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专题四 氧化还原反应
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考点 1 氧化还原反应中的基本概念
1.[2020 某某 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
2.[2019,10,6 分]下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
物质(括号内为杂
质)
除杂试剂
A FeCl2 溶液(FeCl3) Fe 粉
B NaCl 溶液(MgCl2)
NaOH 溶液、稀
HCl
C Cl2(HCl) H2O、浓 H2SO4
D NO(NO2) H2O、无水 CaCl2
3.[2016 某某,13,3 分]O2F2 可以发生反应:H2S+4O2F2 SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是
( )
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A.氧气是氧化产物
B.O2F2 既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
4.[2016,10,6 分]K2Cr2O7 溶液中存在平衡:Cr2
O7
2
−(橙色)+H2O 2Cr
O4
2
−(黄色)+2H+。用
K2Cr2O7 溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中 Cr2
O7
2
−被 C2H5OH 还原
C.对比②和④可知 K2Cr2O7 酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入 70%H2SO4 溶液至过量,溶液变为橙色
考点 2 氧化还原反应规律的应用
5.(1)[2017 全国卷Ⅲ,28 节选,4 分]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。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。该反应需要在加压下
进行,原因是。
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(2)[2017 某某,19(2),5 分]NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2,该反应的化学
方程式为。HNO3 也能氧化 Ag,从反应产物的角度分析,以 HNO3 代替 NaClO 的缺点是。
6.(1)[2017,27(2)节选,2 分]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:
15
NNO+H2O
(2)[2015 某某,10(2)②,2 分]完成 NaClO3 氧化 FeCl2 的离子方程
式:Cl
O3
-
+Fe2++ Cl-+Fe3++。
7. [2016 全国卷Ⅰ,28 节选,12 分]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。
(2)写出“反应”步骤中生成 ClO2 的化学方程式。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去 Mg2+和 Ca2+,要加入的试剂分别为、。
“电解”中阴极反应的主要产物是。
(4)“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,该反应中氧化产物是。
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拓展变式
1.[2018,9,6 分]下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
A B C D
实验
NaOH 溶
液滴入
FeSO4 溶
液中
石蕊溶液
滴入氯水
中
Na2S 溶液
滴入 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
2.(1)[2017 全国卷Ⅲ,27(1)改
编]FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2,反应配平后 FeO·Cr2O3
与 NaNO3 的化学计量数比为。
(2)[2015 某某,27(2)改编]请配平化学方程式:
NaBO2+SiO2+Na+H2 NaBH4+Na2SiO3
3.按要求回答问题:
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(1)[推理书写型]①[2019 全国卷Ⅱ,26(2)改编]900~1 200 ℃下,在回转炉中重晶石(BaSO4)被
过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为。
②[2019 全国卷Ⅲ,26(1)改编]写出硫酸“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应生成 S 的化学方程
式:。
③[2017 全国卷Ⅰ,27(6)改编]写出高温煅烧中由 FePO4、Li2CO3、H2C2O4 制备 LiFePO4 的化
学方程式:。
④[2016 全国卷Ⅱ,26(2),2 分]实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(N2H4),反应的化
学方程式为。
(2)[计算书写型]①[2016某某,27Ⅱ(3)改编]Fe3S4能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一
