1、1考点 4 氧化还原反应基本规律及其应用知识条目 必考要求 加试要求1.根据化合价的变化判断氧化还原反应 a b2.四种基本化学反应类型与氧化还原反应之间的关系 a b3.根据氧化还原反应判断物质的氧化性、还原性强弱 c一、氧化还原反应的相关概念1有关概念及其相互关系2四种基本化学反应类型与氧化还原反应的关系可用下图表示：3氧化还原反应中电子转移的表示方法双线桥法：例：请标出 Cu 与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：2用双线桥法表示电子转移方向和数目时要注意：明确标出所有发生氧化还原反应的元素的化合价，不变价的元素不标化合价；将标化合价的同一元素用直线加箭头从反应物指向生成物；标出电子转移或
2、偏离数：明确标出得失电子数，格式为“得/失发生氧化还原反应原子个数单位原子得失电子数” 。4常见的氧化剂和还原剂常见氧化剂常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如：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 氧化产物 还原产物Fe2 Fe3 FeSO2 SO24 SH2O2 O2 H2O其中：Fe 2 、SO 2主要表现还原性，H 2O2主要表现氧化性。二、物质氧化性、还原性强弱的比较1氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指物质得电子的性质(或
3、能力)；还原性是指物质失电子的性质(或能力)。(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如：Nae =Na ， Al3e =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)从元素的价态考虑：最高价态只有氧化性，如 Fe3 、H 2SO4、KMnO 4等；最低价3态只有还原性，如金属单质、Cl 、S 2 等；中间价态 既有氧化性又有还原性，如Fe2 、S、Cl 2等。2氧化性、还原性的强弱判断方法方法一：依据反应原理判断(还原性强) (氧化性强) (氧化性较弱) (还原性较弱)氧化性：氧化剂
4、氧化产物还原性：还原剂还原产物方法二：据“三表”判断根据元素周期表判断。根据金属活动性顺序表判断。根据非金属活动性顺序表判断。方法三：根据“两池”判断根据原电池原理判断：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极正极。根据电解池原理判断用惰性电极电解混合溶液时，若混合溶液中存在多种金属阳离子，则在阴极先得到电子的阳离子的氧化性较强(对应金属单质的还原性较弱)；若混合溶液中存在多种阴离子，则在阳极先失去电子的阴离子的还原性较强(对应非金属单质的氧化性较弱)。方法四：根据“三度”(浓度、温度、酸碱度)判断浓度一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强。如浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，浓硫
5、酸有强氧化性，稀硫酸只有弱氧化性(H )。还原剂的浓度越大，其还原性越强，如浓盐酸的还原性强于稀盐酸，因此在实验室制取 Cl2时用浓盐酸与 MnO2共热。温度许多氧化还原反应是在加热条件下进行的。升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。4酸碱度HNO3的氧化性与 H 的浓度有关，H 的浓度越大，HNO 3的氧化性越强，KMnO 4酸化后氧化性增强。方法五：根据反应条件来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：MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O= = = = = 2KMn
6、O416HCl(浓)= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2O氧化性：KMnO 4MnO 2方法六：根据反应的剧烈程度判断金属单质与水反应的剧烈程度：如 Na、Mg、Al 分别与水反应时，Na 剧烈，Mg 加热才明显，Al 加热条件下也不明显。故还原性：NaMgAl。非金属单质与 H2化合的难易程度：如 F2、Cl 2、Br 2、I 2分别与 H2反应，F 2在冷暗处剧烈反应而爆炸，Cl 2在光照条件下剧烈反应而爆炸，Br 2加热至 500时才能发生反应，I2在不断加热的条件下才能缓慢进行，且为可逆反应。故氧化性：F 2Cl 2Br 2I 2。方法七：根据同一物质被氧化或被还原的程度(根
