则在上述反应中，羟胺的氧化产物是(　B　)‎ A．N2 B．N2O C．NO D．NO2‎ ‎[解析]　由题意知，KMnO4得到的电子数等于NH2OH失去的电子数。设产物中N的化合价为n价。则24.50 mL×0.020 mol·L－1×5＝25.00 mL×0.049 mol·L－1×(n＋1)，解得n＝1。在四个选项中只有B符合。‎ ‎3．某溶液中含NO和Cr2O，现向此溶液中滴入29.00 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液，恰好使VO→VO2＋、Cr2O→Cr3＋。再滴入2.00 mL 0.020 mol·L－1 KMnO4溶液，又恰好使VO2＋→VO，而Cr3＋不变，此时MnO→Mn2＋，则原溶液中铬元素的质量为(　D　)‎ A．156 mg B．234 mg C．31.2 mg D．46.8 mg ‎[解析]　根据题意Fe2＋失去的电子数等于VO、Cr2O得到的电子数之和，而VO得到的电子数等于MnO得到的电子数，设原溶液中铬元素的质量为m，则29.00×10－3 L×0.1 mol·L－1×1＝×3＋2.00×10－3 L×0.020 mol·L－1×5，m＝0.046 8 g＝46.8 mg。‎ ‎4．已知工业盐中含有NaNO2，外观和食盐相似，有咸味，人若误食会引起中毒，致死量为0.3～0.5 g。已知NaNO2能发生如下反应(方程式已配平)：2NO＋xI－＋yH＋===2NO↑＋l2＋zH2O，请回答下列问题：‎ ‎(1)上述反应中，x＝_2__，y＝_4__，z＝_2__，氧化剂是_NO__。‎ ‎(2)某工厂废弃液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成水污染，但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2，该物质是_D__。‎ A．NaCl B．KMnO4‎ C．浓硫酸 D．NH4Cl ‎(3)饮用水中的NO对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，请配平化学方程式：‎ Al＋===_NaAlO2__＋若反应过程中转移0.5 mol电子，则生成标准状况下的N2体积为。‎ ‎[解析]　(1)反应中由碘原子守恒可知x＝2，由电荷守恒可计算y＝4，由氢原子守恒可知z＝2，该反应中氮元素的化合价降低，则NO为氧化剂。‎ ‎(2)因NaNO2转化为不引起污染的N2的过程中N 的化合价降低，另一物质化合价必升高，物质具有还原性，只有NH4Cl符合。‎ ‎(3)由信息可知，生成氮气，碱性条件下还生成NaAlO2，铝元素化合价升高，被氧化，氮元素化合价降低，被还原，由电子守恒和原子守恒可知，反应为10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O。若反应过程中转移0.5 mol电子，则生成标准状况下的N2体积为0.5 mol××22.4 L·mol－1＝1.12 L。‎