氧化还原专题.doc

氧化还原专题一氧化还原反应有关概念辨析反应实质：有电子得失或电子对的偏移。表现特征：元素化合价有升降。五对概念：氧化反应和还原反应；被氧化与被还原；氧化剂与还原剂；氧化性与还原性；氧化产物与还原反应。记忆方法：失高氧、得低还，若说“剂”两相反。 氧化剂本身被还原，还原剂本身被氧化。（1）氧化剂、还原剂的概念及它们在氧化还原反应中关系，及其本质变化及外在表现。氧化剂是指在反应中得到电子（或电子对偏向）的物质，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，其生成物叫还原产物。还原剂是指在反应中失去电子（或电子对偏离）的物质，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，在反应中本身被氧化，其生成物是氧化产物。（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，氧化性是电子的接受体。（3）氧化还原反应中各概念间的关系例1：下列说法正确的是（BDH ）A.氧化还原反应的本质是元素化合价发生变化B.氧化还原反应中一定有电子的得失C.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应D.氧化反应和还原反应是同时发生的 E.元素由化合态变为游离态,该元素一定被还原F. 金属阳离子被还原后，一定得到该元素的单质G.金属只有还原性,非金属只有氧化性H. 强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应I.有单质参加的化学反应不一定都是氧化还原反应 二电子转移及氧化还原关系的表示方法 -单线桥和双线桥1。用双线桥表示电子转移的结果和氧化还原反应的各种关系重点：（1）双箭号（从反应物指向生成物） （2）箭号起、止所指为同一种元素 （3）标出得与失电子及总数（氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数） 2. 用单线桥表示电子转移情况表示氧化剂和还原剂之间元素的电子转移情况时，将氧化剂中降价元素与还原剂中升价元素用直线连接起来，箭头从还原剂指向氧化剂，线上标出电子转移总数，称为“单线桥法” 重点：（1）单箭号（在反应物之间） （2）箭号起点为失电子元素，终点为得电子元素(从还原剂指向氧化剂) （3）只标转移电子总数，不标得与失。三氧化还原反应的一般规律守恒律化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数与得电子总数相等。作用：有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原方程式。例1：0.3molCu2S与足量的硝酸反应，生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水，则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量为（ B ） A.0.9mol B.1mol C.1.2mol D.2.2mol解：根据得失电子守恒，失电子总数=0.3(2+8)=3 mol，故硝酸被还原成NO共 1 mol。强弱律较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。作用：用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。 用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。 价态律元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要呈现一种性质。作用：判断元素或物质氧化性或还原性的有无。如：SO2既有氧化性又有还原性，但以还原性为主。难易律（先后律）越易失电子的物质，失电子后就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后就越难失去电子；一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性强的还原剂发生反应。同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，氧化性最强的氧化剂优先发生反应。作用：判断物质的稳定性及反应顺序。转化律氧化还原反应中，以元素相间价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价“只靠近而不交叉”；同种元素，相邻价态间不发生氧化还原反应。作用：分析判断氧化还原反应中的物质变化及推测变化产物。作用：分析判断氧化还原反应中的物质变化及推测变化产物。四氧化还原反应的判断和分析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： 当有单质参与反应，或有单质生成时可认为该反应一定是氧化还原反应。 有机物发生的反应，当分子中引入氧或失去氢可认为被氧化，反之分子中失去氧或得到氢可认为被还原。五常见的氧化剂、还原剂（一）常见的氧化剂和还原剂（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、含氧酸、盐等，如MnO2，NO2；浓H2SO4，HNO3；KMnO4，KClO3，FeCl3等。 过氧化物，如Na2O2，H2O2等。（3）重要的还原剂 活泼的金属单质，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。（二）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=2HCl+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，由于潮湿的Cl2还有另一重要性质漂白性，会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、）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+）？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： 铁过量时得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+，Cu粉和SO2均能还原Fe3+得到Fe2+。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，它们单质的氧化性就越弱。（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。 （三）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，如：4HCl（浓）+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2 16HCl（浓）+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2易知氧化性：KMnO4MnO2。3. 由氧化产物的价态高价来判断当含变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物相关元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。如： 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+S FeS 可知氧化性：Cl2S。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。【典型例题】1. 氧化还原反应中电子转移的方向和数目例1 标出反应11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4的电子转移方向和数目，该反应中氧化剂有_，还原剂为_，1mol CuSO4中能氧化P原子的物质的量是_。答案：解析：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被氧化会能出5mol e，故1mol CuSO4反应氧化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=NH2- +H2。根据上述反应事实可以得到的正确结论是（ ）A. NH3具有还原性 B. H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答案：B解析：液氨中NH3分子能发生如下的电离NH3=+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。3. 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+PCl2 2MCl3+3N=2M+3NCl2 3QCl2+2M=2MCl3+3QA. MNPQ B. PNMQ C. QPNM D. NMPQ答案：B解析：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。例4 现有下列三个氧化还原反应存在： 2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2； 2FeCl2+Cl2=2FeCl3；KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2。若某溶液中有Fe2+和I共存，要氧化除去I而又不影响Fe2+和Cl。下列试剂中，可加入的试剂是（ ）A. Cl2 B. KMnO4 C. FeCl3 D. HCl答案：C解析：可由三个反应方程式得出如下结论：氧化性：MnO4- Cl2Fe3+I2；还原性：Mn2+ClFe2+I。所以MnO4- 可氧化Cl、Fe2+、I，Cl2能氧化Fe2+、I，只有Fe3+只能氧化I，因而符合题意的氧化剂只能为C。4. 氧化还原反应的分析例5 在新生代的海水里有一种铁细菌，它们摄取海水中的Fe2+，把它转变为它们的皮鞘（可以用Fe2O3来表示其中的铁），后来便沉积下来形成铁矿，这个用酶为催化剂的反应的另一反应物是CO2，它在反应后转变成有机物（用甲醛表示），写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目。答案：解析：题意可得，该反应的反应物有Fe2+、CO2等，氧化产物为Fe2O3，还原产物为HCHO，有无其他反应物或生成物呢？我们可以先初