高考化学易错点4：氧化还原反应（知识讲解）含解析
易错点4 氧化还原反应
瞄准高考
1．根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是
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溶液 |
现象 |
结论 |
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A |
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 |
产生白色沉淀 |
SO2有还原性 |
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B |
H2S溶液 |
产生黄色沉淀 |
SO2有氧化性 |
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C |
酸性KMnO4溶液 |
紫色溶液褪色 |
SO2有漂白性 |
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D |
Na2SiO3溶液 |
产生胶状沉淀 |
酸性：H2SO3>H2SiO3 |
【答案】C
2．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所的结论不正确的是
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① |
② |
③ |
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【解析】A、①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；B、通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B正确；C、实验③中木炭没有与浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应、或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C正确；D、由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。答案选D。
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一．氧化还原反应基本概念
1．概念
本质：凡有电子得失或共用电子对偏移的一类反应称氧化还原反应，得失电子数相等。
特征：是反应前后有元素化合价发生变化的反应。
2. 氧化还原反应电子转移的表示方法
①双线桥法：
②单线桥法：
3. 重要的氧化剂和还原剂
物质在反应中是作氧化剂还是作还原剂，表观上可通过元素的化合价来判断。一般来说，元素处于最高化合价时，只能作为氧化剂；元素处于最低化合价时，只能作还原剂；元素处于中间化合价时，既可作氧化剂，也可作还原剂。
⑴ 常见的氧化剂
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物质类型 |
举例 |
对应的还原产物 |
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活泼的非金属单质 |
X2（卤素） |
X- |
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O2 |
O2- 、H2O 、OH- |
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元素处于高化合价 时的化合物或离子 |
氧化物 |
MnO2 |
Mn2+ |
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含氧酸 |
浓硫酸 |
SO2 |
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HNO3 |
NO、NO2 |
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盐 |
KMnO4 |
Mn2+ |
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Fe3+ |
Fe2+ |
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过氧化物 |
Na2O2 、H2O2 |
H2O |
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常见氧化剂的氧化性顺序为：
Fe3+ ＞Cu2+＞H+ ＞Fe2+ ＞Zn2+
⑵ 常见的还原剂有
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物质类型 |
举例 |
对应的氧化产物 |
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活泼的金属单质 |
Zn |
Zn2+ |
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活泼的非金属单质 |
H2 |
H2O |
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C |
CO 、 CO2 |
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元素处于低化合价 时的化合物或离子 |
氧化物 |
CO |
CO2 |
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SO2 |
SO3 、H2SO4 |
