高考中氧化還原反應常見考點歸類賞析

陳懷俊

(山東曲阜市第一中學)

氧化還原反應是高中化學重要的基礎理論之一,貫穿于整個高中化學的學習.從近幾年高考化學試題中可發現,氧化還原反應也是高考必考的考點之一.

1 有關氧化還原反應概念的分析與判斷

例1(2021年1月浙江卷)關于反應8NH3＋6NO2＝7N2＋12H2O,下列說法正確的是( ).

A.NH3中H 元素被氧化

B.NO2在反應過程中失去電子

C.還原劑與氧化劑的物質的量之比為3∶4

D.氧化產物與還原產物的質量之比為4∶3

由題給反應可知,NH3中N 元素的化合價由－3升高到0、NO2中N 元素的化合價由＋4降低到0.因此,NH3是還原劑,NO2是氧化劑.NH3中H 元素的化合價沒有發生變化,故其未被氧化,被氧化的是N 元素,選項A 錯誤.NO2在反應過程中得到電子,選項B 錯誤.該反應中,NH3是還原劑,NO2是氧化劑.由化學方程式可知,還原劑與氧化劑的物質的量之比為4∶3,選項C錯誤.該反應中氧化產物和還原產物均為N2.還原劑被氧化后得到氧化產物,氧化劑被還原后得到還原產物,故氧化產物與還原產物的質量之比為4∶3,選項D 正確.答案為D.

考點總結1)厘清氧化還原反應的基本概念及相互之間的關系,如圖1所示.

2)在同一個反應中,通過化合價發生變化和未發生變化的元素原子的個數來分析判斷哪部分被氧化,哪部分被還原.

變式1(2020年7月浙江卷)反應MnO2＋4HCl(濃MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 中,氧化產物與還原產物的物質的量之比是( ).

A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1

由反應方程式可知,反應物MnO2中Mn元素為＋4價,生成物MnCl2中Mn元素為＋2價,反應物HCl中Cl元素為－1價,生成物Cl2中Cl元素為0價,故MnCl2是還原產物,Cl2是氧化產物,由氧化還原反應中得失電子守恒可知,n(Cl2)∶n(MnCl2)＝1∶1.答案為B.

網絡遠程教育運行機制是指各教育組織運行過程中各構成要素之間相互聯系、相互影響的模式，是決定遠程教育發展方向及路徑的關鍵所在。探討高校遠程教育運行機制優化策略，是推進高校遠程教育發展的必然選擇。

變式2(2020年北京卷)水與下列物質反應時,水表現出氧化性的是( ).

A.Na B.Cl2C.NO2D.Na2O

Na與H2O 反應的方程式為2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑,H2O 中H 元素由＋1價降為0價,得電子被還原,作氧化劑,在反應中表現出氧化性,選項A 符合題意.Cl2與H2O 反應的方程式為Cl2＋H2O?HCl＋HClO,NO2與H2O 反應的方程式為3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO,這2個反應中的H2O 沒有元素發生化合價的變化,在反應中既不表現氧化性也不表現還原性,選項B、C 不符合題意.Na2O與H2O 反應的方程式為Na2O＋H2O＝2NaOH,該反應中沒有元素化合價變化,不是氧化還原反應,選項D 不符合題意.答案為A.

2 有關氧化還原反應計算的分析與判斷

例2(2021年湖南卷)KIO3常用作食鹽中的補碘劑,可用“氯酸鉀氧化法”制備,該方法的第一步反應為6I2＋11KClO3＋3H2O6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑.下列說法錯誤的是( ).

