初高中化学衔接 第7讲 氧化还原反应初升高化学.docx

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初高中化学衔接第7讲氧化还原反应初升高化学

初高中化学衔接第3讲氧化还原反应原理及其规律

回顾：

1、氧化还原反应的原理

1.定义：

在反应过程中有发生的反应是氧化还原反应。

2．实质：

反应过程中有电子的转移（电子得失或或共用电子对的偏移）。

3．特征：

化合价有升降

课堂练习1：

分析下列哪些反应是氧化还原反应，哪些不是氧化还原反应？

（1）CaO＋H2O＝Ca（OH）2

（2）2KClO3

2KCl＋3O2↑

（3）BaCl2＋H2SO4＝BaSO4↓＋2HCl（4）CaCO3

CaO＋CO2↑

（5）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（6）3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2↑

（7）Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（8）3CCl4＋2K2Cr2O7＝2CrO2Cl2＋3COCl2＋2KCl

4.氧化还原反应与四种基本类型反应的关系

要点精析：

①置换反应全部属于氧化还原反应。

②复分解反应全部属于非氧化还原反应。

③有单质参加的化合反应全部是氧化还原反应。

④有单质生成的分解反应全部是氧化还原反应。

⑤有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应，如3O2==2O3。

5.氧化还原反应的定性分析（几对相关概念）

①．氧化剂与还原剂

氧化剂：

得到电子（或电子对偏向、化合价降低）的物质。

还原剂：

失去电子（或电子对偏离、化合价升高）的物质。

氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。

②．氧化性与还原性

氧化剂具有的得电子的性质称为氧化性；还原剂具有的失电子的性质称为还原性。

③．氧化反应与还原反应

氧化反应：

失去电子（化合价升高）的反应。

还原反应：

得到电子（化合价降低）的反应。

④．氧化产物与还原产物

氧化产物：

还原剂在反应中失去电子后被氧化形成的生成物。

还原产物：

氧化剂在反应中得到电子后被还原形成的生成物。

小结：

氧化还原反应中各概念之间的相互关系

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）。

课堂练习2：

从氧化还原反应定性角度分析反应Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

氧化剂是：

还原剂是：

氧化产物是：

还原产物是：

被氧化的是：

被还原的是：

发生还原反应的是：

发生氧化反应的是：

课堂练习3：

某元素在化学反应中，由化合态变为游离态，则该元素（）

A．一定被氧化B．一定被还原

C．可能被氧化，也可能被还原D．化合价降低为0

小结：

金属元素只能失电子，只有正价，所以金属单质只有还原性；非金属元素既能得电子表现负价，又能失（偏离）电子表现正价，所以非金属单质多数既有氧化性又有还原性。

6.氧化还原反应的定量分析（电子转移的方向与数目）

（1）．双线桥法——表示电子得失的结果

①标变价（元素）：

两条桥线从反应物指向生成物，且对准同种元素；

②标得失：

要标明“得”“失”电子，且数目要相等；

一般在线桥上可不标明化合价的升降，如：

（2）．单线桥法——表示电子转移情况

①一条桥线表示不同元素原子得失电子的情况；

②不需标明“得”“失”电子，只标明电子转移的数目；

③箭头表示电子转移的方向；

④单线桥箭头从还原剂指向氧化剂。

如：

课堂练习4：

标出下列反应的电子转移方向与数目。

（1）2KClO3

2KCl＋3O2↑

（2）2H2S＋3O2

2SO2＋2H2O

问：

反应

（2）中氧化产物是，还原产物是，氧化产物与还原产物的物质的量之比为。

（3）KClO3＋6KOH＋3MnO2＝3K2MnO4＋KCl＋3H2O

（4）4HCl（浓）+MnO2

MnCl2+Cl2↑+2H2O

①还原剂是　　　　　　，还原产物是　　　　　　，氧化剂是　　　　　　，氧化产物是　　　　　　．

②氧化剂与还原剂的物质的量比是　　　　　　．

③当有4molHCl被氧化时，氧化产物的物质的量为　　　　　　，反应中转移的电子数为　　　　　　．生成的氯气的体积为多少L（标况）

（5）Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O

二、氧化还原反应的基本规律

1.化合价有升必有降，升降总数必相等规律

例1：

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，推测其热分解的可能产物，提出如下4种猜想：

甲：

Mg（NO3）2、NO2、O2乙：

MgO、NO2、O2　丙：

Mg3N2、O2　　　　丁：

MgO、NO2、N2

小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是。

2．元素价态规律（氧化性——得电子；还原性——失电子）：

同种元素具有多种价态时，最高价态的只有氧化性，最低价态的只有还原性，处于中间价态的既有氧化性又有还原性。

例2．下列变化，必须加入氧化剂才能发生的是—————————————（）

A．CuO→CuSO4B．CO2→CO

C．KClO3→O2D．Fe→Fe3O4

3．性质强弱规律：

氧化性：

氧化剂＞氧化产物；还原性：

还原剂＞还原产物。

例3．根据所给的4个反应，判断下列4种物质的氧化性由强到弱的正确顺序是（　　）

（1）Cl2+2KI=2KCl+I2

（2）2FeCl2+Cl2=2FeCl3（3）2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2

（4）H2S+I2=S↓+2HI．

A．

S＞I2＞Fe3+＞Cl2

B．

Cl2＞Fe3+＞I2＞S

C．

Fe3+＞Cl2＞S＞I2

D．

Cl2＞I2＞Fe3+＞S

【练习】．已知X和Y是两种单质，它们之间的反应是X+Y==X2++Y2－，现有下列叙述：

①X被氧化；②X是氧化剂；

③Y2－是还原产物；④X2+具有氧化性；⑤Y2－具有还原性；⑥Y单质的氧化性比X2+的氧化性强，在上述说法中正确的是（）。

A．①②③B．①②⑥C．①③④⑤⑥D．①③④⑤

