第三节 氧化还原反应T.docx

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第三节氧化还原反应T

第2章《化学物质及其变化》

第三节氧化还原反应

【目标】

1、掌握氧化还原反应的基础知识及基本规律

2、学会运用氧化还原反应方程式配平的方法

3、氧化还原反应的应用

【重点、难点】

1、用化合价变化和电子转移的观点认识氧化、还原、氧化还原反应、氧化剂、还原剂概念。

.

2、氧化还原反应电子转移的表示方法——双线桥法；氧化性还原性能力的判断。

【知识整理】

考点一、氧化还原反应（★★★★）

A、有化合价升降的化学反应的是氧化还原反应

几种简单的氧化还原反应：

CuO+H2=Cu+H2O2CuO+C=2Cu+CO2H2O+C=H2+CO

B、（本质定义）有电子转移（得失或偏移）的反应都是氧化还原反应

化合价的升降是由于电子的转移的结果。

例举：

2H2+O2=2H2O

【注意事项】

1、有新单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应

eg：

C（金刚石）==C（石墨）；3O2==2O3（放电）；P4（白磷）==4P（红磷）

2、任何元素在化学反应中，从游离态变为化合态，或由化合态变为游离态，均发生氧化还原反应（比如置换反应，化合反应，分解反应）

3、置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应；有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。

4、元素具有最高价的化合物不一定具有强氧化性

eg.H3PO4、H2SiO3（或H4SiO4）两酸均无强氧化性但硝酸有强氧化性。

1、下列反应中，属于非氧化还原反应的是（C）

A．3Cl2＋6NaOH=5NaCl＋NaClO3＋3H2OB．2Br—+Cl2=2Cl—+Br2

C.CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2D.CO2＋Na2O2=Na2CO3+O2

2、下列各组物质露放在空气中，都有可能发生氧化还原反应而变质的一组是（C）

　A.烧碱、消石灰B.纯碱、硫酸铜晶体

　C.过氧化钠、亚硫酸钠D.浓硫酸、浓硝酸

考点二、氧化剂和还原剂：

（★★★★）

1、氧化剂的定义：

得到电子的物质，在反应时所含元素的化合价降低，氧化剂具有氧化性，但是其本身被还原。

降得还（这里的还指还原反应）

2、还原剂：

失去电子的物质，在反应时所含元素的化合价升高

还原剂具有还原性，但是其本身被氧化。

升失氧（这里的氧指氧化反应）

3、常见的氧化剂和还原剂

（1）常见的氧化剂

①某些活泼的非金属单质：

如Cl2，一般被还原为________。

②元素处于高价态的物质：

如浓硫酸，一般被还原为________。

③过氧化物：

如H2O2，一般被还原为________。

④某些金属性较弱的高价态离子

（2）常见的还原剂

①活泼的金属单质：

如Zn，一般被氧化为________。

②某些活泼的非金属单质：

如H2，一般被氧化为________。

③元素处于低价态的物质：

如CO，一般被氧化为________。

（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

在Fe2O3＋3CO

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

Fe2O3　CO　C　Fe　CO2　Fe

1、下列做法中用到物质氧化性的是（C）

A．明矾净化水B．纯碱除去油污

C．臭氧消毒餐具D．食醋清洗水垢

2、下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（A）

A.CO+H2O==CO2+H2  

B.3NO2+H2O＝2HNO3+NO

C.2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑   

D.2F2+2H2O＝4HF+O2

3．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

答案　D解析　首先分析四种元素价态的变化：

Na的价态反应前后都是＋1价，B反应前后都是＋3价，O反应前后都是－2价，变价元素只有H，NaBH4中－1价氢被H2O中＋1价氢氧化，发生归中反应生成H2。

4．下列推断合理的是（　B　）

A．Fe3＋、O2、H2O2三种微粒只具有氧化性，没有还原性

B．木炭与浓硝酸反应可能生成CO和NH4NO3

C．因为SO2具有还原性，所以不能用浓H2SO4干燥SO2

D．Cl2转变为HClO时一定需要加入氧化剂才能实现

5．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（　C　）

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

考点三、化学反应的分类（针对无机部分）（★★）

四种分类：

化合反应A+B=AB

分解反应AB=A+B

置换反应A+BC=AC+B

复分解反应AB+CD=AD+BC

1、氧化还原反应与四大基本反应的关系如图，下列化学反应属于阴影部分的是（D）

A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl

B．2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑

C．4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

2、下列类型的反应，一定发生电子转移的是（C）

A．化合反应B．分解反应

C．置换反应D．复分解反应:

