高三化学复习高三化学复习基本概念基本概念 氧化还原反应专题复习氧化还原反应专题复习一、基本概念复习一、基本概念复习 1特征特征(判别依据判别依据) ： 2实质：实质：反应前后元素化合价有变化的反应反应前后元素化合价有变化的反应电子转移电子转移 3概念体系概念体系 氧化剂氧化剂 氧化性氧化性 被还原被还原 还原反应还原反应 还原产物还原产物 反应物反应物 表现性质表现性质 变化过程变化过程 发生反应发生反应 所得产物所得产物还原剂还原剂 还原性还原性 被氧化被氧化 氧化反应氧化反应 氧化产物氧化产物 得电子得电子 失电子失电子 4 4、与四种基本反应类型的关系、与四种基本反应类型的关系5 5、氧化还原反应的表示方法：、氧化还原反应的表示方法： 双线桥：双线桥：表示同一元素得失电子变化情况。箭头都是由表示同一元素得失电子变化情况。箭头都是由反应物指向生成物，在线桥上反应物指向生成物，在线桥上一定要注明一定要注明“得得”或或“失失”。单线桥：单线桥： 表表示示氧氧化化还还原原反反应应中中电电子子转转移移的的方方向向和和数数目目。而而且且箭箭头头方方向向一一定定是是由由还还原原剂剂指指向向氧氧化化剂剂6 6、氧化还原反应的类型：、氧化还原反应的类型： 1 1、分子间氧化还原反应、分子间氧化还原反应2、分子内氧化还原反应、分子内氧化还原反应 氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂为为同同一一种种反反应应物物，但但被被氧氧化化、被被还还原原的的元元素分别是不同的元素素分别是不同的元素3 3、自身氧化还原反应（或歧化反应）、自身氧化还原反应（或歧化反应） 4、有些物质部分作为氧化剂（或还原剂）、有些物质部分作为氧化剂（或还原剂） 5、某种反应物既不是氧化剂又不是还原剂。、某种反应物既不是氧化剂又不是还原剂。 二常见的氧化剂和还原剂二常见的氧化剂和还原剂 氧化剂：氧化剂：(1)活泼的非金属单质：活泼的非金属单质：F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3等等(2)金属的高价阳离子或不活泼的金属离子：金属的高价阳离子或不活泼的金属离子： Fe3+、Pb4+、 Sn4+、Ag+、Cu2+、Ag(NH3)2+等等(3)某些含氧酸：浓某些含氧酸：浓H2SO4、HNO3、HClO、HClO3等等 (4)某些含氧盐：硝酸盐某些含氧盐：硝酸盐(固固) , 氯酸盐氯酸盐(固固) KClO3, Ca(ClO)2 NaClO、 KMnO4(H+)、K2Cr2O7(H+)等等 (5)具有具有OO结构的过氧化物：结构的过氧化物：Na2O2、H2O2 (6)某些高价氧化物：某些高价氧化物：MnO2、N2O5、SO3、PbO2等等 (7)其它：其它：H+、王水王水(HNO3+3HCl)等等 还原剂：还原剂： (1)金属单质金属单质(除除Au、Pt) ：Na、K、Fe、Zn、Al、Cu等等 (2)某些非金属单质：某些非金属单质：C、H2、S 等等 (3)某些低价元素的物质：某些低价元素的物质：CO、NH3、FeCl2、SnCl2、SO2、Na2SO3 AsH3、PH3、SiH4、H2S、Na2S2O3、H2C2O4等等 (4)含有易失去电子的阴离子的物质含有易失去电子的阴离子的物质(非金属的阴离子非金属的阴离子) S2-、I-、Br-、Cl-、SO32-等等 (5)含醛基的有机物：含醛基的有机物：甲醛、乙醛、葡萄糖、甲酸、甲酸某酯等甲醛、乙醛、葡萄糖、甲酸、甲酸某酯等 氧化剂和还原剂具有相对性，不是一成不变的，要具体分析。氧化剂和还原剂具有相对性，不是一成不变的，要具体分析。2 2、遵循守恒原则、遵循守恒原则: : 原子守恒、电子守恒、电荷守恒原子守恒、电子守恒、电荷守恒 三、氧化还原反应规律三、氧化还原反应规律1 1、价态规、价态规律律最低价最低价, 只有还原性；最高价只有还原性；最高价, 只有氧化性只有氧化性中间价态，既有氧化性，又有还原性中间价态，既有氧化性，又有还原性 3 3、反应顺序规律：、反应顺序规律： 同同一一氧氧化化剂剂与与多多种种还还原原剂剂反反应应时时，首首先先被被氧氧化化的是还原性较强的物质；的是还原性较强的物质； 同同一一还还原原剂剂与与多多种种氧氧化化剂剂反反应应时时，首首先先被还原的是氧化性较强的物质。被还原的是氧化性较强的物质。