第3节 氧化剂和还原剂

1、第3节氧化剂和还原剂【考纲定位】1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.了解常见的氧化还原反应。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。(高频)氧化还原反应1定义、特征、本质2基本概念之间的相互关系3电子转移的表示方法(1) 双线桥法：氧化剂还原剂=还原得到ne产物氧化产失去ne物(2)单线桥法：氧化剂还原ne剂=氧化产物还原产物4氧化还原反应与四种基本类型反应的关系氧化剂和还原剂1常见的氧化剂物质类型举例对应还原产物活泼的非金属单质X2(卤素)XO2H2O、OH元素处于高化合价时的化合物或离子氧化物MnO2Mn2含氧酸浓硫酸SO2HNO3NO或NO2盐KMnO4(H)Mn2Fe3Fe2

2、、Fe过氧化物Na2O2、H2O2H2O2.常见还原剂(1)活泼的金属单质：如Zn，一般被氧化为Zn2。(2)某些活泼的非金属单质：如H2，一般被氧化为H2O。(3)元素处于低价态的物质：如CO，一般被氧化为CO2。3具有中间价态的物质(既可作氧化剂，又可作还原剂)1易误诊断(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应()(2)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原()(3)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原()(4)Cl2参加反应时一定只作氧化剂()(5)氧化剂具有氧化性，发生氧化反应()(6)元素

3、的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得()(7)得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强()(8)阳离子只能得到电子被还原，只能做氧化剂()(9)物质失电子的反应为还原反应()(10)失电子难的原子，获得电子的能力一定强()2(1)下列粒子既有氧化性又有还原性的是_(填序号)。Fe2FeSO2S2H2O2Cl2HClH2SO4(2)用单线桥法表示反应3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O电子转移的方向和数目：_；用双线桥法表示反应3NO2H2O=2HNO3NO电子转移的方向和数目_。(3)对于反应3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu在反应中_电子，被_，

4、发生_反应，作_剂。HNO3在反应中_电子，所含元素化合价_，发生_反应，作_剂。标准状况下，若生成1.12 L NO时，转移电子数为_。物质氧化性、还原性强弱的比较1.依据反应原理还原剂氧化剂=氧化产物失电子，化合价升高，被氧化还原得电子，化合价降低，被还原产物(还原性强)(氧化性强)(氧化性较弱)(还原性较弱)氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物2依据金属、非金属的活动性顺序3依据元素周期表4依据电化学原理(1)原电池原理：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极正极。(2)电解池原理：用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离

5、子的还原性较强。元素呈现最高价态时，只有氧化性，但氧化性不一定强；元素呈现最低价态时，只有还原性，但还原性不一定强。(2012·上海高考)已知：Se2H2SO4(浓)=2SO2SeO22H2O 2SO2SeO22H2O=Se2SO4HSeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是_。考向1根据化学方程式判断还原性强弱1已知反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl3I2SO22H2O=H2SO42HI，判断下列物质的还原性由大到小的顺序是()AIFe2ClSO2BClFe2SO2ICFe2IClSO2DSO2IFe2Cl考向2根据原电

6、池原理判断氧化性、还原性强弱2(2010·新课标全国卷)根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)氧化还原反应中的“三大规律”及应用规律1：“三种守恒关系”(1)质量守恒：反应前后元素的种类和质量不变。(2)电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。(3)电荷守恒：离子方程式中，反应物中各离子

7、的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒，如Fe3Cu=Fe2Cu2(错误)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(正确)。规律2：“价态归中，互不交叉”同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为：价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢。如：H2 H2 O4(浓)= 得6e 失6eO22H2O(错误)，H2 H2 O4(浓)= 失2e 得2eO22H2O(正确)。规律3：“强易弱难，先强后弱”在浓度相差不大的溶液中：(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性F

8、e2Br，所以Fe2先与Cl2反应。(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如：在含有Fe3、Cu2、H的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3Cu2H，所以铁粉先与Fe3反应，然后依次为Cu2、H。(2013·上海高考)一定量CuS和Cu2S的混合物投入足量HNO3中，收集到气体V L(标准状况)，向反应后的溶液中(存在Cu2和SO)加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为11，则V可能为()A9.0 LB13.5 LC15.7 L D16.8 L考向1氧化还原反应中的电子守恒规律3(2

