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2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题21第一单元 氧化还原反应
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第一单元 氧化还原反应
学习任务1 氧化还原反应的相关概念
一、本质和特征
二、有关概念及其与四种基本反应类型的关系
1．有关概念
口诀：升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化，发生氧化反应)还(做还原剂，本身具有还原性)；
降(化合价降低)得(得电子)还(被还原，发生还原反应)氧(做氧化剂，本身具有氧化性)。
例如：反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是MnO2，氧化产物是Cl2，还原剂是HCl，还原产物是MnCl2；生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为2__mol，被氧化的HCl的物质的量是2__mol。
2．与四种基本反应类型的关系
(1)一定属于氧化还原反应的是置换反应。
(2)一定不属于氧化还原反应的是复分解反应。
(3)有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应，一定是氧化还原反应。
三、电子转移的表示方法
1．双线桥法
2．单线桥法
四、常见氧化剂和还原剂
1．常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如：
2．常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如：
3．具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。例如：
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2＋
Fe3＋
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
其中：Fe2＋、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物。( )
(2)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为MnSO4(或Mn2＋)。( )
(3)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应。( )
(4)金属阳离子一定只具有氧化性。( )
(5)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。( )
(6)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。( )
(7)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
2．某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是生成物之一。
(1)该反应中的还原剂是________。
(2)该反应中的还原产物是________。
(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________。
(4)若反应过程中转移了0.3 mol电子，则生成水的质量是________。
解析：HNO3为常见的氧化剂，H2S为常见的还原剂，则NO为还原产物，S为氧化产物。S元素由－2价升高到0价，N元素由＋5价降到＋2价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。(4)由(3)中的化学方程式可知，当生成 4 mol H2O时，转移6 mol电子，所以当转移0.3 mol电子时，生成0.2 mol H2O，质量为3.6 g。
答案：(1)H2S (2)NO
解决氧化还原反应相关概念题的解题思路
(1)理清概念间的关系，把握知识线索(详见前面的知识梳理)。
(2)明确分析问题的方法思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(3)有关电子转移数目的判断
关键是明确反应中元素的化合价变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1 mol氧化剂得电子的物质的量或1 mol还原剂失电子的物质的量。例如：
提升一 氧化还原反应的相关概念
1．(2017·高考北京卷)下列变化中，气体被还原的是( )
A．二氧化碳使Na2O2固体变白
B．氯气使KBr溶液变黄
C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色
D．氨使AlCl3溶液产生白色沉淀
解析：选B。二氧化碳与过氧化钠反应，过氧化钠中氧元素化合价既有升高又有降低，二氧化碳中的碳元素和氧元素化合价都不变，A项错误；溶液变黄说明有溴单质生成，反应后溴元素化合价升高，溴离子被氧化，氯气被还原，B项正确；乙烯与溴的反应是加成反应，C项错误；氨与氯化铝溶液反应产生白色沉淀，是复分解反应，D项错误。
2．制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，下列说法正确的是( )
A．氢元素被氧化，碳元素被还原
B．HCN是氧化剂，CaCO3是还原剂
C．CaCN2是氧化产物，H2为还原产物
D．CO为氧化产物，H2为还原产物
解析：选C。该题的最关键的一点是分析各元素的化合价变化，难点是确定碳元素在HCN和CaCN2中的化合价，从反应物CaCO3到生成物CO2，碳的化合价均为＋4价，没有改变，再从生成物H2分析发现氢元素的化合价降低，显然HCN中H得电子，HCN是氧化剂，而CaCO3中的各元素化合价均无变化，则还原剂也必是HCN，其中的碳元素一定被氧化，在HCN中碳元素为＋2价，CO中的碳元素也为＋2价，则CaCN2中的碳元素为＋4价，故CaCN2为氧化产物。
3．(双选)(2020·济南高三模拟)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法正确的是( )
A．N2H4是氧化剂
B．N2O4是还原剂
C．N2既是氧化产物又是还原产物
D．每生成3 mol N2转移电子的数目为8NA
解析：选CD。该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，N2O4是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原产物，每生成3 mol N2转移电子的数目为8NA，故C、D正确。
提升二 氧化还原反应中电子转移的表示方法及计算
4．(教材改编题)下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是________；其中属于歧化反应的是________，属于归中反应的是____________，属于部分氧化还原反应的是____________。
解析：①中标错了转移电子数，应为“12e－”；②中标错了“得”“失”，且转移电子数应为“e－”；③中KClO3的线桥指向错误，应指向Cl2，且转移电子数应为“5e－”；④中单线桥本身表示电子转移方向，故不需标注“得”或“失”。只有⑤正确。其余问题按概念判断即可。
答案：⑤ ② ③ ③④⑤
5．(2020·汕头高三模拟)氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域，在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是( )
A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C．AlN中氮元素的化合价为＋3价
D．AlN的摩尔质量为41 g
解析：选B。反应中氮元素由0价→－3价，碳元素由0价→＋2价，所以N2是氧化剂，C是还原剂，每生成1 mol AlN转移3 mol电子，AlN的摩尔质量为41 g/mol。
学习任务2 氧化还原反应的规律及应用
1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价降低总数等于升高总数。
2．价态归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为“价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，低升高降只靠拢”。
3．强弱规律
氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。
即氧化性：氧化剂＞氧化产物；
还原性：还原剂＞还原产物。
应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱，还可用于判断某个反应能否发生。
4．先后规律
(1)含义：越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，与还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，与氧化性最强的优先发生反应。
(2)应用：判断物质的稳定性及反应顺序。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。( )
(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。( )
(3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼。( )
(4)向浓H2SO4中通入H2S气体，1 mol浓硫酸转移电子数可能是6NA，也可能是2NA。( )
(5)1 mol Cl2与Ca(OH)2 完全反应，转移的电子数是2NA。( )
(6)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应，转移电子数为6NA。( )
解析：(4)H2SO4(浓)＋3H2S===4S↓＋4H2O
H2SO4(浓)＋H2S===SO2↑＋S↓＋2H2O
前一反应中1 mol浓H2SO4转移6NA个电子，后一反应中转移2NA个电子。
(5)Cl2既是氧化剂又是还原剂，1 mol Cl2和Ca(OH)2反应，转移电子数应为NA。
(6)利用价态归中规律，
所以转移电子数应为5NA。
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5) × (6)×
2．向FeBr2溶液中缓缓通入Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？
答案：由于还原性I－＞Fe2＋＞Br－，所以向FeBr2溶液中缓缓通入Cl2，首先被氧化的是Fe2＋；向FeI2溶液中缓缓通入Cl2，首先被氧化的是I－。
3．(1)(2018·高考全国卷Ⅰ)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。
(2)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下，其中“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，该反应中氧化产物是____________。
(3)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(4)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色，则Br－还原性________Cl－(填“强于”或“弱于”)。
解析：(1)氯气与硝酸银反应生成N2O5，氯气做氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以该反应的氧化产物为O2。
(2)根据图示，“尾气吸收”时ClO2转化为ClO，ClO2做氧化剂，则H2O2做还原剂，H2O2转化为O2，由ClO2ClO、H2O2O2，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，氧化产物为O2。
(3)根据元素化合价的变化可知，1 mol KClO3变成1 mol ClO2得到1 mol电子，1 mol Na2SO3变成1 mol SO失去2 mol电子，根据得失电子守恒该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1。
(4)溶液上层呈橙红色，说明Cl2与NaBr反应生成了Br2与NaCl，则Br－还原性强于Cl－。
答案：(1)O2 (2)2∶1 O2 (3)2∶1 (4)强于
守恒规律可用于计算和配平；强弱规律可用于判断物质的氧化性、还原性强弱，或用于判断某个反应能否发生；价态归中规律可用于推测物质的性质及判断元素价态变化情况，但注意只适用于同一元素的不同价态物质在反应时的判断。
提升一 守恒规律的应用
1．若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为( )
A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1