7、据产物价态的高低)判断同一物质被氧化的程度越大(把还原剂氧化到的价态越高)，则氧化剂的氧化性越强。如 2Fe3Cl 2=2FeCl3(其中铁的化合价为3 价)、FeS= =FeS(其中铁的化合价为2 价)，则氧化性：Cl 2S。同一物质被还原的程度越大，还原产物价态越低，则还原剂的还原性越强。如 HClH 2SO4(浓)不反应、2HBrH 2SO4(浓)= =Br2SO 22H 2O、8HIH 2SO4(浓)=4I2 H2S4H 2O，从化学反应方程式看，HCl 不能还原浓硫酸，而 HBr、HI 却能把浓硫酸中6 价的硫分别还原成4 价、2 价，故还原性：HIHBrHCl。三、氧化还原反应中的
8、四大规律1守恒规律化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数相等，电子得失总数相等。2强弱规律具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。3转化规律氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。54先后规律一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇到多种氧化剂时，优先与氧化性最强的氧化剂反应。【例 1】 O 2F2可以发生反应：H 2S4O 2F2 SF 62
9、HF4O 2，下列说法正确的是( )A氧气是氧化产物 BO 2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成 4.48LHF，则转移 0.8mol 电子 D还原剂与氧化剂的物质的量之比为 14【解析】 H 2S 中硫元素为2 价，生成的 SF6中硫元素为6 价，O 2F2中氧元素为1价，生成的 O2中氧元素为 0 价。所以 H2S 是还原剂，O 2F2是氧化剂，氧气是还原产物，A项、B 项错误；没有指明外界条件，所以生成 4.48LHF，转移电子数无法计算，C 项错误；还原剂与氧化剂的物质的量之比为 14，D 项正确。【答案】 D【提炼】 本题主要考查了氧化还原反应的知识，主要涉及氧化剂、还原剂、氧化产物和
10、还原产物等概念的判断、氧化还原反应的计算。由于 O2F2中氧元素的化合价为1 价，属于非常见化合价，具有一定陌生度，需要根据具体试题情景和元素非金属强弱判断。解题方法为概念判断用化合价判断法，化学方程式计算运用电子守恒法。【例 2】 向硫酸铜溶液中通入足量 NH3后可得到深蓝色溶液溶质为 Cu(NH3)4SO4，再向所得溶液通入 SO2至溶液呈微酸性发现有白色沉淀 Q 生成，化学方程式为2Cu(NH 3)4SO43SO 24H 2O=2NH4CuSO33(NH 4)2SO4。再将 Q 与足量的 10molL1 硫酸溶液混合微热，则会发生如下反应：2NH 4CuSO32H 2SO4=Cu(NH
11、4)2SO42SO 2CuSO 42H 2O。对上述两个反应的有关分析中正确的是( )A是非氧化还原反应，是氧化还原反应 B上述反应中 SO2的作用只相当于催化剂C反应中 CuSO4是氧化产物 D反应中 SO2发生还原反应【解析】 中 Cu 元素的化合价均发生变化，均属于氧化还原反应，故 A 错误；中二氧化硫作还原剂，故 B 错误；反应中 Cu 元素的化合价升高，失去电子被氧化，则CuSO4是氧化产物，故 C 正确；反应中由 S 元素失去电子被氧化可知 SO2发生氧化反应，故 D 错误。【答案】 C【提炼】 本题以信息型氧化还原方程式为载体，考查了氧化还原反应的有关概念，氧化还原反应、氧化产物
12、与还原产物的判断，同时考查了催化剂的特征。解题方法主要为化合价分析法。【例 3】 在一个氧化还原反应体系中反应物、生成物共六种粒子：6Fe3 、NO 、Fe 2 、NH 、H 、H 2O，下列叙述正确的是( ) 3 4A该反应说明 Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化B该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 81C若有 1molNO 发生氧化反应，则转移电子 5mol 3D若将该反应设计成原电池，则负极反应为 Fe3 e =Fe2【解析】 硝酸盐在酸性条件下具有强氧化性，与亚铁离子反应，则该反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化，故 A 正确；氧化剂为 NO ，还原剂为 Fe2 ，由电子守恒可知，
13、 3氧化剂与还原剂物质的量之比为 18，故 B 错误；若有 1molNO 发生还原反应，转移电 3子为 1mol5(3)8mol，故 C 错误；若将该反应设计成原电池，则负极反应为Fe2 e =Fe3 ，故 D 错误。【答案】 A【提炼】 本题主要考查的知识点有氧化剂、还原剂强弱的比较，氧化还原反应的计算。试题并没有给出反应方程式，只列出了反应涉及的几种微粒Fe3 、NO 、Fe 2 、NH ，需要考生根据自己掌握的氧化剂的氧化性的强弱自行判断出氧 3 4化剂和还原剂：是 NO 氧化 Fe2 ，还是 Fe3 将 NH 氧化成 NO ？进一步确定氧化剂、 3 4 3还原剂，氧化产物、还原产物，并
