1、33氧化还原反应第三单元 化学中的反应33 氧化还原反应【知识结构】【考点诠释】1氧化还原反应与四种基本反应类型的关系有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应，置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应。2氧化还原反应表示方法（1）双线桥法表示意义：表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。基本步骤：标价态：明确标出各发生氧化还原反应的元素化合价。连双线：连一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的同一种元素，另一条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的同一种元素。注得失：在线上标出“失去”或“得到”的电子总数。得失的电子总数=发生还原（或氧化）
2、反应的原子数即降价（或升价）的原子数单位原子得（或失）电子数。如：注意事项：箭头都是从反应物指向生成物化合价变化的同种元素，不表示电子转移的方向；线上必须注明得或失字样；还原剂失去电子总数和氧化剂得到电子数总数相等。（2）单线桥法表示意义：表示氧化剂和还原剂中变价元素原子之间得失电子的情况。 基本步骤：标价态：明确标出发生氧化还原反应的元素的化合价连单线：从还原剂中失电子的元素原子指向氧化剂中得电子的元素原子。箭头指向氧化剂注得失：线上标出转移的电子总数，不写“得”“失”。如：注意事项：单线一定是在反应物这一边，箭头指向一定是还原剂指向氧化剂，它表示还原剂失电子给氧化剂；单线桥法无须标明“得”
3、或“失”，只标明电子转移数目；单线桥法箭头已标明电子转移的方向；3氧化还原反应配平（1）依据：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数一定等于还原剂失电子总数。（2）原则：三守恒：电子得失守恒和元素守恒，对于离子反应还有电荷守恒。（3）步骤：一标、二等、三定、四平、五查。一标：指的是标出反应中发生氧化和还原反应的元素的化合价，注明每种物质中升高或降低的总价数。二等：指的是化合价升降总数相等，即为两个互质(非互质的应约分)的数交叉相乘。三定：指的是用跟踪法确定氧化产物、还原产物化学式前的系数。四平：指的是通过观察法配平其它各物质化学式前的系数。五查：指的是在有氧元素参加的反应中可通过查对反应式左右两边氧
4、原子总数是否相等进行复核(离子反应还应检查电荷数是否相等)，如相等则方程式已配平，最后将方程式中“”改为“”。 3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O（4）方法：氧化还原反应的配平方法很多。化合价升降（或电子得失）法：这是氧化还原反应配平的最基本方法。常用的还有以下一些方法：奇数配偶法：此法适用于简单的氧化还原反应方程式的配平，其步骤为“一看、二找、三配、四平、五查”(内容略)。如：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，对“O”进行奇数配偶就可。 逆向配平法：对于歧化反应方程式的配平可用化合价升降法在反应式右边进行配平。如：合一配平法：当三种物质参与氧化还原反应或分解反应
5、的氧化和还原产物有三种时，应将其中两种合并作为一种来看，这样配平就显得简单了。如：KNO3+S+CK2S+N2+CO2因为右边的K2S中，K与S分别来自左边的KNO3和S，故左边KNO3与S的系数比必须满足21，所以先在KNO3前添上系数2，然后将2KNO3和S看作一个整体来配平：平均化合价法：此法适用于有机氧化还原方程式的配平，步骤为：先根据氢+1价，氧-2价来确定碳原子平均化合价，再用化合价升降法配平。如：离子方程式配平法：此法适用于较复杂的氧化还原反应方程式的配平。如：FeS2+CuSO4+H2OFeSO4+Cu2S+H2SO4中元素化合价变化错综复杂，给配平带来了麻烦，若将其改写为离子
6、方程式，化合价变化情况就清楚了，即：然后，将离子方程式改写为化学方程式。即：5FeS2+14CuSO4+12H2O5FeSO4+7Cu2S+12H2SO4零价配平法：对于象Fe3C的复杂化合物，可假定Fe、C均为零价，然后用化合价升降法配平。如：代数法：当氧化剂或者还原剂有多种，且它们之间无明显的必然关系，可先假定计量数，按假定计量数配平后，再依据“电子守恒”和“元素守恒”，按某种关系列代数方程式，然后求解。如： H2S+ KIO3+ KI I2+ K2SO4+ H2O配平，可假定计量数：X H2S+ Y KIO3+ Z KI (Y+Z)/2 I2 + X K2SO4+ X H2O， 由K元素
