氧化还原反应2011年高三化学第一轮复习年高三化学第一轮复习一、氧化还原反应的基本概念一、氧化还原反应的基本概念1、氧化还原反应的概念：、氧化还原反应的概念：（1）实质：有电子的转移（得失或偏移）实质：有电子的转移（得失或偏移）（2）特征：有元素化合价升降）特征：有元素化合价升降这是概念判断的根本依据这是概念判断的根本依据有元素化合价发生升降（变化）的化学反应有元素化合价发生升降（变化）的化学反应常见元素（化合物）及其化合价常见元素（化合物）及其化合价H(KH 、NH3 、 HCl)C/Si(CaC2、KSCN、H2C2O4、 CH4 、 SiC 、CH3OH)N（NH4NO3、NO、NO2 、 CN- ）O/S(Na2O2、H2O2、FeS2、FeS、Na2SO3、SO2、 Na2S2O3、Cu2S)Cl/Br(NaClO 、ClO2 、HClO3 、HClO4)Fe(+2 、 +3 、 +6)Cu (+1 、 +2)KMnO4、 K2MnO4 K2Cr2O7、。、。2、相关概念：、相关概念：得电子得电子 化合价降低化合价降低 发生还原反应发生还原反应 具有氧化性具有氧化性氧化剂氧化剂 + + 还原剂还原剂还原产物还原产物 + + 氧化产物氧化产物（新还原剂）（新还原剂） （新氧化剂）（新氧化剂）失电子失电子 化合价升高化合价升高 发生氧化反应发生氧化反应 具有还具有还 原性原性 化合价升高化合价升高 失电子失电子 被氧化被氧化 氧化反应氧化反应 还原剂还原剂 还原性还原性 氧化产物氧化产物化合价降低化合价降低得电子得电子被还原被还原还原反应还原反应 氧化剂氧化剂 氧化性氧化性还原产物还原产物元素元素反应反应反应物反应物性质性质生成物生成物1 1、概念小结、概念小结双线桥法双线桥法 “谁变谁谁变谁”氧化剂中得电子元素氧化剂中得电子元素 + 还原剂中失电子元素还原剂中失电子元素=还原产物还原产物 + 氧化产物氧化产物得得ne-失失ne-注意：注意：(1) (1) 箭头必须由反应物指向生成物，且两端对箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。准同种元素。(2) (2) 箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转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。移前后的变化。(3) (3) 在在“桥桥”上标明电子的上标明电子的“得得”与与“失失”，且得失电子，且得失电子总数相等。总数相等。3、氧化还原反应中电子转移的表示方法：、氧化还原反应中电子转移的表示方法：氧化剂中得电子元素氧化剂中得电子元素 + 还原剂中失电子元素还原剂中失电子元素 = 还原产物还原产物 + 氧化产物氧化产物ne-注意：注意：(1) (1) 箭头必须由还原剂中失电子的元素指向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。氧化剂中得电子的元素。(2) (2) 箭头方向表示电子转移的方向。箭头方向表示电子转移的方向。(3) (3) 在在“桥桥”上表示转移的电子总数。上表示转移的电子总数。氧化还原反应的表示方法氧化还原反应的表示方法单线桥法单线桥法 “谁给谁谁给谁”9【例例】 分别用双线桥法，单线桥法表示下列分别用双线桥法，单线桥法表示下列反应的电子转移方向和数目，并指出氧化剂、反应的电子转移方向和数目，并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。还原剂、氧化产物、还原产物。参考答案：参考答案：1）3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀）稀）= 3Cu(NO= 3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO+4H+4H2 2O O 3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀）稀） = 3Cu(NO= 3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 失去失去3 2e-得到得到2 3e- 3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀）稀） = 3Cu(NO= 3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 