1、- 1 -专题 06 氧化还原反应一、氧化还原反应基本概念1概念本质：凡有电子得失或共用电子对偏移的一类反应称氧化还原反应，得失电子数相等。特征：是反应前后有元素化合价发生变化的反应。2. 氧化还原反应电子转移的表示方法双线桥法： 单线桥法：3. 重要的氧化剂和还原剂物质在反应中是作氧化剂还是作还原剂，表观上可通过元素的化合价来判断。一般来说，元素处于最高化合价时，只能作为氧化剂；元素处于最低化合价时，只能作还原剂；元素处于中间化合价时，既可作氧化剂，也可作还原剂。 常见的氧化剂物质类型 举例 对应的还原产物X2（卤素） X- 活泼的非金属单质O2 O2- 、H 2O 、OH - - 2 -氧
2、化物MnO2 Mn2+ 浓硫酸 SO2 含氧酸 HNO3 NO、NO 2 KMnO4 Mn2+ 元素处于高化合价时的化合物或离子盐Fe3+ Fe2+ 过氧化物 Na2O2 、H 2O2 H2O 常见氧化剂的氧化性顺序为：Fe3+ Cu 2+H + Fe 2+ Zn 2+ 常见的还原剂有物质类型 举例 对应的氧化产物活泼的金属单质Zn Zn2+ H2 H2O 活泼的非金属单质 C CO 、 CO 2 CO CO2 氧化物 SO2 SO3 、H 2SO4 H2S S HCl、HBr 、HI Cl2、 Br 2 、 I 2 酸H2SO3 H2SO4 Fe2+ Fe3+ 元素处于低化合价时的化合物或离
3、子盐SO32- SO42- 常见还原剂的还原性顺序为：S2-(H2S) SO 32- (SO2、H 2SO3)I - Fe 2+ Br - Cl - 例 1 已知氧化还原反应： 2Cu(IO3)224KI12H 2SO42CuI13I 212K 2SO412H 2O。则有关该反应的说法正确的是（ ）A 当 1molCu(IO3)2发生反应共转移的电子为 10mol B 反应中 KI 被氧化C I2是氧化产物 CuI 是还原产物 D 当 1molCu(IO3)2发生反应被 Cu2+氧化的 I为 2mol- 3 -例 2 已知二氯化二硫(S 2Cl2)的结构式为 ClSSCl，它易与水反应2S2C
4、l22H 2O=4HClSO 23S。对该反应的说法正确的是A S 2Cl2中 S 的化合价为-2 B H 2O 作还原剂C 每生成 1 mol SO2转移 3 mol 电子 D 氧化产物与还原产物物质的量比为 31【答案】C【解析】A.由化合物中正负化合物的代数和为零可知，S 2Cl2中氯元素化合价为-1，则硫元素的化合价为+1，故 A 说法错误；B.在该反应中，H 2O 中的氢和氧的化合价反应前后均没有发生变化，故 H2O 既不是氧化剂，也不是还原剂，故 B 说法错误；C.在该反应中硫元素的化合价由+1 价上升到+4 价，则每生成 1mol SO2转移 3 mol 电子，故 C 说法正确；
5、D.在该反应中氧化产物是 SO2，还原产物是 S，二者的物质的量之比是 13，故 D 说法错误。二、氧化性、还原性强弱的判断方法和依据氧化性 得 电子性（填“得”或“失” ） ，得到电子越容易氧化性越 强 ；还原性 失 电子性（填“得”或“失” ） ，失去电子越容易还原性越 强 。与得失电子的多少 无 关。如：还原性：NaMgAl ，氧化性：浓 HNO3稀 HNO31. 根据元素在周期表中的位置同周期元素：从左至右，金属性（ 还原 性）逐渐减弱 ，非金属性（ 氧化 性）逐渐增强；同主族元素：从上至下，金属性（ 还原 性）逐渐增强 ，非金属性（ 氧化 性）逐渐减弱 。 2. 根据金属活动顺序3.
