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氧化还原反应的基本概念和规律xs剖析

　氧化还原反应的基本概念和规律

[考纲要求]　1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。

2.了解常见的氧化还原反应。

考点一　氧化还原反应及其相关概念

1．用分类思想理解氧化还原反应

（1）根据反应中有无电子转移或元素化合价是否发生变化，可以把化学反应划分为氧化还原反应和非氧化还原反应。

判断氧化还原反应的最佳判据是有无元素化合价的升降。

（2）四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示：

2．结合实例理解氧化还原反应的相关概念

实例：

在Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂；C元素被氧化，Fe元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；CO2是氧化产物，Fe是还原产物。

（1）相关概念

还原剂在反应中表现为所含元素的化合价升高，实质上失电子。

还原剂具有还原性，反应时本身被氧化，发生氧化反应，得到氧化产物。

氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价降低，实质上得电子。

氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原，发生还原反应，得到还原产物。

（2）常见氧化剂和还原剂

①常见氧化剂

a．某些活泼的非金属单质：

如Cl2，一般被还原为Cl－。

b．元素处于高价态的物质：

如浓硫酸，一般被还原为SO2。

c．过氧化物：

如H2O2，一般被还原为H2O。

②常见还原剂

a．活泼的金属单质：

如Zn，一般被氧化为Zn2＋。

b．某些活泼的非金属单质：

如H2，一般被氧化为H2O。

c．元素处于低价态的物质：

如CO，一般被氧化为CO2。

③具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。

还原产物　　中间价态　氧化产物

深度思考

1.下列反应属于氧化还原反应的是　　　　　　，属于化合反应的是　　　　　　　，属于分解反应的是________________________________________________________，,属于置换反应的是　　　　　　，属于复分解反应的是　　　　　　　。

①Cu2S＋O2

2Cu＋SO2

②3O2

2O3

③Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

⑤CaCO3

CaO＋CO2↑

⑥2H2O2

2H2O＋O2↑

⑦SO3＋H2O===H2SO4

⑧2Fe＋3Cl2

2FeCl3

⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑

⑪IBr＋H2O===HIO＋HBr

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应（　　）

（2）金属阳离子一定只具有氧化性（　　）

（3）氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原（　　）

（4）氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂（　　）

（5）某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原（　　）

3．在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗？

1．被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：

NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是（NaBH4中H为－1价）（　　）

A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂

B．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂

C．硼元素被氧化，氢元素被还原

D．被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1

2．ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。

实验室中可通过以下反应制得：

2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4

2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。

下列说法不正确的是

A．CO2是氧化产物

B．H2C2O4在反应中被氧化

C．H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性

D．ClO2作水处理剂时，利用了其强氧化性

反思归纳

解氧化还原反应概念题的“两个关键”

（1）要理清知识线索

（2）要明确解题的方法思路：

找变价、判类型、分升降、定其他。

其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。

考点二　电子转移数目的分析方法

1．有关电子转移数目的计算

关键是明确反应中元素的化合价变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及1mol氧化剂得电子的物质的量或者1mol还原剂失电子的物质的量。

例如：

2．氧化还原反应中电子转移的表示方法

（1）单线桥法

表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数。

还原剂＋氧化ne－剂===氧化产物＋还原产物

注意事项　①箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；

②箭头方向表示电子转移的方向；

③在“桥”上标明转移的电子总数。

（2）双线桥法

表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。

注意事项　①箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素；

②箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。

深度思考

下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是（5）；其中属于歧化反应的是

（2），属于归中反应的是（3），属于部分氧化还原反应的是（3）、（4）、（5）。

特别提醒　对于分解反应和歧化反应，在标电子转移时用“双线桥”法，而不用“单线桥”法。

题组一　一般氧化还原反应中电子转移数目的分析

1．某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：

S、H2S、HNO3、NO和H2O。

已知水是反应产物之一。

（1）该反应中的还原剂是____________。

（2）该反应中的还原产物是____________。

（3）写出该反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________。

（4）若反应过程中转移了0.3mol电子，则生成水的质量是__________________。

题组二　复杂氧化还原反应中电子转移数目的分析

2．已知氧化还原反应：

2Cu（IO3）2＋24KI＋12H2SO4===2CuI↓＋13I2＋12K2SO4＋12H2O，下列说法正确的是（双选）（　　）

A．CuI既是氧化产物又是还原产物

B．Cu（IO3）2作氧化剂，Cu（IO3）2中的铜和碘元素被还原

C．每生成1molCuI，有12molKI发生氧化反应

D．每转移1.1mol电子，有0.2mol

被还原

3．在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：

CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S，反应结束后，经处理获得单质硫xmol。

下列说法正确的是（　　）

A．反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原

B．氧化剂是Fe3＋，氧化产物是Cu2＋

C．反应中转移电子的物质的量为xmol

D．反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为ymol，则原Fe3＋的总物质的量为（y－x）mol

