1、第3讲氧化还原反应考纲定位1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.了解常见的氧化还原反应。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。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：发生了_转移。电子化合价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1315氧化还原反应与四种基本反应类型的关系图 132二、常见的氧化剂和还原剂化合价降低1氧化剂是所含元素_(或得到电子)的反应物。氧化剂被还原。常见的氧化剂：活泼的非金属单质：F2、KMnO4、K2Cr2O7；过氧化物：Na2O2、H2O2。2还原剂是所
2、含元素_(或失去电子)的反应物。还原剂_。常见的还原剂有：活泼的金属单质：K、Na、Mg、Al 等；一些非金属单质：H2、C；元素处于低价的化合物：CO、SO2、H2S、Fe2。化合价升高被氧化Cl2、O2；高价酸：HNO3、浓H2SO4、HClO4；高价盐：Fe3、的性质。如：Fe2、SO2(还原性为主)、H2O2(氧化性为主)。3具有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：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
3、合价降低)的元素，标明转移电子数目，不需标明得失。体现“谁给谁”的思想。例：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：(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：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从元素的价态考虑(1)最高价态只有氧化性，如Fe3、H2SO4、KMnO4等；(2)最低价态只有还原性，如金
4、属单质、Cl、S2等；(3)中间价态既有氧化性又有还原性，如 Fe2、S、SO2 等。2依据元素在周期表的位置判断(1)同一周期从左到右：金属单质的还原性依次减弱，非金属单质的氧化性逐渐加强。(2)同一主族从上到下：金属单质的还原性依次增强，非金属单质的氧化性逐渐减弱。单质氧化性：F2Cl2Br2I2S；离子还原性：S2IBrClF。单质还原性：NaMgAl；离子氧化性：Al3Mg2Na。3根据金属的活动性顺序表来判断4通过氧化还原反应比较对于反应：氧化剂还原剂氧化产物还原产物，氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。5通过与同一物质反应的产物比较如：2Fe3Cl2=2FeCl3，Fe
5、S=FeS，可得出氧化性：Cl2S。6反应原理相似的不同反应中，反应条件要求越低，说明氧化性或还原性越强。如：卤素单质与H2的反应，按F2、Cl2、Br2、I2的顺序反应越来越难，反应条件要求越来越高，则可得出氧化性：F2Cl2Br2I2。7对同一元素而言，价态越高，可能其氧化性越强，如：Fe3 Fe2 Fe；价 态 越 低，氧 化 性 越 弱，如S2SHClO2HClO3HCl4)8根据电化学原理(1)据原电池电极反应：负极金属比正极金属活泼(还原性强)。9外界因素的影响(1)温度：温度高时，氧化剂的氧化性和还原剂的还原性均增强。如浓H2SO4具有强氧化性，热的浓H2SO4比冷的浓H2SO4
6、氧化性要强。(2)浓度：浓度大时，氧化剂的氧化性和还原剂的还原性均增强。如浓H2SO4具有强氧化性，稀硫酸只有H显示弱氧化性。(3)酸碱性：如KMnO4在酸性溶液中表现强氧化性。【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 价
7、，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【变式训练】答案：CD解析：结合A、B两个方程式根据氧化性、还原性强弱比较规律得：氧化性：H2O2Fe3，还原性：H2O2Fe2，A项错；由2H2O2=2H2OO2知，分解过程中，Fe2作催化剂，溶液pH值不变，B项错；Fe3或Fe2作催化剂，所以其总量不变，C项正确；因为Fe2可导致H2O2分解，所以H2O2生产过程要避免混入Fe2，D项正确。考点2氧化还原反应的规律及其应用1性质判断规律当元素具有可变化合价时，具有最高价元素的物质只具有氧化性，具有最低价态元素的物质只具有还原性，具有中间价态元素的物质既具有氧化性
