第二單元第3講氧化還原反應(yīng)
解讀與闡釋
考綱要求權(quán)威解讀
1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。
2．了解常見的氧化還原反應(yīng)�！ 〕Ｒ姷目疾樾问剑孩傺趸�原反應(yīng)的實質(zhì)及概念的判斷是近幾年考查的重點；②結(jié)合常見的氧化還原反應(yīng)分析物質(zhì)的氧化性、還原性強弱；③結(jié)合物質(zhì)推斷及離子反應(yīng)考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫及簡單配平，但近幾年高考弱化了此類題的考查。
梳理與整合
一、化學(xué)反應(yīng)的類型及相互關(guān)系
導(dǎo)學(xué)誘思
下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是__________；屬于化合反應(yīng)的是____；屬于分解反應(yīng)的是____；屬于置換反應(yīng)的是____；屬于復(fù)分解反應(yīng)的是____。
①TiCl4＋2Mg=====高溫2MgCl2＋Ti
②3O2=====一定條件2O3
③2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3
④2H2O2=====催化劑2H2O＋O2↑
⑤H2O＋SO3===H2SO4
⑥2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
⑦3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
⑧3SiCl4＋4NH3=====一定條件Si3N4＋12HCl
⑨CaCO3=====高溫CaO＋CO2↑
教材回歸
1．氧化還原反應(yīng)
(1)概念：有元素化合價____的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。
(2)特征：反應(yīng)前后元素的______發(fā)生了變化。
(3)實質(zhì)：反應(yīng)過程中有電子____或____。
2．幾種化學(xué)反應(yīng)類型的關(guān)系
根據(jù)反應(yīng)中有無____轉(zhuǎn)移或元素______是否發(fā)生變化，可以把化學(xué)反應(yīng)劃分為________反應(yīng)和________反應(yīng)；四種基本類型和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系可用下圖表示：
①判斷氧化還原反應(yīng)首先要抓住化合價變化，凡是有元素化合價變化的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，元素化合價沒有變化的化學(xué)反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng)。
②凡有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)，有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)和置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)，有單質(zhì)參加的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)，如2O3??3O2。
二、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)在Fe2O3＋3CO=====高溫2Fe＋3CO2的反應(yīng)中，______是氧化劑，____是還原劑；____元素被氧化，____元素被還原；Fe2O3具有氧化性，CO具有還原性；____是氧化產(chǎn)物，____是還原產(chǎn)物。
(2)在Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O的反應(yīng)中，____是氧化劑，____是還原劑；____元素被氧化，____元素被還原；______是氧化產(chǎn)物，____是還原產(chǎn)物。
(3)在4NH3＋6NO===5N2＋6H2O的反應(yīng)中，____是氧化劑，______是還原劑；____元素被氧化，____元素被還原；____具有氧化性，______具有還原性；____是氧化產(chǎn)物，____是還原產(chǎn)物。
教材回歸
1．還原劑
