第四章化学物质及其变化第三节氧化还原反应的基本概念

1、第四章化学物质及其变化第四章化学物质及其变化第三节氧化还原反应的基本概念1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。2.了解常见的氧化还原反应。考点一 氧化还原反应的相关概念及其表示方法教材知识层面1本质和特征2反应关系3电子转移的表示方法请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：(1)双线桥法：。(2)单线桥法：。4氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系高考考查层面命题点1氧化还原反应的概念辨析破解氧化还原反应概念题的“两个关键”(1)理清知识线索：(2)明确方法思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还

2、原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。典题示例1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)。(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)金属阳离子一定只具有氧化性。()(3)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。()(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。()(5)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。()(6)置换反应都是氧化还原反应，化合反应不都是氧化还原反应。()(7)CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2只作氧化剂。()(8)NaHCO3H2=HCOONaH2O，该储氢过程中，NaHCO3被氧化。()解析：氧气变臭

3、氧、石墨变金刚石，均有单质参与和生成，但是没有化合价的变化，不是氧化还原反应，(1)错；Fe2处于中间价态，既可被氧化为Fe3，也可被还原为Fe，即同时具有氧化性和还原性，(2)错；2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，被氧化和被还原的元素都是氧元素，而且CO2既不是氧化剂，也不是还原剂，故(3)、(4)错误；CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2既是氧化剂又是还原剂，(7)错；储氢过程中，C的化合价降低，NaHCO3被还原，(8)错。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2. (2015威海模拟)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4N2O4=3N2

4、4H2O，反应温度可高达2 700 ，对于该反应，下列说法正确的是()A该反应属于置换反应BN2H4是氧化剂CN2O4是还原剂DN2既是氧化产物又是还原产物解析：选D该反应的反应物中无单质，不属于置换反应；该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，N2O4是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原产物。命题点2氧化还原反应中电子转移的分析方法典题示例1判断下列化学方程式中电子转移方向、数目表示的正误。(1) ()(2) ()(3) ()(4) ()答案：(1)(2)(3)(4)2(2015西安质检)下列对反应3NO2H2O=2HNO3NO的说法中正确的是()A氧化剂与还原剂的

5、质量比为12B氧化产物与还原产物的物质的量之比为12CNO2是氧化剂，H2O是还原剂D若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移解析：选A根据方程式及反应前后氮元素的化合价升降可知：氧化剂与还原剂的质量比为12，A正确；氧化产物与还原产物的物质的量之比为21，B错误；NO2既是氧化剂又是还原剂，C错误；若有6 mol NO2参与反应，则转移电子4 mol，D错误。方法技巧分析氧化还原反应中电子转移数目的关键标出元素化合价(1)基本方法：先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。(2)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、

6、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。(3)明确一些特殊物质中元素的化合价：CuFeS2：C、F、；K2FeO4：F；Li2NH、LiNH2、AlN：；Na2S2O3：；MO：；C2O：； HCN：、；CuH：C、；FeO：F；Si3N4：S、。考点达标层面1在硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺中，有一主要反应：CuFeS24Fe3=Cu25Fe22S，反应结束后，经处理获得单质硫x mol。下列说法正确的是()A反应中硫元素被氧化，所有铁元素均被还原B氧化剂是Fe3，氧化产物是Cu2C反应中转移电子的物质的量为x molD

7、反应结束后，测得溶液中三种金属离子的总物质的量为y mol，则原Fe3的总物质的量为(yx) mol解析：选DCuFeS2中Cu、Fe均为2价，S为2价，Fe3为氧化剂，CuFeS2为还原剂，S为氧化产物，A、B错误。生成x mol单质硫时转移2x mol电子，C错误。生成x mol单质硫，则参加反应的Fe3的物质的量为2x mol，生成n(Cu2)x mol，n(Fe2)x mol，溶液中剩余n(Fe3)yxx(y3x)mol，则原Fe3的总物质的量n(Fe3)(yx) mol。2某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO和H2O。已知水是反应产物之一。(1)该反应

8、中的还原剂是_。(2)该反应中的还原产物是_。(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_。(4)若反应过程中转移了0.3 mol电子，则生成水的质量是_。解析：HNO3为常见的氧化剂，H2S为常见的还原剂，则NO为还原产物，S为氧化产物。S元素由2价升高到0价，N元素由5价降到2价，运用得失电子守恒规律和观察法可配平化学方程式。由(3)中的化学方程式可知，当生成4 mol H2O时，转移6 mol电子，所以当转移0.3 mol电子时，生成0.2 mol H2O，质量为3.6 g。答案：(1)H2S(2)NO(3)3H2S2HNO3=3S失32e2N得23eO4H2O(4)3.