解析：选B。配平该反应：3(NH4)2SO43SO2↑＋4NH3↑＋N2↑＋6H2O，从而推断出化合价变化和未变化的N原子个数之比为1∶2。
2．(双选)(2020·镇江检测)在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S，反应结束后，经处理获得单质硫x mol。下列说法正确的是( )
A．反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原
B．氧化剂是Fe3＋，氧化产物是Cu2＋
C．反应中转移电子的物质的量为2x mol
D．反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为 y mol，则原Fe3＋的总物质的量为(y－x) mol
解析：选CD。CuFeS2中Cu、Fe均为＋2价，S为－2价，，Fe3＋为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S为氧化产物，A、B错误；生成x mol单质硫时转移2x mol电子，C正确；生成x mol单质硫，则参加反应的Fe3＋的物质的量为2x mol，生成n(Cu2＋)＝x mol，n(Fe2＋)＝x mol，溶液中剩余n(Fe3＋)＝y－x－x＝(y－3x) mol，则原Fe3＋的总物质的量n(Fe3＋)＝(y－x) mol，D正确。
提升二 价态归中规律的应用
3．在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中， 被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A．1∶6 B．6∶1 C．1∶5 D．5∶1
解析：选D。据“价态归中，互不交叉”规律， KClO3中的Cl元素和HCl中的Cl元素发生归中反应，生成零价态的Cl2，用双线桥法标出电子得失情况如下：
4．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：
①G―→Q＋NaCl
②Q＋H2OX＋H2
③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O
④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是( )
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
解析：选A。由①得出Q价态高于G，因为G必介于Q和－1 价的Cl之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。
提升三 强弱规律、先后规律的应用
5．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol 的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是( )
A．铁溶解，析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu
B．铁溶解，析出0.01 mol Ag并放出H2
C．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Fe3＋
D．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Cu2＋
解析：选C。因为氧化性Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以先发生反应2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，其中0.005 mol的铁粉与0.01 mol 的AgNO3反应，析出0.01 mol Ag，再发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，其中剩余的0.005 mol铁粉与0.01 mol的Fe(NO3)3反应，溶液中不再有Fe3＋。
6．(2020·淮北联考)向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量Cl2，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况
B．原混合溶液中c(FeBr2)＝6 mol·L－1
C．当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
D．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3
解析：选B。根据还原性Br－＜Fe2＋＜I－，线段AB代表I－物质的量的变化情况，线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况，线段DE代表Br－物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3，D项正确。
氧化性与还原性的强弱比较
1．根据元素在周期表中的位置判断
(1)同主族元素，从上到下对应原子金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
(2)同周期元素，从左到右对应原子金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
2.根据金属活动性顺序判断
按照金属活动性顺序，排在前面的金属元素其单质的还原性强，排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。
3．根据氧化还原反应的方程式判断
对于同一氧化还原反应一般有如下对应关系：
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
则氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。
例如：根据K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O 可以判断：在酸性条件下，氧化性：K2Cr2O7＞Cl2，还原性：浓HCl＞CrCl3。
4．根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断
当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可根据反应条件要求的高低来进行判断，反应条件要求越低，性质越强；若氧化产物价态不同，则价态越高，氧化剂的氧化性越强。
5．根据原电池、电解池的电极反应判断
(1)两种不同的金属构成原电池的两极，还原性：一般负极金属＞正极金属。
(2)在电解过程中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性越强的非金属阴离子优先在阳极放电。
6．根据微粒反应过程中能量变化判断
(1)当H2＋X2===2HX(放出热量Q1)，H2＋Y2===2HY(放出热量Q2)，若Q1>Q2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强；X－的还原性比Y－的还原性弱。
(2)当几种原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时，放出的能量越多，或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱。
(3)元素的原子失去相同的电子形成阳离子时，吸收的能量越少，说明失电子越容易，其还原性越强。
7．根据物质浓度或溶液酸碱性判断
某些物质的氧化性、还原性与溶液的酸碱性也有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；NO在中性条件下无强氧化性，但在酸性条件下具有强氧化性。
学习任务3 氧化还原反应方程式的配平、书写与计算
1．氧化还原反应方程式的配平原则
2．一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法
3．氧化还原反应的计算
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
1．(教材改编题)根据FeS2＋O2Fe2O3＋SO2回答下列问题：
(1)1分子还原剂化合价升高总数为________，1分子氧化剂化合价降低总数为________。
(2)配平后各物质的系数依次为_________________________________________。
解析：依据氧化还原反应的基本概念及元素化合价的变化情况判断、配平即可。
答案：(1)11 4 (2)4、11、2、8
2．配平下列方程式：
(1)________KI＋________KIO3＋________H2SO4===________I2＋________K2SO4＋________H2O
(2)__________MnO＋__________H＋＋__________Cl－===________Mn2＋＋________Cl2↑＋________H2O
(3)__________P4＋__________KOH＋__________H2O===__________K3PO4＋__________PH3
(4)________ClO－＋________Fe(OH)3＋________===________Cl－＋________FeO＋________H2O
答案：(1)5 1 3 3 3 3 (2)2 16 10 2 5 8
(3)2 9 3 3 5 (4)3 2 4OH－ 3 2 5
(1)注意特殊物质中元素的化合价，如CuFeS2中铜、铁元素的化合价均为＋2，硫元素的化合价为－2；FeS2中硫元素的化合价为－1；K2FeO4中铁元素的化合价为＋6 等。
(2)填空配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。
(3)依据得失电子守恒列等式时不要忽略变价原子的个数。
提升一 氧化还原反应方程式的配平
1．(1)酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)。配平该反应的方程式，其化学计量数依次为________________。
(2)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为________________________________________________________________________。
答案：(1)1、2、4、1、1、3
(2)2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH)
2．(1)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：
Ce3＋＋H2O2＋H2O===Ce(OH)4↓＋________
(2)完成下列离子方程式：
①Fe(OH)2＋ClO－＋______===Fe(OH)3＋Cl－
②Mn2＋＋ClO＋H2O===MnO2↓＋Cl2↑ ＋________
③P＋FeO＋CaOCa3(PO4)2＋Fe
答案：(1)2 1 6 2 6 H＋
(2)①2 1 1 H2O 2 1
②5 2 4 5 1 8 H＋
③2 5 3 1 5
配平化学方程式的基本技巧
(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
提升二 信息型氧化还原反应方程式的书写
3．(1)(2019·高考江苏卷)N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为__________________________________________________。
(2)(2018·高考江苏卷)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)(2017·高考江苏卷)45～50 ℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O, 该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)(2018·高考全国卷Ⅰ)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)(2017·高考全国卷Ⅲ)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)NH3被O2氧化生成N2O，N元素化合价从－3价升至＋1价，1 mol NH3失去4 mol e－，O元素化合价从0价降至－2价，1 mol O2得到4 mol e－，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。
(2)根据题给反应物HNO2、(NH2)2CO，生成物N2、CO2，结合质量守恒和化合价升降法配平化学方程式得：2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。
(3)在H2O存在的条件下，CuCl能被空气中的O2氧化生成Cu2(OH)2Cl2·3H2O，根据Cu和O得失电子守恒配平反应的化学方程式。
