第3講氧化還原反應(yīng)

第3講氧化還原反應(yīng)(對應(yīng)學(xué)生用書第21頁)1.了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。了解常見的氧化還原反應(yīng)。2．了解常見的氧化還原反應(yīng)。(對應(yīng)學(xué)生用書第21～22頁)一、氧化還原反應(yīng)1．定義在反應(yīng)過程中有元素化合價變化的化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。2．實質(zhì)反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移，元素化合價的變化是電子轉(zhuǎn)移的外觀表現(xiàn)。3．氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系5．電子轉(zhuǎn)移表示方法(1)雙線橋法基本形式：氧化劑＋還原劑===還原產(chǎn)物得到m×ne－＋氧化產(chǎn)物失去a×be－(2)單線橋法基本形式：氧化劑＋還原劑ne－===還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物二、常見的氧化劑和還原劑1．常見的氧化劑(1)活潑非金屬單質(zhì)，如O2、Cl2等。(2)高價金屬陽離子，如Fe3＋、Cu2＋等。(3)高價含氧化合物①含氧酸，如HNO3、濃H2SO4、HClO等。②鹽，如KClO3、KMnO4等。③過氧化物，如H2O2、Na2O2

等。2．常見的還原劑(1)活潑金屬單質(zhì)，如Na、Mg、Al等。(2)某些非金屬單質(zhì)，如H2、C等。(3)非金屬陰離子，如S2－、I－等。(4)低價金屬陽離子，如Fe2＋等。(5)含有較低價態(tài)元素的氧化物和鹽，如CO、SO2、Na2SO3等?！舅伎碱}】

有單質(zhì)參加的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)嗎？答案：有單質(zhì)參加的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)，如O2生成O3的反應(yīng)。測控導(dǎo)航表考點題號(難易度)氧化還原反應(yīng)實質(zhì)及判斷1(易)，3(易)氧化劑、還原劑概念及強弱判斷2(易)綜合應(yīng)用4(易)，5(易)1.(2009年福建理綜)下列類型的反應(yīng)，一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的是(

C

)A．化合反應(yīng)

B．分解反應(yīng)C．置換反應(yīng)

D．復(fù)分解反應(yīng)解析：一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，化合反應(yīng)和分解反應(yīng)如果無單質(zhì)參加，則不是氧化還原反應(yīng)(例外Na2O2＋SO2===Na2SO4)；復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)；置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。2．下列物質(zhì)中，按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是(

A

)A．F2、K、HClB．Cl2、Al、H2C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O解析：F2只有氧化性，K只有還原性，HCl既有氧化性又有還原性，A對；Cl2既有氧化性又有還原性，B錯；NO2既有氧化性又有還原性，C錯；SO2、H2O既有氧化性又有還原性，D錯。解析：氧化還原反應(yīng)的特征是反應(yīng)前后元素化合價發(fā)生變化，A是氧化還原反應(yīng)；因反應(yīng)是兩種化合物反應(yīng)生成一種單質(zhì)和一種化合物，不屬于四種基本反應(yīng)類型。4．實驗室常利用以下反應(yīng)制取少量氮氣：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。關(guān)于該反應(yīng)的下列說法，正確的是(

A

)A．NaNO2是氧化劑B．每生成1molN2時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6molC．NH4Cl中的氮元素被還原D．N2既是氧化劑，又是還原劑解析：NaNO2做氧化劑，NH4Cl做還原劑，N2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，生成1molN2時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol，故選A。解析：根據(jù)化合價升降作出判斷。答案：(1)Al失去N還原(2)30NA10Al＋6NaNO3＋4NaOH＋18H2O===10Na[Al失去10×3e－(OH)4]＋3N2得到6×5e－↑(對應(yīng)學(xué)生用書第22～24頁)氧化性、還原性強弱比較氧化性、還原性的強弱取決于得失電子的難易程度，與得失電子的數(shù)目無關(guān)，具體的判斷方法為：1．根據(jù)化學(xué)方程式判斷氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物。2．結(jié)合元素周期律判斷(1)同周期從左到右，金屬元素的還原性逐漸減弱，對應(yīng)陽離子的氧化性逐漸增強；非金屬元素的氧化性逐漸增強，對應(yīng)陰離子的還原性逐漸減弱。(2)同主族從上到下，金屬元素的還原性逐漸增強，對應(yīng)陽離子的氧化性逐漸減弱；非金屬元素的氧化性逐漸減弱，對應(yīng)陰離子的還原性逐漸增強?！纠?】

