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氧化还原反应

氧化还原反应

一、考点解读

⒈了解氧化还原反应的本质是电子的转移。

了解常见的氧化还原反应。

⒉能判断氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，了解氧化还原反应

与四种基本反应类型的关系，能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目，并进行配平。

能掌握物质氧化性、还原性强弱的比较方法，掌握氧化还原反应的规律，运用电子守恒进行有关的氧化还原反应的计算。

二、历年考法

以下是针对全国各省的典型真题绘制了如下表格：

时间

典型题源

题型

考查方向

考查知识结构

难易度

分值

2009年

安徽卷T27

填空题

氧化还原反应的综合应用

氧化还原反应的书写、pH试纸的使用、原子守恒

中等

12分

广东卷T22

选择题

氧化还原反应的基本规律

氧化性、还原性的判断、催化剂的性质

容易

6分

2010年

上海卷T24

填空题

氧化还原反应的综合应用

氧化还原反应方程式的配平、氧化性的比较、物质的量的计算

中等

12分

天津卷T5

选择题

氧化还原反应的基本概念

氧化还原反应方程式的配平、离子方程式的正误判断

容易

6分

2011年

浙江卷T26

填空题

氧化还原反应的综合应用

氧化还原反应方程式的书写、实验设计

较难

15分

上海卷T18

选择题

氧化还原反应的基本概念

氧化剂、还原剂的判断

中等

6分

全

国II卷T13

选择题

氧化还原反应的基本规律

物质的量的计算、电子守恒的应用

中等

6分

2012年

三、知识清单

1.氧化性、还原性强弱的判断

（1）依据反应原理

氧化剂+还原剂===氧化产物+还原产物

氧化性：

氧化剂>氧化产物还原性：

还原剂>还原产物

总结：

比什么性，找什么剂，产物之性弱于剂。

（2）依据金属活动性

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

一般来说，金属活动性越强，单质的还原性越强，其对应的离子氧化性越弱。

还原性逐渐减弱，对应离子的氧化性逐渐增强（铁指Fe2＋）

（3）依据非金属活动性

一般来说，非金属活动性越强，单质的氧化性越强，其对应的离子还原性越弱。

单质的氧化性：

F2>Cl2>Br2>I2>S。

离子的还原性：

S2>I－>Br－>Cl－>F－

（4）依据反应的条件及反应程度

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、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。

例如：

2Na＋H2O===2NaOH＋H2↑Mg＋2H2O

Mg（OH）2＋H2↑

由上述反应条件的不同，可判断还原性：

Na>Mg。

相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化剂的氧化性强。

例如：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3,Fe＋S

FeS可推知氧化性Cl2>S。

不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原剂的还原性强。

例如：

Cu＋2Fe3+===Cu2＋＋2Fe2＋，3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe，可以推知还原性：

Zn>Cu。

（5）依据电化学原理

原电池：

一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：

负极>正极。

电解池：

由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较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。

2.氧化还原反应的基本规律

（1）价态规律

元素原子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。

（2）守恒规律

具体内容包括原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。

原子守恒（或称质量守恒）强调反应前后各元素原子个数不变；电荷守恒强调反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等；得失电子守恒则针对氧化还原反应，强调氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。

或者说氧化剂化合价降低的总数等于还原剂化合价升高总数。

根据守恒规律，我们可以进行氧化还原反应方程式的配平以及有关氧化还原反应的计算。

（3）强弱规律

在一个氧化还原反应中，各物质的氧化性强弱为氧化剂强于氧化产物，强于还原剂。

还原性强弱为还原剂强于还原产物，强于氧化剂。

根据这个规律，可以判断反应中各微粒的氧化性或还原性强弱；选择合适的氧化剂或还原剂；还可以判断一个氧化还原能否发生。

（4）归中规律

同一元素不同价态的原子间发生氧化还原反应：

高价态+低价态

中间价态，也可以归纳为：

只靠拢、不交叉。

根据这个规律，便于我们判断氧化产物和还原产物，标明电子转移关系。

（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）的强弱顺序依次被氧化（或被还原）。

根据这个规律，可判断氧化还原反应发生的先后次序，写出相应的化学方程式。

例如：

把Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2具有强氧化性可将Fe2＋、Br－氧化，由于还原Fe2＋>Br－，所以，当通入少量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：

