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

１ 氧化還原反應(yīng)的判斷

高考中氧化還原反應(yīng)的判斷不僅是對學(xué)生基礎(chǔ)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(yīng)的關(guān)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(yīng)前后元素化合價的變化等，學(xué)生可以更加準(zhǔn)確地識別氧化還原反應(yīng)．

例１ （２０２３年全國乙卷）下列應(yīng)用中涉及氧化還原反應(yīng)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(fā)光

解析

使用明礬凈化水，其核心機制在于明礬能夠發(fā)生水解反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)，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(yīng)，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(yīng)過程中化合價會發(fā)生改變，為氧化還原反應(yīng)，選項C正確．熒光指示牌被照發(fā)光是因為光的反射，并未發(fā)生反應(yīng)，選項D錯誤．答案為C．

點評

氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中的一類重要反應(yīng)，其中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是緊密相連、相互依存的，它們共同構(gòu)成了氧化還原反應(yīng)的整體．在識別氧化還原反應(yīng)時，我們需要注意一些特殊的反應(yīng)類型，例如歧化反應(yīng)．此外，還需要關(guān)注元素存在形態(tài)的變化，在化學(xué)反應(yīng)中，元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，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(guān)系對于掌握氧化還原反應(yīng)至關(guān)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(guān)系能幫助我們預(yù)測和解釋氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移情況．

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

A．生成１molN２O，轉(zhuǎn)移４mol電子

B．NH２OH 是還原產(chǎn)物

C．NH２OH 既是氧化劑又是還原劑

D．若設(shè)計為原電池，F(xiàn)e２＋ 為負(fù)極產(chǎn)物

解析

可以將已知反應(yīng)拆分成如下反應(yīng)：２NH２OH－４e－ →N２O＋４H＋ ＋H２O，４Fe３＋ ＋４e－ →４Fe２＋ ，則生成１ molN２O，轉(zhuǎn)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(gòu)一個原電池，那么正極通常是得到電子的一極，F(xiàn)e３＋ 為氧化劑，得到電子生成Fe２＋ ，故Fe２＋ 為正極產(chǎn)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(yīng)實現(xiàn)了化學(xué)物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化不僅改變了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，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(yīng)的外在表現(xiàn)，它直觀地反映了元素在反應(yīng)中的氧化或還原狀態(tài)．因此，深入理解電子轉(zhuǎn)移和化合價升降這兩個基本性質(zhì)，對于掌握氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律，以及應(yīng)用氧化還原反應(yīng)解決實際問題都具有重要的指導(dǎo)意義．

２ 化學(xué)式的書寫

在高考化學(xué)中，氧化還原反應(yīng)是考查學(xué)生化學(xué)知識運用能力的重點內(nèi)容之一，而正確書寫氧化還原反應(yīng)中的化學(xué)式則是解題的關(guān)鍵．這些化學(xué)式不僅反映了反應(yīng)物與生成物之間的關(guān)系，更揭示了氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移和化合價的變化．

例３ （２０２３年遼寧卷，節(jié)選）硫酸工業(yè)在國民經(jīng)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(xiàn)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(shù)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(xué)式）．

解析

圖示曲線顯示，７００℃左右出現(xiàn)兩個吸熱峰，說明此時CuSO４ 發(fā)生熱分解反應(yīng)，從TG 圖像可知，質(zhì)量減半表明有CuO 剩余，且伴隨其他氣體生成，此時氣體產(chǎn)物為SO２、SO３、O２，可能出現(xiàn)的化學(xué)方程式為３CuSO４=７００℃=３CuO ＋２SO２ ↑ ＋SO３↑＋O２↑，結(jié)合反應(yīng)中固體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物的質(zhì)量可以確定，該反應(yīng)的產(chǎn)物為CuO、SO２、SO３、O２．

答案 CuO，SO３．

點評

熟練掌握氧化還原反應(yīng)中化學(xué)式的書寫方法和技巧，對于學(xué)生在高考中取得優(yōu)異成績至關(guān)重要．這不僅要求學(xué)生深刻理解氧化還原反應(yīng)的基本原理，還要能夠靈活運用化學(xué)式書寫規(guī)則，準(zhǔn)確表達反應(yīng)過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和電子轉(zhuǎn)移情況．

３ 氧化還原反應(yīng)的計算

在高考化學(xué)中，有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算是檢驗學(xué)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(huán)節(jié)．這類計算不僅涉及反應(yīng)方程式的配平、化學(xué)計量關(guān)系的確定，還涵蓋了氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、化合價變化等核心概念的運用．

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

A．過程Ⅰ中NO－ ２ 發(fā)生氧化反應(yīng)

B．a(chǎn) 和b 中轉(zhuǎn)移的e－ 數(shù)目相等

C．過程Ⅱ中參與反應(yīng)的n（NO）∶n（NH４＋）＝１∶４

D．過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為NO２－＋NH４＋＝N２↑＋２H２O

解析

應(yīng)過程可知，過程Ⅰ 中NO－ ２ 轉(zhuǎn)化為NO，N 元素化合價由＋３降為＋２，則NO－ ２發(fā)生還原反應(yīng)，選項A 錯誤．在酶１的作用下，NO－ ２轉(zhuǎn)化為NO 和H２O，遵循化學(xué)反應(yīng)的原則，即得失電子守恒、電荷守恒以及原子守恒，離子反應(yīng)方程式為、電荷守恒以及原子守恒，離子反應(yīng)方程式為NO－ ２ ＋２H＋ ＋e－ =酶= １NO＋H２O，生成１molNO 時，a 過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為１，過程Ⅱ中，NO和 NH４＋ 在酶２的作用下，生成 H２O 和N２H４，根據(jù)守恒原則，該反應(yīng)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(zhuǎn)移的電子數(shù)目為３．綜上分析，兩個過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)并不相等，選項B錯誤．由以上分析可知，過程Ⅱ中參與反應(yīng)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(yīng)為NO２－＋NH４＋＝N２↑＋２H２O，選項D正確．答案為D．

點評

在解答有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算時，要求學(xué)生不僅要有扎實的化學(xué)理論基礎(chǔ)，還要能夠靈活運用數(shù)學(xué)計算技巧，準(zhǔn)確處理氧化還原反應(yīng)中的數(shù)量關(guān)系．

在解答氧化還原反應(yīng)類試題時，熟練掌握相關(guān)定義，正確判斷各物質(zhì)的性質(zhì)是解題基礎(chǔ)，準(zhǔn)確寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式是解題的關(guān)鍵．因此，在日常學(xué)習(xí)中，學(xué)生要積極總結(jié)，不斷提升自身的解題效率．

（完）