8、又具有还原性。如：浓 H2SO4 中的S 只具有氧化性，H2S 中的 S 只具有还原性，单质 S 既具有氧化性又具有还原性。2性质强弱规律详见考点 1。3反应先后规律同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质。如：将 Cl2 通入物质的量浓度相同的 NaBr和 NaI 的混合液中，Cl2 首先与 NaI 反应；将过量铁粉加入物质的量浓度相同的 Fe3和 Cu2的混合溶液中，Fe 首先与 Fe3反应；往 FeBr2 溶液中通入 Cl2，Cl2 首先与 Fe2反应
9、。4价态归中规律含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价低价中间价”，而不会出现交错现象。例：5歧化反应规律发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。其反应规律是：所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即“中间价高价低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。6电子转移守恒规律只要是氧化还原反应，就必定会遵守电子转移守恒规律，其外部特征表现为参加氧化还原反应的元素的化合价升降总数相等。此规律多应用于解氧化还原反应的计算题、氧化还原反应方程式的
10、配平。【例2】(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()。ANaCl、Na2SO4CNaCl、Na2SO4、I2BNaCl、NaBr、Na2SO4DNaCl、NaI、Na2SO4答案：AB【变式训练】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、原子守恒、电荷守恒。(2)配平步骤：一标(化合价)、二找(化合价的变化)、三定(根据化合价升降价数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数)、四平(用观察的方法确定未发生氧化还原反应的物质的化学计量数)、五查(已配平的
11、方程式要满足原子守恒、得失电子守恒，离子反应还应满足电荷守恒)。实例：高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气。配平其他元素原子：2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O。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3】配平化学方程式：Fe(NO3)3NaOHCl2Na2FeO4NaNO3NaClH2O。答案：2Fe(NO3)3 16NaOH 3Cl2=2Na2FeO4 6NaNO36NaCl8H2O解析：先根据得失电子守恒用最小公倍数法配出变价物质的基本系数，然后再根据原子守恒用观察
12、法配平其他未变价物质的系数。Fe：36,32；Cl：01,123。则有：2Fe(NO3)3NaOH3Cl2=2Na2FeO4NaNO36NaClH2O。再 用 观 察 法 配 平：2Fe(NO3)3 16NaOH 3Cl2=2Na2FeO46NaNO36NaCl8H2O。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(
13、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。【变式训练】3完成并配平下列化学方程式：废水用硫酸亚铁铵程中的实际损耗，下列叙述错误的是(7 的物质的量为4(2011年全国高考)某含铬FeSO4(NH4)2SO46H2O处理，反
14、应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到 n mol FeOFeyCrxO3。不考虑处理过)。A消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(2x)molB处理废水中 Cr2O 2nx2 molC反应中发生转移的电子数为 3nx molD在 FeOFeyCrxO3中 3xy答案：A有关氧化还原反应的综合考查考向分析氧化还原反应是高考的必考内容。近几年高考考题设计更加灵活多变，考查角度也更加新颖。其中，在选择题中分析判断物质的氧化性、还原性及强弱比较和计算等题目不断出现。非选择题主要结合实验中物质的检验、鉴别、分离提纯、计算等内容，以实验探究的方式考查氧化还原反应。这类题目不仅能够考查考生对氧化还原
15、反应知识的掌握，还能够考查学生的发散思维能力以及实验操作能力。【典例】(2010 年广东高考)某科研小组用 MnO2和浓盐酸制备Cl2 时，利用刚吸收过少量SO2 的 NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成 SO2 与过量 NaOH 溶液反应的化学方程式：SO22NaOH=_。(2)反应 Cl2Na2SO32NaOH=2NaClNa2SO4H2O 中的还原剂为_。(3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在 Cl、实验步骤预期现象和结论步骤 1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moLL1 H2SO4 至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于 A、B 试管中。步骤 2：步骤 3：考查要
