例析高考中氧化還原反應常見題型

氧化還原反應是高中化學十分重要的一類問題，它涉及化學反應的本質，是理解許多化學反應的關鍵．在高考中，氧化還原反應的考查形式多種多樣，選擇題、實驗題和解答題中，都會出現它的身影．

１ 氧化還原反應的判斷

高考中氧化還原反應的判斷不僅是對學生基礎知識的檢驗，更是對他們邏輯思維能力和分析能力的考查．通過掌握判斷氧化還原反應的關鍵要素———電子的得失或共用電子對的偏移，以及靈活運用各種輔助判斷方法，如觀察反應前后元素化合價的變化等，學生可以更加準確地識別氧化還原反應．

例１ （２０２３年全國乙卷）下列應用中涉及氧化還原反應的是（ ）．

A．使用明礬對水進行凈化

B．雪天道路上撒鹽融雪

C．暖貼中的鐵粉遇空氣放熱

D．熒光指示牌被照發光

解析

使用明礬凈化水，其核心機制在于明礬能夠發生水解反應，反應方程式為Al３＋ ＋３H２O?Al（OH）３（膠體）＋３H＋ ，Al（OH）３膠體具有強大的吸附能力，但此過程無化合價變化，非氧化還原反應，選項A 錯誤．雪天在道路上撒鹽是利用雪遇到鹽時會降低其熔點的特性，從而使雪更容易融化，在整個過程中，元素化合價未變，非氧化還原反應，選項B錯誤．在暖貼中，鐵粉、碳粉及氯化鈉等成分接觸空氣后，會形成大量微小原電池，該過程中鐵和氧反應過程中化合價會發生改變，為氧化還原反應，選項C正確．熒光指示牌被照發光是因為光的反射，并未發生反應，選項D錯誤．答案為C．

點評

氧化還原反應是化學反應中的一類重要反應，其中氧化反應和還原反應是緊密相連、相互依存的，它們共同構成了氧化還原反應的整體．在識別氧化還原反應時，我們需要注意一些特殊的反應類型，例如歧化反應．此外，還需要關注元素存在形態的變化，在化學反應中，元素由化合態變為游離態，元素化合價可能升高，也可能降低．理解氧化性和還原性的關系對于掌握氧化還原反應至關重要，強氧化劑容易得到電子，強還原劑容易失去電子，這種關系能幫助我們預測和解釋氧化還原反應中的電子轉移情況．

例２ （２０２３年浙江卷）關于反應２NH２OH＋４Fe３＋ ＝N２O↑＋４Fe２＋ ＋４H＋ ＋H２O，下列說法正確的是（ ）．

A．生成１molN２O，轉移４mol電子

B．NH２OH 是還原產物

C．NH２OH 既是氧化劑又是還原劑

D．若設計為原電池，Fe２＋ 為負極產物

解析

可以將已知反應拆分成如下反應：２NH２OH－４e－ →N２O＋４H＋ ＋H２O，４Fe３＋ ＋４e－ →４Fe２＋ ，則生成１ molN２O，轉移４ mol電子，選項A 正確．NH２OH 中N 元素化合價升高，被氧化，所以NH２OH 是還原劑，選項B、C 錯誤．若建構一個原電池，那么正極通常是得到電子的一極，Fe３＋ 為氧化劑，得到電子生成Fe２＋ ，故Fe２＋ 為正極產物，選項D 錯誤．答案為A．

點評

通過電子的得失或共用電子對的偏移，氧化還原反應實現了化學物質的相互轉化，這種轉化不僅改變了物質的化學性質，也常常伴隨著能量的變化．同時，化合價的升降是氧化還原反應的外在表現，它直觀地反映了元素在反應中的氧化或還原狀態．因此，深入理解電子轉移和化合價升降這兩個基本性質，對于掌握氧化還原反應的本質和規律，以及應用氧化還原反應解決實際問題都具有重要的指導意義．

２ 化學式的書寫

在高考化學中，氧化還原反應是考查學生化學知識運用能力的重點內容之一，而正確書寫氧化還原反應中的化學式則是解題的關鍵．這些化學式不僅反映了反應物與生成物之間的關系，更揭示了氧化還原反應中電子的轉移和化合價的變化．