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酸 |
H2S |
S |
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HCl、HBr 、HI |
Cl2、 Br2 、 I2 |
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H2SO3 |
H2SO4 |
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盐 |
Fe2+ |
Fe3+ |
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SO32- |
SO42- |
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常见还原剂的还原性顺序为：
S2-(H2S) ＞SO32- (SO2、H2SO3)＞I- ＞Fe2+ ＞Br - ＞Cl-
二．氧化性、还原性强弱的判断方法和依据
氧化性→ 得 电子性（填“得”或“失”），得到电子越容易→氧化性越 强 ；
还原性→ 失 电子性（填“得”或“失”），失去电子越容易→还原性越 强 。
与得失电子的多少 无 关。如：还原性：Na＞Mg＞Al ，氧化性：浓HNO3＞稀HNO3
1. 根据元素在周期表中的位置
同周期元素：
从左至右，金属性（ 还原 性）逐渐减弱 ，非金属性（ 氧化 性）逐渐增强；
同主族元素：
从上至下，金属性（ 还原 性）逐渐增强 ，非金属性（ 氧化 性）逐渐减弱 。
2. 根据金属活动顺序
3. 根据非金属活动顺序
非金属的活动顺序一般为：F O Cl Br I S 氧化性逐渐减弱；
F— O2— Cl— Br— I— S2— 还原性逐渐 增强。
4. 依据反应式中的反应物和生成物之间的关系
氧化剂 的氧化性 ＞ 氧化产物 的氧化性
还原剂 的还原性 ＞ 还原产物 的还原性
5. 氧化性、还原性的强弱与温度、浓度、酸碱性的关系
⑴温度：升高温度，氧化剂的氧化性增强，还原剂的还原性也增强。
如：热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 。
若不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)发生反应时，所需温度高低不同，则温度低的氧化性(或还原性)强，反之则弱。
例：已知 MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O，
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
4HCl+O2 
2Cl2 + 2H2O，
则KMnO4 、MnO2 、O2 氧化性强弱的顺序为： KMnO4 > MnO2 > O2
⑵ 浓度
一般情况下，同种氧化剂(或还原剂)浓度越大，氧化性(或还原性)越强。
如：浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 ；浓H2SO4的氧化性比稀H2SO4强；浓盐酸还原MnO2生成氯气，而稀盐酸不与MnO2反应，说明还原性：浓盐酸>稀盐酸。
⑶ 酸碱性
溶液的酸性增强，氧化剂的氧化性增强，很多氧化剂在酸性溶液中能氧化某些物质，在中性溶液中就不一定能氧化了。
如：中性环境中NO3- 不显氧化性，酸性环境中NO3- 显氧化性；KMnO4、KClO3能氧化浓HCl中的Cl-，而不能在NaCl溶液中氧化Cl- ；KMnO4氧化Fe2+ 也要在酸性条件下进行。
6. 根据氧化还原程度的大小
⑴相同条件下，不同的氧化剂与同一种还原剂反应，使还原剂氧化程度大的(价态高的)氧化性强。
例如：2Fe +3Br2 
2FeBr3 , Fe +S FeS ，说明氧化性：Br2 > S。
⑵相同条件下，不同的还原剂使同种氧化剂还原程度大的(价态低的)还原性强。
例如：8HI+H2SO4(浓)= H2S↑+4I2+4H2O，2HBr+H2SO4(浓)= SO2↑+Br2+2H2O
说明还原性；HI 大于 HBr。
7. 根据元素化合价高低比较
⑴ 同一元素的阳离子高价态的氧化性大于其低价态的氧化性。
如氧化性： Fe3+ > Fe2+，Sn4+> Sn2+
⑵ 含氧酸的比较
在浓度相同时，具有可变化合价的同一元素在组成不同含氧酸时，该元素价态较低者氧化性强。
如氧化性：HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4
8. 根据原电池的正负极来判断
在原电池中，作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强 。
9. 根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断
如：Cl- 失去电子的能力> OH-，还原性：Cl- > OH- 。
小题快练
1．以氯酸钠（NaClO3）等为原料制备亚氯酸钠（NaClO2）的工艺流程如下，下列说法中，不正确的是
A. 反应1中，每生成1 mol ClO2有0.5 mol SO2被氧化
B. 从母液中可以提取Na2SO4
C. 反应2中，H2O2做氧化剂
D. 采用减压蒸发可能是为了防止NaClO2受热分解
【答案】C
2．消毒是饮用水处理中的重要环节之一。目前，常用的消毒剂有氯气、二氧化氯等。研究人员发现：1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当，氯气和二氧化氯消毒过程中都会产生三氯甲烷（有毒副产物）。在40℃时，对两种消毒剂的浓度与产生三氯甲烷的浓度关系进行了对比实验。得出的数据如图1和图2所示。
下列说法不正确的是
A. 对比图1和图2可得出，浓度均为0.3 mg/L时，二者的消毒能力相当
B. 40℃时，4.0 mg/L的氯气在0~20 h内产生的三氯甲烷明显增多
C. 实验数据能表明，氯气和二氧化氯在消毒能力相当的情况下，使用二氧化氯做消毒剂比用氯气更安全。