4.4. “价态归中价态归中”原则原则- 同种元素的不同价态之同种元素的不同价态之间发生氧化还原反应间发生氧化还原反应价态价态“只靠拢，不交叉只靠拢，不交叉” FeS+H2SO4(浓浓)Fe2(SO4)3+SO2+S+H2O 5 5、邻位不反应、邻位不反应 同种元素不同价态物质间需有中间价态物质同种元素不同价态物质间需有中间价态物质存在，氧化还原反应才能发生。存在，氧化还原反应才能发生。 6 6、邻位价态规律：、邻位价态规律： 氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态。氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态。 一般有：中间价态物质可以在碱液中歧化，一般有：中间价态物质可以在碱液中歧化，而歧化产物又可以在酸液中发生归中反应而歧化产物又可以在酸液中发生归中反应: 3S + 6OH- = 2S2- + SO32- + 6H+ =7 7、 歧化原则：歧化原则：中间价态中间价态高价态高价态 + 低价态低价态高高氧氧低低还还中中两性，两性，归中归中靠拢不交叉；靠拢不交叉；歧化歧化反应价升降，反应价升降，相邻价态不反应相邻价态不反应。记忆口诀记忆口诀: :2S2- + SO32- + 3H2O3S+ 3H2O8 8、 “二强二强”生成生成“两弱两弱”原则：原则：氧化性氧化性: 氧化剂氧化剂氧化产物氧化产物还原性还原性: 还原剂还原剂还原产物还原产物 氧化反应氧化反应 ：- - nene氧化剂还原剂氧化剂还原剂 还原产物氧化产还原产物氧化产物物 （弱还原性（弱还原性) ) （弱氧化性）（弱氧化性）还原反应：还原反应： + + nene9 9、影响氧还反应发生和产物的因素：影响氧还反应发生和产物的因素：温度、浓度、酸碱性、有无催化剂影响温度、浓度、酸碱性、有无催化剂影响温度因素温度因素 一般来说，升温可增强氧化剂的氧化性和还原剂的还原性一般来说，升温可增强氧化剂的氧化性和还原剂的还原性 HNO3(浓浓) + C(木炭木炭)在常温下不反应，但在加热时就剧烈反应在常温下不反应，但在加热时就剧烈反应 4HNO3(浓浓) + C(木炭木炭) CO2 + 4NO2 + 2H2O 又如：又如：H2、C、CO 作还原剂时只有在加热或高温时才能显时出来作还原剂时只有在加热或高温时才能显时出来再如：再如： Cl2+KOH？ Cl2+KOH(热热)？浓度浓度因素因素： 增大反应物浓度能使氧化剂的氧化性增强增大反应物浓度能使氧化剂的氧化性增强 MnOMnO2 2只与浓盐酸反应生成只与浓盐酸反应生成ClCl2 2，不与稀盐酸反应不与稀盐酸反应 铜与浓硝酸反应不需加热就可进行，产物为铜与浓硝酸反应不需加热就可进行，产物为NONO2 2 铜与稀硝酸反应需加热才能进行，产物为铜与稀硝酸反应需加热才能进行，产物为NONO Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + H2SO4(浓浓) = Br2 + SO2 + 2H2O 这二个反应不矛盾，说明浓硫酸的氧化性大于稀硫酸的氧化性这二个反应不矛盾，说明浓硫酸的氧化性大于稀硫酸的氧化性 稀硫酸不能氧化稀硫酸不能氧化HBr。 SO32-+ S2- S ； H+OH- H+OH-XO3- + X- X2介质介质酸碱性的影响酸碱性的影响: 含氧酸盐作氧化剂时，在酸性条件下氧化性比在中性或含氧酸盐作氧化剂时，在酸性条件下氧化性比在中性或碱性的条件下强碱性的条件下强 KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O ； KClO3 +NaCl就不反应就不反应 KMnOKMnO4 4在酸性碱性中性解质中的还原产物分别为在酸性碱性中性解质中的还原产物分别为MnMn2+2+、MnOMnO2 2、K K2 2MnOMnO4 4 NONO3 3- - 在酸性条件下显氧化性，在中性溶液中不显氧化性在酸性条件下显氧化性，在中性溶液中不显氧化性左配法左配法:Ag3AsO4+ Zn+H2SO4Ag+AsH3+ZnSO4+H2O2 11 11 = 6 2 11 8 四、四、 氧化还原反应配平技氧化还原反应配平技巧巧要求：多种变价，合并计算，要求：多种变价，合并计算，常用常用4.1. 4.1. 逆向配平（歧化反应、归中反应、逆向配平（歧化反应、归中反应、分解反应、部分参加氧化还原反应）分解反应、部分参加氧化还原反应）: :S+ KOH K2SO3 + K2S + H2OP4 + NaOH + H2O NaH2PO2 + PH3AgNO3 Ag + NO2 + O2Fe(NO3)3Fe2O3+ NO2 + O2Al + HNO3 Al(NO3)3+ N2O+ H2OFe3C + HNO3 =4.2. 