内容正文:
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第3讲 氧化还原反应
复习目标1
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电
子的转移。3.知道常见氧化剂和还原剂及氧化性和还原性的比较。4.掌握“单、双线桥”法分
析电子转移的方向和数目。
考点一
氧化还原的基本概念
必备
知识梳理
1. 氧化还原反应的本质和特征
本质
电子转移(电子得失或共用电
氧化
子对偏移)
还原
反应
特征
反应过程中元素的0化合价发生
变化
2. 相关概念及其关系
失电子,化合价圆升高,被氧化
还原河具有还原性发生氧化生成氧化
反应
产物
{氧化祠具有氧化性
发生还原生成还原
反应
产物
得电子,化合价I降低,被还原
1
例如,反应MnO+4HCI(浓)MnCl+Clt+2HO中,氧化剂是supl(13)MnO,还原剂是
supl(14)HCl,氧化产物是supl(15)Cl。盐酸表现的性质是sup1(16)还原性和酸性。
3. 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
化合
②分解
反应
反应
氧化还原反应
③置换反应
回复分解反应
1
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(1)sup1(05)有单质参加的化合反应属于氧化还原反应。
(②)sup1(0)有单质生成的分解反应属于氧化还原反应。
4. 常见的氧化剂和还原剂
()常见的氧化剂
包括某些活泼的非金属单质、变价元素中高价态元素的化合物或离子、过氧化物等。
02
氧化剂{
HClo
素单质X
HNO;
supl(0)Cl二或
02-02-2
supl(02)NO或
常见还原产物
X-
Cl.
等
NO
MnO-4(H)
氧化剂
浓疏酸
Fe3t
Cr02-7
Fe2+或Fe
常见还原产物
supl(03SO
supl(04)Mn2+
Cr3
(2)常见的还原剂
包括某些活泼的金属单质、某些非金属单质、变价元素中低价态元素的化合物或离子等。
还原剂
A1
H2
2
sO2-3
HS
1
Fe2
2一
SO或
supl(06)
H
氧化产物
A
4x(suplio
s或sO:
SO2-4
Fet
5SO
(3)既有氧化性又有还原性的物质:变价元素中间价态的化合物或离子。如:
氧化产物
具有中间价态的物质
还原产物
Fe2t
supl(07)Fe3+
lsupl(08)Fe
$02-3
supl(09SO2-4
supl(10s
HO:
supl(11)O
supl(12)HQ
其中,Fe2+、SO2-3主要表现supl(13)还原性,HO主要表现supl(14)氧化性。
易错辩析
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因。
(1)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。(×)
错因:化合价的升降可出现在同一种元素中。
(2)氧化还原反应中,反应物不是氧化剂就是还原剂。(×
错因:反应物也可不发生化合价变化,例:Cl+HOHCl+HClO中的HO。
(③)NaO;与水发生氧化还原反应时,NaO只作氧化剂。(×)
2
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错因:NaO,与HO反应,NaO。中氧元素化合价既有升高又有降低。
(4)工业上利用合成氛实现人工固氮不涉及氧化还原反应。(×)
错因:N+3H,踪到M高温、高压催化河2NH;有元素化合价的变化,属于氧化还原反应。
(5)置换反应都是氧化还原反应。(V)
错因:
名师
思维建模
1. 深度理解氧化还原反应
(1)氧化还原反应概念间的关系:熟记八个字:“氧、得、降、还,还、失、升、氧”[氧化剂、
得电子、化合价降低、被还原;还原剂、失电子、化合价升高、被氧化]
(2)有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O2
(3)某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原(被氧化),因为元素处于化合态时
其化合价可能为正价,也可能为负价
如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,C1-→Cl时,氧元素被氧化
(4)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂
和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一种物质。
(5)同一种氧化剂(或还原剂)所对应的还原产物(或氧化产物)不是一成不变的,而是决定于氧化
剂(或还原剂)的性质、反应条件、反应物的浓度、反应介质的酸碱性等多种因素。如KMnO
在酸性溶液中的还原产物一般是Mn2+;在中性或破性溶液中的还原产物一般是的较高价
态的化合物,如MnO、KMnO.等。
2. 氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
失去ne”
氧化剂十还原剂 -还原产物十氧化产物
得到ne
注意事项:①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素:②得失电子总数必须相
等。
(2)单线桥法
氧化剂士还原剂-一还原产物士氧化产物
3
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注意事项: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
3. 分析氧化还原反应的方法
(1)一般思路
找变价→判类型→分升降→定其他。
(2)“找变价”是关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清
元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中各元素正负
化合价代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(3)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价
+2+2-2+6
关键)
能力提升
角度一 理解与辨析氧化还原反应概念
1. 水所参与的下列反应中,属于氧化还原反应,且水既不作氧化剂也不作还原剂的是
_
A. SO与水反应
B. NO,与水反应
C. Na与水反应
D. Fe与水蒸气反应
答案:B
2. 被称为万能还原剂的NaBH;溶于水并和水反应:NaBH.+2HO-NaBO.+4H;1。下列
说法中,正确的是(
A. NaBH.既是氧化剂又是还原剂
B. NaBH;是氧化剂,HO是还原剂
C. "元素被氧化,氢元素被还原
D. 被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1:1
答案:D
角度二 理解与辨析氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
3. 下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是(
_
A. Fe+CuSO.--FeSO+Cu
B. AgNO:+NaCl--AgCl1+NaNO
,。4
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答案:C
4. 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
C
)
分解应
氧化还原反应
A. C+2KBr-Br+2KC
C. 4Fe(OH)+O+2HO-4Fe(OH)
D. 2NaO+2CO--2Na.CO:+O
答案:D
角度三 理解与辨析氧化还原反应中的电子转移表示方法
5. 下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是(
_
失2e
A.Cl,+2NaOH--NaCI+NaC1OH.C
得2
失6e
△KC3Cl +3H20
B.6HCI(浓)+KCIO.
