氧化还原反应知识要点及例析.docx

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氧化还原反应知识要点及例析

氧化还原反应知识要点及例析

广东省顺德一中赵立晖

氧化还原反应虽然在课本中只有一节书，但编者把它放在第一章第一节，可见其重要。

氧化还原反应是中学化学的重要基本理论知识。

它对于学好中学化学知识、指导工农业生产、搞好科学研究工作都有重要意义。

一、主要知识要点

1．氧化还原反应的有关概念

氧化还原反应定义：

从得失氧的角度分析，有物质得失氧的化

学反应是氧化还原反应；从化合价升降的角度分析，有元素化合价升降的化学反应是氧化还原反应；从电子转移的角度分析，有电子转移（得失或偏移）的化学反应是氧化还原反应。

氧化反应和还原反应是对立统一的，同时存在于同一反应中。

2．氧化剂和还原剂：

反应物

还原剂

氧化剂

表现性质

还原性

氧化性

发生的反应

氧化反应

还原反应

生成的产物

氧化产物

还原产物

得失氧的角度

得到氧

失去氧

化合价升降角度

化合价升高

化合价降低

电子转移的角度

失去电子

得到电子

3.中学常见的氧化剂和还原剂及其产物

氧化剂：

X2O2Fe3+HNO3浓H2SO4KMnO4（H+）KClO3

（或离子）（稀）（浓）

还原产物：

X-O2-Fe2+NONO2SO2Mn2+KCl

还原剂：

M（金属）FeS2-I-Br-SO32-H2O2C

（或离子）

Mn+Fe2+SI2Br2SO42-H2OCOCO2

4．反应规律：

（1）表现性质的规律：

元素处于最高价时只有氧化性；元素处

于最低价时只有还原性；元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性.

所以常见的氧化剂是易得电子的物质。

主要有：

1活泼的非金属单质（如：

O2、卤素等）；

②含有处于最高价或较高价元素的化合物（如HNO3、KMnO4、

浓H2SO4等）；

③金属阳离子（如：

Fe3+、Cu2+等）。

常见的还原剂是易失去电子的物质。

主要有：

1活泼的金属单质（如：

K、Na等）；

②某些非金属单质（如：

C、H2等）；

③含有处于最低价或较低价元素的化合物（如：

FeCl2、CO等）；

④非金属阴离子（如：

S2-、I-等）。

（2）性质强弱规律：

强氧化剂+强还原剂=还原产物（弱还原剂）+氧化产物（弱氧化剂）

化合价降低，得电子，被还原

所以氧化性：

氧化剂>氧化产物；还原性：

还原剂>还原产物。

（3）正易逆难规律：

若“氧化剂+e-→还原产物”（如：

Cl2+

2e-→2Cl-）、“还原剂－e-→氧化产物”（如：

Na－e-→Na+）越易，则“还原产物－e-→氧化剂”、“氧化产物+e-→还原剂”（以上两个过程的逆过程）就越难。

（4）反应先后规律：

当有多种氧化剂、多种还原剂时，氧化性

越强的氧化剂、还原性越强的还原剂越先反应。

如：

FeBr2和Cl2反应时，由于Fe2+离子的还原性比Br-离子的

还原性强，所以Cl2先氧化Fe2+离子，Cl2过量时再氧化Br-离子。

因此，FeBr2和少量Cl2反应时，离子方程式是：

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；FeBr2和过量Cl2反应时，离子方程式是：

2Fe2++4Br-+3Cl2-=2Fe3++2Br2+6Cl-。

（5）价态归中规律：

同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，遵循以下归中规律：

高价+低价→相同中间价（可靠拢），如：

2H2S+SO2=3S+2H2O

高价+低价→较高中间价+较低中间价（不相错）如：

H2S+H2SO4（浓）=S+SO2+2H2O

（6）守恒规律：

在任何氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定相等；化合价升高总数与化合价降低总数一定相等。

