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1、氧化还原反应 一、氧化还原反应的相关概念 1本质和特征 2有关概念及其相互关系 例如： 反应 4HCl(浓)MnO2 = MnCl2Cl22H2O 中，氧化剂是 MnO2，氧化产物是 Cl2，还 原剂是 HCl，还原产物是 MnCl2；生成 1 mol Cl2时转移电子的物质的量为 2_mol，被氧化的 HCl 的物质的量是 2_mol。 3氧化还原反应中电子转移的表示方法 (1)双线桥法 请标出 Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目： (2)单线桥法 请标出 Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目： 4常见的氧化剂和还原剂 (1)常见氧化剂 常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化
2、合物、过氧化物等。如： 1 (2)常见还原剂 常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属 单质及其氢化物等。如： (3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性 具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物 Fe2 Fe3 Fe SO23 SO24 S H2O2 O2 H2O 其中：Fe2、SO23 主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。 【互动思考】 1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
3、：Cl2H2OHCl HClO 中，Cl2既是氧化剂又是还原剂；6HCl(浓)KClO3 = 3Cl2KCl3H2O 中，Cl2既是 氧化产物又是还原产物。 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) 1下列说法正确的是( )。 ACl22Br=2
4、ClBr2，ZnCu2=Zn2Cu 均为单质被还原的置换反应(2014山东， 7C) B2Na2O22H2O=4NaOHO2，Cl2H2O=HClHClO，均为水作还原剂的氧化还原反应 (2014山东，7D) 2 CNa2SO3与 H2O2的反应为氧化还原反应(2013天津，6B) DCl2和 SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性(2012山东，12A) 解析 A 项 Zn 与 Cu2的反应为单质被氧化的反应，A 错；B 项中的两个反应中，H2O 既不 是氧化剂也不是还原剂，B 错；SO2使品红溶液褪色的原因不是氧化还原反应，D 错。 答案 C 2(2014济南检测)ClO2是一种消毒
5、杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以 下反应制备 ClO2：2KClO3H2C2O4H2SO4 = 2ClO2K2SO42CO22H2O，下列说法正确 的是( )。 A生成 1 mol ClO2时转移 1 mol 电子 BClO2是氧化产物 CH2C2O4在反应中被还原 DKClO3在反应中得到电子，发生氧化反应 解析 根据化学方程式可知，Cl 元素的化合价从5 价降低到4 价，得到 1 mol电子， 选项 A 正确、选项 B 错误。H2C2O4中 C 元素从3 价升高到4 价，失去电子，被氧化，选项 C 错误。KClO3在反应中得到电子，发生还原反应，选项 D 错误。 答案 A
6、32014全国新课标 ，27(1)(2)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性， 回答下列问题： (1)H3PO2 是 一 元 中 强 酸 ， 写 出 其 电 离 方 程 式 ： _。 (2)H3PO2及 NaH2PO2均可将溶液中的 Ag还原为银，从而可用于化学镀银。 H3PO2 中，P 元素的化合价为_。 利用 H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 41，则氧化产物为 _(填化学式)。 解析 (1)由于 H3PO2为一元中强酸，故属于弱电解质，只有部分发生电离，其电离方程式 为 H3PO2HH2PO2。(2) 设 P 的化合价为 x，根据化合价的代
7、数和为零，则有 13x 22，x1；反应中氧化剂为 Ag，其还原产物为 Ag；还原剂为 H3PO2，设其氧化产物中 P 的化合价为 y，根据题意有：411(y1)，y5，故其氧化产物为 H3PO4。 答案 (1)H3PO2HH2PO2 (2)1 H3PO4 42014广东理综，33(1)H2O2在 Fe2(SO4)3催化下发生分解反应，写出 H2O2分解反应方 程式并标明电子转移的方向和数目：_。 答案 3 【归纳反思】 “”解氧化还原反应概念辨析题的 两个关键 二、物质氧化性、还原性强弱的比较 1氧化性、还原性的判断 (1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力)；还原性是指物质失电子的性质(或
