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第二章化学物质及其变化第4讲氧化还原反应的基本概念基础盘点一、氧化还原反应的基本概念1．概念(1)氧化还原反应是指的反应。(2)氧化反应是指物质的反应，还原反应是指物质的反应。有电子得失(或共用电子对偏向)失电子得电子(3)氧化剂是指所含元素化合价(或电子)的反应物；还原剂是指所含元素化合价(或电子)的反应物。(4)氧化产物是指被得到的生成物；还原产物是指被得到的生成物。(5)氧化性是指物质电子的性质，还原性是指物质电子的性质；氧化剂具有，还原剂具有。2．特征氧化还原反应的特征是的变化，这是判断一个反应是否是氧化还原反应的依据。降低得升高失还原剂氧化氧化剂还原失氧化性还原性元素化合价得3．实质氧化还原反应的实质是。4．氧化还原反应与四种基本类型的关系电子得失(或共用电子对的偏移)注意：(1)对于氧化还原反应可以归结记忆为“升失氧，降得还”，即：化合价升高，失去电子的反应为氧化反应；化合价降低，得到电子的反应为还原反应。(2)有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应，如同素异形体之间的相互转化。二、氧化还原反应中电子转移的表示方法1．双线桥法表示元素的原子在化学反应前后电子得失的情况和数目。注意：①线桥的箭尾必须指在反应物中发生变化的元素上，箭头指向生成物中的该元素上。②在线上标出得到或失去电子的数目，数目后面写上电子的标识e－。2．单线桥法表示反应物中元素原子发生电子转移的数目和情况。如：注意：①线桥的箭尾指向失电子元素的原子，箭头指向得电子元素的原子。②在线上只需标出电子转移总数及电子的标识e－，不需注明“得到”或“失去”的字样。三、常见的氧化剂、还原剂类别实例活泼非金属单质元素处于高价态的氧化物元素处于高价态的含氧酸元素处于高价态的盐常见氧化剂过氧化物F2、Cl2、Br2、I2、O2MnO2浓H2SO4、HNO3KClO3、KMnO4、FeCl3Na2O2、H2O2活泼的金属单质某些非金属单质元素处于低价态的氧化物元素处于低价态的酸常见还原剂元素处于低价态的盐Na、Mg、Al、Zn、FeC、H2、SiCO、NO、SO2HBr、HI、H2SNa2SO3、FeCl2、Na2S、NaI考点精讲考点一氧化还原反应中相关概念间的关系1．对立统一关系氧化反应和还原反应虽是两个不同的过程，但在同一反应中同时发生，它们既对立又统一。2．两条主线关系升(化合价升高)―→失(失去电子)―→氧(被氧化)；降(化合价降低)―→得(得到电子)―→还(被还原)。3．相关概念间的转化关系或氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===还原产物＋氧化产物得电子，化合价降低，被还原(发生还原反应)失电子，化合价升高，被氧化(发生氧化反应)注意：①氧化还原反应的有关概念较多，因对概念的内涵理解不透，外延掌握不全面，很容易发生错误判断。应注意加深对概念的理解。②在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是不同反应物，也可以是同一反应物，氧化产物、还原产物可以是不同产物，也可以是同一种产物。③由于有些氧化还原反应中，氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应，因此在求氧化剂或还原剂的质量或二者的比例时易发生错误。例1下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是()A．CO＋H2O=====高温CO2＋H2B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NOC．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑D．2F2＋2H2O===4HF＋O2解析若水作为氧化剂，则H2O中某元素有化合价降低，B、C项分别为NO2、Na2O2的歧化反应，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂；D项H2O为还原剂，F2为氧化剂。A规律技巧分析氧化还原反应的基本概念时，关键要熟记以下口诀：“氧―→得―→降―→还”，即氧化剂―→得电子―→元素化合价降低―→被还原―→发生还原反应―→生成还原产物；“还―→失―→升―→氧”，即还原剂―→失电子―→元素化合价升高―→被氧化―→发生氧化反应―→生成氧化产物。例2被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是(NaBH4中H为－1价)()A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂B．NaBH4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1∶1解析在NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑反应中，NaBH4―→H2，H2O―→H2，故NaBH4是还原剂，H2O是氧化剂，A、B都错；硼元素的化合价没有改变，故C错；被氧化的氢原子为4个，被还原的氢原子为4个，故质量之比为1∶1，D对。答案D-10+10即时巩固1对于反应CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，有下列叙述：①H2只是氧化产物②H2只是还原产物③水是氧化剂④Ca(OH)2是氧化产物⑤CaH2中的氢元素既被氧化，也被还原⑥此反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比是1∶1其中正确的是()A．①④⑤B．②④⑥C．只有①D．③⑥解析上述反应中的电子转移情况为：反应中CaH2为还原剂，H2O为氧化剂，H2既是氧化产物，又是还原产物，且n(氧化产物)∶n(还原产物)＝1∶1。故正确答案为D。答案D利用比较的思想，结合物质在化学反应中的性质表现，比较物质氧化性和还原性的相对强弱，通常有以下一些方法：1．根据元素在周期表中的位置判断(1)同主族元素(从上到下)如(2)同周期主族元素(从左到右)如考点二学科思想——比较思想在物质氧化性和还原性强弱比较中的应用2．根据金属活动性顺序判断(1)根据金属活动性顺序判断：————————————————————————→KCaNaMgAlZnFe(H)CuHgAgPtAu失去电子能力减弱，单质的还原性减弱(2)根据非金属活动性顺序判断：——————————————————→F2Cl2Br2I2SPCSiH2得到电子的能力减弱，氧化性逐渐减弱——————————————————————→F－Cl－Br－I－S2－失去电子的能力增强，阴离子的还原性增强3．根据氧化还原反应方程式进行判断在“氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物”反应中氧化性：氧化剂＞氧化产物；氧化剂＞还原剂还原性：还原剂＞还原产物；还原剂＞氧化剂4．