在反應(yīng)中表現(xiàn)為所含元素化合價____，實質(zhì)是____電子。還原劑具有____性，反應(yīng)時本身被____，發(fā)生____反應(yīng)。
2．氧化劑
在反應(yīng)中表現(xiàn)為所含元素化合價____，實質(zhì)是____電子。氧化劑具有____性，反應(yīng)時本身被____，發(fā)生____反應(yīng)。
三、常見的氧化劑和還原劑
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)向Na2SO3溶液中滴加稀硝酸的實驗現(xiàn)象：________________________；然后再向反應(yīng)后的溶液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，此沉淀為______。
(2)向FeCl3溶液中滴加淀粉KI溶液的實驗現(xiàn)象：__________。
教材回歸
1．常見的氧化劑
物質(zhì)類型舉例對應(yīng)還原產(chǎn)物
活潑的非金屬單質(zhì)Cl2、Br2Cl－、Br－
O2、O3O－2
變價元素中高價態(tài)化合物或離子氧化物MnO2Mn2＋
H＋稀硫酸、鹽
酸、醋酸H2
氧化性酸HNO3NO或NO2
濃硫酸SO2
HClOCl－
鹽KMnO4Mn2＋
Fe3＋Fe2＋
過氧化物Na2O2、H2O2O－2
2．常見的還原劑
物質(zhì)類型舉例對應(yīng)氧化產(chǎn)物
活潑的金屬單質(zhì)Na、Fe、AlNa＋、Fe2＋(或Fe3＋)、Al3＋
某些非金屬單質(zhì)H2、C、SH＋1、CO(或CO2)、SO2
變價元素中低價態(tài)化合物或離子氧化物COCO2
SO2SO2－4、SO3
氫化物NH3NO
H2SS
鹽SO2－3
SO2－4
Fe2＋Fe3＋
過氧化物Na2O2、H2O2O2
理解與深化
一、氧化還原反應(yīng)中基本概念之間的聯(lián)系
例如：
為了方便記憶、快速解題可采用如下口訣：“升失氧、降得還；劑性一致、其他相反”�！吧а�、降得還”即：反應(yīng)后化合價升高的物質(zhì)失電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；反應(yīng)后化合價降低的物質(zhì)得電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)�！皠┬砸恢隆奔矗貉趸瘎┚哂醒趸裕�原劑具有還原性�！捌渌喾础奔矗貉趸瘎┍贿�原，發(fā)生還原反應(yīng)，得到還原產(chǎn)物；還原劑被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，得到氧化產(chǎn)物。
【例1】 對于反應(yīng)CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑有下列判斷：①H2只是氧化產(chǎn)物�、贖2只是還原產(chǎn)物 ③H2O是氧化劑�、蹸aH2中的H元素被還原�、荽朔磻�(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的分子個數(shù)之比為1∶1。上述判斷正確的是( )。
A．①④⑤ B．②④ C．① D．③⑤
①只要看到有關(guān)氧化還原反應(yīng)的題，就首先看化合價變化，然后再根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律解決問題。
②分析此種類型的題目時，我們還要注意氧化還原反應(yīng)的一個重要規(guī)律??歸中規(guī)律：同種元素間不同價態(tài)的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，其產(chǎn)物的價態(tài)既不相互交換，也不交錯。如：H2S與濃硫酸作用，H2S的氧化產(chǎn)物不可能為硫酸，而濃硫酸的還原產(chǎn)物也不可能為H2S; H2S的氧化產(chǎn)物可能是S或SO2，濃硫酸的還原產(chǎn)物可能為S或SO2，所以氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物有可能是同一物質(zhì)，即S或SO2。
另外，同種元素相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)；同種元素高價化合物與低價化合物，當有中間價態(tài)時才有可能發(fā)生反應(yīng)，若無中間價態(tài)，則不反應(yīng)。如濃硫酸不能氧化二氧化硫。同種元素的高價態(tài)氧化低價態(tài)時可簡記為：高到高，低到低，可以歸中，不能跨越。