已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是(

)A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3B．3Cl2＋2FeI2===2FeCl3＋2I2C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2OD．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2解析：氧化性Co2O3＞Cl2＞Fe3＋＞I2，因此A中不可能生成FeI3，否則Fe3＋會將I－氧化成I2。答案：A。解析：實驗①證明氧化性KMnO4＞Cl2，實驗②證明氧化性Cl2＞Fe3＋，實驗③證明氧化性Fe3＋＞I2，因此A正確；三個反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，B錯；由于氧化性Cl2＞I2，因此Cl2可以使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，C錯；實驗②只證明了Fe2＋有還原性，D錯。(1)守恒規(guī)律氧化劑獲得電子總數(shù)必等于還原劑失去電子總數(shù)，即電子守恒?；蟽r升降總數(shù)也等于電子轉(zhuǎn)移總數(shù)，故化合價升高總值也等于化合價降低總值。(2)價態(tài)規(guī)律①當(dāng)元素化合價處于最高價態(tài)時，化合價只能降低，只有氧化性；當(dāng)處于最低價態(tài)時，化合價只能升高，只有還原性；若處于中間價態(tài)，化合價既能升高又能降低，因此既有氧化性又有還原性。②同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，只靠近，不交叉，相鄰價態(tài)不反應(yīng)。(3)強弱規(guī)律強氧化劑＋強還原劑===還原產(chǎn)物得到ne－(弱還原性)＋氧化產(chǎn)物失去ne－(弱氧化性)(4)先后規(guī)律在濃度相差不大的溶液中，同時含有幾種還原劑時，若加入氧化劑，則它首先與還原性最強的還原劑作用；同理，同時含有幾種氧化劑時，若加入還原劑，則它首先與溶液中氧化性最強的氧化劑作用，即能力強的先反應(yīng)。有關(guān)氧化還原反應(yīng)的簡單計算1．計算類型與氧化還原反應(yīng)有關(guān)的計算主要有以下幾個方面：(1)判斷氧化劑與還原劑的比例；(2)計算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量；(3)確定反應(yīng)前或反應(yīng)后某元素的化合價；(4)通過化合價升降數(shù)目相同或得失電子數(shù)目相等寫出氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。2．計算方法——得失電子守恒法解題的一般步驟為：(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)找準一個原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個數(shù))(3)根據(jù)題中物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)。對于多步連續(xù)進行的氧化還原反應(yīng)，只要中間各步反應(yīng)過程中電子沒有損耗，可直接找出起始物和最終產(chǎn)物，建立二者之間的守恒關(guān)系，快速求解。審題導(dǎo)引：分析元素化合價變化→找出氧化劑、還原劑→根據(jù)電子轉(zhuǎn)移推出產(chǎn)物→由元素守恒、電子守恒配平方程式→列關(guān)系式計算。答案：(1)Cl2＋I2＋H2O―→HIO3＋HCl

(2)KI、I2(3)紅棕HBrO3>Cl2>HIO3

(4)10.58【針對訓(xùn)練2】

某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質(zhì)X。(1)已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子，則該反應(yīng)的還原劑是________。(2)已知0.2molKBrO3在反應(yīng)中得到1mol電子生成X，則X的化學(xué)式為________。(3)根據(jù)上述反應(yīng)可推知________。a．氧化性：KBrO3>H3AsO4b．氧化性：H3AsO4>KBrO3c．還原性：AsH3>Xd．還原性：X>AsH3解析：(1)該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，KBrO3在反應(yīng)中得電子，做氧化劑。分析各物質(zhì)化合價知：AsH3中As的化合價升高，AsH3做還原劑。(2)KBrO3中溴的化合價為＋5,0.2molKBrO3得到1mol電子，1個KBrO3得到5個電子，化合價降低5價，為0，X為Br2。(3)反應(yīng)中KBrO3是氧化劑，Br2為還原產(chǎn)物，AsH3為還原劑，H3AsO4為氧化產(chǎn)物，在同一氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，可推知a、c正確。答案：(1)AsH3

(2)Br2

(3)ac(對應(yīng)學(xué)生用書第24頁)測控導(dǎo)航表考點題號(難易度)氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念1(易)氧化性、還原性及強弱判斷2(易)綜合應(yīng)用3(易)，4(易)，5(中)解析：在化合物中，元素處于中間價態(tài)時，既可表現(xiàn)氧化性，又可表現(xiàn)還原性。2．物質(zhì)氧化性、還原性的強弱，不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與物質(zhì)的濃度和反應(yīng)溫度等有關(guān)。下列各組物質(zhì)：①Cu與HNO3溶液②Cu與FeCl3溶液③Zn與H2SO4溶液④Fe與HCl溶液由于濃度不同而能發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是(

B

)A．②③B．①③C．①②D．①③④4．(2010年南安一中12月月考)某學(xué)生做如下實驗：第一步，在淀粉KI溶液中滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即變藍；第二步，在上述藍色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，藍色逐漸消失。下列敘述中該同學(xué)對實驗原理的解釋和所得結(jié)論不正確的是(