拓展：

氧化性和还原性相对强弱比较方法

1．根据氧化还原反应的方向判断：

氧化性：

氧化剂>氧化产物，还原性：

还原剂>还原产物

2．根据元素活动性顺序：

（1）根据金属活动性顺序：

（1）根据非金属活动性顺序：

3．从反应所需条件和反应的剧烈程度来比较：

一般地，一组反应中，反应条件要求越低，反应越剧烈，对应反应物的氧化性或还原性越强。

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，

2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，

从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力：

KMnO4>MnO2。

4．根据元素的价态：

①同种元素价态越高，一般，氧化性越强（如Fe3+>Fe2+）。

但例外的，氧化性：

HClO>HClO2>HClO3>HClO4。

②同种元素价态越低，还原性越强（如S2->S>SO2）。

③最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性，中间价态兼具氧化性和还原性。

5．浓度、温度、酸碱性等：

例如：

浓HNO3的氧化性>稀HNO3，加热时浓H2SO4的氧化性增强，

KMnO4溶液在酸性条件下氧化增强等。

4．强者优先规律：

在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂则首先与溶液中还原性最强的还原剂作用。

例如，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：

先：

2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－，后：

2Br－+Cl2==Br2+2Cl－。

例4．X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z放入稀硫酸中时，X溶解，Z不溶解；若在含YSO4和ZSO4共存的溶液中，加入活泼金属a，Y先被置换出；又知MSO4的氧化性强于YSO4，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为—————（）

A．X＞Z＞Y＞MB．X＞Y＞Z＞M

C．M＞Z＞X＞YD．X＞Z＞M＞Y

【练习】往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，发现有少量金属析出，过滤后往滤液中滴加盐酸有白色沉淀生成，则析出的少量金属可能含有的是—————————————————————————————（）

A．Cu和AgB．CuC．AgD．无法判断

5．邻位转化规律

如果氧化还原反应发生在不同价态的同一种元素之间，一般说来反应物中高价态变成产物中的较高价态，反应物中的低价态变成产物中的较低价态，即高者仍高，低者仍低，不会出现价态的交叉，因为这样会消耗更多能量。

例5．请分析反应H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O的氧化产物是？

还原产物是？

该反应转移的电子数是？

6.价态归中规律

含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价+低价——中间价”，而不会出现交错现象。

例如：

KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O

7.歧化反应规律

发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。

其反应规律是：

所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即“中间价→高价+低价”。

具有多种价态的元素（如氯、硫、氮和磷元素等）均可发生歧化反应，如：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

7．电子得失守恒规律

在任何氧化还原反应中，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，或者说氧化剂化合价降低总数值等于还原剂化合价升高总数值。

例6．当KXO4与H2O2的物质的量之比恰好按2：

5进行反应时，KXO4中的X元素被还原为较低价态，则反应完X元素的化合价变为

　A.+1　　　　　　B.+2　　　　　　C.+3　　　　　　D.+4

课后拓展：

常见的氧化剂、还原剂

1、常见的氧化剂:

在化学反应中易得电子被还原的物质。

（1）典型的非金属单质如：

O2、Cl2、Br2、I2、S…（其氧化性强弱与非金属活动性基本一致）。

（2）有变价元素的高价态化合物如：

、

、浓

、

、

…。

（3）金属阳离子如：

Fe3+、Cu2+、（H+）…（在金属与酸、盐溶液的置换反应，如反应

Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu中，实质上是Cu2+离子氧化Fe原子，Cu2+作氧化剂，Fe是还原剂）。

2、常见还原剂:

在化学反应是易失电子被氧化的物质。

（1）典型的金属单质如：

K、Ca、Na、Mg…（其还原性强弱与金属活动性基本一致）。

（2）某些非金属单质及氧化物如：

H2、C、CO、SO2…。

（3）有变价元素的低价态化合物如：

H2S、HI、HBr、HCI、FeSO4、Na2SO3…。

（4）非金属阴离子如：

S2－、I－、Br－、CI－…。

课后巩固练习：

1.下列类型的反应，一定没有发生电子转移的是（）。

A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应

2．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。

为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，在包装袋中应放入的化学物质是（）

A．无水硫酸铜、蔗糖B．硅胶、硫酸亚铁

C．食盐、硫酸亚铁D．生石灰、食盐

3．苹果汁是人们喜爱的饮料．由于饮料中含有Fe2＋，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变成棕黄色．若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生，这说明维生素C具有（　　）

