氧化还原反应及配平教案.docx

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氧化还原反应及配平教案

第二节氧化还原反应

【能力目标】

1．了解化学反应基本类型，掌握氧化还原反应的基本分析方法。

2．掌握氧化还原反应实质，氧化剂和还原剂的判断。

3．掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。

4．掌握氧化还原反应基本计算的规律。

5．通过复习培养学生的判断能力和应用能力。

【能力培养】

化学反应的分类

1、概念

⑴氧化反应——物质失去（或偏离）电子的反应

还原反应——物质得到（或偏近）电子的反应

氧化还原反应——凡有电子转移（得失或偏移）的化学反应

实质：

有电子转移（得失与偏移）

特征：

反应前后元素化合价有变化（亦为氧化还原反应的判断依据）

讨论：

①H2与Cl2发生化学反应时，氢元素失去电子，化合价升高被氧化（×）

②氧化还原反应与四种基本反应类型的关系：

③凡有单质参加或生成的反应均为氧化还原反应（×）

⑵氧化剂——在氧化还原反应中，得到（或偏近）电子的反应物

还原剂——在氧化还原反应中，失去（或偏离）电子的反应物

⑶氧化产物——氧化剂在氧化还原反应中被还原剂还原得到的生成物

还原产物——还原剂在氧化还原反应中被氧化剂氧化得到的生成物

⑷氧化性——具有氧化其它元素的能力（氧化剂具有氧化性）

还原性——具有还原其它元素的能力（还原剂具有还原性）

小结：

①有关概念的相互关系：

②氧化还原反应的特征、本质和概念的内在联系

名　称

属　性

涵　　　义

氧化反应

变化过程

物质失去电子或偏离电子（化合价升高）的变化过程

还原反应

变化过程

物质得到电子或偏向电子（化合价降低）的变化过程

氧化剂

反应物

得到电子的物质

还原剂

反应物

失去电子的物质

氧化性

性　质

具有氧化其它元素的能力

还原性

性　质

具有还原其它元素的能力

氧化产物

生成物

被氧化后（失去电子）后的生成物

还原产物

生成物

被还原后（得到电子）后的生成物

例：

针对以下A~D四个涉及H2O2的反应（未配平），填写空白：

A．Na2O2+HCl→H2O2+NaCl

B．H2O2+Ag2O→Ag+O2↑+H2O

C．H2O2

H2O+O2↑

D．H2O2+Cr2（SO4）3+KOH→K2CrO4+K2SO4+H2O

⑴H2O2仅体现氧化性的反应是（填代号），该反应配平的化学方程式为。

⑵H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是（填代号）。

⑶H2O2体现弱酸性的反应是（填代号），其理由为。

2、氧化还原反应表示方法

⑴双线桥法——“谁变谁”

双线桥法：

分别用两条箭头表示从反应物到生成物电子得失的方向和数目，双线桥法可以表示出同一元素在反应物和生成物之间原子或离子得失电子的结果（意义）。

注意：

①双箭号从反应物指向生成物；②箭号起止为同一元素；③在线桥上要注明“失去”或“得到”电子的总数，得失电子数目应相等。

⑵单线桥法——“谁给谁”

单线桥法：

用一条箭头从失电子元素出发指向得电子的元素，表示电子转移的方向和数目。

注意：

①箭号起点为失电子元素（还原剂中被氧化的元素），终点为得电子元素（氧化剂中被还原的元素）。

②在线桥上只注明电子转移的总数不标得与失。

3、氧化还原反应的基本规律

⑴对立统一规律

在氧化还原反应中，氧化剂从还原剂中获得电子而被还原生成还原产物；还原剂将电子转移给氧化剂而被氧化生成氧化产物。

氧化剂与还原剂、被氧化与被还原、氧化产物与还原产物都是同一反应中的两个方面，它们是对立而又互相依存不能独立存在的统一体，符合对立统一规律。

例：

如已知G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有下列转化关系（未配平）：

①G→Q+NaCl

②Q+H2O

X+H2

③Ｙ+NaOH→G+Q+H2O

④Z+NaOH→Q+X+H2O

这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序是。

⑵守恒规律

①氧化剂获得电子总数必等于还原剂失去电子总数，即得失电子守恒。

②氧化剂中元素化合价降低总数等于还原剂中元素化合价升高总数，即化合价升降守恒。

化合价升降总数也等于电子转移总数。

③反应前后各元素种类不变，各元素的原子数目相等，即质量守恒。

④在离子参加的氧化还原反应中，反应前后离子所带电荷总数相等，即电荷守恒。

例：

1．Zn与极稀硝酸反应时，参加反应的Zn和消耗的硝酸的物质的量比2∶5，则硝酸的还原产物可能是（）

A．NOB．NO2C．N2OD．NH4NO3

2．羟胺（NH2OH）是一种还原剂，能将某些氧化剂还原，现用25.00mL0.049mol·L-1羟胺的酸性溶液与足量硫酸铁溶液反应，生成的Fe2+恰好与24.50mL0.020mol·L-1KMnO4酸性溶液完全作用：