(4)由“Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂”可知Na2S2O5被氧化，做还原剂，发生氧化反应，硫元素化合价升高为＋6价，氧化产物为SO，碘单质为氧化剂，发生还原反应，碘元素化合价降低为－1价，还原产物为I－。再根据得失电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋。
(5)由题意可知：As2S3＋O2―→H3AsO4＋S，1 mol As2S3总共升高10价，1 mol O2降低4价。先根据化合价升降总数相等配平：2As2S3＋5O2―→4H3AsO4＋6S，再考虑质量守恒，反应前少12H、6O，所以反应的化学方程式为 2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S。
答案：(1)2NH3＋2O2N2O＋3H2O
(2)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
(3)4CuCl＋O2＋8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O
(4)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋
(5)2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S
信息型氧化还原反应方程式的配平步骤
提升三 氧化还原反应的计算
4．(1)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量
分数/%
2.2～
2．9
2.8～
3．1
22～
28
60～
65
1～2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
“氧化”中欲使3 mol的VO2＋变成VO，则需要氧化剂KClO3至少为________mol。
(2)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置；加入适量稀H2SO4，待 MnO(OH)2与I－完全反应生成Mn2＋和I2后，以淀粉做指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下：
O2MnO(OH)2I2S4O
①写出O2将Mn2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：
________________________________________________________________________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL，按上述方法测定水样的溶解氧，消耗0.010 00 mol·L－1Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(用mg·L－1表示)，写出计算过程。
解析：(1)3 mol VO2＋变为VO，共失去3 mol电子，而1 mol ClO变为Cl－得到6 mol电子，所以需要0.5 mol氯酸钾。
(2)①O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2的离子方程式为O2＋2Mn2＋＋4OH－===2MnO(OH)2↓。②根据2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓、MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O、I2＋2S2O===2I－＋S4O，可得关系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，则 n(O2)＝n(S2O)＝×0.010 00 mol·L－1×0.013 5 L＝3.375×10－5mol，故水样中的溶解氧＝
＝10.80 mg·L－1。
答案：(1)0.5
(2)①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓
②在100.00 mL水样中
I2＋2S2O===2I－＋S4O
n(I2)＝
＝
＝6.750×10－5mol，
n[MnO(OH)2]＝n(I2)＝6.750×10－5mol，
n(O2)＝n[MnO(OH)2]＝×6.750×10－5mol
＝3.375×10－5mol，
水中溶解氧＝
＝10.80 mg·L－1。
(1)离子型氧化还原反应方程式的配平要遵循原子守恒、电荷守恒及得失电子守恒。
(2)有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。
1．(2018·高考北京卷)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是( )
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀，随后变为红褐色
溶液变红，随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体，随后变为红棕色
解析：选C。NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，发生反应：2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，生成白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，后一过程发生了氧化还原反应，A项不符合题意；氯水中含有HCl和HClO，溶液呈酸性，能使石蕊溶液变红，次氯酸具有强氧化性，能将红色物质氧化，溶液红色褪去，该过程发生了氧化还原反应，B项不符合题意；Na2S溶液滴入AgCl浊液中，发生了沉淀的转化：Na2S(aq)＋2AgCl(s)Ag2S(s)＋2NaCl(aq)，此过程中不涉及氧化还原反应，C项符合题意；将热铜丝插入稀硝酸中，发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成无色气体NO，NO能与空气中的氧气发生反应变为红棕色：2NO＋O2===2NO2，这两步反应都是氧化还原反应，D项不符合题意。
2．(2017·高考天津卷)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
解析：选A。A项，硅太阳能电池工作时，光能转化为电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，化学能转化为电能，原电池总反应为氧化还原反应；C项，电解质溶液导电时，电能转化为化学能，总反应为氧化还原反应；D项，葡萄糖为人类生命活动提供能量时，发生氧化还原反应，化学能转化为热能。
3．(2017·高考全国卷Ⅱ)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O＋I2===2I－＋S4O)。
回答下列问题：
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是________________________________________________________________________。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和__________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液做指示剂，终点现象为______________________________________________________；
若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。
(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。
解析：(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。(4)根据Ⅱ可知MnO(OH)2能将水样中的I－氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液做指示剂，在滴定终点前淀粉遇I2变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3，结合消耗n(Na2S2O3)＝a mol·L－1×b×10－3 L＝ab×10－3 mol，可求出100.00 mL水样中溶解氧的质量为ab×10－3 mol×32 g·mol－1＝8ab×10－3 g＝8ab mg，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg÷0.100 00 L＝80ab mg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准溶液的体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3可知，测定的溶解氧的含量偏低。
答案：(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差
(2)O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2
(3)量筒 氧气
(4)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液，蓝色刚好褪去，且30 s内不恢复 80ab
(5)低
一、单项选择题
1．下列玻璃仪器的洗涤方法不涉及氧化还原反应的是( )
A．附有银镜的试管用稀硝酸清洗
B．附有油脂的烧杯用热纯碱溶液清洗
C．附有MnO2的烧瓶用热的浓盐酸清洗
D．附有硫的燃烧匙用热的烧碱溶液清洗
解析：选B。银与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，属于氧化还原反应，故A错误；附有油脂的烧杯用热纯碱溶液清洗，属于油脂水解，是非氧化还原反应，故B正确；MnO2 与热的浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，属于氧化还原反应，故C错误；硫与热的烧碱溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水，属于氧化还原反应，故D错误。
2．下列说法中正确的是( )
A．强氧化剂和弱还原剂易发生氧化还原反应
B．实验室制氯气的反应中，氯离子通过还原反应生成氯气
C．由Cu(OH)2生成Cu2O时，铜元素被还原
D．I－、Br－、Cl－的还原性依次减弱，氧化性依次增强
解析：选C。A项，强氧化剂和弱还原剂不易发生氧化还原反应，A错；B项，氯离子通过氧化反应生成氯气，B错；D项，I－、Br－、Cl－的还原性依次减弱，但无氧化性，D错。
3．固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不成立的是( )
A．Mg(NO2)2、O2 B．MgO、NO2、O2
C．Mg3N2、O2 D．MgO、NO2、N2
解析：选D。A、B、C三项中均有元素化合价的升降，符合氧化还原反应发生的条件；D项中由于产物中元素化合价只有降低，没有升高，不满足氧化还原反应的特征。
4．等物质的量的下列化合物与足量浓盐酸反应，得到氯气物质的量最多的是( )
已知：MnO＋H＋＋Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋H2O(未配平)
ClO＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O(未配平)
ClO－＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O(未配平)
A．KClO3 B．KMnO4
C．MnO2 D．Ca(ClO)2
解析：选A。根据得失电子守恒可知，选项中物质的量相等的四种物质得电子，而浓盐酸中Cl－失电子，等物质的量的物质得到的电子越多，生成的氯气越多，A、B选项中，1 mol物质均得到5 mol电子，但是氯酸钾中的氯元素也转化成了氯气，所以A正确。
5．已知下述三个实验中的物质均能发生化学反应。
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸
将铁钉放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A．实验①和③中的铁钉只做还原剂
B．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋
C．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性
D．实验③中反应的离子方程式为Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
解析：选A。实验①中铁钉置换出铜，铁钉做还原剂，实验③中铁钉被Fe3＋氧化，铁钉做还原剂，A正确。由实验①可知氧化性：Cu2＋＞Fe2＋，B错误。实验②中Fe2＋被硝酸氧化为Fe3＋，Fe2＋是还原剂，C错误。实验③中的离子方程式的电荷不守恒，正确的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，D错误。
6．(2020·永丰高三调研)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox)(3
A．MFe2O4表现了还原性
B．MFe2Ox表现了还原性
