1、 高三 化学 总复习 第一讲 氧化还原反应 人教版 【 同步教育信息 】 一 . 本周教学内容： 高三总复习 第一讲 氧化还原反应 二 . 重点、难点： 1. 理解氧化剂和还原剂、氧化性和还原性等概念。 2. 掌握比较氧化性、还原性强弱的一般方法 。 3. 能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。 4. 掌握配平氧化还原反应方程式的基本方法。 三 . 具体内容： （一）概念及实质 1. 概念：发生电子转移 （ 得失或偏移 ） 的反应。 2. 实质：发生电子转移。 3. 判断：有化合价升降。 反应物 化合价变化 表现性质 变化过程 发生反应 生成物 氧化剂 e 还原剂 降低 升高 氧化性 还原
2、性 被还原 被氧化 还原反应 氧化反应 还原产物 氧化产物 （二）元素的化合价 元素原子的最外电子层结构决定了原子间是按一定数目相互化合，元素的原子相互化合的数目叫这种元素的化合价。 1. 单质中元素的化合价为 0； 2. 在化合物中金属元素的化合价全为正值，非金属元素的化合价一般既有负值又有正值； 3. 在化合物中，各元素 的正、负化合价的代数和为 0； 如：原子团的化合价： NO3 、 SO42 、 SO32 、 HSO3 （亚硫酸氢根）、 CO32 、 HCO3 、 ClO3 （氯酸根）、 NH4 （铵根）、 MnO4 （高锰酸根）、 PO43 （磷酸根）。 中心元素的化合价： 4. 离
3、子化合物中，元素的化合价与在生成它们的反应中原子得、失电子数目及离子的电荷数在数值上相等，如 NaCl： 离子符号 原子得、失电子数 离子的电荷 数 元素的化合 价 Na 1（失） 1 1 Cl 1（得） 1 1 共价化合物中，元素的化合价与在生成 它们的反应中共用电子对的偏向、偏离的对数在数值上相等。如 HCl： 共用电子对偏向氯原子，氯元素化合价为 1 价；共用电子对偏离氢原子，氢元素化合价为 1价。 5. 有机物中： H： +1、 O： 2 ，再计算 C元素平均化合价。 （三）氧化还原反应中电子转移的表示方法 双线桥法 1. 双箭号从反应物指向生成物，箭号起止所指的均为同一种元素。 2.
4、 线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。 氧化剂为 Fe2O3，还原剂为 CO，氧化产物为 CO2，还原产物为 Fe。 氧化剂为 HCl，还原剂为 Zn，氧化产物为 ZnCl2，还原产物为 H2。 单桥线法 1. 箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素； 2. 线上只标出转移电子的总数。 （四）氧化还原反应的规律 1. 对立统一规律 还原剂、氧化剂相互对立又相互依存。 2. 电子守恒规律 还原剂失电子总数 =氧化剂得电子总数 3. 性质传递规律 氧化剂 +还原剂 =还原产物 +氧化产物 氧化性：氧化剂氧化产物 还原性 ： 还原剂还原产物 4. 谁强谁先规律 在溶液
5、中存在多种氧化剂，氧化性强的抢先得电子，先被还原。 在溶液中存在多种还原剂，还原性强的抢先失电子，先被氧化。 5. 价态规律 （ 1）高低规律： 最高价态 只具氧化性 最低价态 只具还原性 中间价态 兼有氧化性和还原性 讨论分析下列氧化还原反应中电子转移的方向和数目，判断氧化产物和还原产物。 H2S+H2SO4（浓） =S+SO 2+2H 2O KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H 2O （ 2）价态归中规律： 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，价态的变化 “ 只靠拢，不交叉 ” 。 （五）重要的氧化剂、还原剂 氧化剂 具体物质 举例 （ 1）活泼非金属单质 O3、 Cl2、 B
6、r2、 O2 （ 2）高价的氧化物 NO2、 CO2、 MnO2 （ 3）高价的含氧酸 HClO、浓 H2SO4、 HNO3 （ 4）高价的盐 KMnO4、 KClO3、 FeCl3 2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 （ 5）过氧化物 Na2O2、 H2O2等 还原剂 具体物质 举例 （ 1）活泼金属单质 Na、 Al、 Zn、 Fe （ 2）某些非金属单质 H2、 C、 Si （ 3）低价的氧化物 CO、 SO2 （ 4）低价的酸 HCl、 H2S、 H2SO3 （ 5）低价的盐 Na2SO3、 FeCl2 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 （六）氧化性、还原性强弱的判