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

3.氧化还原反应的计算

（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：

转移电子2mol

与足量Fe反应

转移电子1mol

与足量NaOH溶液反应

1molCl2

与足量Cl2反应

转移电子3mol

与足量S反应

转移电子2mol

1molFe

（2）有关氧化剂、还原剂或氧化产物、还原产物的物质的量或质量的计算

注意参加反应的物质部分被氧化或部分被还原的情况。

例如：

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,每4molHCl参加反应，只有2molHCl被氧化。

⑶利用守恒规律的计算

氧化还原反应中的电子守恒式：

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

四、真题剖析

一、氧化还原反应的基本概念

【例1】（2010安徽卷，7，6分）亚氨基羟（Li2NH）是一种储氢容量器，安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为Li2NH＋H2＝LiNH2＋LiH。

下列有关说法正确的是

A.Li2NH中N的化合价是－1B.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

【例2】（2011上海卷，18，6分）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+O2D．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

【解析】在化学反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中，溴元素化合价降低，硫元素化合价升高，水中氢、氧元素化合价不变，因此，水既非氧化剂又非还原剂。

A中水既非氧化剂又非还原剂；B中水既非氧化剂又非还原剂；C中水中氧元素化合价升高，作还原剂；D中水中氢元素化合降低作氧化剂。

【答案】CD

【例3】（2010天津卷，5，6分）下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是

A．用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：

Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+

B．Na2O2与H2O反应制备O2：

Na2O2+H2O＝2Na++2OH－+O2↑

C．将氯气溶于水制备次氯酸：

Cl2+H2O＝2H++Cl－+ClO－

D．用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：

2MnO

+6H++5H2O2＝2Mn2++5O2↑+8H2O

【解析】本表面上直指：

“实验设计与离子方程式”，其实四个选项都是氧化还原反应。

B中元素不守恒，正确的离子方程式为：

2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2↑；C中的HClO是弱酸，不能拆成离子形式；D的离子方程式本身没有问题，但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化，

不能实现证明H2O2具有还原性的目的（还原性：

HCl＞H2O2，HCl先反应），D错。

【模型提炼】

比较氧化性或还原性的强弱

确定氧化剂或还原剂

分析元素化合价的变化

第一步：

先判断变价元素，然后按照“失升氧、得降还”进行分析；

第二步：

根据反应物中元素的得失电子情况，确定反应物中的氧化剂、还原剂，生成物中的氧化产物和还原产物；

第三步：

根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，比较相应物质氧化性或还原性的强弱。

【方法突破】

（1）元素化合价的变化（或电子的转移）是判断一个化学反应是否是氧化还原反应的标准，因此，判断一个化学反应是否是氧化还原反应，第一步是观察分析元素化合价的变化。

（2）在确定反应是氧化还原反应后，进行一步观察分析哪些物质中元素化合价升高、哪些物质中元素化合价降低，从而确定反应中的还原剂和氧化剂、氧化产物和还原产物。

如：

例1中H2在反应中化合价既有升高的又有降低的，因此既是氧化剂又是还原剂。

（3）若在反应中不只一种氧化剂（或还原剂），则要根据上述比较氧化性（或还原性）强弱的方法进行判断，确定反应的先后次序。

如：

例3中还原性：

HCl>H2O2，则KMnO4先与HCl发生反应。

【丢分陷阱】

（1）将氧化剂、还原剂分别划分为不同的物质，而不是从元素化合价升高或降低（电子的得失或偏移）来判断氧化剂或还原剂所属的具体物质。

（2）错误的认为同一物质在不同氧化还原反应中，会表现出同一氧化性或还原性。

（3）同一氧化剂（或还原剂）与两种或两种以上反应还原剂（或氧化剂）反应时，容易忽略其中的几种还原剂（或氧化剂）还原性（氧化性）强弱的比较，以及对反应次序的影响和反应结果的干扰。

二、氧化还原反应的基本规律

【例1】（2009广东卷，22，6分）在常温下，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生产过程要严格避免混入Fe2＋

【解析】两个反应可以用总反应表示为2H2O22H2O＋O2↑，根据氧化性、还原性的强弱比较规律：

得氧化性Fe3＋>H2O2，还原性Fe2＋>H2O2，因此A选项错；2H2O2分解过程中，因Fe2＋（或Fe3＋）作催化剂，溶液pH不变，Fe2＋和Fe3＋的总量不变，故B选项错，C选项正确；因为Fe2＋可导致H2O2分解，所以H2O2生产过程要避免混入Fe2＋，D正确。

【答案】CD

【例2】（2011全

国II卷，13，6分）某含铬Cr2O72－废水用硫亚铁铵［FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O］处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。

