内容正文:
第07讲 氧化还原反应的相关概念
学习目标
1.掌握氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念
2.了解常见的氧化剂和还原剂,会从化合价的角度分析氧化性、还原性。
3.掌握判断氧化性、还原性的方法
思维导图
新知精讲
知识点1:氧化还原反应中的6大概念
1.氧化剂与还原剂------反应物
氧化剂:在反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
氧化剂体现氧化性
还原剂体现还原性
2.氧化产物与还原产物------生成物
氧化产物:还原剂在反应中失去电子(或电子对偏离)后被氧化得到的生成物
还原产物:氧化剂在反应中得到电子(或电子对偏向)后被还原得到的生成物
3.氧化性与还原性
氧化性:物质得到电子的性质或能力
还原性:物质失去电子的性质或能力
【归纳总结】:
1.氧化还原反应概念间的关系
例如:
2.氧化剂与还原剂的关系
例如:
3.概念间的具体关系
4.氧化还原反应的口诀:升失氧化还原剂,降得还原氧化剂
氧化剂→得(得电子)→降(化合价降低)→还原(被还原,发生还原反应,得到还原产物)
还原剂→失(失电子)→升(化合价升高)→氧化(被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物)
【例题精讲】
1.2H2S+SO2===3S↓+2H2O
氧化剂是________,还原剂是_______;氧化产物是______,还原产物是_______。
答案:SO2;H2S;S;S
【解析】:H2S中的S化合价为-2价,S单质为0价,化合价升高,H2S作还原剂,S为氧化产物;SO2中的S化合价为+4价,S单质为0价,化合价降低,SO2作为氧化剂,S为还原产物。
2.H2O2+2H++2Fe2+===2Fe3++2H2O
氧化剂是________,还原剂是_______;氧化产物是______,还原产物是_______
答案:H2O2;Fe2+;Fe3+;H2O
【解析】:H2O2中的O化合价为-1价,H2O中的O为-2价,化合价降低,H2O2作氧化剂,H2O为还原产物;Fe2+中铁元素化合价为+2,Fe3+铁元素化合价为+3价,化合价升高,Fe2+为还原剂,Fe3+为氧化产物。
3.2Fe+3Cl2 2FeCl3
氧化剂是_________,还原剂是________;发生氧化反应的是________,发生还原反应的是___________,氧化产物是________________;还原产物是________________。
答案:Cl2;Fe;Fe;Cl2;FeCl3;FeCl3
【解析】:Cl2 单质化合价为0价,FeCl3中的Cl为-1价,化合价降低,Cl2为氧化剂,发生还原反应,FeCl3为还原产物;Fe单质为0价,FeCl3中的Fe为+3价,化合价升高,Fe为还原剂,发生氧化反应,FeCl3为氧化产物。
4.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化剂是________,还原剂是________;被氧化的元素是________,被还原的元素是________,氧化产物是________________;还原产物是__________________________。
答案:KMnO4 ;KMnO4 ;O;Mn;O2;K2MnO4和MnO2。
【解析】:KMnO4 中的Mn化合价为+7价,K2MnO4中的Mn化合价为+6价,MnO2中的Mn化合价为+4价,化合价降低,KMnO4为氧化剂,K2MnO4和MnO2为还原产物,被还原的元素是Mn;KMnO4 中的O化合价为-2价,O2单质为0价,化合价升高,KMnO4 为还原剂,氧化产物为O2,被氧化的元素为O。
5.O2 + 2H2 ==== 2H2O
氧化剂是________,还原剂是_______;氧化产物是______,还原产物是_______
答案:O2;H2 ;H2O;H2O。
【解析】:O2 单质化合价为0价,H2O中的O化合价为-2价,化合价降低,O2作为氧化剂, H2O作为还原产物;H2 单质化合价为0价H2O中的H化合价为+1价,化合价升高,H2 作为还原剂,H2O作为氧化产物。
【易错提醒】
1. “两剂”是指某一反应物,而不是指某一元素。
2. 氧化剂和还原剂是反应物,氧化产物和还原产物是生成物
3.在反应中,氧化剂和还原剂可以是同一个反应物,如以下反应:
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,在该反应中,KMnO4 既是氧化剂又是还原剂。
4.在反应中,氧化产物或还原产物可以是一个物质或多个物质,如以下反应:
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,在该反应中,还原产物有2个, K2MnO4和MnO2。
