1、第3节 氧化还原反应,考纲要求:1.了解氧化还原反应的本质。(宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识) 2.了解常见的氧化还原反应。(宏观辨识与微观探析) 3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。(证据推理与模型认知),-3-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氧化还原反应的基本概念 1.氧化还原反应的基本概念 (1)氧化还原反应的特征是 。 (2)氧化还原反应的实质是 。 (3)有关概念:,元素化合价的变化,电子转移,还原剂,氧化反应,氧化产物,氧化剂,还原反应,还原产物,-4-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,特别提醒氧化还原反应的概
2、念可以通过“升失氧,降得还”记忆:反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应;反应物所含元素化合价降低,得到电子,发生还原反应。,-5-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(4)四大反应类型与氧化还原反应的关系:,-6-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.氧化还原反应中电子转移的表示方法 (1)双线桥法。,Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:,-7-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(2)单线桥法。 Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:,-8-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,
3、考点三,自主练习 1.有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应吗?,2.元素由化合态变为游离态,该元素一定被还原吗?,提示 不一定,因为同素异形体之间的转化不属于氧化还原反应,如2O3=3O2。,提示 某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原,也可能被氧化,如Cl-Cl2,氯元素被氧化,Cu2+Cu,铜元素被还原。,-9-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,3.O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2=SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( ) A.氧气是氧化产物 B.O2F2既是氧化剂又是还原剂 C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子 D.
4、还原剂与氧化剂的物质的量之比为14,答案,解析,-10-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,考向1 氧化还原反应概念辨析 例1实验室可用反应NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2+2H2O制备N2,下列说法正确的是( ) A.NaNO2发生氧化反应 B.NH4Cl中的氮元素被还原 C.N2既是氧化产物,又是还原产物 D.每生成1 mol N2转移电子的物质的量为6 mol,答案,解析,-11-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,归纳总结相关概念及其关系,-12-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,对点演练 下列说法错
5、误的是( ) A.2H2S+SO2=3S+2H2O中,氧化产物和还原产物物质的量之比为21 B.4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O中,氧化剂和还原剂物质的量之比为52 C.3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O中,被氧化与被还原的碘元素原子的物质的量之比为15 D.反应2FeS+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2+2S+6H2O中,发生氧化反应和发生还原反应的硫元素原子物质的量之比为23,答案,解析,-13-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,考向2 电子转移的表示及计算 例2(2018安徽皖江名校联盟联考)氧化还原反
6、应在日常生活中有着广泛的应用,下列有关说法正确的是( ),答案,解析,-14-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,归纳总结1.电子转移数目的判断方法 关键是明确反应中元素的化合价变化,确定氧化剂或还原剂的物质的量,以及1 mol氧化剂得电子的物质的量或者1 mol还原剂失电子的物质的量。 2.双线桥法与单线桥法的区别 用双线桥法表示时箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素;单线桥法箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素。双线桥表示时要标出“得到”或“失去”及电子数目;单线桥表示时只标转移的电子数目。,-15-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向
7、突破,考点三,对点演练 KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为: 2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2+Cl2+2H2O。 (1)请分析该反应中电子转移的情况:(用单线桥法表示) 。 (2)氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。 (3)若产生标准状况下22.4 L Cl2,则转移的电子的物质的量_mol。,答案 (1) =2KCl+2ClO2+Cl2+2H2O (2)11 (3)2,-16-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,解析 (1)根据氧化还原反应的规律分析,KClO3中+5价Cl得电子转化成ClO2中+4价Cl
8、HCl中部分-1价Cl失电子转化成Cl2,2 mol KClO3参加反应共转移电子21 mol=2 mol,因此用单线桥表示电子转移的情况是: =2KCl+2ClO2+Cl2+2H2O。(2)KClO3中氯元素化合价降低,是氧化剂,HCl一部分作还原剂,一部分显酸性,根据方程式可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为11。(3)根据(1)产生标准状况下22.4 L Cl2转移2 mol电子。,-17-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,氧化性、还原性强弱比较及氧化还原反应规律 1.氧化性、还原性,氧化还原反应中,氧化剂得电子总数 还原剂失电子总数。,得电子,失电子,难易,
9、多少,等于,-18-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.常见的氧化剂和还原剂 (1)常见的氧化剂。 常见的氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质等。如:,Cl-,H2O(OH-),SO2,NO(或NO2),Mn2+,Fe2+,-19-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(2)常见的还原剂。 常见的还原剂包括活泼的金属单质、某些非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如:,Mn+,H2O(H+),CO2,SO3(H2SO4),I2,S,-20-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,(3)所含元素化合价处于