D. 自来水厂以亚氯酸钠（NaClO2）和盐酸为原料，用二氧化氯发生器现场制二氧化氯的方程式为：5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 +5NaCl + 2H2O
【答案】A
【解析】根据题目表述“1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当”，所以与图中表示无关，选项A错误。由图1得到4.0 mg/L的氯气在0～2h间曲线的斜率较大，说明三氯甲烷的量增加得很快，选项B正确。1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的消毒能力相当，对比两个图中的1.0 mg/L氯气与0.5 mg/L二氧化氯的曲线，得到氯气产生的三氯甲烷明显比二氧化氯产生的三氯甲烷多，所以使用二氧化氯更安全，选项C正确。亚氯酸钠与盐酸反应制取二氧化氯，Na元素在反应后明显只能以氯化钠的形式存在，根据化合价变化一定最小的基本原则，认为反应是亚氯酸钠的歧化反应，其中+3价的氯一部分升高到二氧化氯的+4价，一部分降低到氯化钠的-1价，所以应该有4个升高到二氧化氯，一个降低为氯化钠，所以配平得到：5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 +5NaCl + 2H2O。选项D正确。
3．（2018届北京市昌平区高三上学期期末）把图2中的物质补充到图1中，可得到一个氧化还原反应的离子方程式。对该氧化还原反应的离子方程式，下列说法不正确的是( )
图1： Mn2+……→H+……
图2： 
A. Mn 元素从反应前的+2价升高到了反应后的+7价，Mn2+做还原剂
B. I
作氧化剂，具有氧化性
C. 随着反应的进行，溶液酸性增强
D. 若有2 mol Mn2+参加反应，则转移5 mol电子
【答案】D
4．对于Fe+CuSO4===Cu+FeSO4这一反应或反应中涉及到的物质理解不正确的是
A. 该反应为置换反应
B. 该反应体现出Fe具有还原性
C. 该反应体现CuSO4作为盐的通性
D. CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、CuSO4、H+ 、OH-、H2O等
【答案】D
【解析】该反应为单质与化合物反应得到新单质和新化合物，所以选项A正确。该反应中Fe为还原剂，所以表现还原性，选项B正确。该反应体现了盐与金属单质可能发生置换反应的通性，选项C正确。硫酸铜是强电解质，在溶液中应该完全电离为离子，所以一定不存在CuSO4，选项D错误。
5．硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应：Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2NaCl+6HCl+2H2SO4。下列说法错误的是（ ）
A. 氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶1
B. 若0.5molNa2S2O3作还原剂;则转移4mol电子
C. 当Na2S2O3过量时，溶液能出现浑浊
D. 硫代硫酸钠溶液吸收氯气后，溶液的pH降低
【答案】A
【解析】硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应：Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2NaCl+6HCl+2H2SO4。由化学方程式可知，氯气是氧化剂、硫代硫酸钠是还原剂、氯化钠和盐酸是还原产物、硫酸是氧化产物，反应中电子转移的数目为8e-。A. 氧化产物、还原产物的物质的量之比为1∶3，A不正确；B. 若0.5molNa2S2O3作还原剂，则转移4mol电子，B正确；C. 当Na2S2O3过量时，过量的部分可以与硫酸反应生成硫，所以溶液能出现浑浊，C正确；D. 硫代硫酸钠溶液吸收氯气后生成了酸，故溶液的pH降低，D正确。本题选A。
6 PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3：2，则剩余固体的组成及物质的量比是
A. 1：2混合的Pb3O4、PbO B. 1：2混合的PbO2、Pb3O4
C. 1：4：1混合的PbO2、Pb3O4、PbO D. 1：1：4混合的PbO2、Pb3O4、PbO
【答案】D
【解析】设1 mol PbO2加热分解得到O2的物质的量为xmol，其中氧元素化合价升高，失去的电子为4xmol，由电子转移守恒可得1 mol PbO2化合价降低生成的+2价Pb为2xmol，则剩余的+4价Pb为(1-2x)mol，这些+4价的Pb在与足量盐酸反应时，化合价又降低为+2价的Pb，共得到电子2(1-2x)mol，由电子转移守恒可得，由HCl生成Cl2为(1-2x)mol，依题意可得x:(1-2x)=3:2，则x=3/8mol，所以剩余固体中+2价Pb为3/4mol，+4价的Pb为1/4mol，即+2价Pb与+4价的Pb的物质的量之比为3:1。A中+2价Pb与+4价的Pb的物质的量之比为4:1，所以A错误；B中+2价Pb与+4价的Pb的物质的量之比为4:3，则B错误；C中+2价Pb与+4价的Pb的物质的量之比为9:5，故C错误；D中+2价Pb与+4价的Pb的物质的量之比为6:2=3:1，所以D正确。本题正确答案为D。
7．关于反应：
14CuSO4+5FeS2+12H2O==7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4 的下列说法正确的是（ ）
A. 该反应的氧化剂只有CuSO4
B. SO42－既不是氧化产物也不是还原产物
C. 1 mol CuSO4还原了1/7mol的S
D. 被还原的S和被氧化的S的质量比为7∶3
【答案】D
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