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第三節(jié) 氧化還原反應(yīng),考綱要求 1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。2.了解常見的氧化還原反應(yīng)。3.掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計(jì)算。,一、氧化還原反應(yīng) 1．氧化還原反應(yīng)的概念、特征和實(shí)質(zhì),考點(diǎn)一 氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念,2．有關(guān)概念及相互關(guān)系,2,還原,酸,3．氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型間的關(guān)系,4．氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示 (1)雙線橋法,(2)單線橋法,二、常見的氧化劑、還原劑及其產(chǎn)物 1．常見氧化劑 常見氧化劑包括某些非金屬單質(zhì)、含有高價(jià)態(tài)元素的化合物、過氧化物等。如：,2．常見還原劑 常見還原劑包括活潑的金屬單質(zhì)、非金屬離子及低價(jià)金屬陽離子、某些非金屬單質(zhì)及其氫化物等。如：,3．具有中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既有氧化性，又有還原性,還原,氧化,1．有單質(zhì)參加同時(shí)有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)嗎？ 提示：不一定。同素異形體是同種元素形成的不同單質(zhì)，其轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，但不是氧化還原反應(yīng)。如由O2―→O3知，反應(yīng)前后化合價(jià)不變，故有單質(zhì)參加的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。,2．判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“” (1)元素由化合態(tài)變成游離態(tài)時(shí)，可能被氧化，也可能被還原。( ) (2)金屬單質(zhì)只有還原性。( ) (3)失去電子越多的原子，還原性越強(qiáng)。( ) (4)氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化時(shí)，一定有另一種元素被還原。( ) (5)在反應(yīng)：2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2中，SO2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物。( ) (6)所有的置換反應(yīng)都有電子轉(zhuǎn)移。( ) 答案：(1)√ (2)√ (3) (4) (5)√ (6)√,1．(2015年廣東六校聯(lián)考)下列化學(xué)應(yīng)用中不涉及氧化還原反應(yīng)的是( ) A．工業(yè)上由硅的氧化物制備硅單質(zhì) B．生活中使用明礬凈水，除去水中的懸浮的微小顆粒 C．漂白粉用作疫區(qū)的環(huán)境消毒 D．溶有二氧化氮的濃硝酸做火箭的助燃劑,氧化還原反應(yīng)概念間的關(guān)系,,答案：B,解析：在反應(yīng)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr中，H2O既非氧化劑又非還原劑，而A項(xiàng)中的Na2O2既是氧化劑又是還原劑，其中的H2O與已知反應(yīng)中的H2O的作用相同；B、D項(xiàng)中的H2O均既非氧化劑又非還原劑，同已知反應(yīng)相同；C項(xiàng)中F2作氧化劑，H2O作還原劑，故選C。 答案：C,3．實(shí)驗(yàn)室可用反應(yīng)NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O制備N2，下列說法正確的是( ) A．NaNO2發(fā)生氧化反應(yīng) B．NH4Cl中的氮元素被還原 C．N2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物 D．每生成1 mol N2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6 mol 解析：分析已知反應(yīng)中N元素的化合價(jià)可知：NaNO2發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NH4Cl中的氮元素被氧化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；每生成1 mol N2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量應(yīng)為3 mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C,4．被稱為“萬能還原劑”的NaBH4溶于水并和水反應(yīng)：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列說法中正確的是(NaBH4中H為－1價(jià))( ) A．NaBH4既是氧化劑又是還原劑 B．NaBH4是氧化劑，H2O是還原劑 C．硼元素被氧化，氫元素被還原 D．被氧化的元素與被還原的元素質(zhì)量之比為1∶1 答案：D,1．依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式來判斷 氧化劑＋還原劑―→氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物 氧化性：氧化劑 氧化產(chǎn)物； 還原性：還原劑 還原產(chǎn)物； 口訣：比什么“性”找什么劑，“產(chǎn)物”之“性”小于“劑”。,考點(diǎn)二 氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷,大于,大于,2．