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=5Fe（SO4）3+K2SO4+8H2O+2MnSO4，则上述反应中羟胺的氧化产物为（）

A．N2　　B．N2O　C．NO　　D．NO2

3．（02上海）0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol。

该混合气体的平均相对分子质量可能是（）

A．30B．46C．50D．66

⑶氧化性还原性规律

①元素的最高价态在反应中只能得电子而不能失电子，所以，元素处于最高价态时只有氧化性而没有还原性，即只能做氧化剂，不能做还原剂。

如Fe3+、H+、Al3+、浓H2SO4中

、HNO3中

等。

②元素的最低价态在反应中只能失电子而不能得电子，所以，元素处于最低价态时只有还原性而没有氧化性，即只能做还原剂，不能做氧化剂。

如Fe、Cu、S2-、I-、Br-等。

③元素的最高价态与它的最低价态之间的中间价态，在反应中既能失电子，本身被氧化，又能得电子，本身被还原。

所以，处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性；它跟强氧化剂反应表现还原性；跟强还原剂反应，表现氧化性。

如：

、

、

、

等。

例：

下列具有还原性的离子是

A．MnO4-　　B．NO3-　C．Br-　　D．Fe3+

注意：

判断某一物质是否具有氧化性或还原性需分析组成它的各元素的化合价。

例：

下列对盐酸的性质正确的是

A．有酸性、没有氧化性和还原性

B．有酸性和氧化性，没有还原性

C．有酸性和还原性，没有氧化性

D．有氧化性和还原性，还有酸性

⑷性质强弱规律

具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应生成具有较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物（左强右弱规律）。

⑸反应难易规律

一种氧化剂同时与多种还原剂相遇，还原性强的还原剂优先发生反应；一种还原剂同时与多种氧化剂相遇，氧化性强的氧化剂优先发生反应。

如：

FeBr2溶液中通入Cl2，若Cl2少量则只氧化Fe2+，若Cl2足量，则当Fe2+全部氧化完才开始氧化Br－，因为还原性Fe2+＞Br－，所以先氧化Fe2+。

例：

在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（）

A．MgB．CuC．AgD．H2

⑹同一元素的价态变化规律

①同种元素的同种价态间发生氧化还原反应时，变成该元素价态相邻的两端的价态（即中间变两头——歧化反应）。

如Cl2+H2O——

②同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时，高价态和低价态相互反应变成它们相邻的中间价态（即两头变中间，只靠拢不交叉的归中反应）。