7、断方法 1. 金属、非金属性 （ 1）随着金属活动顺序表中金属活动性的减弱，金属的还原性越来越弱，其对应离子的氧化性越来越强 .（除 Fe3 外） K 、 Ca 、 Na 、 Mg 、 Al 、 Zn 、 Fe 、 Sn 、 Pb 、 ( H ) 、 Cu 、 Hg 、 Ag 还原性逐渐减弱 + 2 + + 2 + 3 + 2 + 2 + + 2 + 3 + +、 、 、 、 、 、 、 、 、 、K C a N a M g A l Z n F e C u F e A gH 氧化性逐渐增强 （ 2）对于非金属单质 2 2 2 2 2F 、 Cl 、 Br 、 I 、 S 、 P 、 C 、 S
8、i 、 H 氧化性逐渐减弱 2F 、 Cl 、 Br 、 I 、 S 还原性逐渐增强 2. 氧化还原反应的性质传递规律 + 氧化产物还原产物氧化剂还原剂 H 2 OCuC u OH 2例如： 则：还原性： H2 Cu 3. 根据元素周期律判断 （ 1） 同周期 氧化性：左右 还原性：左右 （ 2） 同主族 氧化性：上下 还原性：上下 4. 根据 反应结果 判断 （ 1） 同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的程度越大，氧化剂的氧化性越强。 Fe+S=FeS 2Fe+3Cl2=2FeCl3 （ 2） 同一物质在相同的条件下，被不同还原剂还原得越彻底，还原剂的还原性 越强 HCl+H2SO4（
9、浓 ） 不反应 HBr+H2SO4（ 浓 ） Br 2+SO2+H 2O HI+H2SO4（ 浓 ） I 2+H2S+H 2O 5. 根据电极反应确定 （ 1） 原电池 还原性：负极 正极 （ 2） 电解池 阴极 （ 氧化性 ） ：先析出后析出 阳极 （ 还原性 ） ：先反应后反应 6. 从反应所需条件来比较。一般来讲，一组反应中，反应条件越简单，对应反应物的氧化性或还原性越强 。 H 2 O2+C l 2+M n C l 24 H C lM n O 2 + （ ）浓 2 H 2 O+8C l 2+5M n C l 22 K C l+ 2+ 1 6 H C lK M n O 4 （ ）浓 H
10、2 O2+24 5 0 4 H C l+ C u C l 2O 2 C l 2 从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力： KMnO4 MnO2 O2 7. 外界条件对氧化性或还原性强弱的影响（同一物质 在不同条件下的氧化性或还原性） （ 1）物质的浓度越高，氧化性或还原性越强。 （ 2）温度越高，氧化性或还原性越强。 （ 3）酸性越强，氧化性越强；碱性越强，还原性越强。 【典型例题】 例 1（ 2002 年上海理综， 16）人体血红蛋白中含有 Fe2 ，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使 Fe2 离子转变成 Fe3 ，生成高铁血红蛋白而丧失与 O2结合的能力服用维生素 C 可缓解亚硝酸
11、盐的中毒，这说明维生素 C具有（ ） A. 酸性 B. 碱性 C. 氧化性 D. 解析： 亚硝酸盐会使 Fe2 转变成 Fe3 表现了亚硝酸盐的氧化性，服用维生素 C 可缓解亚硝酸盐的中毒，说明维生素 C 还原了亚硝酸盐或使 Fe3 又生成了 Fe2 ，即：维生素 C具有还原性。 答案： D 思考： 维生素 C和 Fe2 都具有还原性，二者相比较还原性较强的是 _？ 答案： 维生素 C 的还原性比 Fe2 强因为维生素 C能将 Fe3 还原为 Fe2 ，而 Fe2 则不能。（也可根据同一氧化还原反应中，还原剂维生素 C的还原性比还原产物 Fe2 的还原性强进行分析判断） 例 2（ 2002 年
12、上海 23）在氯氧化法处理含 CN 的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化为无毒物质 （ 1）某厂废水中含 KCN，其浓度为 650 mg/L现用氯氧化法处理，发生如下反应（其中 N均为 3 价）： KCN 2KO Cl2 KOCN 2KCl H2O。被氧化的元素是 _。 （ 2）投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气请配平下列化学方程式，并标出电子转移方向和数目： KOCN KOH Cl2 CO2 N2 KCl H2O （ 3） 若处理上述废水 20 L，使 KCN完全转化为无毒物质至少需液氯 _g。 解析： 此题以污水处理
