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第3讲氧化还原反应 一 氧化还原反应 元素化合价升降 电子转移 1 概念有 或有 得失或偏移 的反应 2 实质 电子 化合价 氧化还原反应的实质是发生了 转移 3 特征反应前后某些元素的 发生了变化 也是判断是否为氧化还原反应的依据 4 基本概念之间的关系 图1 3 1 置换 复分解 分解 5 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系图1 3 2 化合价降低 二 常见的氧化剂和还原剂1 常见的氧化剂 氧化剂是所含元素 或得到电子 的反应物 氧化剂在反应中被还原 常见的氧化剂 活泼的非金属单质 f2 cl2 o2 高价酸 hno3 浓硫酸 hclo4 高价盐 fe3 kmno4 k2cr2o7 过氧化物 na2o2 h2o2 2 常见的还原剂 化合价升高 被氧化 还原剂是所含元素 或失去电子 的反应物 还原剂在反应中 常见的还原剂 活泼的金属单质 k na mg al等 一些非金属单质 h2 c 3 处于中间价态的物质处于中间价态的物质既有氧化性 又有还原性 一般情况下主要表现某一方面的性质 例如 fe2 so2以还原性为主 h2o2以氧化性为主 元素处于低价的化合物 co so2 h2s fe2 三 电子转移的表示方法1 双线桥法 得失电子分开注明 从反应物指向生成物 同种元素 注明 得失及电子数 体现 谁变谁 的思想 例如 2 单线桥法 从被氧化 失电子 化合价升高 的元素指向被还原 得电子 化合价降低 的元素 从反应物指向反应物 标明转移电子总数 不需标明得失 体现 谁给谁 的思想 例如 3 注意两类特殊的化学反应 1 歧化反应 同种元素在反应中部分原子化合价升高 部 分原子化合价降低 例如 2 归中反应 不同价态的同种元素的原子在反应中趋于中间价态 解此类题最好将该元素的不同价态用数轴标出 变化的区域只靠拢 不重叠 例如 考点1 氧化性 还原性强弱的比较 氧化性是物质得到电子的性质 还原性是物质失去电子的性质 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 常用判断方法如下 1 根据氧化还原反应原理判断用方程式来判断物质的氧化性 还原性强弱 是最常用也是最重要的方法 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 强氧化剂 强还原剂 弱氧化剂 弱还原剂 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 2 根据金属活动顺序表判断 3 根据非金属活动顺序判断 单质的氧化性增强 相应阴离子的还原性增强 4 根据元素周期表中的相对位置判断 5 根据化合价高低判断 同元素的同类物质 其氧化性 高价 低价 例如 氧化性 fe3 fe2 cu2 cu so3 so2 co2 co h2so4 h2so3 6 根据反应程度 变价程度 判断 1 同一还原剂 在相同条件下用不同的氧化剂来氧化 还原剂的化合价升高数越多者 氧化性越强 2 同一氧化剂 在相同条件下用不同的还原剂来还原 氧化剂的化合价降低数越多者 还原性越强 7 根据反应的难易程度判断常见典型实例如下 8 根据电化学原理判断 原电池中 还原性 负极 正极 一般情况下 电解池中 阳极上先失电子者还原性强 阴极上先得电子 者氧化性强 9 根据反应物的浓度判断 一般情况下 反应物浓度越大 其氧化性或还原性越强 例如 氧化性 浓硝酸 稀硝酸 浓硫酸 稀硫酸 还原性 浓盐酸 稀盐酸 用mno2制cl2时 必须用浓盐酸 3 在酸性溶液中 no3表现出强氧化性 在中性或碱性溶 10 溶液酸碱性的影响 反应溶液的酸碱性对氧化性 还原性强弱亦有影响 例如 其氧化性 kmno4 酸性 kmno4 中性 kmno4 碱性 2 在酸性溶液中 还原性 mg al 而在强碱性溶液中 还原性 mg al 液中则不表现强氧化性 例1 2011年上海高考 高铁酸钾 k2feo4 是一种新型的 自来水处理剂 它的性质和作用是 a 有强氧化性 可消毒杀菌 还原产物能吸附水中杂质b 有强还原性 可消毒杀菌 氧化产物能吸附水中杂质c 有强氧化性 能吸附水中杂质 还原产物能消毒杀菌d 有强还原性 能吸附水中杂质 氧化产物能消毒杀菌思路指导 考虑元素的价态对氧化性与还原性的影响 并且要区分水的消毒与净化 解析 高铁酸钾 k2feo4 中fe的化合价是 6 具有强氧化性 其还原产物fe3 