高考中氧化还原反应常见考点归类赏析

陈怀俊

(山东曲阜市第一中学)

氧化还原反应是高中化学重要的基础理论之一,贯穿于整个高中化学的学习.从近几年高考化学试题中可发现,氧化还原反应也是高考必考的考点之一.

1 有关氧化还原反应概念的分析与判断

例1(2021年1月浙江卷)关于反应8NH3＋6NO2＝7N2＋12H2O,下列说法正确的是( ).

A.NH3中H 元素被氧化

B.NO2在反应过程中失去电子

C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶4

D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3

由题给反应可知,NH3中N 元素的化合价由－3升高到0、NO2中N 元素的化合价由＋4降低到0.因此,NH3是还原剂,NO2是氧化剂.NH3中H 元素的化合价没有发生变化,故其未被氧化,被氧化的是N 元素,选项A 错误.NO2在反应过程中得到电子,选项B 错误.该反应中,NH3是还原剂,NO2是氧化剂.由化学方程式可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4∶3,选项C错误.该反应中氧化产物和还原产物均为N2.还原剂被氧化后得到氧化产物,氧化剂被还原后得到还原产物,故氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3,选项D 正确.答案为D.

考点总结1)厘清氧化还原反应的基本概念及相互之间的关系,如图1所示.

2)在同一个反应中,通过化合价发生变化和未发生变化的元素原子的个数来分析判断哪部分被氧化,哪部分被还原.

变式1(2020年7月浙江卷)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

由反应方程式可知,反应物MnO2中Mn元素为＋4价,生成物MnCl2中Mn元素为＋2价,反应物HCl中Cl元素为－1价,生成物Cl2中Cl元素为0价,故MnCl2是还原产物,Cl2是氧化产物,由氧化还原反应中得失电子守恒可知,n(Cl2)∶n(MnCl2)＝1∶1.答案为B.

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变式2(2020年北京卷)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是( ).

A.Na B.Cl2C.NO2D.Na2O

Na与H2O 反应的方程式为2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑,H2O 中H 元素由＋1价降为0价,得电子被还原,作氧化剂,在反应中表现出氧化性,选项A 符合题意.Cl2与H2O 反应的方程式为Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO,NO2与H2O 反应的方程式为3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO,这2个反应中的H2O 没有元素发生化合价的变化,在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,选项B、C 不符合题意.Na2O与H2O 反应的方程式为Na2O＋H2O＝2NaOH,该反应中没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,选项D 不符合题意.答案为A.

2 有关氧化还原反应计算的分析与判断

例2(2021年湖南卷)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2＋11KClO3＋3H2O6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑.下列说法错误的是( ).

A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10mole－

B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6

C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉

D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO－3的存在

该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中的＋5 价,故可列关系式6I2～60e－,又因方程式中6I2～3Cl2,故可得关系式3Cl2～60e－,即Cl2～20e－,所以产生22.4L(标准状况)Cl2时,反应中应转移20mole－,选项A 说法错误.KClO3中氯元素化合价降低,作氧化剂,I2中碘元素化合价升高,作还原剂,由关系式11KClO3～6I2可知,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6,选项B说法正确.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,选项C 说法正确.食盐中IO－3可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H＋、I－发生归中反应:IO－3＋5I－＋6H＋＝3I2＋3H2O,生成的I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO－3的存在,选项D 说法正确.答案为A.

考点总结1)在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,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.

2)对于多种元素发生化合价变化的氧化还原反应,同样也要通过判断化合价变化的多少和发生变化元素的原子个数确定转移的电子数.另外,也可以通过画双线桥或者单线桥直观表示电子转移的方向和数目,然后建立转移电子数与其他未知量之间的关系,再进行求解.

变式1(2021 年6 月浙江卷)关于反应K2H3IO6＋9HI＝2KI＋4I2＋6H2O,下列说法正确的是( ).

A.K2H3IO6发生氧化反应

B.KI是还原产物

C.生成12.7gI2时,转移0.1mol电子

D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1

K2H3IO6中I元素为＋7价,反应中I元素的化合价降低,得到电子,发生还原反应,选项A 错误.KI中的I－由HI变化而来,化合价没有发生变化,KI既不是氧化产物也不是还原产物,选项B错误.12.7gI2的物质的量为0.05 mol,根据反应方程式,每生成4molI2转移7mol电子,则生成0.05 molI2时转移电子的物质的量为0.0875mol,选项C错误.反应中HI为还原剂,K2H3IO6为氧化剂,在反应过程中每消耗1molK2H3IO6就有7molHI失电子,则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7∶1,选项D正确.答案为D.

变式2过二硫酸是一种硫的含氧酸,化学式为H2S2O8,结构可以表示成HO3SOOSO3H.它的盐称为过二硫酸盐,在工业上用途广泛,用作强氧化剂等.下列反应分别是Cr3＋与过二硫酸盐和高锰酸盐反应的离子方程式(未配平),下列各项说法中错误的是( ).

A.过二硫酸根中显－2价的氧原子和显－1 价的氧原子的数目比是3∶1

B.反应Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶2

D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的Cr3＋的物质的量相同,则Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化剂的物质的量之比为2∶5

过二硫酸中S 元素为＋6 价,H 元素为＋1价,则过二硫酸根中显－2价的氧原子和显－1价的氧原子的数目比是3∶1,选项A正确.配平反应Ⅰ:2Cr3＋＋14H＋,Cr3＋是还原剂,过二硫酸根是氧化剂,氧化剂和还原剂物质的量之比是3∶2,选项B正确.配平反应Ⅱ:10Cr3＋＋6Mn2＋＋22H＋,每生成5mol转移30mol电子,每生成1 mol,转移电子的物质的量为6mol,选项C 正确.反应Ⅰ消耗10 molCr3＋,消耗15mol氧化剂;反应Ⅱ消耗10 molCr3＋,消耗6 mol氧化剂,则消耗10molCr3＋,Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化剂的物质的量之比为15∶6＝5∶2,选项D 错误.答案为D.

氧化还原反应是最为重要的化学反应类型,涉及的内容广泛、概念较多,只有明晰氧化还原反应高考中的常见考点,善于总结归纳,在高考中才能不轻易出错,从而提高解答此类试题的准确率.

(完)