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1、化学反应中的物质变化和能量变化重要的氧化剂和还原剂 责编：顾振海 重要知识点 1熟悉常见的氧化剂和还原剂。 2重要的氧化剂和还原剂的常见反应。 3熟练使用单线桥分析氧化还原反应及电子转移情况。知识点精析一化学反应的分类 二、重要的氧化剂和还原剂1氧化还原反应的基本概念氧化还原反应从化合价的角度来说是指有元素化合价升降的化学反应；从本质上来看则是指有电子转移（得失或偏移）的反应。涉及氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物等概念。（1）氧化剂、还原剂氧化剂是指在反应中得到电子（或电子对偏向）的反应物，表现为反应后所含某些元素化合价降低。氧化剂具有氧化性，在反应中本身被还原，其生成物叫还
2、原产物。还原剂是指在反应中失去电子（或电子对偏离）的反应物，表现为反应后所含某些元素化合价升高，还原剂具有还原性，反应中本身被氧化，生成物是氧化产物。如下图所示： （2）氧化剂和还原剂是性质相反的物质在氧化还原反应中，还原剂把电子转移给氧化剂，即还原剂是电子的给予体，氧化剂是电子的接受体。如下图所示： （3）氧化还原反应中各概念间的关系 2氧化还原反应的判断和分析（1）氧化还原反应的判断判断一个化学反应是否为氧化还原反应，常根据反应中有无元素的化合价变化（有升有降）来判断。判断一个反应是否为氧化还原反应的技巧：当有单质参加反应，或有单质生成时可认为该反应一般是氧化还原反应(但同素异形体间的转化
3、除外，如白磷变红磷就不是氧化还原反应)。有机物发生的反应，当分子中引入氧或失去氢被氧化，反之分子中失去氧或得到氢被还原。（2）氧化还原反应的分析在氧化还原反应化学方程式里，除了可用箭头表明同一元素原子的电子转移情况外(即：双线桥法)，还可以用箭头表示不同原子的电子转移情况(称为“单线桥法”)。用箭头表明同一元素原子的电子转移情况即大家熟悉的“双线桥”。如： 用箭头表示不同原子的电子转移情况“单线桥”。如： 更好地体现了氧化剂和还原剂在反应中的电子转移的关系。再如： 单线桥分析氧化还原反应可简单表示为 反应中电子转移总数即为还原剂给出的电子总数，也是氧化剂接受的电子总数。 在单线桥中不写“得”或
4、“失”。 3常见的氧化剂、还原剂（1）物质在反应中是作为氧化剂还是作为还原剂，主要取决于元素的化合价。元素处于最高价时，它的原子只能得到电子，因此该元素只能作氧化剂，如 、 。元素处于中间价态时，它的原子随反应条件不同，既能得电子，又能失电子，因此该元素既能作氧化剂，又能作还原剂，如 和 。元素处于最低价时，它的原子则只能失去电子，因此该元素只能作还原剂，如 。（2）重要的氧化剂活泼非金属单质，如F2、Cl2、Br2、O2等。元素处于高价时的氧化物、高价含氧酸及高价含氧化酸盐等，如MnO2，NO2；浓H2SO4，HNO3；KMnO4，KClO3，FeCl3等。过氧化物，如Na2O2，H2O2等
5、。（3）重要的还原剂金属单质，如Na，K，Zn，Fe等。某些非金属单质，如H2，C，Si等。元素处于低化合价时的氧化物，如CO，SO2等。元素处于低化合价时的酸，如HCl（浓），HBr，HI，H2S等。元素处于低化合价时的盐，如Na2SO3，FeSO4等。三、重要氧化剂和还原剂的常见反应1实验分析（1）Cl2，Br2，I2氧化性的比较。卤素单质氧化性顺序按F2，Cl2，Br2，I2的顺序逐渐减弱。问题讨论当把Cl2和HBr混合会有何现象？若将碘化钾淀粉试纸置于盛Cl2的集气瓶上一定有变化吗？若想观察到期望的现象应如何操作？若熏久了又会有何现象？简析Cl2可与HBr反应：Cl2+2HBr=2HC
6、l+Br2，可看到有橙红色液滴生成，且Cl2的黄绿色变淡 。干燥的碘化钾淀粉试纸与Cl2不反应，因为该反应为离子反应，需在溶液中进行；故需将试纸先用蒸馏水湿润。但熏久了，由于Cl2还可氧化湿润的I2而使变蓝的试纸又褪色。（2）Fe，Fe2+，Fe3+间的氧化还原反应。Fe与强氧化剂（足量）直接反应可被氧化为 ，而与弱氧化剂（如H+，S等）反应被氧化为 ；且 可被强氧化剂（如Cl2，Br2，HNO3、H2SO4(浓)等氧化为 。问题讨论Fe与浓硫酸反应一定只能得到Fe2(SO4)3吗？FeSO4溶液中加溴水可氧化Fe2+为Fe3+，改用氯水、碘水行吗？铁盐（Fe3+）如何转化为亚铁盐（Fe2+）
7、？向FeCl3溶液中加Cu粉行吗？通入SO2行吗？FeCl3溶液可与KSCN溶液反应而使溶液呈血红色，还有什么溶液也可与FeCl3溶液反应而发生颜色变化？答：Fe3+有较强的氧化性，Fe有较强的还原性，所以，铁过量时会与生成的Fe2(SO4)3反应得FeSO4。氯水可代替溴水，碘水不行，因：2Fe3+2I=2Fe2+I2。加入还原剂可还原Fe3+，Fe或Cu粉或SO2均能还原Fe3+得到Fe2+。苯酚溶液中加入FeCl3溶液呈紫色。2氧化剂、还原剂之间反应规律（1）对于氧化剂来说，同族元素的非金属原子，它们的最外层电子数相同而电子层数不同时，电子层数越多，原子半径越大，就越难得电子。因此，它们
