高考化学一轮复习学案鲁科版 第2章 元素与物质世界 第3节 氧化剂和还原剂学案 鲁科版Word下载.docx

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四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。

3．电子转移的表示方法——双线桥法与单线桥法

（1）双线桥法：

①标变价，②画箭头，③算数目，④说变化。

用双线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目：

____________________。

（2）单线桥法：

箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得”“失”字样。

用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目：

4．常见氧化剂与还原剂

（1）氧化剂

①某些活泼的非金属单质：

如Cl2，一般被还原为Cl－。

②元素处于高价态的物质：

如浓硫酸，一般被还原为SO2。

③过氧化物：

如H2O2，一般被还原为H2O。

（2）还原剂

①活泼的金属单质：

如Zn，一般被氧化为Zn2＋。

②某些活泼的非金属单质：

如H2，一般被氧化为H2O。

③元素处于低价态的物质：

如CO，一般被氧化为CO2。

[应用体验]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）。

（1）含最高价元素的化合物，一定具有强氧化性。

（　　）

（2）某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化。

（　　）

（3）非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性。

（4）H2O作为还原剂时，产物中一般有O2生成。

（5）无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应。

（6）氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。

【提示】　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）√　（5）×

　（6）×

2．对于反应：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，请填空。

（1）氧化剂是________，发生________反应，还原产物是________。

（2）还原剂是________，发生________反应，氧化产物是________。

（3）生成1molCl2，被氧化的HCl为________mol，转移电子数为________。

（4）在此反应中，表现氧化性的物质是________。

（5）此反应中，HCl表现的性质有________。

【提示】　

（1）MnO2　还原　MnCl2

（2）HCl　氧化　Cl2

（3）2　2NA　（4）MnO2

（5）酸性、还原性

1．（永丰县调研）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox）（3<

x<

4；

M表示Mn、Co、Zn或Ni的二价离子），常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，转化流程如图所示：

有关上述转化过程的下列叙述正确的是（　　）

A．MFe2O4表现还原性

B．MFe2Ox表现还原性

C．SO2和NO2表现还原性

D．SO2和NO2发生分解反应

B　[A项，由信息可知，MFe2O4与氢气的反应中，M元素的化合价降低，则为氧化剂，具有氧化性；

B项，MFe2Ox在常温下，它能使工业废气中的SO2、NO2等氧化物转化为单质，则氧化物为氧化剂，MFe2Ox为还原剂，体现其还原性；

C项，由B可知，SO2和NO2表现了氧化性；

D项，SO2和NO2发生了还原反应。

]

2．O2F2可以发生反应：

H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是（　　）

A．氧气是氧化产物

B．O2F2既是氧化剂又是还原剂

C．若生成4.48LHF，则转移0.8mol电子

D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4

D　[

A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，氧气是还原产物，错误；

B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，O2F2是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2，反应后变为SF6中的＋6价，H2S是还原剂，错误；

C项，没有说明是标准状况，不能确定HF的物质的量，也不能确定转移电子的物质的量，错误；

D项，根据化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4，正确。

[方法技巧]　化合价的确定方法

1口诀记忆：

一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；

二价氧、钙、钡、镁、锌；

三铝、四硅、五价磷；

说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；

铜汞二价最常见。

2代数和法：

任何化合物中正、负化合价代数和为零。

如H2C2O4中求C的化合价＋x可用公式＋1×

2＋＋x×

2＋－2×

4＝0，x＝3。

3．

（1）用双线桥表示下列反应的电子转移方向和数目。

①3S＋6NaOH

2Na2S＋Na2SO3＋3H2O

②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

③3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF

（2）用单线桥表示下列反应的电子转移方向和数目。

①4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

②2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

③Cr2O

＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O

④CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑

【答案】　

（1）

（2）①

③

④

4．

（1）156gNa2O2与足量CO2充分反应，转移电子数为________。

（2）3Cl2＋6OH－===5Cl－＋ClO

＋3H2O反应，当消耗Cl2（标准状况下）2.24L时转移的电子数为________。

（3）对于反应：

14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，当有1molFeS2发生反应，转移电子的物质的量为________。