7、守恒得： Y + Z = 2X 由得失电子守恒得：Z + 8X = 5Y再求出X、Y、Z的最简整数比。即：3H2S+5KIO3+1KI3I2+ 3K2SO4+ 3H2O残缺方程式的配平法：所谓残缺方程式，即某些反应物或生成物的化学式写出，它们一般为化合价未变的水、酸、碱等。这类方程式的配平，变价元素物质的系数，电荷平衡用H+或OH-，若溶液呈碱性的用OH-平衡电荷，另一边则用H2O（切不能用H+），若溶液呈酸性，则用H+平衡电荷，另一边也用H2O。如：Cr2O72- +Fe2+ + Cr3+ +Fe3+ +H2O配平如下：设“1”法配平。对一些分解反应，元素的化合价变化情况复杂，难以用常用的“
8、化合价升降法”加以配平，可先设反应物的计量数为“1”，再依据“元素守恒”，配平生成物的计量数，然后再将其计量数扩大为最简整数比。如：Fe(NO3)3Fe2O3+NO2+O2 1 Fe(NO3)31/2Fe2O3+3NO2+3/4O2 再化整：4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2+3O2 4氧化性 、还原性强弱比较（1）根据氧化还原反应方程式判断在自发的氧化还原反应中：氧化剂还原剂还原产物氧化产物，氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。（2）依据物质的活动性顺序判断按金属活动性顺序，排在前面的金属元素原子的还原性强，排在后面的金属元素阳离子的氧化性强（即：单强离弱，离弱单强）。如
9、：单质还原性NaMgAl，离子氧化性Al3+Mg2+Na+非金属按F、O、Cl、Br、I、S的顺序从左向右原子氧化性减弱，其阴离子还原性增强（也是：单强离弱，离弱单强）。（3）依据元素周期表判断同主族元素从上到下形成单质的还原性增强，氧化性减弱。同周期元素，从左向右元素形成的单质还原性减弱，氧化性增强。即：单质氧化性：上下，右左；还原性：下上，左右。（4）根据反应条件判断一般来说与同一还原剂(或氧化剂)反应时，要求反应条件简单的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强。如：常温下KMnO4可将HCl氧化为Cl2，而MnO2则需加热才能将HCl氧化为Cl2，故氧化性：KMnO4MnO2。（5）
10、根据反应的剧烈程度判断不同氧化剂与同一还原剂反应，反应越剧烈氧化剂的氧化性越强；不同还原剂与同一氧化剂反应时，反应越剧烈还原的还原性越强。如Fe、Zn与同浓度的稀硫酸反应时，Zn放出大量气泡，Fe缓慢放出气泡，故还原性：ZnFe；相同的铜与浓HNO3反应比稀HNO3激烈，故氧化性：浓HNO3HNO3。（6）根据氧化、还原的程度判断 不同氧化剂与同一还原剂反应，使还原剂被氧化呈高价态的氧化剂氧化性强。如Fe分别与S、Cl2、O2发生反应：Fe+S FeS，2Fe+3Cl2 2FeCl3，3Fe+2O2 Fe3O4，可判断出氧化性：Cl2O2S；同一物质在相同的条件下，被不同还原剂还原得越彻底，还
11、原剂的还原性越强。如：HCl+H2SO4(浓)不反应，2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2+2H2O， 8HI+H2SO4(浓)4I2+H2S+4H2O，可判断出还原性：HIHBrHCl（7）根据电化学原理判断两种不同的金属构成原电池的两极，还原性：负极金属正极金属电解池中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性强的非金属阴离子优先在阳极放电。（8）根据氧化性、还原性影响因素判断浓度：一般而言，同种氧化剂浓度大者氧化性强。如氧化性：浓HNO3稀HNO3温度：升高温度氧化剂氧化性增强，还原剂还原性也增强。如常温下CO不能与CuO反应，但加热时能还原CuO；热的浓硫酸的氧化性大于冷的浓硫
12、酸。溶液的酸碱度：一般在酸性环境下，氧化剂的氧化性增强，如中性环境中硝酸根不显氧化性，Fe2+与NO3-可共存，酸性环境中硝酸根显氧化性，在酸性条件下Fe2+与NO3-不能共存；又如高锰酸钾溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。（9）根据微粒得失电子放出（或吸收）的能量判断当几种原子获得相同的电子数形成稳定结构的阴离子时，放出的能量越大或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱；同理，当金属原子失去电子时所需要的能量越少，说明该金属的还原性越强。常见氧化剂的氧化性：KMO4Cl2浓HNO3稀HNO3浓H2SO4Br2Fe3+I2S常见还原剂的还原性：S2-SO32-I-Fe2+Br-
