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氧化还原反应

2012 届高三化学一轮复习. 氧化还原反应. 一、氧化还原反应的基本概念及相互关系 1 ．氧化还原反应的实质 : 是电子的得失或电子对的偏移 特征是 : 反应前后元素化合价的升降； 判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。. 2 ．基本概念. (1) 氧化反应： 失去 电子 ( 化合价 升高 ) 的反应。 (2) 还原反应： 得到 电子 ( 化合价 降低 ) 的反应。 (3) 氧化剂 ( 被还原 ) ： 得到 电子的物质 ( 所含元素化合价降低的物质 ) 。

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氧化还原反应

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  1. 2012届高三化学一轮复习 氧化还原反应

  2. 一、氧化还原反应的基本概念及相互关系 1．氧化还原反应的实质:是电子的得失或电子对的偏移 特征是:反应前后元素化合价的升降； 判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。

  3. 2．基本概念

  4. (1)氧化反应：失去电子(化合价升高)的反应。 (2)还原反应：得到电子(化合价降低)的反应。 (3)氧化剂(被还原)：得到电子的物质(所含元素化合价降低的物质)。 (4)还原剂(被氧化)：失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)。 (5)氧化产物：还原剂失电子后对应的产物(包含化合价升高的元素的产物)。 (6)还原产物：氧化剂得电子后对应的产物(包含化合价降低的元素的产物)。

  5. 3．氧化还原反应的表示方法 (1)双线桥法 箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准　同种　元素。 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。 在“桥”上标明电子的“得”与“失”，且得失电子总数应　相等。

  6. (2)单线桥法 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。 箭头方向表示　电子转移的方向　。 在“桥”上标明转移的　电子总数　。

  7. 1．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 (1)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应； (2)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应； (3)置换反应一定是氧化还原反应； (4)复分解反应一定不是氧化还原反应。

  8. 2．常见的氧化剂和还原剂 重要的氧化剂一般有以下几类： (1)活泼的非金属单质，如Cl2、Br2、O2等。 (2)元素(如Mn等)处于高化合价时的氧化物，如MnO2等。 (3)元素(如S、N等)处于高化合价时的含氧酸，如浓H2SO4、HNO3等。 (4)元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐，如KMnO4、KClO3、FeCl3等。 (5)过氧化物，如Na2O2、H2O2等。

  9. 具有中间价态的物质 既有氧化性，又有还原性，一般情况下主要表现某一方面的性质。

  10. 二、氧化性、还原性及其强弱比较 氧化性→得电子能力，得电子越容易→氧化性越强。 还原性→失电子能力，失电子越容易→还原性越强。 物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易程度，与得失电子的数目无关。

  11. 1．根据氧化还原反应的方向 氧化性：　氧化剂>氧化产物，氧化剂>还原剂　； 还原性：　还原剂>还原产物，还原剂>氧化剂　。

  12. 2．根据元素的化合价 如果物质中某元素具有最高价，该元素只有氧化性；物质中某元素具有最低价，该元素只有还原性；物质中某元素具有中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。 3．根据金属活动性顺序表 在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越强，其阳离子的氧化性就越弱。

  13. 4．根据非金属活动性顺序来判断 一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。 5．根据元素周期表 同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。

  14. 6．根据反应的难易程度 氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低)，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。 不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时，条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大，则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越强。

  15. 7．根据电化学原理判断 a．根据原电池原理判断：两种不同的金属构成原电池的两极。 负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。其还原性：负极>正极。 b．根据电解池原理判断：用惰性电极电解混合液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强(相应的金属单质的还原性较弱)，在阳极先放电的阴离子的还原性较强(相应的非金属单质的氧化性较弱)。 8．其他条件 一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。

  16. 【典例1】对于反应IBr＋H2O HBr＋HIO的说法正确的是() A．IBr只作氧化剂 B．IBr只作还原剂 C．IBr既是氧化剂又是还原剂 D．IBr既不是氧化剂又不是还原剂 D