【解析】　

（1）在Na2O2与CO2的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂且二者之比为1∶1，故转移电子为

×

2×

1mol＝2mol。

（2）3molCl2参加反应转移5mole－，则0.1molCl2参加反应转移

0.1NA≈0.17NA。

（3）根据反应当5molFeS2反应时，CuSO4→Cu2S时得14mole－，FeS2→Cu2S时得7mole－，共得到21mole－，所以当有1molFeS2反应时，转移4.2mole－。

【答案】　

（1）2NA　

（2）0.17NA　（3）4.2mol

[思维建模]　转移电子数的计算思路

明确元素的变价―→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量

所有氧化剂或还原剂得或失的电子数―→确定转移电子数。

[ne－＝n氧化剂或n还原剂×

N变价原子数×

ΔN化合价变化数]

考点2|氧化还原反应四规律及其应用

（对应学生用书第36页）

强弱规律

1．氧化性、还原性的判断

（1）氧化性是指得电子的性质（或能力）；

还原性是指失电子的性质（或能力）。

（2）氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。

如Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。

从元素的价态考虑：

最高价态——只有氧化性，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；

最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等；

中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、S、Cl2等。

2．氧化性、还原性强弱的比较方法

（1）根据化学方程式判断

氧化剂（氧化性）＋还原剂（还原性）===还原产物＋氧化产物

氧化性：

氧化剂>

氧化产物；

还原性：

还原剂>

还原产物。

（2）根据反应条件和产物价态高低进行判断

①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。

如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：

Na>

Mg>

Al；

非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：

F2>

Cl2>

Br2>

I2。

②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：

一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：

KMnO4>

MnO2。

当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：

氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如2Fe＋3Cl2

2FeCl3，Fe＋S

FeS，则氧化性：

S。

价态规律

1．升降规律

氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。

2．价态归中规律

含不同价态的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”，而不会出现交叉现象。

简记为“两相靠，不相交”。

例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。

3．歧化反应规律

“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。

反应先后规律

1．同时含有几种还原剂时

将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。

如：

在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋>

Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。

2．同时含有几种氧化剂时

将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。

如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋>

Cu2＋>

H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后依次为Cu2＋、H＋。

电子守恒规律

1．对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。

利用守恒思想，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。

2．守恒法解题的思维流程

（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

（2）找准一个原子或离子得失电子数（注意化学式中粒子的个数）。

（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。

n（氧化剂）×

变价原子个数×

化合价变化值（高价－低价）＝n（还原剂）×

化合价变化值（高价－低价）。

1．常温下，在溶液中可发生以下反应：

①16H＋＋10Z－＋2XO

===2X2＋＋5Z2＋8H2O

②2M2＋＋R2===2M3＋＋2R－

③2R－＋Z2===R2＋2Z－

由此判断下列说法错误的是（　　）

A．氧化性强弱顺序：

XO

<

Z2<

R2<

M3＋

B．还原性强弱顺序：

X2＋<

Z－<

R－<

M2＋

C．Z元素在反应①中被氧化，在反应③中被还原

D．常温下可发生反应：

