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1、 高中化学培优辅导讲座第4讲 氧化还原反应基本理论【高考要求】氧化还原反应的基本概念、氧化还原反应的配平与计算、氧化还原半反应以及氧化还原反应的应用。【知识梳理】1、 氧化还原反应的基本概念二、氧化还原反应的基本规律及其思维模型1. 氧化性、还原性强弱的判断（1）根据金属活动顺序进行判断规律：金属单质的还原性越强，其对应阳离子的氧化性越弱：说明一般来说，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。如Cu2+2e-Cu远比Na+ +e-Na容易，即氧化性
2、Cu2+Na+,还原性Na Cu 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。（2）根据非金属活动顺序进行判断（3）根据氧化还原反应的发生规律判断氧化还原反应发生规律可用如下式子表示：氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物例：已知2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl，2FeCl2+C12=2FeCl3。由知，氧化性Fe3+I2，由知，氧化性C12Fe3+，综合结论，可知氧化性Cl2Fe3+I2聞創沟燴鐺險爱氇谴净。（4）根据氧化还原反应发生反应条件的不同进行判断 如：MnO2十4HCl(浓)MnCl2+C12+2H2O，2KMnO4十16HCl(浓)=2MnCl2+5C12+8H2O 残骛楼諍锩
3、瀨濟溆塹籟。后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性 KMnO4MnO2（5）根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断Cu十C12CuCl2，2Cu+SCu2SC12可把Cu氧化到Cu(+2价)，而S只能把Cu氧化到 Cu(+1价)，这说明氧化性Cl2S，注意氧化性的强弱指的是氧化剂能使其他化合物化合价升高的难易程度，并不是指自身被还原的程度。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。（6）根据元素周期表判断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。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。对同主族的金属的还原性和非金属的氧化性可按上述方法分析。（7）其他因素a.浓度：同
4、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。b.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。c.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，对应的产物也不同。如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强，在酸性环境中还原产物为Mn2+，中性环境中为MnO2，碱性环境中为MnO42-等等。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2. 氧化还原反应的基本规律及其模型(1) 守恒规律：氧化还原反应中得电子总数与失电子总数相等(即电子转移守恒)，表现在元素化合价降低总数与升高
5、总数相等。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。守恒规律学科思想模型：氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。这是配平和计算的依据，利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应历程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果茕桢广鳓鯡选块网羈泪。(2) 价态规律：根据元素的价态可以判断物质的氧化性、还原性，即处于高价态的物质一般具有氧化性，处在低价态的物质具有还原性；处于中间价态的物质兼有氧化性和还原性。例如：具有还原性，具有氧化性，既具有氧化性又具有还原性。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。价态归中规律思维模型：含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应
6、时，该元素价态的变化一定遵循“高价低价中间价”，而不会出现交叉现象。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。如反应KClO36HCl=KCl3Cl23H2O中，转移的电子数为5，而非6。(3)转化规律：同种元素不同价态之间发生反应，元素化合价只靠近不交叉；相邻价态间不发生氧化还原反应。例如：H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O，反应中，；Fe与Fe2+、Fe2+与Fe3+不发生反应。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。歧化反应规律思维模型：“中间价高价低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。渗釤
7、呛俨匀谔鱉调硯錦。(4) 强弱规律：一种氧化剂与几种还原剂反应，先氧化还原性强的还原剂，反之亦然。例如：Cl2与FeBr2溶液的反应，先考虑Cl2氧化Fe2+，再考虑Cl2氧化Br-；Cl2与FeI2溶液的反应，先考虑Cl2氧化I-，再考虑Cl2氧化Fe2+。同样，一种还原剂与几种氧化剂反应，氧化性强的先反应，如Fe加到H2SO4和CuSO4组成的混合溶液中，Fe先与Cu2+反应，然后才与H+反应。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性最强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被