该沉淀干燥后得到nmol

FeO·FeyCrxO3。

不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是

A．消耗硫酸亚铁铵的物质量为n（2-x）mol

B．处理废水中Cr2O72－的物质量为

mol

C．反应中发生转移的电子数为3nxmol

D．在FeO·FeyCrxO3中3x=y

【解析】由铬原子守恒知废水中Cr2O72－的物质量为

mol，反应中发生转移的电子数为6×

mol＝3nxmol。

由得失电子守恒知y＝3x，而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×（1+y）mol＝n（3x+1）mol，因此选项A是错误的。

【答案】A

【方法突破】

（1）根据试题提供的问题情境，将氧化还原反应的有关问题具体化，并与上述有关的基本规律建立联系。

（2）应用有针对性的基本规律进行分析、判断和计算。

如：

守恒规律、强弱规律等。

【丢分陷阱】

不能准确的分析氧化还原反应的问题情境，将具体问题与有关的基本规律建立联系，不能应用（或应用不好）有关的基本规律进行分析、判断和计算，造成丢分。

三、氧化还原反应的综合应用

【例1】（2010上海卷，24，12分）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。

如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。

完成下列填空：

（1）写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式（如果系数是1，不用填写）：

（2）整个过程中的还原剂是。

（3）把KI换成KBr，则CCl4层变为_______色：

继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。

Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是。

（4）加碘盐中含碘量为20mg～50mg／kg。

制取加碘盐（含KIO3的食盐）1000kg，若庄Kl与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2L（标准状况，保留2位小数）。

【解析】此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。

分析反应从开始滴加少许氯水时，其将KI中的I元素氧化成碘单质；等CCl4层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸。

（1）根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，I元素的化合价从0→+5，升高5价，Cl元素的化合价从0→-1，降低1价，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出：

I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl；

（2）分析整个过程中化合价升高的都是I元素，故还原剂为：

KI和I2；（3）KI换成KBr时，得到的是溴单质，则其在CCl4中呈红棕色；继续滴加氯水时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3，故其氧化性强弱顺序为：

HBrO3>Cl2>HIO3；（4）综合写出反应方程式：

KI+3Cl2+3H2O===KIO3+6HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算时，1000kg加碘食盐中含碘20g，根据质量守恒，可知：

换算成碘酸钾的质量为：

33.70g，物质的量为：

0.16mol，则需要消耗Cl2的体积为：

（20g/127g.mol-1）×3×22.4L/mol===10.58L。

【答案】

（1）I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl

（2）KI、I2（3）红棕、HBrO3>Cl2>HIO3（4）10.58

五、命题趋势

明年有关氧化还原反应的高考的命题趋势，是以非典型物质或社会实际问题为载体设计问题，除考查有关氧化还原的概念、配平、简单计算及其应用外，还可能出现在电化学、离子反应、元素化合物中，甚至在有机化学中也有所体现，其题型多为选择题、填空题。

六、模拟试题

⒈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（）

A．被氧化的元素与被还原的元素质量比为1︰4

B．NaBH4既是氧化剂又是还原剂

C．NaBH4是还原剂，H2O是氧化剂

D．硼元素被氧化，氢元素被还原

⒉已知下述三个实验均能发生化学反应。

①

②

③

将铁钉放入硫酸铜溶液中

向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸

将铁钉放入氯化铁溶液中

下列判断正确的是（）

A．只有实验①、③中的铁钉做还原剂

B．上述实验证明氧化性：

Fe3+>Fe2+>Cu2+

C．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性

D．实验③中反应的离子方程式为：

Fe+Fe3+===2Fe2+

⒊Cl2是纺织工业常用的漂白剂，Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。

S2O32-和Cl2反应的产物之一为SO42-。

下列说法不正确的（）

A．该反应中还原剂是S2O32-

B．H2O参与该反应，且作氧化剂

C．根据该反应可判断氧化性：

Cl2>SO42-

D．上述反应中，每生成lmolSO42-，可脱去2molCl2

⒋将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反

应：

3Fe3O4+28HNO3

9Fe（NO3）x+NO↑+14H2O下列判断合理的是（）

A．Fe（NO3）x中的x为2

B．反应中每还原0.4mol氧化剂，就有1.2mol电子转移

C．稀HNO3在反应中只表现氧化性

D．磁性氧化铁中的所有铁元素全部被氧化

⒌一定条件下，碘单质与砹单质以等物质的量进行反应，可得AtI。

它与Zn、NH3都能发生反应，化学方程式如下：

2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2AtI+2NH3（l）===NH4I+NH2At，则下列叙述正确的是（）