2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－

A　[氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，故根据反应①知，氧化性：

，A错误；

还原剂的还原性强于还原产物的还原性，故根据反应①知，还原性：

Z－，根据反应②知，还原性：

M2＋，根据反应③知，还原性：

R－，综合上述判断知道，B正确；

Z元素在反应①中化合价升高，被氧化，在反应③中化合价降低，被还原，C正确；

根据反应②知，氧化性：

R2>

M3＋，根据反应③知，氧化性：

Z2>

R2，则氧化性：

M3＋，故常温下可发生反应2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－，D正确。

2．（2018·

朝阳模拟）已知：

①A＋B2＋===A2＋＋B；

②D＋2H2O===D（OH）2＋H2↑，③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋。

下列说法正确的是（　　）

A．氧化性：

E2＋>

B2＋>

A2＋>

D2＋

B．氧化性：

D2＋>

B2＋

C．反应E＋A2＋===A＋E2＋能够进行

D．提取某废水中含有的少量A2＋时可以选用D

A　[根据①可知氧化性：

A2＋，还原性：

A>

B；

根据②可知D是很活泼的金属单质；

根据③可知氧化性：

B2＋，还原性：

B>

E。

[拓展链接]　利用电化学判断性质强弱

1原电池：

一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：

负极>

正极。

2电解池：

用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。

3根据反应条件，反应条件越易，相应的氧化性或还原性越强。

3．如何设计实验证明氧化性Cl2>

Fe3＋？

写出有关离子方程式。

【答案】　取少许FeCl2溶液，加入KSCN溶液，不显红色，加入氯水变成红色。

Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3。

4．（2018·

衡水模拟）已知下列实验事实：

①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2（SO4）3溶液

②向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液

③将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝

下列判断不正确的是（　　）

A．化合物KCrO2中铬元素为＋3价

B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物

C．实验②证明H2O2既有氧化性又有还原性

D．实验③证明氧化性：

Cr2O

>

I2

C　[化合物KCrO2中，K为＋1价，O为－2价，由正负化合价代数和为0知，铬元素为＋3价，A正确；

由实验①可知，氧化铬与酸、碱反应生成盐和水为两性氧化物，B正确；

由实验②可知，铬元素的化合价升高，过氧化氢中氧元素的化合价降低，故H2O2有氧化性，C错误；

由③中溶液变蓝，可知生成碘单质，K2Cr2O7为氧化剂，I2为氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，D正确。

[思维建模]　探究物质氧化性、还原性实验方法的思维模板

（1）利用某些实验手段，证明物质具有氧化性或还原性

①探究物质的氧化性，需加入还原剂，且有明显的实验现象，如证明H2O2的氧化性，可加入含淀粉的KI溶液，若溶液变蓝，即说明H2O2具有氧化性。

②探究物质的还原性，需加入氧化剂，且有明显的实验现象，如证明H2O2的还原性，可加入酸性KMnO4溶液，若酸性KMnO4溶液的紫红色退去，即说明H2O2具有还原性。

（2）利用某些实验手段，证明物质氧化性强弱或还原性强弱

①探究物质的氧化性强弱，需利用氧化还原反应中氧化剂的氧化能力强于氧化产物进行设计，且反应中要有明显的实验现象。

如证明Fe3＋的氧化性强于I2，可利用反应：

2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋设计实验方案：

向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，通过溶液变蓝来说明Fe3＋的氧化性强于I2。

②探究物质的还原性强弱，需利用氧化还原反应中还原剂的还原能力强于还原产物进行设计，且反应中要有明显的实验现象。

如证明SO2的还原性强于I－，可利用反应：

SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO

＋4H＋设计实验方案：

向含有淀粉的稀碘水中通入SO2气体，若溶液蓝色退去，即说明SO2的还原性强于I－。

5．氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：

Cl2＋KOH―→KX＋KY（未配平），KX在一定条件下能自身反应：

KX―→KY＋KZ（未配平，KY与KZ关系比为1∶3），以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是（　　）

A．＋1价　B．＋3价　　　C．＋5价　　　D．＋7价

C　[反应Cl2＋KOH―→KX＋KY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯分别显正价和－1价；

由于KX也发生歧化反应KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低是：

Z中Cl>

X中Cl（均为正价）。

假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及KX―→KY＋3KZ，有a＋1＝3（b－a），把a＝1、a＝3、a＝5代入上式讨论，可知a＝5时，b＝7符合题意。

