氧化还原反应的基本概念和规律提高.docx
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氧化还原反应的基本概念和规律提高
氧化还原反应的基本概念和规律（提高）
考纲要求
1．理解化学反应的四种基本类型。
2．认识氧化还原反应的本质是电子的转移。
了解生产、生活中常见的氧化还原反应。
3．能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。
4．掌握物质氧化性、还原性强弱的比较
考点一：
氧化还原反应
1．定义：
在反应过程中有元素的化合价升降的化学反应是氧化还原反应。
2．实质：
反应过程中有电子的得失或共用电子对的偏移。
3．特征：
化合价有升降。
4．与四种基本反应的关系
要点诠释：
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；
⑥无单质参与的化合反应也可能是氧化还原反应，如H2O2+SO2==H2SO4。
考点二：
有关氧化还原反应的基本概念（四对）
要点诠释：
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。
3．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。
4．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。
小结：
氧化还原反应中各概念之间的相互关系
上述关系可简记为：
升（化合价升高）、失（电子）、氧（氧化反应）、还（还原剂）
降（化合价降低）、得（电子）、还（还原反应）、氧（氧化剂）
例如，对于反应：
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
①该反应的氧化剂是MnO2，还原剂是HCl，氧化产物是Cl2，还原产物是MnCl2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
②若反应中消耗了8.7gMnO2，则被氧化的HCl的物质的量为0.2mol，产生标准状况下Cl2的体积是2.24L，转移电子的数目为0.2NA。
考点三：
常见的氧化剂和还原剂
1、常见的氧化剂
①活泼非金属单质：
F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3
②高价氧化物：
MnO2
③高价态酸：
HNO3、浓H2SO4
④高价态盐：
KNO3（H+）、KMnO4（酸性、中性、碱性）、KClO3、FeCl3、K2Cr2O7（酸性）
⑤过氧化物：
H2O2、Na2O2、
⑥其它：
HClO、NaClO、漂白粉、NO2
⑦弱氧化剂：
能电离出H+的物质、银氨溶液、新制的Cu（OH）2
2、常见的还原剂
①金属单质：
IA、IIA、金属活动性顺序表靠前的金属
②非金属单质：
H2、C
③变价元素中元素低价态氧化物：
SO2、CO
④变价元素中元素低价态的酸、阴离子:
H2S、S2－、HBr、Br－、HI、I－、浓HCl、Cl－、H2SO3、SO32－
⑤变价元素中元素低价态化合物:
FeSO4、Fe（OH）2
考点四：
氧化还原反应电子转移的表示方法
1．双线桥法。
（1）两条桥线从反应物指向生成物，且对准同种元素；
（2）要标明“得”“失”电子，且数目要相等；
（3）箭头不代表电子转移的方向。
如：
一般在线桥上可不标明化合价的升降，如：
2．单线桥法。
（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：
误区警示：
表示方法的易错之处：
①双线桥法表示电子转移不标出箭头的方向或箭头的起点和终点不落在相同的元素上。
②箭头的指向不正确。
③混淆了单线桥、双线桥所需标明的内容。
考点五：
氧化还原反应的一般规律
1．性质强弱的规律：
氧化剂＋还原剂→还原产物＋氧化产物
氧化性强弱顺序是：
氧化剂＞氧化产物；
还原性强弱顺序是：
还原剂＞还原产物。
应用：
氧化性、还原性强弱比较
2．守恒规律
化合价有升必有降，电子有得必有失。
对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数（或共用电子对偏离）与得电子总数（或共用电子对偏向）相等。
应用：
可进行氧化还原反应方程式配平和有关计算。
3．价态表现性质的规律
元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要呈现一种性质；物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
简单表述为“高价氧化低价还，中间价态两头转”。
如：
H2SO4只具有氧化性；H2S只具有还原性；SO2既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主；H2O2既具有氧化性又具有还原性，但以氧化性为主。
应用：
判断元素或物质的氧化性、还原性。
4．转化规律：
氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最容易；同种元素不同价态之间的氧化反应，化合价的变化遵循“只靠拢，不交叉”（即价态归中）；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。
即是:
歧化律——处于中间价态的元素同时升降，例如：
3Cl2+6KOH
KClO3+5KCl+3H2O
归中律——同种元素不同价态反应时，化合价向中间靠拢，且一般符合邻位转化和互不换位规律。
例如：
2Na2S+Na2SO3+6HCl===6NaCl+3S↓+3H2O
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，价态的变化见下图：
5．反应先后的一般规律
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，则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作用；同理，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。
例如，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－，2Br－+Cl2==Br2+2Cl－。
应用：
判断物质的稳定性及其反应顺序。
说明：
越易失电子的物质，失后就越难得电子；越易得电子的物质，得后就越难失电子。
考点六：
氧化性、还原性的强弱判断方法
说明：
