专题三 氧化还原反应（精讲）（原卷版）

专题三氧化还原反应【核心素养】课标要求核心素养熟悉常见元素的化合价。能根据化学式判断元素的化合价。了解氧化还原反应的本质。了解常见的氧化还原反应。掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知【思维导图】【知识点精准记忆】一、氧化还原反应的基本概念1．本质和特征2．有关概念与联系3．常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物等。如：(2)常见的还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：(3)既可作氧化剂，又可作还原剂的物质或粒子具有中间价态的物质或粒子既具有氧化性，又具有还原性，当与强还原剂反应时，作氧化剂，表现氧化性；当与强氧化剂反应时，作还原剂，表现还原性。常考物质或粒子归纳如下：氧化产物eq\o(→,\s\up12(－ne－),\s\do4())物质或粒子eq\o(→,\s\up12(＋ne－),\s\do4())还原产物Fe3＋Fe2＋eq\a\vs4\al(Fe)eq\a\vs4\al(SO\o\al(2－,4))SOeq\o\al(2－,3)eq\a\vs4\al(S)eq\a\vs4\al(O2)H2O2eq\a\vs4\al(H2O)说明：Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性[微点拨]同一种氧化剂(或还原剂)所对应的还原产物(或氧化产物)不是一成不变的，而是决定于还原剂(或氧化剂)的性质、反应条件、反应物的浓度、反应介质的酸碱性等多种因素。如KMnO4在酸性溶液中的还原产物一般是Mn2＋；在中性或碱性溶液中的还原产物一般是锰的较高价态的化合物，如MnO2、K2MnO4等。4．四种基本反应类型和氧化还原反应的关系[微点拨]有单质参加或生成的化学反应，不一定是氧化还原反应，如3O2放电,2O3。5．氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法——标变价，画箭头，算数目，说变化请写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目：(2)单线桥法氧化剂＋还原ne－剂=还原产物＋氧化产物请写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目：eq\a\vs4\al([方法规律])转移电子数的计算思路明确元素的变价→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量eq\o(→,\s\up7(根据变价数))所有氧化剂或还原剂得或失的电子数→确定转移电子数。[n(e－)＝n(氧化剂)或n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)]二、氧化还原反应基本规律及应用突破点一物质氧化性、还原性强弱的判断物质氧化性(得电子的能力)、还原性(失电子的能力)的强弱取决于物质得失电子的难易，与得失电子的数目无关，但也与外界因素(如反应条件、反应物浓度、酸碱性等)有关，具体判断方法如下。1．依据氧化还原反应原理判断(1)氧化性强弱：氧化剂>氧化产物。(2)还原性强弱：还原剂>还原产物。2．依据“二表、一律”判断(1)依据元素周期表判断①同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。eq\o(→,\s\up12(F2Cl2Br2I2氧化性减弱),\s\do4(F－Cl－Br－I－还原性增强))②同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。eq\o(→,\s\up7(NaMgAlSiPSCl2还原性减弱，氧化性增强))(2)依据金属活动性顺序表判断(3)依据元素周期律判断非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其对应单质的氧化性越强如酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3，则氧化性：Cl2>S>P>C>Si金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其对应单质的还原性越强如碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，则还原性：Na>Mg>Al3．依据产物中元素价态的高低判断(1)相同条件下，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：(2)相同条件下，不同还原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：4．依据反应条件判断浓度同一种物质，浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3；还原性：浓HCl>稀HCl温度同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强eq\a\vs4\al([归纳拓展])熟记常见物质氧化性、还原性顺序(1)氧化性：KMnO4>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S(2)氧化性：eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(HNO3,浓H2SO4))>Fe3＋(3)还原性：Cl－<Br－<Fe2＋<I－<eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(SO2＋H2O,或SO\o\al(2－,3)))<eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(H2S,或S2－))eq\a\vs4\al(突破点二氧化还原反应中的守恒规律)1．