如：

KClO3+HCl——

③同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。

如SO2与H2SO4之间不发生氧化还原反应，SO2可用浓H2SO4干燥。

规律的应用：

⑴判断反应能否发生。

⑵判断物质氧化性、还原性的强弱。

⑶判断反应物（氧化剂、还原剂）的变化产物。

⑷判断氧化还原反应中有关定量问题。

4、氧化性、还原性相对强弱比较

氧化性和还原性强弱主要取决于物质本身得失电子的难易程度而不取决于得失电子数目的多少。

⑴根据反应方程式进行判断

氧化剂+还原剂→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

例：

根据下列三个反应的化学方程式：

①2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

②2KI+Cl2=2KCl+I2③Na2S+I2=2NaI+S

判断有关物质氧化性从强到弱顺序正确的是（）

A．Cl2＞I2＞KMnO4＞SB．KMnO4＞Cl2＞I2＞S

C．I2＞Cl2＞KMnO4＞SD．KMnO4＞Cl2＞S＞I2

⑵根据反应条件进行判断

当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物的价态相同，可根据反应条件的高低进行判断。

如：

①非金属单质与氢气化合生成气态氢化物的难易判断非金属氧化性的强弱。

②金属单质与水或酸起反应置换出氢的难易判断金属还原性的强弱。

③KMnO4（不需加热）、MnO2（需加热）、O2（需加热且在CuCl2作催化剂）分别与浓盐酸反应。

⑶根据氧化产物（还原产物）的价态高低判断

当变价的还原剂（氧化剂）在相似的条件下作用于不同的氧化剂（还原剂）时，可根据氧化产物（还原产物）的价态高低判断氧化剂氧化性（还原剂还原性）的强弱。

如：

Cl2、S与Fe反应

⑷根据反应剧烈程度

如：

Cu与浓HNO3比Cu与稀HNO3反应剧烈，故氧化性浓HNO3＞稀HNO3。

⑸根据金属（非金属）活动顺序判断

①金属单质的还原性根据金属活动性顺序强→弱，其阳离子的氧化性由弱→强。

②非金属性越强的非金属单质其氧化性越强，其离子的还原性越弱。

（F2＞Cl2＞O2＞Br2＞I2＞S）

⑹根据最高氧化物对应水化物酸碱性的强弱判断

非金属元素最高价氧化物对应水化物酸性越强，则其氧化性越强；金属元素最高价氧化物对应水化物碱性越强，则其还原性越强。

⑺根据元素周期律进行判断

同周期元素从左→右，金属单质还原性逐渐减弱，非金属单质氧化性逐渐增强；同族元素从上→下，金属单质还原性逐渐增强，非金属单质氧化性逐渐减弱。

⑻根据原电池和电解池的有关知识进行判断

①两种不同的金属构成原电池的两极，负极金属还原性比正极强。

②用惰性电极电解混合溶液时，当浓度相差不大时，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。

⑼根据元素化合价高低进行判断

①同一元素的阳离子高价态的氧化性大于其低价态的氧化性。

如：

Fe3+＞Fe2+。

②含氧酸的比较。

在浓度相同时，具有可变化合价的同一元素在组成不同含氧酸时，该元素价态较低者氧化性强。

如：

HClO＞HClO3＞HClO4；H2SO3＞H2SO4（稀）

⑽根据反应中能量变化进行判断

如：

H2+X2=2HX；△H1H2+Y2=2HY；△H2

若△H1＜△H2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强，X-的还原性比Y-还原性的弱

注意：

某些物质的氧化性、还原性与溶液的浓度、温度、酸碱度也有关。

如：

①温度：

一般温度高氧化剂的氧化性强（浓H2SO4与Cu常温不反应，加热则反应）。

②浓度：

一般氧化剂的浓度大时氧化性强；还原剂的还原性强。

如MnO2与浓盐酸反应而不能与稀盐酸反应

③酸碱性：

一般在酸性条件下氧化剂的氧化性增强。

如KMnO4在酸性条件下氧化能力更强；KClO3能氧化浓盐酸中的Cl－→Cl2，而不能氧化NaCl中的Cl－；又如在中性溶液中Fe2+与NO

可共存但在H+存在的条件下Fe2+与NO3-不共存等。

5、氧化还原方程式的配平

⑴配平原则

①质量守恒，即反应前后原子种类和数目相同。

②电子转移数目相等（即化合价升降数目相等）。

③电荷守恒，反应前后总电荷相等且电性相同。

例：

下列有关H2O2跟H2SO4酸化的KMnO4溶液反应的化学方程式正确的是

A．2KMnO4+H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+4H2O+3O2↑

B．2KMnO4+3H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+6H2O+4O2↑

C．2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑

D．2KMnO4+7H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10H2O+6O2↑

⑵配平步骤：

“一标、二找、三定、四配、五查”，即标好价，找变化，定总数，配系数、再检查。

①确定氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物的化合价

②用观察法找出元素化合价的变化值

③用化合价升降总数相等的原则确定化合价变化的物质的计量数。

④调整计量数，用观察法确定化合价未变化的物质的计量数，同时将单线改成等号。

⑤检查核实各元素原子个数在反应前后是否相等。

对于用离子方程式表示的氧化还原方程式还必须核对反应前后离子的总电荷数是否相等。

注意：

配平时要标出以一个化学式为单位化合价的变化。

例：

An+BX-——Bm+AY-

⑶配平技巧

①逆向配平法

对于歧化反应，同种元素的化合价既升高又降低，通常用逆向配平法，即先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。

例：

S+KOH（热、浓）——K2S+K2SO3+H2O

②合并拆分法

合并：

两种以上元素化合价同时发生变化时，可将有明显联系的合并为一个整体作为基准。

例：

P4+CuSO4+H2O——Cu3P+H3PO4+H2SO4

KNO3+C+S——K2S+N2↑+CO2↑

拆分：

氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物均为一种物质，其中反应物阴离子或阳离子又末全部参加氧化还原反应。

