高中化學(xué)氧化劑和還原劑

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載第 3 節(jié) 氧化劑和還原劑1 氧化還原反應(yīng)1元素化合價(jià)在化學(xué)反應(yīng)中的變化（1）化合價(jià)：化合價(jià)是認(rèn)識(shí)氧化還原的前提與基礎(chǔ)。規(guī)則：在化合物中，正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零；單質(zhì)中，元素的化合價(jià)為零。本質(zhì)：a 化合價(jià)的正與負(fù)：失去電子或共用電子對(duì)偏離呈正價(jià)；得到電子或共用電子對(duì)偏向呈負(fù)價(jià)。b 化合價(jià)的數(shù)值：化合價(jià)的數(shù)值等于得、失電子（或共用電子對(duì)）的數(shù)目。c 化合價(jià)的變動(dòng)：元素在氧化還原反應(yīng)中，得到電子，化合價(jià)降低；失去電子，化合價(jià)升高。有關(guān)規(guī)律：a 金屬元素一般沒(méi)有負(fù)化合價(jià)，除零價(jià)外，只顯正價(jià)，因?yàn)樵诜磻?yīng)中只能失去電子。b 非金屬元素（除氧、氟外）在反應(yīng)中既可得到電子，亦可失去電子，故既

2、可呈正價(jià)，也能顯負(fù)價(jià)。c 氧、氟的非金屬性很強(qiáng)，在反應(yīng)中一般不失去電子，故一般沒(méi)有正化合價(jià)。d 顯最高化合價(jià)的元素，在反應(yīng)中只能得電子而不能失電子，故發(fā)生氧化還原反應(yīng)化合價(jià)只能降低。相反，顯最低化合價(jià)的元素，在反應(yīng)中化合價(jià)只能升高。（2）基本概念氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)：反應(yīng)物所含元素化合價(jià)升高（或者說(shuō)是物質(zhì)失去電子）的反應(yīng)稱(chēng)為氧化反應(yīng)；反應(yīng)物所含元素化合價(jià)降低（或者說(shuō)是物質(zhì)得到電子）的反應(yīng)稱(chēng)為還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)：凡是反應(yīng)過(guò)程中有元素化合價(jià)變化（或電子轉(zhuǎn)移）的化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。說(shuō)明：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是一對(duì)對(duì)立的反應(yīng)，而又統(tǒng)一存在于一個(gè)反應(yīng)中，不能分割，所以人們把這兩種同時(shí)存在的一個(gè)化學(xué)

3、反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)?！韭?lián)想發(fā)散】四種基本反應(yīng)類(lèi)型和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系學(xué)習(xí)必備歡迎下載反應(yīng)類(lèi)型氧化 還原反應(yīng)非氧化 還原反應(yīng)化合反應(yīng)2NaCl22NaCl（有單質(zhì)參加）CaO H2O Ca(OH)2（沒(méi)有單質(zhì)參加）分解反應(yīng)2H2O22H2O O2（有單質(zhì)生成）H2CO3 H2O CO2（沒(méi)有單質(zhì)生成）置換反應(yīng)Zn2HCl ZnCl2H2復(fù)分解反應(yīng)H2SO4 Ba(OH)2BaSO4 2H2O 2氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)（1）研究表明，所有的氧化還原反應(yīng)中都存在著電子的轉(zhuǎn)移，電子的轉(zhuǎn)移是氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。說(shuō)明： “轉(zhuǎn)移”包含兩方面內(nèi)容：電子的得到、失去和電子的偏離、偏向。電子的偏離和偏向又統(tǒng)稱(chēng)電子的