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Na比Al活泼，失去电子的能力强，所以Na比Al的还原性强。
1．根据反应方程式
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
示例：
根据2Fe3++2I－==2Fe2++I2，Br2+2Fe2+==2Br－+2Fe3+，可以判断Fe3+、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序是Br2＞Fe3+＞I2，I－、Fe2+、Br－还原性由强到弱的顺序是I－＞Fe2+＞Br－。
2．依据金属、非金属活动性顺序
（1）依据金属活动性顺序
（2）依据非金属活动性顺序
3．依据元素周期表
（1）同周期从左到右，金属元素的金属性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性逐渐增强；非金属元素的非金属性逐渐增强，对应阴离子的还原性逐渐减弱。
（2）同主族从上到下，金属元素的金属性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱；非金属元素的非金属性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。
4．依据反应条件及反应的剧烈程度
反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、有无催化剂及反应温度高低等。
例如：
下面三个均为HCl被氧化生成Cl2的反应：
2KMnO4+16HCl（浓）==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
4HCl+O2
2H2O+2Cl2
由上述反应条件由易到难，可判断反应中氧化剂的氧化性由强到弱的顺序为：
KMnO4＞MnO2＞O2。
5．根据氧化还原反应的程度
当有变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
如：
2Fe+3Cl2
2FeCl3，Fe+S
FeS，可以判断氧化性：
Cl2＞S。
6．依据电化学原理
原电池中，负极物质的还原性一般强于正极物质；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强，在阳极先放电的阴离子的还原性强。
7．依据物质的浓度及溶液酸碱性
（1）具有氧化性（或还原性）的物质的浓度越大，其氧化性（或还原性）越强；反之，其氧化性（或还原性）越弱。
例如：
氧化性：
HNO3（浓）＞HNO3（稀）；
还原性：
HCl（浓）＞HCl（稀）。
（2）溶液的酸碱性对物质的氧化性、还原性强弱亦有影响，KMnO4在酸性、中性、碱性溶液中的氧化性依次减弱。
在酸性环境中，KMnO4的还原产物为Mn2＋；在中性环境中，KMnO4的还原产物为MnO2；在碱性环境中，KMnO4的还原产物为K2MnO4。
在使用高锰酸钾作为氧化剂检验或除杂一些还原性物质时，为了现象明显，反应快速，往往使用酸性高锰酸钾溶液。
8．依据温度
一般来说温度升高，氧化剂的氧化性增强，还原剂的还原性也增强。
浓H2SO4具有强氧化性，如热的浓H2SO4的氧化性比冷的浓H2SO4的氧化性强。
一、选择题：
（每题有1-2个选项符合题意）
1．氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。
下列反应与Br2+SO2+2H2O—→H2SO4+2HBr相比较，水的作用不相同的是（ ）
A．2Na2O2+2H2O—→4NaOH+O2↑
B．4Fe（OH）2+O2+2H2O—→4Fe（OH）3
C．2F2+2H2O—→4HF+O2
D．2Al+2NaOH+2H2O—→2NaAlO2+3H2↑
2．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是（ ）
A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质
B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质
C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌
D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物消毒杀菌
3．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是（ ）
A
B
C
D
Y
CO2
Fe2O3
C2H5OH
FeCl3
W
MgO
Al2O3
C2H5ONa
CuCl2
4．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：
3Fe2＋＋2S2O32-＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O62-＋2H2O。
下列说法正确的是（ ）。
A．硫元素被氧化，铁元素被还原
B．Fe2＋、S2O32-都是还原剂
C．x＝2
D．每生成1molFe3O4，则转移电子数为3mol
5．用高铁酸钠（Na2FeO4）对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术。
已知反应Fe2O3＋3Na2O2===2Na2FeO4＋Na2O，下列说法正确的是（ ）。
A．Na2O2既是氧化剂又是还原剂
B．Fe2O3在反应中得到电子
C．3molNa2O2发生反应，有12mole－转移
D．Na2FeO4能杀菌消毒是因其具有强氧化性
6．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化更强，无二次污染的绿色水处理剂。
工业是先制得高铁酸钠，然后在低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和就可析出高铁酸钾（K2FeO4）。
湿法制备的主要反应方程为：
2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
干法制备的主要反应方程为：
2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
下列有关说法不正确的是：
A．高铁酸钾中铁显+3价
B．湿法中每生成1molNa2FeO4转移3mol电子
C．干法中每生成1molNa2FeO4转移4mol电子
D．K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，还能除去水体中的H2S、NH3等，生成的Fe（OH）3还能吸附水中的悬浮杂质