16、点：以实验探究题为载体，考查氧化还原反应的基本概念及实验设计的相关操作。思路指导：要设计出正确的实验方案，首先得明确实验目的，清楚各个实验步骤及相应原理。注意把握溶液酸性环境的设置。在选用试剂时要考虑不能对要检验的离子造成干扰，在语言叙述时要注意试剂的用量(少量、适量、过量)的把握，表达时要写清三个要点：操作现象结论。答案：(1)Na2SO3H2O(2)Na2SO3(3)只存在 ClO过滤、水洗除去其中的Cl，再烘干、焙烧除去水分得到粉体【突破训练】1(2010 年天津高考)纳米 TiO2 在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米 TiO2 的方法之一是 TiCl4 水解生成
17、TiO2xH2O，经TiO2。用现代分析仪器测定 TiO2 粒子的大小。用氧化还原滴定法测定 TiO2 的质量分数：一定条件下，将 TiO2 溶解并还原为Ti3，再以 KSCN 溶液作指示剂，用 NH4Fe(SO4)2 标准溶液滴定Ti3至全部生成 Ti4。请回答下列问题：(1)TiCl4 水解生成 TiO2xH2O 的化学方程式为：_。_。(3)下列可用于测定 TiO2 粒子大小的方法是_(填字母代号)。a核磁共振法c质谱法b红外光谱法d透射电子显微镜法(2)检验TiO2xH2O中Cl是否被除净的方法是_(4)配制 NH4Fe(SO4)2 标准溶液时，加入一定量 H2SO4 的原因是_；使用
18、的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图 133 中的_(填字母代号)。图 133(6)滴定分析时，称取TiO2(设摩尔质量为Mgmol1)试样(5)滴定终点的现象是_。w g，消耗 c molL1 NH4Fe(SO4)2 标准溶液 V mL，则 TiO2 质量分数表达式为_。(7)判断下列操作对 TiO2 质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。若在配制标准溶液过程中，烧杯中的 NH4Fe(SO4)2 溶液有少量溅出，使测定结果_。若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_。解析：(1)设TiCl4 的系数为1，根据元素守恒，TiO2xH2O的
19、系数为1，HCl 的系数为4；再根据O 元素守恒，可知H2O的系数为(2x)。(3)核磁共振谱常用于测有机物中含有多少种氢原子；红外光谱一般分析有机物含有何种化学键和官能团；质谱法常用于测有机物相对分子质量；透射电子显微镜可以观察到微粒的大小。(5)因为是用KSCN 作指示剂，终点时NH4Fe(SO4)2 不再与Ti3反应，与 SCN反应生成血红色的Fe(SCN)3。(7)NH4Fe(SO4)2 溶液溅出，则其实际的物质的量浓度比原要配制的小，消耗的体积增大，使测得的TiO2 的百分含量偏高；若终点俯视滴定管，读取的标准液体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏低。1(2011 年广东惠州调研)用
20、强氧化剂高铁酸钠(Na2FeO4)对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术，制取 Na2FeO4 的反应为：Fe2O3 3Na2O2=2Na2FeO4 Na2O，下列说法正确的是()。ANa2FeO4 中的 Fe 元素为3 价BFe2O3 在反应中被还原CNa2O2 是还原剂DNa2FeO4 能消毒杀菌是因其具有强氧化性解析：Na2FeO4 中 Fe 的化合价为6，A 错误；Fe2O3 转化为 Na2FeO4，Fe 化合价：36，故 Fe2O3 被氧化，B 错误；Na2O2 中 O 的化合价为1，生成物中 O 的化合价均为2，故Na2O2 是氧化剂，C 错误。答案：D答案：B答案：B答案：B5(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：2HClH2SeO4H2SeO3Cl2 H2O，再通 SO2 于亚硒酸中，单质硒即析出。下列说法正确的是()。AH2SeO4 的氧化性强于 Cl2BH2SeO3 的氧化性强于 H2SO3CSeO2 的还原性强于 SO2D析出 1 mol Se 需 H2SeO3、SO2、H2O 各 1 mol答案：AB答案：(1)2 310268(2)2 6(3)BC