  17. 【变式训练1】(2010·南通模拟)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既是氧化剂又是还原剂 C．CaCN2是氧化产物，H2为还原产物 D．CO是氧化产物，H2为还原产物

  18. 【解析】根据化合价不交叉规律，该反应的电子转移情况为：【解析】根据化合价不交叉规律，该反应的电子转移情况为： 【参考答案】BC

  19. 【例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：【例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： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O　① 2Fe3＋＋H2O2 2Fe2＋＋O2↑＋2H＋　② 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＋

  20. 变式训练2(2011·滨州模拟)已知常温下，在溶液中发生如下反应：变式训练2(2011·滨州模拟)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－。 • 由此判断下列说法错误的是() • A. 反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－可以进行 • B. Z元素在①的反应中被氧化 • 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：Z－、B－、A2＋、X2＋ • 答案：D

  21. 三、氧化还原反应规律 1．价态变化规律 (1)归中规律：含同种元素不同价态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”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”)，也可以不同，但此时必是高价转变成较高中间价，低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。

  22. (2)歧化规律：同一种物质中的同一元素部分化合价升高，另一部分化合价降低，发生自身的氧化还原反应。如：

  23. 2．优先规律 在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时，当加入氧化剂时，还原性强的还原剂优先被氧化；同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时，当加入还原剂时，氧化性　强　的氧化剂优先被还原。如：把少量Cl2通入FeBr2溶液中，Fe2＋先失电子；把少量Cl2通入FeI2溶液中，I－先失电子。 3．得失电子守恒规律 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。对于氧化还原反应的计算，利用得失电子守恒规律，抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，能更快、更便捷地解决有关问题。

  24. 三、氧化还原反应方程式的配平方法和技巧 1. 配平的原则 (1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等。 (2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等。 (3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等。 配平步骤(以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例)： ①标出化合价变化了的元素的化合价。如：

  25. 【例3】向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是()【例3】向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是() A．NaCl、Na2SO4 B．NaBr、Na2SO4 C．NaCl、Na2SO4、I2 D．NaCl、

  26. 【解析】向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入一定量氯气后，发生反应的次序分别为:【解析】向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入一定量氯气后，发生反应的次序分别为: Na2SO3＋Cl2＋H2O Na2SO4＋2HCl、 2NaI＋Cl2 2NaCl＋I2、 2NaBr＋Cl2 2NaCl＋Br2。 将溶液蒸干则HCl、Br2、Cl2挥发，灼烧I2升华，若通入的氯气是过量的，得到固体剩余物质的组成是NaCl、Na2SO4；若通入的氯气是不足量的，则还有可能留下NaBr。

  27. 【参考答案】A 【点拨】要注意优先原理的应用。越易失电子的物质，失去后就越难得到电子，越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子；当一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应。同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，氧化性最强的优先发生反应。

  28. 【变式训练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 A 【解析】由于还原性I－＞Fe2＋，故A不可能发生，B、D可能发生。又因为氧化性Co2O3＞Cl2，故C也可能发生。

  29. 【典例4】(2010·金陵中学)“神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。【典例4】(2010·金陵中学)“神七”登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。 (1)火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温。为了防止火箭温度过高，在火箭一面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是________。 A．在高温下不融化 B．在高温下可分解气化 C．在常温下就分解气化 D．该涂料不可能发生分解 B 【解析】防止火箭温度过高，即应该在温度较高的情况下能气化降温。

  30. (2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是(2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是 ___N2O4＋N2H4―→N2＋H2O。请配平该反应方程式： N2O4＋____N2H4―→____N2＋____H2O 该反应中被氧化的原子与被还原的原子的物质的量之比是__________。这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是____________。 1 2 3 4 2:1 产物无污染 【解析】(2)配平的关键是将化合价的升降标注清楚，N2O4中N为＋4价，N2H4中N为－2价，反应后均生成N2，所以N2H4的化学计量数应为N2O4的2倍。

