高中化学复习辅导氧化还原反应的基本概念和规律 教师版.docx

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高中化学复习辅导氧化还原反应的基本概念和规律教师版

考点一　氧化还原反应及其相关概念

【知识梳理】

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高温（=====）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　　　　　　　。

A．Cu2S＋O22Cu＋SO2B．3O2放电（=====）2O3

C．Fe2O3＋3CO高温（=====）2Fe＋3CO2D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

E．CaCO3高温（=====）CaO＋CO2↑F．2H2O2MnO2（=====）2H2O＋O2↑

G．SO3＋H2O===H2SO4H．2Fe＋3Cl2点燃（=====）2FeCl3

I．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

答案　ACDFH　GH　EF　AD　I

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。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√

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？

答案　不一定，同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是同种物质，也可能是不同的物质，氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质。

例如：

Cl2＋H2O===HCl＋HClO中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，6HCl＋KClO3===3Cl2↑＋KCl＋3H2O中Cl2既是氧化产物又是还原产物。

题组训练　氧化还原反应中有关概念的理解

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

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。

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

答案　C解析　H2C2O4为还原剂，被氧化，氧化产物为CO2。

选项A、B正确；选项C，H2C2O4表现的是还原性，不正确；选项D，ClO2的强氧化性能杀灭水中的细菌等。

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

【知识梳理】

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。

ne－

还原剂＋氧化剂===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”上标明转移的是电子总数。

（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）。

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

【典例分析】

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__________________。

答案　

（1）H2S　

（2）NO

（3）

（4）3.6g

解析　本题为一道开放性试题，可根据常见的氧化剂和还原剂来判断。

HNO3为常见的氧化剂，H2S为常见的还原剂，则NO为还原产物，S为氧化产物。

S元素由－2价升高到0价，N元素由＋5价降到＋2价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。

由（3）中的化学方程式可知，当生成4molH2O时，转移6mol电子，所以当转移0.3mol电子时，生成0.2molH2O，质量为3.6g。

题组二　特殊氧化还原反应中电子转移数目的分析

2．用高铁酸钠（Na2FeO4）对水消毒是城市饮用水处理的新技术。

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．Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物

C．3molNa2O2发生反应，有12mol电子转移

D．在Na2FeO4中Fe为＋4价，具有强氧化性，能消毒杀菌

答案　B解析　对题目中的反应方程式作分析可知：

Na2O2作氧化剂，氧元素由－1价降低到－2价，A错。

铁元素由Fe2O3中的＋3价升高到Na2FeO4中的＋6价，Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物，B正确，D错。

C中3molNa2O2发生反应，有6mol电子转移。

3．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SO4（2－）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

答案　B解析　从价态来看，Cu元素的价态降低，FeS2中的S元素的价态既有升高又有降低，所以CuSO4是氧化剂，FeS2既是还原剂，又是氧化剂，A项错误；FeS2一部分被氧化成SO4（2－），B项正确；Cu2S是还原产物，C项错误；由方程式可知5molFeS2发生反应，其中有3mol的S化合价升高，有21mole－转移，D项错误。

4．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

答案　D

解析　CuFeS2中Cu、Fe均为＋2价，S为－2价，，Fe3＋为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S为氧化产物，A、B错误。

生成xmol单质硫时转移2xmol电子，C错误。

生成xmol单质硫，则参加反应的Fe3＋的物质的量为2xmol，生成n（Cu2＋）＝2

（1）xmol，n（Fe2＋）＝2（5）xmol，溶液中剩余n（Fe3＋）＝y－2

（1）x－2（5）x＝（y－3x）mol，则原Fe3＋的总物质的量n（Fe3＋）＝（y－x）mol。

反思归纳

走好关键第一步——标准元素化合价

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＋6Li2NH　N－3　LiNH2　N－3　AlN　N－3

Na2S2O3　S＋2　MO2（＋）　M＋5　C2O4（2－）　C＋3HCN　C＋2　N－3　CuH　Cu＋1　H－1

FeO4（n－）　Fe＋（8－n）　Si3N4　Si＋4　N－3

考点三　氧化性、还原性强弱规律

【知识梳理】

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－