9、6 g考点二 常见的氧化剂和还原剂教材知识层面1常见氧化剂常见氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质、过氧化物等。如：2常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如：3具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性具有中间价态物质氧化产物还原产物Fe2Fe3FeSOSOSH2O2O2H2O注：Fe2、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。高考考查层面命题点1氧化性、还原性的概念理解及判断1理解氧化性、还原性概念要注意(1)氧化性、还原性表示物质是否具有得失电子的能力，能得电子即具有氧化性，能失电子即具有还原性。(2)具有氧化性，能得电

10、子，不一定是氧化剂，反之，具有还原性也不一定是还原剂。2判断物质的氧化性、还原性的主要依据是化合价(1)含有最高价元素的物质具有氧化性；(2)含有最低价元素的物质具有还原性；(3)含有中间价态元素的物质既具有氧化性，又具有还原性。典题示例1下列说法正确的是()A强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应B含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性C阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性D具有氧化性的物质一定是氧化剂解析：选A强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应，如浓硫酸和CO不反应，A正确；含最高价元素的化合物不一定只表现强氧化性，如稀硫酸只表现弱氧化性，B不正确；Fe2既具有氧化性，又具有还原

11、性，C不正确；具有氧化性的物质不一定是氧化剂，氯气和碱反应时，既是氧化剂，又是还原剂，D不正确。2下列各组物质中只具有还原性的是()AF、CO2、NaBNa、I、ZnCFe3、SO、NO DFe3、O2、H2O2解析：选BNa、Zn是金属单质，只具有还原性，I处于碘元素的最低化合价，只具有还原性。命题点2物质氧化性、还原性强弱的判断及应用物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。如Al被氧化时产物为Al3，失去3个电子，而Na被氧化时产物为Na，只失去1个电子，但还原性NaAl。1依据反应原理判断还原剂氧化剂=氧化失电子，化合价升高，被氧化产物还原得电子，化合价降低，

12、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判断3依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。如2Na 2H2O=2NaOH H2，Mg2H2O,Mg(OH)2H2由上述反应条件的不同，可判断还原性：NaMg。4依据相同条件下氧化还原反应的程度判断不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：根据2Fe3Cl2点燃,2FeCl3，FeS高温,FeS，可以推知氧化性：Cl2S。不同还原

13、剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：根据Cu2Fe3=Cu22Fe2，3Zn2Fe3=3Zn22Fe，可以推知还原性：ZnCu。5依据反应物本身所处的状态判断反应物(氧化剂或还原剂)本身的浓度越大，温度越高，相应的氧化性或还原性越强。如： 氧化性：HNO3 (浓) HNO3 (稀) ，HNO3 (热、浓) HNO3 (冷、浓)。典题示例1已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4Fe2=Fe3Ce3Sn22Fe3=2Fe2Sn4由此可以确定Fe2、Ce3、Sn2三种离子的还原性由强到弱的顺序是()ASn2、Fe2、Ce3 BSn2、Ce3、Fe2CCe3、Fe2、Sn

14、2 DFe2、Sn2、Ce3解析：选A在氧化还原反应中还原剂的还原性比还原产物的还原性强。由方程式可知，还原性：Fe2 Ce3；Sn2Fe2。2硫氰(SCN)2的化学性质和卤素(X2)类似，称为拟卤素，如(SCN)2H2O=HSCNHSCNO，它们的阴离子的还原性强弱为ClBrSCNI。下列说法不正确的是()ACl2可以与KSCN溶液反应B(SCN)2可以与KI溶液反应CKSCN溶液可以与FeCl3溶液反应D(SCN)2可以与KBr溶液反应解析：选D阴离子的还原性强弱顺序为ClBrSCNI，故对应分子的氧化性强弱顺序为Cl2Br2(SCN)2I2，故(SCN)2不能将Br氧化，D错误。3物质氧

15、化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：Cu与HNO3溶液Cu与FeCl3溶液Zn与H2SO4溶液Fe与FeCl3溶液，由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是()A BC D解析：选ACu与HNO3反应时，Cu与浓HNO3反应产生NO2，而与稀HNO3反应产生NO，产物不同，Zn与稀H2SO4反应产生H2，而与浓H2SO4反应产生SO2，故选A。考点达标层面1在常温下发生下列反应：(1)16H10Z2XO=2X25Z28H2O(2)2A2B2=2A32B(3)2BZ2=B22Z根据上述反应，判断下列结论中错误的是()A溶液中可能发生反应：Z22