13、Cl-总的来说，比较氧化性和还原性强弱的根本依据在于得失电子能力的大小，即得失电子的难易，而绝不能以得失电子的数目多少判断。5氧化还原反应的基本规律及应用（1）守恒律氧化还原反应的特征是有化合价的改变。化合价有升必有降，电子有得必有失。因此，一个氧化还原反应中可同时遵循着四个守恒：电子得失守恒；化合价升降守恒；原子个数守恒；离子电荷守恒。应用：氧化还原反应的配平；氧化还原产物价态的确定；氧化还原反应计算。（2）价态律 对同种元素不同价态的原子而言，最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性，中间价既有氧化性又有还原性。即“高氧、低还、中兼”规律。对于同一元素氧化还原反应产物的价态遵循以下三条规律：
14、归中律是指同种元素不同价态的原子间发生氧化还原反应，高价态和低价态物质反应后总是生成中间价态的物质，且氧化剂被还原到的价态不能低于还原剂被氧化到的价态。应用：利用此规律可判断同种元素不同价态的原子间可否发生氧化还原反应。若有中间价态则可能发生氧化还原反应，如浓硫酸与硫化氢；若无中间价态则不能发生氧化还原反应，如浓硫酸与二氧化硫，即同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应。邻位律氧化还原发生中，以元素相邻价态的转化最容易。如：，H2S一般被氧化成S单质，浓H2SO4一般被还原为SO2。应用：正确判断同一元素间的氧化还原反应的价态变化，标出电子得失情况不交叉律是指同种元素不同价态的原子间发生氧化还
15、原反应，若反应后生成多种中间价态的产物，则遵循“邻近变价，互不交叉”的原则，即两种价态只能靠近或者最多达到相同的价态，而决不会出现高价态变低、低价态变高的交叉情况。利用此规律可确定氧化产物和还原产物。如浓硫酸与硫化氢的反应：产物的价态变化可以是和、和、和，但不可以是和。应用：正确判断同一元素间的氧化还原反应的价态变化，标出电子得失情况上述三规律其实是一致的，即：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。（3）强弱律氧化剂的氧化能力必须大于氧化产物的氧化能力，还原剂的还原能力必须大于还原产物的还原能力，这是氧化还原反应发生的条件。即氧化性：氧化剂氧化产物 还原性：还原剂还原产物应用：判断氧化性还原性的
16、相对强弱；判断氧化还原反应是否发生。（4）优先律一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应。如同浓度的Br-、I-、S2-的混和体系中，滴加氯水，首先氧化的是S2-，然后依次是：I- 、Br-。同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，氧化性最强的优先发生反应。如在同浓度的Fe3+、Cu2+、Ag+的溶液加铁粉，首先被还原的是Ag+然后依次是：Fe3+、Cu2+。 应用：正确判断氧化还原反应的先后顺序。【例题精析】【例1】KClO3+6HClKCl+3Cl2+3H2O，HCl的作用是 ，被还原的元素是 ，当反应过程中有3mol电子转移，可产生氯气 mol。【考点分析】这是一种不同价态同种
17、元素间氧化还原反应，考查学生能否利用氧化还原反应规律正确判断氧化产物和还原产物的价态变化，从而正确地进行计算。【误区警示】有些同学错误地认为：，认为3molCl2转移6mole，所以3mole转移可产生1.5molCl2。【思维点悟】指同种元素高价态和低价态物质反应后总是生成中间价态的物质，氧化剂被还原到的价态不可能低于还原剂被氧化到的价态。即：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。正确的为：，3molCl2转移5mole，所以3mole转移可产生1.8molCl2。【正确答案】还原剂、酸，+5价的氯，1.8molCl2。【例2】在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次酸钠溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是
18、因为 ，离子方程式为： 。在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为 ，离子方程式为 。对比和实验所得的结果，将I2、ClO-、SO42-按氧化性由强到弱的顺序排列为 。【考点分析】本题一是考查学生书写氧化还原反应离子方程式的能力，二是考查学生难否根据氧化还原反应判断氧化性强弱。【误区警示】次氯酸钠溶液是呈碱性的，所以离子方程式的电荷平衡不能用H+，应用OH-。【思维点悟】淀粉溶液变蓝，说明有I2生成，I-被氧化成I2，则ClO-被还原为Cl-（能否为Cl2？为什么？）根据电子得失守恒：2I-+ClO-I2+Cl-，则电荷守恒得：2I-+ClO-I2+Cl-+2O