5. 在反应中,氧化产物和还原产物可以是同一个物质,如以下反应:
O2 + 2H2 ==== 2H2O,在该反应中,氧化产物和还原产物是同一个物质H2O。
6. 在一个反应中被氧化和被还原的也可能是同种元素,如以下反应:
2H2S+SO2===3S↓+2H2O,被氧化和被还原的都是元素S。
7.氧化还原反应中的反应物可能既不是氧化剂也不是还原剂,如以下反应中:
H2O2+2H++2Fe2+===2Fe3++2H2O,H+既不是氧化剂也不是还原剂;
生成物也可能既不是氧化产物也不是还原产物,如以下反应:
2H2S+SO2===3S↓+2H2O,H2O既不是氧化产物也不是还原产物。
知识点2:常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
(1)活泼性较强的非金属单质:如Cl2、O2等。
(2)变价元素的最高价态或较高价化合物
①某些酸:如浓H2SO4、HNO3、HClO等;
②某些氧化物、过氧化物:如N02、MnO2、H2O2、Na2O2等;
③某些盐:如KMnO4、FeCl3、NaClO等。
四大氧化剂:O2、Cl2、Fe3+、MnO4-、
2.常见的还原剂
(1)活泼性较强的金属单质:如Na、Mg、Al、Zn、Fe等。
(2)某些非金属单质:如H2、S、C等。
(3)变价元素的最低价态或较低价化合物
①某些酸:如浓HCl、HBr、HI、H2S等;
②某些氧化物:如CO、SO2等;
③某些盐:如KI、Na2S、Na2SO3、FeCl2等。
四大还原剂:Fe2+、I-、S2-、SO32-
知识点3:氧化性、还原性强弱比较
1.定义:
(1)氧化性:指得电子的性质(或能力)
(2)还原性:指失电子的性质(或能力)
【注】:从元素的价态考虑:
最高价态——只有氧化性,如:浓H2SO4、KMnO4等;
最低价态——只有还原性,如:金属单质、S2-等;
中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2+、S、Cl2等。
口诀:高价氧化,低价还,中间价态两边转(只判断氧化性、还原性的有无,不能判断性质强弱)
2.强弱
(1)氧化性:物质越易得电子,氧化性越强
(2)还原性:物质越易失电子,还原性越强
【注】:氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
3.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据氧化还原反应方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
【注意】比较什么性,找什么剂,产物之性小于剂
(2)根据元素的活动性顺序判断
①金属单质越活泼,其还原性越强;非金属单质越活泼,其氧化性越强
②单强离弱——金属单质还原性越强,其阳离子的氧化性越弱;非金属单质的氧化性越强,其阴离子的还原性越弱
(3)根据反应条件难易判断
与同一物质反应时,反应条件越简单,说明反应越容易发生,说明物质的氧化性/还原性越强2KMnO4 + 16HCl(浓) === 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) === MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
氧化性:KMnO4 > MnO2
例如:①
②Na与冷水剧烈反应,Mg与热水反应,Al与水加热反应也不明显,所以还原性:Na>Mg>Al;
(4)根据元素被氧化/被还原的程度来判断
①同一还原剂被不同的氧化剂氧化时,元素化合价升的越高,说明氧化剂的氧化性越强2Fe + 3Cl2 ==== 2FeCl3
氧化性:__________
点燃
△
例如:
Fe + S === FeS
铁元素被氯气氧化为+3价,被硫氧化为+2价, 则氧化性:Cl2 > S
②同一氧化剂被不同的还原剂还原时,元素化合价降的越低,说明还原剂的还原性越强
例如:Cu + 2Fe3+ ==== Cu2+ + 2Fe2+
3Zn + 2Fe3+ ==== 3Zn2+ + 2Fe
Fe3+ 被C还原为+2价,被Zn 还原为0价的单质,则还原性:Zn > Cu
(5)根据所处的环境来判断
同一物质在不同的条件下,其氧化性/还原性会有所不同。
①温度:
a.氧化性:浓硫酸(热)>浓硫酸(冷);
b.还原性:浓盐酸(热)>浓盐酸(冷)
②浓度:HNO3(浓) > HNO3(稀)
③pH:
a.中性环境中 NO3− 不显氧化性,酸性环境中 NO3− 显强氧化性;
b.KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)
【 基础检测】
1、 单选题
1.下列反应中,只作为氧化剂的是( )
