【优质文档】高中化学氧化剂和还原剂.pdf

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1、学习必备欢迎下载 第 3 节 氧化剂和还原剂 1 氧化还原反应 1元素化合价在化学反应中的变化 （1）化合价：化合价是认识氧化还原的前提与基础。 规则：在化合物中，正负化合价的代数和为零；单质中，元素的化合价为零。 本质： a 化合价的正与负：失去电子或共用电子对偏离呈正价；得到电子或共用电子对偏向呈负 价。 b 化合价的数值：化合价的数值等于得、失电子（或共用电子对）的数目。 c 化合价的变动：元素在氧化还原反应中，得到电子，化合价降低；失去电子，化合价升 高。 有关规律： a 金属元素一般没有负化合价，除零价外，只显正价，因为在反应中只能失去电子。 b 非金属元素（除氧、氟外）在反应中既可

2、得到电子，亦可失去电子，故既可呈正价，也 能显负价。 c 氧、氟的非金属性很强，在反应中一般不失去电子，故一般没有正化合价。 d 显最高化合价的元素，在反应中只能得电子而不能失电子，故发生氧化还原反应化合价 只能降低。相反，显最低化合价的元素，在反应中化合价只能升高。 （2）基本概念 氧化反应和还原反应：反应物所含元素化合价升高（或者说是物质失去电子）的反应 称为氧化反应；反应物所含元素化合价降低（或者说是物质得到电子）的反应称为还原反应。 氧化还原反应：凡是反应过程中有元素化合价变化（或电子转移）的化学反应叫做氧 化还原反应。 说明：氧化反应和还原反应是一对对立的反应，而又统一存在于一 个反

3、应中，不能分割，所以人们把这两种同时存在的一个化学反应 叫做氧化还原反应。 【联想发散】 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系 学习必备欢迎下载 反应类型氧化 还原反应非氧化 还原反应 化合反应 2NaCl22NaCl（有单质参加） CaO H2O Ca(OH)2（没有单质参 加） 分解反应 2H2O22H2O O2（有单质生 成） H2CO3 H2O CO2（没有单质生 成） 置换反应Zn2HCl ZnCl2H2 复分解反应H2SO4 Ba(OH)2BaSO4 2H2O 2氧化还原反应的实质 （1）研究表明，所有的氧化还原反应中都存在着电子的转移，电子的转移是氧化还原反 应的实质。 说明：

4、“转移”包含两方面内容：电子的得到、失去和电子的偏离、偏向。电子的偏离和 偏向又统称电子的偏移。 （2）认识氧化还原反应概念的三个阶段： 首先是从得到氧和失去氧的视角认识的。 接着是从元素的化合价升和降的视角去认识的。 最后是从元素原子电子的得到和失去的视角去认识的。 注意：第种情况只适宜在初中阶段使用，因为它解决问题的范围太狭窄，只局限在有 氧参与的反应。第种情况没有反映出氧化还原反应产生的本质，只是氧化还原反应的一种 表象，我们用来作为判断一个化学反应是否是氧化还原反应的工具。第种情况才是氧化还 原反应的本质。 2氧化剂和还原剂 1基本概念 （3）氧化剂和还原剂：在氧化还原反应中，所含元素

5、的化合价降低（或说得到电子）的 反应物叫做氧化剂；而所含元素化合价升高（或说失去电子）的反应物，叫做还原剂。 （2）氧化产物和还原产物：还原剂失去电子被氧化所得的产物叫氧化产物；氧化剂得到 电子被还原所得的产物叫还原产物。 【领悟整合】 氧化还原反应的有关概念是互相独立，又互相依存的，其关系如下： 学习必备欢迎下载 氧化剂（具有氧化性）得电子被还原发生还原反应还原产物； 还原剂（具有还原性）失电子被氧化发生氧化反应氧化产物。 2常见的氧化剂和还原剂 常见的氧化剂： （1）非金属单质X2、O2、S等； （2） 高价金属阳离子Cu 2+、 Fe3+； 高价或较高价含氧化合物 H2SO4(浓)、 M

