氧化還原反應(yīng)考查熱點(diǎn)及解答策略

安徽 代 鵬 李榮慧

氧化還原反應(yīng)考查熱點(diǎn)及解答策略

氧化還原反應(yīng)問題是高考化學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)。筆者對近年全國各地化學(xué)高考試卷中關(guān)于氧化還原反應(yīng)問題進(jìn)行了歸納和總結(jié)，與大家討論。

一、氧化還原反應(yīng)概念與本質(zhì)

例1(2016年上海卷)下列化工生產(chǎn)過程中，未涉及氧化還原反應(yīng)的是

( )

A.海帶提碘 B.氯堿工業(yè)

C.氨堿法制堿 D.海水提溴

解析海帶提碘是KI變?yōu)镮2，碘的化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，屬于氧化還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；氯堿工業(yè)是電解NaCl的水溶液產(chǎn)生NaOH、H2、Cl2,有化合價(jià)的變化,屬于氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；氨堿法制堿的原理是NH3+CO2+H2ONH4HCO3，沒有化合價(jià)的變化,不屬于氧化還原反應(yīng)，C正確；海水提溴是將Br-變?yōu)锽r2，溴的化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，屬于氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。

答案C

例2(2012年廣東卷)下列應(yīng)用不涉及氧化還原反應(yīng)的是

( )

A.Na2O2用作呼吸面具的供氧劑

B.工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al

C.工業(yè)上利用合成氨實(shí)現(xiàn)人工固氮

D.實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3

解析氧化還原反應(yīng)的特征是反應(yīng)前后元素化合價(jià)發(fā)生了變化。Na2O2用作呼吸面具的供氧劑：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；電解熔融Al2O3制Al的反應(yīng)中Al元素化合價(jià)由+3變?yōu)?，是氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；工業(yè)合成氨：N2+3H22NH3，氮化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；NH4Cl和 Ca(OH)2制備NH3的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)，D正確。

答案D

解題策略：氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的得失，特征是元素化合價(jià)的升降。

二、氧化性和還原性強(qiáng)弱的比較

例3(2015年北京卷)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：下列說法不正確的是

( )

A.Ⅰ 中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式為2NO+O22NO2

B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)

C.對比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3

D.針對Ⅲ中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，可判斷Fe是否被氧化

解析物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱通過比較物質(zhì)得電子能力的大小來判斷。Ⅰ是生成無色氣體NO，NO被氧氣氧化成紅棕色的NO2氣體，A正確；Ⅱ是因?yàn)殍F發(fā)生了鈍化反應(yīng)，B正確；濃HNO3的氧化性強(qiáng)于稀HNO3，C錯(cuò)誤；Ⅲ中Fe、Cu本身都能與硝酸反應(yīng)，二者作電極構(gòu)成原電池時(shí)，驗(yàn)證鐵是否為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，可連電流計(jì)，D正確。

答案C

例4(2014年上海卷)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是

( )

A.若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3+

B.若有固體存在，則溶液中一定有Fe2+

C.若溶液中有Cu2+，則一定沒有固體析出

D.若溶液中有Fe2+，則一定有Cu析出

解析還原性是Fegt;Cu，氧化性是Fe3+gt;Cu2+gt;Fe2+，則A若無固體剩余，說明鐵粉完全被鐵離子氧化，但此時(shí)溶液中不一定有Fe3+，A不正確；若有固體，則固體中一定有銅，可能有鐵，因此溶液中一定有Fe2+，B正確；若溶液中有Cu2+，則也可能有部分銅已經(jīng)被置換出來，因此不一定沒有固體析出，C不正確；若溶液中有Fe2+，但如果鐵離子過量，則不一定有Cu析出，D不正確，答案：B。

解題策略：(1)在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物。

(2)金屬活動(dòng)性順序表從左到右還原性依次減弱，對應(yīng)陽離子的氧化性依次增強(qiáng)。

(3)和同一種還原性物質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)條件要求越低，其氧化性越強(qiáng)。

三、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫

例5(高考組合)

1.(2016年新課標(biāo)Ⅰ卷,節(jié)選)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(chǎn)工藝如下：

寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式:

。

解析NaClO3和SO2在H2SO4酸化條件下生成ClO2，其中NaClO3是氧化劑，還原產(chǎn)物為ClO2，根據(jù)電子守恒和原子守恒，可寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答案2NaClO3+SO2+H2SO42NaHSO4+2ClO2

2.(2016年上海卷,節(jié)選)NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理：

(1)NaCN與NaClO反應(yīng)，生成NaOCN和NaCl

(2)NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2

已知HCN(Ki=6.3×10-10)有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價(jià)相同。寫出第二次氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________________。

解析NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2，首先確定反應(yīng)物和生成物，因反應(yīng)中氯元素化合價(jià)從+1價(jià)降低到-1價(jià)，得到2個(gè)電子。氮元素化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià)，失去3個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行配平。

答案2OCN-+3ClO-CO2-3+CO2↑+3Cl-+N2↑

3.(2015年天津卷,節(jié)選)完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：

ClO-3+ Fe2++________ Cl-+ Fe3++

解析氯元素化合價(jià)從+5降低到-1價(jià)，得到6個(gè)電子，鐵元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3，失去1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1，F(xiàn)e2+的系數(shù)為6，則鐵離子的系數(shù)也是6，氯離子的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，氫離子系數(shù)為6，水的系數(shù)是3。

答案1 6 6H+1 6 3H2O

解題策略：用化合價(jià)升降法配平。在反應(yīng)中，元素化合價(jià)升高總數(shù)等于元素化合價(jià)降低總數(shù)。對于離子反應(yīng)還要注意考慮電荷守恒。

四、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算

例6(高考組合)

1.(2016年上海卷)O2F2可以發(fā)生反應(yīng)：H2S+4O2F2SF6+2HF+4O2，下列說法正確的是

( )

A.氧氣是氧化產(chǎn)物

B.O2F2既是氧化劑又是還原劑

C.若生成4.48 L HF，則轉(zhuǎn)移0.8 mol電子

D.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶4

解析氧元素的化合價(jià)由反應(yīng)前的+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，化合價(jià)降低，氧氣為還原產(chǎn)物，O2F2是氧化劑，A錯(cuò)誤；O2F2中只有氧元素化合價(jià)降低，B錯(cuò)誤；沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計(jì)算，C錯(cuò)誤；由方程式可知，D正確。

答案D

2.(2013年上海卷)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中(存在Cu2+和SO2-4),加入足量NaOH，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，過濾，洗滌，灼燒，得到CuO 12.0 g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為1∶1，則V可能為

( )

A.9.0 L B.13.5 L

C.15.7 L D.16.8 L

解析若混合物全部是CuS，其物質(zhì)的量為0.15 mol，混合氣體中NO與NO2體積比為1∶1，設(shè)NOnmol，NO2nmol,電子轉(zhuǎn)移數(shù)0.15×(6+2)=1.2 mol，3n+n=1.2，計(jì)算得n=0.3，氣體體積V=13.44 L；若混合物全部是Cu2S，其物質(zhì)的量為0.075 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.075 mol×10=0.75 mol,3n+n=0.75，計(jì)算得n=0.187 5，氣體體積V=8.4 L，因此8.4 Llt;Vlt;13.44 L，故A項(xiàng)正確。

答案A

安徽省鳳陽縣第二中學(xué)，安徽省蚌埠市行知實(shí)驗(yàn)學(xué)校)