知识讲解_氧化还原反应(基础)

1、氧化还原反应【学习目标】1.了解化学反应的四种基本类型。2.认识氧化还原反应的本质是电子的转移,特征是化合价升降。 3.能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。 4.了解物质氧化性、还原性强弱的比较。 【要点梳理】要点一、氧化还原反应1.定义:在反应过程中有元素的化合价升降的化学反应是氧化还原反应。 2.实质:反应过程中有电子的得失或共用电子对的偏移。3.特征:化合价有升降。 4.四种基本类型的反应 5.氧化还原反应与四种基本类型反应的关系 要点诠释:置换反应全部属于氧化还原反应。 复分解反应全部属于非氧化还原反应。有单质参加的化合反应全部是氧化还原反应。 有单质生成的分解反应全部是氧化还原

2、反应。有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如 3O 2=2O3。 要点二、有关氧化还原反应的基本概念(四对 1.氧化剂与还原剂氧化剂:得到电子(或电子对偏向、化合价降低的物质。还原剂:失去电子(或电子对偏离、化合价升高的物质。氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。 2.氧化反应与还原反应氧化反应:失去电子(化合价升高的反应。还原反应:得到电子(化合价降低的反应。 3.氧化产物与还原产物氧化产物:还原剂在反应中失去电子后被氧化形成的生成物。 还原产物:氧化剂在反应中得到电子后被还原 形成的生成物。4.氧化性与还原性氧化剂具有的得电子的性质称为氧化性;还原剂具有的失电子的性质称为还原性。 小结

3、:氧化还原反应中各概念之间的相互关系 口诀:升 . (化合价升高 失 . (失电子 氧 . (被氧化,发生氧化反应 还 .(做还原剂,本身具有还原性 , 降 . (化合价降低 得 . (得电子 还 . (被还原,发生还原反应 氧 . (做氧化剂,本身具有氧化性 。 要点诠释:(1氧化剂具有氧化性,发生还原反应,被还原成还原产物。 (2还原剂具有还原性,发生氧化反应,被氧化成氧化产物。 (3凡是有电子转移(包括电子得失或电子对转移 ,则必出现元素化合价的改变,有关联系为: 化合价升高 失去电子 是还原剂 被氧化 化合价降低 得到电子 是氧化剂 被还原 要点三、氧化还原反应电子转移的表示方法1.双

4、线桥法。(1两条桥线从反应物指向生成物,且对准同种元素;(2要标明“得” “失”电子,且数目要相等;(3箭头不代表电子转移的方向。如: 一般在线桥上可不标明化合价的升降,如: 2.单线桥法。(1一条桥线表示不同元素原子得失电子的情况;(2不需标明“得” “失”电子,只标明电子转移的数目;(3箭头表示电子转移的方向;(4单线桥箭头从还原剂指向氧化剂。如: 要点四、氧化还原反应的一般规律1.性质强弱的规律氧化剂+还原剂 还原产物+氧化产物氧化性强弱顺序:氧化剂>氧化产物;还原性强弱顺序:还原剂>还原产物。2.守恒规律化合价有升必有降,电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应,化合价升

5、高总数与降低总数相等,失 电子总数(或共用电子对偏离与得电子总数(或共用电子对偏向相等。应用:可进行氧化还原反应方程式配平和有关计算。3.价态表现性质的规律元素处于最高价, 只有氧化性; 元素处于最低价, 只有还原性; 元素处于中间价态, 既有氧化性又有还原性, 但主要呈现一种性质; 物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。简单表述为 “ 高价氧化低价还, 中间价态两头转 ” 。 如:H 2SO 4只具有氧化性; H 2S 只具有还原性; SO 2既具有氧化性又具有还原性,但以还原 性为主; H 2O 2既具有氧化性又具有还原性,但以氧化性为主。应用:判断元素或物质的氧化性、还原性