种气体(标况下的密度为 1.518 g·L-1),写出该反应的离子方程
式: 。
②[2016 全国卷Ⅲ,27(2)改编]采用 NaClO2 溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323 K 时,向
足量碱性 NaClO2 溶液中通入含 NO 的烟气,充分反应后溶液中离子浓度的分析结果如表所示。
离子 N
O3
-
N
O2
-
Cl-
c/(mol·L-1) 2.0×10-4 1.0×10-4 1.75×10-4
用离子方程式解释 NaClO2 溶液显碱性的原因: 。
依据表中数据,写出 NaClO2 溶液脱硝过程中发生总反应的离子方程式:。
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(3)[信息书写型]①[2015 某某,8(4)改编]CuSO4 溶液能用作 P4 中毒的解毒剂,反应可生成磷酸
与铜,该反应的化学方程式是。
②[2017 某某,7(3)改编]Cl2 与焦炭(C)、TiO2 完全反应,生成一种还原性气体和 TiCl4,该反应的
化学方程式为。
③[2017 某某,18(1)①改编] 45~50 ℃时,向 CuCl 悬浊液中持续通入空气得到
Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为 。
4. [2015 新课标全国卷Ⅰ,27(1)节选,2 分]写出 Mg2B2O5·H2O 与硫酸反应的化学方程式:。
答案
专题四 氧化还原反应
1.B HCl 中氯元素化合价升高,被氧化,氧化产物为 Cl2, MnO2 中锰元素化合价降低,被还原,还
原产物为 MnCl2,故氧化产物与还原产物的物质的量之比是 1∶1 。
2.B Fe 粉将溶液中的 Fe3+转化为 Fe2+,涉及氧化还原反应,A 项错误;Mg2+与 NaOH 溶液反应
生成 Mg(OH)2 沉淀,多余的 NaOH 溶液用稀盐酸中和,两个反应均不涉及氧化还原反应,B 项正
确;Cl2 能溶于水并与水发生氧化还原反应,不能用水除去 Cl2 中的 HCl,C 项错误;NO2 溶于水生
成 HNO3 和 NO,涉及氧化还原反应,D 项错误。
3.D 分析所给反应可知,反应中硫元素的化合价升高,氧元素的化合价降低,所以氧气是还原产
物,O2F2 是氧化剂,故 A、B 项错误。未指明反应的温度和压强,无法判断转移电子数,C 项错误。
H2S 是还原剂,O2F2 是氧化剂,其物质的量之比为 1∶4,D 项正确。
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4.D 在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向
移动,溶液变黄,A 项正确;②中酸性重铬酸钾溶液氧化乙醇,本身被还原为绿色的 Cr3+,B 项正确;
②是酸性条件,④是碱性条件,K2Cr2O7 在酸性条件下能氧化乙醇,而在碱性条件下不能,说明其
在酸性条件下氧化性强,C 项正确;若向④中加入 70%H2SO4 溶液至过量,溶液为酸性,K2Cr2O7
可以氧化乙醇,溶液变为绿色,D 项错误。
5.(1)2As2S3+5O2+6H2O 4H3AsO4+6S(2 分) 增加反应物 O2 的浓度,提高 As2S3 的转化速
率(2 分) (2)4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2↑(3 分) 会释放出氮氧化物(或
NO、NO2 ),造成环境污染(2 分)
【解析】 (1)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,再结合原子守
恒得出 H3AsO4、S 和 H2O 的化学计量数分别为 4、6、6。(2)在溶液中,NaClO 与 Ag 反应生
成 AgCl、NaOH 和 O2,根据得失电子守恒及原子守恒配平反应的化学方程式。HNO3 氧化 Ag
时会产生氮氧化物,污染环境。
6.(1)415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O(2 分) (2)1 6 6H+ 1 6 3H2O(2 分)
【解析】 (1)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。(2)
根据元素化合价的升降总数相等可知,Cl
O3
-
、Fe2+的化学计量数分别为 1 和 6,再结合原子守恒
和电荷守恒配平为 Cl
O3
-
+6Fe2++6H+ Cl-+6Fe3++3H2O。
7.(1)+3(1 分) (2)2NaClO3+SO2+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4(2 分) (3)NaOH 溶液(2 分)
Na2CO3 溶液(2 分) Cl
O2
-
(或 NaClO2)(2 分) (4)2∶1(2 分) O2(1 分)
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【解析】 (1)根据化合物中各元素正负化合价代数和等于零,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)
粗盐提纯中加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子,加入碳酸钠溶液沉淀钙离子。电解过程中 ClO2 在阴
极放电得到 Cl
O2
-
,故阴极反应的主要产物为 NaClO2。(4)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- 2Cl
O2
-
+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。
