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1、第第 4 讲讲 氧化还原反应的基本概念和规律氧化还原反应的基本概念和规律考纲要求 1.了解氧化还原反应的有关概念及其本质。2.了解常见的氧化还原反应。考点一 氧化还原反应及其相关概念1 用分类思想理解氧化还原反应(1)根据反应中有无电子转移或元素化合价是否发生变化，可以把化学反应划分为氧化还原反应和非氧化还原反应。判断氧化还原反应的最佳判据是有无元素化合价的升降。(2)四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示：2 结合实例理解氧化还原反应的相关概念实例：在 Fe2O33CO2Fe3CO2的反应中 Fe2O3是氧化剂，CO 是还=高温原剂；C 元素被氧化，Fe 元素被还原；Fe2O3具有
2、氧化性，CO 具有还原性；CO2是氧化产物，Fe 是还原产物。(1)相关概念还原剂在反应中表现为所含元素的化合价升高，实质上失电子。还原剂具有还原性，反应时本身被氧化，发生氧化反应，得到氧化产物。氧化剂在反应中表现为所含元素的化合价降低，实质上得电子。氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原，发生还原反应，得到还原产物。(2)常见氧化剂和还原剂常见氧化剂a某些活泼的非金属单质：如 Cl2，一般被还原为 Cl。b元素处于高价态的物质：如浓硫酸，一般被还原为 SO2。c过氧化物：如 H2O2，一般被还原为 H2O。常见还原剂a活泼的金属单质：如 Zn，一般被氧化为 Zn2。b某些活泼的非金属单质：如 H
3、2，一般被氧化为 H2O。c元素处于低价态的物质：如 CO，一般被氧化为 CO2。具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。还原产物 中间价态 氧化产物深度思考1.下列反应属于氧化还原反应的是 ，属于化合反应的是 ，属于分解反应的是_，,属于置换反应的是 ，属于复分解反应的是 。Cu2SO22CuSO2= = = = =3O22O3= = = = =放电Fe2O33CO2Fe3CO2= = = = =高温2Na2H2O=2NaOHH2CaCO3CaOCO2= = = = =高温2H2O22H2OO2= = = = =MnO2SO3H2O=H2SO42Fe3Cl22FeCl3= = = = =点
4、燃H2SO42NaOH=Na2SO42H2ONaHH2O=NaOHH2IBrH2O=HIOHBr答案 2 判断正误，正确的划“” ，错误的划“”(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( )(2)金属阳离子一定只具有氧化性( )(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原( )(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂( )(5)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原( )答案 (1) (2) (3) (4) (5)3 在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗？答案 不一定，同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能
5、是同种物质，也可能是不同的物质，氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质。例如：Cl2H2OHClHClO 中，Cl2既是氧化剂又是还原剂；6HCl(浓)KClO33Cl2KCl3H2O 中，Cl2既是氧化产物又是还原产物。=1 被称为万能还原剂的 NaBH4溶于水并和水反应：NaBH42H2O=NaBO24H2，下列说法中正确的是(NaBH4中 H 为1 价)( )ANaBH4既是氧化剂又是还原剂BNaBH4是氧化剂，H2O 是还原剂C硼元素被氧化，氢元素被还原D被氧化的元素与被还原的元素质量之比为 11答案 D解析 首先分析四种元素价态的变化：Na 的价态反应前后都是1 价，B
6、反应前后都是3 价，O 反应前后都是2 价，变价元素只有 H，NaBH4中1 价氢被 H2O 中1价氢氧化，发生归中反应生成 H2。2 ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得：2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O。下列说=法不正确的是( )ACO2是氧化产物BH2C2O4在反应中被氧化CH2C2O4的氧化性强于 ClO2的氧化性DClO2作水处理剂时，利用了其强氧化性答案 C解析 H2C2O4为还原剂，被氧化，氧化产物为 CO2，选项 A、B 正确，C 错误；选项D，ClO2的强氧化性能杀灭水中的细菌等，正确。反思归纳反
7、思归纳解氧化还原反应概念题的“两个关键”(1)要理清知识线索(2)要明确解题的方法思路：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，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。考点二 电子转移数目的分析方法1 有关电子转移数目的计算关键是明确反应中元素的化合价变化，找出氧化剂或还原剂的物质的量，以及 1 mol 氧化剂得电子的物质的量或者 1 mol 还原剂失电子的物质的量。例如：2 氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)单线桥法表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数。还原剂氧化 ne剂=氧化产物还原产物注意事项 箭头必须由还原剂中失电子