8、能力)。 (2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少 无关。如：Nae=Na，Al3e=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。 (3)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、S2等；中间价态既有氧化性又有还原性，如 Fe2、 S、Cl2等。 2氧化性、还原性的强弱判断方法 方法一：依据反应原理判断 氧化性：氧化剂氧化产物 还原性：还原剂还原产物 可总结为：比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。 “”方法二：据 三表 判断
9、(1)根据元素周期表判断。 4 (2)根据金属活动性顺序表判断。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbH Cu Hg Ag 失电子能力逐渐减弱，单质的还原性逐渐减弱 K Ca2 Na Mg2 Al3 Zn2 Fe2 H Cu2 Hg2 Ag 得电子能力逐渐增强，阳离子的氧化性逐渐增强 (3)根据非金属活动性顺序表判断。 F2 Cl2 O2 Br2Fe3 I2 S P C Si H2 得电子能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱 F Cl Br Fe2 I S2 P3 失电子能力逐渐增强，阴离子的还原性逐渐增强 方法三：根据“两池”判断 (1)根据原电池原理判断：一般情况下，两种不同的
10、金属构成原电池的两极，其还原性： 负极正极。 (2)根据电解池原理判断 用惰性电极电解混合溶液时，若混合溶液中存在多种金属阳离子，则在阴极先得到电子的 阳离子的氧化性较强(对应金属单质的还原性较弱)；若混合溶液中存在多种阴离子，则在阳极 先失去电子的阴离子的还原性较强(对应非金属单质的氧化性较弱)。 方法四：根据“三度”(浓度、温度、酸碱度)判断 (1)浓度 一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强。如浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，浓硫酸有 强氧化性(指 SO24 )而稀硫酸只有弱氧化性(H)。还原剂的浓度越大，其还原性越强，如浓盐 酸的还原性强于稀盐酸，因此在实验室制取 Cl2时用浓盐酸与 Mn
11、O2共热。 (2)温度 许多氧化还原反应是在加热条件下进行的。可见升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂 的还原性。 (3)酸碱度 HNO3的氧化性与 H的浓度有关，H的浓度越大，HNO3的氧化性越强，KMnO4酸化后氧化性 增强。 方法五：根据反应条件来判断 当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧 化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。如： MnO24HCl(浓) = MnCl2Cl22H2O 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O 氧化性：KMnO4MnO2 5 方法六：根据反应的剧烈程度判断 (1)金属单
12、质与水反应的剧烈程度：如 Na、Mg、Al分别与水反应时，Na剧烈，Mg加热才 明显，Al 加热条件下也不明显。故还原性：NaMgAl。 (2)非金属单质与 H2化合的难易程度：如 F2、Cl2、Br2、I2分别与 H2反应，F2在冷暗处剧 烈反应而爆炸，Cl2在光照条件下剧烈反应而爆炸，Br2加热至 500 时才能发生反应，I2在不 断加热的条件下才能缓慢进行，且为可逆反应。故氧化性：F2Cl2Br2I2。 方法七：根据同一物质被氧化或被还原的程度(根据产物价态的高低)判断 (1)同一物质被氧化的程度越大(把还原剂氧化到的价态越高)，则氧化剂的氧化性越强。 如 2Fe3Cl2 = 2FeCl
13、3(其中铁的化合价为3 价)、FeS = FeS(其中铁的化合价 为2 价)，则氧化性：Cl2S。 (2)同一物质被还原的程度越大(把氧化剂还原到的价态越低)，则还原剂的还原性越强。 如 HClH2SO4(浓)不反应、2HBrH2SO4(浓)=Br2SO22H2O、8HIH2SO4(浓)=4I2 H2S4H2O，从化学反应方程式看，HCl 不能还原浓硫酸，而 HBr、HI却能把浓硫酸中6 价的硫分别还原成4 价、2 价，故还原性：HIHBrHCl。 【互动思考】 1“”“判断正误，正确的划，错误的划 ” (1)强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应( ) (2)含最高价元素的化合物一定只表
14、现强氧化性( ) (3)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性( ) (4)发生化学反应时，失电子越多的金属原子，还原能力越强，得电子越多的非金属原子， 氧化能力越强( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 2有关氧化性、还原性的强弱判断的考查角度 (1)根据氧化性或还原性的强弱确定离子反应的顺序。 向 FeBr2、FeI2的混合液中通入足量 Cl2，Fe2、Br、I中哪种离子先反应？ 答案 I，还原性强弱顺序：IFe2Br。 向 FeCl3和 CuCl2的混合液中加入足量铁粉，请写出先后发生反应的离子方程式。 答案 Fe2Fe3=3Fe2，FeCu2=Fe2Cu。 (2)结合元素周期律考查同
