物质的量与化学反应 专题4 氧化还原反应【复习目标】1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。【考点过关】一、氧化还原反应1.氧化还原反应定义反应前后物质有电子转移（得失或偏移）的化学反应叫氧化还原反应，物质失去电子的反应叫氧化反应，物质得到电子的反应叫还原反应特征反应前后元素化合价发生了变化实质反应过程中电子转移（得失或偏移）规律在一个化学反应中氧化反应和还原反应同时发生，氧化剂和还原剂同时存在,氧化剂得电子，还原剂失电子,得失电子同时发生；同一氧化还原反应中,氧化剂和还原剂得失电子总数相等，即化合价升高的总价数等于降低的总价数关系化合反应和分解反应不一定是氧化还原反应，但有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定属氧化还原反应；（注意有单质参加或生成的化学反应不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.氧化还原反应的概念之间的关系氧化剂得到电子的反应物活泼的非金属单质单质，如卤素单质(X2)、O2、S等高价态离子，如Fe3+、Cu2+等；高价或较高价含氧化合物，如MnO2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4等过氧化物，如Na2O2、H2O2等还原剂失去电子的反应物活泼或较活泼金属，如K、Na、Zn、Fe等一些非金属单质，如H2、C、Si等较低态的化合物，CO、SO2、H2S、Na2SO3、FeSO4氧化性得到电子的能力物质的氧化性、还原性的强弱与其得失电子能力有关，与得失电子的数目无关还原性失去电子的能力氧化产物氧化反应所得的生成物氧化还原反应中，氧化产物、还原产物可以是同一种产物，也可以是不同产物，还可以是两种或两种以上的产物。如反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2中，Fe2O3和SO2均既为氧化产物，又为还原产物还原产物还原反应所得的生成物3.电子转移的表示方法单线桥表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素箭头方向表示电子转移的方向在“桥”上标明转移的是电子总数双线桥表示氧化剂及其还原产物、还原剂及其氧化产物之间电子转移情况箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化【巩固演练】下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是。在氧化还原反应中，某元素由化合态变为单质，此元素可能被还原，也可能被氧化在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂，金属单质一定是还原剂化合物分解的产物有单质，则该分解反应必属于氧化还原反应化学反应K2MnO4Cl2=2KClMnO2O2属于氧化还原反应金属阳离子只有氧化性，HI只有还原性漂白粉在空气中变质过程中，既有氧化还原反应发生，又有非氧化还原反应发生某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y，当X、Y都是非金属时，Y一定比X活泼1molNa2O2与足量的水反应，转移的电子数为2NA5.6g铁粉与硝酸反应失去电子数一定为0.3NA正确；氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生改变，反应中Mn元素由6价变为4价，氧元素由2价变为0价，Cl元素由0价变为1价，正确；金属阳离子Fe2既有氧化性，又有还原性，HI中H1表现氧化性，I1表现还原性，错误；漂白粉变质发生非氧化还原反应Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO，发生氧化还原反应2HClO2HClO2，正确；金属或非金属发生置换反应，都是活泼性强的单质，从化合物中置换出活泼性朋弱的单质，错误；Na2O2与水反应时-1价的O发生歧化反应，1molNa2O2反应，只转移了1mol电子，错误；铁粉与硝酸反应到底生成Fe3+还是Fe2+还是Fe3+和Fe2+的混合物，不能确定，错误【答案】二、氧化性、还原性强弱的比较方法氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。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。如：Nae=Na，Al3e=Al3，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。从元素的价态考虑：最高价态只有氧化性，如：Fe3、H2SO4、KMnO4等；最低价态只有还原性，如：金属单质、Cl、S2等；中间价态既有氧化性又有还原性，如：Fe2、S、Cl2等。物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如：氧化性：HNO3（浓）HNO3（稀）；Cu与浓H2SO4常温下不反应，加热条件下反应；KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。1.