A．ZnI2既是氧化产物，又是还原产物

B．ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物

C．AtI与液氨反应，砹元素的原子得到2个电子

D．AtI与液氨反应，属于氧化还原反应

⒍为监测空气中汞蒸气是否超标，通过悬挂涂有CuI（白色）的滤纸，根据滤纸是否变色（亮黄色至暗红色）及变色所需时间来判断空气中的汞含量。

发生的化学反应为：

4CuI＋Hg=Cu2HgI4＋2Cu。

下列说法不正确的是（）

A．上述反应属于置换反应

B．该反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:

1

C．Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物

D．当有1molCuI参与反应时，转移电子的物质的量为0.5mol

⒎在5H2S+8KIO3＝4K2SO4+4I2+H2SO4+4H2O

的反应中，下列说法错误的是（）

A．H2S是还原剂B．还原性：

H2S＞I2

C．KIO3被还原D．转移30mole-

⒏储氢纳米碳管的研制成功体出了科技的进

步。

用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。

这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。

其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2（SO4）3和H2O七种。

（1）请用上述物质填空，并配平化学方程式：

C＋____+H2SO4===_____＋　____＋Cr2（SO4）3＋H2O

（2）上述反应中氧化剂是_______（填化学式），被氧化的元素是_______（填元素符号）．

（3）H2SO4在上述反应中表现出来的性质是（填选项序号）________。

A．氧化性B．氧化性和酸性C．酸性D．还原性和酸性

（4）若反应中电子转移了0.8mol，则产生的气体在标准状况下的体积为________。

答案解析

⒈C【解析】在反应NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑中，NaBH4中氢元素被氧化，H2O中的氢元素被还原，且物质的量相等，故只C选项NaBH4是还原剂，H2O是氧化剂是正确的。

⒉A【解析】在实验①和实验③中铁钉都体现还原剂的作用；实验②中Fe2＋只显还原性,不显氧化性；在①、③实验中，Fe2＋是铁钉的氧化产物，其氧化性应弱于氧化剂Fe3＋、Cu2+，故氧化性：

Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋不对；因此，A选项是正确的。

⒊B【解析】在Cl2与S2O32－的反应中，Cl2是强氧化剂，S2O32－是还原剂是明显的，依据氧化性“氧化剂>氧化产物”规律，反应中氧化性：

Cl2>SO42-；生成1molSO42－失电子4mol，即消耗2molCl2；在该反应中水只作溶剂，既不氧化剂又不是还原剂。

⒋B【解析】通过氮原子守恒可知x为3，HNO3在反应中既体现了氧化性，又显示了其酸性；磁性氧化铁中只有Fe2＋被氧化；1molHNO3被还原生成1molNO，需得到3mol电子，故B选项正确。

⒌B【解析】在反应：

2AtI+2Zn===ZnI2+ZnAt2中，砹元素得两个电子由+1价变成-1，因此，ZnAt2既是氧化产物又是还原产物，而ZnI2只是氧化产物；在反应：

AtI+2NH3（l）===NH4I+NH2At，中，元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应；故B选项是正确答案。

⒍C【解析】在反应：

4CuI＋Hg=Cu2HgI4＋2Cu中，有2molCu＋失去2mol电子生成2molCu，Hg得到2mol电子变成+2价的汞，因Cu是还原产物，Cu2HgI4是氧化产物；该反应具有置换反应的特征，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:

1；故C选项是正确答案。

⒎D【解析】在反应：

5H2S+8KIO3＝4K2SO4+4I2+H2SO4+4H2O中，H2S是还原剂，其还原性要强于还原产物I2，KIO3是氧化剂被还原，该反应得失电子的物质的量为40mol；故D选项是正确答案。

⒏

（1）3　2K2Cr2O7　8　3CO2　2K2SO4　2　8

（2）K2Cr2O7C（3）C　

（4）4.48L

【解析】从题干信息和

（1）中反应方程式的提示可知K2Cr2O7是该反应的氧化剂，C是还原剂；其他生成物有CO2、K2SO4、Cr3（SO4）3，根据质量守恒定律配平可得：

3C＋2K2Cr2O7_+8H2SO4===3CO2＋2K2SO4　＋2Cr2（SO4）3＋8H2O

因H2SO4在反应中没有元素有化合价的变化，所以只表现出其酸性；当有0.8mol电子转移时，标准状况下有0.2mol×22.4L·mol－1===4.48LCO2生成。