13、为知识背景，考查了氧化还原的概念、氧化还原方程式的配平及氧化还原反应的计算。 （ 1）在 KCN 2KOH Cl2 KOCN 2KCl H2O 反应中，氯元素价态降低， H、 N、 O、 K 四种元素的价态没变，只有碳元素的价态升高，故被氧化的为碳元素。 （ 2）氧化还原方程式的配平，首先要找准变价元素，再利用化合价升降法配平，反应物 KOCN中 N 的价态升高， KOCN为还原剂，氯气为氧化剂。 （ 3） 20 L 废水中含 KCN 的物质 的量为：111m o lg65gmg1 0 0 0 L20Lmg6 5 0 =0.2 mol，由两步反应的化学方程式得出关系式： 2KCN5Cl2，所以
14、需氯气： 0.2 mol 25 =0.5 mol，即 35.5 g。 答案： （ 1）碳（或 C） 思考： 在化学反应 KCN 2KOH Cl2 KOCN 2KCl H2O 中，氧化剂是_；还原剂是 _；氧化产物是_；还原产物是 _。 答案： Cl2 KCN KOCN KCl 例 3（ 2001 年上海， 23）化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形（ 1）在上述有编号的步骤中，需用还原剂的是 _需用氧化剂的是 _（填编号）。 （ 2）在上述循环中，既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是 _（填化学式）。 （ 3 解 析： （ 1）在变化中， Cr元素由 6价变为 3价，化合
15、价降低，需还原剂；两步变化中 Cr 元素的价态都是 3价，步变化中 Cr元素的价态都是 6价，都是非氧化还原反应；在步变化中， Cr元素由 3价变为 6 （ 2） Cr（ OH） 3既能与盐酸反应生成 CrCl3，又能与 NaOH 反应生成 NaCrO2，为两性氢氧化物。 （ 3）此小题考查了化学方程式的配平方法先找出该反应的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物，并配出其化学计量数；再由原子守恒配出 NaCl、 KCl 的计量数，最后补充H2O，并配平其计量数。 答案： （ 1） （ 2） 3)(OHCr （ 3） 1 6 14 2 2 6 3 7 H2O 思考： 写出两性氢氧化物 Cr（ OH
16、） 3分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式 答案： Cr（ OH） 3 3HCl CrCl3 3H2O 3)(OHCr NaOH NaCrO2 2H2O 例 4 1962 年，英国青年化学家以巴特莱特将 PtF6和 Xe 按等物质的量在室温下混合后，首次得到含有化学键的稀有气体化合 物六氟合铂酸氙： Xe PtF6 XePtF6。有关此反应的叙述中，正确的是（ ） A. Xe B. PtF6 C. PtF6 D. 解析： 关键确定 XePtF6中各元素的价态，须破除 Xe只有 0价的思维定势，由于 F元素是最活泼的非金属元素，故为 1 价，但 F不会表现出氧化性而 Pt在 PtF6中处于较高价
17、态具备氧化性，故 Xe 表现还原性，失去电子 答案： B 例 5 三聚氰酸 C3N3（ OH） 3可用于消除汽车尾气中的氮氧化物（如 NO2）。当加 热至一定温度时，它发生如下分解： C3N3（ OH） 3 3HNCO HNCO（异氰酸，其结构是 H N C O）能和 NO2反应生成 N2、 CO2和 H2O。 （ 1）写出 HNCO 和 NO2反应的化学方程式分别指明化合物中哪种元素被氧化 ?哪种元素被还原 ? （ 2）如按上述反应式进行反应，试计算吸收 1.0 kg NO2气体所消耗的三聚氰酸的质量。 解析： 应首先判断 HNCO中 N的化合价为 3价，然后才可写出方程式 HNCO的 3N
18、 02N ，故其中氮元素被氧化； NO2 中 4N 02N ，其中 氮元素被还原这个问题明确后，其他问题就简单了。 答案： （ 1） NO2是氧化剂、 HNCO 是还原剂； HNCO中的氮元素被氧化， NO2中的氮元素被还原。 （ 2） 1.0 kg 466 438 =1.2 kg 例 6 常温下，在下列溶液中发生如下反应 16H 10Z 2XO4 =2X2 5Z2 8H2O 2A2 B2 2A3 2B 2B Z2 B2 2Z 由此判断下列说法错误的是（ A. 反应 Z2 2A2 =2A3 2Z B. Z C. 氧化性由强到弱的顺序是 XO4 、 Z2、 B2、 A3 D. 还原性由强到弱的顺
19、序是 A2 、 B 、 Z 、 X2 解析： 根据有关规律，在同一反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可得出（ 氧化性： XO4 Z2 B2 A3 答案： B 例 7 从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还 原性最强 （ 1）铁钉浸入 CuSO4溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入 AgNO3溶液后，表面会附有银白色物质，则 Cu、 Fe、 Ag 中， _原子还原性最强； Cu2 、 Fe2 、 Ag 中，_离子氧化性最强。 （ 2）铁钉在氯气中被锈蚀成棕褐色物质 FeCl3，而在盐酸中生成淡绿色溶液（ FeCl2）。则氯气分子、氯