6、nO2、 HClO、 KMnO4、 K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。 常见的还原剂： （1）活泼或较活泼的金属K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等； （2）低价金属阳离子Fe 2+； （3）非金属阴离子Cl 、Br、 I、 S2 等； （4）含较低价元素的化合物CO 、SO2、H2SO3、Na2SO 3、NH3等。 说明：在含有变价元素的化合物中，具有中间价态元素的物质（单质或化合物）既可做 氧化剂，又可做还原剂。例如：Cl2、H2O2、 Fe 2+、 SO 2、H2SO3等既有氧化性有又还原性。 3氧化还原反应中各个基本概念间的关系 失去电子 的反应物 得到电子 的反应物 还原剂 氧化

7、剂 得失电子数相等， 化合价升降值相等 具有 具有 还原性 氧化性 发生 发生 氧化反应 还原反应 同时存在 生成 生成 氧化产物 还原产物 失电子，化合价升高，被氧化 得电子，化合价降低，被还原 【知识链接】 氧化还原反应的表示方法 1双线桥法：表示的是同一元素在反应物转化为生成物时电子转移的结果，反映了化学 反应的本质及参加反应的各物质间的氧化还原关系。 双线桥法分析氧化还原反应的步骤：标出有化合价变化的元素的化合价；在反应物 到生成物之间画一个箭头，箭头出发和指向的是有化合价变化的同一元素；分析化合价的 变化，找出反应中得失电子的总数(有价态变化元素的一个原子转移电子数 发生价态变化的原

8、 学习必备欢迎下载 子个数 )；将转移电子数标在线上； 2单线桥法：表示的是电子转移的情况，反映了化学反应的本质。 单线桥法分析氧化还原反应的步骤：标出有化合价变化的元素的化合价；用线桥将 反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾是失电子的元素，箭头是得电子的元 素。注意：桥线只在反应物中，不跨越“ ” 与生成物相连。在桥线上注明电子转移的数目， 注意：只写数目，不标得失。 运用氧化性、还原性概括物质的化学性质 所谓氧化性是指氧化剂具有的一种能得到电子的能力，表现在反应中是化合价有降低趋 势的一种表现能力；还原性是指还原剂具有的一种失去电子的能力，表现在反应中是化合价 有升高趋势的一种

9、表现能力。我们运用氧化性、还原性概括物质的化学性质，下面举例说明： 上一章学了氯气和金属钠的化学性质，氯气跟金属单质 （钠、铁、铜等） 、非金属单质 （氢 气等）的反应中都是得电子，化合价降低被还原，做氧化剂，因此氯气具有强氧化性；但氯 气也有还原性，如氯气跟水、碱溶液所发生歧化反应。其中有一部分氯即是表现了还原性。 而钠非金属单质（氯气、氧气等）、水的反应中都是失电子，化合价升高被氧化，做还原剂， 因此钠具有强还原性。 盐酸是既有氧化性又有还原性的。如在盐酸跟镁、铝、锌等较活泼金属发生的置换反应 中，盐酸表现了氧化性。在浓盐酸跟二氧化锰反应制取氯气时，盐酸表现了还原性。由于盐 酸的氧化性实质

10、上是H+的氧化性，属于酸的通性，即绝大多数酸所具有的共同性质，因此不 能把盐酸称为氧化性酸。但浓硫酸是强氧化性酸，其氧化性是指H2SO 4分子中 6 价的硫元素 表现的一种很强的得电子的能力。稀硫酸或硫酸盐中的SO4 2中的硫元素虽然也是 6 价，但 没有强氧化性。稀硫酸也有氧化性，是其中的H 所表现的。浓硫酸分子中 6 价的硫元素得 电子的能力远强于其中的1 价的氢。 金属元素只能失电子，所以金属单质只有还原性；非金属元素既能得电子表现负价，又 能失（偏离）电子表现正价，所以非金属单质多数既有氧化性又有还原性。 3 探究铁及其化合物的氧化性和还原性 1、铁元素的存在形态： 游离态：陨铁 化合

11、态：铁元素主要以2 价和 3 价的化合态存在。在地壳中的质量分数为4.65，处 于第四位，仅次于氧、硅和铝。 2、按不同标准给铁及其化合物分类 学习必备欢迎下载 （1）按单质、氧化物、酸、碱、盐给上述物质分类。 单质： 铁； 氧化物： FeO、Fe2O3、Fe3O4；碱： Fe(OH)2、Fe(OH)3；盐：FeCl2、FeCl 3、FeSO4、 Fe2(SO4)3 （2）按铁元素的化合价给上述物质分类。 0 价： Fe；+2 价： FeO、FeCl2、FeSO4、 Fe(OH)2；+3 价： Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3、 Fe(OH)3 3、铁在氧化物FeO、Fe2O3、 F

