第三節(jié)氧化還原反應(yīng)明考綱要求理主干脈絡(luò)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)計算。一、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)及有關(guān)概念1本質(zhì)和特征2反應(yīng)關(guān)系二、電子轉(zhuǎn)移的表示方法1雙線橋法2單線橋法1 / 13三、常見的氧化劑和還原劑1常見的氧化劑物質(zhì)類型舉例對應(yīng)還原產(chǎn)物活潑的非金屬單質(zhì)X2(鹵素)XO2H2O、OH元素處于高化合價時的化合物或離子氧化物MnO2Mn2含氧酸濃硫酸SO2HNO3NO、NO2鹽KMnO4Mn2Fe3Fe2、Fe過氧化物Na2O2、H2O2H2O2常見的還原劑(1)活潑的金屬單質(zhì)，如Na、Mg、Al、Fe等。(2)某些活潑的非金屬單質(zhì)，如H2、C、Si等。(3)元素處于低化合價時的物質(zhì)，如CO、Fe2、S2、I等。寫出下列還原劑對應(yīng)的氧化產(chǎn)物：CO：CO2，Zn：Zn2，SO：SO。3具有中間價態(tài)的物質(zhì)既有氧化性又有還原性具有中間價態(tài)的物質(zhì)還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物Fe2FeFe3SOSSOH2O2H2OO21.判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)(2013天津高考)Na2SO3與H2O2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。()(2)(2012天津高考)NO2溶于水時發(fā)生氧化還原反應(yīng)。()(3)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物，不是氧化劑就是還原劑。()(4)有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的化學(xué)反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。()(5)(2012山東高考)化合反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)。()(6)某元素從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，該元素一定被氧化。()(7)非金屬陰離子只具有還原性，金屬陽離子只具有氧化性。()提示：(1)()反應(yīng)生成Na2SO4和H2O；(2)()生成HNO3和NO；(3)()有些反應(yīng)物既不是氧化劑，也不是還原劑，如反應(yīng)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O中的NaOH。(4)()如2O3=3O2、C(金剛石)C(石墨)。(5)()如SO3H2O=H2SO4不是氧化還原反應(yīng)。(6)()如O2H2O，氧元素被還原。(7)()如Fe2具有還原性。2以Cu與稀HNO3的反應(yīng)為例表示氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移。(1)雙線橋法(2)單線橋法答案：(1) (2) 3氧化還原反應(yīng)與四種基本類型反應(yīng)間的關(guān)系如下圖，請將下面反應(yīng)對號入座。A.COCuOCuCO2B.CaCO3CaOCO2C.2FeCl2Cl2=2FeCl3D.NH3HCl=NH4ClE.ZnH2SO4=ZnSO4H2F.HClNaOH=NaClH2OG.2KClO32KCl3O2答案：DCBGAEF4分析以下反應(yīng)：(1)在反應(yīng)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O中，氧化劑是_，還原劑是HCl，氧化產(chǎn)物是_，生成1 mol Cl2時轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_，被氧化的HCl的物質(zhì)的量是_，鹽酸顯示的性質(zhì)是_。(2)在反應(yīng)Cu2H2SO4(濃)CuSO4H2OSO2中，氧化劑是_，還原產(chǎn)物是_，生成1 mol SO2轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_，濃H2SO4顯示的性質(zhì)是_。(3)在反應(yīng)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O中，氧化劑是_，還原劑是_，氧化產(chǎn)物是_，每有1 mol Cl2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為_。(4)在反應(yīng)5KIKIO36HCl=6KCl3I23H2O中，氧化劑是_，還原劑是_，氧化產(chǎn)物是_，還原產(chǎn)物是_，每生成3 mol I2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_。