232氧化剂和还原剂.docx

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232氧化剂和还原剂

第2课时　氧化剂和还原剂

1.氧化剂是指所含的某种元素的化合价降低的反应物；还原剂指所含的某种元素的化合价升高的反应物。

2．

3．氧化性：

氧化剂得电子能力；还原性：

还原剂失电子能力。

4．氧化性：

氧化剂＞氧化产物；还原性：

还原剂＞还原产物。

5．元素处于最高价态时只有氧化性；处于最低价态时只有还原性；处于中间价态时，既有氧化性又有还原性。

6．“升、失、氧，降、得、还；若问剂，正相反”。

对应学生用书P39

1．氧化还原反应的特征、实质是什么？

提示：

特征是反应过程中有元素化合价的变化，实质是电子转移。

2．怎样从元素化合价变化的角度认识氧化反应、还原反应？

提示：

氧化反应指反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应；还原反应指反应物中所含某种或某些元素化合价降低的反应。

3．氧化还原反应中电子转移的表示方法有哪些？

提示：

双线桥法和单线桥法。

4．燃烧发生的是哪种类型的化学反应？

提示：

燃烧是一种发光、放热的剧烈的氧化还原反应。

氧化剂和还原剂

[新知探究]

探究1　有下列化学反应

①Cu＋Cl2

CuCl2

②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

③CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O

④BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl

⑤Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

（1）属于氧化还原反应的是①②⑤（填序号），属于非氧化还原反应的是③④。

（2）上述氧化还原反应中：

化合价升高的元素

含有这些元素的物质

Cu、Zn、C

Cu、Zn、CO

化合价降低的元素

含有这些元素的物质

Cl、H、Fe

Cl2、H＋、Fe2O3

探究2　氧化剂和还原剂的定义

（1）氧化剂：

所含元素的化合价降低的反应物。

（2）还原剂：

所含元素的化合价升高的反应物。

探究3　常见的氧化剂和还原剂

（1）常见的氧化剂：

①活泼的非金属单质，如Cl2、O2等。

②含有较高价态元素的含氧酸，如HNO3、浓H2SO4等。

③含有较高价态元素的盐，如KMnO4、FeCl3等。

（2）常见的还原剂：

①活泼的金属单质，如Na、Mg、Al、Zn、Fe等。

②某些非金属单质，如H2、C等。

③含有较低价态元素的化合物，如CO、SO2、FeSO4等。

[必记结论]

（1）氧化剂指得电子的反应物；还原剂指失电子的反应物。

（2）氧化剂被还原对应的产物称还原产物，还原剂被氧化对应的产物称氧化产物。

（3）常见氧化剂对应的还原产物：

氧化剂

X2（卤素单质）

O2

浓H2SO4

HNO3

KMnO4（H＋）MnO2

Fe3＋

Pb4＋

PbO2

Ag＋

还原产物

X－

H2O、OH－

SO2

NO、NO2

Mn2＋

Fe2＋

Pb2＋

Ag

（4）常见还原剂对应的氧化产物：

还原剂

M（金属）

I－HI

S2－H2S

CO

C

H2

NH3

氧化产物

Mn＋

I2

S

CO2

H2O

NO、N2

[成功体验]

1．（好题共享·选自人教版教材P38·T3改编）在高温时，水蒸气与灼热的炭发生氧化还原反应的化学方程式是H2O＋C

H2＋CO，其中还原剂是________，氧化剂是________；硫在氧气中燃烧的化学方程式是_______________________________________________，

其中，硫是________剂，氧气是________剂。

答案：

C　H2O　S＋O2

SO2　还原　氧化

氧化性与还原性

[新知探究]

探究1　氧化性和还原性的定义

（1）氧化性：

氧化剂得到电子的能力。

（2）还原性：

还原剂失去电子的能力。

探究2　氧化性、还原性与元素价态的关系

元素处于最低价态时，只有还原性；元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性，但一般情况下主要表现某一方面的性质；元素处于最高价态时，只有氧化性。

具有中间价态的物质

Fe2＋

SO2、SO

、H2SO3

H2O2

氧化产物

Fe3＋

SO3、SO

、H2SO4

O2

还原产物

Fe

S

H2O

表现的主要性质

还原性

还原性

氧化性

[必记结论]