则KX中Cl的化合价为＋5价。

6．含氟的卤素互化物通常作氟化剂，使金属氧化物转化为氟化物，如2Co3O4＋6ClF3===6CoF3＋3Cl2＋4X。

下列有关该反应的说法，正确的是（　　）

A．X与O3互为同位素

B．1molCo3O4在反应中转移9mol电子

C．ClF3中氯元素为－3价

D．Co3O4在反应中作氧化剂

B　[由题中反应方程式推断出X是O2，O2与O3互为同素异形体，A错误。

由反应中Cl的化合价判断，6molClF3参与反应转移18mol电子，则1molCo3O4在反应中转移电子9mol，故B正确。

ClF3中氯元素为＋3价，C错误。

Co3O4在反应中作还原剂，D错误。

7．对于反应6HCl（浓）＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，回答下列问题：

（1）还原剂是________。

（2）氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。

（3）反应中HCl表现的性质是________。

（4）生成标准状况下的Cl22.24L时，反应转移的电子数为________。

【解析】　根据价态归中规律，氧化产物和还原产物均为Cl2，用双线桥法可表示：

【答案】　

（1）HCl　

（2）5∶1

（3）酸性和还原性

（4）

NA

氢化铝锂（LiAlH4）和硼氢化钠（NaBH4）在有机合成中非常重要，可发生如下反应：

①LiAlH4＋4H2O===LiOH＋Al（OH）3＋4H2↑、②NaBH4＋NH4Cl===NH3BH3＋NaCl＋H2↑，则下列说法错误的是（　　）

A．LiAlH4中H元素为－1价

B．反应②中，每生成1molNH3BH3会转移2mole－

C．两个反应中，H2均既是氧化产物，又是还原产物

D．NH4Cl和NaBH4所含化学键类型相同

B　[LiAlH4中Li为＋1价，Al为＋3价，故H为－1价，A项正确；

反应②中转移1个电子，则每生成1molNH3BH3转移1mole－，B项错误；

两个反应中均只有H元素的化合价发生变化，故两个反应中H2均既是氧化产物，又是还原产物，C项正确；

NH4Cl、NaBH4中均含有离子键、极性共价键、配位键，D项正确。

8．已知有如下三个氧化还原反应：

2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

若某溶液中Fe2＋和I－共存，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的试剂是（　　）

A．Cl2　　　　　　B．KMnO4

C．FeCl3D．HCl

C　[由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为MnO

Fe3＋>

I2，因Cl2、KMnO4均能氧化Fe2＋，故选项A、B不合题意，HCl不能氧化I－，D项错误。

9．向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。

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）＝6mol·

L－1

C．当通入Cl22mol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

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2molCl2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。

10．（2018·

豫北名校联考）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应：

10NaN3＋2KNO3

K2O＋5Na2O＋16N2↑。

下列有关说法正确的是（　　）

A．KNO3是氧化剂，Na2O是还原产物

B．1molNaN3完全反应时转移3mol电子

C．若氧化产物比还原产物多1.75mol，则生成44.8LN2（标准状况）

D．若有65gNaN3参加反应，则被还原的N的物质的量为0.1mol

C　[发生反应时，NaN3中N元素化合价升高，是还原剂，KNO3中N元素化合价降低，是氧化剂；

Na、O两种元素化合价在反应前后无变化，故Na2O既不是氧化产物又不是还原产物，N2既是氧化产物又是还原产物，A错误；

1molNaN3完全反应时，转移1mol电子，B错误；

设氧化产物和还原产物的物质的量分别为x、y。

根据电子守恒知x（0＋

）＝y×

（5－0），x∶y＝15∶1，又x－y＝1.75mol，故x＝0.125mol，y＝1.875mol，故生成N2为（0.125＋1.875）mol即44.8LN2，C正确；

根据电子守恒，

3×

＝n（被还原）×

5，n（被还原）＝0.2mol，D错误。

11．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为（　　）

A．2B．3

C．4D．5

D　[本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。

Na2

x―→xNa2

O4　Na

O―→Na

得关系式1×

·

x＝16×

2，x＝5。

12．（2016·

全国Ⅱ卷）联氨（N2H4）是一种常用的还原剂。

其氧化产物一般为N2。

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1kg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

________________________________________