1.C A 项,发生反应 2NaOH+FeSO4 Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成白色沉淀 Fe(OH)2,Fe(OH)2
不稳定,迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的 Fe(OH)3,4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,
后一过程发生了氧化还原反应,不符合题意;B 项,氯水中含有 HCl 和 HClO,溶液呈酸性,能使石
蕊溶液变红,次氯酸具有强氧化性,能将红色物质氧化,溶液红色褪去,该过程发生了氧化还原反
应,不符合题意;C 项,发生了沉淀的转化 Na2S+2AgCl Ag2S+2NaCl,此过程中不涉及氧化还
原反应,符合题意;D 项,发生反应 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成无色气
体 NO,NO 与空气中的氧气发生反应 2NO+O2 2NO2,这两个反应都是氧化还原反应,不符
合题意。
2.(1)2∶7 (2)1 2 4 2 1 2
【解析】 (1)1 mol FeO·Cr2O3 参与反应共失去 7 mol 电子,而 1 mol NaNO3 参与反应得到
2 mol 电子,根据得失电子守恒,二者的化学计量数比为 2∶7。(2)依据氧化还原方程式配平的一
般步骤配平该反应方程式为 NaBO2+2SiO2+4Na+2H2 NaBH4+2Na2SiO3。
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3.(1)①BaSO4+4C BaS+4CO↑ ②MnO2+MnS+2H2SO4 2MnSO4+S+2H2O
③2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑ ④
2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O(2 分) (2)①Fe3S4+6H+ 3H2S↑+3Fe2++S ②
Cl
O2
-
+H2O HClO2+OH- 7Cl
O2
-
+12NO+12OH- 8N
O3
-
+4N
O2
-
+7Cl-+6H2O (3)①
P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4 ②2Cl2+TiO2+2C TiCl4+2CO ③
4CuCl+O2+8H2O 2Cu2(OH)2Cl2·3H2O
【解析】 (1)①在回转炉中 BaSO4 与过量焦炭反应生成可溶性 BaS 和 CO,化学方程式为
BaSO4+4C BaS+4CO↑。②“溶浸”中 MnO2 与 MnS 在酸性条件下发生氧化还原
反应生成 MnSO4、S 和 H2O,根据得失电子守恒、原子守恒可配平该反应。③H2C2O4 中碳元
素为+3价,高温煅烧过程中铁元素的化合价降低,碳元素的化合价升高,有CO2生成,则化学方程
式为 2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑。④反应中 NaClO 和 NH3 分别
作氧化剂和还原剂,根据得失电子守恒和原子守恒配平反应的化学方程式为
2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O。(2)①根据标况下气体的密度为 1.518 g·L-1,可知 Fe3S4
与稀硫酸反应生成的气体的摩尔质量为 34 g·mol-1,故该气体为 H2S,则反应的离子方程式为
Fe3S4+6H+ 3H2S↑+3Fe2++S。②NaClO2 属于强碱弱酸盐,NaClO2 溶液呈碱性的原因是弱
酸根离子 Cl
O2
-
水解:Cl
O2
-
+H2O HClO2+OH-。由表中数据可算出 N
O3
-
、N
O2
-
和 Cl-的物质的
量之比为 8∶4∶7,NaClO2 溶液脱硝过程中,NO 转化为 N
O3
-
、N
O2
-
,书写离子方程式时运用得
失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,得到 12NO+7Cl
O2
-
+12OH-
8N
O3
-
+4N
O2
-
+6H2O+7Cl-。(3)①由题给信息可知 CuSO4 与 P4 反应生成 H3PO4 和 Cu,CuSO4
→Cu,化合价共降低 2,P4→4H3PO4,化合价共升高 20,根据化合价升降总数相等、原子守恒可
得 10CuSO4+P4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4。②2Cl2→TiCl4,化合价共降低 4,C→
CO,化合价共升高 2,根据化合价升降总数相等、原子守恒可得 2Cl2+TiO2+2C TiCl4+2CO。
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③在 H2O 存在的条件下,CuCl 能被空气中的 O2 氧化生成 Cu2(OH)2Cl2·3H2O,根据得失电子守
恒、原子守恒配平反应的化学方程式。
4.Mg2B2O5·H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4(2 分)
【解析】 陌生复分解反应方程式的书写,一般依据“强酸制弱酸”的原理或“盐类水解”的
原理。人教版《化学》(选修 4)第 42 页“科学视野”中给出的硼酸的电离常数为 5.8×10-10,
据此可以判断 Mg2B2O5·H2O 是弱酸盐硼酸镁的结晶水合物,遇硫酸(强酸)发生复分解反应,生
成 MgSO4 和 H3BO3(弱酸)。
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