C．SO2和NO2表现了还原性
D．SO2和NO2发生了分解反应
解析：选B。A项，由信息可知，MFe2O4与氢气的反应中，Fe元素的化合价降低，则为氧化剂，具有氧化性；B项，在常温下MFe2Ox能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，则SO2、NO2等氧化物为氧化剂，MFe2Ox为还原剂，体现其还原性；C项，由B项可知，SO2和NO2表现了氧化性；D项，SO2和NO2发生了还原反应。
7．(2020·上海十三校高三第二次联考)足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为( )
A．6.4 g B．9.6 g
C．19.2 g D．24 g
解析：选C。设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子。
则根据得失电子守恒可知，2x＝×4，
解得x＝0.1 mol，
根据原子守恒得n(Cu2＋)＝n[Cu(NO3)2]＝0.1 mol，则溶液中NO的物质的量为0.2 mol；
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
1 mol 0.2 mol
H＋过量，所以继续溶解的Cu的质量为
×3×64 g·mol－1＝19.2 g。
二、不定项选择题
8．下列氧化还原反应中，实际参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比正确的是( )
A．KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；1∶6
B．3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；2∶3
C．SiO2＋3CSiC＋2CO↑；1∶2
D．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；2∶1
解析：选BC。本题主要考查氧化还原反应的实质。结合氧化还原反应中得失电子守恒原理可知，A项反应中比例为1∶5；D项反应中比例为1∶2。
9．(2020·常州高三模拟)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的化学方程式为MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A．该反应中NO被还原
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D.中的粒子是OH－
解析：选C。NO中N元素的化合价升高，NO被氧化，A项错误。根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O，据此可知B、D项错误，C项正确。
10．高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子反应方程式为 Fe(OH)3＋ClO－＋OH－FeO＋Cl－＋H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是( )
A．由上述反应可知，Fe(OH)3的氧化性强于FeO
B．高铁酸钾中铁元素的化合价为＋6价
C．上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D．用K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，而且生成的Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
解析：选AC。反应中Fe(OH)3做还原剂，ClO－做氧化剂，配平后的离子方程式为2 (OH)3＋3O－＋4OH－===2O＋3l－＋5H2O，B正确，C错误；FeO做氧化剂时其还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解产生的Fe(OH)3 胶体具有吸附性，可做净水剂，D正确。
三、非选择题
11．(1)①在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠碱性溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为________________________________________________________________________，
离子方程式为__________________________________________________________。
②在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠碱性溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为________________________________________________________________________，
离子方程式是____________________________________________________________。
③对比①和②实验所得的结果，将I2、ClO－、SO按氧化性由强到弱的顺序排列为________________。
(2)设计实验证明以下事实并写出反应的化学方程式。
①浓硫酸的氧化性比稀硫酸强。
②氯化铁溶液中Fe3＋的氧化性比硫酸铜溶液中的Cu2＋强。
③铁的还原性比铜强。
解析：(2)①可根据Cu和浓H2SO4加热反应，而Cu和稀H2SO4加热也不反应来证明。②③可利用氧化还原反应来证明。
答案：(1)①NaClO将KI氧化生成了I2
ClO－＋2I－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－
②I2将Na2SO3氧化成了Na2SO4，自身被还原为I－
SO＋I2＋2OH－===SO＋2I－＋H2O
③ClO－＞I2＞SO
(2)①Cu与浓H2SO4在加热时反应而与稀H2SO4在加热时不反应。
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②Cu能与FeCl3溶液反应。
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
③Fe能与CuSO4溶液反应置换出Cu。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(答案合理即可)
12．(2020·承德期末)黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
①图1转化过程的总反应中，FeS2做________(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是________。
②写出图1中Fe3＋与FeS2反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋的过程中，控制起始时Fe2＋的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，Fe2＋被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO===NO＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为________mol。
②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋转化率的原因：___________________________________。
解析：(1)①转化过程中FeS2中S元素被氧化为SO，FeS2是还原剂；反应前后NO没有变化，所以NO是催化剂。②反应的离子方程式是14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋。
(2)①根据离子方程式可知，反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为4 mol。②NO是该反应的催化剂，加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O，生成的NO更多，加快了反应速率。
答案：(1)①还原剂 催化剂 ②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率
13．联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的电子式为____________，其中氮元素的化合价为____________。
(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2__________kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)N2H4中原子间以共价键结合，其电子式为。N2H4中H为＋1价，由化合物中各元素化合价的代数和为0，可确定N为－2价。(2)反应中NaClO和NH3分别做氧化剂和还原剂，根据得失电子守恒和原子守恒可写出相应的化学方程式。(3)由于联氨具有还原性，能将AgBr中的Ag＋还原为Ag，可看到固体逐渐变黑，N2H4被氧化为N2，可看到溶液中有气泡产生。1 mol 联氨在反应中失去4 mol电子，而1 mol O2能得到4 mol 电子，且联氨与O2的相对分子质量相等，故反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等，故1 kg的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1 kg。使用联氨处理水中溶解的O2，消耗联氨的量少，且氧化产物为N2，对环境无污染，而用Na2SO3处理水中溶解的O2时，Na2SO3被氧化为Na2SO4，产生新杂质。
答案：(1)
(2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O
(3)固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N2H4的用量少，不产生其他杂质(产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4)
14．(2017·高考北京卷)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________________________________________________________________________。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 g·mol－1)含量的方法如下：
取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1 mL c1 mol·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是________。
③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下，15NO 与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：
____________15NNO＋ＫH2O
解析：(1)①根据题意，反应物为H2O和CO(NH2)2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。④根据题意，加入硫酸的总物质的量为c1V1×10－3 mol，NaOH消耗硫酸的物质的量为 mol，因此与NH3反应的硫酸的物质的量为(c1V1－)×10－3 mol，根据关系式：CO(NH2)2～2NH3～H2SO4，得n[CO(NH2)2]＝(c1V1－)×10－3 mol，m[CO(NH2)2]＝(c1V1－)×10－3 mol×60 g·mol－1＝0.06(c1V1－) g，因此尿素溶液中溶质的质量分数为＝
。(2)①由题图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba(NO3)2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由题图b可知，Ba(NO3)2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 mol Ba(NO3)2转化成NH3得到2 mol×8＝16 mol电子，1 mol氢气失去2 mol 电子，因此消耗的氢气与硝酸钡的物质的量之比为8∶1。③根据题意，有氧气参与反应，同时根据生成物为15NNO和H2O，可推测出参加反应的15NO与NH3的物质的量之比为1∶1，结合得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。
答案：(1)①CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O
③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4
④
(2)①BaO ②8∶1 ③415NO＋4NH3＋3O2 4 6
