内容正文:
专题04 氧化还原反应
【核心考点梳理】
一、 氧化还原反应基本概念
1.氧化还原反应
(1)概念:有元素化合价升降的化学反应。
(2)特征:反应过程中元素的化合价发生了改变。
(3)实质:反应过程中有电子转移(电子的得失或电子对的偏移)。
2.相关概念及其关系
3.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
基本化学反应的类型
反应通式
反应类型
实例(化学方程式)
A+B===C
化合反应
2H2+O22H2O
C===A+B
分解反应
CaCO3CaO+CO2↑
AB+C===A+CB
置换反应
H2+CuOCu+H2O
AB+CD===AD+CB
复分解反应
NaOH+HCl===NaCl+H2O
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.单线桥法
表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数。
如:
①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;②箭头方向表示电子转移的方向;③在“桥”上标明转移的电子总数。
2.双线桥法
表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。
如:
①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素;②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。电子转移的表示方法
三、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非金属单质
X2(卤素)
X-
O2
H2O、OH-
元素处于高化合价时的化合物或离子
氧化物
MnO2
Mn2+
含氧酸
浓硫酸
SO2
HNO3
NO、NO2
盐
KMnO4
Mn2+
Fe3+
Fe2+、Fe
过氧化物
Na2O2、H2O2
H2O
2.常见的还原剂
①活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Fe等。
②某些活泼的非金属单质,如H2、C、Si等。
③元素处于低化合价时的物质,如CO、Fe2+、S2-、I-等。
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
还原产物
氧化产物
Fe2+
Fe
Fe3+
SO
S
SO
H2O2
H2O
O2
①氧化还原反应中,可能是一种元素被氧化另一种元素被还原,也可能是被氧化和被还原的元素是同一种元素,如H2O2分解时,被氧化和被还原的元素都是氧;②氧化还原反应中,可能是一种反应物被氧化另外一种物质被还原,也可能是同一种物质既被氧化也被还原,如H2O2、KMnO4分解时,H2O2、KMnO4既被氧化也被还原。
四、氧化性、还原性强弱的判断方法
1.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。
氧化性、还原性强弱判断的“三个误区”
(1)误认为得、失电子越多,物质的氧化性、还原性越强;(2)误认为具有氧化性的物质一定是氧化剂,具有还原性的物质一定是还原剂,应视具体反应而定;(3)误认为所含元素处于最高价态的物质一定具有强氧化性,所含元素处于最低价态的物质一定具有强还原性。
2.根据金属的活动性顺序判断
氧化性强弱:Ag+ > Fe3+ > Cu2+
3.根据非金属的活动性顺序判断
4.根据反应的条件判断
不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应易进行,则对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强,反之越弱(若反应需要加热、催化剂、高压、通电等条件下磁能发生,泽反应较难进行)。例如:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。从反应条件可以看出氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂化合价升高的数值越大,氧化剂的氧化性越强。例如:
①氧化性、还原性的强弱与得失电子数目无关,如还原性:Na>Al;②一般来说,化合价越高,氧化性越强,如浓硫酸 > 亚硫酸 > 氢硫酸,但存在反常情况,如次氯酸 > 高氯酸。
五、 氧化还原反应的基本规律及应用
1.守恒规律
(1)质量守恒:反应前后元素的种类、原子的数目和质量不变。
(2)电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数,表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。
(3)电荷守恒:离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。
2.价态规律
3.先后规律
在浓度相差不大的溶液中:
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如向FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe