第8课 氧化还原反应的基本规律-高一化学预习

第08课氧化还原反应的基本规律

［知识精讲］

1.价态规律

①高低规律

元素最高价态：只有氧化性。

元素中间价态：既有氧化性又有还原性。

元素最低价态：只有还原性。

应用：判断元素或物质的氧亿性、还原性。

【提醒】元素处于最高价态不一定具有氧化性，更不一定具有强氧化性，如Na+；元素处于最低价态

不一定具有还原性，更不一定具有强还原性，如Au。

②归中规律

同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉如：

ri

1曲5缸(尚一+SO,：+2H：O

2(V)

4~1«4

-H,SO4(«<)Sj♦SO;f♦2H,O

i(X)

［例”从硫元素的化合价判断，卜.列物质中的硫元素不能表现氧化性的是()

A.Na2sB.SC.SO2D.H2so4

［答案］A

【解析】硫化钠中硫元素的化合价处于最低价，该物质只有还原性，不能表现氧化性，A项正确；单

质硫中硫元素的化合价处于中间价，既有氧化性又有还原性，B项错误；二氧化硫中硫元素的化合价处于

中间价，既有氧化性又有还原性，C项错误；硫酸中硫元素的化合价处于最高价，该物质中的硫元素只能

表现氧化性，D项错误。

［例2］按要求填空。

(1)在S?一、Fe2\Fe3\Mg2\S、「、H+中，只有氧化性的是Fe3'、M-'、Hl，只有还原性的是

S2\I>既有氧化性乂有还原性的是一Fe2,S。

（2）某同学写出以下三个化学方程式（未配平）：

①H2s04+S02—>S+H20

@NazO+0：>Na2O2

@C+HN03（浓）一>C02+N02+H20

你认为不可能实现的是（填序号）。

【解析】（1）元素处于最高价态时，该元素只能得电子因而只具有氧化性；当元素处于最低价态时，该

元素只能失电子因而只具有还原性；而当元素处于中间价态时，该元素既可以得电子乂可以失电子，故既

具有氧化性又具有还原性。

（2）三个化学方程式中都有元素化合价的变化，化学反应中若有元素化合价的升高，则一定有元素化合

价的降低。①式反应中只有硫元素化合价的降低，没有其他元素化合价的升高，该反应不可能发生；②式

反应中，Na20中氧元素的化合价由一2价升到NazCh中的一1份，。2中氧元素的化合价由（）价降到Na2O2

中的一1价，有元素化合价的升高和降低，该反应能实现：③式反应中碳元素的化合价由0价升到+4价，

氮元素的化合价由+5价降到+4价，有元素化合价的升高和降低，反应能实现。

2.强弱规律

还原剂+氧化ne一剂一>氧化产物+还原产物

（强还原性）（强氧化性）（弱氧化性）（弱还原性）

还原性：还原剂,还原产物。

氧化性：氧化剂'氧化产物。

应用：物质间氧化性（或还原性）的强弱比较或判断氧化剂和芍还原性的物质在一定条件下是否发生反应。

［例3］有A、B、C、D四种物质，已知它们能发生下列反应：

①A2++B=B2"A

②A2++C=C2++A

③B2++C=C2++B

@C2++D=D?+4-C

由此可推知，各物质的氧化性、还原性强弱顺序正确的是（）

A.氧化性：C2+>D2*>A2+>B2+

B.氧化性：D2'>C2+>B2+>A2+

C.还原性：A>B>C>D

D.还原性：D>C>B>A

［答案JD

［解析］由①知，氧化性：A2+>B2+,还原性：B>A;由②知，氧化性：A2+>C2+,还原性：OA;由

③知，氧化性：B2+>C2+,还原性：OB：由④知，氧化性：C2+>D2+,还原性：D>Co综合①〜④可得，

氧化性：A2+>B2+>C2+>D2+,还原性：D>C>B>Ao

［例4］金属钛具有许多优异的性能，是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石［主要成分为二氧化

钛(TiCh)］是地壳中钛矿石中的一和，目前，大规模生产钛的方法如卜.：

第一步，让金红石、碳单质在高温下与氯气反应，制得四氯化钛(TiCL)。

TiO2+2C-1-2C12=^=TiCl4+2COo

第二步，在氨气氛围中加热，使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。

TiCI4+2Mg^=^Ti+2Mge卜。

(I)制备金属钛的两步反应是否属于氧化还原反应？(滇"是''或"否")。

(2)试比较。2、TiCL、Ti三种物质氧化性的强弱：C12>TiCLi>C。

【解析】(1)第一步C、CI元素的化合价分别升高和降低，第二步Mg、Ti元素的化合价分别升高和降

低，都为氧化还原反应。(2)第一步反应氧化性：CI2>TiC14,第二步反应氧化性：TiCl4>Ti,三种物质氧化

性的强弱顺序是Cl2>TiC14>Tio

3.先后规律

①同一氧化剂与多种还原剂混合，还原性强的先被氧化。

②同一还原剂与多种氧化剂混合，氧化性强的先被还原。

应用：判断物质的氧化性、逐原性强弱或判断反应的先后顺序。

［例5］在含有CU(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNCh的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(C)

A.MgB.CJ

C.AgD.比

【解析】由金属活动性顺序可知，Cu2\Mg?*、Ag\H+的氧化性由强到弱的顺序为Ag->Cu2+>H+

>Mg2+,故混合液与锌粉反应时，首先置换出Ag。

4.守恒规律

氧化还原反应中，得失电子总数相等，元素化合价升降总数相等，反应前后甩荷总数相等(离子反应)。

即有关系式：

还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数。

化合价降低的总数=化合价升高的总数。

应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。

（1）应用电子守恒规律进行计算的一般步骤

①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

②找准一个原子或离子得失电子数（注意化学式中该种粒子的个数）。

③根据题中粒子的个数和得失电子守恒列出等式：

N（氧化剂）x变价原子个数x化合价变化值（高价一低价）=N（还原剂）x变价原子个数x化合价变化值（高价

—低价）。

［例6］已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R（OH）3+3CKr+4OH-=2RO：+3Cr+5H2O,则每生

成I个RO：，转移电子的个数是（A）

A.3B.4C.5D.6

【解析】2R（OH）3+3C1O+40H=2ROf+3C1+5H2O,反应中R的化合价升高3价，Cl的化合

价降低2价，转移电子数是6,即每生成2个R0；转移电子的个数是6,所以每生成1个R0：转移电子

的个数是3。

2-+3+

［例7］已知MzO厂+3S+14H=2M+3S|4-7H2O,则M2O>

中M元素的化合价为（D）

A.+2B.+3

C.+4D.+6

【解析】该反应是离子反应型的氧化还原反应，由电荷守恒可以得到式子：-x+3x（—2）+14=2x3,x=2,

设Mg7中M元素的化合价为y,则有一2x7+2y——2,y—+6；故D正确。

［例8］新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe2Ov（3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni,在该盐中均显+2价）由

铁酸盐（MFezCU）经高温与氢气反应制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物（SO2、Nth等）转化为相

应单质而除去，转化流程如图所示。关于此转化过程的叙述不正确的是（C）

MFe204［君MFezOx常温分解SO2、NCh等

A.MFezCh在与H?的反应中表现了氧化性

B.MFezCh与MFsOx的相互转化反应均属于氧化还原反应

C.MFe2Ox与S02的反应中MFe2Ox被还原

1

D.若4个MFe2Ox与1个SO2恰好完全反应,则MFe2Ox4x的值为3.5

【解析】MFezCh在与比的反应中，Fc元素的化合价降低，则MFe?。4在反应中表现了氧化性，A正确；

MFezO』与MFsOx的相互转化反应中均有元素化合价的升降，均属「氧化还原反应，B止确；MFezOx与SO?

的反应中，Fe元素的化合价升高，MFezO、被氧化，C错误；设MFezOx中Fe元素的化合价为n,若4个

MFezOx与1个S02恰好完全反应，由电子守恒可知，4x2x(3—n)=lx(4-0),解得n=2.5,由化合物中各

元素正、负化合价的代数和为0可知，+2+(+2.5)x2—2x=0,所以x=3.5,D正确。

(2)氧化还原反应方程式的配平

①配平原则

配

平

三

大

原

则

离子反应前后，阴、阳离子所带电

荷总数相等

②配平步骤(建构模型)

标变价标明反应前后变价元素的化合价

配

平

五

步

骤

-查守恒检查质显、电荷、得失电子是否守恒

③配平示例

配平反应：Zn+HNCh(稀)一＞Zn(NO3)2+NOt+H2O

标变价/n+HX03(稀)一＞Zn(NO3)2+NOt+H20

化合价升高2

11

列变化0+5+2+2

Zn+HNO3(稀)―►Zn(NO3)2+NOf+H2O

化合价降低3

化合价升高2X3

11

求总数0+5+2+2

Zn+HNO3(稀)—►Zn(NO3)2+NOf+H20

化合价*低3X2

配系数(1)先配变价元素：

化合价升高2X3

11

0+5+2+2

3Zn+HNO3(稀)一>3Zn(NO3)2+2N0f+H2O

化合价降低3X2

⑵再用观察法配平其他的物质：

3Zn+8HNO3(#)=3Zn(NO3)2-2NOt+4H2O

查守恒检查质量、电荷、得失电于是否守恒

［例9］配平下列氧化还原反应方程式：

2+

(l)Mn+O2+OH"—>MIIOIOH)21

2+

(2)MnO(OH)2+r+FT―>Mn+I2+H2O

解析:

答案：(l)2Mn2++O2+4OH==2MnO(OH)21

+2+

(2)MnO(OH)2+2I+4H=Mn+l2+3H2O

［效果检测］

1.已知钵元素的最高化合价为+7价，下列对KMnCh推测或判断错误的是•

A.物质分类属于盐B.在反应中易表现氧化性・

C.在反应中易表现还原性D.可用于实验室制02

2.下列粒子不具有还原性和只具有还原性的依次是().

22

A.Fe\FeB.C02>COC.S、S'D.Na\Na•

3.)根据下列反应的化学方程式，判断有关物质的还原性强弱顺序是•

I2+SO2+2H2OH2so4+2HI；2FCC1>+C12=2FCC13；2FeC13+2HI=2FcCl2+2HCl+h

2+2+

A.I>Fe>Cl>SO2B.Cl>Fe>SO2>I

2+2+

C.Fe>r>cr>so2D.SO2>I>Fe>Cl--

4.已知有如下反应：®C103+5C1+6H+=3Cht4-3H2O,②2FeCl3+2KI=2FeC12+2KQ+l2③2FeCb+C12=2FeCl3。

下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是，

3+3+

A.ClO；>Cl2>Fe>I2B.Ch>ClO；>I2>Fe

C.ClO；>Ch>l2>Fe3+D.C10；>Fe3+>C12>h

5.在AgNQa、CU(NO3)2>Zn(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉，待反应完成后再过滤，下列情况中不可能

存在的是

A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2\Zn2\Fe2+-

B.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Ag+、Cu2\Zn2\Fe2+-

C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Zn2+、Fe2t

D.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有ZM+、Fe2+

6.在KCQ+6HC1(浓)=KCI+3Cht+3H2O的反应中，被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为()

A.1：6B.6：1C.1：5D,5：1

7.N2O既是医学上的一种麻醉剂，又是一种常见的温室气体。制取N20的方法有很多，例如:

①NH4NO3=N2OT+2H2。-

②K2SO3+2NO=K2sO4+N2O

③2NH3+2O2=N2O+3H2O•

@2NaNO3+(NH4)2SO4=2N2Of+Na>SO4+4H2O

下列说法中正确的是•

A.反应①中NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，氏0是氧化产物

B.反应②中K2s03是还原剂，bhO是氧化产物•

C.反应③中每生成1个NzO,转移8个电子•

D.反应④中NaNCh是还原剂，N20既是氧化产物又是还原产物•

8.在下列反应中：

@2Na+2H2O=2NaOH+HJ

②2F2+2H2O=4HF+O2

③CI2+H2OHCI+HC10

@C+H2O(g)=^=CO+H2

⑤CaO+H2O=Ca(OH)2

@2H2O=2H2t+O2t

试从氧化还原的角度，回答下列问题：

(1)水只作氧化剂的是O

(2)水只作还原剂的是o

(3)水既不作氧化剂又不作还原剂的是。

9.针对以下A〜D四个涉及H2O2的反应填空：

A.Na2O2+2HC1=H2O2+2NaCI

B.Ag2O+H2O2=2Ag+021+H20

C.2H2O2=^=2H2O+O2t

D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O

(DH2O2仅体现氧化性的反应是(填字母，下同)，H2O2仅体现还原性的反应是，H2O2

既体现氧化性又体现还原性的反应是，比。2既不作氧化剂又不作还原剂的反应是O

(2)请用单线桥标出D反应中电子转移的方向和数目：。

反应中氧化剂是,被氧化的元素是。

10.有下列三个在溶液中发生的氧化还原反应：

①2FeCb+2KI=2FeCl2+2KCI+k

②2卜eCb十Cb=2卜eCk

③KaCnO+14HCl=2KCl+2CrCh+7H2O+3C12t

请根据上述反应分析推断后回答下列问题：•

⑴FeCb、L、Ch、KzCnCh的氧化性由强到弱依次是。•

(2)CnO；.、卜在强酸性溶液中能否大量共存？(填“能”或“不能”)，理由是一

(3)在酸性溶液中存在大量的匕则CnO；、Fe3\Fc2\C「中能与1•大量共存的离子是___________。,

(4)+6价辂的化合物毒性较大，常用NaHSQa将酸性废液中的CnO：还原成C5+,反应的离子方程式为

11.现有①KMnOj、②H2、③02、④。2、⑤CO、⑥Al6种物质，从氧化性、还原性的角度分类，若将常用

的氧化剂放入甲药品柜中，常用的还原剂放入乙药品柜中。•

(1)甲药品柜中有。(均填序号)

⑵由Fe—Fe，O，一^Fe可知，欲实现I反应过程应从(填"甲''或Z")药品柜中找物质。

(3)请将Fe、Fe2O3,CO、C(h4种物质填入下面的横线上，组成一个配平了的化学方程式。并用双线桥法标

出电子转移的方向和数目一

1.【答案】C

【解析】A.KMnO,属于盐，A正确，不符合题意：•

B.KMnO,中锦元素是最高价,具有氧化性，B正确，不符合题意；•

C.KMnO,一般易表现氧化性，通常只是在分解反应中表现还原性，C错误，符合题意；♦

D.KMnCU分解得到氧气，可以用于实验室制取氧气，D正确，不符合题意；•

故选C。•

2.【答案】D.

3.【答案】D

【解析】根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性判断：•

①SO2为还原剂，HI为还原产物，故SO2的还原性强丁卜；・

②FeCL为还原剂，FeCb为还原产物，故Fe?+的还原性强于C「；,

③HI为还原剂，FeCb为还原产物，故1的还原性强于Fe2+；•

综上所述AFe2\Cl>SO2四种粒子的还原性强弱大小为SO2>I>Fe2+>Cr,故答案选D。•

4.【答案】A

【解析】•由①式可知，CIO3-的氧化性强于Ch,CIO?>Ch,由②式可知，铁离子的氧化性强于碘单质，Fe3+>l2,

由③式可知，氯气的氧化性强于铁离子，Ch>Fe3+,综上所述，氧化能力的强弱顺序为。0；>C12>Fe3+>b,

故选Ao

5.【答案】B-

【解析】,由于还原性：Zn>Fe>Cu>Ag,则氧化性：Ag+>Cu2+>Fe2+>Zn2+,故加入铁粉后，首先发生反

应：Fe+2Ag+=Fe2++2Ag,若AgNCh反应完后，铁粉还有剩余，则接着发生反应：Fe+Cu2+=Cu4-Fe2+o-

A.若滤纸上有Ag,说明此时发生反应Fe+2Ag+=Fe2++2Ag,Ag+有可能完全反应也可能部分反应，故反应

后溶液中可能有离子:Ag+、CM+、ZM+、Fe2+,A不符合题意；•

B.若滤纸上有Ag、Cu、Fe,说明铁粉过量，故此时溶液中A£、CM♦被全部置换出来，反应后溶液中不

可能还有Ag+、Cu2+,B符合题意；•

C.由B选项分析知，反应后溶液中一定有Fe2+,以及Fe不能置换的ZM+,C不符合题意；•

D.若滤纸上有Ag、Cu,则Ag+完全反应，CM+可能完全反应或部分反应，若C/+也完全反应，则反应后

溶液中含有ZM+、Fe2+,D不符合题意；・

故答案选B-

6.【答案】D.

7.【答案】C

【解析】A.反应①NH4NO3=N2OT+2H2。中，NH4NO3中N元素的化合价既升高乂降低，则硝酸钱既是氧

化剂又是还原剂，N2O既是氧化产物又是还原产物，而HzO既不是氧化产物也不是还原产物，A错误；，

B.反应②K2so3+2NO=K2sO4+N2O中，N元素的化合价降低，S元素的化合价升高，所以K2s。3是还原剂，

NO是氧化剂，N2O是还原产物，B错误：，

C.反应③2NH3+2O2=N2O+3H2O中,N元素的化合价由-3升高到+1,则每生成ImolNzO,转移1

molx2x（3+1）=8mol电子，C正确：

D.反应④2NaNO3+（NH4）2SO4=2N2OT+Na2so4+4H2。中，NaNCh中N元素的化合价降低，则NaNCh是氧化

剂，（NH^SOj中N元素的化合价升高，生成N20既是氧化产物又是还原产物，D错误；,

故合理选项是C。,

8.答案：⑴①④（2）②⑶③⑤

9.解析：NazCh和山。2中晶元素的化合价是一1。A中H2O2既不是氧化剂，也不是还原剂：B中H2O2

中氧元素的化合价升高，H2O2仅表现还原性；C中H2O2中氯元素的化合价既有升高也有降低，H2O2既表

现氧化性，又表现还原性；D中H2O2中氧元素的化合价降低，H2O2只表现氧化性。

答案：（1）DBCA

6e1

I~~I

(2)3H2O24-Cr2(SOi)34-]OKOH-

2K2CrO4+3K2SO44-8H2OH2