19、H-， 再根据原子个数守恒得：2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-；碘和淀粉形成的蓝色褪去，说明I2被还原成I-，则SO32-被氧化为SO42-，根据守恒律得：H2O+I2+SO32-2I-+SO42-+2H+在自发的氧化还原反应中：氧化性：氧化剂氧化产物，所以：氧化性：ClO-I2SO42-。【正确答案】I-被NaClO氧化成I2，I2遇淀粉变蓝色 2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-I2被SO32-还原成I- H2O+I2+SO32-2I-+SO42-+2H+ 氧化性：ClO-I2SO42- 【例3】硫化亚铜与某浓度的硝酸反应，生成硝酸铜和硫酸，若反应中硫化亚铜与硝酸的
20、物质的量比为2：13，则该反应的还原产物为 。【考点分析】本题是考查学生能否利用氧化还原反应的电子得失守恒规律判断还原产物。【误区警示】此题学生往往会丢失一个答案。【思维点悟】Cu2S 中Cu是+1 ，S是-2，反应后Cu变成+2， S变成+6，也就是1个Cu2S 失去10个电子，且消耗4个HNO3，即：Cu2S+4HNO3-10e2Cu(NO3)2+H2SO4，反应的Cu2S与HNO3的物质的量比为2：13，则转移的电子为20mol，4 mol Cu(NO3)2则消耗掉8mol HNO3，还剩余HNO35mol，若HNO3的5mol均作氧化剂的，则N的化合价降：20/5=4，N为 +1价，产
21、物为N2O，但不要忽略另一种可能，就是产物为NH4NO3，即2.5molHNO3作氧化剂。【正确答案】N2O NH4NO3 【例4】已知下列变化过程中，0.2molRxO42-参加反应时，共转移了0.4mol电子。RxO42- + MnO4- + H+ RO2 + Mn2+ + H2O（1）X值为 。（2）参加反应的H+的物质的量为 。【考点分析】这是一道氧化还原计算题，考查学生能否利用守恒律进行氧化还原有关计算。【思维点悟】0.2molRxO42-参加反应时，共转移了0.4mol电子，由得失电子守恒可知：0.2 mol x(46/X)0.4 mol X=2， n(MnO4-)50.4 mol
22、 n(MnO4-)0.08 mol，由电荷守恒可知：n(H)10.08 mol10.2 mol20.08 mol2 n(H)0.64 mol。【正确答案】（1）2 （2）0.64【例5】（12-黄浦二模-五） 黄铜矿( CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。（1）若冶炼铜的反应为：8 CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2 CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被氧化的元素是_（填元素符号）。（2）上述冶炼过程中产生大量SO2，下列处理方案合理的是_（填代号）。 a高空排放 b用于制备硫酸 c用浓硫酸吸收 d用纯碱溶液吸收制Na
23、2SO3（3）采用火法熔炼工艺生产铜的中间过程会发生Cu2O与Cu2S在高温下转化为Cu，放出SO2气体的反应。若Cu2O和Cu2S正好完全反应，Cu2O和Cu2S的物质的量之比为_；Cu2S和HNO3有如下反应：3Cu2S+22 HNO36Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O，若生成11.2LNO(标准状况)，则反应中转移电子的物质的量为_。（4）过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I氧化为I2：S2O82+2I2SO42+I2 通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe2+对上述反应的催化过程：_、_。【考点分析】这是一道氧化还原反应
24、的综合题，考查氧化还原的基本基本概念、计算、氧化还原反应离子方程式书写。【思维点悟】（1）被氧化的元素在反应过程中是化合价升高。Fe从+2升高+3，S从-2价升到+4，所以被氧化元素是Fe、S。（2）a将SO2高空排放，SO2的量不减，污染的范围将更大，所以不合理；b用于制硫酸，b当然可以；c浓硫酸不能吸收SO2，当然不行； d用纯碱溶液吸收制Na2SO3，这是化害为利，当然行。（3）根据电子得失守恒，1mol Cu2S中的硫从-2价升到+4价，失去6mol电子，可生成6mol Cu（从+1到0），所以Cu2O和Cu2S的物质的量之比为2：1；Cu2S和HNO3反应中转移电子的物质的量就是生成