12、e3O4性质的比较 FeO Fe2O3Fe3O4 俗名铁红磁性氧化铁 色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体 水溶性难溶难溶难溶 化合价2 3 2、 3 与 CO 、 H2反应 FeOCO Fe CO2 FeOH2 FeH2O Fe2O33CO 2Fe 3CO2 Fe2O33H2 2Fe 3H2O Fe3O44CO 3Fe 4CO2 Fe3O44H2 3Fe 4H2O 与稀硫 酸反应 FeOH2SO4FeSO4 H2O Fe2O33H2SO4 Fe2(SO4)3 3H2O Fe3O44H2SO4Fe2(SO4)3 FeSO4 4H2O 4铁的氢氧化物4Fe(OH)2和 4Fe(OH)3性质的比较 （1

13、）氢氧化亚铁： 制备： FeCl22NaOH Fe(OH)2 2NaCl 物理性质：白色难溶的弱碱 化学性质：与强酸反应 还原性：易被氧化剂所氧化。如：4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3 思考： 实验室在制备Fe(OH)2时，为防止被氧化，可以采取哪些措施？ 提示： 实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧 化铁，更要注意隔绝空气。其方法是：亚铁盐需新制（用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化 铁溶液）；将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气（O2） ；使用长滴管吸入氢氧 化钠溶液后将滴管伸至氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接 触。

14、 学习必备欢迎下载 （2）氢氧化铁： 制备： FeCl33NaOH Fe(OH )3 3NaCl 物理性质：红褐色难溶固体 化学性质：与强酸反应。Fe(OH)3 3H2SO4 Fe2(SO4)33H2O 5、探究铁及其化合物的氧化性和还原性 预测：铁元素显0 价时，只有还原性；显+3 价时，只有氧化性；显+2 价时，既有氧化性， 又有还原性。 （1）Fe的还原性：与H+、Cu 2+、Fe3+、Cl 2等反应 Fe2H + Fe 2+H 2、 FeCu 2+ Fe 2+Cu、 2Fe3+ Fe 3Fe2+、 2Fe3Cl 2 加热 2FeCl3 （2）Fe 3+的氧化性：与 Fe、Cu、 Zn

15、反应 2Fe 3+ Fe 3Fe2+、2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+、3Zn2Fe3+ 3Zn 2+2Fe （3）Fe 2+的氧化性： 与锌反应 ZnFe 2+ Zn 2+Fe （4）Fe 2+的还原性：与氯水等反应 2Fe 2+ Cl 2 2Fe 3+2Cl （5）铁及其化合物的相互转化示意图 Fe FeCl2 （氧化性） （氧化性） （还原性） FeCl3 HNO3、Cl2 Fe、Cu （还原性） HCl FeCl3 Cl2 ZnZn 【联想 发散 】 Fe 2+与 Fe3+的鉴别 （1）直接观察颜色：Fe 2+的溶液呈浅绿色， Fe 3+的溶液呈棕黄色。 （2）利用显色反应： Fe

16、2+的溶液 KSCN或 NH 4SCN溶液，溶液不呈红色；Fe 3+的溶液 +KSCN或 NH 4SCN溶液， 溶液呈血红色。 有关离子方程式：Fe 3+SCN Fe(SCN) 2+ （3）利用铁化合物沉淀的颜色： 学习必备欢迎下载 Fe 2+的溶液 NaOH 溶液，出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色； Fe 3+的溶液 NaOH 溶液，出现红褐色沉淀。 有关反应式：Fe 2+2OH Fe(OH)2、 4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3； Fe 3+3OH Fe(OH)3 （4）利用 Fe 3+的氧化性： Fe 2+的溶液 Cu片，无明显现象； Fe 3+的溶液 Cu片，铜

17、被腐蚀，溶液变为蓝绿色。 有关离子方程式：2Fe3+Cu2Fe2+Cu 2+ Fe 2+的溶液淀粉 KI试纸，试纸不变蓝；Fe 3+的溶液淀粉 KI试纸，试纸变蓝。 有关离子方程式：2Fe3+2I 2Fe2+I 2 （5）利用 Fe 2+的还原性： Fe 2+的溶液酸性 KMnO4溶液， KMnO4溶液紫色褪去；Fe 3+的溶液酸性 KMnO4溶液， KMnO4溶液紫色不褪。 Fe 2+的溶液氯水，溶液变为棕黄色； Fe 3+的溶液氯水，无明显现象。 有关离子反应式：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl 注意：以上方法以KSCN溶液鉴别最常用。 层析法认识氧化还原反应与电子转移之间的关系 （1）以