6、。4.反应先后的一般规律在浓度相差不大的溶液中, 同时含有几种还原剂时, 若加入氧化剂, 则它首先与溶液中还原性最强的还原剂 作用; 同理, 同时含有几种氧化剂时, 若加入还原剂, 则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。 例如, FeBr 2溶液中通入 Cl 2时,发生离子反应的先后顺序为:2Fe 2+Cl2=2Fe3+2Cl-, 2Br -+Cl2=Br2+2Cl-。应用:判断物质的稳定性及其反应顺序。说明:越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物质,得后就越难失电子。要点五、氧化性、还原性的强弱判断方法说明:氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少

7、无关。如:Na -e -Na +, Al -3e -Al 3+, 但 Na 比 Al 活泼, 失去电子的能力强, 所以 Na 比 Al 的还原性强。1.根据反应方程式氧化剂 +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2.根据金属活动性顺序表来判断还原性 减弱 氧化性 增强 3.根据反应条件判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若氧化产物价态相同,可根据反应条件的不同来进行判断。 如:H 2+F2=2HF H 2+I22HI氧化性:F 2>I 2比较物质的氧化性和还原性还有其他方法, 随着学习的深入, 我们会逐渐掌握它们, 从而加深对氧

8、化还原反 应的了解。 【典型例题】类型一、 氧化还原反应与基本反应类型之间的关系例 1. (2015 江苏启东中学期中考 下列类型的反应,一定没有发生电子转移的是( 。A .化合反应 B .分解反应 C .置换反应 D .复分解反应【思路点拨】氧化还原反应的实质是电子转移,本题间接考查四大反应类型与氧化还原反应的关系。 【答案】 D【解析】 A 项,化合反应不一定是氧化还原反应,如 NH 3+HCl=NH4Cl ,该反应中无电子转移; B 项,分 解反应不一定是氧化还原反应,如 CaCO 3CaO +CO 2 ,该反应中无电子转移; C 项,置换反应一定是氧化还原反应,一定发生电子转移; D

9、项,复分解反应都不是氧化还原反应,无电子转移。【总结升华】 判断一个反应是否属于氧化还原反应的关键是看在反应前后各元素有无化合价的变化。 故化合 价是分析氧化还原反应的基础。 举一反三:【变式 1】下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( 。 A . Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B . 3CO+Fe2O 3高温2Fe+3CO2C . AgNO 3+NaCl=NaNO3+AgCl D . 2KMnO 4K 2MnO 4+MnO2+O2【答案】 B【变式 2】下列叙述中正确的是( 。A .化合反应一定是氧化还原反应,肯定有元素被氧化,同时有元素被还原 B .有单质参加或生成

10、的反应一定属于氧化还原反应 C .比较难失电子的原子,获得电子的能力一定强D .元素由化合态变成游离态时,它可能被氧化,也可能被还原 【答案】 D类型二、 氧化还原反应有关概念例 2. CaH 2常作生氢剂,其中氢元素呈-1价, 其化学方程式为 CaH 2+2H2O=Ca(OH2+ 2H 2,其中 水是( K 、 Ca 、 Na 、 Mg 、 Al 、 Zn 、 Fe 、 Sn 、 Pb 、 (H 、 Cu 、 Hg 、 Ag 、 Pt 、 AuK +、 Ca 2+、 Na +、 Mg 2+、 Al 3+、 Zn 2+、 Fe 2+、 Sn 2+、 Pb 2+、 H +、 Cu 2+、 Fe

11、3+、 Hg 2+、 Ag +A .还原剂 B .氧化剂C .既是还原剂又是氧化剂 D .既不是氧化剂又不是还原剂【思路点拨】在氧化还原反应中,氧化剂是得到(或偏向电子的物质,所含元素的化合价降低;还原剂是 失去(或偏离电子的物质,所含元素的化合价升高。【答案】 B【解析】 H 2O 中氢元素呈 +1价,有一部分经过反应变成氢气(氢元素化合价为 0 ,化合价降低,作氧化剂。 【总结升华】 判断一种反应物在氧化还原反应中是作氧化剂还是还原剂, 要根据该反应物中元素在反应前后 化合价的变化来进行判断。举一反三:【变式 1】下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行的是(A . Cl 2+2N