第一单元 氧化还原反应
学习任务1 氧化还原反应的相关概念
一、本质和特征
二、有关概念及其与四种基本反应类型的关系
1．有关概念
口诀：升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化，发生氧化反应)还(做还原剂，本身具有还原性)；
降(化合价降低)得(得电子)还(被还原，发生还原反应)氧(做氧化剂，本身具有氧化性)。
例如：反应4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是MnO2，氧化产物是Cl2，还原剂是HCl，还原产物是MnCl2；生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为2__mol，被氧化的HCl的物质的量是2__mol。
2．与四种基本反应类型的关系
(1)一定属于氧化还原反应的是置换反应。
(2)一定不属于氧化还原反应的是复分解反应。
(3)有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应，一定是氧化还原反应。
三、电子转移的表示方法
1．双线桥法
2．单线桥法
四、常见氧化剂和还原剂
1．常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如：
2．常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如：
3．具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。例如：
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2＋
Fe3＋
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
其中：Fe2＋、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)次氯酸盐具有氧化性，所以可用漂白粉漂白织物。( )
(2)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为MnSO4(或Mn2＋)。( )
(3)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应。( )
(4)金属阳离子一定只具有氧化性。( )
(5)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。( )
(6)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。( )
(7)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
2．某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是生成物之一。
(1)该反应中的还原剂是________。
(2)该反应中的还原产物是________。
(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________。
(4)若反应过程中转移了0.3 mol电子，则生成水的质量是________。
解析：HNO3为常见的氧化剂，H2S为常见的还原剂，则NO为还原产物，S为氧化产物。S元素由－2价升高到0价，N元素由＋5价降到＋2价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。(4)由(3)中的化学方程式可知，当生成 4 mol H2O时，转移6 mol电子，所以当转移0.3 mol电子时，生成0.2 mol H2O，质量为3.6 g。
答案：(1)H2S (2)NO
解决氧化还原反应相关概念题的解题思路
(1)理清概念间的关系，把握知识线索(详见前面的知识梳理)。
(2)明确分析问题的方法思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(3)有关电子转移数目的判断
关键是明确反应中元素的化合价变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1 mol氧化剂得电子的物质的量或1 mol还原剂失电子的物质的量。例如：
提升一 氧化还原反应的相关概念
1．(2017·高考北京卷)下列变化中，气体被还原的是( )
A．二氧化碳使Na2O2固体变白
B．氯气使KBr溶液变黄
C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色
D．氨使AlCl3溶液产生白色沉淀
解析：选B。二氧化碳与过氧化钠反应，过氧化钠中氧元素化合价既有升高又有降低，二氧化碳中的碳元素和氧元素化合价都不变，A项错误；溶液变黄说明有溴单质生成，反应后溴元素化合价升高，溴离子被氧化，氯气被还原，B项正确；乙烯与溴的反应是加成反应，C项错误；氨与氯化铝溶液反应产生白色沉淀，是复分解反应，D项错误。
2．制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，下列说法正确的是( )
A．氢元素被氧化，碳元素被还原
B．HCN是氧化剂，CaCO3是还原剂
C．CaCN2是氧化产物，H2为还原产物
D．CO为氧化产物，H2为还原产物
解析：选C。该题的最关键的一点是分析各元素的化合价变化，难点是确定碳元素在HCN和CaCN2中的化合价，从反应物CaCO3到生成物CO2，碳的化合价均为＋4价，没有改变，再从生成物H2分析发现氢元素的化合价降低，显然HCN中H得电子，HCN是氧化剂，而CaCO3中的各元素化合价均无变化，则还原剂也必是HCN，其中的碳元素一定被氧化，在HCN中碳元素为＋2价，CO中的碳元素也为＋2价，则CaCN2中的碳元素为＋4价，故CaCN2为氧化产物。
3．(双选)(2020·济南高三模拟)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法正确的是( )
A．N2H4是氧化剂
B．N2O4是还原剂
C．N2既是氧化产物又是还原产物
D．每生成3 mol N2转移电子的数目为8NA
解析：选CD。该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，N2O4是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原产物，每生成3 mol N2转移电子的数目为8NA，故C、D正确。
提升二 氧化还原反应中电子转移的表示方法及计算
4．(教材改编题)下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是________；其中属于歧化反应的是________，属于归中反应的是____________，属于部分氧化还原反应的是____________。
解析：①中标错了转移电子数，应为“12e－”；②中标错了“得”“失”，且转移电子数应为“e－”；③中KClO3的线桥指向错误，应指向Cl2，且转移电子数应为“5e－”；④中单线桥本身表示电子转移方向，故不需标注“得”或“失”。只有⑤正确。其余问题按概念判断即可。
答案：⑤ ② ③ ③④⑤
5．(2020·汕头高三模拟)氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域，在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是( )
A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C．AlN中氮元素的化合价为＋3价
D．AlN的摩尔质量为41 g
解析：选B。反应中氮元素由0价→－3价，碳元素由0价→＋2价，所以N2是氧化剂，C是还原剂，每生成1 mol AlN转移3 mol电子，AlN的摩尔质量为41 g/mol。
学习任务2 氧化还原反应的规律及应用
1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价降低总数等于升高总数。
2．价态归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为“价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，低升高降只靠拢”。
3．强弱规律
氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。
即氧化性：氧化剂＞氧化产物；
还原性：还原剂＞还原产物。
应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱，还可用于判断某个反应能否发生。
4．先后规律
(1)含义：越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，与还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，与氧化性最强的优先发生反应。
(2)应用：判断物质的稳定性及反应顺序。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。( )
(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。( )
(3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼。( )
(4)向浓H2SO4中通入H2S气体，1 mol浓硫酸转移电子数可能是6NA，也可能是2NA。( )
(5)1 mol Cl2与Ca(OH)2 完全反应，转移的电子数是2NA。( )
(6)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应，转移电子数为6NA。( )
解析：(4)H2SO4(浓)＋3H2S===4S↓＋4H2O
H2SO4(浓)＋H2S===SO2↑＋S↓＋2H2O
前一反应中1 mol浓H2SO4转移6NA个电子，后一反应中转移2NA个电子。
(5)Cl2既是氧化剂又是还原剂，1 mol Cl2和Ca(OH)2反应，转移电子数应为NA。
(6)利用价态归中规律，
所以转移电子数应为5NA。
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5) × (6)×
2．向FeBr2溶液中缓缓通入Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？
答案：由于还原性I－＞Fe2＋＞Br－，所以向FeBr2溶液中缓缓通入Cl2，首先被氧化的是Fe2＋；向FeI2溶液中缓缓通入Cl2，首先被氧化的是I－。
3．(1)(2018·高考全国卷Ⅰ)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。
(2)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下，其中“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，该反应中氧化产物是____________。
(3)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(4)向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色，则Br－还原性________Cl－(填“强于”或“弱于”)。
解析：(1)氯气与硝酸银反应生成N2O5，氯气做氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以该反应的氧化产物为O2。
(2)根据图示，“尾气吸收”时ClO2转化为ClO，ClO2做氧化剂，则H2O2做还原剂，H2O2转化为O2，由ClO2ClO、H2O2O2，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，氧化产物为O2。
(3)根据元素化合价的变化可知，1 mol KClO3变成1 mol ClO2得到1 mol电子，1 mol Na2SO3变成1 mol SO失去2 mol电子，根据得失电子守恒该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1。
(4)溶液上层呈橙红色，说明Cl2与NaBr反应生成了Br2与NaCl，则Br－还原性强于Cl－。
答案：(1)O2 (2)2∶1 O2 (3)2∶1 (4)强于
守恒规律可用于计算和配平；强弱规律可用于判断物质的氧化性、还原性强弱，或用于判断某个反应能否发生；价态归中规律可用于推测物质的性质及判断元素价态变化情况，但注意只适用于同一元素的不同价态物质在反应时的判断。
提升一 守恒规律的应用
1．若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为( )
A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1
解析：选B。配平该反应：3(NH4)2SO43SO2↑＋4NH3↑＋N2↑＋6H2O，从而推断出化合价变化和未变化的N原子个数之比为1∶2。
2．(双选)(2020·镇江检测)在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S，反应结束后，经处理获得单质硫x mol。下列说法正确的是( )