A.產生22.4 L(標準狀況)Cl2時,反應中轉移10mole－

B.反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為11∶6

C.可用石灰乳吸收反應產生的Cl2制備漂白粉

D.可用酸化的淀粉碘化鉀溶液檢驗食鹽中IO－3的存在

該反應中只有碘元素價態升高,由0價升高至KH(IO3)2中的＋5 價,故可列關系式6I2～60e－,又因方程式中6I2～3Cl2,故可得關系式3Cl2～60e－,即Cl2～20e－,所以產生22.4L(標準狀況)Cl2時,反應中應轉移20mole－,選項A 說法錯誤.KClO3中氯元素化合價降低,作氧化劑,I2中碘元素化合價升高,作還原劑,由關系式11KClO3～6I2可知,該反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為11∶6,選項B說法正確.漂白粉的有效成分是次氯酸鈣,工業制漂白粉可用石灰乳與氯氣反應,選項C 說法正確.食鹽中IO－3可先與酸化的淀粉碘化鉀溶液中的H＋、I－發生歸中反應:IO－3＋5I－＋6H＋＝3I2＋3H2O,生成的I2再與淀粉發生特征反應變為藍色,故可用酸化的淀粉碘化鉀溶液檢驗食鹽中IO－3的存在,選項D 說法正確.答案為A.

考點總結1)在氧化還原反應中,氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數,即n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值＝n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值.

2)對于多種元素發生化合價變化的氧化還原反應,同樣也要通過判斷化合價變化的多少和發生變化元素的原子個數確定轉移的電子數.另外,也可以通過畫雙線橋或者單線橋直觀表示電子轉移的方向和數目,然后建立轉移電子數與其他未知量之間的關系,再進行求解.

變式1(2021 年6 月浙江卷)關于反應K2H3IO6＋9HI＝2KI＋4I2＋6H2O,下列說法正確的是( ).

A.K2H3IO6發生氧化反應

B.KI是還原產物

C.生成12.7gI2時,轉移0.1mol電子

D.還原劑與氧化劑的物質的量之比為7∶1

K2H3IO6中I元素為＋7價,反應中I元素的化合價降低,得到電子,發生還原反應,選項A 錯誤.KI中的I－由HI變化而來,化合價沒有發生變化,KI既不是氧化產物也不是還原產物,選項B錯誤.12.7gI2的物質的量為0.05 mol,根據反應方程式,每生成4molI2轉移7mol電子,則生成0.05 molI2時轉移電子的物質的量為0.0875mol,選項C錯誤.反應中HI為還原劑,K2H3IO6為氧化劑,在反應過程中每消耗1molK2H3IO6就有7molHI失電子,則還原劑與氧化劑的物質的量的比為7∶1,選項D正確.答案為D.

變式2過二硫酸是一種硫的含氧酸,化學式為H2S2O8,結構可以表示成HO3SOOSO3H.它的鹽稱為過二硫酸鹽,在工業上用途廣泛,用作強氧化劑等.下列反應分別是Cr3＋與過二硫酸鹽和高錳酸鹽反應的離子方程式(未配平),下列各項說法中錯誤的是( ).

A.過二硫酸根中顯－2價的氧原子和顯－1 價的氧原子的數目比是3∶1

B.反應Ⅰ中氧化劑和還原劑的物質的量之比是3∶2

D.若反應Ⅰ和反應Ⅱ中消耗的Cr3＋的物質的量相同,則Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化劑的物質的量之比為2∶5

過二硫酸中S 元素為＋6 價,H 元素為＋1價,則過二硫酸根中顯－2價的氧原子和顯－1價的氧原子的數目比是3∶1,選項A正確.配平反應Ⅰ:2Cr3＋＋14H＋,Cr3＋是還原劑,過二硫酸根是氧化劑,氧化劑和還原劑物質的量之比是3∶2,選項B正確.配平反應Ⅱ:10Cr3＋＋6Mn2＋＋22H＋,每生成5mol轉移30mol電子,每生成1 mol,轉移電子的物質的量為6mol,選項C 正確.反應Ⅰ消耗10 molCr3＋,消耗15mol氧化劑;反應Ⅱ消耗10 molCr3＋,消耗6 mol氧化劑,則消耗10molCr3＋,Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化劑的物質的量之比為15∶6＝5∶2,選項D 錯誤.答案為D.

氧化還原反應是最為重要的化學反應類型,涉及的內容廣泛、概念較多,只有明晰氧化還原反應高考中的常見考點,善于總結歸納,在高考中才能不輕易出錯,從而提高解答此類試題的準確率.

(完)