25、NO所得到的电子的物质的量=311.2/22.4=1.5mol。（4）Fe2+作催化剂，一定是Fe2+被S2O82氧化成Fe3+，Fe3+再被I-还原为Fe2+，反应式如下：S2O82-+2Fe2+2SO42-+2Fe3+ 2Fe3+2I-2Fe2+I2【正确答案】（1）Fe，S （2）bd （3）2:1，1.5mol（4）S2O82-+2Fe2+2SO42-+2Fe3+ 2Fe3+2I-2Fe2+I2【拓展训练】1 1962年，英国青年化学家以巴特莱特将PtF6和Xe按等物质的量在室温下混合后，首次得到含有化学键的稀有气体化合物六氟合铂酸氙：XePtF6XePtF6。有关此反应的叙述中，正确
26、的是A. Xe是氧化剂 B. PtF6是氧化剂 C. PtF6是氧化剂又是还原剂 D. 该反应不属于氧化还原反应2若锌与稀硝酸反应时，其化学反应方程式为4Zn+10HNO3aZn(NO3)2+bM+cH2O，则a、b、c、M可能分别为 A. 4、1、5、N2O B. 4、2、4、NO2 C. 4、1、3、NH4NO3 D. 4、3、5、NO3常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O 2Fe3+H2O22Fe2+O2+2H+下列说法正确的是AH2O2的氧化性比Fe3+强，其还原性比Fe2+弱 B在H2O2分解过程中，溶液的p
27、H逐渐下降 C在H2O2分解过程中， Fe2+和Fe3+的总量保持不变 DH2O2生产过程要严格避免混入Fe2+4五种物质a、b、c、d、e，它们是硫及其化合物，已知在一定条件下有如下转化关系（未配平）：ab+c+H2O c+eb+H2O d+bc+H2O c+I2+H2Od+HI，则这些物质中硫元素的化合价或平均化合价由低到高的顺序是Aa、b、c、d、e Bd、c、a、b、e Ce、b、a、c、d Db、a、c、e、d5某单质X能从化合物中置换出单质Y，由此可知当X是金属时，Y可能是金属 当X是金属时，Y可能是非金属当X是非金属时，Y可能是金属 当X是非金属时，Y可能是非金属A B C D6
28、有M、N、P、E四种元素，从下列实验事实（1）MN2（水溶液）M2N （2）P2H2O（冷）P(OH)2H2（3）N和E相连放入E的硫酸盐溶液中，电极反应式为：E22eE N2eN2试判断它们还原性由强到弱的顺序是AM、N、P、E BM、N、E、P CE、P、M、N DP、M、N、E7 X和Y两元素的原子，当它们分别获得一个电子后都能形成稀有气体的电子层结构，过程中X放出的能量大于Y，那么下列推断中不正确的是A X的还原性强于Y B Y的氧化性弱于XC X的原子序数小于Y D X的还原性弱于Y8将纯铁丝5.21克溶于过量的稀硫酸中，在加热下用2.53克KNO3去氧化溶液中的 Fe2+，待反应完
29、全后，剩余的Fe2+尚需12.0毫升0.3摩/升的KMnO4溶液方能完全氧化(已知MnO4-的还原产物是Mn2+)，请确定NO3-的还原产物 AN2O BNO CNO2 DNH39一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为：NH4NO3 HNO3N2H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为A11 B 54 C 53 D 3510在反应11P+15CuSO4+24H2O 5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中，每摩尔CuSO4能氧化P的物质的量为 A、1/5 mol B、2/5 mol C、3/5mol D、11/5 mol11已知IBr的性质与卤素相似，S2O32-的结构为：CrO
30、5的结构为：，次氟酸的结构为H-O-F，下列反应中属于氧化-还原反应的是 IBr+H2OHIO+HBr S2O32-+2H+ S+SO2+H2O Cr2O72-+4H2O2 +2H+2CrO5+5H2O 2HOF2HF+O2A、 B、只有 C、只有 D、只有12Cl2是纺织工业常用的漂白剂，Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O32-和Cl2反应的产物之一为SO42-。下列说法不正确的 A该反应中还原剂是S2O32- BH2O参与该反应，且作氧化剂 C根据该反应可判断氧化性：Cl2SO42- D上述反应中，每生成l mol SO42-，可脱去2mol Cl213将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：3Fe3O4+28HNO39Fe(NO3)x+NO+ 14H2O，下列判断合理的是AFe(NO3)x中的x为2 B反应中每还原0.4 mol氧化剂，就有1.