4、偏移。（2）認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)概念的三個(gè)階段：首先是從得到氧和失去氧的視角認(rèn)識(shí)的。接著是從元素的化合價(jià)升和降的視角去認(rèn)識(shí)的。最后是從元素原子電子的得到和失去的視角去認(rèn)識(shí)的。注意：第種情況只適宜在初中階段使用，因?yàn)樗鉀Q問(wèn)題的范圍太狹窄，只局限在有氧參與的反應(yīng)。第種情況沒(méi)有反映出氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì)，只是氧化還原反應(yīng)的一種表象，我們用來(lái)作為判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的工具。第種情況才是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。2氧化劑和還原劑1基本概念（3）氧化劑和還原劑：在氧化還原反應(yīng)中，所含元素的化合價(jià)降低（或說(shuō)得到電子）的反應(yīng)物叫做氧化劑；而所含元素化合價(jià)升高（或說(shuō)失去電子）的反應(yīng)物，叫做還原劑。（2）

5、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物：還原劑失去電子被氧化所得的產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物；氧化劑得到電子被還原所得的產(chǎn)物叫還原產(chǎn)物?！绢I(lǐng)悟整合】氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念是互相獨(dú)立，又互相依存的，其關(guān)系如下：學(xué)習(xí)必備歡迎下載氧化劑（具有氧化性）得電子被還原發(fā)生還原反應(yīng)還原產(chǎn)物；還原劑（具有還原性）失電子被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)氧化產(chǎn)物。2常見(jiàn)的氧化劑和還原劑常見(jiàn)的氧化劑：（1）非金屬單質(zhì)X2、O2、S等；（2） 高價(jià)金屬陽(yáng)離子Cu2+、 Fe3+； 高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物H2SO4(濃)、 MnO2、 HClO、 KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。常見(jiàn)的還原劑：（1）活潑或較活潑的金屬K、Na、Mg、Al、Zn、

6、Fe等；（2）低價(jià)金屬陽(yáng)離子Fe2+；（3）非金屬陰離子Cl、Br、 I、 S2等；（4）含較低價(jià)元素的化合物CO 、SO2、H2SO3、Na2SO3、NH3等。說(shuō)明：在含有變價(jià)元素的化合物中，具有中間價(jià)態(tài)元素的物質(zhì)（單質(zhì)或化合物）既可做氧化劑，又可做還原劑。例如：Cl2、H2O2、 Fe2+、 SO2、H2SO3等既有氧化性有又還原性。3氧化還原反應(yīng)中各個(gè)基本概念間的關(guān)系失去電子的反應(yīng)物得到電子的反應(yīng)物還原劑氧化劑 得失電子數(shù)相等，化合價(jià)升降值相等具有具有還原性氧化性發(fā)生發(fā)生氧化反應(yīng)還原反應(yīng)同時(shí)存在生成生成氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物失電子，化合價(jià)升高，被氧化得電子，化合價(jià)降低，被還原【知識(shí)鏈接】氧化還

7、原反應(yīng)的表示方法1雙線(xiàn)橋法：表示的是同一元素在反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果，反映了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及參加反應(yīng)的各物質(zhì)間的氧化還原關(guān)系。雙線(xiàn)橋法分析氧化還原反應(yīng)的步驟：標(biāo)出有化合價(jià)變化的元素的化合價(jià)；在反應(yīng)物到生成物之間畫(huà)一個(gè)箭頭，箭頭出發(fā)和指向的是有化合價(jià)變化的同一元素；分析化合價(jià)的變化，找出反應(yīng)中得失電子的總數(shù)(有價(jià)態(tài)變化元素的一個(gè)原子轉(zhuǎn)移電子數(shù) 發(fā)生價(jià)態(tài)變化的原學(xué)習(xí)必備歡迎下載子個(gè)數(shù) )；將轉(zhuǎn)移電子數(shù)標(biāo)在線(xiàn)上；2單線(xiàn)橋法：表示的是電子轉(zhuǎn)移的情況，反映了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。單線(xiàn)橋法分析氧化還原反應(yīng)的步驟：標(biāo)出有化合價(jià)變化的元素的化合價(jià)；用線(xiàn)橋?qū)⒎磻?yīng)物中失電子的元素和得電子的元素連接起來(lái)，箭尾