（1）氧化剂得电子能力越强，则氧化性越强；还原剂失电子能力越强，则还原性越强。

（2）氧化剂的氧化性强弱与得电子数目多少无关；还原剂的还原性强弱与失电子数目多少无关。

（3）一种物质可能既有氧化性又有还原性，当它与氧化性强的物质反应时表现还原性；否则表现氧化性。

（4）得电子难的物质不一定易失电子，如稀有气体。

[成功体验]

2．判断正误。

（1）金属单质只有还原性，非金属单质只有氧化性。

（　　）

（2）反应中，某元素化合价升高，表现还原性。

（　　）

（3）1molAl比1molNa失电子数多，所以还原性：

Al>Na。

（　　）

（4）难失电子的物质一定易得电子。

（　　）

（5）HCl既有氧化性又有还原性。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）√

对应学生用书P40

考查氧化还原反应相关概念之间的关系

[例1]　（好题共享·苏教版教材P47·T2改编）氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，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===2AlN＋3CO

（1）在化学方程式上标出该反应中电子转移的方向和数目。

（2）在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________；氧化产物是________，还原产物是________。

（3）该反应中每生成2molAlN时，转移________个电子，生成CO的体积（标准状况下）为________L。

[解析]　

（1）标出反应前后变价元素的化合价，进而标出电子转移的方向和数目。

（2）氧化剂是所含元素化合价降低的反应物，由

2→Al

可知，N2作氧化剂，氧化剂对应还原产物，即AlN为还原产物；还原剂是所含元素化合价升高的反应物，由

→

O可知，C作还原剂，CO为氧化产物。

（3）由AlN～3e－可知，每生成1molAlN转移3mol电子，则生成2molAlN时转移6mol电子，数目为6NA；由2AlN～3CO可知，生成2molAlN时生成3molCO，V（CO）＝3moL×22.4L·mol－1＝67.2L。

[答案]　

（2）N2　C　CO　AlN　（3）6NA　67.2

巧记氧化还原反应相关概念的关系：

“升、失、氧、降、得、还，若问剂，正相反”。

说明：

所含元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，作还原剂；所含元素化合价降低，得电子，发生还原反应，作氧化剂。

在反应Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2中，________是氧化剂；________是还原剂；Fe2O3发生________反应，CO发生　　　　反应；________是氧化产物，________是还原产物。

答案：

Fe2O3　CO　还原　氧化　CO2　Fe

考查物质氧化性、还原性强弱的比较

1．根据氧化还原反应方程式判断

还原性：

还原剂＞还原产物；

氧化性：

氧化剂＞氧化产物。

2．根据活动性顺序判断

（1）金属活动性顺序：

（2）根据非金属活动性顺序：

3．根据反应结果判断（产物的价态）

同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的价态越高，氧化剂的氧化性越强。

如2Fe＋3Cl2

2FeCl3，Fe＋S

FeS，

则氧化性：

Cl2＞S。

[例2]　已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行，下列结论正确的是（　　）

①2W－＋X2===2X－＋W2　②2Y－＋W2===2W－＋Y2　③2X－＋Z2===2Z－＋X2

A．还原性X－＞Y－

B．在Y－、X－、W－、Z－中以Z－的还原性最强

C．氧化性Z2＞W2

D．反应2Z－＋Y2===2Y－＋Z2能发生

[解析]　在氧化还原反应中氧化性：

氧化剂＞氧化产物，还原性：

还原剂＞还原产物，由此得出三个反应中有关微粒的氧化性、还原性强弱：

①中氧化性X2＞W2，还原性W－＞X－，②中氧化性W2＞Y2，还原性Y－＞W－，③中氧化性Z2＞X2，还原性X－＞Z－，所以Y－的还原性最强，D中反应不能发生。

[答案]　C

根据物质氧化性、还原性强弱可用于判断某个反应能否发生。

规律：

“强制弱”，即强氧化性物质（氧化剂）＋强还原性物质（还原剂）→弱氧化性物质（氧化产物）＋弱还原性物质（还原产物）。

（1）例2中，反应2Y－＋X2===Y2＋2X－能否发生？

（2）例2中，反应W2＋2Z－===Z2＋2W－能否发生？

解析：

由例2可得氧化性：

Z2>X2>W2>Y2，故排列在前的物质可以置换排列在后的物质。

对应学生用书P41

答案：

（1）能　

（2）不能

[课堂双基落实]