對點訓(xùn)練1用硫酸鐵電化浸出黃銅礦精礦工藝中，精礦在陽極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜，其中有一主要反應(yīng)：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S
下列說法正確的是( )。
A．反應(yīng)中硫元素被氧化，所有鐵元素均被還原
B．還原劑是S2－和Cu＋，氧化劑是Fe3＋
C．氧化產(chǎn)物是S，還原產(chǎn)物是Cu2＋和Fe2＋
D．當轉(zhuǎn)移1 mol e－時，有46 g CuFeS2參加反應(yīng)
二、氧化性、還原性強弱的判斷
1．依據(jù)氧化還原方程式來判斷
氧化劑＋還原劑?→氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物
氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物
還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物
口訣：比什么“性”找什么劑，“產(chǎn)物”之“性”小于“劑”。
2．據(jù)“三表”判斷
(1)根據(jù)元素周期表判斷
(2)根據(jù)金屬活動性順序判斷
(3)根據(jù)非金屬活動性順序判斷
口訣：易得者，不易失；易失者，不易得。(“易得者，不易失”， 例如：Cl2比Br2易得到電子，而得到電子后的Cl－比Br－難失去電子，從而可知Cl2的氧化性比Br2的強，而其被還原后得到的Cl－比Br－的還原性弱；“易失者，不易得”，例如：Na比Mg易失去電子，而失去電子后的Na＋比Mg2＋難得電子，從而可知Na的還原性比Mg的強，而其被氧化后得到的Na＋比Mg2＋的氧化性弱)
3．依據(jù)“兩池”判斷
(1)兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極。負極金屬是電子流出的極，正極金屬是電子流入的極。其還原性：正極＜負極。
(2)用惰性電極電解混合溶液時，在陰極先得電子的陽離子氧化性較強，在陽極先失電子的陰離子還原性較強。
4．依據(jù)產(chǎn)物價態(tài)的高低來判斷
在相同條件下，還原劑還原性越強，把氧化劑還原到的價態(tài)越低；氧化劑氧化性越強，把還原劑氧化到的價態(tài)越高。
例如：2Fe＋Cl2=====△2FeCl3 Fe＋S=====△FeS
氧化性：Cl2＞S
5．依據(jù)反應(yīng)條件來判斷
當不同的氧化劑作用于同一還原劑時，如氧化產(chǎn)物價態(tài)相同，可依據(jù)反應(yīng)條件的難易程度來判斷，一般的來說反應(yīng)條件越苛刻，說明越難發(fā)生(即氧化劑得電子越困難)，則對應(yīng)氧化劑的氧化性越弱，例如：
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
Cu＋2H2SO4(濃)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O
氧化性：濃硝酸＞濃硫酸
6．依據(jù)“三度”判斷(“三度”即：濃度、溫度、酸堿度)
一般地，濃度越大，溫度越高，氧化劑的氧化性(或還原劑的還原性)越強；酸堿度是影響氧化性強弱的重要因素。例如，①KMnO4在酸性條件下具有較強的氧化性，常溫下即可和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣；②HNO3(濃)的氧化性大于HNO3(稀)的氧化性；③HNO3(熱)的氧化性大于HNO3(冷)的氧化性。
【例2】 已知：①向KMnO4固體滴加濃鹽酸，產(chǎn)生黃綠色氣體；②向FeCl2溶液中通入少量實驗①產(chǎn)生的氣體，溶液變黃色；③取實驗②生成的溶液滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍，下列判斷正確的是( )。
A．上述實驗證明氧化性：MnO－4>Cl2 >Fe3＋>I2
B．上述實驗中，共有兩個氧化還原反應(yīng)
C．實驗①生成的氣體不能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍
D．實驗②證明Fe2＋既有氧化性又有還原性
①根據(jù)化學(xué)方程式比較物質(zhì)的氧化性、還原性時，首先應(yīng)依據(jù)化合價判斷出氧化劑、氧化產(chǎn)物、還原劑、還原產(chǎn)物，然后依據(jù)規(guī)律進行判斷。