6e-（还原剂）（还原剂）（氧化剂）（氧化剂）（氧化产物）（氧化产物）（还原产物）（还原产物）10化合价升高，失去化合价升高，失去62e- 还原剂还原剂 氧化剂氧化剂 还原产物还原产物 氧化产物氧化产物化合价降低，得到化合价降低，得到26e-0+5 -2-1 MnO2 2KClO3=2KCl + 3O22）氯酸钾与二氧化锰混合加热）氯酸钾与二氧化锰混合加热113S + 6KOH = 2K2S +K2SO3+3H2O化合价降低，得到化合价降低，得到22e- 还原剂还原剂 氧化剂氧化剂 氧化产物氧化产物 还原产物还原产物化合价升高，失去化合价升高，失去4e-+40-23）硫与）硫与KOH溶液反应溶液反应1 13 3用用单线桥单线桥4 4、5 5用用双线桥双线桥表示出电子转移表示出电子转移的方向和数目（的方向和数目（比较比较二者的不同）二者的不同）1.1.氯气与消石灰反应氯气与消石灰反应 2 2. .过氧化钠溶于水过氧化钠溶于水3.3.铝热法制金属铁铝热法制金属铁 4.4.浓盐酸与二氧化锰加热的反应浓盐酸与二氧化锰加热的反应5.5.电解饱和食盐水电解饱和食盐水三、比较氧化还原的基本规律三、比较氧化还原的基本规律( (强弱规律、强弱规律、价态变化规律、反应顺序规律、守恒规律价态变化规律、反应顺序规律、守恒规律) )1、强弱规律：强弱规律：（1 1）常见的氧化剂、还原剂：）常见的氧化剂、还原剂：14（1）活泼非金属单质：如）活泼非金属单质：如 Cl2、Br2、O2等。等。（2）某些高价氧化物，如）某些高价氧化物，如SO3 等。等。（3）含氧酸，如）含氧酸，如 浓浓H2SO4、HNO3 、HClO等等（4）元素（如）元素（如Mn、Cl、Fe等）处于高化合价时的盐，如等）处于高化合价时的盐，如 KMnO4、K2Cr2O7、 KClO3、FeCl3等。等。（5）过氧化物，如）过氧化物，如Na2O2、H2O2等。等。 (6) 某些金属阳离子：某些金属阳离子：如如Ag+、Fe3+等等 、中学里重要的氧化剂：、中学里重要的氧化剂：15（1）活泼金属单质：如）活泼金属单质：如 Na、A1、Zn 、 Fe等。等。（2）低价态的金属阳离子：）低价态的金属阳离子：如如Fe 2+等；等； （3）某些非金属单质：如）某些非金属单质：如 H2、C等。等。（4）元素（如）元素（如C、S等）处于低价时的氧化物，等）处于低价时的氧化物， 如如CO、NO、SO2等。等。（5）元素（如）元素（如Cl、S等）处于低化合价时的氢化物：等）处于低化合价时的氢化物： 如如 H2S、HCl、HI、NH3等等 。（6）元素（如）元素（如S、Fe等）处于低化合价时的盐或酸，如等）处于低化合价时的盐或酸，如Na2SO3、H2SO3、H2C2O4、FeSO4等。等。、中学里重要的还原剂：、中学里重要的还原剂：当元素处于当元素处于最高价最高价时，只具有时，只具有氧化性氧化性；当元素处于当元素处于最低价最低价时，只具有时，只具有还原性还原性；当元素处于当元素处于中间价态中间价态时既具有时既具有氧化性氧化性又具有又具有还还原性原性。总而言之：元素的价态表总而言之：元素的价态表现规律现规律即：高氧低还中兼有即：高氧低还中兼有（2 2）、氧化剂、还原剂强弱的判断：）、氧化剂、还原剂强弱的判断：氧化剂氧化剂+还原剂还原剂=还原产物还原产物+氧化产物氧化产物得到电子得到电子失去电子失去电子对氧化还原反应：对氧化还原反应：则则有：氧化性：氧化剂有：氧化性：氧化剂 氧化产物氧化产物 还原剂还原剂还原性：还原剂还原性：还原剂 还原产物还原产物 氧化剂氧化剂【例例】 根据下列三个反应的化学方程式：根据下列三个反应的化学方程式：2KMnO4+16HCl（浓）（浓）= 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O2KI+Cl2 = 2KCl+I2 Na2S+I2 = 2NaI+S判断有关物质氧化性从强到弱顺序正确的是（判断有关物质氧化性从强到弱顺序正确的是（ ）ACl2I2KMnO4S BKMnO4Cl2I2SCI2Cl2KMnO4S DKMnO4Cl2SI2B2 2、价态律、价态律氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律 同一元素价态变化规律同一元素价态变化规律（即中（即中间变两两头）。如）。如Cl2 + H2O 【例例】已知在热的碱性溶液中，已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下发生如下反应：反应：3NaClO2NaCl+NaClO3。在相同条件下。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是也能发生类似的反应，其最终产物是ANaCl、NaClO BNaCl、NaClO3CNaClO、NaClO3 DNaClO3、NaClO4B即两即两头变中中间，只靠，只靠拢不交叉的不交叉的归中中规律律。如：如：2 2、价态律、价态律同一元素价态变化规律同一元素价态变化规律同种元素相同种元素相邻价价态间不不发生氧化生氧化还原反原反应。2 2、价态律、价态律同一元素价态变化规律同一元素价态变化规律 下列气体不能用下列气体不能用浓硫酸干燥的有（硫酸干燥的有（ ） A、H2 B、SO2 C、H2S D、Cl2【例例】C 如已知如已知G、Q、X、Y、Z均均为氯的含氧化合物，我的含氧化合物，我们不了解它不了解它们的化学式，但知道它的化学式，但知道它们在一定条件下具有下列在一定条件下具有下列转化关系化关系(未配平未配平)：GQ+NaClQ+H2O X+H2 +NaOHG+Q+H2OZ+NaOHQ+X+H2O这五种化合物中五种化合物中氯的化合价由低到高的的化合价由低到高的顺序是序是 。【例例 】24 当一种氧化剂与当一种氧化剂与多种多种还原剂在一起时，则氧还原剂在一起时，则氧化剂先将还原性强的还原剂氧化，然后再将还原化剂先将还原性强的还原剂氧化，然后再将还原性弱的还原剂氧化；性弱的还原剂氧化； 反之，当一种还原剂与反之，当一种还原剂与多种多种氧化剂在一起时，氧化剂在一起时，则还原剂先将氧化性强的氧化剂还原，然后再将则还原剂先将氧化性强的氧化剂还原，然后再将氧化性弱的氧化剂还原。氧化性弱的氧化剂还原。3 3、先后律、先后律氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律 如如: 将将氯水氯水逐滴加入到逐滴加入到FeBr2溶液中，则氯水溶液中，则氯水先将先将Fe2+氧化，然后再将氧化，然后再将Br 氧化。氧化。25【例例】 在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（ ） AMg BCu CAg DH2C4 4、守恒规律（质量、电荷、电子）、守恒规律（质量、电荷、电子）（1 1）、配平：）、配平：（2 2）、计算）、计算电子守恒规律电子守恒规律：在氧化还原反应中，氧化剂得到电：在氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数。子的总数等于还原剂失去电子的总数。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律 （1 1）配平：）配平：S+KOH-K2S+K2SO3+H2ONH3+NO2-N2+H2OKMnO4+HCl-KCl+MnCl2+Cl2+H2OZn+NO3-+H+-Zn2+ +NH4+ +H2OKClO3+HCl-Cl2+H2O+KCl(HCl的作用的作用)H2O2+Cr2(SO4)3+_-K2SO4+K2Cr2O4+H2O28化学镀镍的溶液中含有化学镀镍的溶液中含有Ni2+和和H2PO2，在酸性，在酸性等条件下发生下述等条件下发生下述反应：反应：（a） Ni2+ + H2PO2+ Ni+ H2PO3+ . (2、1、1H2O、2、1、2H+）（1）Mn2+S2O82-+H2OSO42-+MnO4-+（ ）（2）Zn+H+NO3-Zn2+NH4+（ ）（3） H2O2+Cr2(SO4)3+（ ） K2SO4+K2CrO4+H2O（1） 2、5、8、10、2、16H+（2） 4、10、1、4、1、3H2O （3） 3、1、10KOH、3、2、8归纳提升电子守恒法解题例例1 124mL24mL浓度为浓度为0.05mol/L0.05mol/L的的NaNa2 2SOSO3 3溶液，恰好与溶液，恰好与20mL20mL浓度为浓度为0.02mol/L0.02mol/L的的K K2 2CrCr2 2O O7 7溶液完全反应，则元素溶液完全反应，则元素CrCr在被还原的产物中的化合价是（在被还原的产物中的化合价是（ ） A A、+6 B+6 B、+3 C+3 C、+2 D+2 D、0 0例例2.2.