根據(jù)“三表”判斷 (1)根據(jù)元素周期表判斷：,,3．依據(jù)“兩池”判斷 (1)兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極。負(fù)極是電子流出的極，正極是電子流入的極。兩種金屬的還原性：正極 負(fù)極。 (2)用惰性電極電解混合溶液時(shí)，在陰極先得電子的陽離子氧化性較強(qiáng)，在陽極先失電子的陰離子還原性較強(qiáng)。,,4．依據(jù)“三度”判斷(“三度”即：濃度、溫度、酸堿度) (1)濃度：同一種物質(zhì)濃度越大，氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如氧化性：濃H2SO4稀H2SO4，濃HNO3稀HNO3；還原性：濃鹽酸稀鹽酸。 (2)溫度：同一種物質(zhì)，溫度越高其氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。 (3)酸堿度：同一種物質(zhì)，所處環(huán)境酸(堿)性越強(qiáng)其氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如KMnO4溶液的氧化性隨溶液酸性的增強(qiáng)而增強(qiáng)。,5．依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷 反應(yīng)條件要求越低，反應(yīng)越劇烈，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng)，如是否加熱、反應(yīng)溫度高低、有無催化劑和反應(yīng)物濃度大小等。 例如：,6．依據(jù)被氧化還原的程度判斷 相同條件下： (1)不同氧化劑作用于同一種還原劑，氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)高的其氧化性強(qiáng)。例如： (2)不同還原劑作用于同一種氧化劑，還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)低的其還原性強(qiáng)。例如：,7．依據(jù)反應(yīng)的能量變化判斷 (1)當(dāng)H2＋X2===2HX ΔH1＝－Q1，H2＋Y2===2HY ΔH2＝－Q2，Q1Q2，X2氧化性更強(qiáng)。 (2)當(dāng)原子得電子(相同數(shù)目)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的陰離子時(shí)，放出的能量越多，生成的離子越穩(wěn)定，其原子氧化性越強(qiáng)。 (3)當(dāng)元素原子失去相同數(shù)目電子形成陽離子時(shí)，吸收的能量越少，越易失電子，其還原性越強(qiáng)。,1．金屬失去的電子數(shù)越多，金屬的還原性越強(qiáng)嗎？ 提示：否。Na、Al與鹽酸反應(yīng)時(shí)，1個(gè)Na失去1個(gè)電子，1個(gè)Al失去3個(gè)電子。但還原性NaAl。,2．判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“” (1)強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑混合不一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。( ) (2)陽離子只有氧化性，陰離子只有還原性。( ) (3)元素的非金屬性越強(qiáng)，其氧化性越強(qiáng)，相應(yīng)單質(zhì)越活潑。( ) (4)二氧化氯具有還原性，可用于自來水的殺菌消毒。( ) 答案：(1)√ (2) (3) (4),1．(2014年長安模擬)有下列三個(gè)反應(yīng)： ①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I(xiàn)2 ②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O， 下列說法中正確的是( ) A．①②③中氧化產(chǎn)物分別是FeCl2、Fe3＋、Cl2 B．根據(jù)以上方程式可以得到氧化性Cl2Co2O3Fe3＋ C．在反應(yīng)③中生成1 mol Cl2時(shí)，有2 mol HCl被氧化 D．根據(jù)反應(yīng)①②一定可以推理得到Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2,氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷,解析：①中的氧化產(chǎn)物為I2，A錯(cuò)；根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，可知氧化性Co2O3Cl2Fe3＋，B錯(cuò)；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移情況分析知，C對(duì)；根據(jù)反應(yīng)②可知，還原性Fe2＋Br－，若有Br2產(chǎn)生，則Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，D錯(cuò)。 答案：C,2.用Pt電極電解含有Cu2＋和X3＋各0.1 mol的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與溶液中通過電子的物質(zhì)的量n(mol )的關(guān)系如圖所示。則下列氧化性強(qiáng)弱的判斷正確的是( ) A．Cu2＋X3＋H＋X2＋ B．X3＋H＋Cu2＋X2＋ C．X3＋Cu2＋H＋X2＋ D．X2＋H＋Cu2＋X3＋,,解析：根據(jù)金屬活動(dòng)性順序和陽離子的放電順序知，氧化性Cu2＋H＋。根據(jù)圖中信息知，當(dāng)電路中有0.1 mol電子通過時(shí)陰極沒有固體物質(zhì)產(chǎn)生，此時(shí)反應(yīng)為X3＋＋e－===X2＋，氧化性X3＋Cu2＋，當(dāng)電路中又有0.2 mol電子通過時(shí)，陰極析出0.1 mol的銅。隨后溶液中H＋在陰極放電，固體質(zhì)量不再增加，所以選C。 