②不能依據(jù)氧化劑或還原劑自身化合價變化值的大小說明氧化性或還原性的強弱，如還原劑Na與Mg。
③在同一個氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性＞氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性＞還原產(chǎn)物的還原性。
④同一氧化劑同時與同濃度的若干種還原劑反應(yīng)，往往是還原性強的先被氧化。例如向FeBr2溶液中滴入少量氯水，F(xiàn)e2＋先被氧化。而向FeI2溶液中滴入少量氯水，I－先被氧化。
對點訓(xùn)練2(2011?湖南婁底重點中學(xué)聯(lián)考)X、Y、Z為三種單質(zhì)。已知：Y能將Z從其化合物的水溶液中置換出來，而Z又能將X從其化合物中置換出來。由此可以推斷下列說法中可能正確的是( )。
①單質(zhì)的氧化性：Y>Z>X ②單質(zhì)的還原性：Y>Z>X�、蹖�(yīng)離子的氧化性：X>Z>Y�、軐�(yīng)離子的還原性：X>Z>Y
A．只有① B．只有②③
C．只有①④ D．①②③④
三、氧化還原反應(yīng)方程式的配平及有關(guān)計算
1．配平原理
在氧化還原反應(yīng)中，從現(xiàn)象看是化合價升降總數(shù)相等，從本質(zhì)看是電子得失總數(shù)相等，對離子方程式進行配平時，除滿足上述要求外，還應(yīng)注意電荷守恒。
2．配平步驟
(1)“標價態(tài)”即先寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，并標出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素的正負化合價。
(2)“標變化”即標出元素的化合價的變化(升高或者降低)。
(3)“求總數(shù)”即使化合價升高和降低的總數(shù)相等。
(4)用觀察的方法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。
3．抓住一個關(guān)鍵，掌握三個原則
(1)一個關(guān)鍵
準確判斷并標出變價元素的化合價，求出化合價升降數(shù)及其最小公倍數(shù)，進而求得氧化劑、還原劑的計量數(shù)。
(2)三個原則
①反應(yīng)前后各元素的原子個數(shù)相等。
②氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等。
③反應(yīng)前后各帶電微粒所帶電荷總數(shù)相等(離子反應(yīng))。
【例3】 (1)配平下列離子反應(yīng)方程式：
________Fe(OH)3＋________ClO－＋________OH－?→________FeOn－4＋________Cl－＋________H2O
(2)已知有10.7 g Fe(OH)3參加反應(yīng)，共轉(zhuǎn)移了0.3NA個電子，則n＝________，F(xiàn)eOn－4中鐵元素的化合價為________。
(3)根據(jù)所學(xué)的知識，推測FeOn－4能和下列________(填序號)物質(zhì)反應(yīng)。
A．KMnO4 B．SO2
C．H2S D．O2
實驗與探究
關(guān)于物質(zhì)的氧化性、還原性的實驗探究
氧化還原反應(yīng)的知識在實驗中的應(yīng)用主要有如下三個方面。
1．利用某些實驗手段證明物質(zhì)具有氧化性或還原性。利用常見的氧化劑證明某物質(zhì)的還原性，利用常見的還原劑證明某物質(zhì)的氧化性。
2．利用某些實驗手段比較物質(zhì)氧化性或還原性的強弱。例如KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2，Cl2通入Na2S溶液中生成S，可證明氧化性：KMnO4>Cl2>S。
3．物質(zhì)的氧化性和還原性對化學(xué)實驗的影響。例如實驗室制備Fe(OH)2時，要避免氧化劑的影響。
實驗典例
Ⅰ.亞硝酸鈉(NaNO2)外觀近似食鹽，有像食鹽一樣的咸味，它的毒性較大，長期食用可能致癌。近年來新聞媒體不斷報道有人誤將NaNO2當食鹽用，發(fā)生中毒事件甚至造成死亡。NaNO2在酸性條件下既具有氧化性(可將I－氧化為I2)，也具有還原性(與高錳酸鉀酸性溶液反應(yīng))。為了區(qū)別食鹽與亞硝酸鈉，老師提供了下表中的試劑、操作供學(xué)生選擇。
試劑操作
①H2SO4溶液A.把樣品放入H2SO4溶液中，溶解后再加入淀粉溶液
②KMnO4溶液B.把樣品放入H2SO4溶液中，溶解后再加入其他試劑
③KI溶液C.把樣品放入水中，溶解后再加入其他試劑
④AgNO3溶液D.把樣品放入水中，溶解后直接觀察溶液顏色變化