8、单质的氧化性越弱。即：同主族非金属单质的氧化性从上到下 逐渐减弱。（2）金属单质的还原性强弱一般与金属活动顺序相一致。 （3）元素处于高价的物质具有氧化性，在一定条件下可与还原剂反应，在生成的新物质中该元素的化合价降低。（4）元素处于低价的物质具有还原性，在一定条件下可与氧化剂反应，在生成的新物质中该元素的化合价升高。（5）稀硫酸与活泼金属单质反应时，是氧化剂，起氧化作用的是 ，被还原生成H2，浓硫酸是强氧化剂，与还原剂反应时，起氧化作用的是 ，被还原后一般生成SO2。（6）不论浓硝酸还是稀硝酸都是氧化性极强的强氧化剂，几乎能与所有的金属或非金属发生氧化还原反应，反应时，主要是 得到电子被还原
9、成NO2，NO等。一般来说浓硝酸常被还原为NO2，稀硝酸常被还原为NO。（7）变价金属元素，一般处于最高价时的氧化性最强，随着化合价降低，其氧化性减弱，还原性增强。 氧化剂与还原剂在一定条件下反应时，一般是生成相对弱的还原剂和相对弱的氧化剂，即在适宜的条件下，可用氧化性强的物质制取氧化性弱的物质，也可用还原性强的物质制取还原性弱的物质。见下图：常见的氧化剂、还原剂及其还原产物、氧化产物氧化剂还原产物还原剂氧化产物O2，O2-，O22-活泼金属金属离子Cl2，Br2，I2Cl，Br，IH2H2O， 浓H2SO4SO2，S，H2SCCO，CO2HNO3NO，NO2，NH SiSiO2，SiF4Mn
10、O Mn2+，MnO2、MnO COCO2Fe3+Fe2+，FeFe2+Fe3+Na2O2，H2O2O2-，H2OSO2，SO SO3，SO 四、判断氧化剂或还原剂强弱的依据1根据方程式判断 氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物2根据反应条件判断当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件的难易来进行判断。越易反应，则氧化剂的氧化性越强。如：4HCl（浓）+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl216HCl（浓）+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2则氧化性：KMnO4MnO2。判断还原剂还原性的原理类似。3由氧化产物的价态高低来判断当还原剂在相
11、似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即：在相同条件下，使还原剂价态升得越高，则氧化剂的氧化性越强。如：2Fe+3Cl2 2FeCl3Fe+S FeS则氧化性：Cl2S。判断还原剂还原性的原理类似。4根据元素周期表判断（1）同主族元素（从上到下）：非金属原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强；金属原子（或单质）还原性逐渐增强，对应阳离子氧化性逐渐减弱。（2）同周期元素（从左到右）：原子或单质还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。阳离子的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱。解题能力培养 1氧化还原反应中电子转移的方向和数目例1标出反应1
12、1P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4的电子转移方向和数目，该反应中氧化剂为_，还原剂为_，1mol CuSO4能氧化P原子的物质的量是_。分析可以先标出有变价的元素的化合价，发现P元素的化合价有升有降，则其既作了氧化剂又作了还原剂，CuSO4中的Cu元素化合价降低，故CuSO4也是氧化剂 。因为1mol CuSO4在反应中只有Cu能获得1mol e，而1mol P被氧化时能提供5mol e，故1mol CuSO4能氧化0.2mol P。 2氧化剂、还原剂的确定例2氢阴离子（H）能和NH3反应：H+NH3=NH +H2。根据上述反应事实可以得到的正确结论是（
13、 ）ANH3具有还原性BH是很强的还原剂C该反应的还原产物是H2D该反应属于置换反应分析液氨中NH3分子能发生如下的电离NH3=NH +H+，H与NH3分子的反应实质上就是H和NH3分子电离出来的H+发生反应生成H2，由于H失电子能力强，所以H是很强的还原剂。NH3分子中的H+得到电子，它是氧化剂。H2是H失电子的氧化产物，也是H+得电子的还原产物，因此H2既是氧化产物又是还原产物。由于该反应中无单质参加，该反应不符合置换反应的定义。正确答案：B3判断氧化剂、还原剂的相对强弱例3根据下列反应，判断M、N、P、Q的还原性由强到弱的顺序是（ ）NCl2+P=N+PCl22MCl3+3N=2M+3NCl23QCl2+2M=2MCl3+3QAMNPQ BPNMQCQPNM DNMPQ分析 根据氧化还原剂反应的规律可知，当一个氧化还原反应按正反应方向进行时，一般情况下，氧化性是：氧化剂氧化产物；还原性是：还原剂还原产物。对于反应，还原剂是P，还原产物N，因此还原性是PN；对于反应，还原剂是N，还原产物是M，还原性是NM，以此类推反应中还原性MQ。根据以上关系可得：还原性是PNMQ。正确答案：B