得fe
失2e
_MnC)l+Cl。+2HO
C.4HCl(浓)+MnO.-
D. Cu+4HNO.(浓)Cu(NO)+2NO^+2H.O
答案:D
6.(1)ClO常用于水的净化,工业上可用Cl.氧化NaClO;溶液制取CIO。写出该反应的离
子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
(2)HO在Fe(SO):催化下发生分解反应,写出HO.分解反应方程式并用双线桥标出电子
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转移的方向和数目;
答案:(1) 2CI0+Cl-2CI0+2CI
Fo(50)2H0O
得到2c
2H.O-
(2
失去2e
考点二 物质氧化性、还原性强弱的判断
必备
知识梳理
1. 氧化性、还原性的概念
(1)氧化性是指物质supl(01)得电子的性质(或能力):还原性是指物质supl(02)失电子的性质
(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的supl(03)难易程度,与得、失电子的
supl(04)数目无关。如Na-e--Na+、Al-3e---A13+,但根据金属活动性顺序表,Na
比A1活泼,更易失去电子,所以Na比A1的还原性强。
2. 氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据氧化还原反应方程式判断
失电子,化合价升高,被氧化
还原剂
氛化剂
氧化产物
还原严物
(还原性强)(氧化性强)(氧化性较弱)(还原性较弱)
得电子,化合价降低,被还原
氧化性:氧化剂sup1(0])一氧化产物;
还原性:还原剂sup1(02)还原产物。
(②)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
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:
MnO+4HCI(浓)MnCl+Cl++2HO
2KMnO+16HCI(浓)-2KC]+2MnCl+5Cl1+8HO:
氧化性:supl(o3)KMnOMnO。
(3)依据相同条件下氧化还原反应的程度判断
不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:
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2Fe+3C12\o(△)△))Fes→氧化性wsup1(04))CI2>s
(4)依据金属性、非金属性强弱判断
①根据元素周期表判断
从左至右
金属单质的还原性增强 非金属单质的氧化性增强
相应阳离子的氧化性减弱相应阴离子的网还原性减弱
②根据金属活动性而序表判断
K Ca Na M Al Zn Fe Sn P (H) Cu Hg Ag Pt AuxOs'upl(ooyi还
性逐渐减
→K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+
Sn2+Pb2+(H十)Cu2+(Fe3+)Hg2+Ag+wsap100)氧化性逐渐增强
③根据非金属性强弱判断
--一一-一F2 C2 B2 12 s得电子能力逐渐减弱,wsup101)氧化性逐渐减弱
-一 C-Br-I- s2-失电子能力逐渐增强,w0supl(12)还原性逐渐增强
(5)根据价态判断粒子的氧化性和还原性
元素处于最高价态,只有supl(13)氧化性;元素处于最低价态,只有supl(14)还原性;元素
处于中间价态,既有supl(15)氧化性又有supl(1还原性,但主要表现一种性质。
易错辨析
判断下列说法的正误,并指出错误说法的错因
(1)金属原子失去的电子数越多,金属的还原性越强。(×)
错因:还原性强弱与失电子数目无关。
(2)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,氧化性越强。(×)
错因:如氧化性:HClOHClO。
(3)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。(×)
错因:Fe2+具有还原性,MnO一4具有强氧化性。
(4)元素的非金属性越强,其相应单质越活泼。(×)
错因:元素的非金属性与其单质的活泼性无必然联系。
(5)具有氧化性的物质一定是氧化剂。(×)
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错因:S单质具有氧化性,但其与O。反应时作还原剂。
名师
思维建模
1.