某温度下，将氯气通入某温度下，将氯气通入NaOHNaOH中，反应得到中，反应得到NaClNaCl、NaClONaClO、NaClONaClO3 3的混合液，经测定的混合液，经测定ClOClO与与ClOClO3 3的浓度的浓度之比为之比为1313，则，则ClCl2 2与与NaOHNaOH溶液反应时，被还原的氯溶液反应时，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为（元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为（ ） A A、215 B215 B、113 C113 C、31 D31 D、4141BD例例3在氧化还原反应在氧化还原反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中，当生成中，当生成0.5molCl2时，氧化产物和还原产物的物质的量时，氧化产物和还原产物的物质的量之比为之比为_ A、5：1 B、3：1 C、1：3 D、1：5例例4在反应在反应11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中，每中，每摩尔摩尔CuSO4能氧化能氧化P的物质的量的物质的量为（为（ ）A、1/5 mol B、2/5 mol C、3/5mol D、11/5 molAA判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确1 1、失电子数越多，则还原能力越强、失电子数越多，则还原能力越强2 2、一种元素被氧化，必有另一种元素被还原、一种元素被氧化，必有另一种元素被还原3 3、某元素从化合态变成游离态，一定被还原。、某元素从化合态变成游离态，一定被还原。4 4、氧化还原反应中，非金属单质一定作氧化剂。、氧化还原反应中，非金属单质一定作氧化剂。5 5、氧化还原反应的本质是得失电子。、氧化还原反应的本质是得失电子。6 6酸的浓度越大，氧化性越强。酸的浓度越大，氧化性越强。7 7金属阳离子被还原后金属阳离子被还原后, ,一定得到该元素的单质一定得到该元素的单质8 8有单质参加的反应一定是氧化还原反应有单质参加的反应一定是氧化还原反应 9 9一般地说，氧化性的物质对人体不利，还原性的物质对人体一般地说，氧化性的物质对人体不利，还原性的物质对人体有利。有利。10.10.难失电子的原子一定就易得电子难失电子的原子一定就易得电子11.11.电解质溶液导电的过程即发生氧化还原反应的过程电解质溶液导电的过程即发生氧化还原反应的过程归纳提升归纳提升Cl2 + KBr= KCl + Br2Zn + CuCl2 = Cu + ZnCl2氧化性：氧化性： Cl2 Br2还原性：还原性：Br - Cl-氧化性：氧化性： Cu2+ Zn2+还原性：还原性：Zn Cu另附、氧化性和还原性强弱的判断另附、氧化性和还原性强弱的判断1、根据氧化还原反应方程式判断、根据氧化还原反应方程式判断2、根据金属（非金属）活动性顺序判断、根据金属（非金属）活动性顺序判断氧化性和还原性强弱的判断氧化性和还原性强弱的判断（1）金属活动性顺序）金属活动性顺序K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au单质还原性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性单质还原性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性增强增强（2）非金属活动性顺序）非金属活动性顺序F2 Cl2 O2 Br2 I2 S单质氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性单质氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性增强增强3、根据元素周期表判断、根据元素周期表判断氧化性和还原性强弱的判断氧化性和还原性强弱的判断同周期同周期元素从左元素从左右，金属单质还原性逐渐减弱，右，金属单质还原性逐渐减弱， 非金属单质氧化性逐渐增强；非金属单质氧化性逐渐增强；同主族同主族元素从上元素从上下，金属单质还原性逐渐增强，下，金属单质还原性逐渐增强， 非金属单质氧化性逐渐减弱。非金属单质氧化性逐渐减弱。4、根据与同一物质反应的难易（条件）判断、根据与同一物质反应的难易（条件）判断氧化性和还原性强弱的判断氧化性和还原性强弱的判断例如：例如：Cu+HNO3 (浓浓) 、 Cu+H2SO4 (浓浓) 的反应条件的反应条件365、根据被氧化或被还原的程度不同进行判断、根据被氧化或被还原的程度不同进行判断氧化性和还原性强弱的判断氧化性和还原性强弱的判断【例例】 Cu+4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2+2NO2+ 2H2O 3Cu+8HNO3(稀稀)= Cu(NO3)2+ 2NO+ 4H2O 氧化性：氧化性： 浓硝酸浓硝酸 稀硝酸稀硝酸 (浓硝酸反应比较剧烈浓硝酸反应比较剧烈)【例例】 Cu + Cl2 = CuCl2 2Cu + S = Cu2S 氧化性：氧化性：Cl2 S注：判断物质的氧化性或还原性强弱是依注：判断物质的氧化性或还原性强弱是依据电子转移的据电子转移的难易难易，而不是电子转移，而不是电子转移多少多少。 