A

)A．第一步反應(yīng)的離子方程式為：ClO－＋2I－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－B．淀粉KI溶液變藍是因為I－被氧化為I2，I2遇淀粉變藍色C．藍色逐漸消失的原因是Na2SO3溶液具有還原性D．微粒的氧化性由強到弱的順序是：ClO－>I2>SO42－解析：因為是在酸性環(huán)境中，A項不可能生成OH－，第一步的離子方程式為：ClO－＋2I－＋2H＋===Cl－＋I2＋H2O。5．已知將鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產(chǎn)生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色退去?，F(xiàn)有一個氧化還原反應(yīng)的體系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七種物質(zhì)：(1)該反應(yīng)中，化合價升高的反應(yīng)物是________，化合價沒有發(fā)生變化的反應(yīng)物是________。(2)寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式(不需要配平)________________________________________________________________________。(3)上述反應(yīng)中，氧化劑是________，1mol氧化劑在反應(yīng)中________(填“得到”或“失去”)________mol電子。(4)如果在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3，溶液又變紫紅色。說出NaBiO3的一個性質(zhì)：____________________。解析：(1)反應(yīng)原理為KMnO4將KCl氧化生成Cl2，自身被還原為Mn2＋，因此Cl元素化合價升高，Mn元素化合價降低，H2SO4的化合價沒有變化。(2)由(1)可知反應(yīng)物為KMnO4、KCl、H2SO4，其余四種物質(zhì)為生成物。(3)KMnO4中錳元素化合價由＋7價降為＋2價，所以KMnO4為氧化劑，1molKMnO4參加反應(yīng)時，得到5mol電子。(4)加入NaBiO3后溶液又變成紫紅色，說明Mn2＋又被氧化成了MnO。答案：(1)KCl

H2SO4(2)KMnO4＋KCl＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋H2O

(3)KMnO4得到5

(4)強氧化性(時間：40分鐘)(對應(yīng)學(xué)生用書第234～235頁)測控導(dǎo)航表考點題號(難易度)氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念1(易)，3(易)，4(易)，6(易)氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算2(易)，8(中)，12(難)氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用5(易)，7(中)，9(中)，10(中)，11(中)一、選擇題1．下列敘述正確的是(

B

)A．有單質(zhì)參加或單質(zhì)生成的化學(xué)反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)B．生成物只有一種的化學(xué)反應(yīng)不一定是化合反應(yīng)C．生成陽離子的反應(yīng)一定是氧化反應(yīng)D．有電解質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)一定可以用離子方程式表示解析：同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，但非氧化還原反應(yīng)，A錯；N2O4===2NO2生成物只有一種，不屬于化合反應(yīng)，B正確；變價金屬由高價態(tài)向低價態(tài)的轉(zhuǎn)化是還原反應(yīng)，C錯；銅和濃硫酸的反應(yīng)、氯化銨和氫氧化鈣固態(tài)時的反應(yīng)均不屬于離子反應(yīng)，D錯。2．(2010年羅源一中11月月考)將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯反應(yīng)發(fā)生。但加入某鹽后，發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量逐漸減少，該鹽可能是(

C

)A．FeSO4B．ZnSO4C．KNO3D．NaCl解析：銅與稀硫酸不反應(yīng)，稀硫酸遇NO3－后，相當(dāng)于有了HNO3，硝酸有強氧化性，可與Cu反應(yīng)，離子方程式為：3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。3．(原創(chuàng)題)氧化還原反應(yīng)與四種基本類型反應(yīng)的關(guān)系如下圖所示，則下列化學(xué)反應(yīng)屬于陰影部分的是(

D

)解析：陰影部分代表不屬于復(fù)分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)的氧化還原反應(yīng)。A項中的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)；B項中的反應(yīng)屬于分解反應(yīng)；C項中的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)；D項中的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，但不屬于四種基本反應(yīng)類型。有關(guān)上述轉(zhuǎn)化過程的下列敘述正確的是(

B

)A．MFe2O4表現(xiàn)了還原性B．MFe2Ox表現(xiàn)了還原性C．SO2和NO2表現(xiàn)了還原性D．SO2和NO2發(fā)生了分解反應(yīng)解析：MFe2Ox能使SO2、NO2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)，即SO2→S、NO2→N2，在該轉(zhuǎn)化過程中，硫元素和氮元素的化合價降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，做氧化劑，表現(xiàn)氧化性；則MFe2Ox在反應(yīng)中做還原劑，表現(xiàn)還原性，MFe2O4表現(xiàn)氧化性。下列有關(guān)草酸鈉滴定高錳酸鉀實驗的敘述，正確的是(

C

)A．滴定過程中，高錳酸鉀被氧化，草酸鈉被還原B．溫度需超過100℃，草酸鈉與高錳酸鉀才會反應(yīng)C．該反應(yīng)中，消耗的草酸鈉與高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為