6、 根据非金属活动顺序非金属的活动顺序一般为：F O Cl Br I S 氧化性逐渐减弱 ；F O2 Cl Br I S2 还原性逐渐 增强 。- 4 -4. 依据反应式中的反应物和生成物之间的关系氧化剂 的氧化性 氧化产物 的氧化性还原剂 的还原性 还原产物 的还原性5. 氧化性、还原性的强弱与温度、浓度、酸碱性的关系温度：升高温度，氧化剂的氧化性增强，还原剂的还原性也增强。如：热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 。若不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)发生反应时，所需温度高低不同，则温度低的氧化性(或还原性)强，反之则弱。例：已知 MnO 2+4HCl（浓） MnCl2+C
7、l2+2H 2O， 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl +2MnCl2 + 5Cl2 + 8H 2O 4HCl+O2 2Cl2 + 2H2O， 则 KMnO4 、MnO 2 、O 2 氧化性强弱的顺序为： KMnO 4 MnO2 O2 浓度 一般情况下，同种氧化剂(或还原剂)浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如：浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 ；浓 H2SO4的氧化性比稀 H2SO4强；浓盐酸还原 MnO2生成氯气，而稀盐酸不与 MnO2反应，说明还原性：浓盐酸稀盐酸。 酸碱性 溶液的酸性增强，氧化剂的氧化性增强，很多氧化剂在酸性溶液中能氧化某些物质，在中性溶液中就不一定能氧化了。如：中性环
8、境中 NO3- 不显氧化性，酸性环境中 NO3- 显氧化性；KMnO 4、KClO 3能氧化浓HCl 中的 Cl-，而不能在 NaCl 溶液中氧化 Cl- ；KMnO 4氧化 Fe2+ 也要在酸性条件下进行。6. 根据氧化还原程度的大小相同条件下，不同的氧化剂与同一种还原剂反应，使还原剂氧化程度大的(价态高的)氧化性强。例如：2Fe +3Br 2 2FeBr3 , Fe +S FeS ，说明氧化性：Br 2 S。相同条件下，不同的还原剂使同种氧化剂还原程度大的(价态低的)还原性强。例如：8HI+H 2SO4(浓)= H 2S+4I 2+4H2O，2HBr+H 2SO4(浓)= SO 2+Br
9、2+2H2O说明还原性；HI 大于 HBr。7. 根据元素化合价高低比较- 5 - 同一元素的阳离子高价态的氧化性大于其低价态的氧化性。如氧化性： Fe 3+ Fe2+，Sn 4+ Sn2+ 含氧酸的比较 在浓度相同时，具有可变化合价的同一元素在组成不同含氧酸时，该元素价态较低者氧化性强。如氧化性：HClO HClO 2 HClO3 HClO4 8. 根据原电池的正负极来判断在原电池中，作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强 。9. 根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断如：Cl - 失去电子的能力 OH -，还原性：Cl - OH- 。例 3SO2气体与足量 Fe2(SO4
10、)3溶液完全反应后，再加入 K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：SO 22Fe 3 2H 2O=SO42-2Fe 2 4H ；Cr 2O72-6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O。下列有关说法不正确的是（ ）A SO 2发生氧化反应B 若有 13.44 L SO2(标准状况)参加反应，则最终消耗 0.4mol K2Cr2O7C 氧化性：SO 42- SO2 B 配平后方程式中, a=6,b=7C Cr 2O72-能将 Na2SO3氧化成 Na2SO4 D 方程式中 W 为 OH-三、氧化还原反应的有关规律1. 守恒规律： 得 电子总数 = 失 电子总数(1)质量守恒：反
11、应前后元素的种类和质量不变。(2)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。(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，如 Fe3 Cu= =Fe2 Cu 2 (错误) ,2Fe 3 Cu= =2Fe2 Cu 2 (正确)。2. 价态规中规律：同种元素不同价态之间发生反应，元素化合价靠近不交叉；相邻价态间不发生氧化还原。如：H 2S + H2SO4（浓）S + SO 2 + H2O (或 SO2 + H2O)Fe3+ + Fe F
12、e 2+ ， Fe 3+ + Fe2+ 不反应。3. 强弱规律： 两强两弱： 氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物 先强后弱：当几个氧化反应均可发生时，氧化性或还原性强的微粒优先反应。如：Cl 2与 FeBr2反应，Cl 2先氧化 Fe2+ ，再氧化 Br ；Cl 2与 FeI2反应，Cl 2先氧化 I ，再氧化 Fe2+ 。例 5 已知 M2On2 可与 R2 作用，R 2 被氧化为 R 单质，M 2On2 的还原产物中，M 为3 价；又知 c(M2On2 )0.3 molL1 的溶液 100 mL 可与 c(R2 ) 0.6 molL1 的溶液 150 mL 恰好完全反应，则 n