根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)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，则反应条件要求越低，氧化剂的氧化性越强；若氧化产物的价态不同，则其价态越高，氧化剂的氧化性越强。(1)根据F2＋H2===2HF，Cl2＋H2=====光照2HCl，Br2＋H2=====△2HBr，I2＋H22HI，可知氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2。(2)根据2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3，Fe＋S=====△FeS，可知氧化性：Cl2＞S。5．根据原电池或电解池的电极反应判断(1)以非氧化性酸或盐溶液做电解质溶液，两种不同的金属构成原电池的两极，负极是电子流出的极，正极是电子流入的极。一般情况下，其还原性：负极金属＞正极金属。(2)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子的还原性较强。6．根据微粒反应过程中能量变化判断(1)当H2＋X2===2HX(放出热量Q1)H2＋Y2===2HY(放出热量Q2)若Q1＞Q2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强；X－的还原性比Y－的还原性弱。(2)当几种原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时，放出的能量越多，或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱。(3)元素的原子失去相同的电子形成阳离子时，吸收的能量越少，说明失电子越容易，其还原性越强。7．根据物质浓度或溶液酸碱性比较(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。如氧化性：HNO3(浓)＞HNO3(稀)；MnO2能与浓盐酸反应，但不能被稀盐酸还原。(2)某些物质的氧化性、还原性还与溶液的酸碱性有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；ClO－3、NO－3中性条件下无氧化性，但酸性条件下具有强氧化性。特别提示氧化性、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。例3在常温下，发生下列几种反应：①16H＋＋10Z－＋2XO－4===2X2＋＋5Z2＋8H2O②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－③2B－＋Z2===B2＋2Z－根据上述反应，下列结论判断错误的是()A．溶液中可发生：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－B．Z2在①③反应中为还原剂C．氧化性强弱的顺序为：XO－4＞Z2＞B2＞A3＋D．X2＋是XO－4的还原产物解析由①的氧化性XO－4＞Z2，②的氧化性B2＞A3＋，③的氧化性Z2＞B2，则其氧化性顺序为XO－4＞Z2＞B2＞A3＋，故C项正确；A项中氧化性符合Z2＞A3＋，故能发生反应；①中XO－4是氧化剂，X2＋是还原产物，故D项正确；从①③反应看，①中Z2是氧化产物，③中Z2的化合价降低，Z2是氧化剂，故B项错误。答案B例4已知：①向KMnO4晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体，溶液变黄色；③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝色。下列判断正确的是()A．上述实验证明氧化性：MnO－4＞Cl2＞Fe3＋＞I2B．上述实验中，共有两个氧化还原反应C．实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝D．实验②证明Fe2＋既有氧化性又有还原性解析①向KMnO4晶体滴加浓盐酸，化学方程式为：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，KMnO4―→MnCl2得到电子，KMnO4作氧化剂，MnCl2为还原产物；②向FeCl2溶液中通入氯气，化学方程式为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，其中氧化剂为氯气，FeCl3既是氧化产物又是还原产物；③的方程式为：2KI＋2FeCl3===2KCl＋2FeCl2＋I2，FeCl3为氧化剂，KI为还原剂，FeCl2为还原产物，I2为氧化产物，由此可知A正确；这三个反应均有化合价的变化，均为氧化还原反应，B不正确；氯气的氧化性大于FeCl3，所以氯气也能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，C错误；实验②发生的反应可知Fe2＋具有还原性，不能说明Fe2＋具有氧化性。答案A规律方法氧化性、还原性强弱的比较是一种常见题型，做题时要根据题设条件，选择合适的方法进行比较，具体问题具体分析。即时巩固2根据下列三个反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是()①H2SO3＋I2＋H2O===2HI＋H2SO4②2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2③3FeCl2＋4HNO3===2FeCl3＋NO↑＋2H2O＋Fe(NO3)3A．H2SO3＞I－＞Fe2＋＞NOB．I－＞Fe2＋＞H2SO3＞NOC．Fe2＋＞I－＞H2SO3＞NOD．NO＞Fe2＋＞H2SO3＞I－解析还原剂的还原性强于还原产物的还原性⇒①中H2SO3＞HI②中HI＞FeCl2③中FeCl2＞NO⇒还原性：H2SO3＞HI＞FeCl2＞NO。答案A1．(2010·安徽理综，7)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为：Li2NH＋H22＋LiH，下列有关说法正确的是()A．Li2NH中N的化合价是－1B．该反应中H2既是氧化剂又是还原剂C．Li＋和H－的离子半径相等D．此法储氢和钢瓶储氢的原理相同高考集训题组一氧化还原反应的基本概念解析根据化学反应方程式：Li2NH＋H22NH2＋LiH可知，在Li2NH2中N的化合价为－3价，Li为＋1价，H为＋1价，而在LiH中Li的化合价为＋1价，H的化合价为－1价，在LiNH2中H的化合价为＋1价，故H2的化合价一部分由0价升高到＋1价，一部分由0价降低到－1价，即H2既作氧化剂又作还原剂，故A错，B正确；Li＋半径应小于H－的半径，C错；钢瓶储氢的原理是利用加压，把氢液化而储存在钢瓶中，故D也不正确。