质量守恒反应前后元素的种类和质量不变。2．得失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。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。3．电荷守恒离子方程式中，反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。如Fe3＋＋Cu=Fe2＋＋Cu2＋(错误)，2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(正确)。eq\a\vs4\al(突破点三价态转化规律)1．价态归中规律含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时，该元素的价态变化一定遵循“高价＋低价→中间价”，即“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：不会出现⑤中H2S和H2SO4反应，H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。2．歧化反应规律同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态＋低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高，或都比反应物中该元素价态低。如：eq\a\vs4\al(突破点四先后规律)1．根据不同还原剂的还原性强弱判断反应的先后同时含有几种还原剂时eq\o(→,\s\up7(加入氧化剂))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Fe2＋>Br－，所以Cl2先与Fe2＋反应。2．根据不同氧化剂的氧化性强弱判断反应的先后同时含有几种氧化剂时eq\o(→,\s\up7(加入还原剂))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Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后依次为Cu2＋、H＋。三、氧化还原反应方程式的配平与书写1．氧化还原反应方程式配平的基本原则氧化还原反应方程式配平的一般步骤3．氧化还原反应方程式配平的基本方法(1)正向配平法适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如：(2)逆向配平法适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后确定反应物的化学计量数。如：3eq\o(S,\s\up6(0))＋6KOH(热、浓)=2K2eq\o(S,\s\up6(－2))＋K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3＋3H2O化合价降低2×2化合价升高4由于S的化合价既升高又降低，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)整体配平法若某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。如Cu2S＋HNO3→Cu(NO3)2＋NO＋H2SO4＋H2O，有Cu、S、N三种元素的化合价变化，Cu2S中Cu、S元素化合价均升高，看作一个整体，eq\o(Cu,\s\up6(＋1))2eq\o(S－2,\s\do4(↑1×2＋↑8×3))＋eq\o(H\o(N,\s\up12(＋5))O3,\s\do4(↓3×10))→eq\o(Cu,\s\up6(＋2))(NO3)2＋eq\o(N,\s\up6(＋2))O＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4＋H2O，配平得3Cu2S＋22HNO3=6Cu(NO3)2＋10NO↑＋3H2SO4＋8H2O。【典例剖析】考点一、氧化还原反应的基本概念1.二氧化锰的有关转化关系如图所示，下列有关说法中正确的是()A.相同条件下生成等量的，反应③和④中转移的电子数之比为1：2B.反应⑤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：3C.反应①③④中均作催化剂D.反应①中生成的经干燥后，不可用钢瓶贮运2.氮化钠和氢化钠分别与水反应的化学方程式如下：①，②。有关和NaH的叙述正确的是()A.离子半径：B.反应①是氧化还原反应C.与盐酸反应都只生成一种盐D.1molNaH反应时，转移1mol3.下列有关海洋资源的利用，未涉及氧化还原反应的是()

A.海水提溴 B.海水淡化 C.氯碱工业 D.海带提碘4.下列变化必须加入还原剂才能实现的是()A. B. C. D.5.在一些特定的条件下，铁也可以生成具有保护作用的氧化膜。例如，铁在浓硝酸、浓硫酸中可以生成氧化膜（称为钝化膜），在碱性溶液中也易被一些并不强的氧化剂氧化生成钝化膜。拿一把已除锈、去油的小刀放入发蓝液（50g氢氧化钠、10g硝酸钠、3g亚硝酸钠和100mL水所形成的溶液）中，加热煮沸20min，就可形成蓝黑色的“烤蓝”。根据上面的信息判断下列叙述不正确的是()A.在烤蓝的过程中，铁没有损失B.烤蓝实质是一部分铁被氧化成致密的氧化膜，起到了抗腐蚀作用C.在“烤蓝”液中硝酸钠、亚硝酸钠起了氧化剂作用D.在烤蓝前除锈可以使用盐酸6．下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是()A．B．C．D．7.分析下列反应并按要求填空。(1)，氧化剂是___，还原剂是___；发生氧化反应的是____，发生还原反应的是_____。(2)，氧化剂是____，还原剂是_____；被氧化的元素是_____，被还原的元素是__________。