高中化学专题复习之氧化还原反应

高中化学专题复习之——氧化还原反应一、基本概念⑴.氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物概念定义注意点氧化反应物质失去电子的反应物质失去电子的外部表现为化合价的升高还原反应物质得到电子的反应物质得到电子的外部表现为化合价的降低被氧化元素失去电子的过程元素失去电子的外部表现为化合价的升高被还原元素得到电子的过程元素得到电子的外部表现为化合价的降低氧化产物通过发生氧化反应所得的生成物氧化还原反应中，氧化产物、还原产物可以是同一种产物，也可以是不同产物，还可以是两种或两种以上的产物。如反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2中，Fe2O3和SO2均既为氧化产物，又为还原产物。还原产物通过发生还原反应所得的生成物氧化剂得到电子的反应物常见氧化剂：(1)活泼的非金属单质；如卤素单质(X2)、O2、S等(2)高价金属阳离子；如Fe3+、Cu2+等(3)高价或较高价含氧化合物；如MnO2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4等(4)过氧化物；如Na2O2、H2O2等还原剂失去电子的反应物常见还原剂：①活泼或较活泼的金属；如K、Na、Zn、Fe等②一些非金属单质；如H2、C、Si等③较低态的化合物；CO、SO2、H2S、Na2SO3、FeSO4氧化性得到电子的能力物质的氧化性、还原性的强弱与其得失电子能力有关，与得失电子的数目无关。还原性失去电子的能力⑵.基本概念之间的关系：氧化剂有氧化性化合价降低得电子被还原发生还原反应生成还原产物还原剂有还原性化合价升高失电子被氧化发生氧化反应生成氧化产物例1、制备氰化钙的化学方程式为CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑，在反应中（）A.氢元素被氧化，碳元素被还原B.HCN既是氧化剂又是还原剂C.Ca(CN)2是氧化产物，H2是还原产物D.CO为氧化产物，H2为还原产物解析：本题考查氧化还原反应的有关概念。CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑（注意生成物中CO2碳元素来自CaCO3，它的化合价在反应前后没有发生变化），即氢元素化合价降低，碳元素化合价升高，故HCN既是氧化剂又是还原剂，Ca(CN)2是氧化产物，H2是还原产物。答案：B、C。点评：此类结合实例确定氧化还原反应的有关概念的试题，其解题方法是：找变价判类型分升降定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应（如本题反应物均含有碳元素），必须弄清它的变化情况。例2.下列叙述正确的是（）A.含金属元素的离子不一定都是阳离子B.在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂C.某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质解析：本题主要是考查氧化还原反应概念正误的判断。答案：A、D。点评：解此类有关概念辨析的试题应遵循“理解概念抓实质”的原则，若是再辅以具体实例，会使抽象的问题具体化，其判断结果更具有可靠性。二、基本规律⑴标电子转移的方向和数目（双线桥法、单线桥法）①单线桥法。从被氧化（失电子，化合价升高）的元素指向被还原（得电子，化合价降低）的元素，标明电子数目，不需注明得失。例：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O②双线桥法。得失电子分开注明，从反应物指向生成物（同种元素）注明得失及电子数。例：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O注意两类特殊的化学反应：①歧化反应，同种元素同价态在反应中部分原子化合价升高，部分原子化合价降低。例：3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O得5×②归中反应。不同价态的同种元素的原子在反应中趋于中间价态，解此类题最好将该元素的不同价态用数轴标出，变化的区域只靠拢，不重叠。例：KClO3+6HCl3Cl2+6KCl↑+3H2O⑵物质的氧化性强弱、还原性强弱的比较。氧化性→得电子性，得到电子越容易→氧化性越强还原性→失电子性，失去电子越容易→还原性越强得2e-——2e-——失2e-——失5e得5ee失5×e-得5e-由此，金属原子因其最外层电子数较少，通常都容易失去电子，表现出还原性，所以，一般来说，金属性也就是还原性；非金属原子因其最外层电子数较多，通常都容易得到电子，表现出氧化性，所以，一般来说，非金属性也就是氧化性。1.根据金属活动性顺序来判断:一般来说，越活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越容易，其阳离子得电子还原成金属单质越难，氧化性越弱；反之，越不活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越难，其阳离子得电子还原成金属单质越容易，氧化性越强。2.根据非金属活动性顺序来判断:一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。3.根据氧化还原反应发生的规律来判断:氧化还原反应可用如下式子表示：规律：反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性，反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。4.根据氧化还原反应发生的条件来判断:如：Mn02+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H202KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性KMn04Mn025.根据反应速率的大小来判断:如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4（快），2H2SO3+O2=2H2SO4（慢），322SO2OSO2催化剂，其还原性:Na2SO4H2SO3SO26.根据被氧化或被还原的程度来判断:如：22CuClClCu点燃，SCuSCu22，即氧化性:SCl2。又如:OH2SOBrSOHHBr2222)(42浓，OH4SHI4SOHHI8222)(42浓，即有还原性:HBrHI。7.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。8.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-失去电子的能力强于OH-，还原性:OHCl。