1．（好题共享·选自苏教版教材P47·T1）下列制取单质的反应中，化合物作还原剂的是（　　）

A．用锌和稀硫酸反应制取氢气

B．用氢气和灼热的氧化铜反应制取铜

C．用碳和高温水蒸气反应制取氢气

D．用氯气和溴化钠溶液制取溴（Br2）

解析：

选D　A项，

n＋

2SO4===Z

SO4＋

2↑中，Zn作还原剂，H2SO4作氧化剂；B项，C

O＋

2高温,C

＋

2O中，CuO作氧化剂，H2作还原剂；C项，

＋

2O

O＋

2中，C作还原剂，H2O作氧化剂；D项，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2中，Cl2作氧化剂，NaBr作还原剂。

2．从硫元素的化合价判断，下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是（　　）

A．Na2S　　　　　　　　　B．S

C．SO2D．H2SO4

解析：

选A　硫元素处于最低价态（－2价）时无氧化性。

3．根据下列反应判断有关物质的还原性由强到弱的顺序是（　　）

①H2SO3＋I2＋H2O===2HI＋H2SO4

②2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2

③3FeCl2＋4HNO3===2FeCl3＋NO↑＋Fe（NO3）3＋2H2O

A．H2SO3＞I－＞Fe2＋＞NO

B．I－＞Fe2＋＞H2SO3＞NO

C．Fe2＋＞I－＞H2SO3＞NO

D．NO＞Fe2＋＞H2SO3＞I－

解析：

选A　由氧化还原反应中，还原性：

还原剂＞还原产物可知，反应①中还原性：

H2SO3＞HI（I－），反应②中还原性：

HI（I－）＞FeCl2（Fe2＋），反应③中还原性：

FeCl2（Fe2＋）＞NO。

4．在3Cl2＋6KOH

KClO3＋5KCl＋3H2O的反应中，下列说法不正确的是（　　）

A．Cl2是氧化剂，KOH是还原剂

B．KCl是还原产物，KClO3是氧化产物

C．反应中每消耗3molCl2，转移电子数为5NA

D．氧化剂物质的量是还原剂物质的量的5倍

解析：

选A　反应中电子转移情况可表示为：

在该反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，KClO3是氧化产物，KCl是还原产物，当反应中消耗3molCl2时，转移电子为5mol，则电子数为5NA。

被还原的氯气（氧化剂）与被氧化的氯气（还原剂）的物质的量之比为5∶1。

5．（好题共享·选自人教版教材P39·T9）分析下列氧化还原反应中化合价变化的关系，指出氧化剂和还原剂。

（1）2H2＋O2

2H2O　

（2）4P＋5O2

2P2O5

（3）2KClO3

2KCl＋3O2↑

（4）2HgO

2Hg＋O2↑

（5）WO3＋3H2

W＋3H2O

答案：

（1）氧化剂：

O2　还原剂：

H2

（2）氧化剂：

O2　还原剂：

P

（3）氧化剂：

KClO3　还原剂：

KClO3

（4）氧化剂：

HgO　还原剂：

HgO

（5）氧化剂：

WO3　还原剂：

H2

[课下综合检测]

1．[双选题]（好题共享·选自人教版教材P39·T8）农药波尔多液不能用铁制容器盛放，是因为铁能与该农药中的硫酸铜起反应。

在该反应中，铁（　　）

A．是氧化剂B．是还原剂

C．被氧化D．被还原

解析：

选BC　在Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu反应中，F

→F

SO4，铁元素化合价升高，被氧化，铁作还原剂。

2．实验室常利用此反应制取少量氮气：

NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O，关于该反应的下列说法正确的是（　　）

A．NaNO2是氧化剂

B．每生成1molN2时，转移电子的物质的量为6mol

C．NH4Cl中的氮元素被还原

D．N2既是氧化剂，又是还原剂

解析：

选A　反应中NH4Cl中氮元素化合物升高，NaNO2中氮元素化合价降低，NH4Cl是还剂，NaNO2是氧化剂。

3．下列微粒中，只具有氧化性的是（　　）

①S2－　②Fe2＋　③S　④H＋　⑤Na＋　⑥Mg

A．①⑥B．②③

C．④⑤D．②③④⑤

解析：

选C　元素处于最高价态时只有氧化性。

4．驾驶员是否酒后驾车，交警对其呼气酒精（乙醇）进行检测，原理是：

橙色的K2Cr2O7酸性溶液与乙醇反应生成蓝绿色Cr3＋，下列有关叙述正确的是（　　）

A．K2Cr2O7是氧化剂

B．乙醇表现氧化性和还原性

C．Cr3＋是氧化产物

D．Cr元素发生氧化反应

解析：

选A　K2Cr2O7与乙醇反应时，C

2O

→Cr3＋铬元素化合价降低，发生还原反应，K2Cr2O7是氧化剂，Cr3＋是还原产物；乙醇是还原剂，表现还原性。

5．根据下列反应：

①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　②Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋判断离子的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．Br－>Fe2＋>I－B．I－>Fe2＋>Br－