A．反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原
B．氧化剂是Fe3＋，氧化产物是Cu2＋
C．反应中转移电子的物质的量为2x mol
D．反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为 y mol，则原Fe3＋的总物质的量为(y－x) mol
解析：选CD。CuFeS2中Cu、Fe均为＋2价，S为－2价，，Fe3＋为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S为氧化产物，A、B错误；生成x mol单质硫时转移2x mol电子，C正确；生成x mol单质硫，则参加反应的Fe3＋的物质的量为2x mol，生成n(Cu2＋)＝x mol，n(Fe2＋)＝x mol，溶液中剩余n(Fe3＋)＝y－x－x＝(y－3x) mol，则原Fe3＋的总物质的量n(Fe3＋)＝(y－x) mol，D正确。
提升二 价态归中规律的应用
3．在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中， 被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A．1∶6 B．6∶1 C．1∶5 D．5∶1
解析：选D。据“价态归中，互不交叉”规律， KClO3中的Cl元素和HCl中的Cl元素发生归中反应，生成零价态的Cl2，用双线桥法标出电子得失情况如下：
4．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：
①G―→Q＋NaCl
②Q＋H2OX＋H2
③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O
④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是( )
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
解析：选A。由①得出Q价态高于G，因为G必介于Q和－1 价的Cl之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。
提升三 强弱规律、先后规律的应用
5．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol 的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是( )
A．铁溶解，析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu
B．铁溶解，析出0.01 mol Ag并放出H2
C．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Fe3＋
D．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Cu2＋
解析：选C。因为氧化性Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以先发生反应2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，其中0.005 mol的铁粉与0.01 mol 的AgNO3反应，析出0.01 mol Ag，再发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，其中剩余的0.005 mol铁粉与0.01 mol的Fe(NO3)3反应，溶液中不再有Fe3＋。
6．(2020·淮北联考)向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量Cl2，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况
B．原混合溶液中c(FeBr2)＝6 mol·L－1
C．当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
D．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3
解析：选B。根据还原性Br－＜Fe2＋＜I－，线段AB代表I－物质的量的变化情况，线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况，线段DE代表Br－物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2 mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3，D项正确。
氧化性与还原性的强弱比较
1．根据元素在周期表中的位置判断
(1)同主族元素，从上到下对应原子金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
(2)同周期元素，从左到右对应原子金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
2.根据金属活动性顺序判断
按照金属活动性顺序，排在前面的金属元素其单质的还原性强，排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。
3．根据氧化还原反应的方程式判断
对于同一氧化还原反应一般有如下对应关系：
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
则氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。
例如：根据K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O 可以判断：在酸性条件下，氧化性：K2Cr2O7＞Cl2，还原性：浓HCl＞CrCl3。
4．根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断
当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可根据反应条件要求的高低来进行判断，反应条件要求越低，性质越强；若氧化产物价态不同，则价态越高，氧化剂的氧化性越强。
5．根据原电池、电解池的电极反应判断
(1)两种不同的金属构成原电池的两极，还原性：一般负极金属＞正极金属。
(2)在电解过程中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性越强的非金属阴离子优先在阳极放电。
6．根据微粒反应过程中能量变化判断
(1)当H2＋X2===2HX(放出热量Q1)，H2＋Y2===2HY(放出热量Q2)，若Q1>Q2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强；X－的还原性比Y－的还原性弱。
(2)当几种原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时，放出的能量越多，或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱。
(3)元素的原子失去相同的电子形成阳离子时，吸收的能量越少，说明失电子越容易，其还原性越强。
7．根据物质浓度或溶液酸碱性判断
某些物质的氧化性、还原性与溶液的酸碱性也有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；NO在中性条件下无强氧化性，但在酸性条件下具有强氧化性。
学习任务3 氧化还原反应方程式的配平、书写与计算
1．氧化还原反应方程式的配平原则
2．一般氧化还原反应方程式的配平——化合价升降法
3．氧化还原反应的计算
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
1．(教材改编题)根据FeS2＋O2Fe2O3＋SO2回答下列问题：
(1)1分子还原剂化合价升高总数为________，1分子氧化剂化合价降低总数为________。
(2)配平后各物质的系数依次为_________________________________________。
解析：依据氧化还原反应的基本概念及元素化合价的变化情况判断、配平即可。
答案：(1)11 4 (2)4、11、2、8
2．配平下列方程式：
(1)________KI＋________KIO3＋________H2SO4===________I2＋________K2SO4＋________H2O
(2)__________MnO＋__________H＋＋__________Cl－===________Mn2＋＋________Cl2↑＋________H2O
(3)__________P4＋__________KOH＋__________H2O===__________K3PO4＋__________PH3
(4)________ClO－＋________Fe(OH)3＋________===________Cl－＋________FeO＋________H2O
答案：(1)5 1 3 3 3 3 (2)2 16 10 2 5 8
(3)2 9 3 3 5 (4)3 2 4OH－ 3 2 5
(1)注意特殊物质中元素的化合价，如CuFeS2中铜、铁元素的化合价均为＋2，硫元素的化合价为－2；FeS2中硫元素的化合价为－1；K2FeO4中铁元素的化合价为＋6 等。
(2)填空配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。
(3)依据得失电子守恒列等式时不要忽略变价原子的个数。
提升一 氧化还原反应方程式的配平
1．(1)酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)。配平该反应的方程式，其化学计量数依次为________________。
(2)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为________________________________________________________________________。
答案：(1)1、2、4、1、1、3
(2)2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH)
2．(1)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：
Ce3＋＋H2O2＋H2O===Ce(OH)4↓＋________
(2)完成下列离子方程式：
①Fe(OH)2＋ClO－＋______===Fe(OH)3＋Cl－
②Mn2＋＋ClO＋H2O===MnO2↓＋Cl2↑ ＋________
③P＋FeO＋CaOCa3(PO4)2＋Fe
答案：(1)2 1 6 2 6 H＋
(2)①2 1 1 H2O 2 1
②5 2 4 5 1 8 H＋
③2 5 3 1 5
配平化学方程式的基本技巧
(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
提升二 信息型氧化还原反应方程式的书写
3．(1)(2019·高考江苏卷)N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为__________________________________________________。
(2)(2018·高考江苏卷)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)(2017·高考江苏卷)45～50 ℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O, 该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)(2018·高考全国卷Ⅰ)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)(2017·高考全国卷Ⅲ)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)NH3被O2氧化生成N2O，N元素化合价从－3价升至＋1价，1 mol NH3失去4 mol e－，O元素化合价从0价降至－2价，1 mol O2得到4 mol e－，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。
(2)根据题给反应物HNO2、(NH2)2CO，生成物N2、CO2，结合质量守恒和化合价升降法配平化学方程式得：2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。
(3)在H2O存在的条件下，CuCl能被空气中的O2氧化生成Cu2(OH)2Cl2·3H2O，根据Cu和O得失电子守恒配平反应的化学方程式。
(4)由“Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂”可知Na2S2O5被氧化，做还原剂，发生氧化反应，硫元素化合价升高为＋6价，氧化产物为SO，碘单质为氧化剂，发生还原反应，碘元素化合价降低为－1价，还原产物为I－。再根据得失电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋。
