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氧化剂和还原剂一、氧化剂和还原剂1.含义及关系2.常见的氧化剂和还原剂分类实例常见氧化剂活泼的非金属单质_______、S某些阳离子H+、Ag+、Fe3+、Cu2+含较高价态元素的物质某些含氧化合物MnO2、NO2、H2O2、Na2O2氧化性酸_____________某些盐____________、KClO3Cl2、O2浓硫酸、硝酸KMnO4、FeCl3分类实例常见还原剂活泼金属单质___________、Na、Mg非金属单质_____、P含较低价态元素的物质某些氧化物___、SO2还原性酸HCl、H2S某些盐KI、Na2S、FeCl2Al、Zn、FeH2、CCO【想一想】(1)非金属单质在氧化还原反应中作反应物时一定是氧化剂吗?为什么?提示:不一定。非金属单质在氧化还原反应中,可能作氧化剂,如Cl2、O2,也可能作还原剂,如C、H2。(2)金属单质在氧化还原反应中作反应物时一定是还原剂吗?为什么?提示:是。金属无负价,在氧化还原反应中作反应物时一定是失电子,化合价升高,作还原剂。3.氧化产物和还原产物(1)氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。(2)还原产物:氧化剂被还原生成的物质。【情境·思考】王安石《元丰行示德逢》雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋。旱禾秀发埋牛尻,豆死更苏肥荚毛。这几句诗实际上说的是“雷雨利庄稼”。电闪雷鸣时会发生如下反应:①N2+O22NO②2NO+O2====2NO2③3NO2+H2O====2HNO3+NO分析三个反应是否为氧化还原反应,并说明原因。是氧化还原反应的,指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。提示:三个反应都是氧化还原反应。反应①:氧化剂O2,还原剂N2,NO既是氧化产物又是还原产物;反应②:氧化剂O2,还原剂NO,NO2既是氧化产物又是还原产物;反应③:NO2既是氧化剂又是还原剂,HNO3是氧化产物,NO是还原产物。4.氧化性和还原性(1)氧化性和还原性(2)基本概念的关系:【巧判断】(1)金属阳离子只具有氧化性,不具有还原性。()提示:×。金属阳离子处于中间价态如Fe2+,既有氧化性又有还原性。(2)金属元素的原子失去电子的数目越多,该金属的还原性越强。()提示:×。金属的还原性强弱与失电子难易程度有关,与数目无关,如K失去1个电子变为K+,Mg失去2个电子变为Mg2+,Mg比K失电子多,但还原性KMg。(3)元素处于最高价时,该物质一定具有强氧化性。()提示:×。钾元素的+1价为最高价,但K+氧化性很弱。二、生产、生活中的氧化还原反应【情境·思考】近年来,医疗美容机构数量日渐增多。由于各机构水平参差不齐和执业医生鱼龙混杂,医疗美容纠纷日益增多,不法分子把有毒的H3AsO3用作脱毛剂坑害顾客。在浓盐酸中,H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为3SnCl2+12Cl-+2H3AsO3+6H+====2As+3+6M。(1)上述反应方程式中M是什么物质?提示:由原子守恒可知M为H2O。26SnCl(2)上述反应是否属于氧化还原反应?如果是,请指出反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。提示:反应中As的化合价降低,Sn的化合价升高,属于氧化还原反应;由反应中元素化合价变化知H3AsO3是氧化剂,As为还原产物,SnCl2为还原剂,是氧化产物。26SnCl知识点物质氧化性、还原性强弱的比较【重点释疑】(1)根据氧化还原反应的方向判断氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物(2)根据元素的活动性顺序比较(3)根据反应条件来判断当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O氧化性:KMnO4MnO2。②Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:NaMgAl。(4)根据氧化产物的价态高低判断同一物质在相同条件下,被不同氧化剂氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越强。例如:2Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeS氧化性:Cl2S。判断还原剂还原性的原理类似。【思考·讨论】(1)氧化性越强,得电子数目越多;还原性越强,失电子数目越多,这种说法对吗?请举例说明原因。提示:不对。氧化性Cl2S,但二者与Fe反应时,Cl2中每个Cl得到一个电子将铁氧化为FeCl3,S得到两个电子将Fe氧化为FeS;还原性NaFe,但发生反应时Na失去一个电子。(2)同一元素不同价态的化合物中,是否元素的化合价越高,物质的氧化性越强?请举例说明。