答案：C,氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷中的誤區(qū) (1)氧化性、還原性強(qiáng)弱取決于物質(zhì)得失電子的難易，與得失電子數(shù)目無關(guān)，如Na原子能失1個(gè)電子，Al原子可失3個(gè)電子，但還原性NaAl。 (2)不能依據(jù)氧化劑或還原劑自身化合價(jià)變化值的大小說明氧化性或還原性的強(qiáng)弱。如3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O和Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O中氧化性：濃HNO3稀HNO3。,判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生,解析：SO2的還原性比Fe2＋強(qiáng)，①能反應(yīng)；SO2的還原性比Cl－強(qiáng)，②能反應(yīng)；H2O2的還原性比SO2弱，則③反應(yīng)不能發(fā)生；H2O2的還原性比I－弱，則④反應(yīng)不能發(fā)生。 答案：B,5．已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是( ) A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3 B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I(xiàn)2 C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2 解析：本題主要考查氧化還原反應(yīng)的先后順序和反應(yīng)原則，側(cè)重考查分析判斷能力及對(duì)氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)的理解。氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件是強(qiáng)氧化劑＋強(qiáng)還原劑===弱還原劑＋弱氧化劑。由于Fe3＋氧化性強(qiáng)于I2，所以FeI3不存在，A中反應(yīng)不可能發(fā)生；B、C、D中反應(yīng)符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，所以可以發(fā)生。例n(Cl2)∶n(FeI2)＝1∶1時(shí)即發(fā)生B項(xiàng)的反應(yīng)。 答案：A,假設(shè)法判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生,1．價(jià)態(tài)規(guī)律,考點(diǎn)三 氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,2．先后規(guī)律 (1)一種氧化劑同時(shí)與幾種還原劑相遇時(shí)，最強(qiáng)的還原劑被氧化。 (2)可判斷物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的先后順序，如Fe粉投入FeCl3、CuCl2、HCl混合液中，其反應(yīng)順序?yàn)椋篎e3＋→Cu2＋→H＋。 3．難易規(guī)律 越易失電子的物質(zhì)，失電子后的氧化產(chǎn)物就越難得電子；越易得電子的物質(zhì)，得電子后的還原產(chǎn)物就越難失去電子。如失電子能力KAg，得電子能力K＋S，失電子能力F－S2－。 4．守恒規(guī)律 (1)直接計(jì)算反應(yīng)物與產(chǎn)物或與轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量關(guān)系。如用銅電極電解Na2SO4溶液，其陽、陰極產(chǎn)物及轉(zhuǎn)移電子關(guān)系式為：Cu～2e－～H2～2OH－。 (2)配平氧化還原反應(yīng)方程式。,5．轉(zhuǎn)化規(guī)律 同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，價(jià)態(tài)只靠近，不交叉，相鄰價(jià)態(tài)不反應(yīng)，即“高價(jià)到高價(jià)，低價(jià)到低價(jià)”，可以歸中，不能跨越。如： (1)濃H2SO4氧化H2S，硫的化合價(jià)變化為： (2)H2SO4、SO2中的S的價(jià)態(tài)分別為＋6價(jià)、＋4價(jià)，無中間價(jià)態(tài)，濃硫酸不能氧化SO2。,,1．往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪種離子先被氧化？若改為FeI2呢？ 提示：由于還原性I－Fe2＋Br－，向FeBr2溶液中通入少量Cl2時(shí)，F(xiàn)e2＋先被氧化，向FeI2溶液中通入少量Cl2時(shí)，I－先被氧化。,2．判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“” (1)難失電子的物質(zhì)一定易得電子。( ) (2)元素處于最高價(jià)時(shí)一定有強(qiáng)氧化性。( ) (3)SO2可以用濃H2SO4干燥。( ) (4)Cl2具有很強(qiáng)的氧化性，在化學(xué)反應(yīng)中只能做氧化劑。( ) 答案：(1) (2) (3)√ (4),1．已知OCN－中每種元素都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)OCN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)中，如果有6 mol Cl2完全反應(yīng)，則被氧化的OCN－的物質(zhì)的量是( ) A．2 mol B．3 mol C．4 mol D．6 mol 解析：OCN－中只有氮元素化合價(jià)從－3價(jià)升到0價(jià)，1 mol OCN－失去3 mol e－，6 mol Cl2得到12 mol e－，故被氧化的OCN－為4 mol。 答案：C,電子得失守恒的應(yīng)用,答案：B,應(yīng)用電子守恒解題的一般思路 (1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 (2)找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))。 (3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系式。 n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià)的絕對(duì)值)＝n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià)的絕對(duì)值)。,3．已知在熱的堿性溶液中，NaClO發(fā)生反應(yīng)：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發(fā)生類似的反應(yīng)，其最終產(chǎn)物是( ) A．NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3 C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4 答案：B,轉(zhuǎn)化規(guī)律的應(yīng)用,4．根據(jù)表中信息，判斷下列敘述中正確的是( ),答案：A,5．今有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng)：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I(xiàn)2，②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，③2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中含有Fe2＋、I－、Cl－3種離子，要除去I－而不影響Fe2＋和Cl－，則可加入的試劑是( ) A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl,難易規(guī)律的應(yīng)用,答案：C,6．向含F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的某種稀溶液中逐漸加入鐵粉，c(Fe2＋)的變化如圖所示。下列離子方程式錯(cuò)誤的是( ),,答案：D,氧化還原反應(yīng)方程式的配平 1．一般氧化還原反應(yīng)方程式的配平——正向配平法,,2．逆向配平法 適用于一種元素的化合價(jià)既升高又降低的反應(yīng)和分解反應(yīng)中的氧化還原反應(yīng)。 先確定生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，再確定反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 例如： 由于S的化合價(jià)既升又降，而且升降總數(shù)要相等，所以K2S的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，K2SO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，然后確定S的化學(xué)計(jì)量為3。,3．缺項(xiàng)氧化還原反應(yīng)方程式的配平 缺項(xiàng)方程式是指某些反應(yīng)物或生成物的分子式?jīng)]有寫出來，一般為水、酸或堿。 (1)方法。 先用“化合價(jià)升降法”配平含有變價(jià)元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。 (2)補(bǔ)項(xiàng)原則。,配平的基本技能 (1)全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。 (2)自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 (3)缺項(xiàng)配平法：先使得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一邊加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加OH－，生成物一邊加水。然后，進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。 (4)配平的關(guān)鍵是計(jì)算準(zhǔn)一個(gè)分子化合價(jià)變化的總數(shù)。,典例 試寫出并配平SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色的離子方程式。,即時(shí)訓(xùn)練 (1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2＋和Mn2＋，為了除去這兩種離子，調(diào)節(jié)溶液pH為5，然后加入高錳酸鉀溶液，使之生成沉淀。已知高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。請(qǐng)寫出該過程中兩反應(yīng)的離子方程式： _______________________________________________________， _______________________________________________________。 (2)在NaOH的環(huán)境中，Cl2與NaI反應(yīng)，每1 mol NaI完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移6 mol電子，寫出反應(yīng)的離子方程式____________________________。 (3)FeCl3溶液與草酸(H2C2O4)反應(yīng)，得到澄清溶液，同時(shí)生成一種能使石灰水變渾濁的氣體，此反應(yīng)的離子方程式為_______________ _______________________________________________________。 (4)將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________。 (5)Na2S2O3還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。,