A．氧化性　　　　　　B．还原性C．碱性D．酸性

4.下列变化需要加入某种还原剂才能实现的是（）

A．Cl﹣→Cl2B．H2→HClC．Fe3+→Fe2+D．CaCl2→CaCO3

5.下列叙述中正确的是（）。

A．氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂

B．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应

C．比较难失电子的原子，获得电子的能力一定强

D．氧化还原反应中有一种元素被氧化，肯定有另一种元素被还原

6.在化学上，常用CaH2作为制取氢气的药剂，有关反应的化学方程式为：

CaH2＋2H2O＝Ca（OH）2＋2H2↑，有下列四种判断，正确的是（）

A.H2O是氧化剂B.CaH2中的氢元素被还原

C.H2只是氧化产物D.此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:

2

7．今有三个氧化还原反应：

①2FeCl3+2KI==2FeCl2+2KCl+I2   

②2FeCl2+Cl2==2FeCl3  ③2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

若溶液中有Fe2+和I-共存，要氧化除去I-而又不影响Fe2+和Cl-，可加入的试剂是（）

A．Cl2B．KMnO4 C．FeCl3D．HCl

8．下列微粒中，只有氧化性的是（　　）

①S2-　②Fe2+　③Fe3+　④S　⑤H+　⑥Na+　⑦Mg

A．①⑦B．②④C．③⑤⑥D．②④⑤⑥

9．下列叙述正确的是（）。

A．元素的单质一定由氧化或还原该元素的化合物制得

B．在化学反应中，失电子越多的还原剂，其还原性就越强

C．阳离子只能得到电子被还原，阴离子只能失去电子被氧化

D．含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性

10．下面三种方法都可以制得Cl2：

①MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

②2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑

③O2＋4HCl（g）

2H2O＋2Cl2

这三种氧化剂的氧化性由强到弱的顺序是（）

A．O2>MnO2>KMnO4B．KMnO4>MnO2>O2

C．MnO2>KMnO4>O2D．O2>KMnO4>MnO2

11.已知：

X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2＞Z2＞X2＞Y2，下列氧化还原反应能发生的是（）

A．2NaW＋Z2＝2NaZ＋W2B．2NaX＋Z2＝2NaZ＋X2

C．2NaY＋W2＝2NaW＋Y2D．2NaZ＋X2＝2NaX＋Z

12．G、Q、X、Y、Z五种物质均为氯的含氧化合物，现在不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下转化关系（未配平）

（1）G→Q+NaCl

（2）Q+H2O→X+H2（3）Y+NaOH→G+Q+H2O（4）Z+NaOH→X+Q+H2O

这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序是（）

A．QGZYXB．GYQZXC．GYZQXD．ZXGYQ

13．用下列方法均可制取氧气：

（1）2KClO3

2KCl+3O2↑

（2）2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑

（3）2HgO

2Hg+O2↑（4）2KMnO4═K2MnO4+MnO2+O2↑

若要制得相同质量的氧气，反应中电子转移数目之比为（　　）

A．

3：

2：

1：

4

B．

1：

1：

1：

1

C．

2：

1：

2：

2

D．

1：

2：

1：

1

14．在KClO3+6HCl（浓）═KCl+3Cl2+3H2O的反应中，当有10mol电子发生转移后，被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量之比是（　　）

A．

1：

5

B．

5：

1

C．

6：

1

D．

1：

6

15．一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO3=2HNO3+4N2↑+9H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（　　）

A．5∶4B．5∶3C．1∶1D．3∶5

16．分析：

在4Fe3++2H2O=4Fe2++4H++O2↑反应中，每生成标准状况下22.4LO2，电子转移的个数为（　　）

A．

6.02×1023

B．

1.806×1024

C．

1.204×1024

D．

2.408×1024

17．从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还原性最强。

（1）铁钉浸入CuSO4溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO3溶液后，表面会附有银白色物质。

则在Cu、Fe、Ag中，________的还原性最强；在Cu2+、Fe2+、Ag+中，________的氧化性最强。

（2）铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质（FeCl3），而在盐酸中生成淡绿色溶液（FeCl2）。

则在氯气分子（Cl2）、氯离子、氢离子中，________具有氧化性，________的氧化性最强。

18．某学生为了验证氢气还原氧化铜的产物，设计了下图所示的实验装置。

⑴写出编号仪器的名称：

①_____________；②_______________；

⑵浓H2SO4的作用是_________________；⑶本实验需要加热的装置为_____（填字母编号）。

⑷写出装置C、D中可观察到的现象：

C___________________，D_______________________。

⑸D中反应每生成1mol水分子，转移的电子数为__________个。

18

（1）锥形瓶;长颈漏斗

（2）除去氢气中的水蒸气（3）D

（4）白色固体变为蓝；黑色粉末变为红色（5）2NA