  31. 【变式训练4】将NO＋Zn＋OH－＋H2O NH3＋Zn(OH)配平后，离子方程式中H2O的化学计量数是( ) A．2B．3C．6D．8 【解析】用化合价升降法配平得方程式： NO＋4Zn＋7OH－＋6H2O===NH3↑＋4Zn(OH)。 【参考答案】C

  32. 考点5　　氧化还原反应的有关计算 【例5】Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为1：1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为() A. 1:7B. 1:9 C. 1:5 D. 2:9

  33. 【解析】方法一：由题给反应物和生成物情况看出Cu2S共失电子1×2＋(6＋2)＝10，而HNO3共得电子1＋3＝4，根据得失电子守恒即可配平该反应的化学方程式，配平的反应方程式为2Cu2S＋14HNO3===2Cu(NO3)2＋2CuSO4＋5NO2＋5NO＋7H2O，由该方程式知n(Cu2S)n(HNO3)＝2:14＝1:7，选A。【解析】方法一：由题给反应物和生成物情况看出Cu2S共失电子1×2＋(6＋2)＝10，而HNO3共得电子1＋3＝4，根据得失电子守恒即可配平该反应的化学方程式，配平的反应方程式为2Cu2S＋14HNO3===2Cu(NO3)2＋2CuSO4＋5NO2＋5NO＋7H2O，由该方程式知n(Cu2S)n(HNO3)＝2:14＝1:7，选A。

  34. 方法二：根据题给信息：NO和NO2的物质的量之比为1:1，解题时可以将NO和NO2看作N2O3，则根据电子守恒：Cu2S被氧化时化合价变化为：1×2＋8＝10，HNO3被还原化合价变化为5－3＝2，所以Cu2S和被还原的HNO3的物质的量之比为1:5，再由原子守恒，Cu2S中有一半Cu生成Cu(NO3)2，得出Cu2S和反应的HNO3的物质的量之比为1:(5＋2)＝1:7。方法二：根据题给信息：NO和NO2的物质的量之比为1:1，解题时可以将NO和NO2看作N2O3，则根据电子守恒：Cu2S被氧化时化合价变化为：1×2＋8＝10，HNO3被还原化合价变化为5－3＝2，所以Cu2S和被还原的HNO3的物质的量之比为1:5，再由原子守恒，Cu2S中有一半Cu生成Cu(NO3)2，得出Cu2S和反应的HNO3的物质的量之比为1:(5＋2)＝1:7。 • 准确标出变价元素的化合价是解题的关键，电子守恒和质量守恒结合是常用的解题方法。 • 【答案】A

  35. 变式训练5　在一定条件下，PbO2与浓盐酸反应，产物是Cl2和Pb2＋，则生成0.10 mol Cl2所需PbO2的物质的量为() • A. 0.30 mol B. 0.15 mol • C. 0.10 mol D. 0.075 mol 答案：C

  36. 考点6　　氧化还原反应的综合考查 • 【例6】(2009·上海高考)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。 • (1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。 • (2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为________。

  37. (3)根据上述反应可推知________。 • a. 氧化性：KBrO3>H3AsO4 • b. 氧化性：H3AsO4>KBrO3 • c. 还原性：AsH3>X • d. 还原性：X>AsH3

  38. (4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的化学计量数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目(用单线桥法)：

  39. 【答案】(1)AsH3(2)Br2(3)a、c • (4)8KBrO35A40e－sH3

  40. 变式训练6　氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：变式训练6　氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式： NO3－＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O； KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一物质(甲)能使上述还原过程发生。 (1)写出并配平该氧化还原反应的方程式：

  41. (2)反应中硝酸体现了________、________性质。 (3)反应中若产生0.2 mol气体，则转移电子的物质的量是________mol。 (4)若1 mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是：_____________________________。

  42. 答案：(1)14HNO3＋3Cu2O===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O • (2)酸性　氧化性　(3)0.6 • (4)使用了较浓的HNO3，产物中有部分NO2生成

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