5∶2D．為便于滴定終點的判斷，滴定時必須往體系中加入指示劑6．(2011年福州高三期末)2010年諾貝爾化學(xué)獎授予美日科學(xué)家，他們由于研究“有機物合成過程中鈀催化交叉偶聯(lián)”而獲獎。鈀的化合物氯化鈀可用來檢測有毒氣體CO，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋Pd↓＋2HCl。下列說法正確的是(

A

)A．題述反應(yīng)條件下還原性：CO>PdB．題述反應(yīng)中PdCl2被氧化C．生成22.4LCO2時，轉(zhuǎn)移的電子為2molD．CO氣體只有在高溫下才能表現(xiàn)還原性解析：CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋Pd↓＋2HCl為氧化還原反應(yīng)，CO做還原劑，Pd是還原產(chǎn)物，故還原性CO>Pd，A正確；題述反應(yīng)中PdCl2為氧化劑被還原，故B錯誤；生成的22.4LCO2所處的狀況不確定，其物質(zhì)的量不一定為1mol，故轉(zhuǎn)移的電子也不一定為2mol，C錯誤；CO氣體在通常情況下均表現(xiàn)還原性，D錯誤。7．(2010年安徽理綜)亞氨基鋰(Li2NH)是一種儲氫容量高、安全性好的固體儲氫材料，其儲氫原理可表示為：Li2NH＋H2LiNH2＋LiH。下列有關(guān)說法正確的是(

B

)A.Li2NH中N的化合價是－1B．該反應(yīng)中H2既是氧化劑又是還原劑C．Li＋和H－的離子半徑相等D．此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同解析：根據(jù)化合價代數(shù)和等于零知，Li2NH中氮元素的化合價為－3，A項錯誤；B項中，Li2NH＋H2LiNH2化合價升高，被氧化＋LiH化合價降低，被還原，H2既是氧化劑又是還原劑，B項正確；Li＋和H－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，所以r(H－)＞r(Li＋)，C項錯誤；鋼瓶儲氫是物理過程，而該方法為化學(xué)方法，D項錯誤。8．(2010年全國理綜Ⅱ)若(NH4)2SO4在強熱時分解的產(chǎn)物是SO2、N2、NH3和H2O，則該反應(yīng)中化合價發(fā)生變化和未發(fā)生變化的N原子數(shù)之比為(

B

)A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶1解析：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒得反應(yīng)中化合價發(fā)生變化的和未發(fā)生變化的N原子數(shù)之比為2∶4＝1∶2。9．根據(jù)表中信息，判斷下列敘述中正確的是(

A

)序號氧化劑還原劑其他反應(yīng)物氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物①Cl2FeBr2/Cl－②KMnO4H2O2H2SO4O2Mn2＋③KClO3濃鹽酸/Cl2解析：Cl2與FeBr2反應(yīng)，Cl2少量時只氧化Fe2＋，Cl2足量時可氧化Fe2＋和Br－，A正確；氧化性KClO3>Cl2>Br2>Fe3＋，B錯；C中反應(yīng)得失電子不守恒；③組反應(yīng)KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的還原產(chǎn)物是Cl2，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為5e－。二、非選擇題10．在淀粉碘化鉀溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入稀H2SO4，溶液立即變成藍色(ClO－在酸性條件下具有氧化性)，這是因為________________________________________________________________________，在上述藍色溶液中滴加足量的Na2SO3溶液，藍色立即消失，這是因為________________________________________________________________________，從以上實驗可知，ClO－、I2、SO的氧化性由強到弱的順序為____________________。11．(創(chuàng)新題)美國芝加哥大學(xué)的研究員通過實驗發(fā)現(xiàn)：蝦、蟹等軟殼類食物含有大量＋5價砷化合物。這種物質(zhì)食入體內(nèi)，本身對人體并無毒害作用，但在服用維生素C之后，由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使原來無毒的＋5價砷轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸镜模?價砷(即As2O3)，這就是人們俗稱的砒霜。閱讀上面材料，解答下列試題：(1)下列都是砷的化合物，其中砷的化合價是＋5價的是______。A．As2O5B．As2O3C．As2S3D．AsH3(2)＋5價砷轉(zhuǎn)化為致命的＋3價砷的反應(yīng)中，維生素C起到了關(guān)鍵性的作用，該反應(yīng)中維生素C的作用是____________________________。(3)在傳統(tǒng)的驗尸方法中，法醫(yī)常使用“馬氏試砷法”，其方法是將檢驗物加入到鋅粉和硫酸的混合物中，然后將產(chǎn)生的氣體(AsH3)通入到一支加熱著的玻璃管中，如果玻璃管內(nèi)壁上有亮黑色的物質(zhì)附著，則證明檢驗物中有砒霜(As2O3)。①寫出砒霜