它既是有关氧化还原反应的计算的捷径，也是今后学习氧化还原反应方程式配平的依据。

5．按课本要求、格式学会用双线桥法表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。

二、记忆方法和解题技巧

1．记忆方法：

由于氧化还原的概念较多，容易记错、记乱，根据笔者多年的教学体会，在理解概念的基础上，进行“少而精”的记忆，不失为一种有效的记忆方法。

我教学生只记三个字：

升、失、还。

它所代表的意义是：

化合价升高，失去电子，是还原剂，发生氧化反应，生成的物质是氧化产物。

相反的另一面即是：

化合价降低，得到电子，是氧化剂，发生还原反应，生成的物质是还原产物。

2．解题技巧

由于化合价的升降是氧化还原反应的表观特征，一看化学反应

方程式就知道的，所以解题时最好从化合价升降的角度进行分析。

有关题目要应用守恒的规律（即：

氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定相等；化合价升高总数与化合价降低总数一定相等。

）进行思考。

三、例析

【例1】判断下列说法正确的是：

（）

（1）金属单质在化学反应中总作还原剂。

（2）失电子的反应是氧化反应，失电子的物质是氧化剂。

（3）在氧化还原反应中，氧化剂、还原剂得失电子的总数相等。

（4）在氧化还原反应中，被氧化的是氧化剂，被还原的是还

原剂。

（5）非金属单质在化学反应中只作氧化剂。

（6）分解反应一定是氧化还原反应。

（7）某元素X的原子失去两个电子给Y原子，形成化合物XY,

所以X是氧化剂。

（8）任何一种元素由化合态变成游离态时的反应都是氧化还原反应。

【解析】

（1）正确。

因为金属只有正价，无负价。

（2）错误。

根据“升、失、还”，失电子的物质是还原剂，而

不是氧化剂。

（3）正确。

符合守恒规律。

（4）错误。

被氧化的应是还原剂，被还原的应是氧化剂。

（5）错误。

因为非金属有正价，也有负价。

（6）错误。

因为有单质生成的分解反应才是氧化还原反应。

（7）错误。

X失电子，应是还原剂。

（8）正确。

因为必有元素的化合价发生改变。

【答案】

（1）、（3）、（8）。

【例2】我国发射“神州5号”载人宇宙飞船指日可待，发射

飞船的火箭需要高能燃料。

例如：

一种叫“肼”（又名联氨）的燃料，它与NO2反应，在产生水蒸气及不污染大气的一种单质的同时，释放出巨大的能量，将火箭送上太空。

请写出肼（N2H4）和NO2反应的化学方程式；求在这个反应中，被还原的原子和被氧化的原子的物质的量之比。

【解析】从题目给出的信息可知产物是水和氮气。

分析：

NO2中N的化合价为+4价，H为+1价，O为－2价，所以N2H4中N的化合价为－2价。

这就是一个归中反应。

根据化合价升降总数相等的原则，就可以配平反应方程式。

NO2中N变成N2的N化合价降低4价；N2H4中N变成N2的N化合价升高2价，2个N升高4价

这时左边3个N，右边2个N，取其最小公倍数6，即可配平。

被还原的原子即降价的原子（2NO2）；被氧化的原子即升价的原子（2N2H4），即2:

4=1:

2。

【答案】

（1）2N2H4+2NO2=3N2+4H2O

（2）1:

2。

【例3】0.3molCu2S与足量的浓硝酸反应。

生成硝酸铜、硫酸、二氧化氮和水，求参加反应的硝酸中，被还原的硝酸的物质的量。

【解析】此题好象要配平反应式才能解答，实际上只要根据化

合价升降总数相等的原则就可以解答。

Cu2S中Cu从＋1价升到硝酸铜中的＋2价的铜，每个铜升了1价，二个则升了2价；Cu2S中的硫从－2价升到硫酸中的＋6价的硫，每个硫升了8价，所以每摩尔Cu2S共升了10价；而硝酸中的N从＋5价降到NO2中的＋4价的N降了1价，最小公倍数是10，也就是每摩尔Cu2S与足量硝酸反应，被还原的硝酸的物质的量为10mol,现有0.3molCu2S与足量的浓硝酸反应。

所以被还原的硝酸的物质的量为3mol。

【例6】巳知反应

（1）Cl2+2KBr=2KCl+Br2

（2）KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O

（3）2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3

下面说法正确的是：

（）

（A）上述三个反应都有单质生成，所以都是置换反应；

（B）氧化性由强到弱的顺序为:

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）中有1mol还原剂反应，则氧化剂得电子的物质的量

为2mol。

【解析】（A）

（2）不是。

（B）正确。

因为从

（1）可知：

氧化性：

Cl2>Br2；从

（2）可知

氧化性：

KClO3>Cl2；从（3）可知：

氧化性：

KBrO3>KClO3。

所以正确。

（C）错。

因为有1molHCl变成KCl,化合价无改变。

所以反应

（2）中还原剂与氧化剂的物质的量之比为5:

1。

（D）错。

因为KBrO3中的Br从＋5价降到0价的单质Br2，有

1mol还原剂反应，则氧化剂得电子的物质的量为2mol×5=10mol。

【答案】（B）。

【例7】用双线桥法标明下列反应电子转移的方向和数目，并指出氧化剂和还原剂。

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

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

氧化剂:

KMnO4还原剂:

HCl.

【例8】

（1）实验室里用二氧化锰和浓盐酸共热反应，制取氯气的化学反应方程式是：

；

（2）KMnO4是常用的氧化剂。

在酸性条件下，MnO4-被还原成Mn2+并制取氯气的化学反应方程式是：

；

（3）历史上曾用“地康法”制氯气,该方法是用CuCl2作催化剂,

在450ْC时利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气,反应的化学方程式为:

;

（4）从氯元素的化合价的变化看,以上三种方法的共同点是:

（5）比较以上三个反应可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序是:

.

Δ

【解析】此题的氧化剂的氧化能力强弱的分析,应从反应条件来看,反应条件越容易氧化剂的氧化能力越强,反应条件越困难氧化剂的氧化能力越弱.

【答案】

（1）MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O

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

（3）4HCl+O22Cl2+2H2O

（4）从+1价升到0价；

（5）KMnO4>MnO2>O2

【例9】（2000年全国高考题）硫代硫酸钠可作为脱氯剂，巳知25.0mL0.100mol·L-1Na2S2O3溶液恰好把224mL（标准状况下）Cl2完全转化为Cl-离子，则S2O32-将转化为（）。

（A）S2-（B）S（C）SO32-（D）SO42-

【解析】根据氧化剂得到电子的物质的量与还原剂失去电子的物质的量相等：

0.224L÷22.4L·mol-1×2×1=0.025L×0.100mol·L-1×2×m

m为氧化产物与硫代硫酸钠中硫元素的化合价差，所以m=4,硫代硫酸钠中S的化合价为+2价，被氯气氧化后，上升4价，即+6价。

答案为（D）SO42-。

得到电子的物质的量的计算方法是：

氧化剂（或还原产物）物质的量×化学式中参加还原反应的原子个数×化合价的差值；失去电子的物质的量的计算方法是：

还原剂（或氧化产物）物质的量×化学式中参加氧化反应的原子个数×化合价的差值。

【答案】（D）。