8、是失電子的元素，箭頭是得電子的元素。注意：橋線(xiàn)只在反應(yīng)物中，不跨越“ ” 與生成物相連。在橋線(xiàn)上注明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，注意：只寫(xiě)數(shù)目，不標(biāo)得失。運(yùn)用氧化性、還原性概括物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)所謂氧化性是指氧化劑具有的一種能得到電子的能力，表現(xiàn)在反應(yīng)中是化合價(jià)有降低趨勢(shì)的一種表現(xiàn)能力；還原性是指還原劑具有的一種失去電子的能力，表現(xiàn)在反應(yīng)中是化合價(jià)有升高趨勢(shì)的一種表現(xiàn)能力。我們運(yùn)用氧化性、還原性概括物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，下面舉例說(shuō)明：上一章學(xué)了氯氣和金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)，氯氣跟金屬單質(zhì) （鈉、鐵、銅等） 、非金屬單質(zhì) （氫氣等）的反應(yīng)中都是得電子，化合價(jià)降低被還原，做氧化劑，因此氯氣具有強(qiáng)氧化性；但氯氣也有還原性，如氯

9、氣跟水、堿溶液所發(fā)生歧化反應(yīng)。其中有一部分氯即是表現(xiàn)了還原性。而鈉非金屬單質(zhì)（氯氣、氧氣等）、水的反應(yīng)中都是失電子，化合價(jià)升高被氧化，做還原劑，因此鈉具有強(qiáng)還原性。鹽酸是既有氧化性又有還原性的。如在鹽酸跟鎂、鋁、鋅等較活潑金屬發(fā)生的置換反應(yīng)中，鹽酸表現(xiàn)了氧化性。在濃鹽酸跟二氧化錳反應(yīng)制取氯氣時(shí)，鹽酸表現(xiàn)了還原性。由于鹽酸的氧化性實(shí)質(zhì)上是H+的氧化性，屬于酸的通性，即絕大多數(shù)酸所具有的共同性質(zhì)，因此不能把鹽酸稱(chēng)為氧化性酸。但濃硫酸是強(qiáng)氧化性酸，其氧化性是指H2SO4分子中 6 價(jià)的硫元素表現(xiàn)的一種很強(qiáng)的得電子的能力。稀硫酸或硫酸鹽中的SO42中的硫元素雖然也是6 價(jià)，但沒(méi)有強(qiáng)氧化性。稀硫酸也有氧

10、化性，是其中的H所表現(xiàn)的。濃硫酸分子中6 價(jià)的硫元素得電子的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于其中的1 價(jià)的氫。金屬元素只能失電子，所以金屬單質(zhì)只有還原性；非金屬元素既能得電子表現(xiàn)負(fù)價(jià)，又能失（偏離）電子表現(xiàn)正價(jià)，所以非金屬單質(zhì)多數(shù)既有氧化性又有還原性。3 探究鐵及其化合物的氧化性和還原性1、鐵元素的存在形態(tài)：游離態(tài)：隕鐵化合態(tài)：鐵元素主要以2 價(jià)和 3 價(jià)的化合態(tài)存在。在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.65，處于第四位，僅次于氧、硅和鋁。2、按不同標(biāo)準(zhǔn)給鐵及其化合物分類(lèi)學(xué)習(xí)必備歡迎下載（1）按單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽給上述物質(zhì)分類(lèi)。單質(zhì)： 鐵； 氧化物： FeO、Fe2O3、Fe3O4；堿： Fe(OH)2、Fe(OH)3；

11、鹽：FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3（2）按鐵元素的化合價(jià)給上述物質(zhì)分類(lèi)。0 價(jià)： Fe；+2 價(jià)： FeO、FeCl2、FeSO4、 Fe(OH)2；+3 價(jià)： Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3、 Fe(OH)33、鐵在氧化物FeO、Fe2O3、 Fe3O4性質(zhì)的比較FeO Fe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性難溶難溶難溶化合價(jià)2 3 2、 3 與 CO 、H2反應(yīng)FeOCO FeCO2FeOH2FeH2O Fe2O33CO2Fe3CO2 Fe2O33H22Fe3H2O Fe3O44CO3Fe4CO2Fe3O44H23Fe