价态复杂，定价为价态复杂，定价为0:Fe(NO3)3 + CO2 + NO2 + H2O4.3. 缺项配平，缺啥补啥缺项配平，缺啥补啥 (酸、碱、水酸、碱、水):Pt + HNO3 + HCl = H2PtCl6 + NO+2 2 = 1 1 2 OH- 人体内人体内的超氧离子的超氧离子 O2-对健康有害对健康有害，使人过使人过早衰老，但在催化剂早衰老，但在催化剂SOD存在下可发生如下反应，存在下可发生如下反应，请完成并配平该离子反应方程式：请完成并配平该离子反应方程式：【巩固巩固】O2-+H2O H2O2 + O2+ An + Bx- = Bm + Ay-Na2Sx + NaClO + = NaCl+ Na2SO4+ H2O4.4. 字母配平，字母配平，质电守恒质电守恒:1Fe(NO3)2 = 1C3H5NO9 =4. 5. 分解反应，设分解反应，设“1”法。追踪配平法。追踪配平:1/2Fe2O3 + 2NO2 + 1/4O24 = 12 6 1 103CO2 +3/2N2+ 1/4O2+5/2H2O 依据依据“O”守恒列式可求得：守恒列式可求得：a : b =15 : 44、 Pb(N3)2 + Cr(MnO4)2 = Cr2O3+ MnO2+ Pb3O4+ NOa bb/2 2b a/3 6a 4.5. 价配困难，待定系数价配困难，待定系数:、 1 P4O + a Cl2 3/2 P2Cl5 + 1 POCl34 21 = 6 4依据依据“Cl”守恒列式可求得：守恒列式可求得：a =21/4 Ca(OH)2 + S = CaS5 + CaS2O3 + H2O NH4NO3 = N2 + HNO3 + H2O As2S3 + Na2CO3 + NaNO3= Na3AsO4+ Na2SO4 + N2 + CO2Fe3O4 + K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + H2OCu(IO3)2 + KI + H2SO4 = CuI + I2 + K2SO4 + H2O Fe3P + HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + H2O + H3PO4 P4S3 + HNO3 + H2O = H3PO4 + H2SO4 + NO原子半径原子半径大大，最外层电子数，最外层电子数少少, ,其单质易其单质易失失电子，电子，还原性强还原性强。由此概括出金属活动性顺序表由此概括出金属活动性顺序表决定因素决定因素: : 得失电子的得失电子的难易难易，而非多少！，而非多少！五、五、氧化性、还原性相对强弱的判断氧化性、还原性相对强弱的判断原子半径原子半径小小，最外层电子数最外层电子数多多，其单质易其单质易得得电子电子，氧化性强氧化性强。 由此概括出非金属活动性顺序表由此概括出非金属活动性顺序表1.1.原子结原子结构构 判判 据：据：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H2) Cu Hg AgK+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Hg2+ Ag+ 还原性减弱还原性减弱氧化性增强氧化性增强K+ Al3+ Fe2+ Cu2+ Fe3+ Ag+氧化性增强氧化性增强识记：识记：金属活动性顺序表金属活动性顺序表非金属活动性顺序表非金属活动性顺序表： F2 Cl2 Br 2 I 2 S (F -) Cl- Br- I- S2-氧化性减弱氧化性减弱还原性增强还原性增强 2 2元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置 同一周期：金属性减弱同一周期：金属性减弱(还原性减弱还原性减弱) ，非金属性增强，非金属性增强(氧化性增强氧化性增强) 同一主族：同一主族：金属性增强金属性增强(还原性增强还原性增强) ，非金属性减弱，非金属性减弱(氧化性减弱氧化性减弱)3 3、反应方向反应方向判据：判据：氧化性氧化性: 氧化剂氧化剂氧化产物氧化产物还原性还原性: 还原剂还原剂还原产物还原产物 氧化反应氧化反应 ：- - nene氧化剂还原剂氧化剂还原剂 还原产物氧化产物还原产物氧化产物 （弱还原性（弱还原性) ) （弱氧化性）（弱氧化性）还原反应：还原反应： + + nene 4 4根据反应条件：根据反应条件：反应中是否加热、温度高低、又无催化剂等反应中是否加热、温度高低、又无催化剂等5 5比较反应的次序：比较反应的次序： 同一还原剂同一还原剂(氧化剂氧化剂)同时和不同的氧化剂同时和不同的氧化剂(还原剂还原剂)反反应时，强还原剂与强氧化剂优先反应，再与弱的氧化剂应时，强还原剂与强氧化剂优先反应，再与弱的氧化剂(还原剂还原剂)反应。