(5)由题意可知：As2S3＋O2―→H3AsO4＋S，1 mol As2S3总共升高10价，1 mol O2降低4价。先根据化合价升降总数相等配平：2As2S3＋5O2―→4H3AsO4＋6S，再考虑质量守恒，反应前少12H、6O，所以反应的化学方程式为 2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S。
答案：(1)2NH3＋2O2N2O＋3H2O
(2)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
(3)4CuCl＋O2＋8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O
(4)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋
(5)2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S
信息型氧化还原反应方程式的配平步骤
提升三 氧化还原反应的计算
4．(1)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量
分数/%
2.2～
2．9
2.8～
3．1
22～
28
60～
65
1～2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
“氧化”中欲使3 mol的VO2＋变成VO，则需要氧化剂KClO3至少为________mol。
(2)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置；加入适量稀H2SO4，待 MnO(OH)2与I－完全反应生成Mn2＋和I2后，以淀粉做指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下：
O2MnO(OH)2I2S4O
①写出O2将Mn2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：
________________________________________________________________________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL，按上述方法测定水样的溶解氧，消耗0.010 00 mol·L－1Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(用mg·L－1表示)，写出计算过程。
解析：(1)3 mol VO2＋变为VO，共失去3 mol电子，而1 mol ClO变为Cl－得到6 mol电子，所以需要0.5 mol氯酸钾。
(2)①O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2的离子方程式为O2＋2Mn2＋＋4OH－===2MnO(OH)2↓。②根据2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓、MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O、I2＋2S2O===2I－＋S4O，可得关系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，则 n(O2)＝n(S2O)＝×0.010 00 mol·L－1×0.013 5 L＝3.375×10－5mol，故水样中的溶解氧＝
＝10.80 mg·L－1。
答案：(1)0.5
(2)①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓
②在100.00 mL水样中
I2＋2S2O===2I－＋S4O
n(I2)＝
＝
＝6.750×10－5mol，
n[MnO(OH)2]＝n(I2)＝6.750×10－5mol，
n(O2)＝n[MnO(OH)2]＝×6.750×10－5mol
＝3.375×10－5mol，
水中溶解氧＝
＝10.80 mg·L－1。
(1)离子型氧化还原反应方程式的配平要遵循原子守恒、电荷守恒及得失电子守恒。
(2)有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。
1．(2018·高考北京卷)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是( )
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀，随后变为红褐色
溶液变红，随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体，随后变为红棕色
解析：选C。NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，发生反应：2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，生成白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，后一过程发生了氧化还原反应，A项不符合题意；氯水中含有HCl和HClO，溶液呈酸性，能使石蕊溶液变红，次氯酸具有强氧化性，能将红色物质氧化，溶液红色褪去，该过程发生了氧化还原反应，B项不符合题意；Na2S溶液滴入AgCl浊液中，发生了沉淀的转化：Na2S(aq)＋2AgCl(s)Ag2S(s)＋2NaCl(aq)，此过程中不涉及氧化还原反应，C项符合题意；将热铜丝插入稀硝酸中，发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成无色气体NO，NO能与空气中的氧气发生反应变为红棕色：2NO＋O2===2NO2，这两步反应都是氧化还原反应，D项不符合题意。
2．(2017·高考天津卷)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
解析：选A。A项，硅太阳能电池工作时，光能转化为电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，化学能转化为电能，原电池总反应为氧化还原反应；C项，电解质溶液导电时，电能转化为化学能，总反应为氧化还原反应；D项，葡萄糖为人类生命活动提供能量时，发生氧化还原反应，化学能转化为热能。
3．(2017·高考全国卷Ⅱ)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O＋I2===2I－＋S4O)。
回答下列问题：
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是________________________________________________________________________。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和__________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液做指示剂，终点现象为______________________________________________________；
若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。
(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。
解析：(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。(4)根据Ⅱ可知MnO(OH)2能将水样中的I－氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液做指示剂，在滴定终点前淀粉遇I2变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3，结合消耗n(Na2S2O3)＝a mol·L－1×b×10－3 L＝ab×10－3 mol，可求出100.00 mL水样中溶解氧的质量为ab×10－3 mol×32 g·mol－1＝8ab×10－3 g＝8ab mg，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg÷0.100 00 L＝80ab mg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准溶液的体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3可知，测定的溶解氧的含量偏低。
答案：(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差
(2)O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2
(3)量筒 氧气
(4)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液，蓝色刚好褪去，且30 s内不恢复 80ab
(5)低
一、单项选择题
1．下列玻璃仪器的洗涤方法不涉及氧化还原反应的是( )
A．附有银镜的试管用稀硝酸清洗
B．附有油脂的烧杯用热纯碱溶液清洗
C．附有MnO2的烧瓶用热的浓盐酸清洗
D．附有硫的燃烧匙用热的烧碱溶液清洗
解析：选B。银与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，属于氧化还原反应，故A错误；附有油脂的烧杯用热纯碱溶液清洗，属于油脂水解，是非氧化还原反应，故B正确；MnO2 与热的浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，属于氧化还原反应，故C错误；硫与热的烧碱溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠和水，属于氧化还原反应，故D错误。
2．下列说法中正确的是( )
A．强氧化剂和弱还原剂易发生氧化还原反应
B．实验室制氯气的反应中，氯离子通过还原反应生成氯气
C．由Cu(OH)2生成Cu2O时，铜元素被还原
D．I－、Br－、Cl－的还原性依次减弱，氧化性依次增强
解析：选C。A项，强氧化剂和弱还原剂不易发生氧化还原反应，A错；B项，氯离子通过氧化反应生成氯气，B错；D项，I－、Br－、Cl－的还原性依次减弱，但无氧化性，D错。
3．固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不成立的是( )
A．Mg(NO2)2、O2 B．MgO、NO2、O2
C．Mg3N2、O2 D．MgO、NO2、N2
解析：选D。A、B、C三项中均有元素化合价的升降，符合氧化还原反应发生的条件；D项中由于产物中元素化合价只有降低，没有升高，不满足氧化还原反应的特征。
4．等物质的量的下列化合物与足量浓盐酸反应，得到氯气物质的量最多的是( )
已知：MnO＋H＋＋Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋H2O(未配平)
ClO＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O(未配平)
ClO－＋H＋＋Cl－Cl2↑＋H2O(未配平)
A．KClO3 B．KMnO4
C．MnO2 D．Ca(ClO)2
解析：选A。根据得失电子守恒可知，选项中物质的量相等的四种物质得电子，而浓盐酸中Cl－失电子，等物质的量的物质得到的电子越多，生成的氯气越多，A、B选项中，1 mol物质均得到5 mol电子，但是氯酸钾中的氯元素也转化成了氯气，所以A正确。
5．已知下述三个实验中的物质均能发生化学反应。
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸
将铁钉放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A．实验①和③中的铁钉只做还原剂
B．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋
C．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性
D．实验③中反应的离子方程式为Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
解析：选A。实验①中铁钉置换出铜，铁钉做还原剂，实验③中铁钉被Fe3＋氧化，铁钉做还原剂，A正确。由实验①可知氧化性：Cu2＋＞Fe2＋，B错误。实验②中Fe2＋被硝酸氧化为Fe3＋，Fe2＋是还原剂，C错误。实验③中的离子方程式的电荷不守恒，正确的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，D错误。
6．(2020·永丰高三调研)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox)(3
A．MFe2O4表现了还原性
B．MFe2Ox表现了还原性
C．SO2和NO2表现了还原性
D．SO2和NO2发生了分解反应
解析：选B。A项，由信息可知，MFe2O4与氢气的反应中，Fe元素的化合价降低，则为氧化剂，具有氧化性；B项，在常温下MFe2Ox能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，则SO2、NO2等氧化物为氧化剂，MFe2Ox为还原剂，体现其还原性；C项，由B项可知，SO2和NO2表现了氧化性；D项，SO2和NO2发生了还原反应。