9、013·四川高考)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是()A该合金中铜与镁的物质的量之比是21B该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/LCNO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%D得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL考向2氧化还原反应中的“强弱”规律4(2009·全国卷)含有a mol FeB

10、r2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是()Ax0.4a,2Fe2Cl2=2Fe32ClBx0.6a,2BrCl2=Br22ClCxa,2Fe22Br2Cl2=Br22Fe34ClDx1.5a,2Fe24Br3Cl2=2Br22Fe36Cl考向3氧化还原反应的“归中”规律5关于反应：KClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2O的说法错误的是()AHCl作还原剂BKClO3作氧化剂CKCl为还原产物D氯元素既发生氧化反应又发生还原反应氧化还原反应方程式的配平1.配平三原则2配平要点(口诀)一标化合价，二看价变化。三求升降数，数

11、字相交叉。再查其他物，配平靠观察。系数有分母，最后消去它。3配平五技巧(1)正向配平法特点：适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应步骤：示例： 4H O3(浓)=4 得1e×4O2 失4e×1O22H2O(2)逆向配平法特点：适用于一种元素的化合价既升高又降低和分解型的氧化还原反应。步骤：先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。示例： KOH(热、浓)K2 化合价降低2K2 化合价升高4O3H2O由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。(3)奇数配偶法特点：适用于物质种类少

12、且分子组成简单的氧化还原反应。示例：SCKNO3CO2 N2K2S，反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后用观察法配平得：S3C2KNO3=3CO2N2K2S(4)待定系数法特点：适用于元素化合价变化情况复杂的化学反应。步骤：尽可能找所含元素多的物质，设其化学计量数，然后依据同种元素的原子个数守恒(若为离子反应还有电荷守恒)的原则将其他物质的化学计量数表达出来，列出方程组求解。(5)缺项配平法特点：适用于反应物或生成物缺项的氧化还原反应。步骤：先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据

13、原子守恒进行配平。补项原则条件补项原则酸性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H，少O(氧)补H2O(水)碱性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH(1)注意特殊物质中元素的化合价，如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为1。(2)配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。(3)依据电子得失守恒列等式时不要忽略变价原子的个数。(4)缺项配平中，缺项一般为H、OH、H2O。(2013·上海高考)已知氧化性Br2Fe3。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为：aFe2bBrcCl2dFe3eBr2fCl下列选项中的数字与离子方程式

14、中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是()A243226 B021012 C201202 D222214考向1直接或变相考查氧化还原反应的配平6(1)(2012·新课标全国卷节选)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。(2)(2008·大纲全国卷)(NH4)2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是()ASO2、H2O、N2、NH3 BN2、SO2、H2O、NH3CN

15、2、SO2、NH3、H2O DH2O、NH3、SO2、N2(3)(2010·大纲全国卷)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为()A14 B12 C21 D41考向2氧化还原反应方程式缺项配平7(1)(2013·北京高考)将MnO氧化Fe2的离子方程式补充完整：MnOFe2_=Mn2Fe3_。(2)(2013·安徽高考)某课题小组以废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。为原料回收铈，设计实验流程如下：第步反应的离子方程式是_，滤渣B的主要成分是

16、_。考向3氧化还原反应方程式的配平及计算8(2012·上海高考)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。完成下列填空：(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为11，写出Se和浓HNO3反应的化学方程式_。(2)回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2OI22Na2S2O3=Na2S4O62NaI配平方程式，标出电子转移的方向和数目。(3)实验中，准确称量SeO2样品0.1500 g，消耗了0.2000 m

17、ol/L的Na2S2O3溶液25.00 mL，所测定的样品中SeO2的质量分数为_。猜想验证型实验题【典题例证】(2013·福建高考)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：甲：Mg(NO2)2、NO2、O2乙：MgO、NO2、O2丙：Mg3N2、O2丁：MgO、NO2、N2(1)实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是_。查阅资料得知：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)：(2)实验过程仪器连接后，放入固体试剂之

18、前，关闭k，微热硬质玻璃管(A)，观察到E中有气泡连续放出，表明_；称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中，加热前通入N2以驱尽装置内的空气，其目的是_；关闭k，用酒精灯加热时，正确操作是先_，然后固定在管中固体部位下加热；观察到A中有红棕色气体出现，C、D中未见明显变化；待样品完全分解，A装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.0 g；取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。(3)实验结果分析讨论根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_是正确的；根据D中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O2，因为若有O2，D中将发生氧化还原反应：_(填写化学方程式)，