10、中间价态的化合物。 既有氧化性,又有还原性,一般情况下主要表现某一方面的性质。,Fe3+,O2,Fe,S,H2O,还原性,还原性,氧化性,-21-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,自主练习 1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应 ( ) (2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性 ( ) (3)元素的非金属性越强,其氧化性越强,相应单质越活泼 ( ) (4)难失电子的物质一定易得电子 ( ) (5)NO2和NH3之间可能发生反应产生N2 ( ) (6)含硫化合物X、Y的转化关系S+NaOHX+Y+H2O中,硫单
11、质的化合价最低 ( ) (7)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁 ( ) (8)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO ( ),-22-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点三,2.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-、H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl-Fe2+H2O2I-SO2。则下列反应不能发生的是( ),A. B. C. D.,解析SO2的还原性比Fe2+强,反应能发生;SO2的还原性比Cl-强,反应能发生;H2O2的还原性比SO2弱,则反应不能发生;H2O2的还原性比I-弱,且反应电荷不守恒,则反应不能发生。,
12、B,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,考向1 常见的氧化剂和还原剂 例1根据反应2KClO3+I2=2KIO3+Cl2判断,下列结论不正确的是( ) A.I2具有还原性 B.该反应属于置换反应 C.氧化剂是KClO3 D.当生成1 mol Cl2时,转移2 mol电子,解析碘元素的化合价升高,I2具有还原性,故A项正确;该反应为单质与化合物反应生成新单质与新化合物的反应,属于置换反应,故B项正确;氯元素的化合价降低,则氧化剂是KClO3,故C项正确;当生成1 mol Cl2时,转移1 mol2(5-0)=10 mol电子,故D项错误。,D,-24-,必备知识
13、自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,归纳总结在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是不同反应物,也可以是同一反应物,氧化产物、还原产物可以是不同产物,也可以是同一种产物。 由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时要注意区分。 H2O2中氧元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但H2O2主要表现为氧化性,其还原产物是H2O,故H2O2又被称为绿色氧化剂。,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,对点演练 氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又
14、非还原剂。下列反应与Br2+SO2+2H2O =H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是( ) A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 C.2F2+2H2O=4HF+O2 D.Cl2+H2O=HCl+HClO,C,解析反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中水既不是氧化剂也不是还原剂。A项反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂,A项错误;B项反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂,B项错误;反应2F2+2H2O =4HF+O2中,水是还原剂,C项正确;Cl2+H2O HCl+HClO中,水既不是氧化剂也不是还原剂,D项错误
15、26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,考向2 氧化性、还原性强弱的比较及应用 例2下列说法正确的是( ) A.HClO中氯元素化合价比HClO4中氯元素化合价低,所以HClO4的氧化性强 B.已知Fe+Cu2+=Fe2+Cu、2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,则氧化性强弱顺序为:Fe3+Cu2+Fe2+ C.已知还原性:B-C-D-,反应2C-+D2=2D-+C2和反应2C-+B2= 2B-+C2都能发生 D.具有强氧化性和强还原性的物质放在一起就能发生氧化还原反应,答案,解析,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,-28-
16、必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,归纳总结氧化性、还原性强弱的比较 (1)依据氧化还原反应方程式比较。 对于氧化还原反应一般有如下对应关系:氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物。 则氧化性:氧化剂氧化产物; 还原性:还原剂还原产物。 (2)依据金属性、非金属性比较。,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(4)浓度与酸碱度也可以影响物质的氧化性、还原性强弱。 如氧化性:浓硝酸稀硝酸;酸性环境下,KMnO4和K2CrO7氧化性较强。 此外,还可以根据元素周期律、电化学原
17、理等判断氧化性、还原性的强弱。,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,对点演练 (1)已知:Se+2H2SO4(浓)=2SO2+SeO2+2H2O,SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是 。 (2)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后再滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层颜色会逐渐变浅,最后变成无色。若把KI换成KBr,则CCl4层变为 色,继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。则Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性由强到弱的顺序是 。,答案 (1)H2SO4(浓)SeO2SO2 (2)红棕 HBrO
18、3Cl2HIO3,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,考向3 氧化还原反应的规律 例3已知2Fe3+2I-=2Fe2+I2,Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+。往含有FeBr2、FeI2的混合液中通入一定量的氯气后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液变为红色,则下列说法不正确的是( ) A.按I-、Fe2+、Br-的顺序还原性逐渐减弱 B.通入氯气后原溶液中一定有Fe2+被氧化 C.原溶液中Br-一定被氧化 D.不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2+,答案,解析,-34-,必备知识自
19、主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,归纳总结氧化还原反应的规律 1.价态规律 (1)升降规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。 (2)价态归中规律。 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+低价中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。 例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(3)歧化反应规律。 “中间价高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。,