15、周期或同主族元素的位置与物质氧化性或还原性强弱之间的关 系。 同周期金属元素 X、Y，若 X 的原子序数大于 Y 元素的原子序数，则两单质的还原性谁强 ？ 答案 Y，同周期随着原子序数的增大，单质的还原性减弱。 同主族元素 M、N，若 M的还原性强于 N，则 M2、N2的氧化性谁强？ 答案 N2，同主族元素的阴离子还原性越强，其原子序数越大。随着原子序数的增大，单 6 质的氧化性减弱。 (3)电化学中考查物质的放电顺序与物质氧化性或还原性强弱之间的关系。 A、B 是原电池的两金属电极，工作过程中 A 失去电子被氧化，则 A、B 单质的还原性谁 强？ 答案 A。在原电池中，一般地，还原性(或活动
16、性)越强的金属材料越易失电子被氧化。 用惰性电极电解含有 Cl、Br、I的溶液，在阳极哪种离子先放电？ 答案 I。还原性强弱顺序为 IBrCl，还原性越强，失电子能力越强。 1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有关。下 列各组物质由于浓度不同而发生不同的氧化还原反应的是( )。 Cu 与 HNO3溶液 Cu 与 FeCl3溶液 Zn与 H2SO4溶液 Fe 与 HCl溶液 A B C D 解析 Cu 与浓 HNO3和稀 HNO3发生不同反应，正确；Cu 与 FeCl3溶液只发生下述反应： 2Fe3Cu=2Fe2Cu2，错误；锌与浓硫酸反应生成二氧化硫，锌与稀
17、硫酸反应生成氢 气，正确；无论盐酸浓度大小，与铁反应只生成氯化亚铁：Fe2H=Fe2H2，错误。 综上所述，选 C。 答案 C 2(2014河南信阳第三次统考)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( )。 A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3 BCl2FeI2=FeCl2I2 CCo2O36HCl=2CoCl2Cl23H2O D2Fe32I=2Fe2I2 解析 根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，可判断 B 中 Cl2I2；C 中 Co2O3Cl2 ；D 中 Fe3I2，这些结论
18、与题给信息一致。对于 A，由于 I的还原性强于 Fe2，所以 Cl2应 先氧化 I，而不是先氧化 Fe2。 答案 A 3(2014淄博模拟)现有下列几个离子反应： Cr2O27 14H6Cl=2Cr33Cl27H2O 2Fe2Br2=2Fe32Br 2Fe3SO22H2O=2Fe2SO24 4H 下列有关性质的比较中正确的是( )。 A氧化性：Cr2O27 Cl2Fe3 B氧化性：Cl2Br2Cr2O27 7 C还原性：SO2Cr3Fe2 解析 根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原 性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知：氧化性强弱顺序为 Cr2O27
19、 Cl2Br2Fe3SO 24 ；还原性强弱顺序为 SO 2Fe 2BrClCr3。 答案 A 4(2014大连市六校高三 3 月模拟)已知 I、Fe2、SO2和 H2O2均有还原性，它们在酸性溶 液中还原性的强弱顺序为 Fe2H2O2ISO2，则下列反应不能发生的是( )。 A2Fe3SO22H2O=2Fe2SO24 4H BI2SO22H2O=H2SO42HI CH2O2H2SO4=SO2O22H2O D2Fe3H2O2=2Fe2O22H 解析 A 项，还原性 SO2Fe2，符合题意；B 项，还原性 SO2I，符合题意；C 项，还 原性 H2O2SO2，与题意矛盾；D 项，还原性 H2O2
20、Fe2，符合题意。 答案 C 三、氧化还原反应中的四大规律及其应用 1氧化还原反应规律 (1)守恒规律 化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相 等，电子得失总数相等。 (2)强弱规律 具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有较弱还原性的还原产 物和具有较弱氧化性的氧化产物。 (3)转化规律 氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元 素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。 (4)先后规律 一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂发生反应；同理，一种 还原剂
21、遇到多种氧化剂时，优先与氧化性最强的氧化剂反应。 2氧化还原反应规律的应用 8 【互动思考】 1根据氧化还原反应的规律写出浓 H2SO4、H2S 和 SO2三种物质可能发生的氧化还原反应的 化学方程式。 答案 2H2SSO2=3S2H2O H2SH2SO4(浓)=SSO22H2O 2往 FeBr2溶液中通入少量 Cl2，哪种离子先被氧化？若改为 FeI2呢？ 答案 由于还原性：IFe2Br，所以往 FeBr2溶液中通入少量 Cl2，首先被氧化的是 Fe2 ；向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2，首先被氧化的是 I。 3今有下列三个氧化还原反应： 2FeCl32KI=2FeCl22KClI2 2