反思归纳

走好关键第一步——正确标出元素化合价

正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素（特别是变价元素）的化合价。

基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。

常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：

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。

近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断

CuFeS2　Cu＋2　Fe＋2　S－2　K2FeO4　Fe＋6

Li2NH　N－3　LiNH2　N－3　AlN　N－3

Na2S2O3　S＋2　MO

　M＋5　C2O

　C＋3

HCN　C＋2　N－3　CuH　Cu＋1　H－1

FeO

　Fe＋（8－n）　Si3N4　Si＋4　N－3

考点三　氧化性、还原性强弱规律

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Cl2＞S。

深度思考

1．含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？

试举例说明。

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应（　　）

（2）阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性（　　）

（3）元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼（　　）

题组一　依据方程式判断氧化性、还原性强弱

1．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：

Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋

Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋

由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋

C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋

2．铊（Tl）盐与氰化钾（KCN）被列为A级危险品。

已知下列反应在一定条件下能够发生：

①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是（　　）

A．Tl3＋>Fe3＋>Ag＋B．Fe3＋>Ag＋>Tl3＋

C．Tl＋>Ag＋>Fe2＋D．Tl3＋>Ag＋>Fe2＋

题组二　依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生

3．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）

A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3

B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2

C．Co2O3＋6HCl（浓）===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

4．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是（　　）

A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO

＋4H＋

B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI

C．H2O2＋H2SO4===SO2＋O2＋2H2O

D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋

反思归纳

氧化性、还原性强弱规律及应用

氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。

应用：

（1）在适宜条件下，用氧化性强的物质制备还原性弱的物质，用还原性强的物质制备氧化性弱的物质；

（2）比较物质间氧化性（或还原性）的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。

题组三　外界条件影响物质的氧化性、还原性

5．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。

下列各组物质：

①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2和NaOH溶液　⑥Fe和HNO3溶液　⑦Fe和H2SO4溶液　⑧Na和O2

（1）由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_______________________________。

（2）由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是______________________________。

（3）氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。

6．

（1）100mL12mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2反应，生成的氯气的物质的量小于0.3mol，为什么？

（2）将一Cu片投入稀H2SO4溶液中，没观察到反应现象，然后向其中加入少量的KNO3晶体，看到溶液由无色逐渐变蓝并有少量气泡产生，为什么？

反思归纳

根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法

（1）浓度：

同一种物质浓度越大，氧化性（或还原性）越强。

如氧化性：

浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3，还原性：

浓HCl>稀HCl。

（2）温度：

同一种物质，温度越高其氧化性越强。

如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

（3）酸碱性：

同一种物质，所处环境酸（碱）性越强其氧化性（还原性）越强。

如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。

考点四　氧化还原反应三条规律的应用

1．反应先后规律的思维模型

同一氧化剂与含多种还原剂（物质的量浓度相同）的溶液反应时，首先被氧化的是还原性最强的物质；

同一还原剂与含多种氧化剂（物质的量浓度相同）的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。

2．价态归中规律思维模型

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”，而不会出现交叉现象。

例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

如反应KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，转移的电子数为5，而非6。

KClO3＋6HCl（浓）===KCl得6e－＋3Cl失6e－2↑＋3H2O（错误）

KClO3＋6HCl（浓）===KCl得5e－＋3Cl失5e－2↑＋3H2O（错误）

3．歧化反应规律思维模型

“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。

深度思考

1．往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？

若改为FeI2呢？

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）向浓H2SO4中通入H2S气体，1mol浓硫酸转移电子数可能是6NA，也可能是2NA（√）

（2）1molCl2与Ca（OH）2完全反应，转移的电子数是2NA（×）

题组一　先后规律的应用

1．现有下列三个氧化还原反应：

①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2

②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

③2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

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

A．Cl2B．KMnO4

C．FeCl3D．HCl

2．向含有amolFeBr2的溶液中通入xmolCl2。

下列各项为通Cl2过程中溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（　　）

A．x＝0.4a,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

B．x＝0.6a,2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－

C．x＝a,2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===Br2＋2Fe3＋＋4Cl－

D．x＝1.5a,2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Br2＋2Fe3＋＋6Cl－

题组二　价态归中规律、歧化反应规律的应用

3．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系（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Cl元素化合价由低到高的顺序是（　　）