8、还原的是氧化性最强的物质。三、氧化还原反应的配平和计算1.氧化还原反应的配平(1) 配平的基本原则 电子守恒：氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 质量(物料)守恒：反应前后各元素原子总数相等。 电荷守恒：方程式两边的各物质总电荷数相等。(离子反应)(2) 配平的基本方法a. 化合价升降法(最小公倍数法)配平的步骤：(1) 写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原过程的有关原子上方标出化合价。(2)计算相关原子化合价上升和下降的数值(3)找出它们的最小公倍数，按照最小公倍数原子对各化合价的变化值乘以相应的系数，即得氧化剂和还原剂的化学计量数擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。(4)平衡其他原子，在多数情况下
9、是H原子和O原子，酸性环境中补充H+和H2O，碱性环境中补充OH-和H2O。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。例1. 以氯酸与磷反应为例，说明用氧化数法配平氧化还原反应式的步骤： (1)写出基本反应式 HClO3 + P4 HCl + H3PO4(2)找出氧化剂中原子氧化数降低的数值和还原剂中原子氧化数升高的数值。(3)调整系数，使氧化数升高的总数等于氧化数降低的总数。 (4)在氧化剂和还原剂的化学式前，各乘以相应的系数。并使方程式两边相应的原子数相等。10HClO3 + 3P410 HCl + 12H3PO4(5)配平反应前后氧化数未发生变化的原子数。首先检查反应方程式两边的氢原子数目，找出参加反应的水
10、分子数。最后核对氧原子数。由于右边多36个氢原子和18个氧原子，左边应加18个水分子，得到配平了的氧化还原方程式。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。10HClO3 + 3P4 + 18H2O 10 HCl + 12H3PO4b.离子电对法适用于液相中发生的氧化还原型的离子反应，利用半反应法依据电子守恒法配平。配平步骤： 用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式) 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应 分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。例2：以高锰酸钾滴定法测定Fe2+ 配平为例KMnO4+FeSO4+H2SO4（稀）MnSO4+F
11、e2(SO4)3+K2SO4+H2O离子式：MnO4+ Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O半反应： MnO4- + 8H+ +5e - Mn2+ + 4H2O5） Fe2+ - e- Fe3+ MnO4+ 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O2KMnO4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2. 氧化还原反应的计算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，判断反应产物等。计算的关键是遵循电
12、子守恒的原则，即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。计算公式如下：買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。氧化剂物质的量变价元素原子的个数化合价的变化值=还原剂物质的量变价元素原子的个数化合价的变化值。计算依据即为电子守恒。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。对于化学反应中有一种元素升高，同时有两种(或多种)元素化合价下降(或者反过来)的氧化还原反应问题，根据电子守恒思想从数学理论上得出该问题是不定方程的求解，但在化学问题经常会给出一些不同的限制条件是可以进行求解的，从而造成问题的发散性。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。四、氧化还原反应方程式的分析和书写借助已学的化学反应和氧化还原反应基本规律推出并写出未知反
13、应的化学方程式，这是考查学生化学变通能力的一类常见题型，解决这类问题需要掌握几种分析和思考方法。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。1. 类比法2. 分解法【例题精讲】【例1】下列说法正确的是()A强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应B含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性C阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性D发生化学反应时，失电子越多的金属原子，还原能力越强【例2】已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应Ce4Fe2=Fe3Ce3Sn22Fe3=2Fe2Sn4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() ASn2、Fe2、Ce3 BSn2、Ce3、Fe2CCe3、Fe2、S
14、n2 DFe2、Sn2、Ce3【例3】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()锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3BCl2FeI2=FeCl2I2CCo2O36HCl=2CoCl2Cl23H2OD2Fe32I=2Fe2I2【例4】已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：GQNaClQH2OXH2YNaOHGQH2OZNaOHQXH2这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是()AG、Y、Q、Z、X BX、Z、Q、G、YCX、Z、Q、Y、G DG、Q、Y、Z、X【例5】Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为116，则x的值为()構氽頑黉碩饨荠龈话骛。A2 B3 C4 D5【例6】24 mL浓度为0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 molL1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为()輒峄陽檉簖疖網儂號泶。A2 B3 C4 D5【