16、A2=2A32ZBZ2在(1)、(3)反应中作还原剂C氧化性强弱顺序为XOZ2B2A3DX2是XO的还原产物解析：选B由反应(1)可知氧化性：XOZ2，由反应(2)可知氧化性：B2A3，由反应(3)可知氧化性：Z2B2，综上氧化性强弱顺序为XOZ2B2A3，结合选项分析可知B不正确，Z2在(1)中是氧化产物，在(3)中作氧化剂。2(2015威海模拟)已知： AB2=A2B D2H2O=D(OH)2H2以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E22e=E，B2e=B2。下列说法正确的是()A氧化性E2B2A2D2B氧化性D2E2A2B2C反应EA2=AE2能够进行D提取某废水中含有少量

17、的A2时可以选用D解析：选A分析三个反应事实可得如下结论：反应结论氧化剂：B2，氧化产物：A2，氧化性：B2A2D能置换出H2O中的氢，说明D为活泼金属，D2的氧化性非常弱由电极反应知，B为原电池负极，所以金属活动性BE，氧化性E2B2；正极反应为：E22e=E，说明阳离子氧化性：E2H综合三个结论可知氧化性强弱顺序为E2B2 A2D2。C项，若发生反应EA2=A E2，则有氧化性A2 E2，与题干事实不符，所以该反应不能进行；D项，虽然D比A活泼，但D能与H2O反应，所以不能用D来置换溶液中A2。以“环境污染物硒的回收”为载体串联氧化还原知识高考载体(2012上海高考T28)二氧化硒(SeO

18、2)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)2SO2SeO22H2O2SO2SeO22H2OSe2SO4H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)

19、SeO2、KI和HNO3发生如下反应：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2O，配平上述反应的化学方程式。_。答案：(1)Se4HNO3(浓)=SeO24NO22H2O(2)浓HNO3SeN1(3)浓H2SO4SeO2SO2(4) (5)O24K4HNO3=S224KNO32H2O1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()AFeCuSO4=FeSO4CuBAgNO3NaCl=AgClNaNO3CFe2O33CO2Fe3CO2D2KMnO4K2MnO4MnO2O2解析：选CA为置换反应，B为复分解反应，D为分解反应，而C项铁元素和碳元素有化合价的升降，属于氧化还原反应且不属于

20、四种基本反应类型。2下列说法中正确的是()A强氧化剂和弱还原剂易发生氧化还原反应B实验室制氯气的反应中，氯离子通过还原反应生成氯气C由Cu(OH)2生成Cu2O时，铜元素被还原了DI、Br、Cl的还原性依次减弱，氧化性依次增强解析：选CA项，强氧化剂和弱还原剂不易发生氧化还原反应，A错；B项，氯离子通过氧化反应生成氯气，B错误；D项，I、Br、Cl的还原性依次减弱，但无氧化性，D错。3(2015南京质检)下列有关物质性质和该性质的应用，均正确的是()A二氧化锰具有强氧化性，可用作H2O2分解的氧化剂BK2FeO4具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒CFe3具有氧化性，可溶解印刷线路板上的金属铜D

21、二氧化硫和氯水均具有漂白性，可将两者混合使用增强漂白效果解析：选C二氧化锰对H2O2分解具有催化性，选项A错误；K2FeO4具有强氧化性，选项B错误；二氧化硫和氯水发生反应：SO2Cl22H2O=H2SO42HCl，其产物不再具有漂白性。4下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为12的是()A3S6NaOH=2Na2SNa2SO33H2OB2CH3COOHCa(ClO)2=2HClOCa(CH3COO)2CI22NaClO3=2NaIO3Cl2D4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O解析：选DA项氧化剂和还原剂均为S，物质的量之比为21；B项为非氧化还原反应；C项NaClO3和I2分别

22、为氧化剂和还原剂，物质的量之比为21；D项MnO2和HCl分别为氧化剂和还原剂，4 mol HCl中有2 mol表现出还原性，另外2 mol表现出酸性，即氧化剂和还原剂的物质的量之比为12。5制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO32HCN=CaCN2COH2CO2，反应中()A氢元素被氧化，碳元素被还原BHCN是氧化剂，CaCO3是还原剂CCaCN2是氧化产物，H2为还原产物DCO为氧化产物，H2为还原产物解析：选C该题的最关键的一点是分析各元素的化合价变化，难点是碳元素在HCN和CaCN2中的化合价，从反应物CaCO3到生成物CO2，碳的化合价均为4价，没有改变，再从生成物H2分析发现氢的化

23、合价降低，显然HCN中H得电子，HCN是氧化剂，而CaCO3中的各元素化合价均无变化，则还原剂也必是HCN，其中的碳元素一定被氧化，在HCN中碳为2价，CO中的碳也为2价，则CaCN2中的碳为4价，故CaCN2为氧化产物。6(2015潍坊模拟)N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO2NO23CO2N2O。下列关于N2O的说法正确的是()A上述反应中每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol COB等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数CN2O只具有氧化性，无还原性DN2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒解析：选B由化学方程式知，生成1 mol N2O时消