答案：(1)MnO2Cl22NA2 mol還原性和酸性(2)濃H2SO4SO22NA酸性和氧化性(3)Cl2Cl2NaClONA11(4)KIO3KII2I25NA51物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較1在常溫下發(fā)生下列反應(yīng)：(1)16H10Z2XO=2X25Z28H2O(2)2A2B2=2A32B(3)2BZ2=B22Z根據(jù)上述反應(yīng)，判斷下列結(jié)論中錯誤的是()A溶液中可能發(fā)生反應(yīng)：Z22A2=2A32ZBZ2在(1)、(3)反應(yīng)中作還原劑C氧化性強(qiáng)弱順序為XO>Z2>B2>A3DX2是XO的還原產(chǎn)物解析：選B由反應(yīng)(1)可知氧化性：XO>Z2，由反應(yīng)(2)可知氧化性：B2>A3，由反應(yīng)(3)可知氧化性：Z2>B2，綜上氧化性強(qiáng)弱順序為XO>Z2>B2>A3，結(jié)合選項分析可知B不正確，Z2在(1)中是氧化產(chǎn)物，在(3)中作氧化劑。2(2014北京海淀區(qū)模擬)在一定條件下，下列微粒的還原性順序為ClBrFe2ISO2，由此判斷以下各反應(yīng)在溶液中不能發(fā)生的是()A2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4HB2Fe2Cl2=2Fe32ClC2Br4HSO=SO2Br22H2ODI2SO22H2O=4HSO2I解析：選C根據(jù)還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，分析各個選項中還原劑和還原產(chǎn)物是否與題干的還原性順序一致。C項SO2的還原性強(qiáng)于Br，所以正向不能進(jìn)行，逆向可以。3(雙選)常溫下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可發(fā)生如下兩個反應(yīng)：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O2Fe3H2O2=2Fe2O22H下列說法正確的是()AH2O2的氧化性比Fe3強(qiáng)，其還原性比Fe2弱B在H2O2分解過程中，溶液的pH逐漸下降C在H2O2分解過程中，F(xiàn)e2和Fe3的總量保持不變DH2O2生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe2解析：選CDA項，由第一個反應(yīng)判斷H2O2的氧化性比Fe3強(qiáng)，由第二個反應(yīng)判斷H2O2的還原性比Fe2強(qiáng)。B項，在H2O2分解過程中，溶液的pH增大。C項，根據(jù)質(zhì)量守恒定律和催化原理，F(xiàn)e2和Fe3的總量保持不變。D項，若混入Fe2，即可促進(jìn)H2O2的分解而影響H2O2的生產(chǎn)。物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱比較的四大依據(jù)1依據(jù)反應(yīng)原理氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物還原性：還原劑>還原產(chǎn)物2依據(jù)金屬、非金屬的活動性順序3依據(jù)元素周期表4依據(jù)電化學(xué)原理(1)原電池原理：一般情況下，兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極，其還原性：負(fù)極>正極。(2)電解池原理：用惰性電極電解混合溶液時，在陰極先放電的陽離子的氧化性較強(qiáng)，在陽極先放電的陰離子的還原性較強(qiáng)。特別提醒(1)物質(zhì)氧化性或還原性的強(qiáng)弱取決于其得失電子的難易，與得失電子的數(shù)目無關(guān)。如AlAl3，而NaNa，但還原性NaAl。(2)對于一種物質(zhì)既作氧化劑又作還原劑的反應(yīng)，如Cl2H2OHClOHCl，不能根據(jù)反應(yīng)方程式判斷物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱。(3)元素處于最高價態(tài)時只有氧化性，但不一定有強(qiáng)氧化性，如Na、SO；同理，元素處于最低價態(tài)時也不一定具有強(qiáng)還原性。氧化還原反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用4(2013福建高考)某學(xué)習(xí)小組以Mg(NO3)2為研究對象，擬探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下4種猜想：甲：Mg(NO3)2、NO2、O2乙：MgO、NO2、O2丙：Mg3N2、O2 ?。篗gO、NO2、N2請問哪種猜想一定不能成立？答案：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價變化守恒規(guī)律，元素的化合價有升有降，而丁的猜想中，只有N元素的化合價降低，沒有化合價升高的元素，故丁的猜想一定不能成立。5對于以下有關(guān)氧化還原反應(yīng)的事實，請予以解釋：(1)Na與水反應(yīng)生成NaOH和一種氣體，該氣體只能是H2，不可能是O2。(2)H2O2通常被稱做綠色氧化劑。