555氧化还原反应的基本概念和规律.docx

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555氧化还原反应的基本概念和规律

第1讲　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　用分类思想理解氧化还原反应

1．根据反应中有无________转移或元素____________是否发生变化，可以把化学反应划分为____________反应和____________反应。

判断氧化还原反应的最佳判据是______________________。

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：

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______________。

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

考点二　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________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。

1．相关概念

还原剂在反应中表现为所含元素的化合价________，实质上____电子。

还原剂具有________，反应时本身被_____________________________________________________，

发生________反应，得到________产物。

氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价__________，实质上______电子。

氧化剂具有________性，反应时本身被________，发生________反应，得到________产物。

2．常见氧化剂和还原剂

（1）常见氧化剂

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________。

（2）常见还原剂

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

____　

____SO

―→______

______H2O2―→　　　,,

2．下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（　　）

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

4．下列推断合理的是（　　）

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（　　）

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

　灵活应用氧化还原反应的相关概念

（1）在复习氧化还原反应的有关概念时，要紧紧抓住“反应前后元素化合价起变化”这一特征，沿着“化合价升高——失去电子——还原剂——氧化反应——氧化产物（或化合价降低——得到电子——氧化剂——还原反应——还原产物）”这一线索进行分析。

（2）不能正确标出反应前后元素的化合价变化，是解此类题常出错的原因。

（3）统一规律：

氧化反应和还原反应在同一反应中同时发生，有化合价升高的元素，必有化合价降低的元素。

（4）在氧化还原反应中可能有的物质既是氧化剂又是还原剂，也有的物质既不是氧化剂也不是还原剂。

考点三　电子转移表示法及氧化还原反应类型

　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________；其中属于歧化反应的是________，属于归中反应的是________，属于部分氧化还原反应的是__________。

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。

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；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。

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。

【例1】　下列说法正确的是（　　）

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．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．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？

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。

关于氧化还原反应的三条规律模型

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===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，转移的电子数为5，而非6。

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。

【例5】　在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（　　）

A．MgB．CuC．AgD．H2

【例6】　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＋H2

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

　　高考题组一　概念判断及应用

1．（2011·上海，5）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，氧化产物能消毒杀菌

2．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（　　）

①2Na2O2＋2H2O―→4NaOH＋O2↑

②4Fe（OH）2＋O2＋2H2O―→4Fe（OH）3

③2F2＋2H2O―→4HF＋O2

④2Al＋2NaOH＋2H2O―→2NaAlO2＋3H2↑

A．①③B．①④C．③④D．②④

3．制备印刷线路板过程会产生含FeCl2、CuCl2等的废液。

为了回收铜，并利用铜制备硫酸铜晶体，某化学课外小组设计方案中涉及如下两个反应：

①Fe＋CuCl2―→Cu＋FeCl2

②Cu＋H2SO4＋H2O2―→CuSO4＋2H2O

关于这两步反应叙述正确的是（　　）

A．CuCl2失电子是氧化剂

B．H2O2得电子是还原剂

C．H2SO4得电子是氧化剂

D．Fe失电子是还原剂

4．下列物质中既有氧化性又有还原性的是（　　）

A．SO3B．Al2O3C．N2O3D．SiO2

5．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

6．（2009·上海，7）在下列变化：

①大气固氮，②硝酸银分解，③实验室制取氨气中，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是（　　）

A．①②③B．②①③C．③②①D．③①②

高考题组二　有关氧化还原反应离子方程式的

正误判断

7．

（1）向次氯酸钙溶液中通入SO2：

Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋SO2===CaSO3↓＋2HClO（　　）

（2009·宁夏理综，12B）

（2）在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸：

3Fe2＋＋4H＋＋NO

===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑（　　）

（2009·宁夏理综，12D）

（3）Fe3O4与稀硝酸反应：

2Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O（　　）

（2010·课标全国卷，13A）

（4）2MnO

＋H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋3O2↑＋4H2O（　　）

（2008·海南，6C）

8．（2009·全国理综Ⅱ，13）含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。

下列各项为通入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－

课时规范训练

教材习题回扣

1．NaH与水反应的化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，在该反应中H2O（　　）

A．是氧化剂

B．是还原剂

C．既是氧化剂又是还原剂

D．既不是氧化剂又不是还原剂

2．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，在该反应中，氧化剂是______，还原剂是______。