18、反应2Na+Cl2 点燃 2NaCl 为例分析： 在 Na 与 Cl2反应前后，元素化合价的升降情况为： 元素原子之间得失电子情况为 化合价降低21 化合价升高12 2 Na Cl2 2 NaCl 0 0 +1 - 1 失去 2e 2 Na Cl2 2 NaCl 0 0 +1 - 1 得到 2e 学习必备欢迎下载 由此可知，在由单质Na 和 Cl2生成离子化合物NaCl的反应里，元素化合价的升降与元素 原子之间的电子转移之间有着密切关系.元素原子失去(或得到 )电子，元素的化合价就升高(或 下降 )，并且元素原子失去(或得到 )的电子数与元素化合价升高(或降低 )的数相等 .电子得失， 属 于

19、电子转移 . （2）以反应H2+Cl2 点燃 2HCl为例分析 在 H2与 Cl2反应前后，元素化合价的升降情况为： 元素原子之间电子偏移情况为： 由上可知， 在像由单质H2和 Cl2生成共价化合物HCl的反应里， 元素化合价的升降与元素 原子之间的共用电子对的偏移有着密切关系.共用电子对偏出 （或偏入），元素的化合价就升高 （或降低），并且元素原子偏出（或偏入）的电子数与元素化合价升高(或降低 )的数相等 .电子 偏出偏入，也属于电子转移。 （3）综上结论可知，元素化合价的升降既与氧化还原反应之间有着密切的关系，又与元 素原子之间的电子转移有密切关系.物质失去电子的反应是氧化反应，物质得到电

20、子的反应是 还原反应，凡是有电子转移（得失或偏移）的反应都是氧化还原反应。 学习铁及其化合物性质的方法 （1）抓价态：从铁元素三种价态的相互转化（铁三角关系）去认识铁及其化合物间的氧 化还原反应规律。 Fe 2+和 Fe3+的性质： aFe2+既有氧化性，又有还原性，主要表现还原性； Fe 3+具有较强 的氧化性。 bFe 2+和 Fe3+都是典型的弱碱阳离子，与 OH 离子在溶液中可以发生反应。 化合价降低21 化合价升高21 H2 Cl2 2 HCl 0 0 +1 - 1 电子偏出 2e H2 Cl2 2 HCl 0 0 +1 - 1 电子偏入 2e 学习必备欢迎下载 亚铁盐的存放方法：加

21、入少量铁屑以防止Fe 2+被氧化。 （2）想属类：如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧 化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的 性质。 （3）作比较：列表比较铁的氧化物、铁的氢氧化物和Fe 2+与 Fe3+的鉴别方法。 【专题放送】 氧化还原反应中的有关判断 1氧化还原反应中基本概念的判断 氧化还原反应的实质是电子的转移，特征是反应前后元素的化合价发生了变化。我们判 断某反应是否为氧化还原反应可根据反应前后元素的化合价是否发生了变化这一特征。在氧 化还原反应中，物质所含元素化合价升高（意味着失电子或电子对偏离），就是发生了氧

22、化反 应（或被氧化） ，此物质是还原剂，具有还原性。物质所含元素化合价降低（意味着得电子或 电子对偏向） ，就是发生了还原反应（或被还原），此物质是氧化剂，具有氧化性。可概括为： 升失氧 还；降 得还氧 2氧化性、还原性强弱的判断 （1）根据元素的化合价 物质中元素具有最高价态，该元素只有氧化性；物质中元素具有最低价态，该元素只有 还原性；物质中元素具有中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。对于同一种元素，价态 越高，其氧化性就越强；价态越低，其还原性就越强。 （2）根据氧化还原反应方程式 在同一氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。 氧化剂的氧化性越强，则其对应的还

23、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。 （3）根据金属活动性顺序表 在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，其还原性就越强；金属的位置越靠后，其 阳离子的氧化性就越强。 （4）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。 （5）其它条件 学习必备欢迎下载 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。 注意：氧化还原性的强弱只与该原子得失电子的难易程度有关，而与得失电子数目的 多少无关。得电子能力越强，其氧化性就越强；失电子能力越强，其还原性就越强。 同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。 .精品资料。欢迎使用。