⑤淀粉溶液
(1)請設(shè)計兩套方案判斷被檢驗的樣品是亞硝酸鈉。
方案一：試劑及操作：________，現(xiàn)象：_______________________________________。
方案二：試劑及操作：________，現(xiàn)象：________________________________________。
(2)某同學(xué)檢驗樣品是亞硝酸鈉時采用了②、D的組合，是否可行？并說明理由：________________________________________________________________________。
Ⅱ.如上圖所示裝置，根據(jù)實驗現(xiàn)象：左邊棉花變?yōu)槌壬�，右邊棉花變�(yōu)樗{色，所得結(jié)論氧化性：Cl2＞Br2＞I2是否正確？并說明理由：________________________________。
答案與解析
梳理與整合
一、
導(dǎo)學(xué)誘思
①③④⑥⑦�、邰荨、堍帷、佟、�
教材回歸
1．變化 化合價 得失 偏移
2．電子 化合價 氧化還原 非氧化還原 置換 復(fù)分解 分解
二、
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)Fe2O3 CO 碳 鐵 CO2 Fe
(2)Cl2 Cl2 氯 氯 NaClO NaCl
(3)NO NH3 氮 氮 NO NH3 N2 N2
教材回歸
1．升高 失去 還原 氧化 氧化
2．降低 得到 氧化 還原 還原
三、
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)有無色氣體生成，遇到空氣變成紅棕色 BaSO4
(2)溶液變藍色
理解與深化
【例1】D 解析：首先標化合價，看價變化：CaH－12＋2H＋12O===Ca(OH)2＋2H02↑，所以H2O是氧化劑被還原，CaH2 是還原劑被氧化，H2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。
對點訓(xùn)練1 D 解析：Cu＋2Fe＋2S2－2＋4Fe＋33＋===Cu2＋＋5Fe＋22＋＋2S0，其中Fe3＋化合價降低，CuFeS2中S－2化合價升高、Cu化合價不變，且CuFeS2沒有電離，所以A、B、C均錯誤。當轉(zhuǎn)移1 mol e－時，有14 mol CuFeS2參加反應(yīng)，即14 mol×184 g?mol－1＝46 g。
【例2】A 解析：題中三步都是氧化還原反應(yīng)，①中氧化劑為KMnO4，黃綠色氣體為氧化產(chǎn)物Cl2 ，所以氧化性MnO－4＞Cl2；②中氧化劑為Cl2，氧化產(chǎn)物Fe3＋的生成導(dǎo)致溶液變黃色，所以氧化性Cl2 ＞Fe3＋；③中氧化劑為Fe3＋，有氧化產(chǎn)物I2生成使淀粉變藍，所以氧化性Fe3＋＞I2，可知A正確。實驗②只能證明Fe2＋具有還原性，D選項錯誤。
對點訓(xùn)練2 D
【例3】答案：(1)2 (5－n) 2n 2 (5－n) (n＋3)
(2)2 ＋6
(3)BC
解析：(1)首先標出化合價，看化合價的變化：Fe?OH?3＋3 ↑＋8－n－3＋Cl＋1↓2O－＋OH－?→Fe＋8－nOn－4＋Cl－1－＋H2O，根據(jù)化合價升降配平：2Fe(OH)3＋(5－n) ClO－＋________OH－?→2FeOn－4＋(5－n)Cl－＋________H2O，然后根據(jù)電荷守恒配平OH－、H2O，最后用H或O檢查是否配平；
(2)10.7 g Fe(OH)3為0.1 mol，所以如果1 mol Fe(OH)3參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移3 mol電子，F(xiàn)e的化合價升高3價，為＋6價，n＝2；
(3)根據(jù)信息可知FeOn－4為強氧化劑，推測能與還原劑SO2、H2S反應(yīng)。
實驗與探究
答案：Ⅰ.(1)方案一：①②、B 溶液紫色褪去 方案二：①③⑤、B 溶液顯藍色
(2)不可行，鹽酸也能與高錳酸鉀反應(yīng)給實驗造成干擾
Ⅱ.不正確，無法證明與KI反應(yīng)的是氯氣還是溴蒸氣
解析：Ⅰ.(1)我們在設(shè)計實驗時，一定要使現(xiàn)象明顯，依據(jù)信息KMnO4溶液與亞硝酸鈉反應(yīng)褪色，淀粉碘化鉀在酸性條件下遇亞硝酸鈉變藍；(2)依據(jù)氧化性強弱，高錳酸鉀的氧化性大于氯氣，所以高錳酸鉀能與鹽酸反應(yīng)。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/67550.html
相關(guān)閱讀：高考百日沖刺誓詞