20、36-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,2.强弱规律 自发进行的氧化还原反应,一般遵循强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂,即“由强制弱”。 3.先后规律 (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。如向含有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,然后依次为Cu2+、H+。 4.电子守恒规律 氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还
21、原剂失电子总数。守恒规律常用于氧化还原反应的有关计算以及方程式的配平。,-37-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,A,-38-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,氧化还原反应方程式的配平 利用化合价升降法配平氧化还原反应方程式的一般步骤,-39-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,自主练习 1.氧化还原反应方程式的配平应注意哪些守恒?,提示 (1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。 (2)得失电子守恒:即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据
22、 (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。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒。,-40-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,(1)配平离子方程式,并将配平后的计量数写在方程式中物质前的横线上: (2)反应的氧化产物为 。 (3)x= 。 (4)参加反应的氢离子的物质的量为 。,答案 (1)5 2 16 10 2 8 (2)RO2 (3)2 (4)0.64 mol,-41-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考点三,-42-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向1
23、氧化还原反应方程式的配平 例1将质量为12.64 g KMnO4固体加热一段时间后,收集到a mol O2;向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸并加热,又收集到b mol Cl2,此时锰元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。 (1)请完成并配平下列化学方程式:,该反应中的还原剂是 ,当该反应中转移NA个电子时,氧化产物的物质的量为 mol,被氧化的还原剂的物质的量为 mol。 (2)用酸性高锰酸钾溶液滴定FeSO4溶液,写出该反应的离子方程式: 。,-43-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)当12.64 g KMnO4固体加热生成O2 a mol值最大时,向反
24、应后残留的固体中加入足量的浓盐酸并加热,产生Cl2的物质的量为_ mol。(此时锰元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中),答案 (1)K2MnO4+8HCl(浓)=2KCl+MnCl2+2Cl2+4H2O HCl 0.5 1 (2)5Fe2+ +8H+=5Fe3+Mn2+4H2O (3)0.12,-44-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-45-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-46-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错警示(1)注意特殊物质中元素的化合价,如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为
25、1价。 (2)题目要求配平化学方程式时,化学计量数“1”也必须填写在空格里。 (3)依据得失电子守恒列等式时要注意单个粒子中变价原子的个数。,-47-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结氧化还原反应方程式的配平方法 1.正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,一般从左边反应物着手配平。 2.逆向配平法:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。 3.缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价
26、的升降守恒将现有的某些物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数。,-48-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练 (2018陕西西安长安区第一中学期中)用绿矾对某工厂废水(含有强氧化性离子 )进行处理。 (1)工业上还可用空气、水、黄铁矿(主要成分为FeS2)来制取硫酸亚铁。已知该反应除生成硫酸亚铁外,还生成一种中学化学常见的强酸,试写出该反应的化学方程式: 。 (2)请配平下列离子方程式。,答案 (1)2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4 (2)6、1、14、H+、6、2、7,-49-,考点一,考点二,考点三,必备知识
27、自主预诊,关键能力考向突破,-50-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向2 氧化还原反应的有关计算 例2(2017海南化学,4)在酸性条件下,可发生如下反应:中M的化合价是( ) A.+4 B.+5 C.+6 D.+7,C,解析 离子方程式前后遵循电荷守恒,所以-1+2(+3)=-n+(-1)+(+8),解得n=2。 中氧元素化合价为-2价,根据化合价规则,可得M元素的化合价为+6价。,-51-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结应用电子守恒解题的一般思路多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始
28、物和最终产物,删去中间产物,建立起始物和最终产物之间的电子守恒关系,快速求解。,-52-,考点一,考点二,考点三,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练 将1.95 g锌粉加入200 mL 0.1 molL-1的 溶液中,恰好完全反应,其他物质忽略,则还原产物可能是( ) A.M2+ B.M C.M3+ D.MO2+,C,解析 恰好完全反应时,1.95 g(物质的量为0.03 mol)Zn失去0.06 mol电子,则0.02 mol 应得到0.06 mol电子,设还原产物中M元素的化合价为+n,则0.02(5-n)=0.06,解得n=2,A项符合题意。,-53-,2,3,1,-54-,1
29、2,3,1.(2018北京理综,9)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ),答案,解析,-55-,1,2,3,2.下列有关说法正确的是( ) A.1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA B.在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2转移的电子数为6NA C.根据反应中HNO3(稀)NO,而HNO3(浓)NO2可知,氧化性:HNO3(稀)HNO3(浓) D.含有大量 的溶液中,不能同时大量存在H+、Fe2+、Cl-,答案,解析,-56-,1,2,3,(4)(2017课标全国,27节选)有反应FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2,该反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为 。该反应不能在陶瓷容器中进行,原因是 。,-57-,1,2,3,-58-,1,2,3,