24、耗3 mol CO，A错误；1 mol N2O与1 mol CO2都含有22 mol电子，B正确；N2O中氮元素的化合价为1，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误；N2O可作麻醉剂，则无毒，D错误。7下列说法正确的是()A根据反应CuH2SO4CuSO4H2可推知Cu的还原性比H2的强B在反应CaH22H2O=Ca(OH)22H2中，水作氧化剂C在反应3NO2H2O=2HNO3NO中氧化剂和还原剂的物质的量之比是31D因Cl2的氧化性强于I2的氧化性，所以置换反应I22NaClO3=2NaIO3Cl2不能发生解析：选B电解过程是非自发的氧化还原反应，不能根据电解方程式

25、来判断物质的氧化性和还原性强弱，A项错误；B项中发生氢元素的归中反应，水中的氢元素化合价降低，水作氧化剂，正确；C项中氮元素发生歧化反应，氧化剂和还原剂的物质的量之比是12，错误；D项中碘单质将5价的氯元素还原为氯气，说明碘单质的还原性强于氯气的，遵循氧化还原反应规律，错误。8常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O2Fe3H2O2=2Fe2O22H。下列说法不正确的是()AH2O2的氧化性比Fe3强，其还原性比Fe2弱B在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐增大C在H2O2分解过程中，Fe2和Fe3的总量保持不变DH2O2生产过

26、程要严格避免混入Fe2解析：选AA项，由第一个反应判断H2O2的氧化性比Fe3强，由第二个反应判断H2O2的还原性比Fe2强。B项，在H2O2分解过程中，溶液的pH增大。C项，根据质量守恒定律和催化原理，Fe2和Fe3的总量保持不变。D项，若混入Fe2，即可促进H2O2的分解而影响H2O2的生产。9在一定条件下，下列微粒的还原性顺序为ClBrFe2ISO2，由此判断以下各反应在溶液中不能发生的是()A2Fe3 SO22H2O=2Fe2SO4HB2Fe2Cl2=2Fe32ClC2Br4HSO=SO2Br22H2ODI2 SO2 2H2O=4HSO2I解析：选C由题意“ClBrFe2ISO2”，知

27、还原性BrSO2，C项违背氧化还原反应的强弱规律，正确的写法应为SO2Br22H2O=2Br4HSO。10被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH42H2O=NaBO24H2，下列说法中正确的是(NaBH4中H为1价)()ANaBH4既是氧化剂又是还原剂BNaBH4是氧化剂，H2O是还原剂C硼元素被氧化，氢元素被还原D被氧化的元素与被还原的元素质量之比为11解析：选D首先分析四种元素价态的变化：Na的价态反应前后都是1价，B反应前后都是3价，O反应前后都是2价，变价元素只有H，NaBH4中1价氢被H2O中1价氢氧化，发生价态归中反应生成H2。11(1)在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量

28、次氯酸钠碱性溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为_，离子方程式为_。在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠碱性溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为_，离子方程式是_。对比和实验所得的结果，将I2、ClO、SO按氧化性由强到弱的顺序排列为_。(2)设计实验证明以下事实并写出化学反应方程式。浓硫酸的氧化性比稀硫酸强。氯化铁溶液中Fe3的氧化性比硫酸铜溶液中的Cu2强。铁的还原性比铜强。解析：(1)次氯酸钠具有强氧化性，可氧化I生成单质I2，I2遇淀粉变蓝；Na2SO3具有还原性，可还原I2生成I，使蓝色消失，离子方程式的书写思路是：确定反应物、产物，然后根据电子得失守恒和电荷守恒配平。(2)可根据C

29、u和浓H2SO4加热反应，而Cu和稀H2SO4加热也不反应来证明。可利用氧化还原方程式来证明。答案：(1)NaClO将KI氧化生成了I2ClO2IH2O=I2Cl2OHI2被Na2SO3还原生成了ISOI22OH=SO2IH2OClOI2SO(2)Cu与浓H2SO4在加热时反应而与稀H2SO4在加热时不反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OCu与FeCl3溶液能反应2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2Fe能与CuSO4溶液反应置换出CuFeCuSO4=FeSO4Cu(合理即可)12氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途，贯穿古今。(1)下列生产、生活中的事例中没有发生氧化还原反应的是()(2)水是人体的重要组成部分，是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用下图表达。试写出有水参加的符合反应类型的一个化学方程式：_，其中水为_剂。(3)氯化铵常用作焊接。如在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为：_CuO_NH4Cl_Cu_CuCl2_N2_H2O。配平此氧化还原反应方程