氧化还原反应的基本概念和规律(提高)

氧化还原反应的基本概念和规律（提高）考纲要求1．理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。了解生产、生活中常见的氧化还原反应。3．能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。4．掌握物质氧化性、还原性强弱的比较考点一：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．与四种基本反应的关系要点诠释：①置换反应全部属于氧化还原反应。②复分解反应全部属于非氧化还原反应。③有单质参加的化合反应全部是氧化还原反应。④有单质生成的分解反应全部是氧化还原反应。⑤有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应，如3O2==2O3；⑥无单质参与的化合反应也可能是氧化还原反应，如H2O2+SO2==H2SO4。考点二：有关氧化还原反应的基本概念（四对）要点诠释：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：氧化还原反应中各概念之间的相互关系上述关系可简记为：升（化合价升高）、失（电子）、氧（氧化反应）、还（还原剂）降（化合价降低）、得（电子）、还（还原反应）、氧（氧化剂）例如，对于反应：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O①该反应的氧化剂是MnO2，还原剂是HCl，氧化产物是Cl2，还原产物是MnCl2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。②若反应中消耗了8.7gMnO2，则被氧化的HCl的物质的量为0.2mol，产生标准状况下Cl2的体积是2.24L，转移电子的数目为0.2NA。考点三：常见的氧化剂和还原剂1、常见的氧化剂①活泼非金属单质：F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3②高价氧化物：MnO2③高价态酸：HNO3、浓H2SO4④高价态盐：KNO3（H+）、KMnO4（酸性、中性、碱性）、KClO3、FeCl3、K2Cr2O7（酸性）⑤过氧化物：H2O2、Na2O2、⑥其它：HClO、NaClO、漂白粉、NO2⑦弱氧化剂：能电离出H+的物质、银氨溶液、新制的Cu(OH)22、常见的还原剂①金属单质：IA、IIA、金属活动性顺序表靠前的金属②非金属单质：H2、C③变价元素中元素低价态氧化物：SO2、CO④变价元素中元素低价态的酸、阴离子:H2S、S2－、HBr、Br－、HI、I－、浓HCl、Cl－、H2SO3、SO32－⑤变价元素中元素低价态化合物:FeSO4、Fe(OH)2考点四：氧化还原反应电子转移的表示方法1．双线桥法。（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：误区警示：表示方法的易错之处：①双线桥法表示电子转移不标出箭头的方向或箭头的起点和终点不落在相同的元素上。②箭头的指向不正确。③混淆了单线桥、双线桥所需标明的内容。考点五：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是：氧化剂＞氧化产物；还原性强弱顺序是：还原剂＞还原产物。应用：氧化性、还原性强弱比较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：H2SO4只具有氧化性；H2S只具有还原性；SO2既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主；H2O2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。4．转化规律：氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最容易；同种元素不同价态之间的氧化反应，化合价的变化遵循“只靠拢，不交叉”（即价态归中）；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。即是:歧化律——处于中间价态的元素同时升降，例如：3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O归中律——同种元素不同价态反应时，化合价向中间靠拢，且一般符合邻位转化和互不换位规律。例如：2Na2S+Na2SO3+6HCl===6NaCl+3S↓+3H2O同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，价态的变化见下图：5．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，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：2Fe2++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。考点六：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、失电子数目的多少无关。如：Na－ｅ－→Na+,Al－3ｅ－→Al3＋，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＞还原产物示例：根据2Fe3++2I－==2Fe2++I2，Br2+2Fe2+==2Br－+2Fe3+，可以判断Fe3+、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序是Br2＞Fe3+＞I2，I－、Fe2+、Br－还原性由强到弱的顺序是I－＞Fe2+＞Br－。2．依据金属、非金属活动性顺序（1）依据金属活动性顺序（2）依据非金属活动性顺序3．依据元素周期表（1）同周期从左到右，金属元素的金属性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性逐渐增强；非金属元素的非金属性逐渐增强，对应阴离子的还原性逐渐减弱。