9.根据元素在周期表中位置判断：(1)对同一周期金属而言，从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、A1金属性依次减弱，其还原性也依次减弱。(2)对同主族的金属而言，从上到下其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强，其还原性也依次增强。（3）对同主族的非金属而言，从上到下其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱，其氧化性也依次减弱。10.根据（氧化剂、还原剂）元素的价态进行判断：元素处于最高价只有氧化性，最低价只有还原性，处于中间价态既有氧化又有还原性。一般来说，同种元素价越高，氧化性越强；价越低还原性越强。如氧化性:Fe3+Fe2+Fe,S(+6价)S(+4价)等，还原性:H2SSSO2，但是，氧化性：HClO4HClO34HClO24HClO。注意：①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如：氧化性：HNO3（浓）＞HNO3（稀）；Cu与浓H2SO4常温下不反应，加热条件下反应；KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如：氧化性222OOClClFF、、等。例3.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是（）解析：本题是根据物质氧化性或还原性强弱的规律解题。在同一氧化还原反应中，氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物，还原性：还原剂还原产物；氧化性：氧化剂氧化产物，概括为：左右。据此规律，由反应式（1）可知还原性，由（2）可知还原性，由（3）可知还原性。综合（1）（2）（3）得：。答案：A例4.已知均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为。则下列反应不能发生的是（）解析：本题实质上是例3的逆向思维题，解题时可先假设各选项反应均能发生，推出选项中相应微粒还原性的强弱顺序，然后对照已知微粒还原性强弱顺序，从而确定反应能否发生。由还原性强弱顺序的判断规律可知，各选项有关微粒还原性强弱顺序为：A.，对比，C、D与此相违背，故C、D反应不能发生。答案：C、D。点评：氧化还原反应能否发生，其规律是：强氧化剂+强还原剂弱氧化剂+弱还原剂，或者说氧化性、还原性体现“以强制弱”的原则。根据氧化还原反应，判断有关微粒的氧化性、还原性的强弱是化学中的一条重要规律的应用，也是高考考查的热点知识。⑶氧化还原反应与四大基本反应类型的关系①置换反应都是氧化还原反应；②复分解反应都不是氧化还原反应；③有单质生成的分解反应是氧化还原反应；④有单质参加的化合反应也是氧化还原反应。从数学集合角度考虑：⑷电子转移守恒在氧化还原反应中，氧化剂与还原剂得失电子数相等。这是进行氧化还原反应计算的基本依据。点拨：氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。计算的关键是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。从试题的变化趋势来看，有一类题目已知参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比，计算确定产物。计算公式如下：氧化剂物质的量×变价元素的个数×化合价的变化值=还原剂物质的量×变化元素的个数×化合价的变化值。三、氧化还原反应方程式配平：1、配平原则：在氧化还原反应元素间得失电子总数（或化合价升降总数）相等。2、配平方法：一标、二找、三定、四平、五查（1）定项配平：例5、（上海高考试题）实验室为监测空气中汞蒸气的含量；往往悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量，其反应为：4CuI＋Hg→Cu2HgI4＋2Cu（1）上述反应产物Cu2HgI4中，Cu元素显价。（2）以上反应中的氧化剂为，当有1molCuI参与反应时，转移电子mol。（3）CuI可由Cu2＋与I－直接反应制得，请配平下列反应的离子方程式。Cu2＋＋I－→CuI＋I3－解答：根据元素间化合价升降总数相等得：（1）＋1（2）CuI0.5（3）2521（2）缺项配平：例6、（上海高考试题）KClO3+HCl(浓)→KCl+ClO2↑+Cl2↑+A(1)请完成该化学方程式并配平（未知物化学式和系数填入框内）(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是（填写编号，多选倒扣）。①只有还原性②还原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性(3)产生0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为mol。(4)ClO2具有很强的氧化性。因此，常被用作消毒剂，其消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）是Cl2的倍。解析：(1)HCl中一部分Cl-化合价不变，表现为酸性，一部分Cl-化合价升高到＋1价，表现为还原性，KClO3化合价降低到＋4价。先配平发生元素化合价变化的系数，观察得缺项为H20。配平得2、4、2、2、1、2H20。(2)②、(3)0.2(4)根据得电子能力：5.675AN:712AN=2.63（3）依题意书写氧化还原反应方程式：例7、在KI和H2SO4溶液中加入H2O2，放出大量不溶于水的无色气体(气泡从溶液内部放出)，同时溶液呈紫红色，且可使淀粉变蓝，写出化学方程式.解析：这是一道颇为简单但却很容易出错的化学题，错误的原因大多是把实验现象看成只是一个反应的现象，其实，实验现象往往是若干个反应共同体现出来的，该题就是如此.有的同学认为产物中有I2和O2，这没有错，但如果认为这两种物质均是由一个反应得到的话，这就错了，因为在这个反应中，这两种物质均是氧化产物，哪么还原剂是什么呢?如果还原剂是H2SO4，则应该有SO2生成，与题意不符，而且稀H2SO4也没有这么强的氧化性.H2O2+2KI+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O2H2O2=2H2O+O2↑高温△△△四、氧化还原反应中的知识点、配套练习（1）氧化还原反应概念1．下面有关氧化还原反应的叙述不正确的是()A．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化B．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原C．在氧化还原反应中，失去电子的物质，所含元素化