(3)，氧化剂是____________，还原剂是____________；发生氧化反应是____，被还原的元素是__________。考点二：氧化还原反应的基本规律1.铊（Tl）盐与氰化钾（KCN）被列为A级危险品。己知下列反应在一定条件下能够发生：①，②，③，下列离子氧化性比较顺序正确的是()A.B.C.D.2.已知反应：①Cl2+2KBr=2KCl+Br2，②KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O，③2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3，下列说法正确的是（）A．上述三个反应都有单质生成，所以都是置换反应B．反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6：1C．氧化性由强到弱顺序为KBrO3＞KClO3＞Cl2＞Br2D．③中lmol还原剂反应则氧化剂得到电子的物质的量为2mol3.在常温下，发生下列几种反应：①②③根据上述反应，下列结论判断错误的是()A.溶液中可发生反应：B.在①、③反应中为还原剂C.氧化性强弱的顺序为：D.是的还原产物4．已知在碱性溶液中可发生反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2ROeq\o\al(n－,4)＋3Cl－＋5H2O。则ROeq\o\al(n－,4)中R的化合价是()A．＋3 B．＋4C．＋5 D．＋65．已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物，它们在一定条件下有如下转换关系(未配平)：①X→W＋O2②Z＋Y＋NaOH→H2O＋W③Y＋SO2→Z＋SO3④Q＋Y→Z＋H2O⑤X＋Cu＋H2SO4(浓)→Cu2＋＋Y＋SOeq\o\al(2－,4)则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为()A．X＞Y＞Z＞W＞Q B．X＞Z＞Y＞Q＞WC．X＞Y＞W＞Z＞Q D．W＞X＞Z＞Q＞Y6.铋（Bi）元素价态为+3时较稳定，铋酸钠（）溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰（）溶液，向其中依次滴加下列溶液，对应的现象如下表所示：加入溶液①适量铋酸钠溶液②过量的双氧水③适量K淀粉溶液实验现象溶液呈紫红色紫红色消失，产生气泡得到蓝色溶液则下列说法错误的是(

)A.②中产生的气体为 B.③中做氧化剂C.氧化性： D.还原性：考点三：氧化还原反应的配平1．正向配平类(1)____Cu＋____HNO3(稀)=______Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O(2)____KI＋____CuSO4=______I2＋____CuI↓＋____K2SO4(3)_____MnOeq\o\al(－,4)＋_____H＋＋_____Cl－=_____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O(4)____P＋____CuSO4＋____H2O=____Cu＋____H3PO4＋____H2SO42．逆向配平类(1)____S＋____NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋____Na2SO3＋____H2O(2)____Cl2＋____Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))____CaCl2＋____Ca(ClO)2＋____H2O(3)____P4＋____KOH＋____H2O=____K3PO4＋____PH3↑(4)_____(NH4)2Cr2O7=_____N2↑＋_____Cr2O3＋_____H2O[思维建模]氧化还原反应方程式配平的一般步骤“三步法”突破缺项型氧化还原方程式的配平(1)将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：eq\x()NaBiO3＋eq\x()Mn2＋＋eq\x()________=eq\x()Na＋＋eq\x()Bi3＋＋eq\x()________＋eq\x()________(2)eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()Fe2＋＋eq\x()________=eq\x()Cl－＋eq\x()Fe3＋＋eq\x()________(3)eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()H2O2＋eq\x()________=eq\x()Mn2＋＋eq\x()________＋eq\x()H2O(4)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应，其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式：eq\x()KMnO4＋eq\x()K2S＋eq\x()________=eq\x()K2MnO4＋eq\x()K2SO4＋eq\x()S↓＋eq\x()________(5)eq\x()Mn2＋＋eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()H2O=eq\x()MnO2↓＋eq\x()Cl2＋eq\x()________[思维建模]配平缺项型氧化还原反应方程式的“三步法”(1)配平流程缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来，它们一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)，其配平流程为(2)补项原则条件补项原则酸性条件下缺H或多O补H＋，少O补H2O碱性条件下缺H或多O补H2O，少O补O