(3)濃H2SO4是強(qiáng)氧化劑，SO2是強(qiáng)還原劑，但潮濕的SO2氣體可以用濃H2SO4干燥。(4)食品包裝袋內(nèi)通常裝有細(xì)小的鐵粒。答案：(1)Na與H2O反應(yīng)若生成NaOH和O2，沒有化合價降低的元素，不符合氧化還原反應(yīng)的守恒規(guī)律。(2)H2O2被還原后生成無污染的水，故被稱為綠色氧化劑。(3)在濃H2SO4與SO2之間硫元素沒有6和4之間的中間價態(tài)，因而濃H2SO4不能氧化SO2，可以作為SO2的干燥劑。(4)用Fe粉還原食品袋中的O2以達(dá)到防腐的目的。6(雙選)(2012上海高考)PbO2是褐色固體，受熱分解為Pb的4和2價的混合氧化物，4價的Pb能氧化濃鹽酸生成Cl2。現(xiàn)將1 mol PbO2加熱分解得到O2，向剩余固體中加入足量的濃鹽酸得到Cl2，O2和Cl2的物質(zhì)的量之比為32，則剩余固體的組成及物質(zhì)的量比是()A11混合的Pb3O4、PbOB12混合的PbO2、Pb3O4C141混合的PbO2、Pb3O4、PbOD114混合的PbO2、Pb3O4、PbO解析：選AD先依題意設(shè)PbO2受熱分解后得到PbO和PbO2的物質(zhì)的量之比為xy，則(xy)PbO2xPbOyPbO2O2。PbO24HCl(濃)=PbCl2Cl22H2Oy yy32x3y然后把答案選項中的Pb3O4改寫成PbO22PbO的形式，Pb3O4改寫成PbO22PbO后，混合物中PbO2與PbO的比例為13的選項正確。氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用1守恒規(guī)律(1)內(nèi)容。質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后元素的種類、原子的數(shù)目和質(zhì)量不變。電子守恒：氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)，表現(xiàn)為化合價升高的總數(shù)等于化合價降低的總數(shù)。電荷守恒：離子方程式中反應(yīng)物中各離子的電荷總數(shù)與產(chǎn)物中各離子的電荷總數(shù)相等。(2)應(yīng)用：運用“守恒規(guī)律”可進(jìn)行氧化還原反應(yīng)方程式的配平和相關(guān)計算。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：Cu22eH22OH。2強(qiáng)弱規(guī)律在濃度相差不大的溶液中：(1)同時含有幾種還原劑時將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2時，因為還原性Fe2Br，所以Fe2先與Cl2反應(yīng)。(2)同時含有幾種氧化劑時將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如在含有Fe3、Cu2的溶液中加入鐵粉，因為氧化性Fe3Cu2，所以鐵粉先與Fe3反應(yīng)，然后再與Cu2反應(yīng)。3歸中規(guī)律同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時可總結(jié)為：價態(tài)相鄰能共存，價態(tài)相間能歸中，歸中價態(tài)不交叉，價升價降只靠攏。如以下兩例：氧化還原反應(yīng)方程式的配平與計算7寫出以下化學(xué)方程式并配平。(1)(2013浙江高考)NH3在加熱條件下與CuO反應(yīng)生成Cu和N2。(2)(2012北京高考)用濃HNO3清洗試管壁上的Ag。(3)(2011福建高考)向碘鹽(KIO3)和稀H2SO4的混合溶液中加入KI固體后可生成I2。(4)(2010山東高考)Na2S放置在空氣中被氧化變質(zhì)。(5)在NaOH環(huán)境下，Cl2與NaI反應(yīng)時，每1 mol Na I完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移6 mol電子。(6)向FeBr2溶液中通入過量的Cl2。答案：(1)3CuO2NH33CuN23H2O(2)Ag2HNO3(濃)=AgNO3NO2H2O(3)KIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2O(4)2Na2SO22H2O=2S4NaOH(5)3Cl2NaI6NaOH=NaIO36NaCl3H2O(6)2FeBr23Cl2=2FeCl32Br28(2013福建高考改編)纖維素還原法制ClO2是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。(1)完成反應(yīng)的化學(xué)方程式：_24NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2O_(2)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN氧化為無毒的物質(zhì)，自身被還原為Cl。處理含CN相同量的電鍍廢水，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的_倍。