13、值为- 7 -A 4 B 5 C 6 D 7【答案】D【解析】分析题意知 M2On2是氧化剂，M 显+(n1)价，对应还原产物中 M 为+3 价，有关系式 ， R2是还原剂，对应氧化产物是 R 单质，有关系式 ，已知 n(M2On2)=0.3mol/L0.1L=0.03mol，n(R 2)=0.6mol/L0.15L=0.09mol，因为恰好反应，根据电子得失守恒有：0.03mol(2n-8)e =0.09mol2e。解得 n=7，答案选 D。例 6 某离子反应中涉及 、 、 、 、 、 六种微粒，其中 的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断正确的是A 该反应的氧化剂 ClO-，还原产物
14、是 B 消耗 1 mol 还原剂，转移 6 mol 电子C 水是生成物，且反应后溶液的酸性明显增强 D 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2：3【答案】C四、氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。- 8 -1. 配平的基本步骤：(1)标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。(3)求总数：求元素化合价升高和降低的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数
15、。(4)配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。(5)细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。2配平的三大守恒原则3配平的四种方法技巧(1)正向配平法：适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应，配平按以下 4 步进行。例如：(2)逆向配平法：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。例如： KOH(热、浓)K 2 化合价降低 2K 2 O3H 2O 化合价升高 4S0 S 2 S 4 由于 S 的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以 K2S 的化学计量数
16、为 2，K 2SO3的化学计量数为 1，然后确定 S 的化学计量数为 3。(3)奇数配偶法：适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如 SCKNO 3CO2N 2K 2S，反应物 KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将 KNO3乘以 2，然后用观察法配平得：S3C2KNO 3=3CO2N 2 K 2S。- 9 -(4)缺项配平法：对于化学反应方程式，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，再用其他守恒法配平。如果无法确定所缺物质，可先依据元素化合价的升降相等原则将已知的物质配平，然
17、后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。例 7 知在稀硫酸中，KBrO 3和 KI 能发生以下反应(均未配平)：BrO 3+H+I IO3+Br2+H2O IO3+H+ Br Br2+I2+H2O（1）试比较在酸性条件下 BrO3、Br 2、IO 3、I 2氧化性的强弱：_。（2）配平下列反应的离子方程式：_BrO 3+_H+_I _I2+ _Br+_H2O，反应中的氧化剂是_；被氧化的元素是_。（3）以下离子方程式错误的是_(选填答案编号)。a6I + BrO3 + 6H + 3I 2 + Br + 3H2O bIO 3 + Br I + BrO3c5I + 6BrO3 + 6H
18、+ 3 Br 2+ 5 IO3 + 3H2O d5I + 2BrO3 + 6H + Br 2 + IO3 + 2I2 + 3H2O【答案】BrO 3 IO3 Br2I2166313BrO3 碘 b例 8 完成下列方程式的书写及配平。(1) _NaBO2_SiO 2_Na_H 2=_NaBH4_Na 2SiO3；_(2) _P_FeO_CaO _Ca3(PO4)2_Fe；_(3) _P4_KOH_H 2O=_K3PO4_PH 3；_(4) _BiO3 _Mn 2 _=_Bi 3 _ MnO4-_；_。(5)向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。- 10 -(6)烟气中含有 SO2和 NO，写出用 NaClO2溶液将烟气中 NO 转化成 NO3 的离子方程式：_。(7)一定条件下，向 FeSO4溶液中滴加碱性 NaBH4溶液，溶液中 BH4- (B 元素的化合价为3)与 Fe2 反应生成纳米铁粉、H 2和 B(OH)4 ，其离子方程式为_。【答案】1 2 4 2 1 2 2 5 3 1 52 9 3 3 55 2 14H 5 2 7H2O2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O2Fe2+BH4-+4OH-=2Fe+2H2+B(OH) 4-