A. B.
C. D.
2.下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
B.Br2+2NaI===2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O
D.HBr+NaOH===NaBr+H2O
3.硫单质在反应3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O中的变化是 ( )
A.被氧化 B.被还原
C.一部分被氧化,一部分被还原 D.既未被氧化又未被还原
4.下列化学变化中,需加入氧化剂才能实现的是 ( )
A.CCO2 B.CO2CO C.CuOCu D.H2SO4H2
5.下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是 ( )
A.S B. C. D.
6.化学反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,下列说法正确的是( )
A.溴发生了还原反应
B.二氧化硫在反应中被还原
C.溴在反应中得到电子
D.该反应既是化合反应又是氧化还原反应
7.下列物质在化学反应中常作还原剂的一组是( )
A.HNO3、Cl2、FeCl3、KMnO4
B.Al、CO、O2、H2
C.Zn、C、H2、CO
D.KClO3、MnO2、C、Fe
8.已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①16H++10Z-+2XO===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
由此推断下列说法错误的是( )
A.反应Z2+2A2+===2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在反应③中被还原,在反应①中被氧化
C.氧化性由强到弱的顺序是XO、Z2、B2、A3+
D.还原性由强到弱的顺序是Z-、B-、A2+、X2+
【 答案】
1、 单选题
1.答案:D
解析:A项,水中O元素的化合价升高,水为还原剂,A错误;B项,只有Cl元素的化合价变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,B错误;C项,没有元素的化合价变化,不是氧化还原反应,C错误;D项,Na元素的化合价升高,水中H元素的化合价降低,水为氧化剂,D正确。
2.答案:A
解析:溴化钠中溴元素化合价升高被氧化作还原剂,选项A符合;溴单质中溴元素化合价降低被还原作氧化剂,选项B不符合;溴单质既是氧化剂又是还原剂,被氧化生成溴酸钠,被还原生成溴化钠,选项C不符合;反应属于中和反应,各元素化合价不变,不属于氧化还原反应,选项D不符合。
3. 答案:C
解析:该反应中硫单质中的硫元素化合价为0价,一部分升高到+4价,一部分降低到-2价,故在反应中硫单质一部分被氧化,一部分被还原。
4. 答案:A
解析:A项,C元素化合价升高,被氧化,需要加入氧化剂;B项、C项、D项,C、Cu、H元素化合价降低,被还原,需要加入还原剂。
5. 答案:B
解析:A项,在单质S中元素化合价为0价,可以得到电子变为-2价,也可以失去电子变为+4、+6价,因此S既表现氧化性,又表现还原性,A不符合题意;
B项,在K2S中S为-2价,是S元素的最低化合价,只能失去电子变为较高价态,因此只有还原性,而没有氧化性,B符合题意;C项,在SO2中S为+4价,介于S元素的最低-2价和最高+6价之间,既可以得到电子变为低价态,也可以失去电子变为高价态,因此SO2既可表现氧化性,又可表现还原性,C不符合题意;D项,在H2SO4中S元素化合价为+6价,是S元素的最高化合价,只能得到电子变为低价态,因此只有氧化性,而不具有还原性,D不符合题意。
6.答案:A
解析:因Br元素的化合价由0降低为-1价,Br2在反应中作氧化剂,表现氧化性,发生了还原反应,选项A正确;S元素的化合价由+4价升高到+6价,SO2作还原剂,被氧化,选项B错误;Br元素的化合价由0降低为-1价,则Br2在反应中得到电子,选项C正确;该反应的生成物为两种,不属于化合反应;反应中溴元素、硫元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,选项D错误。
7.答案:C
解析:A中常用作氧化剂;B中氧气,D中KClO3、MnO2都常用作氧化剂。
8.答案:D
解析:由①可知氧化性:XO>Z2,还原性:Z-> X2+;由②可知氧化性:
B2>A3+,还原性:A2+> B-; 由③可知氧化性:Z2> B2,还原性:B->Z-。即氧化性顺序为XO>Z2>B2>A3+,还原性顺序为A2+>B->Z->X2+,选项A中的反应能够发生。
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