解析：(1)纖維素水解最終產(chǎn)物葡萄糖(C6H12O6)，根據(jù)化合價升降守恒規(guī)律，(C6H12O6)中元素化合價升高數(shù)應(yīng)該等于NaClO3元素化合價降低數(shù)，又根據(jù)Na元素和S原子守恒，產(chǎn)物中其中一種肯定是“12Na2SO4”，則24NaClO324 ClO2C6H12O66CO2(2)ClO2ClCl22Cl由于處理相同量的廢水，得到的電子數(shù)相同，5n(ClO2)2n(Cl2)，故n(Cl2)2.5 n(ClO2)答案：(1)C6H12O624NaClO312H2SO4=24ClO26CO218H2O12Na2SO4(2)2.51配平三原則2配平四技巧(1)正向配平法適合反應(yīng)物分別是氧化劑、還原劑的反應(yīng)，配平按以下五步進(jìn)行。 標(biāo)明反應(yīng)前后化合價有變化的元素的化合價 通過求最小公倍數(shù)使化合價升降總數(shù)相等 確定氧化劑與還原劑的化學(xué)計量數(shù) 用觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù) 檢查質(zhì)量、電荷、電子是否分別守恒(2)逆向配平法適用于一種元素的化合價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)計量數(shù)，然后再確定反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)。如：由于S的化合價既升高又降低，而且升降總數(shù)相等，所以K2S的化學(xué)計量數(shù)為2，K2SO3的化學(xué)計量數(shù)為1，然后確定S的化學(xué)計量數(shù)為3，即3S6KOH(濃)2K2SK2SO33H2O。(3)奇數(shù)配偶法適用于物質(zhì)種類少且分子組成簡單的氧化還原反應(yīng)。如SCKNO3CO2N2K2S，反應(yīng)物KNO3中三種元素原子數(shù)均為奇數(shù)，而生成物中三種元素的原子數(shù)均為偶數(shù)，故可將KNO3乘以2，然后用觀察法配平得：S3C2KNO3=3CO2N2K2S(4)缺項配平對于反應(yīng)的化學(xué)方程式，所缺物質(zhì)往往是酸、堿或水；如果是離子方程式，所缺物質(zhì)往往是H、OH或水?？梢愿鶕?jù)質(zhì)量守恒先寫出所缺物質(zhì)，再用其他守恒法配平。如果無法確定所缺物質(zhì)，可先依據(jù)元素化合價的升降相等原則將已知的物質(zhì)配平，然后再根據(jù)質(zhì)量守恒確定所缺物質(zhì)的化學(xué)式及化學(xué)計量數(shù)。3應(yīng)用電子守恒法解題的一般步驟(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)一個原子或離子得失電子數(shù)目(注意化學(xué)式中粒子的個數(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)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價低價的絕對值)n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價低價的絕對值)。以“環(huán)境污染物硒的回收”為載體串聯(lián)氧化還原知識高考載體(2012上海高考T28)二氧化硒(SeO2)是一種氧化劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物，通過與濃NHO3或濃H2SO4反應(yīng)生成SeO2以回收Se。已知：Se2H2SO4(濃)2SO2SeO22H2O2SO2SeO22H2OSe2SO4H知識串聯(lián)設(shè)計(1)依據(jù)Se與濃H2SO4反應(yīng)寫出Se和濃HNO3(還原產(chǎn)物為NO2)反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 (2)Se與濃HNO3的反應(yīng)中，氧化劑是_，還原劑是_，反應(yīng)中被還原的元素是_。當(dāng)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L NO2氣體生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是_ mol。 (3)依據(jù)反應(yīng)、判斷SeO2、濃H2SO4、SO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是_。(4)用雙線橋法標(biāo)出反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 (5)SeO2、KI和HNO3發(fā)生如下反應(yīng)：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2O配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 答案：(1)Se4HNO3(濃)=SeO24NO22H2O(2)濃HNO3SeN1(3)濃H2SO4>SeO2>SO2(4)2 O2 O22H2O=S 得到4e12 失去2e2O4H(5)SO24K4HNO3=S224KNO32H2O 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！