20、离子、氢离子中 _具有氧化性， _氧化性最强。 解析： （ 1）由反应 Fe Cu2 Fe2 Cu可知氧化性 Cu2 Fe2 ，还原性 Fe Cu；由 Cu 2Ag 2Ag Cu2 可知，氧化性 Ag Cu2 ，还原性 Cu Ag，故 Fe 的还原性最强， Ag 氧化性最强。 （ 2）因 Cl2、 H 都能将铁氧化，被还原为 Cl 、 H2，所以 Cl2、 H 具有氧化性；由 Fe被Cl2、 H 氧化的程度可知， Cl2氧化性最强。 答案： （ 1） Fe Ag （ 2） H 、 2Cl ； 2Cl 例 8（ 1 KMnO4 FeS H2SO4 MnSO4 Fe2（ SO4） 3 S K2SO
21、4 H2O 解析： K 7Mn O4 22SFe H2SO4 2Mn SO4 32Fe （ SO4） 3 0S K2SO4 H2O 列变化，算出一个氧化剂（或还原剂）“分子”的化合价总共降低（或升高）多少 氧化剂 KMnO4， 7Mn 2Mn 5 等升降。 3 5（系数） 5FeS； 5 3（系数） 3KMnO4并确定相应的其他元素的系数： 3KMnO4 5FeS H2SO4 3MnSO4 Fe2（ SO4） 3 5S K2SO4 H2O 用观察法配平其他物质的系数，一般先配盐 ，再配酸，最后配水，并核对氧原子数。 验结果。 答案： 6 10 24 6 5 10 3 24 （ 2 当 KMnO
22、4消耗 0.05 mol 时，产生 CO2的体积为 _L（标准状况下）。 解析： 为简化过程，可直接在原题目中进行分析。首先列出价态变化并使之升降总数相等： 2 5 5 2 H2C2O4 KMnO4 H2SO4 CO2 K2SO4 MnSO4 H2O 然后确定参与氧化还原反应的元素的计量数： 5H2C2O4 2KMnO4 H2SO4 10CO2 K2SO4 2MnSO4 H2O 5H2C2O4 2KMnO4 3H2SO4 10CO2 K2SO4 2MnSO4 8H2O 最后用 O原子个数进行验算。 又根据方程式得： 2KMnO410CO2 所以 V（ CO2） 0.05 210 22.4 5.
23、6 L 答案： 5 2 3 10 1 2 8 5.6 例 9 已知 Cu2S 与某浓度的 HNO3反应时，生成 Cu（ NO3） 2和 H2SO4，若反应中 Cu2S 与 HNO3的质量比为 320： 819，则该反应的还原产物为 _。 解析： Cu2S 与 HNO3物质的量之比为 160320 : 63819 2:13，设还原产物中 N 元素价态降低价，由得失电子守恒可知： 2（ 2）（ 13 2），解得 =4，其还原产物为 N2O。 答案： N2O 例 10 绿矾在强热条件下分解，生成 H2SO4、 SO2、 Fe2O3和 H2O，每生成 1 mol H2SO4时，分解绿矾的物质的量是 _
24、。 解析： 设分解绿矾的物质的量为，则生成氧化产 物 Fe2O3的物质的量为 2x ，生成还原产物 SO2物质的量为，由得失电子守恒可知 2x 2 2，即 =2x ，由题意可知 2x =1mol 解得 =2mol 答案： 2 mol 例 11 已知下列变化过程中， 0.2 mol RxO24 参加反应时，共转移 0.4 mol电子。 RxO24 MnO4 H RO2 n2 H2O （ 1） x值为 _。 （ 2）参加反应的 H 的物质的量为 _mol。 解析： 0.2 molx（ 4 x6 ） 0.4 mol x =2 n（ MnO4 ） 5 0.4 mol n（ MnO4 ） 0.08 mo
25、l n（ H ） 1 0.08 mol 1 0.2 mol 2 0.08 mol 2 n（ H ） 0.64 mol 答案： （ 1） 2 （ 2） 0.64 【模拟试题】 （答题时间： 60分钟） 1. 下列反应一定属于氧化还原反应的是（ ） A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 2. 下列变化中，需要加入氧化剂的是（ ） A. SO2 SO3 B. HClH 2 C. FeCl2FeCl 3 D. Fe2O3Fe 3. 按金属活动性顺序由前到后考虑，下列说法中正确的是（ ） A. 单质的还原性逐渐减弱 B. 原子的失电子能力逐渐增强 C. 对应离子的氧化性逐渐增