12、4H2O 與稀硫酸反應(yīng)FeOH2SO4FeSO4H2O Fe2O33H2SO4 Fe2(SO4)33H2O Fe3O44H2SO4Fe2(SO4)3FeSO4 4H2O 4鐵的氫氧化物4Fe(OH)2和 4Fe(OH)3性質(zhì)的比較（1）氫氧化亞鐵：制備： FeCl22NaOH Fe(OH)2 2NaCl 物理性質(zhì)：白色難溶的弱堿化學(xué)性質(zhì)：與強(qiáng)酸反應(yīng)還原性：易被氧化劑所氧化。如：4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3 思考： 實(shí)驗(yàn)室在制備Fe(OH)2時(shí)，為防止被氧化，可以采取哪些措施？提示： 實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化亞鐵時(shí)，因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，更要注意隔絕空氣。其

13、方法是：亞鐵鹽需新制（用足量鐵與稀硫酸反應(yīng)或還原氯化鐵溶液）；將所用氫氧化鈉溶液煮沸以趕盡溶于其中的空氣（O2） ；使用長(zhǎng)滴管吸入氫氧化鈉溶液后將滴管伸至氯化亞鐵溶液的液面以下，慢慢擠壓乳膠頭使氫氧化鈉與氯化亞鐵接觸。學(xué)習(xí)必備歡迎下載（2）氫氧化鐵：制備： FeCl33NaOH Fe(OH )3 3NaCl 物理性質(zhì)：紅褐色難溶固體化學(xué)性質(zhì)：與強(qiáng)酸反應(yīng)。Fe(OH)3 3H2SO4 Fe2(SO4)33H2O 5、探究鐵及其化合物的氧化性和還原性預(yù)測(cè)：鐵元素顯0 價(jià)時(shí)，只有還原性；顯+3 價(jià)時(shí)，只有氧化性；顯+2 價(jià)時(shí)，既有氧化性，又有還原性。（1）Fe的還原性：與H+、Cu2+、Fe3+、C

14、l2等反應(yīng)Fe2H+ Fe2+H2、 FeCu2+ Fe2+Cu、 2Fe3+ Fe 3Fe2+、 2Fe3Cl2加熱2FeCl3（2）Fe3+的氧化性：與Fe、Cu、 Zn 反應(yīng)2Fe3+ Fe 3Fe2+、2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+、3Zn2Fe3+ 3Zn2+2Fe （3）Fe2+的氧化性：與鋅反應(yīng)ZnFe2+ Zn2+Fe （4）Fe2+的還原性：與氯水等反應(yīng)2Fe2+ Cl2 2Fe3+2Cl（5）鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化示意圖FeFeCl2（氧化性）（氧化性）（還原性）FeCl3HNO3、Cl2Fe、Cu（還原性）HClFeCl3Cl2ZnZn【聯(lián)想 發(fā)散 】Fe2+與 Fe

15、3+的鑒別（1）直接觀(guān)察顏色：Fe2+的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色。（2）利用顯色反應(yīng)：Fe2+的溶液 KSCN或 NH4SCN溶液，溶液不呈紅色；Fe3+的溶液 +KSCN或 NH4SCN溶液，溶液呈血紅色。有關(guān)離子方程式：Fe3+SCN Fe(SCN) 2+（3）利用鐵化合物沉淀的顏色：學(xué)習(xí)必備歡迎下載Fe2+的溶液 NaOH 溶液，出現(xiàn)白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；Fe3+的溶液NaOH 溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀。有關(guān)反應(yīng)式：Fe2+2OHFe(OH)2、 4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3； Fe3+3OHFe(OH)3（4）利用 Fe3+的氧化性：Fe2+

16、的溶液 Cu片，無(wú)明顯現(xiàn)象；Fe3+的溶液 Cu片，銅被腐蝕，溶液變?yōu)樗{(lán)綠色。有關(guān)離子方程式：2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+Fe2+的溶液淀粉KI試紙，試紙不變藍(lán)；Fe3+的溶液淀粉KI試紙，試紙變藍(lán)。有關(guān)離子方程式：2Fe3+2I2Fe2+I2（5）利用 Fe2+的還原性：Fe2+的溶液酸性KMnO4溶液， KMnO4溶液紫色褪去；Fe3+的溶液酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色不褪。Fe2+的溶液氯水，溶液變?yōu)樽攸S色；Fe3+的溶液氯水，無(wú)明顯現(xiàn)象。有關(guān)離子反應(yīng)式：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl注意：以上方法以KSCN溶液鑒別最常用。層析法認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)與電子轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系（1）