22、FeCl2Cl2=2FeCl3 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O 若某溶液中含有 Fe2、Cl和 I，要除去 I而不氧化 Fe2和 Cl，可以加入的试剂是 _。 答案 FeCl3 1 (2014长春质检)已知在酸性溶液中，下列物质氧化 KI 时，自身发生如下变化：MnO4Mn2 、H2O2H2O、HNO2NO、IO3I2。如果用等物质的量的这些物质氧化足量的 KI，得到 I2 最 9 多的是( )。 AMnO4 BH2O2 CHNO2 DIO3 解析 等物质的量的氧化剂与 KI反应，得到电子越多的氧化 KI 越多，生成 I2也越多。反 应中，1 mol MnO
23、4得到 5 mol电子，1 mol H2O2得到 2 mol 电子，1 mol HNO2得到 1 mol电子 ，1 mol IO3得到 5 mol 电子，且 IO3中的碘元素也转化为 I2，故 IO3氧化 KI得到的 I2最多 。 答案 D 2(2012海南化学，6)将 0.195 g锌粉加入到 20.0 mL的 0.100 molL1 MO2 溶液中，恰好 完全反应，则还原产物可能是( )。 AM BM2 CM3 DMO2 解析 根据电子得失守恒解答。锌粉的物质的量为 0.003 mol，完全反应后失去电子 0.006 mol，若 M 的化合价由5 价变为 x，则(5x)0.020 0 L0
24、.100 molL10.006 mol，可 得 x2。 答案 B 3(2013浙江，26 改编)AlH3和 NH3之间_(填“可能”或“不可能”)发生反应产生 H2 ，判断理由是_ _。 答案 可能 AlH3中氢的化合价为1 价，NH3中氢的化合价为1 价，因而有可能发生氧 化还原反应而产生氢气 四、氧化还原反应的配平及相关计算 I.I.氧化还原反应方程式的配平 1.配平原则 电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等。 质量守恒：反应前后元素种类和原子个数不变。 电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。 2.基本步骤 标：表明反应前后化合价有变化的元素的化合价 等：通过求最小公倍数
25、使化合价升降总值（得失电子总数）相等 定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数 平：观察法配平其他物质的化学计量数 查：检查质量、电荷、电子是否分别平衡 3.常用配平方法和技巧 10 （1）正向配平法：此法最常用，适合大多数氧化还原反应的配平，即选择氧化剂和还原剂为 配平的基准物质，由反应物向生成物方向进行配平。 如：_P_CuSO4_H2O=_Cu_H3PO4_H2SO4 正向配平类 1(1)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O (2)_MnO4_H_Cl=_Mn2_Cl2_H2O (3)_MnO4_Fe2_H=_Mn2_Fe3_H2O （2）逆向配平法：高中阶段常见有三大类型
26、的氧化还原反应需逆向进行配平，即歧化反应、 部分氧化还原反应、属氧化还原反应类的分解反应。选择氧化产物和还原产物为配平的基准物 质，由生成物向反应物方向进行配平。 如： _P4_KOH_H2O=_KH2PO2_PH3 _(NH4)2Cr2O7=_N2_Cr2O3_H2O 逆向配平类 (1)_I2 _NaOH=_NaI_NaIO3_H2O (2)_S_KOH=_K2S_K2SO3_H2O （3）缺项配平：对于化学方程式来说，所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式， 所缺物质往往是 H+、OH或水。可先根据化合价的升降将现有的物质配平，然后再根据质量守 恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。 如
27、： _MnO4_H2O2_=_Mn2_O2_H2O (1)_ClO_Fe(OH)3_=_Cl_FeO24 _H2O II.II.氧化还原反应的计算 1.电子守恒法 化学反应中氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。 2.电荷守恒法 电荷守恒即溶液中阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数。 1、硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知 25.0 mL 0.100 molL1 Na2S2O3溶液恰好把 224 mL(标准 状况下)Cl2完全转化为 Cl，则 S2O 23 将转化成 （ D ） AS2 BS CSO23 DSO24 2、24 mL 浓度为 0.05 mol/L 的 Na2SO3溶液恰好与 2
28、0 mL浓度为 0.02 mol/L的 K2Cr2O7溶液完全 反应。已知 Na2SO3可被 K2Cr2O7氧化为 Na2SO4，则元素 Cr在还原产物中的化合价为（ B ） A2 B3 C4 D5 3、将 0.195 g 锌粉加入到 20.0 mL 的 0.100 molL1 MO2+ 溶液中，恰好完全反应，则还原产 物可能是（ ） A. M B. M2+ C.M3+ D. MO2+ 11 4、已知离子方程式：As2S3+H2O+NO3AsO43+SO42+NO+_（未配平），下列说法 错误的是（ ） A.配平后水的计量数为 4 B.反应后溶液呈酸性 C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3：28 D.氧化产物为 AsO43和 SO42 12