反应。2KMnO4+16HCl浓浓 = 5Cl2+2KCl+2MnCl28H2OMnO24HCl浓浓 = Cl2MnCl22H2O 所以氧化性：所以氧化性：KMnO4MnO2O2 例：在含等物质的量浓度的例：在含等物质的量浓度的Ag+、Fe3+、Cu2+、Al3+等阳离子的溶液等阳离子的溶液 中逐渐加入中逐渐加入Zn粉，反应如下。粉，反应如下。 2Ag+ + Zn = 2Ag + Zn2+ 、 2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ + Zn2+ Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ 、 Fe2+ + Zn = Fe+ Zn、 Al3+ Zn不反应不反应 结论：氧化性强弱：结论：氧化性强弱： Ag+ Fe3+ Cu2+ Fe2+ Al3+例在含等物质的量浓度的例在含等物质的量浓度的S2-、I-、Fe2+、Br-等阴离子的溶液中等阴离子的溶液中 逐滴滴入逐滴滴入Cl2水，反应如下。水，反应如下。 S2- + Cl2 = S + 2Cl- 2I- + Cl2 = I2 + 2Cl- 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 2Br- + Cl2 = Br2 + 2Cl- 结论：还原性强弱：结论：还原性强弱： S2- I- Fe2+ Br- 例已知：例已知：Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+，Zn + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Zn2+ 现把等物质的量现把等物质的量CuSO4，FeCl3和和Zn置于水中充分反应，反应置于水中充分反应，反应 器中所得混和物除器中所得混和物除SO42-和和Cl-外还含有外还含有Zn2+、Cu2+、Fe2+、Cu例例I-、Fe2+、SO2、Cl-、H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还均有还原性，它们在酸性溶液中还 原性强弱顺序为原性强弱顺序为 Cl- Fe2+ H2O2 I- SO2，则下反应不能则下反应不能 发生的是发生的是 ( ) (A) 2Fe3+ + SO2 +2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ (B) H2O2 + H2SO4 = SO2 + O2 + 2H2O (C)I2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI (D)2Fe2+ + I2 = 2Fe3+ + 2I- SO2 Fe2+ H2O2 SO2 错误错误 SO2 I-Fe2+ I- 错误错误 B、D6 6根据反应进行的程度根据反应进行的程度同一还原剂分别与不同氧化剂反应，还原剂被氧化剂氧化得越彻低同一还原剂分别与不同氧化剂反应，还原剂被氧化剂氧化得越彻低的的(化合价升高越高化合价升高越高) ，则氧化剂的氧化性越强。，则氧化剂的氧化性越强。 同一氧化剂分别与不同还原剂反应，氧化剂被还原剂还原得越彻低同一氧化剂分别与不同还原剂反应，氧化剂被还原剂还原得越彻低的的(化合价降低越低化合价降低越低) ，则还原剂的还原剂越强。，则还原剂的还原剂越强。 HCl + H2SO4(浓浓) 不反应不反应 2HBr + H2SO4(浓浓) = Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(浓浓) = 4I2 + H2S + 4H2O 还原剂的还原性：还原剂的还原性：HI HBr HCl 7 7、电极反应电极反应判据判据:活泼金属作原电池负板，被氧化；活泼金属作原电池负板，被氧化；电解池中还原性强离子在惰性阳极发生氧化电解池中还原性强离子在惰性阳极发生氧化原电池原电池负极负极或电解池或电解池阳极阳极： 强还原剂强还原剂- -ne ne = =弱氧化产物弱氧化产物原电池原电池正极正极或电解池或电解池阴极阴极： 强氧化剂强氧化剂+ +nene = =弱还原产物弱还原产物8 8、稳定性判据：、稳定性判据：HClO HClO2 HClO3 HClO4NaClO NaClO2 NaClO3 NaClO4酸性渐强酸性渐强稳定性渐强稳定性渐强氧化性渐弱氧化性渐弱9、根据微粒得失电子放出（或吸收）能量判断：、根据微粒得失电子放出（或吸收）能量判断： 当几种原子得到当几种原子得到相同的电子数相同的电子数形成稳定结构的阴离形成稳定结构的阴离子时，子时，放出的能量越大放出的能量越大或形成的或形成的离子稳定性越强离子稳定性越强，则，则该原子的该原子的氧化性越强。