C．Br－>I－>Fe2＋D．Fe2＋>I－>Br－

解析：

选B　由反应①可得还原性：

I－>Fe2＋；由反应②可得还原性：

Fe2＋>Br－，故还原性I－>Fe2＋>Br－。

6．氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑，下列说法错误的是（　　）

A．CaH2既是氧化剂，又是还原剂

B．H2既是氧化产物，又是还原产物

C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂

D．氧化产物与还原产物的质量比为1∶1

解析：

选A　

化合价升高，被氧化，生成氧化产物化合价降低，被还原，生成还原产物2↑，由反应前后元素的化合价变化可知：

CaH2是还原剂，H2O是氧化剂，H2既是氧化产物又是还原产物，且来源于CaH2和H2O中氢原子的物质的量相等，即氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。

7．已知反应：

①Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2，②KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，③2KBrO3＋Cl2===Br2＋2KClO3，下列说法正确的是（　　）

A．上述三个反应都有单质生成，所以都是置换反应

B．氧化性由强到弱顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2

C．反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6∶1

D．反应③中1mol还原剂反应则氧化剂得到电子的物质的量为2mol

解析：

选B　A项，反应②不属于置换反应；B项，由反应①可得氧化性：

Cl2>Br2，由反应②得氧化性：

KClO3>Cl2；由反应③得氧化性：

KBrO3>KClO3，故氧化性：

KBrO3>KClO3>Cl2>Br2；C项，反应②中

，还原剂HCl与氧化剂KClO3的物质的量之比为5∶1；D项，反应③中Cl2～2KClO3～10e－，1mol还原剂（Cl2）反应时转移10mol电子，则氧化剂得10mol电子。

8．（好题共享·选自人教教材P39页·T10）用化学方程式表示在一定条件下下列物质间的转化关系。

指出哪些是氧化还原反应，哪些是非氧化还原反应。

对于氧化还原反应，指出氧化剂和还原剂。

C

CO

CO①2

CaCO3

答案：

①C＋O2

CO2是氧化还原反应

还原剂：

C　氧化剂：

O2

②2C＋O2

2CO　是氧化还原反应

还原剂：

C　氧化剂：

O2

③2CO＋O2

2CO2是氧化还原反应

还原剂：

CO　氧化剂：

O2

④C＋CO2

2CO　是氧化还原反应

还原剂：

C　氧化剂：

CO2

⑤Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　非氧化还原反应

⑥CaCO3

CaO＋CO2↑　非氧化还原反应

9．（好题共享·选自苏教版教材P48·T6）写出下列反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目，并指出氯气在反应中表现出什么性质。

（1）氢气在氯气中燃烧。

（2）氯气与石灰乳反应。

（3）铁在氯气中燃烧。

答案：

（1）

　Cl2表现氧化性

（2）

===CaCl2＋Ca（ClO）2＋H2O

Cl2表现氧化性和还原性。

（3）

2FeCl3　Cl2表现氧化性

10．将Cu投入足量的FeCl3的水溶液中，两者发生反应的化学方程式如下：

2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2

（1）请用双线桥法标出电子转移的方向和数目。

（2）在该反应中，氧化剂是________，氧化产物是________。

（3）当有0.3mol电子发生转移时，发生反应的Cu的质量为________。

（4）请将上述反应改写为离子方程式_________________________________________。

解析：

（1）先标出反应中各元素的化合价，再用双线桥连接反应前后变价的同一元素，最后标出转移电子的数目和方向。

（2）F

Cl3―→F

Cl2中，Fe元素化合价降低，FeCl3作氧化剂；C

―→C

Cl2中，Cu元素化合价升高，Cu作还原剂，发生氧化反应，CuCl2为氧化产物。

（3）由Cu～2e－可知，转移0.3mol电子时，发生反应的Cu的物质的量为0.15mol,m（Cu）＝0.15mol×64g·mol－1＝9.6g

答案：

（1）

（2）FeCl3　CuCl2　（3）9.6g

（4）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

11．实验室里迅速制备少量氯气可利用如下反应：

2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，此反应不需加热，常温下就可以迅速进行，而且对盐酸的浓度要求不高。