例３ （２０２３年遼寧卷，節選）硫酸工業在國民經濟中占有重要地位．

我國古籍記載了硫酸的制備方法———“煉石膽（CuSO４·５H２O）取精華法”．借助現代儀器分析，該制備過程中CuSO４·５H２O 分解的TG 曲線（熱重）及DSC曲線（反映體系熱量變化情況，數值已省略）如圖１所示．７００ ℃左右有２個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有SO２、______和______（填化學式）．

解析

圖示曲線顯示，７００℃左右出現兩個吸熱峰，說明此時CuSO４ 發生熱分解反應，從TG 圖像可知，質量減半表明有CuO 剩余，且伴隨其他氣體生成，此時氣體產物為SO２、SO３、O２，可能出現的化學方程式為３CuSO４=７００℃=３CuO ＋２SO２ ↑ ＋SO３↑＋O２↑，結合反應中固體產物和氣體產物的質量可以確定，該反應的產物為CuO、SO２、SO３、O２．

答案 CuO，SO３．

點評

熟練掌握氧化還原反應中化學式的書寫方法和技巧，對于學生在高考中取得優異成績至關重要．這不僅要求學生深刻理解氧化還原反應的基本原理，還要能夠靈活運用化學式書寫規則，準確表達反應過程中的物質轉化和電子轉移情況．

３ 氧化還原反應的計算

在高考化學中，有關氧化還原反應的計算是檢驗學生綜合運用知識的能力、邏輯思維能力和計算能力的重要環節．這類計算不僅涉及反應方程式的配平、化學計量關系的確定，還涵蓋了氧化還原反應中電子轉移數目、化合價變化等核心概念的運用．

例４ （２０２２年湖南卷）科學家發現某些生物酶體系可以促進H＋ 和e－ 的轉移（如a、b 和c），能將海洋中的NO－ ２ 轉化為N２ 進入大氣層，反應過程如圖２所示．下列說法正確的是（ ）．

A．過程Ⅰ中NO－ ２ 發生氧化反應

B．a 和b 中轉移的e－ 數目相等

C．過程Ⅱ中參與反應的n（NO）∶n（NH４＋）＝１∶４

D．過程Ⅰ→Ⅲ的總反應為NO２－＋NH４＋＝N２↑＋２H２O

解析

應過程可知，過程Ⅰ 中NO－ ２ 轉化為NO，N 元素化合價由＋３降為＋２，則NO－ ２發生還原反應，選項A 錯誤．在酶１的作用下，NO－ ２轉化為NO 和H２O，遵循化學反應的原則，即得失電子守恒、電荷守恒以及原子守恒，離子反應方程式為、電荷守恒以及原子守恒，離子反應方程式為NO－ ２ ＋２H＋ ＋e－ =酶= １NO＋H２O，生成１molNO 時，a 過程中轉移的電子數目為１，過程Ⅱ中，NO和 NH４＋ 在酶２的作用下，生成 H２O 和N２H４，根據守恒原則，該反應的離子方程式為NO＋NH４＋＋３e－＋２H＋ =酶=２H２O＋N２H４，在這個過程中消耗１molNO 時，轉移的電子數目為３．綜上分析，兩個過程中轉移電子數并不相等，選項B錯誤．由以上分析可知，過程Ⅱ中參與反應的n（NO）∶n（NH４＋）＝１∶１，選項C錯誤．過程Ⅲ的離子方程式為N２H４=酶=３N２＋４H＋ ＋４e－ ，過程Ⅰ→Ⅲ的總反應為NO２－＋NH４＋＝N２↑＋２H２O，選項D正確．答案為D．

點評

在解答有關氧化還原反應的計算時，要求學生不僅要有扎實的化學理論基礎，還要能夠靈活運用數學計算技巧，準確處理氧化還原反應中的數量關系．

在解答氧化還原反應類試題時，熟練掌握相關定義，正確判斷各物質的性質是解題基礎，準確寫出相應的化學反應式是解題的關鍵．因此，在日常學習中，學生要積極總結，不斷提升自身的解題效率．

（完）