把甲、乙两种金属用导线相连后浸入稀硫酸中，若甲极把甲、乙两种金属用导线相连后浸入稀硫酸中，若甲极先溶解，乙极表面有大量气泡，则可说明还原性：先溶解，乙极表面有大量气泡，则可说明还原性： 甲甲乙乙*两种活泼性不同的金属构成原电池的两极，一般来说，两种活泼性不同的金属构成原电池的两极，一般来说，活动性强的是，活动性弱的是活动性强的是，活动性弱的是 6.根据原电池电解池的电极反应判断氧化性、还根据原电池电解池的电极反应判断氧化性、还原性的强弱原性的强弱 (根据这个规律也可判断原电池、电解根据这个规律也可判断原电池、电解池电极池电极)*用惰性电极电解混合溶液时，用惰性电极电解混合溶液时， 在阴极先放电的阳离子氧化性较强在阴极先放电的阳离子氧化性较强; 在阳极先放电的阴离子还原性较强。在阳极先放电的阴离子还原性较强。氧化性和还原性强弱的判断氧化性和还原性强弱的判断7、根据反应中能量变化判断、根据反应中能量变化判断氧化性和还原性强弱的判断氧化性和还原性强弱的判断如：如：H2 + X2 = 2HX；H1 H2 + Y2 = 2HY；H2若若H1H2，则X2的氧化性比的氧化性比Y2的氧化性的氧化性强强，X-的的还原原性比性比Y-还原性的弱原性的弱注意：注意：某些物质的氧化性、还原性与溶液的浓度、温某些物质的氧化性、还原性与溶液的浓度、温度、酸碱度也有关。如：度、酸碱度也有关。如：温度：一般温度高氧化剂的氧化性强（浓温度：一般温度高氧化剂的氧化性强（浓H2SO4与与Cu常温不反应，加热则反应）。常温不反应，加热则反应）。浓度：一般氧化剂的浓度大时氧化性强；还原剂的还浓度：一般氧化剂的浓度大时氧化性强；还原剂的还原性强。如原性强。如MnO2与浓盐酸反应而不能与稀盐酸反应与浓盐酸反应而不能与稀盐酸反应酸碱性：一般在酸性条件下氧化剂的氧化性增强。如酸碱性：一般在酸性条件下氧化剂的氧化性增强。如KMnO4在酸性条件下氧化能力更强；在酸性条件下氧化能力更强；KClO3能氧化浓盐能氧化浓盐酸中的酸中的Cl Cl2，而不能氧化，而不能氧化NaCl中的中的Cl；又如在中；又如在中性溶液中性溶液中Fe2+与与NO3 可共存但在可共存但在H+存在的条件下存在的条件下Fe2+与与NO3-不共存等。不共存等。40【注意注意】判断氧化性和判断氧化性和还原性原性强强弱的弱的误区区1. 认为氧化性和还原性的强弱取决于认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少。得失电子的多少。其实不然，氧化性和还原性的强弱只取决于电子其实不然，氧化性和还原性的强弱只取决于电子得失得失的难易程度，的难易程度，而与电子得失的多少无关。而与电子得失的多少无关。 2. 认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化还原反认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应。事实上，应。事实上，同种元素不同价态的化合物间的氧化还同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律：原反应遵循以下规律： 相相邻价价态之之间不不发生氧化生氧化还原反原反应。如如和和浓不反不反应。 相间价态，在一定条件下能发生反应。如相间价态，在一定条件下能发生反应。如 41 不同价不同价态的物的物质间发生氧化生氧化还原反原反应时，该元素价元素价态的的变化一定遵循化一定遵循“高价高价+低价低价 中中间价价” ， 不会出不会出现交交错现象。象。即氧化即氧化剂被被还原到的价原到的价态不能低于不能低于还原原剂氧化到的价氧化到的价态。简言之：言之：“只靠只靠拢，不交叉，不交叉”，也即，也即“价价态归中中”。3. 认为同种元素不同价同种元素不同价态的化合物的氧化性（的化合物的氧化性（还原性）原性）强强弱只与元素化合价的高低有关。弱只与元素化合价的高低有关。实际上，除此之外上，除此之外还与化合物的与化合物的稳定性有关。如次定性有关。如次氯酸中酸中氯的价的价态比高比高氯酸中酸中氯的价态低，但次氯酸不稳定，氧化性却比高氯的价态低，但次氯酸不稳定，氧化性却比高氯酸强。氯酸强。 HClOHClO2 HClO3 HClO4