17、以反應(yīng)2Na+Cl2點(diǎn)燃2NaCl 為例分析：在 Na 與 Cl2反應(yīng)前后，元素化合價(jià)的升降情況為：元素原子之間得失電子情況為化合價(jià)降低21 化合價(jià)升高12 2 Na Cl2 2 NaCl 0 0 +1 - 1 失去 2e2 Na Cl2 2 NaCl 0 0 +1 - 1 得到 2e學(xué)習(xí)必備歡迎下載由此可知，在由單質(zhì)Na 和 Cl2生成離子化合物NaCl的反應(yīng)里，元素化合價(jià)的升降與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移之間有著密切關(guān)系.元素原子失去(或得到 )電子，元素的化合價(jià)就升高(或下降 )，并且元素原子失去(或得到 )的電子數(shù)與元素化合價(jià)升高(或降低 )的數(shù)相等 .電子得失， 屬于電子轉(zhuǎn)移 . （2）

18、以反應(yīng)H2+Cl2點(diǎn)燃2HCl為例分析在 H2與 Cl2反應(yīng)前后，元素化合價(jià)的升降情況為：元素原子之間電子偏移情況為：由上可知， 在像由單質(zhì)H2和 Cl2生成共價(jià)化合物HCl的反應(yīng)里， 元素化合價(jià)的升降與元素原子之間的共用電子對(duì)的偏移有著密切關(guān)系.共用電子對(duì)偏出 （或偏入），元素的化合價(jià)就升高（或降低），并且元素原子偏出（或偏入）的電子數(shù)與元素化合價(jià)升高(或降低 )的數(shù)相等 .電子偏出偏入，也屬于電子轉(zhuǎn)移。（3）綜上結(jié)論可知，元素化合價(jià)的升降既與氧化還原反應(yīng)之間有著密切的關(guān)系，又與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系.物質(zhì)失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，物質(zhì)得到電子的反應(yīng)是還原反應(yīng)，凡是有電子轉(zhuǎn)移（得失

19、或偏移）的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。學(xué)習(xí)鐵及其化合物性質(zhì)的方法（1）抓價(jià)態(tài)：從鐵元素三種價(jià)態(tài)的相互轉(zhuǎn)化（鐵三角關(guān)系）去認(rèn)識(shí)鐵及其化合物間的氧化還原反應(yīng)規(guī)律。Fe2+和 Fe3+的性質(zhì)： aFe2+既有氧化性，又有還原性，主要表現(xiàn)還原性；Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性。 bFe2+和 Fe3+都是典型的弱堿陽(yáng)離子，與OH離子在溶液中可以發(fā)生反應(yīng)。化合價(jià)降低21 化合價(jià)升高21 H2 Cl2 2 HCl 0 0 +1 - 1 電子偏出 2eH2 Cl2 2 HCl 0 0 +1 - 1 電子偏入 2e學(xué)習(xí)必備歡迎下載亞鐵鹽的存放方法：加入少量鐵屑以防止Fe2+被氧化。（2）想屬類(lèi)：如鐵是一種比較活潑的過(guò)渡金屬，氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物，氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿，氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，由此去分析理解它們各自所具有的性質(zhì)。（3）作比較：列表比較鐵的氧化物、鐵的氫氧化物和Fe2+與 Fe3+的鑒別方法。【專(zhuān)題放送】氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)判斷1氧化還原反應(yīng)中基本概念的判斷氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，特征是反應(yīng)前后元素的化合價(jià)發(fā)生了變化。我們判斷某反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)可根據(jù)反應(yīng)前后元素的化合價(jià)是否發(fā)生了