（2）同主族从上到下，金属元素的金属性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱；非金属元素的非金属性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。4．依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、有无催化剂及反应温度高低等。例如：下面三个均为HCl被氧化生成Cl2的反应：2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OMnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O4HCl+O22H2O+2Cl2由上述反应条件由易到难，可判断反应中氧化剂的氧化性由强到弱的顺序为：KMnO4＞MnO2＞O2。5．根据氧化还原反应的程度当有变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。如：2Fe+3Cl22FeCl3，Fe+SFeS，可以判断氧化性：Cl2＞S。6．依据电化学原理原电池中，负极物质的还原性一般强于正极物质；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强，在阳极先放电的阴离子的还原性强。7．依据物质的浓度及溶液酸碱性（1）具有氧化性（或还原性）的物质的浓度越大，其氧化性（或还原性）越强；反之，其氧化性（或还原性）越弱。例如：氧化性：HNO3(浓)＞HNO3(稀)；还原性：HCl（浓）＞HCl（稀）。（2）溶液的酸碱性对物质的氧化性、还原性强弱亦有影响，KMnO4在酸性、中性、碱性溶液中的氧化性依次减弱。在酸性环境中，KMnO4的还原产物为Mn2＋；在中性环境中，KMnO4的还原产物为MnO2；在碱性环境中，KMnO4的还原产物为K2MnO4。在使用高锰酸钾作为氧化剂检验或除杂一些还原性物质时，为了现象明显，反应快速，往往使用酸性高锰酸钾溶液。8．依据温度一般来说温度升高，氧化剂的氧化性增强，还原剂的还原性也增强。浓H2SO4具有强氧化性，如热的浓H2SO4的氧化性比冷的浓H2SO4的氧化性强。一、选择题：（每题有1-2个选项符合题意）1．氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2+SO2+2H2O—→H2SO4+2HBr相比较，水的作用不相同的是（）A．2Na2O2+2H2O—→4NaOH+O2↑B．4Fe(OH)2+O2+2H2O—→4Fe(OH)3C．2F2+2H2O—→4HF+O2D．2Al+2NaOH+2H2O—→2NaAlO2+3H2↑2．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是（）A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物消毒杀菌3．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是（）ABCDYCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl24．水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：3Fe2＋＋2S2O32-＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O62-＋2H2O。下列说法正确的是()。A．硫元素被氧化，铁元素被还原B．Fe2＋、S2O32-都是还原剂C．x＝2D．每生成1molFe3O4，则转移电子数为3mol5．用高铁酸钠(Na2FeO4)对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术。已知反应Fe2O3＋3Na2O2===2Na2FeO4＋Na2O，下列说法正确的是()。A．Na2O2既是氧化剂又是还原剂B．Fe2O3在反应中得到电子C．3molNa2O2发生反应，有12mole－转移D．Na2FeO4能杀菌消毒是因其具有强氧化性6．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化更强，无二次污染的绿色水处理剂。工业是先制得高铁酸钠，然后在低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和就可析出高铁酸钾（K2FeO4）。湿法制备的主要反应方程为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O干法制备的主要反应方程为：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑下列有关说法不正确的是：A．高铁酸钾中铁显+3价B．湿法中每生成1molNa2FeO4转移3mol电子C．干法中每生成1molNa2FeO4转移4mol电子D．K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，还能除去水体中的H2S、NH3等，生成的Fe(OH)3还能吸附水中的悬浮杂质7．在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的O2时，三个反应中转移的电子数之比为（）。A．1∶1∶1B．2∶2∶lC．2∶3∶1D．4∶3∶28．下列叙述正确的是（）。A．元素的单质一定由氧化或还原该元素的化合物制得B．在化学反应中，得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强C．阳离子只能得到电子被还原，阴离子只能失去电子被氧化D．含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性9．已知I－、Fe2+、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的顺序为SO2＞I－＞Fe2+＞H2O2＞Cl－，则下列