王積斌


氧化還原反應知識是中學化學中的重要理論知識之一,氧化還原反應涉及到生活、生產、技術等方方面面,因此成為每年高考的必考點。現就近幾年高考常見題型及解法總結如下,并就二輪復習策略談談個人觀點,以供參考。
一、高考常見題型分類例析
1.考查氧化還原反應的概念
例1 (2017 北京卷)下列變化中,氣體被還原的是()。
A.二氧化碳使Na2O2固體變白
B.氯氣使KBr溶液變黃
C.乙烯使Br,的四氯化碳溶液褪色
D.氨使AlCl;溶液產生白色沉淀
解析 二氧化碳使Na2O2固體變白的反應中Na2O2的-1價氧元素發生歧化反應,CO2中元素的化合價沒有變化。氯氣使KBr溶液變黃的反應為
Cl2+2Br=2CI-+Br,
反應中氯元素的化合價降低,氯氣被還原。乙烯使Br,的四氯化碳溶液褪色,發生加成反應,反應中Br的化合價降低,乙烯中碳的化合價升高,乙烯被氧化。氨使AICI,溶液產生白色沉淀的反應中,元素的化合價沒有變化,是非氧化還原反應。答案:B。
2.考查氧化還原反應的計算
(1)求轉移電子數
例2 (高考題組編)N、表示阿伏加德羅常數,下列敘述正確的是()。
A.(2017全國卷I.8.B)2.4gMg與H2SO,完全反應,轉移的電子數為0.1N、
B.(2016全國卷I.8.C)1 molFe溶于過量硝酸,電子轉移數為2N、
C.(2015全國卷I.8.C)過氧化鈉與水反應時,生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.2N、
D.(2014全國卷.7.A)1 mol Fel,與足量氯氣反應時轉移的電子數為2N、
解析 Mg與H2SO,反應中,Mg從0價升高到+2價,則2.4gMg與H,SO2完全反應,轉移的電子數為0.2N,錯。Fe與過量的硝酸反應生成Fe(NO3);,故1 mol Fe溶于過量硝酸,電子轉移數為3N,錯誤。過氧化鈉與水反應中,每生成1 mol氧氣,轉移2 mol電子,則生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.2N,正確。Fel2與足量氯氣反應時,Fe2+被氧化為Fe+I被氧化為I2,則1 molFel,與足量氯氣反應時轉移的電子數為3N.,錯誤。
答案:C。
(2)求反應中氧化劑與還原劑物質的量(質量)之比
例3 (2016 全國卷I)ClO2用NaOH和H2O,溶液吸收可制得NaClO2,此吸收反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為_______。
解析 從化合價變化來看,反應中CI由+4價變為+3價,故ClO2為氧化劑,則H2O2為還原劑,其氧化產物為O2。
ClO,~NaClO,~e
H2O2~O2~2e-
根據電子守恒得,氧化劑ClO2與還原劑H2O2物質的量之比為2:1。
(3)求氧化(或還原)所得產物的化學式(即求產物中變價元素的化合價)
例4 (2014 全國卷I)H,PO2及NaH,PO2均可將溶液中的銀離子還原為銀單質,從而可用于化學鍍銀。利用(H,PO2)進行化學鍍銀反應中,氧化劑與還原劑的物質的量之比為4:1,則氧化產物為:_______(填化學式)。
解析 由題述可知,氧化劑為銀離子,還原劑為H,PO2,H,PO2中P為+1價,設氧化產物中P的化合價為+x,根據電子守恒得:
4x1=1x(x-1),x=5
則氧化產物為H,PO4。
(4)氧化還原滴定的計算
例5 (2018 全國卷II)測定三草酸合鐵酸鉀(K,【Fe(C204),】.3H20)中鐵的含量。稱量mg樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H,SO,酸化,用c mol·L-1KMnO.溶液滴定至終點。向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后,過濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO,酸化,用c mol·L-1KMnO,溶液滴定至終點,消耗KMnO.溶液VmL。該晶體中鐵的質量分數的表達式為_______。
解析 當加入鋅粉時,溶液中Fe被還原為Fe2,再用酸性高錳酸鉀溶液滴定,又將Fe2+氧化為Fe+MnO2被還原為Mn2,根據電子守恒得:n(Fe2+)x1=cVx10-3x5
n(Fe2+)=5cVx10-mol
m(Fe2)=5cVx10~x56g
晶體中鐵的質量分數:
3.考查陌生氧化還原反應化學方程式的書寫(1)根據描述直接寫化學方程式
例6 ①(2018 天津卷)為實現燃煤脫硫,向煤中加入漿狀Mg(OH)2,使燃燒產生的SO2轉化為穩定的Mg化合物,寫出該反應的化學方程式:_______。
②(2017全國卷II)某課外小組欲測定水中溶解氧的含量。用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合,反應生成MnO(OH)2,實現氧的固定。“氧的固定”中發生反應的化學方程式為_______。
解析 ①根據題意,當加入漿狀Mg(OH)2時,發生的反應有
Mg(OH)2二=MgO+H20
MgO+SO2==MgSO3
2MgSO3+O2==2MgSO,
則總反應為
2Mg(OH)2+2SO2+O2==2MgSO4+2H2O
②”氧的固定”反應中Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2,化學方程式為
2Mn(OH)+O2=2MnO(OH)。
(2)根據流程圖寫出相關反應的化學方程式例7 (2016 全國卷I)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產工藝如圖1所示。寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_______
解析 從流程圖可以看出,生成ClO2反應的反應物為NaCl0g、H2504、5O2,土成仍月C1O2、NaHSO,則反應的化學方程式為
2NaClO+H2SO2+SO2=2ClO2+2NaHSO。
(3)根據題意先寫出化學方程式再回答有關反應現象
例8 (2016 全國卷II)聯氨(N2H,)是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯氨溶液,觀察到的現象是_______
解析 題中所述N,H有還原性,則反應中可將AgBr還原為Ag,N2H,被氧化為N2,所以反應的化學方程式為
N2H4+4AgBr==4Ag+N2↑+4HBr
因AgBr是淡黃色固體,反應中還原出的銀附著在AgBr固體表面,應為黑色,則觀察到的現象是:固體逐漸變黑,并有無色氣體產生。
二、二輪復習策略
1.抓住核心知識,建立概念模型
氧化還原反應的核心知識就是以元素的化合價為線索,了解氧化還原反應的實質,建立氧化劑、還原劑、氧化性、還原性、被氧化(氧化反應)、被還原(還原反應)、氧化產物、還原產物的概念之間的相互關系模型,運用這些基本工具,分析解決氧化還原反應問題。復習時引導學生以圖2所示思維導圖為模板,建立起概念模型。
2.抓住核心規律,建立思維模型
氧化還原反應的五大規律中最為核心的規律是“守恒規律”,也是全國卷高考必考的內容,“守恒規律”主要應用于解答氧化還原反應化學方程式的配平和氧化還原反應的計算問題。“元素化合價升降總數相等”是“守恒規律”的具體體現,因此運用守恒規律解決氧化還原問題的思維模型就是利用求最小公倍數法使元素化合價升降總數相等,讓學生能夠熟練的列出關系式:n(氧化劑)【或n(還原產物)】x降價原子個數x1個原子降價數=n(還原劑)【n(氧化產物)】x升價原子數x1個原子升價數,并靈活地用于方程式的配平和計算。
3.以真題為依托,訓練解題技能
二輪復習中,將近五年高考真題中的氧化還原反應考題進行分類篩選和組合,讓學生進行限時訓練,以提高學生的解題速度和技能,確保能夠把氧化還原反應題能拿下來。