依据电化学原理判断物质氧化性、还原性的强弱
(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性;负极材料>正极材料。
(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放
电的阴离子的还原性较强
2. 根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
(1)浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。
如氧化性:浓HSO稀HSO,浓HNO稀HNO,还原性:浓盐酸>稀盐酸
(2)温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓疏酸的氧化性比冷的浓疏酸的氧化
性强。
(3)酸碱性:同一种物质,所处环境酸(减)性越强其氧化性(还原性)越强。
例如:为了提高KMnO.的氧化性,需酸化处理,所加入的酸为稀HSO。
3. 依据化合价、金属活动性顺序判断氧化性、还原性强弱
(1)元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+、SO2一4;同理,元素
处于最低价态时也不一定具有强还原性,如C
(2)依据金属活动性顺序判断阳离子的氧化性强弱时,要注意Fe对应的阳离子是Fe2+,而不
是Fe3。
(③含有同种元素不同价态的物质,价态越高其氧化性不一定越强。如氧化性HClOHCO
4. 依据已知氧化性(还原性)强弱顺序判断氧化还原反应能否发生
假设法突破氧化还原反应能否发生
先假设选项中的化学反应能够发生,依据此反应判断出还原性(或氧化性)的强弱,然后与题
目提供的还原性(或氧化性)强弱顺序对照,若二者表示的还原性(或氧化性)强弱顺序一致,则
此反应能够发生:若不一致,则此反应不能发生
关键
能力提升
角度一理解与辨析氧化性,还原性的强弱
1. 铠(TD盐与氛化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①T
++2Ag-T1++2Ag+,②Ag++Fe2+-Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+-3Fe2+,下列离子氧化
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性强弱顺序正确的是(
A. T13+>Fe3+>Ag
B. Fe3+>Ag+>T13+
C. T1+>Ag+→Fe2+
D. T13+>Ag+→Fe3+
答案:D
2. 某同学设计完成了以下两个实验
①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCL.后滴加氢水,CCL.层变成紫色。继续向试管中滴加
氧水,振荡,CCL层会逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO)。
②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCL后滴加氧水,CCL层变成红棕色。继续向试管中
滴加氢水,振荡,CCl;层的颜色没有变化。
下列说法不正确的是(
)
A. 实验①生成HIO;时发生的反应为I+5Cl+6HO-2HIO+10HCl
B. 实验②中当CCL.层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br。的CCL.溶液
C. 由上述实验得出Cl、Br、I的氧化性由强到弱的顺序是ClBrI
D. 由上述实验得出Cl、HIO、HBrO;的氧化性由强到弱的顺序是HBrO>Cl>HIO
答案:C
角度二 分析与推测氧化还原反应能否发生
3. 在一定条件下,下列微粒的还原性顺序为C1-BrFe2+-<SO,由此判断以下各反应
在溶液中不能发生的是(
)
A. 2Fe3++SO+2HO-2Fe2++SO2-4+4H
B. 2Fe2++Cl--2Fe3++2Cl-
C. 2Br-+4H++sO2-4--SO+Br+2HC
D. I+SO+2HO-4H++SO2-4+2I-
答案:C
4. 在室温下,发生下列几种反应;
①16H++10Z-+2X0-4-2X2++5乙+8HC
②2A2++B-2A3++2B-
③2B-+乙-B+2乙-
根据上述反应,判断下列结论错误的是(
A. 要除去含有A2+、乙一和B一混合溶液中的A2,而不氧化Z一和B,应加入乙
。
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B. 还原性强弱顺序为A2+→B->Z-→X2+
C. X2+是XO一4的还原产物,B.是B-的氧化产物
D. 在溶液中可能发生反应:8H++5A2++XO-4--X2++5A3++4HC
答案:A
解析:氧化还原反应中氧氛化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,
由反应①知氧化性:XO一4
乙;由反应②知氧化性:BA3+;由反应③知氧化性:乙B,则氧化性强弱顺序是XO-4
乙BA3+,所以要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化乙一和B,应
加入B,故A错误。
专题
氧化还原反应的基本规律及应用
重点讲解
1. 先后规律及应用
加入氧化剂
()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:在FeBr
溶液中通入少量Cl时,因为还原性Fe2+>Br,所以Fe2+先与Cl,反应
加入还原剂
(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Fe3
+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+→H+,所以铁粉先与Fe3+反应
然后依次与Cu2+、H+反应
(3)越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物质,得后就越难失电子。
(4)熟记常见的强弱顺序
氧化性:MnO-4(H)>Cl→Br>Fe3+→I→稀HSO →S,还原性:Mn2+<Cl<Br<
Fe2+<I-<SO(SO2-3)<s2-。
(5)应用:判断氧化性、还原性的强弱及氧化还原反应方程式的书写。
2. 价态规律及应用
(1)价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价十
低价一→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态含疏物质之间可以发生的氧化还原反应是
2