氧化性强弱的比较根据非金属活动顺序判断氧化性：F2O2Cl2Br2I2S根据反应方程式判断氧化性：氧化剂氧化产物还原剂根据反应条件判断还原剂相同时，反应越容易进行，氧化剂的氧化性越强根据还原剂被氧化的程度判断还原剂、条件都相同时，还原剂被氧化得越彻底，氧化剂的氧化性越强根据电解池中放电顺序判断电解池中放电顺序遵循先得电子者氧化性强，其规律为阳离子得电子顺序（即氧化性强弱顺序）2.还原性强弱的比较根据根据活动顺序表判断根据非金属活动顺序判断还原性：FO2ClBrIS2根据反应方程式判断还原性：还原剂还原产物氧化剂根据反应条件判断氧化剂相同时，反应越容易进行，还原剂的还原性越强根据氧化剂被还原的程度判断氧化剂、条件都相同时，氧化剂被还原得越彻底，还原剂的还原性越强根据原电池电极判断负极金属比正极金属活泼（还原性强）根据电解池中放电顺序判断电解池中放电顺序遵循先失电子者还原性强，其规律为阴离子失电子顺序（即还原性强弱顺序）：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-、SO42-等【巩固演练】(1)已知下列反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl3I2SO22H2O=H2SO42HI判断下列物质的还原能力由强到弱的顺序是_。AIFe2ClSO2 BClFe2SO2ICFe2IClSO2DSO2IFe2Cl(2)已知：X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2Z2X2Y2，下列氧化还原反应能发生的是_。A2NaWZ2=2NaZW2B2NaXZ2=2NaZX2C2NaYW2=2NaWY2D2NaZX2=2NaXZ2【解析】(1)根据反应方程式可以判断还原能力强弱：中IFe2，中Fe2Cl，中SO2I，综合分析知：SO2IFe2Cl。(2)氧化能力强的单质可以氧化其后的阴离子生成相应单质。由四种物质氧化能力可知，W2可氧化Z、X和Y，Z2可氧化X和Y，X2可氧化Y，故B、C项正确。【答案】(1)D(2)BC三、氧化还原反应的基本规律电子得失守恒规律氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，常用于有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式。运用守恒规律进行氧化还原反应的计算方法是：氧化剂物质的量变价元素的原子个数化合价的变化值=还原剂物质的量变价元素的原子个数化合价的变化值表现性质规律当元素具有可变化合价，一般化合价处于最高价态时只具有氧化性；处于最低价态时只具有还原性；处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。利用此规律可判断物质是否具有氧化性及还原性，但不能判断物质氧化性及还原性的强弱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通人物质的量浓度相同的NaBr和NaI的混合液中，C12首先与NaI反应；将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe2+、和Cu2+的混合溶液中，Fe首先与Fe3+反应；FeBr2 中通入Cl2 ，Cl2首先氧化Fe2+价态变化规律高价氧化（性）低价还（原性），中间价态两边转。同一元素的不同价态之间发生氧化还原反应，价态只能归中而不能交叉。本规律应用于氧化还原反应的分析和判断（如反应 KClO36HCl=KCl3C123H2O中氧化产物和还原产物均为C12，电子转移数目是5e）性质强弱规律氧化还原反应若能进行，一般为较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。【巩固演练】二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：电解时发生反应的化学方程式为_。溶液X中大量存在的阴离子有_。除去ClO2中的NH3可选用的试剂是_(填标号)。a水 b碱石灰c浓硫酸 d饱和食盐水 (3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；.用0.100 0 molL1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I22S2O=2IS4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为_。玻璃液封装置的作用是_。测得混合气中ClO2的质量为_g。(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是_(填标号)。a明矾 b碘化钾c盐酸 d硫酸亚铁【解析】(1)该反应中Cl由5价降低为4价，S由4价升高为6价，则KClO3为氧化剂，Na2SO3为还原剂。根据氧化还原反应中电子得失守恒可得：n(KClO3)(54)n(Na2SO3)(64)，则有n(KClO3)/n(Na2SO3)21。(2)由图可知，电解NH4Cl和盐酸混合溶液得到H2和NCl3，结合质量守恒和得失电子守恒写出电解时反应的化学方程式为NH4Cl2HCl3H2NCl3。由图可知，NCl3溶液中加入NaClO2溶液，收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。ClO2、I2和Na2S2O3间存在关系式：2ClO25I210Na2S2O3，则有n(ClO2)n(Na2S