高考化学考点突破：氧化性、还原性强弱的比较

氧化性、还原性强弱的比较【知识梳理】1．氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。(2)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。从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如：Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如：金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如：Fe2＋、S、Cl2等。2．氧化性、还原性强弱的比较方法(1)根据化学方程式判断氧化剂(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。(2)根据反应条件和产物价态高低进行判断①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na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：NaMgAl；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2Cl2Br2I2。②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4MnO2。当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe＋S=====△FeS，则氧化性：Cl2＞S。深度思考1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(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)金属原子失电子数越多，金属的还原性越强()答案(1)√(2)×(3)×(4)×解析(1)强氧化剂与强还原剂发生反应需要一定的条件，如：H2和O2发生反应需要点燃或光照。2．含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？试举例说明。答案不一定，如在HClO中氯元素的化合价为＋1价，在HClO4中氯元素的化合价为＋7价，事实上HClO的氧化性比HClO4强，HClO有强氧化性；再如浓硫酸和Na2SO4溶液中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无氧化性。【典型例题】题组一依据方程式判断氧化性、还原性强弱1．已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋由此可以确定Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋三种离子的还原性由强到弱的顺序是()A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B．Sn2＋、Ce3＋、Fe2＋C．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋D．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋答案A解析在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。由方程式可知，还原性：Fe2＋＞Ce3＋；Sn2＋＞Fe2＋。2．铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是()A．Tl3＋Fe3＋Ag＋B．Fe3＋Ag＋Tl3＋C．Tl＋Ag＋Fe2＋D．Tl3＋Ag＋Fe3＋答案D解析在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。题组二依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生3．(2017·延安质检)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是()A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2C．Co2O3＋6HCl(浓)===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2答案A解析根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，可判断B中氧化性：Cl2I2；C中氧化性：Co2O3Cl2；D中氧化性：Fe3＋I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I－的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I－，而不应先氧化Fe2＋。4．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋4H＋B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HIC．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2OD．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋答案C解析A项，还原性：SO2＞Fe2＋，符合题意；B项，还原性：SO2＞I－，符合题意；C项，还原性：H2O2＞SO2，与题意矛盾；D项，还原性：H2O2＞Fe2＋，符合题意。题组三外界条件影响物质的氧化性、还原性5．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与FeCl3溶液⑤Cl2和NaOH溶液⑥Fe和HNO3溶液⑦Fe和H2SO4溶液⑧Na和O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_______________________________。(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________________。(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。答案(1)①③⑥⑦(2)⑤⑥⑦⑧(3)②④解析⑥Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法(1)浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4稀H2SO4，浓HNO3稀HNO3，还原性：浓HCl稀HCl。(2)温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如：热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。(3)酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如：酸性条件：2MnO－4＋6H＋＋5SO2－3===2Mn2＋＋5SO2－4＋3H2O中性条件：2MnO－4＋H2O＋3SO2－3===2MnO2＋3SO2－4＋2OH－碱性条件：2MnO－4＋2OH－＋SO2－3===2MnO2－4＋SO2－4＋H2O+其氧化性为KMnO4(酸性)KMnO4(中性)KMnO4(碱性)题组四物质氧化性、还原性强弱的实验探究6．铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族，其价态为＋3时较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液，向其中依次滴加下列溶液，对应的现象如表所示：加入溶液1适量铋酸钠溶液2过量的双氧水3适量KI­淀粉溶液实验现象溶液呈紫红色紫红色消失，产生气泡溶液变成蓝色则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为()A．I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3B．H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C．NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2D．KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2答案C解析由①中现象可知，NaBiO3把Mn2＋氧化生成MnO－4，则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化产物)的氧化性；由②中现象可知，KMnO4氧化H2O2产生O2，自身被还原为Mn2＋，则KMnO4(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性；从价态上看，高锰酸钾的氧化性一定是强于二氧化锰；由③中现象可知：碘离子被双氧水氧化成单质碘，则双氧水(氧化剂)的氧化性强于碘单质(氧化产物)的氧化性，综上所述，NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序是NaBiO3＞KMnO4＞H2O2＞I2。7．为验证氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验)。实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹K1～K4，通入一段时间N2，再将T型导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，关闭K2。Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。Ⅴ.打开K3和活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后关闭K3。Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。(1)过程Ⅰ的目的是______________________________________________________。(2)棉花中浸润的溶液为________。(3)A中发生反应的化学方程式：__________________________________________。(4)若将制取的SO2通入酸性高锰酸钾溶液可使溶液褪色，其离子方程式为________________________________________________________________________。(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2＞Fe3＋＞SO2的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)。过程ⅣB溶液中含有的离子过程ⅥB溶液中含有的离子甲有Fe3＋无Fe2＋有SO2－4乙既有Fe3＋又有Fe2＋有SO2－4丙有Fe3＋无Fe2＋有Fe2＋答案(1)排出装置中的空气，防止干扰(2)NaOH溶液(3)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(4)2MnO－4＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4＋4H＋(5)乙、丙解析(1)通入一段时间N2，排出装置中的氧气。(2)氯气和二氧化硫都是有毒气体，可以用氢氧化钠来吸收。(3)A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水。(4)SO2通入酸性高锰酸钾溶液中二者可以发生氧化还原反应。(5)溶液显酸性，检验硫酸根离子应选择氯化钡溶液；乙中第一次，说明氯气不足，氯气氧化性大于铁离子，第二次有硫酸根离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则铁离子的氧化性大于二氧化硫；丙中第一次有Fe3＋，无Fe2＋，则氯气的氧化性大于铁离子，第二次有亚铁离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则铁离子的氧化性大于二氧化硫。