3、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______________。

A．Cu2S＋O2===2Cu＋SO2　B．3O2===2O3

C．Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

E．CaCO3

CaO＋CO2↑

F．2H2O2===2H2O＋O2↑

G．SO3＋H2O===H2SO4

H．2Fe＋3Cl2

2FeCl3

I．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

答案：

ACDFH　GH　EF　AD　I

考点四、常考的氧化性、还原性强弱的判断方法（★★★★）

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．根据反应条件和反应剧烈程度进行判断

（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。

①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；

②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；同种还原剂作用于不同氧化剂时，反应越剧烈，其还原性越强。

如：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3，

Fe＋S

FeS，

氧化性：

Cl2>S；

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。

3．其他因素

（1）浓度：

同一种物质浓度越大，氧化性（或还原性）越强。

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。

4、利用金属活动顺序表进行比较

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

还原性

K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H+）Cu2+Hg2+Ag+

氧化性

氧化性

F2＞Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2＞S

【例1】　下列说法正确的是（　A　）

A．强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应

B．含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性

C．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性

D．发生化学反应时，失电子越多的金属原子，还原能力越强

【例2】　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　）

A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋

C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋

【例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　）

A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3

B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2

C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

【例4】　

（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？

答案：

（1）浓盐酸完全反应产生的Cl2是0.3mol，但MnO2只能氧化浓盐酸，Cl－浓度小时还原性弱，不再被MnO2氧化。

（2）NO

在酸性条件下可氧化铜，生成Cu2＋使溶液呈蓝色。

反思感悟　

（1）判断氧化性或还原性的强弱，依据的是得失电子的难易程度，而不是得失电子数目的多少。

（2）元素的高价态氧化性不一定比低价态强，如HClO的氧化性大于HClO4，另外最高价态的物质也不一定都表现氧化性，如H3PO4。

（3）强弱规律及应用

氧化剂（较强氧化性）＋还原剂（较强还原性）===还原产物（弱还原性）得到ne－，被还原＋氧化产物（弱氧化性）失去ne－，被氧化

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。

1、已知常温下，在溶液中发生如下反应：

①16H++10Z-+2XO4-=2X2++5Z2+8H2O；②2A2++B2=2A3-+2B-；

③2B-+Z2=B2+2Z-由此推断下列说法错误的是（B）

A．反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以进行

B．Z元素在①③反应中均被还原

C．氧化性由强到弱的顺序是XO4-，Z2，B2，A3+

D．还原性由强到弱的顺序是A2+、B-、Z-、X2+

2、常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：

（CD）

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋

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生产过程要严格避免混入Fe2+

解析：

将已知两个方程式相加可得，2H2O2====2H2O+O2↑，可见，Fe2+在H2O2的分解反应中起催化作用，C正确、B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正确。

由2Fe2++H2O2+2H+====2Fe3++2H2O知，氧化性：

H2O2＞Fe3+，由2Fe3++H2O2====2Fe2++O2↑+2H+知，还原性：

H2O2＞Fe2+,所以A不正确

3、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（B）

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．③中lmol还原剂反应则氧化剂得到电子的物质的量为2mol

4、已知反应：

①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2；②2FeCl2+Cl2=2FeCl3③I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI，下列粒子的还原能力由强到弱顺序正确的是（）

A.I->Fe2＋>Cl->SO2B.Cl->Fe2＋>SO2>I-

C.Fe2＋>I->Cl->SO2D.SO2>I->Fe2＋>Cl-

5、PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是（D）

A、Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+

B、10Cl-+2MnO4-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O

C、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-

D、5Pb2++2MnO4-+2H2O===5PbO2+2Mn2++4H+

6、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）。

A．3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3

B．Cl2+FeI2=FeCl2+I2

C．Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O

D．2Fe3++2I-=2Fe2++I2

【试题分析】解析：

此题可结合题给信息：

氧化性强弱顺序Co2O3>Cl2>FeCl3>I2，可推知还原性强弱顺序I->Fe2+>Cl->Co2+，然后根据氧化剂先氧化强还原剂的规律，知A选项中Cl2应该先氧化I-后氧化Fe2+，所以A选项错误。

选A。

考点五、氧化还原反应的配平（★★★★）

1、氧化还原反应的表示方法

（1）双线桥

化合价升高，失电子，被氧化

氧化剂+还原剂﹦还原产物+氧化产物

（强氧化性）（强还原性）（弱还原性）（弱氧化性）

化合价降低，得电子，被还原

（2）单线桥

ne-

单线桥法：

表明不同元素原子间得到或失去电子的情况，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。

氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物

2、氧化还原反应的配平

（1）常规配平法：

化合价升降总数相等

举例：

S+HNO3→H2SO4+NO2+H2O

（1）标好价：

正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。

（2）列变化：

列出元素化合价升高和降低的数值。

（3）求总数：

求元素化合价升高数和降低数的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。

（4）配系数：

用观察法配平其他各物质的化学计量数。

（5）细检查：

利用“守恒”三原则（即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒），逐项检查配平的方程式是否正确。