19、溶液颜色会退去；小组讨论认定分解产物中有O2存在，未检测到的原因是_；小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究。【答案】(1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案)(2)装置气密性良好避免对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案)移动酒精灯预热硬质玻璃管(3)乙2Na2SO3O2=2Na2SO4O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案) 高考载体(2012·上海高考T28)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。已知：Se2H2SO4(浓)2SO2SeO22H2O2

20、SO2SeO22H2OSe2SO4H知识串联设计(1)依据Se与浓H2SO4反应写出Se和浓HNO3(还原产物为NO2)反应的化学方程式_。(2)Se与浓HNO3的反应中，氧化剂是_，还原剂是_，反应中被还原的元素是_。当有标准状况下22.4 L NO2气体生成时，转移电子的物质的量是_ mol。(3)依据反应、判断SeO2、浓H2SO4、SO2的氧化性由强到弱的顺序是_。(4)用双线桥法标出反应电子转移的方向和数目。_。(5)SeO2、KI和HNO3发生如下反应：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2O，配平上述反应的化学方程式。_。A组双基题组1下列物质中，按只有氧化性、只有还原性，既有

21、氧化性又有还原性的顺序排列的一组是()AF2、K、HClBCl2、Al、H2CNO2、Na、Br2 DO2、SO2、H2O2(必修1P60T4改编)实验证明，以下六种物质是一个氧化还原反应的反应物和生成物：NO、FeSO4、H2O、Fe(NO3)3、HNO3、Fe2(SO4)3。(1)写出该氧化还原反应的离子方程式：_；(2)标出氧化剂和还原剂之间电子转移情况：_。B组高考题组4汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN32KNO3=K2O5Na2O16N2。若氧化产物比还原产物多1.75 mol，则下列判断正确的是()A生成42.0 LN2(标准状况)B有0.250 mol KNO3被氧化

22、C转移电子的物质的量为1.25 molD被氧化的N原子的物质的量为3.75 mol5下列应用不涉及氧化还原反应的是()ANa2O2用作呼吸面具的供氧剂B工业上电解熔融状态的Al2O3制备AlC工业上利用合成氨实现人工固氮D实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH36(高考组合题)下列叙述正确的是()A Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应B反应NaHCO3H2HCOONaH2O中，储氢过程NaHCO3被氧化C某密闭容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6NAD电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移NA个

23、电子(NA表示阿伏加德罗常数)课后限时自测(七)(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列各组物质在适宜的条件下反应，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21的是()AMnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2OBFe2O32AlAl2O32FeCCaH22H2O=Ca(OH)22H2D3NO2H2O=2HNO3NO2下列化学过程中不涉及氧化还原反应的是()A自然界中溶洞的形成B一定条件下用硫酸铜制Cu(OH)2CNa2O2作呼吸面具中的供氧剂D工业上制取单质硅3氰化物有剧毒，在碱性条件下可用如下方法进行处理：2CN8OH5Cl2 =2CO2 N

24、2 10Cl4H2O。 下列判断错误的是()A上述反应中的氧化剂是Cl2B还原性：CN> ClC当有0.2 mol CO2生成时，溶液中阴离子的物质的量增加1 molD经测定NaCN的水溶液呈碱性，说明CN促进了水的电离4三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应：3NF35H2O=2NOHNO39HF。下列有关说法正确的是()ANF3是氧化剂，H2O是还原剂B还原剂与氧化剂的物质的量之比为21C若生成0.2 mol HNO3，转移0.2 mol电子DNF3在潮湿空气中泄漏会产生红棕色气体5下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是()

25、A在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强C甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能D将甲、乙作电极组成原电池时，甲是正极6.做好环境消毒工作是预防“禽流感”的重要措施，常用的一种消毒剂是ClO2，实验室可通过以下反应制得ClO2(未配平)：KClO3H2C2O2H2SO4ClO2K2SO4CO2H2O。下列说法正确的是()AH2SO4在反应中作氧化剂 BClO2是氧化产物CH2C2O2在反应中被氧化 D1 mol KClO3参加反应时有2 mol电子转移7凤岗的“富锌富硒”茶现已享誉全国，富含硒元素，有延年益寿、抗衰老等作用。二氧化硒(SeO2)是一种