14、据此依据电子守恒进行有关计算。解题的关键是需要牢固掌握常见氧化剂、还原剂强弱的顺序，氧化还原反应相关计算的关键为电子守恒。【例 4】 过氧化氢(H 2O2)的水溶液俗称双氧水，被称为“绿色氧化剂” 。(1)你认为 H2O2被称为“绿色氧化剂”的主要原因是_。(2)某工业废水中含有一定量的氯气，为了除去氯气，常加入 H2O2作脱氯剂，写出该反应的化学方程式：_，反应中 H2O2作_剂。(3)将双氧水加入用盐酸酸化的 FeCl2溶液中，溶液由浅绿色变为棕黄色，写出该反应的离子方程式：_。(4)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在空白处。Mn
15、O _H 2O2_H =_Mn2 _H 2O_ 4【解析】 (1)H 2O2作为氧化剂，其还原产物是 H2O，对环境无污染，故称为绿色氧化剂。(2)Cl2与 H2O2的反应中，Cl 2为氧化剂，H 2O2为还原剂，该反应的化学方程式为Cl2H 2O2=2HClO 2。7(3)双氧水在酸性条件下能将 Fe2 氧化为 Fe3 ，离子方程式为2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H2O。(4)双氧水遇到氧化性更强的酸性高锰酸钾会被氧化为 O2，MnO 被还原为 Mn2 ，根 4据化合价升降相等和电荷守恒可得离子方程式为2MnO 5H 2O26H =2Mn2 8H 2O5O 2。 4【答案】 (1)
16、H 2O2的还原产物是水，对环境无污染 (2)Cl 2H 2O2=2HClO 2 还原 (3)2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O (4)2 5 6 2 8 5O 2【提炼】 H 2O2中的氧元素的化合价为1 价，既可以升高到 0 价，也可以降低为2价，故 H2O2既可以作氧化剂，也可以作还原剂。本题以 H2O2为主中心，考查了氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念，离子型氧化还原反应的书写与配平。解题的关键是掌握化合价分析法和守恒配平法，具体书写步骤可概括为四步三守恒法：第一步根据试题信息，确定氧化产物和还原产物；第二步根据电子守恒配平氧化剂、还原剂，氧化产物、还原产物的系数；
17、第三步根据电荷守恒配平带电微粒的系数；第四步根据原子守恒配平其余反应物和生成物的系数。【例 5】 某同学用含结晶水的正盐 X(四种短周期元素组成的纯净物)进行了如下实验：实验中观测到：混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收；固体乙为纯净物；在步骤中，取 溶液丙，恰好中和需消耗 0.00200molNaOH；另取一定量的溶液丙，加入少量 K2FeO4固110体，产生黄绿色气体。请回答：(1)X 的化学式是_，步骤的化学方程式是_。(2)溶液丙与 K2FeO4固体反应的化学方程式是_。【解析】 取一定量的溶液丙，加入少量的 K2FeO4固体，能产生黄绿色气体，说明丙溶液中有氯离子；在步骤中取 溶液丙，恰
18、好中和需消耗 0.00200molNaOH，可计算出溶110液丙中 n(HCl)0.02mol。X 含有四种短周期元素，加热后生成固体纯净物乙，则固体乙为金属氧化物。设金属为 M，若金属为1 价，X 的化学式可表示为 MClnmH2O，固体乙的化学式为 M2O，则其物质的量为 0.01mol，摩尔质量为 40g/mol。M 的相对原子质量为 12，不合理。若 M 为2 价，同样的方法可求出，M 的相对原子质量为 24，为金属镁，合理。根据质量守恒，可求出水的质量为 m(H2O)2.03g m(Mg) m(Cl)(2.030.240.71)8g1.08g，H 2O 的物质的量为 0.06mol，
19、故 X 的化学式为：MgCl 26H2O。X 分解为甲和乙的反应为非氧化还原反应，根据题给信息，可知反应方程式为MgCl26H2O MgO2HCl5H 2O。K 2FeO4与盐酸的反应为氧化还原反应，= = = = = 根据题目信息，氧化产物为 Cl2，再根据氧化剂的强弱规律，K 2FeO4中的铁元素应该被还原为 Fe3 ，而不是 Fe2 ，否则生成物 Cl2和 Fe2 会继续反应。根据电子守恒和化合价升降法，不难将该方程式配平。2K 2FeO416HCl= =4KCl2FeCl 33Cl 28H 2O。【答案】 (1)MgCl 26H2O MgCl 26H2O MgO2HCl5H 2O= = = = = (2)2K2FeO416HCl= =4KCl2FeCl 33Cl 28H 2O【提炼】 本题考查的主要知识点包括氯、镁及其化合物的性质，物质组成的元素推断和计算，以及氧化还原反应方程式的书写。涉及本专题的内容为信息型氧化还原反应方程式的书写与配平，要求考生能够根据题给信息及氧化剂强弱规律，推断出反应产物。如铁元素的还原产物为2 价而非3 价铁。解题时，考生要对常见氧化剂强弱顺序牢固掌握，同时熟练掌握化合价升降法配平氧化还原反应方程式的方法。