A．G、Y、Q、Z、XB．X、Z、Q、G、Y

C．X、Z、Q、Y、GD．G、Q、Y、Z、X

探究高考　明确考向

1．（广东高考组合题）下列判断正确的是（　　）

A．因为Fe3＋具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋（2013·广东理综，10B）

B．工业上利用合成氨实现人工固氮不涉及氧化还原反应（2012·广东理综，10C）

C．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂不涉及氧化还原反应（2012·广东理综，10A）

D．实验室用NH4Cl和Ca（OH）2制备NH3不涉及氧化还原反应（2012·广东理综，10D）

2．（高考组合题）下列判断正确的是（　　）

①维生素C具有还原性，在人体内起抗氧化作用（2009·天津理综，1A）

②NO2溶于水时发生氧化还原反应（2012·天津理综，2C）

③1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA（2010·福建理综，7C）

④阴离子都只有还原性（2008·北京理综，8B）

⑤BaSO3和H2O2的反应为氧化还原反应

A．①②⑤B．②③⑤C．③④⑤D．①④⑤

3．（山东高考组合题）下列组合判断正确的是（　　）

①Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂（2009·山东理综，10A）

②浓H2SO4有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应（2009·山东理综，13C改编）

③化合反应均为氧化还原反应（2012·山东理综，7A）

④Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性（2012·山东理综，12A）

⑤Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应

（2012·山东理综，12C）

A．①②不正确

B．①②③④正确

C．①②正确，③④⑤不正确

D．①②③④⑤均不正确

4．（2013·上海，18改编）汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3―→K2O＋5Na2O＋16N2↑。

若氧化产物比还原产物多1.75mol，则下列判断正确的是（　　）

A．生成40.0LN2（标准状况）

B．有0.250molKNO3被氧化

C．转移电子的物质的量为1.25mol

D．被还原的N原子的物质的量为3.75mol

5．（2013·上海，16）已知氧化性Br2＞Fe3＋。

FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为aFe2＋＋bBr－＋cCl2―→dFe3＋＋eBr2＋fCl－

下列选项中的数字与离子方程式的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是（　　）

A．2　4　3　2　2　6B．0　2　1　0　1　2

C．2　0　1　2　0　2D．2　2　2　2　1　4

6．（2012·安徽理综，7）科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为NaHCO3＋H2

HCOONa＋H2O。

下列有关说法正确的是（　　）

A．储氢、释氢过程均无能量变化

B．NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键

C．储氢过程中，NaHCO3被氧化

D．释氢过程中，每消耗0.1molH2O放出2.24L的H2

7．（2010·安徽理综，7）亚氨基锂（Li2NH）是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为Li2NH＋H2LiNH2＋LiH，下列有关说法正确的是（　　）

A．Li2NH中N的化合价是－1

B．该反应中H2既是氧化剂又是还原剂

C．Li＋和H－的离子半径相等

D．此法储氢和钢瓶储氢的原理相同

8．[2008·山东理综，28

（1）（3）]黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。

（1）冶炼铜的反应为

8CuFeS2＋21O2

8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2

若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________（填元素符号）。

（3）过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性，可将I－氧化为I2：

S2O

＋2I－===2SO

＋I2

通过改变反应途径，Fe3＋、Fe2＋均可催化上述反应。

试用离子方程式表示Fe3＋对上述反应催化的过程：

____________________________________________________________

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________（不必配平）。

一、单项选择题

1．下列叙述正确的是（　　）

A．在氧化还原反应中，肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原

B．元素由化合态变成游离态时，它可能被氧化，也可能被还原

C．失电子难的原子，获得电子的能力一定强

D．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应

2．下列实验中，颜色的变化与氧化还原反应有关的是（　　）

A．往紫色石蕊试液中加入盐酸，溶液变红

B．饱和FeCl3溶液在沸水中变成红褐色胶体

C．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，生成的沉淀由白色变成灰绿色，最后变成红褐色

D．SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色

3．下列说法正确的是（　　）

A．根据反应Cu＋H2SO4

CuSO4＋H2↑可推出Cu的还原性比H2的强

B．在反应CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑中，水作氧化剂

C．反应3NO2＋H