26、强 D. 对应离子的得电子能力逐渐减弱 4. 下列反应中，盐酸只作氧化剂的是（ ） A . Zn 2HCl ZnCl2 H2 B. OHClMn C lH C lMn O 2222 24 C. Cl2 H2O HCl HClO D. CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 5. 下列叙述中，正确的是（ ） A. 同一反应中，氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强 B. 同一反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性弱 C. 由 X原子变成 X2 的反应是氧化反应 D. 由 X原子变成 X2 ，需加入还原剂 6. 在 3Cl2 8NH3 6NH4Cl N2反应中，还原性最强的物质是（ ） A
27、. Cl2 B. NH3 C. NH4Cl D. N2 7. 下列关于氧化还原反应的叙述中正确的是（ ） A. 金属单质在反应中只作为还原剂 B. 非金属单质在反应中只作为氧化剂 C. 金 属原子失电子越多，还原性越强 D. Cu2 比 Fe2 氧化性强， Fe比 Cu还原性强 8. 一个 A 原子转移两个电子给两个 B原子，下列说法中正确的是（ ） A. 形成化合物 AB2， A是氧化剂 B. 形成化合物 A2B， A被还原 C. 形成化合物 AB2， B被还原 D. 形成化合物 AB2， B有氧化性 9. 某反应的化学方程式为： aFeCl2 bKNO3 cHCl dFeCl3 eKCl
28、fX gH2O，若 b 1， d 3，则 X的化学式为（ ） A. N2 B. NO C. NO2 D. NH4Cl 10. 有反应： 3223 2C lOBrClBr O ； H C lH IOOHICl 10265 3222 ；OHClHClC lO 223 3365 依据上述方程式，下列微粒氧化能力排列顺序正确的是（ ） A. 3 3 3 2C lO B rO IO C l B. 3 2 3 3B rO C l C lO IO C. 3 3 2 3B rO C lO C l IO D. 2 3 3 3C l B rO C lO IO 11. 在 8NH3 3Cl2 N2 6NH4Cl反应
29、中，若有 21.3g Cl2参加反应，则被氧化的 NH3的质量为（ ） A. 13.6g B. 10.2g C. 6.8g D. 3.4g 12. 28ROn 离子在一定条件下可把 Mn2 氧化成 4MnO ，若反应后 28ROn 变成 24RO ，又知反应中氧化剂与还原剂的离子个数比为 5:2，则 28ROn 中 R元素的化合价为（ ） A. 3 B. 5 C. 6 D. 7 13. 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原子之比为（ ） A. 1:1 B. 5:4 C. 5:3 D. 3:5 14. 下列叙述中，正确
30、的是（ ） A. 含氧酸能起氧化作用，无氧酸则不能 B. 阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性 C. 失电子难的原子获得电子的能力一定强 D. 由 X变为 X2 的化学反应是氧化反应 15. 下列对盐酸的有关性质叙述正确的是（ ） A. 有酸性，没有氧化性和还原性 B. 有酸性和氧化性，没有还 原性 C. 有酸性和还原性，没有氧化性 D. 有氧化性和还原性，还有酸性 16. 配平下列氧化还原反应方程式。 CuSO4 H2O Cu3 H3 O4 H2SO4 H2 O2 Ag H2O H3 O4 Ag H2 Fe2 O2 H2O Fe3 Fe（ OH） 3 S Ca（ OH） 2 CaS2O3 Ca
31、SS x H2O 17. 配平下列氧化还原反应方程式，并标明电子转移的方向和数目。 H2S H2SO3 S H2O 氧化产物是 _，还原产物是 _，二者质量比是 _ Cl2 KOH KCl KClO3 H2O 氧化剂是 _，还原剂是 _，二者物质的量之比是 _ KClO3 HCl KCl Cl2 H2O HCl 的作用是 _，被还原的元素是 _，当反应过程中有 mol电子转移时，可产生氯气 _mol。 KIx Cl2 H2O KCl HIO3 HCl，若 KIx与 Cl2的化学计量数之比为 1:8，则 _。 18. 智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘，其化学方程式为： 2NaIO3 5NaHSO3 3NaHSO4 2Na2SO4 I2 H2O （ 1）反应中 _元素被氧化， _是氧化剂。 （ 2）用短线标出电子转移方向和总数。 （ 3）反应产物中，所得氧化产物与还原产物质量之比为 _。 19. 在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠溶液，立即会看 到溶液变蓝色，这是因为 _，离子方程式为 _。