水解生成氢氧化铁胶体 能吸附水中杂质 答案 a 例2 2013年武汉模拟 已知x2 y2 z2 w2四种物质的氧化能力强弱为w2 z2 x2 y2 下列氧化还原反应能发生 的是 解析 在氧化还原反应中 物质的氧化性强弱关系为氧化剂 氧化产物 利用此规律可知b项反应能够发生 答案 b a 2naw z2 2naz w2b 2nax z2 2naz x2c 2naw y2 2nay w2d 2naz x2 2nax z2 考点2 氧化还原反应的规律及其应用 例3 双选 向nabr nai na2so3混合溶液中通入一定量的氯气后 将溶液蒸干并充分灼烧 得到的固体剩余物可能 是 a nacl na2so4c nacl na2so4 i2 b nacl nabr na2so4d nacl nai na2so4 答案 ab a 1 b 2 c 3 d 4 答案 b 考点3 氧化还原反应方程式的配平及计算 1 氧化还原反应方程式的配平 1 配平原则 得失电子守恒 质量守恒 电荷守恒 2 配平步骤 实例 高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气 标价态 找变化 指情况 确定氧化剂与还原剂的化学计量数 检查 2 氧化还原反应的计算 电子转移守恒法是依据氧化剂与还原剂得失电子数目相等这一原则进行计算的 电子转移守恒法是氧化还原反应计算的最基本的方法 例5 氧化还原反应在生产 生活中具有广泛的用途 贯穿古今 a 煤的形成c 简单机械织布 b 卫星上的太阳能电池工作d 我国古代烧制陶器 2 水是人体的重要组成部分 是人体中含量最多的一种物质 而 四种基本反应类型与氧化还原反应的关系 也可用下图表达 图1 3 3 试写出有水参加的符合反应类型 的一个化学方程式 其中水为 剂 3 氯化铵常用作焊接 例如 在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接 其反应为 cuo nh4cl cu cucl2 n2 h2o 配平此氧化还原反应方程式 该反应中 被氧化的元素是 填元素名称 氧化剂是 填化学式 反应中若产生0 2mol的气体 则有 mol的电子转移 思路指导 配平氧化还原方程式可以用最小公倍数法直接配平 而对于判断氧化剂 还原剂时 要注意一个氧化还原反应中有时不只一种氧化剂或还原剂 当出现不只一种氧化剂或还原剂时 计算得失电子的数目时应防止漏算 解析 1 煤的形成 太阳能电池工作 陶器烧制过程中都有氧化还原反应发生 简单机械织布为物理变化 2 由图可知 反应类型 全部属于氧化还原反应 则应该是置换反应 答案 1 c 2 c h2o co h2 氧化 3 4cuo 2nh4cl 3cu cucl2 n2 4h2o 氮 cuo 1 2 答案 1 52 16 10 2 8 2 14 4 1 2 4 2h2o 可能缺的项 一般是反应介质 通常是酸 h 碱 oh 1 氧化还原反应方程式的配平技巧 1 缺项类 或水 它们虽参与反应 但元素化合价不变 确定方法 先配出氧化还原化学计量数 后根据离子电 荷守恒和原子个数守恒确定未知物 2 多变类 有两种以上元素价态改变 存在于一种物质中 其中两种元素的价态同时升高或降 低 配平技巧 整体法 把多种元素价态改变的分子作为整 体 根据电子得失总数相等 即可配平 3 有机方程式配平的关键是确定c h o元素的化合价 一般h的价态 1价 o的价态 2价 最后确定c的化合价 2 氧化还原反应的计算方法 1 计算依据 电子转移守恒 即得电子总数与失电子总数 相等或化合价升降总数相等 2 常见题型 计算氧化剂与还原剂的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 实验探究 从定性和定量两个角度探究有关氧化还原反应 的实验一 关于物质氧化性 还原性强弱的实验 例7 某研究性学习小组在网上收集到如下信息 fe no3 3溶液可以刻蚀银 制作美丽的银饰 他们对刻蚀银的原理进行了如下探究 实验 制备银镜 并与fe no3 3溶液反应 发现银镜溶解 1 下列有关制备银镜过程的说法正确的是 填序 号 a 边振荡盛有2 的agno3溶液的试管 边滴入2 的氨 水 至最初的沉淀恰好溶解为止 b 将几滴银氨溶液滴入2ml乙醛中 c 制备银镜时 用酒精灯的灯焰给试管底部加热d 银氨溶液具有较弱的氧化性 e 在银氨溶液配制过程中 溶液的ph增大 提出假设 立 则丙同学由此得出结论 fe no3 3溶液中的fe3 和no3都 思考与交流 4 甲同学验证了假设1成立 