第四节 氧化还原反应和离子反应【知识网络】 一氧化还原反应：氧化还原反应实质化合价降低，+ne-，被还原有电子转移，且得失电子数相等特征化合价有升有降，且升降总值相等基本概念化合价降低,+ne-,被还原化合价升高,-ne-,被氧化氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物（强氧化性） （强还原性） （弱还原性） （弱氧化性）反应规律优先反应原理；强弱原理；价态原理（邻位转化规律、互不换位规律、跳位规律配平原则：质量守恒；电子守恒；电荷守恒（离子方程式）方法：化合价升降法计算依据：电子守恒题型：部分氧化还原计算；推断产物化合价；求氧化剂、还原剂或氧化产物、还原产物质量比电解产物的计算二离子反应：1定义：有离子参加或生成的反应2总趋势：向原溶液里某种或几种离子浓度降低的方向进行书写步骤类型范围书书规则离子方程式水溶液中的离子反应非氧化还原反应（复分解反应、双水解反应、络合反应）；氧化还原反应（置换反应、复杂氧化还原反应、有机反应）写离子符号的规则（可溶的强电解质）；保留化学式的规则配平规则（同时满足：质量守恒、电子守恒、电荷守恒）写、拆、删、查3表示方法：【易错指津】一、氧化还原反应，应注意：判断物质氧化性或还原性强弱，依据是得失电子的难易程度，而不是得失电子数的多少。如Na的还原性大于Al。元素的高价态氧化性不一定比低价态强，如HClO氧化性大于HClO4。有的氧化还原反应的发生与浓度有关，如MnO2只与浓HCl反应。元素的氧化性与还原性与物质的氧化性与还原性并不一致，如H2S中-2价的S只有还原性，而不能说H2S只有还原性。同一物质还原同一物质时，不能根据氧化剂被还原的程度判断氧化性的强弱，如：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O虽然稀硝酸的还原程度大，但其氧化性比浓硝酸弱。下列氧化还原反应在标电子转移的方向和数目时，要防止错误。-2e-+4e-4e-+2e-+6e-+6e-6e-6e-错：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 正：2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2+4H2O错：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 正：2Na2O2+4H2O=4NaOH+O2+2H2O反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中，转移的电子数为5，而非6，这可从其离子方程式看出：ClO3-+6H+5Cl-=3Cl2+3H2O。二、判断离子方程式的正误，应注意以下问题： 查是否违背反应事实，如铁跟硝酸反应：Fe+2H+=Fe2+H2（错误）。查电荷守恒（这是高考考查重点），如Fe+ Fe3+=2Fe2+是错误的。查化学式能否拆成离子，如硫化亚铁与盐酸反应的离子方程式不能写成：S2-+2H+=H2S。查是否漏写离子反应，如硫酸铜和氢氧化钡溶液反应的离子方程式不能写成：Ba2+SO42-=BaSO4。查离子的配比数是否正确，如硫酸和氢氧化钡溶液反应的离子方程式不能写成：H+SO42-+ Ba2+2OH-= BaSO4+H2O。查反应物因过量或少量导致产物的不同，如往小苏打溶液中加入少量澄清石灰水的离子方程式为：Ca2+2OH-+2HCO3-=CaCO3+2H2O+CO32-；往澄清石灰水加入少量小苏打溶液的离子方程式为：Ca2+OH-+HCO3-=CaCO3+H2O。电解质溶液中的反应，其本质是离子间的反应。用离子方程式所反映的是物质在溶液中存在的主要形式，而不一定是真实参与反应的离子。如H2S通入NaOH溶液，H+来自H2S的微弱电离：H2S H+HS-。若H2S气体通入NaOH溶液，由于上述H2S电离出来的H+被OH-中和，电离过程不断进行，反应的离子方程式为H2S+OH-=HS-+H2O，若NaOH过量，则反应的离子方程式为H2S+2OH-=S2-+2H2O。三、离子大量共存的判断：1.某些离子只存在一定pH范围：只能存在酸性溶液中:水解呈酸性离子(弱的阳离子:NH4+、Fe3+)；只能存在碱性溶液中:水解呈碱性离子(弱酸根:F- AlO2-)；强酸强碱中均不能存在:HCO3-、HS-、HSO3-、H2PO4- 、HPO42-。即使在中性溶液中像Fe3+、CO32-离子是不能存在的。2.试题的前提设置：(1)对溶液性质要求:颜色：如指明为无色溶液，则无Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-；酸碱性:直接或间接-指示剂（如使甲基橙显红色，则不含OH-、弱酸氢根离子或Fe2+与NO3-），水电离出H+或OH-（如在1L溶液中水电离出的H+=10-3mol/L，则溶液可能呈酸性，也可能呈碱性）、与Al作用产生H2（溶液既可能含H+也可能含OH-）；(2)特殊要求:在离子存在下（如含I-的；含Fe2+的）,因发生反应；解答时应将这些附加条件加入到选项中各离子组中去一起分析；(3)是共存还是不共存，以防把答案选反了。 3.ClO-的氧化性与NO3-的不同：NO3-只有在酸性条件下，才有强氧化性；而ClO-无论在酸性或是碱性条件下，都有强氧化性。如题有NO3-，要特别注意其在酸性条件下的隐蔽氧化性。在酸性条件下，NO3-与I-、S2-、Fe2+、SO32-等还原性微粒不可共存。【典型例题评析】例1 下列化工生产过程所发生的反应不属于氧化还原反应的是（2001年春季高考题）A.