7．(2020·上海十三校高三第二次联考)足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为( )
A．6.4 g B．9.6 g
C．19.2 g D．24 g
解析：选C。设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子。
则根据得失电子守恒可知，2x＝×4，
解得x＝0.1 mol，
根据原子守恒得n(Cu2＋)＝n[Cu(NO3)2]＝0.1 mol，则溶液中NO的物质的量为0.2 mol；
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
1 mol 0.2 mol
H＋过量，所以继续溶解的Cu的质量为
×3×64 g·mol－1＝19.2 g。
二、不定项选择题
8．下列氧化还原反应中，实际参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比正确的是( )
A．KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；1∶6
B．3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；2∶3
C．SiO2＋3CSiC＋2CO↑；1∶2
D．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；2∶1
解析：选BC。本题主要考查氧化还原反应的实质。结合氧化还原反应中得失电子守恒原理可知，A项反应中比例为1∶5；D项反应中比例为1∶2。
9．(2020·常州高三模拟)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的化学方程式为MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A．该反应中NO被还原
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D.中的粒子是OH－
解析：选C。NO中N元素的化合价升高，NO被氧化，A项错误。根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O，据此可知B、D项错误，C项正确。
10．高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子反应方程式为 Fe(OH)3＋ClO－＋OH－FeO＋Cl－＋H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是( )
A．由上述反应可知，Fe(OH)3的氧化性强于FeO
B．高铁酸钾中铁元素的化合价为＋6价
C．上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D．用K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，而且生成的Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
解析：选AC。反应中Fe(OH)3做还原剂，ClO－做氧化剂，配平后的离子方程式为2 (OH)3＋3O－＋4OH－===2O＋3l－＋5H2O，B正确，C错误；FeO做氧化剂时其还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解产生的Fe(OH)3 胶体具有吸附性，可做净水剂，D正确。
三、非选择题
11．(1)①在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠碱性溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为________________________________________________________________________，
离子方程式为__________________________________________________________。
②在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠碱性溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为________________________________________________________________________，
离子方程式是____________________________________________________________。
③对比①和②实验所得的结果，将I2、ClO－、SO按氧化性由强到弱的顺序排列为________________。
(2)设计实验证明以下事实并写出反应的化学方程式。
①浓硫酸的氧化性比稀硫酸强。
②氯化铁溶液中Fe3＋的氧化性比硫酸铜溶液中的Cu2＋强。
③铁的还原性比铜强。
解析：(2)①可根据Cu和浓H2SO4加热反应，而Cu和稀H2SO4加热也不反应来证明。②③可利用氧化还原反应来证明。
答案：(1)①NaClO将KI氧化生成了I2
ClO－＋2I－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－
②I2将Na2SO3氧化成了Na2SO4，自身被还原为I－
SO＋I2＋2OH－===SO＋2I－＋H2O
③ClO－＞I2＞SO
(2)①Cu与浓H2SO4在加热时反应而与稀H2SO4在加热时不反应。
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②Cu能与FeCl3溶液反应。
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
③Fe能与CuSO4溶液反应置换出Cu。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(答案合理即可)
12．(2020·承德期末)黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
①图1转化过程的总反应中，FeS2做________(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是________。
②写出图1中Fe3＋与FeS2反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋的过程中，控制起始时Fe2＋的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，Fe2＋被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO===NO＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为________mol。
②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋转化率的原因：___________________________________。
解析：(1)①转化过程中FeS2中S元素被氧化为SO，FeS2是还原剂；反应前后NO没有变化，所以NO是催化剂。②反应的离子方程式是14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋。
(2)①根据离子方程式可知，反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为4 mol。②NO是该反应的催化剂，加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O，生成的NO更多，加快了反应速率。
答案：(1)①还原剂 催化剂 ②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率
13．联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的电子式为____________，其中氮元素的化合价为____________。
(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2__________kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)N2H4中原子间以共价键结合，其电子式为。N2H4中H为＋1价，由化合物中各元素化合价的代数和为0，可确定N为－2价。(2)反应中NaClO和NH3分别做氧化剂和还原剂，根据得失电子守恒和原子守恒可写出相应的化学方程式。(3)由于联氨具有还原性，能将AgBr中的Ag＋还原为Ag，可看到固体逐渐变黑，N2H4被氧化为N2，可看到溶液中有气泡产生。1 mol 联氨在反应中失去4 mol电子，而1 mol O2能得到4 mol 电子，且联氨与O2的相对分子质量相等，故反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等，故1 kg的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1 kg。使用联氨处理水中溶解的O2，消耗联氨的量少，且氧化产物为N2，对环境无污染，而用Na2SO3处理水中溶解的O2时，Na2SO3被氧化为Na2SO4，产生新杂质。
答案：(1)
(2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O
(3)固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N2H4的用量少，不产生其他杂质(产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4)
14．(2017·高考北京卷)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________________________________________________________________________。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素(M＝60 g·mol－1)含量的方法如下：
取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1 mL c1 mol·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是________。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理
NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是________。
③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下，15NO 与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：
____________15NNO＋ＫH2O
解析：(1)①根据题意，反应物为H2O和CO(NH2)2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。④根据题意，加入硫酸的总物质的量为c1V1×10－3 mol，NaOH消耗硫酸的物质的量为 mol，因此与NH3反应的硫酸的物质的量为(c1V1－)×10－3 mol，根据关系式：CO(NH2)2～2NH3～H2SO4，得n[CO(NH2)2]＝(c1V1－)×10－3 mol，m[CO(NH2)2]＝(c1V1－)×10－3 mol×60 g·mol－1＝0.06(c1V1－) g，因此尿素溶液中溶质的质量分数为＝
。(2)①由题图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba(NO3)2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由题图b可知，Ba(NO3)2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 mol Ba(NO3)2转化成NH3得到2 mol×8＝16 mol电子，1 mol氢气失去2 mol 电子，因此消耗的氢气与硝酸钡的物质的量之比为8∶1。③根据题意，有氧气参与反应，同时根据生成物为15NNO和H2O，可推测出参加反应的15NO与NH3的物质的量之比为1∶1，结合得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。
答案：(1)①CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O
③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4
④
(2)①BaO ②8∶1 ③415NO＋4NH3＋3O2 4 6
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