氧化性越强。 当几种原子失去当几种原子失去相同的电子数相同的电子数形成稳定结构的阳离形成稳定结构的阳离子时，子时，吸收的能量越小吸收的能量越小或形成的或形成的离子稳定性越强离子稳定性越强，则，则该原子的该原子的还原性越强。还原性越强。计算依据计算依据: :守恒原则守恒原则(即配平原则即配平原则)：电子得失守恒，左右电荷守恒，原子质量守恒电子得失守恒，左右电荷守恒，原子质量守恒例例1、在在3BrF3 + 5H2O = HBrO3 + 9HF + O2+ Br2反应中，若有反应中，若有7.5molH2O参加反应，则参加反应，则被被H2O还原的还原的BrF3为为 ( ) A. 1mol B. 2mol C. 3mol D. 4.5mol六、氧化还原反应计算技巧六、氧化还原反应计算技巧 练练习习：已已知知11P460CuSO496H2O20Cu3P24H3PO460H2SO4，若若有有9 mol的的CuSO4参参加加反反应，则被硫酸铜氧化的磷有应，则被硫酸铜氧化的磷有 ( ) A. 3/4 mol B. 9/20 mol C. 3/20 mol D. 9/10 molB 实验室里可通过以下反应来制取碘实验室里可通过以下反应来制取碘: 2NO + O2 = 2NO2 ， 2H+ +2I- +NO2 = NO+I2+H2O在这过程中在这过程中,每制取每制取1mol I2时，所消耗氧化剂时，所消耗氧化剂的质量为的质量为（ ） A. 46g B. 32g C. 28g D. 16gD【思考【思考】例一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为：例一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为： NH4NO3 HNO3 + N2 + H2O，在反应中被氧化与被还原的氮在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为原子数之比为 ( ) A 5 : 3 B 5 : 4 C 1 : 1 D 3 : 5 A例例. mg铁和含铁和含ng溶质的稀硝酸恰好完全反应，若有溶质的稀硝酸恰好完全反应，若有n/4gHNO3被被 还原为还原为NO，则则m : n 可以是可以是 ( ) A. 1 : 5 B. 2 : 9 C. 1 : 3 D.1 : 2B、C分析：因铁在反应中的化合价变化不知道，所以要进行讨论。分析：因铁在反应中的化合价变化不知道，所以要进行讨论。(1)若若Fe Fe2+，则则m/562 = n/4 63(53) 解得解得m : n = 1 : 3 (2)若若Fe Fe3+，则则m/563 = n/4 63(53) 解得解得m : n = 2 : 9 (3)若若Fe 一部分转化为一部分转化为Fe2+，一部分转化为一部分转化为Fe3+，则则m : n 的值应的值应 解于解于1 : 3 和和2 : 9 之间之间例例3某温度下，将某温度下，将Cl2通入通入NaOH溶液中，反应得到溶液中，反应得到NaCl、NaClO、 NaClO3的混合液、经测定的混合液、经测定ClO-与与ClO3-的浓度之比为的浓度之比为1 : 3， 则则Cl2与与NaOH溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元 素的物质的量之比为素的物质的量之比为 ( ) A 21 : 5 B 11 : 3 C 3 : 1 D 4 : 1 分析：假设反应中生成分析：假设反应中生成 1 mol NaClO和和3 mol NaClO3，则有则有 11 + 3 5 = 16 mol 电子发生转移，由电子守恒可知，电子发生转移，由电子守恒可知， 必有必有16 mol Cl原子被还原原子被还原 n (还还) / n (氧氧) = 16 / 1 + 3 = 4 : 1 D