如：

NH4NO3

N2↑+HNO3+H2O

③零价法

适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应。

例：

Fe3P+HNO3——Fe（NO3）3+NO+H3PO4+H2O

④设元法（不用标价态的配平法）

例：

KI+KIO3+H2S——I2+K2SO4+H2O

Na2Sx+NaClO+NaOH——Na2SO4+NaCl+H2O

⑤缺项配平

根据元素化合价升降规律的质量守恒,合理写出化合价变化的反应物或生成物的分子式，再补全其它物质的化学式（通常为酸、碱或水）。

例：

1．将NaBiO3固体（黄色，微溶）加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，溶液显紫色（Bi3+无色），配平反应的离子方程式：

NaBiO3+Mn2++H+——Na++Bi3+++

2．KMnO4+KNO2+——MnSO4+K2SO4+KNO3+H2O

3．CuSO4+FeS2+——Cu2S+FeSO4+H2SO4

⑥有机化学方程式配平

配平时先假定H、O的化合价分别为+1、－2，C的化合价要根据有机物的分子式定出其平均化合价（分子中各元素化合价的代数和为零），其它配平步骤同化合价升降法。

KMnO4+H2SO4+H2C2O4——CO2+MnSO4+K2SO4+H2O

注意：

氧化剂和还原剂的确定要以实际反应为依据，是相对而言的，同一物质在不同条件下，不同反应中，可以作还原剂，也可以作氧化剂。

例：

按要求各写一个化学方程式，氯元素在反应物中：

（1）被氧化。

（2）被还原。

（3）既被氧化又被还原。

（4）既未被氧化又未被还原。

6．重要氧化剂和还原剂的常见反应

⑴对于氧化剂，同主族的非金属原子随原子半径增大，单质的氧化性逐渐减弱。

⑵对于还原剂，金属单质的还原性强弱一般与金属活动性相一致。

⑶元素处于高价态的物质具有氧化性。

如CO2、FeCl3、MnO2。

（实验证明？

）

⑷元素处于低价态的物质具有还原性。

如CO、FeSO4。

⑸具有多种可变价态的金属元素，一般高价态时氧化性强，随着化合价的降低，氧化性减弱，还原性增强。

如：

Fe3+Fe2+Fe

氧化性较强氧化性较弱无氧化性，还原性较强

⑹浓硫酸是强氧化剂，起氧化作用的是

，反应一般生成SO2。

稀硫酸与活泼金属反应放出H2，起氧化作用的是H+。

⑺浓硝酸、稀硝酸均是强氧化剂，反应时，主要是

得电子，被还原成NO2、NO等。

注意：

氧化性酸和酸的氧化性不同，氧化性酸是指酸根部分的某元素易于得电子的酸，而酸的氧化性是指H+得电子形成H2，酸都有氧化性是指H+的氧化性。

7．氧化还原反应的一般规律

“相反相成，强强成弱”——两种性质相反的物质可发生反应，且总是由强氧化剂和强还原剂生成弱氧化剂和弱还原剂。

8．氧化还原反应计算

⑴求氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物的物质的质量比

⑵确定氧化产物或还原产物的价态

⑶化学计算中根据得失电子数目相等列方程

依据：

氧化剂的物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值=还原剂的物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值