7．在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的O2时，三个反应中转移的电子数之比为（ ）。
A．1∶1∶1 B．2∶2∶l C．2∶3∶1 D．4∶3∶2
8．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，得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强
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
9．已知I－、Fe2+、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的顺序为SO2＞I－＞Fe2+＞H2O2＞
Cl－，则下列反应不可能发生的是（ ）。
A．2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42－+4H+
B．I2+SO2+2H2O==H2SO4+2HI
C．2Fe2++I2==2Fe3++2I－
D．H2O2+SO2==H2SO4
10．下列表示溶液中发生反应的化学方程式错误的是（ ）
A．2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
B．2KMnO4+HCOOK+KOH==2K2MnO4+CO2↑+H2O
C．MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
D．K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4==Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+K2SO4+7H2O
11．将SO2通入由CuSO4和NaCl混合的浓溶液中，溶液颜色变浅，析出白色沉淀，取该沉淀进行元素质量分数分析，知其中含Cl：
35.7%，Cu：
64.3%，SO2在上述反应中的作用是
A．酸 B．漂白剂 C．还原剂 D．氧化剂
12．检查司机是否酒后开车的化学反应方程式如下
2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4==2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O
橙色 绿色
下列说法正确的是
A．3molC2H5OH发生反应有12mol电子转移
B．Cr2（SO4）3既是氧化产物又是还原产物
C．酒后司机测试时显橙色
D．CH3COOH是还原产物
13．常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：
2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
2Fe3++H2O2==2Fe2++O2↑+2H+
下列说法正确的是（ ）
A．H2O2的氧化性比Fe3+强，其还原性比Fe2+弱
B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降
C．在H2O2分解过程中，Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D．H2O2的生产过程要严格避免混入Fe2+
14．现有三个氧化还原反应：
（1）2FeCl3+2KI==2FeCl2+2KCl+I2
（2）2FeCl2+Cl2==2FeCl3
（3）2KMnO4+16HCl（浓）==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
若某溶液中有Fe2+和I―共存，要除去I―而又不影响Fe2+和Cl―，可加入的试剂是（ ）
A．Cl2 B．FeCl3 C．KMnO4 D．HCl
15．工业上生产MnO2和Zn的主要反应有
①MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O
②MnSO4+ZnSO4+2H2O
MnO2+Zn+2H2SO4
下列说法不正确的是
A．①中MnO2和H2SO4都是氧化剂 B．①中析出16gS时转移1mol电子
C．②中MnSO4发生氧化反应 D．硫酸在该生产中可循环使用
二、填空题：
1．水（H2O）在很多化学反应中具有极其重要的作用。
请研究下列水参与的氧化还原反应。
①NaH+H2O==NaOH+H2↑
②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
③Na+2H2O==2NaOH+H2↑
④3NO2+H2O==2HNO3+NO
⑤2H2O
2H2↑+O2↑
⑥2F2+2H2O==4HF+O2
（1）水只作氧化剂的是________；水只作还原剂的是________；水既作氧化剂，又作还原剂的是________；水既不作氧化剂，又不是还原剂的是________。
（2）水作氧化剂时，被还原的元素是________，水作还原剂时，被氧化的元素是________。
（3）写出化学方程式②的离子方程式________。
2．写出符合下列条件的化学方程式（各举一例，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目）。
（1）一种金属单质还原一种化合物；________；
（2）一种单质氧化另一种单质；________
（3）一种化合物氧化另一种化合物；________
（4）一种非金属单质还原一种氧化物；________
（5）一种氧化物还原另一种氧化物。
________
3．KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。
其变化可表示为：
2KClO3+4HCl（浓）==2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
（1）请分析该反应中电子转移的情况（用双线桥法表示）。
（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是________（填序号）。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
（3）若产生0.1molCl2，则转移的电子的物质的量为________mol。
4.在反应：
3BrF3+5H2O
HBrO3+Br2+9HF+O2中，当有5mol水作还原剂参加化学反应时，由水还原的BrF3为_____mol；由BrF3还原的BrF3为_____mol；总的被还原的BrF3为______mol.