（1）该反应中，氧化剂是________，还原剂是__________。

（2）当参加反应的氧化剂的物质的量是1mol时，被氧化的还原剂的物质的量是________，产生的氯气在标准状况下的体积为________，电子转移数目为________。

（3）氯化氢在该反应过程中表现出的化学性质有________。

A．酸性　　　　　　B．还原性

C．氧化性D．挥发性

解析：

＋8H2O，由元素化合价变化可知，KMnO4作氧化剂，HCl作还原剂，而且n（氧化剂）∶n（还原剂）＝2∶10＝1∶5。

当n（KMnO4）＝1mol时，生成n（Cl2）＝2.5mol，在标况下体积为V（Cl2）＝2.5mol×22.4L·mol－1＝56L。

转移的电子数为5NA。

由方程式可知，16molHCl参加反应，只有10mol作还原剂。

所以，HCl在反应中既表现还原性，又表现酸性。

答案：

（1）KMnO4　HCl　

（2）5mol　56L　5NA　（3）AB

小专题　大智慧（三）

氧化还原反应的基本规律

1．守恒规律

在一个氧化还原反应中，氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目，或者说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。

利用守恒规律可列出电子守恒关系进行相关计算。

2．价态规律

元素处于最高价，只有氧化性（如KMnO4中的锰元素）；元素处于最低价，只有还原性（如S2－、I－等）；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性。

3．转化规律（归中规律）

同种元素不同价态之间的反应，遵循以下规律：

应用：

分析判断氧化还原反应能否发生，元素化合价如何变化。

例如浓H2SO4与SO2不会发生反应；KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反应中，KClO3中＋5价的氯不会转化为KCl中－1价的氯。

再如：

H2S＋H2SO4（浓）===S失去2e－↓＋S得到2e－O2↑＋2H2O（√）

H2S＋H2SO4（浓）===S得到6e－↓＋S失去6e－O2↑＋2H2O（×）

4．难易规律

越易失去电子的物质，失去电子后就越难得到电子，越易得到电子的物质，得到电子后就越难失去电子。

5．先后规律

一种氧化剂（或还原剂）与多种还原剂（或氧化剂）相遇时，总是依照还原性（或氧化性）的强弱顺序先后被氧化（或被还原）。

例如，把Cl2通入FeBr2溶液中。

Cl2的强氧化性可将Fe2＋、Br－氧化，由于还原性Fe2＋>Br－，所以，当通入有限量Cl2时，根据先后规律，Cl2首先将Fe2＋氧化，当Cl2足量时，方可把Fe2＋、Br－一并氧化。

离子方程式可分别表示为：

（1）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－（Cl2不足时）

（2）2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－（Cl2足量时）。

1．用0.1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL，恰好将2×10－3molXO

还原，则元素X在还原产物中的化合价是（　　）

A．＋4　　　　　　　B．＋3

C．＋2D．＋1

解析：

选A　利用守恒规律解答。

　　～　　

　　～　　失2e－

1mol2mol

0.1mol·L－1×0.03　　n（e－）

n（e－）＝0.006mol。

设X在还原产物中的化合价是m，则有

―→

～得（7－m）e－

1mol　　　　（7－m）mol

2×10－3mol0.006mol

（7－m）×2×10－3＝0.006，m＝4。

2．[双选题]下列微粒既有氧化性又有还原性的是（　　）

A．Na＋　　　B．Cl－　　　C．Fe2＋　　　D．S

解析：

选CD　利用价态规律解答。

元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性。

Na＋处于最高价，只有氧化性；Cl－处于最低价，只有还原性；Fe2＋、S处于中间价态，既有氧化性又有还原性。

3．一定条件下NH4NO3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的个数之比为（　　）

A．5∶3B．5∶4C．1∶1D．3∶5

解析：

选A　利用归中规律解答。

分析被氧化与被还原的氮原子的个数之比，应先分析N元素的化合价变化情况，反应物NH4NO3中N元素有两种价态：

H4

O3，产物中N元素仍有两种价态：

H

O3和

2，根据化合价只靠近而不交叉的规律，N元素在反应前后的变价情况应为：

NH

中－3价与NO

中一部分＋5价的N均变化为0价，另一部分NO

中的N未变价。

4．已知在相同条件下，下列几种微粒的还原性强弱顺序为Cl－

A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO

＋4H＋＋2Fe2＋

B．2Br－＋SO

＋4H＋===SO2＋Br2＋2H2O

C．2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