若乙同学验证了假设2也成 氧化了ag 你是否同意丙同学的结论 并简述理由 3 答案 1 ade 2 ag fe3 ag fe2 可以起指示剂的作用 此类指示剂称为自身指示剂 例如 mno4 二 氧化还原反应滴定时指示剂的选择方法 中学阶段氧化还原反应滴定时指示剂的选择常见的有两类 1 自身指示剂 有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色 而滴定产物为无色 则滴定时无需另加指示剂 自身颜色变化 本身在溶液中显紫红色 还原后的产物mn2 为无色 所以用高锰酸钾溶液滴定时 不需另加指示剂 2 显色指示剂 有些物质本身并没有颜色 但它能与滴定剂或被滴定物质反应 产生特殊颜色 滴定后变为无色 因而可指示滴定终点 例如 滴定前溶液中无单质碘 滴定后有单质碘生成等 可用淀粉等作指示剂 例8 2013年山东模拟 用高效的二氧化氯 clo2 替代液氯进行消毒 可避免产生对人体健康有害的有机氯代物 1 工业上 clo2常用naclo3和na2so3溶液混合并加硫酸酸化后反应制得 则化学反应方程式为 在该反应中naclo3和na2so3的物质的量之比为 2 有效氯含量是含氯消毒剂的一个重要指标 有效氯含量的定义 从hi中氧化出相同量的i2所需cl2的质量与指定含氯消毒剂的质量之比 常用百分数表示 则clo2的有效氯含量是 答案 1 2naclo3 na2so3 h2so4 2na2so4 2clo2 h2o2 1 2 263 或2 63 3 4 040 10 4mol l 1 8 900 10 6mol l 1 题组一 氧化还原反应的基本概念 1 下列说法正确的是 a 阳离子只有氧化性 阴离子只有还原性b 失电子难的原子获得电子的能力一定强c 得到电子越多的氧化剂 其氧化性就越强又难失电子 b项错误 氧化剂氧化性的强弱取决于得电子能力的强弱 而不是得电子数的多少 c项错误 答案 d d 要实现fe2 fe3 的转化 必须加入氧化剂 解析 fe2 具有还原性 a项错误 稀有气体既难得电子 解析 水在所给的反应中既不作氧化剂 又不作还原剂 前三项中水的作用与所给反应相同 d项中水作氧化剂 答案 d 题组二 氧化性 还原性强弱的比较 3 双选 工业上从含硒的废料中提取硒的方法之一是用硫酸和硝酸钠处理废料 获得亚硝酸和少量的硒酸 再与盐酸共 热 硒酸即转化为亚硒酸 2hcl h2seo4 h2seo3 cl2 h2o 再通so2于亚硒酸中 单质硒即析出 下列说法正确 的是 a h2seo4的氧化性强于cl2b h2seo3的氧化性强于h2so3c seo2的还原性强于so2d 析出1molse需h2seo3 so2 h2o各1mol 答案 ab 解析 写出反应h2seo3 2so2 h2o se 2h2so4和已知反应2hcl h2seo4h2seo3 cl2 h2o 可知氧化性 h2seo4 cl2 h2seo3 h2so4 所以h2seo3的氧化性强于h2so3 生成1molse需要2molso2 的还原性 可得出氧化性 xo4 z2 b2 a3 还原性 a2 b 解析 根据反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性 反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物 z x2 答案 b 题组三 氧化还原反应的配平和计算 5 2013年河北石家庄模拟 nano2因外观和食盐相似 又有咸味 容易使人误食中毒 已知nano2能发生如下反应 2nano2 4hi 2no i2 2nai 2h2o 1 上述反应中氧化剂是 2 根据上述反应 鉴别nano2和nacl 可选用的物质有 水 碘化钾淀粉试纸 淀粉 白酒 食醋 你认为必须选用的物质有 填序号 3 某厂废液中 含有2 5 的nano2 直接排放会造成污染 下列试剂能使nano2转化为不引起二次污染的n2的是 填编号 a naclc hno3 b nh4cld 浓硫酸 4 请配平以下化学方程式 al nano3 naoh则生成标准状况下n2的体积为 l naalo2 n2 2h2o 若反应过程中转移5mole 答案 1 nano2 2 3 b 4 106 4 10 3 11 2 解析 1 nano2中n元素的化合价降低 作氧化剂 2 根据上述反应 nano2在酸性溶液中 能将i 氧化成i2 淀粉遇i2变蓝

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