26、氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3、浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。在回收过程当中涉及到如下两个化学反应SeO24KI4HNO3=Se2I24KNO32H2O；Se2H2SO4(浓) = 2SO2SeO22H2O，下列有关叙述正确的是()ASeO2、H2SO4(浓)、I2的氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2> I2B中Se是氧化产物，I2是还原产物C反应中KI是氧化剂，SeO2是还原剂D反应中每有1.0 mol I2生成，转移电子数目为4NA8新型纳米材料MFe2Ox(3<x<4) 中M表示2价的金属元素，在反应中化合价

27、不变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S，转化过程表示如下：则下列判断正确的是()AMFe2Ox是还原剂BSO2是该反应的催化剂Cx>yD氧化性：MFe2OySO29已知某强氧化剂RO(OH)22离子中的元素R可被亚硫酸钠还原到较低价态。若把1.2×103 molRO(OH)22还原，需要消耗6 mL 0.2 mol/L的亚硫酸钠溶液，则反应后R的化合价为()A0B2C3 D410(2014·九江市高三检测)U常见化合价有4和6，硝酸铀酰UO2(NO3)2加热可发生如下分解：UO2(NO3)2UxOyNO2O2(未配平)，将气体产物收集于试管中并倒扣

28、于盛水的水槽中，气体全部被吸收，水充满试管。则生成的铀的氧化物化学式是()AUO2B2UO2·UO3CUO3 DUO2·2UO3二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(12分)(2014·北京朝阳质检)已知在金属活动顺序表中锡(Sn)位于Fe与Cu之间。为了测定金属锡样品的纯度(假定杂质不参加反应)，实验步骤如下：.将a g金属锡样品溶于盐酸中。.向上述溶液中加入过量的FeCl3溶液(发生的反应为Sn22Fe3= Sn42Fe2)。.用b mol/L的K2Cr2O7 溶液滴定生成的Fe2，共用去K2Cr2O7 溶液 m mL。请回答：(1)中发生反应的离子方

29、程式是_。(2)已知酸性环境下，Cr2O可被还原为Cr3，则中反应的离子方程式是_。(3)样品中锡的质量分数是_。(Sn的摩尔质量为M g/mol，用含a、b、m、M的代数式表示)【答案】(1)Sn 2H=Sn2H2(2)Cr2O6Fe214H=2Cr3 6Fe37H2O(3) 3bmM /1000a12(12分)(2014·淮北市高三质检)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：_SiO2_C_N2_Si3N4_CO根据题意完成下列各题：(1)配平上述化学反应方程式。(2)为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量。某次反应用了20 m

30、ol氮气，反应生成了5 mol一氧化碳，此时混合气体的平均相对分子质量是_。(3)分析反应可推测碳、氮气的氧化性：C_N2(填“”、“”或“”)。(4)氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉(Al2O3)，热稳定性好，化学性质稳定。以下用途正确的是_。A可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备B在电子工业上制成耐高温的电的良导体C研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机D氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途【答案】(1) 36216(2) 28(3) <(4) AC13(12分)水是生命之源，也是化学反应中的主角。请回答下列问题：.水是一种电解质，发生电离会产生电子总数相同

31、的两种微粒，其电离方程式为_。.在许多反应中H2O扮演不同的“角色”。请结合所学知识，写出有关反应的化学方程式或离子方程式。(1)H2O参与置换反应，符合XWYV：已知X和Y分别是短周期主族元素形成的两种单质， W、V是化合物。 W是水，作还原剂，该反应的化学方程式为_；V是水，化学方程式为_。(2)水在氧化还原反应中既不是氧化剂也不是还原剂：A、B是中学化学常见的两种由短周期元素组成的有色气体，它们均能与水发生氧化还原反应，但水既不是氧化剂也不是还原剂，写出A、B与水反应的化学方程式：A H2O _；B H2O _；(3)某物质化学式为NH5，常温下是固态，能与水剧烈反应放出两种气体。在NH5中的各原子均具有稀有气体的稳定结构，则下列对NH5与水的反应描述正确的是 _(填选项)。ANH5与水反应时，NH5是氧化剂BNH5与水反应时，NH5既是氧化剂又是还原剂CNH5与水反应时，NH5是还原剂DNH5与NH3溶于水后溶液均呈碱性【答案】.H2OH2OOHH3O.(1)2F22H2O=O24HFO22H2S=S2H2O(2)Cl2 H2O=HC