12、aOH=NaCl+NaClO +H 2OB .C . 2KMnO 4 K 2MnO 4+MnO 2+O 2D . 2H 2O 2H 2 +O 2【答案】 A【解析】 A 项,氯元素两种反应都参与; B 项,氯元素参与还原反应,氧元素参与氧化反应; C 项,锰元素 参与还原反应,氧元素参与氧化反应; D 项,氢元素参与还原反应,氧元素参与氧化反应。【变式 2】 (2015 宁夏银川期末考下列变化需要加入某种还原剂才能实现的是(A . Cl Cl 2B . H 2 HCl C . Fe 3+ Fe 2+ D . CaCl 2 CaCO 3【答案】 C【解析】 A . Cl 元素化合价升高,氯离子本

13、身就是还原剂,故 A 错误;B . H 元素化合价升高,被氧化,氢气是还原剂,故 B 错误;C . Fe 元素化合价降低,被还原,应加入还原剂,故 C 正确;D .元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故 D 错误。【变式 3】下列反应中,加入氧化剂才能实现的是(A . CO 32-CO 2B . Cl 2HCl C . HClCl 2D . KMnO 4MnO 2【答案】 C【解析】氧化剂具有氧化性,能使元素化合价升高。可见,只要标出相关元素的化合价,根据化合价升高, 被氧化,发生氧化反应即可。类型三、氧化还原反应中的电子转移例 3.写出符合下列条件的化学方程式(各举一例,并用单线桥法标

14、出电子转移的方向和数目 。(1一种金属单质还原一种化合物 _(2一种单质氧化另一种单质 _(3一种化合物氧化另一种化合物 _(4一种非金属单质还原一种氧化物 _(5一种氧化物还原另一种氧化物 _【思路点拨】看清各小题要求后再作答,根据化合价变化用单线桥法标出电子转移的方向和数目。【答案】【解析】用单线桥法标出电子转移的方向和数目,箭头是由还原剂出发指向氧化剂,并对准变价元素。 【总结升华】 正确标出元素的化合价是分析一切氧化还原反应的基础, 分析价态变化是解决这类问题的突破 口。 举一反三： 【变式 1】 用下列反应制取氯气： MnO2 + 4HCl(浓 MnCl2 + Cl2+ H2O。 该

15、反应的氧化剂是 ， mol， 还原剂是 ；在标准状况下，收集到 2.24 L Cl2 时,消耗氧化剂 被氧化的还原剂的质量 g。用双线桥标出该反应的电子转移的方向和数目。 【答案】 MnO2， HCl ；0.1 ， 7.3 。 【解析】在用“双线桥”法表示电子转移时，箭头一定要指向生成物中的元素，并且失去电子总数一定等于 得到电子总数。 【变式 2】在反应 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2中，若锰元素得到的电子数 2×6.02×1023 个，则生成 氧分子的数目为 （ ） A0.5×6.02×1023 B6.02×1023 C2

16、15;6.02×1023 D4×6.02×1023 【答案】 【变式 3】钛（Ti）被称为“生物金属” ，由 TiO2 制取 Ti 的主要反应为： TiO2+2Cl2+2C 高温 TiCl4+2CO TiCl4+2Mg 高温 2MgCl2+Ti 下列说法不正确的是（ ） 。 A反应都是氧化还原反应 B反应是置换反应 C反应中 TiO2 是氧化剂 D反应中每生成 1 mol Ti 转移 4 mol 电子 【答案】C 类型四、 氧化性、还原性强弱的比较 例 4、已知在某温度发生如下反应：C+CO2=2CO；C+H2O=CO+H2；CO+H2O=CO2+H2。由此可以 判断，在该温度下，C、CO、H2 的还原性强弱顺序是（ ） 。 ACOCH2 BCCOH2 CCH2CO DCOH2C 【思路点拨】氧化还原反应中还原性的顺序是还原剂还原产物。 【答案】B 【解析】根据氧化还原反应中的还原性是：还原剂还原产物可知，还原性强弱顺序是：中 CCO，中 CH2，中 COH2，即 CCOH2。 【总结升华】重点要分析化合价变化，找准氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物。 举一反三： 【变式 1】根据反应式：2Fe3+2I =2Fe2+I2，2Fe2+Br2=2Fe3+2Br ，可判