氧化还原反应作业

1.下列叙述正确的是（）

A.氧化还原反应的本质是化合价发生变化

B.有单质产生的分解反应一定是氧化还原反应

C.氧化剂在同一反应中既可以是反应物,也可以是生成物

D.还原剂在反应中发生还原反应

2.下列粒子中,既具有氧化性,又具有还原性的是（）

A.MgB.Zn2+C.Fe2+D.HCl

3.下列各反应中,水只做氧化剂的是（）

A.C+H2O=CO+H2B.2H2O=2H2↑+O2↑

C.Na2O+H2O=2NaOHD.CuO+H2=Cu+H2O

4.下列关于氧化还原反应说法正确的是（）

A．肯定一种元素被氧化，另一种元素被还原

B．某元素从化合态变成游离态，该元素一定被还原

C．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化

D．在氧化还原反应中非金属单质一定是氧化剂

5.黑火药爆炸反应为：

S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑。

在该反应中，氧化剂是（）

①C②S③K2S④KNO3⑤N2

A、①③⑤B、②④C、②④⑤D、③④⑤

6、下列变化不属于氧化还原变化的是（）

A、AgI的见光分解B、将Cl2通入到石灰水中

C、NO2转化为N2O4D、将H2S通入到稀硝酸溶液中

7、下列离子因发生氧化还原反应而不能大量在水溶液中共存的是（）

A、NH4+、Ba2+、SO42-、Cl-B、I-、H+、Na+、NO3

C、Mg2+、K+、NO3-、Cl-D、Cu2+、Al3+、Br-、Na+

8、下列变化需要加入还原剂才能实现的是（）

A、MnO4→MnO2B、Cl--→Cl2

C、H2S→SO2D、Fe2+→Fe

9、制印刷电路时常用氯化铁溶液作“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后下列结果不可能出现的是（）

A、烧杯中有铜无铁B、烧杯中有铁无铜

C、烧杯中铁、铜都有D、烧杯中铁、铜都无

10．4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2的反应中被氧化的元素是`（）

①Fe（+2）②Fe（+3）③S（-1）④S（-2）⑤S（+4）⑥O（0）

A只有①B只有④C只有④D①和③

11、在反应2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑中，还原产物是（）

A、K2MnO4B、MnO2C、O2D、KMnO4

12、下列四类反应：

①置换反应，②复分解反应，③没有单质参加的化合反应，④没有单质生成的分解反应。

其中一定不是氧化还原反应的是（）

A、只有②B、只有②③C、②③④D、①②③④

13、铁屑溶于过量的盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（）

A、硫酸B、氯水C、硝酸锌D、氯化钙

14、在氧化还原反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中，当生成0.5molCl2时，氧化产物和还原产物的物质的量之比为A、5：

1B、3：

1C、1：

3D、1：

5（）

15、在反应11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中，每摩尔CuSO4能氧化P的物质的量为A、1/5molB、2/5molC、3/5molD、11/5mol（）

16、取17.4gMnO2固体粉末与一定体积的浓盐酸（含溶质0.4mol）共热制取氯气（假设HCl挥发损失不计），下列叙述中正确的是（）

A、反应过程中MnO2作催化剂B、盐酸未完全反应

C、参加反应的盐酸有一半被氧化D、反应产生2.24L氯气（标况）

17.对反应H-+NH3==H2+NH2-的不正确说法（）

A、是置换反应B、H-是还原剂

C、NH3是氧化剂D、氧化产物和还原产物都是H2

18.硫化亚铁能与浓硫酸发生化学反应,下列方程式配平正确的是（）

A、2FeS+6H2SO4=Fe2（SO4）3+3SO2+2S+6H2O

B、4FeS+18H2SO4=2Fe2（SO4）3+9SO2+7S+18H2O

C、6FeS+16H2SO4=3Fe2（SO4）3+6SO2+7S+16H2O

D、8FeS+18H2SO4=4Fe2（SO4）3+3SO2+11S+18H2O

19．下列反应不属于氧化还原反应的是（）

A2KClO3=2KCl+3O2↑B2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O

CCaO+H2O=Ca（OH）2DC+H2O（g）=CO+H2

20、赤铜矿的成分是Cu2O，辉铜矿的成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：

Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2，对于该反应的下列说法中正确的是（）

A、该反应中的氧化剂只有Cu2O

B、Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂

C、Cu既是氧化产物又是还原产物

D、氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶6

21、相等物质的量的KClO3分别发生下述反应：

有MnO2催化剂存在时，受热分解得到氧气；

若不使用催化剂，加热至470℃左右，得到KClO4（高氯酸钾）和KCl。

下列关于

和

的说法不正确的是

A．都属于氧化还原反应B.发生还原反应的元素相同

C．发生氧化反应的元素不同D.生成KCl的物质的量相同

22．氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。

在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：

Al2O3+N2+3C高温2AlN+3CO下列叙述正确的是

A．在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂

B．上述反应中每生成2molAlN，N2得到3mol电子

C．氮化铝中氮元素的化合价为—3

D．氮化铝晶体属于分子晶体

23、一些酸在反应中可以表现出多种性质,如:

MnO2+4HCl（浓）==MnCl2+Cl2↑+2H2O中的HCl既表现出酸性又表现出还原性,分析下列反应中酸的作用.

（1）NaOH+HCl==NaCl+H2O__________

（2）

（2）C+2H2SO4==CO2↑+2SO2↑+2H2O___________

（3）Cu+4HNO3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O_____________