一、选择题
1．CD
【解析】反应Br2+SO2+2H2O==H2SO4+2HBr中H2O既非氧化剂又非还原剂，而C项中H2O为还原剂，D中H2O为氧化剂。
2．A
【解析】K2FeO4有强氧化性，其还原产物Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体可吸附水中杂质。
3．D
【解析】A项中Mg与CO2反应，B项中Al与Fe2O3发生铝热反应，C项中是金属Na与C2H5OH反应，这三个反应都是置换反应。
D项中是发生Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2，不是置换反应。
4．B
【解析】O2将Fe元素和S元素都氧化。
根据电荷守恒可求出x＝4，每生成1molFe3O4，消耗氧化剂O21mol，转移电子为4mol。
5．D
【解析】该反应中铁元素价态升高，所以Fe2O3是还原剂，Na2O2中氧元素价态降低，是氧化剂，则A项错误；1molFe2O3完全反应，失去6mole－，故3molNa2O2反应转移6mole－，则B、C项错误。
6．AC
7．B
【解析】根据
可知生成lmolO2时，KMnO4、KClO3均转移4mole－，而H2O2转移2mole－。
8．D
【解析】存在2O3
3O2反应，故A错误；氧化性强弱与得电子多少无关，而是体现在得电子的能力强弱上，故B错误；Fe2+可被氧化，也可被还原，故C错误。
含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性，如：
Na2SO4溶液。
9．C
【解析】对于A项SO2是还原剂，Fe2+是还原产物，故还原性为SO2＞Fe2+，A项能发生；B项中SO2是还原剂，HI是还原产物，故还原性为SO2＞I－，B项正确；C项中Fe2+是还原剂，I－是还原产物，故还原性为Fe2+＞I－与已知信息矛盾，故C项错。
D项中SO2是还原剂，H2O2是氧化剂，故还原性为SO2＞H2O2，D项正确。
10．B
【解析】在碱性条件下，不可能产生CO2气体，而应是CO32―，故B项错。
11．C
【解析】由元素质量分数数据，知其中含Cl：
35.7%，Cu：
64.3%，则该沉淀的化学式为CuCl，可以看出铜元素的化合价降低了（+2→+1），故SO2在上述反应中的作用是做还原剂。
12．A
【解析】3molC2H5OH发生反应同时伴有2molK2Cr2O7发生反应，生成2molCr2（SO4）3，Cr元素的化合价由+6价降到+3价，故电子转移12mol。
13．CD
【解析】将两个已知方程式相加可得，2H2O2==2H2O+O2↑，可见，Fe2+在H2O2的分解反应中起催化作用，C项正确、B项不正确。
Fe2+的存在有助于H2O2的分解，所以在生产H2O2的过程中应避免混入Fe2+，D项正确。
由2Fe2++2H2O2+2H+==2Fe3++2H2O知，氧化性：
H2O2＞Fe3+，由2Fe3++H2O2==2Fe2++O2↑+2H+知，还原性：
H2O2＞Fe2+，所以A项不正确。
14．B
【解析】由氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性可知，氧化性由强到弱的顺序是KMnO4＞Cl2＞Fe3+，而Cl2能把Fe2+氧化，HCl不能把I―氧化，KMnO4能把Fe2+、I―、Cl―都氧化，所以选择FeCl3。
15．A
二、填空题
1．
（1）①③ ⑥ ⑤ ②④
（2）氢氧 （3）2Na2O2+2H2O==4Na++4OH－+O2↑
2．
3．
（1）
（2）②
（3）0.2
【解析】
（2）浓盐酸既表现了还原性，又表现了酸性。
（3）每生成1molCl2转移2mol电子，所以生成0.1molCl2要转移0.2mol电子。
4．10/35/35
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