8、的元素指向氧化剂中得电子的元素；箭头方向表示电子转移的方向；在“桥”上标明转移的电子总数。(2)双线桥法表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况。还原剂氧化剂=氧失 ne(升 n 价)化产物还得 ne(降 n 价)原产物注意事项 箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素；箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。深度思考下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是(5)；其中属于歧化反应的是(2)，属于归中反应的是(3)，属于部分氧化还原反应的是(3)、(4)、(5)。特别提醒 对于分解反应和歧化反应，在标电子转移时用“双线桥”法，而不用“单线桥”法。
9、题组一 一般氧化还原反应中电子转移数目的分析1 某一反应体系中有反应物和生成物共 5 种物质：S、H2S、HNO3、NO 和 H2O。已知水是反应产物之一。(1)该反应中的还原剂是_。(2)该反应中的还原产物是_。(3)写出该反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目：_。(4)若反应过程中转移了 0.3 mol 电子，则生成水的质量是_。答案 (1)H2S (2)NO(4)3.6 g解析 本题为一道开放性试题，可根据常见的氧化剂和还原剂来判断。HNO3为常见的氧化剂，H2S 为常见的还原剂，则 NO 为还原产物，S 为氧化产物。S 元素由2 价升高到 0 价，N 元素由5 价降到
10、2 价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。由(3)中的化学方程式可知，当生成 4 mol H2O 时，转移 6 mol 电子，所以当转移0.3 mol 电子时，生成 0.2 mol H2O，质量为 3.6 g。题组二 复杂氧化还原反应中电子转移数目的分析2 已知氧化还原反应：2Cu(IO3)224KI12H2SO4=2CuI13I212K2SO412H2O，下列说法正确的是( )ACuI 既是氧化产物又是还原产物BCu(IO3)2作氧化剂，Cu(IO3)2中的铜和碘元素被还原C每生成 1 mol CuI，有 12 mol KI 发生氧化反应D每转移 1.1 mol 电子，有 0.2
11、 mol 被氧化I5答案 B解析 根据以上分析，CuI 仅是还原产物，A 项错；在 Cu(IO3)2中铜元素、碘元素的化合价均降低，被还原，B 项对；每生成 1 mol CuI，应有 11 mol KI 发生氧化反应，C 项错；根据方程式，每转移 22 mol e，有 4 mol 的被还原，所以当有 1.1 mol e转移时，应I5有 0.2 mol 被还原。I53 在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：CuFeS24Fe3=Cu25Fe22S，反应结束后，经处理获得单质硫 x mol。下列说法正确的是( )A反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原B氧化剂是 Fe3，氧化产物是 Cu
12、2C反应中转移电子的物质的量为 x molD反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为 y mol，则原 Fe3的总物质的量为(yx) mol答案 D解析 CuFeS2中 Cu、Fe 均为2 价，S 为2 价，CuFe 24Fe3=Cu25F 得S24ee22 失 22e，Fe3为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S 为氧化产物，A、B 错S0误；生成 x mol 单质硫时转移 2x mol 电子，C 错误；生成 x mol 单质硫，则参加反应的Fe3的物质的量为 2x mol，生成 n(Cu2) x mol，n(Fe2) x mol，溶液中剩余1252n(Fe3)y x x(y3x) mo
13、l，则原 Fe3的总物质的量 n(Fe3)(yx)mol。1252反思归纳反思归纳走好关键第一步正确标出元素化合价正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断CuFeS2 Cu2 Fe2 S2 K2FeO4 Fe6Li2NH N3
14、LiNH2 N3 AlN N3Na2S2O3 S2 MO M5 C2O C3 224HCN C2 N3 CuH Cu1 H1FeO Fe(8n) Si3N4 Si4 N3n4考点三 氧化性、还原性强弱规律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：Nae=Na，Al3e=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
15、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