用油脂制肥皂 B.用铝土矿制金属铝C.用氯气和消石灰制漂白粉 D.用氢气和氮气合成氨思路分析：上述四个工业制备中，只有A中的反应元素的价态未发生变化。答案：A方法要领：氧化还原反应的实质是电子发生转移，其表征是化合价的变化。判断反应是否属于氧化还原反应，只要看反应中元素的化合价是否有变化，有化合价变化的就是氧化还原反应。例2 G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物.。我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系(未配平)： GQ+NaCl Q+H2OX+H2 Y+NaOHG+Q+H2O Z+NaOHQ+X+H2O这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序是(1995年上海市高考题)A.QGZYX B.GYQZX C.GYZQX D.ZXGYQ思路分析：由得出Q高于G，因为G必介于Q和-1价的Cl之间，-1为氯元素的最低价；将该结论引用到，Y介于Q与G之间，故有Q高于Y，Y高于G。分析：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯，化合价必升高，则得出X高于Q。最后，Z介于Q、X之间，则X高于Z，Z高于Q。答案：B方法要领：该题新颖灵活为一道好题。本题考查考生灵活运用氧化还原反应基础知识和严密的逻辑推理能力。可根据反应中同一元素转化为两种含该元素的物质，为歧化反应，其中一种产物的化合价高于反应物，另一种则低于反应物。另可根据归中反应，生成物的价态必居于两种反应物同一元素不同价态的中间，高者还原，低者氧化，共同生成中间某一价态的产物。如能把握好的歧化，、的归中两方面的规律，即可顺利解题。例3 某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y，由此可知（1996年高考化学试测题）A.当X、Y都是金属时，X一定比Y活泼B.当X、Y都是非金属时，Y一定比X活泼C.当X是金属时，Y可能是金属，也可能是非金属D.当X是非金属时，Y可能是金属，也可能是非金属思路分析：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，所以A正确B错误。金属单质如与盐反应，被置换出的是金属单质，如与酸反应，被置换出的是H2（非金属单质）。而对非金属单质而言，无论从盐或无氧酸中置换出的单质均为非金属。C对D错。答案：A、C引申发散：置换反应包括下列几种情况：金属单质置换出金属单质：液相的置换和固相的置换（铝热反应）金属单质置换出非金属单质：活泼金属+水；活泼金属+酸；Mg+CO2非金属单质置换出非金属单质：Cl2+H2S O2+H2S F2+H2O Cl2+HBr Cl2+HI Br2+HI I2+H2S C+H2O C+SiO2 Cl2+NH3非金属单质置换出金属单质：C/H2与金属氧化物例4 硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25mL0.100mol/LNa2S2O3溶液恰好把224mL（标准状况下）Cl2完全转化为Cl-，则S2O32-将转化成（2000年全国高考题）A.S2- B.S C.SO32- D.SO42-思路分析：Cl2（0.010mol）在反应中获得0.020mol电子，设Na2S2O3（0.0025mol）中S元素的平均化合价为x：12+2x+(-23)=0，x=+2，再设反应后S元素价态为y。根据反应中得失电子数相等得：0.020mol=0.0025mol(y-2)2 y=+6。答案：D方法要领：本题为高考热点题，重点考查氧化还原反应实质和电子守恒关系。解题要领为：1.依据：氧化剂与还原剂在反应得失电子数相等原理2.方法：找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物 找准1个原子/离子得失电子数 由题中所给物质的物质的量,根据电子守恒列等式n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值例5 铁酸钠（Na2FeO4）是处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成Fe3+离子。（1）配平制取铁酸钠的化学方程式：Fe(NO3)3+NaOH+Cl2-Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O反应中 元素被氧化,转移电子总数为 。（2）铁酸钠之所以能净水，除了能消毒杀菌外，另一个原因是 。思路分析：先找出价态变化的元素在反应前后的化合价，根据化合价升降总数相等，配出氧化剂和还原剂以及相应的还原产物和氧化产物的化学计量数，进而观察配平。发生变价的元素有铁和氯：Fe（+3+6，变化3价）、Cl（0-1，变化12=2价），故Fe(NO3)3配2，Cl2配3，再配其它物质化学计量数。依题意Na2FeO4在净水过程中被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe(OH)3胶粒，它有吸附性。答案：（1）2 16 32 6 6 8 铁 ，6e （2）还原产物Fe3+水解生成Fe(OH)3胶粒，能吸附悬浮杂质而沉积下来。方法要领：铁酸钠中铁元素的价态可按价态规则推出，不必“少见多怪”。配平要领是：一配平原则(三守恒)1.电子守恒 2.质量守恒 3.电荷守恒(离子方程式)二配平步骤一标(标出价态变化