（2）缺项配平法：

主要利用元素守恒及电子得失守恒来求（缺项一般是水，氢离子，氢氧根离子）

【例1】　配平下列化学反应的方程式。

（1）KMnO4＋HCl→MnCl2＋Cl2↑＋H2O

（2）KMnO4+H2C2O4+H2SO4——CO2+K2SO4+MnSO4+H2O

（3）Cl2+NaOH→NaCl+NaClO+H2O

（4）NO2+H2O→HNO3+NO

（5）KNO3+C＋S→K2S+NO2↑+CO2↑

（6）＿＿C2O42-+＿＿MnO4-+＿＿H+＝＿＿CO2+＿＿Mn2++＿＿H2O

（7）KMnO4+FeSO4+H2SO4=Fe2（SO4）3+MnSO4+K2SO4+H2O

（8）____FeS2＋____O2===____Fe2O3＋____SO2

（9）____Cu＋____HNO3（稀）===____Cu（NO3）2＋____NO↑＋____H2O

（10）____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O

（11）____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3

【例2】　配平下列离子方程式。

（1）____ClO－＋____Fe（OH）3＋____===____Cl－＋____FeO

＋____H2O

（2）____MnO

＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O

反思感悟　配平的基本技能

（1）全变从左边配：

氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。

（2）自变从右边配：

自身氧化还原反应（包括分解、歧化）一般从右边着手配平。

（3）缺项配平法：

先使得失电子数配平，再观察两边电荷。

若反应物这边缺正电荷，一般加（H＋），生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加（OH－），生成物一边加水。

然后进行两边电荷数配平。

考点六、氧化还原反应的应用：

有关计算

氧化还原反应计算的核心是得失电子守恒

【例1】硫酸铵在强热条件下分解，生成氨、二氧化硫、氮气和水反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是（）

A、1:

3B、2:

3C、1:

1D、4:

3

【例2】锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。

当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（）

A.2mol              B.1mol                 

C.0.5mol           D.0.25mol

【例3】　14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L（标准状况下）氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为（　C　）

　A．9.6gB．6.4g

C．3.2gD．1.6g

【例4】　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（　D　）

A．2B．3C．4D．5

【例5】　24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。

已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为（　B　）

A．＋2B．＋3C．＋4D．＋5

反思感悟　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）×变价原子个数×化合价变化值（高价—低价）。

1、氮化铝（AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。

在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。

下列叙述正确的是（D）

A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂

B．上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子

C．AlN中氮元素的化合价为＋3

D．AlN的摩尔质量为41g

2、一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为：

NH4NO3—HNO3+N2+H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（）

A．1∶1     B．5∶4     C．5∶3     D．3∶5

解析:

NH4+中的N元素化合价为－3价，失去3个电子后被氧化成单质N2，而NO3－中N元素化合价为+5价，得到5个电子后被还原成单质N2。

根据氧化还原反应中得失电子守恒可知：

被氧化与被还原的氮原子数之比为5∶3

3、在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O72-和Pb2+，则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为（）

A.3.0mol         B.1.5mol        

C.1.0mol           D.0.75mol

4、锌和某浓度的HNO3反应时，若参加反应的锌与HNO3的物质的量之比为2：

5，则HNO3的还原产物可能是（AB）

A.NH4NO3B.N2OC.NOD.NO2

解析：

因为2Zn—5HNO3，不妨设用4molZn和10molHNO3反应，4molZn失去电子4mol×2=8mol，而4molZn要生成4molZn（NO3）2，则应消耗HNO38mol，所以发生还原反应的硝酸可能有1mol或2mol。

若2mol被还原，根据得失电子数相等的原则，则HNO3被还原为N2O。

若1mol被还原，则还原产物为NH4NO3。

本题答案为AB。

5、将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体（无N2O4气体）1.12L（标准状况）。

则所消耗硝酸的物质的量是（）

A．0.12molB．0.11molC．0.09molD．0.08mol

6、（NH4）2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。

在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是（D）

A．SO2、H2O、N2、NH3B．N2、SO2、H2O、NH3

C．N2、SO2、NH3、H2OD．H2O、NH3、SO2、N2

1、氢化钠（NaH）是一种生氢剂，可发生如下反应：

NaH+H2O==NaOH+H2↑对这一反应的描述正确的是（）

A．NaH是氧化剂B