3．实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式如下：

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

（1）在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。

（2）当有0.10mol电子发生转移时，生成氯气的体积为__________（标准状况），发生反应的KMnO4的质量为________。

能力提升训练

1．下列反应中，不属于氧化还原反应的是（　　）

A．3Cl2＋6KOH===5KCl＋KClO3＋3H2O

B．2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

C．MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

D．3CCl4＋K2Cr2O7===2CrO2Cl2＋3COCl2↑＋2KCl

2．（2009·福建理综，6）下列类型的反应，一定发生电子转移的是（　　）

A．化合反应B．分解反应

C．置换反应D．复分解反应

3．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

由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是（　　）

A．①③B．③④

C．①②D．①③④

4．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＋＋SO

＋4H＋

B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI

C．2Fe2＋＋I2===2Fe3＋＋2I－

D．H2O2＋SO2===H2SO4

5．已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：

H2O2→H2O　IO

→I2

MnO

→Mn2＋　HNO2→NO

如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是（　　）

A．H2O2B．IO

C．MnO

D．HNO2

6．SO2与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：

SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO

＋2Fe2＋＋4H＋　①，Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　②。

下列有关说法正确的是（　　）

A．还原性：

Cr3＋>SO2

B．氧化性：

Cr2O

>SO2>Fe3＋

C．Cr2O

能将Na2SO3氧化成Na2SO4

D．两个反应中Fe2（SO4）3均作还原剂

7．从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应：

14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，下列说法中正确的是（　　）

A．CuSO4是氧化剂，FeS2是还原剂

B．产物中的SO

有一部分是氧化产物

C．Cu2S既是氧化产物又是还原产物

D．5molFeS2发生反应，有10mole－转移

8．制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3＋2HCN===CaCN2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，在反应中（　　）

A．氢元素被氧化，碳元素被还原

B．HCN是氧化剂，CaCO3是还原剂

C．CaCN2是氧化产物，H2为还原产物

D．CO为氧化产物，H2为还原产物

9．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.H2O2分解的总方程式为H2O2===H2O＋O2

D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2＋

10．在一定条件下，RO

与R－发生如下反应：

RO

＋5R－＋6H＋===3R2＋3H2O。

下列关于R元素的叙述，正确的是（　　）

A．R为第ⅤA族元素

B．R的氢化物的水溶液是强酸

C．RO

中的R只能被还原

D．R2在常温常压下一定是气体

11．对于8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O，回答下列问题：

（1）氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，还原产物是________，发生氧化反应的物质是__________。

（2）如果参加反应的NH3为8mol，则氧化产物比还原产物多________mol。

（3）如果把NH3与NO2气体共10mol混合，充分反应后氧化产物比还原产物多0.5mol，那么原有NH3的物质的量为多少？

12．氢化亚铜（CuH）是一种难溶物质，用CuSO4溶液和“另一物质”在40～50℃时反应可生成它。

CuH具有的性质有：

不稳定，易分解；在氯气中能燃烧；与稀盐酸反应能生成气体；Cu＋在酸性条件下发生的反应是2Cu＋===Cu2＋＋Cu。

根据以上信息，结合自己所掌握的化学知识，回答下列问题：

（1）用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中，用氧化还原观点分析，这“另一物质”在反应中作________（填“氧化剂”或“还原剂”）。

（2）写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是__________（填化学式）。

（4）如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO，请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

13．已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。

现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：

（1）该反应中，化合价升高的反应物是__________，化合价没有发生变化的反应物是________。

（2）写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式（不需配平）

________________________________________________________________________。

（3）上述反应中，氧化剂是__________，1mol氧化剂在反应中________（填“得到”或“失去”）________mol电子。

（4）如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色。

说出NaBiO3的一个性质：

________________________________________________________________________。

答案

基础再现·深度思考

考点一

1．电子　化合价　氧化还原　非氧化还原　有无元素化合价的升降

2.

考点二

Fe2O3　CO　C　Fe　CO2　Fe

1．升高　失　还原性　氧化　氧化　氧化　降低　得　氧化　还原　还原　还原

2．

（1）①Cl－　②SO2　③H2O　

（2）①Zn2＋　②H2O　③CO2

（3）Fe　Fe3＋　S　SO2－4　H2O　O2

考点三

　（5）　

（2）　（3）　（4）、（5）

深度思考

1．ACDFH　GH　EF　AD　I

2．A

3