提示:不是。一般物质中元素的化合价越高,其氧化性越强,但是有些物质却不一定,如HClO4中氯为+7价,高于HClO中的+1价,但HClO4的氧化性却弱于HClO的,因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关,而且与物质本身的稳定性有关。【案例示范】【典例】已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。下列结论正确的是()①2W-+X2====2X-+W2②2Y-+W2====2W-+Y2③2X-+Z2====2Z-+X2A.还原性:X-Y-B.在Y-、X-、W-、Z-中以Z-的还原性为最强C.氧化性:Z2W2D.反应2Z-+Y2====2Y-+Z2能发生【思维建模】解答有关氧化剂、还原剂强弱比较题目的思维流程如下:【解析】选C。在氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,还原性:还原剂还原产物,由此得出三个反应中有关微粒的氧化性、还原性强弱:①中氧化性X2W2,还原性W-X-;②中氧化性W2Y2,还原性Y-W-;③中氧化性Z2X2,还原性X-Z-,所以Y-的还原性最强,D中反应不能发生。【母题追问】(1)向含有Z-和X-的溶液中通入Y2,能否发生反应?提示:根据氧化性强弱:Z2X2W2Y2可知,Y2与Z-和X-不能反应。(2)向含有W-和X-的溶液中通入少量Z2,写出发生反应的离子方程式。提示:还原性W-X-,通入少量Z2,只有W-发生反应,离子方程式为2W-+Z2====2Z-+W2。【迁移·应用】1.(2019·南京高一检测)根据离子方程式:(1)2Fe3++2I-====2Fe2++I2;(2)Br2+2Fe2+====2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是()A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-【解析】选B。根据同一氧化还原反应中,还原性:还原剂还原产物进行判断。(1)中,还原性:I-Fe2+,(2)中,还原性:Fe2+Br-。2.(2019·淮北高一检测)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应的化学方程式不正确的是()A.3Cl2+6FeI2====2FeCl3+4FeI3B.Cl2+FeI2====FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl====2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I-====2Fe2++I2【解析】选A。结合题给信息:氧化性强弱顺序Co2O3Cl2FeCl3I2,可推知还原性强弱顺序I-Fe2+Cl-Co2+,然后根据氧化剂先氧化强还原剂的规律,知A选项中Cl2应该先氧化I-后氧化Fe2+,所以A选项错误。【补偿训练】1.在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是_____________,只有还原性的是____________,既有氧化性又有还原性的是______________。【解析】最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。答案:Fe3+、Mg2+、H+S2-、I-Fe2+、S2.在下列反应中:①2Na+2H2O====2NaOH+H2↑②2F2+2H2O====4HF+O2③Cl2+H2O====HCl+HClO④C+H2O(g)CO+H2⑤CaO+H2O====Ca(OH)2⑥2H2O2H2↑+O2↑试从氧化还原的角度,回答下列问题:(1)水只作氧化剂的是________。(2)水只作还原剂的是________。(3)水既不作氧化剂又不作还原剂的是________。【解析】水中氢元素化合价降低生成氢气,则水作氧化剂,水中氧元素化合价升高生成氧气,则水作还原剂。答案:(1)①④(2)②(3)③⑤3.金属钛具有许多优异的性能,是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石[主要成分为二氧化钛(TiO2)]是地壳中钛矿石中的一种。目前,大规模生产钛的方法是第一步,让金红石、碳单质在高温下与氯气反应,制得四氯化钛(TiCl4);第二步,在氩气氛围中加热,使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。(1)制备金属钛的两步反应是否属于氧化还原反应?若属于氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是什么?提示:第一步:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,C、Cl的化合价分别升高和降低,C为还原剂,Cl2为氧化剂,属于氧化还原反应;第二步:TiCl4+2MgTi+2MgCl2,Mg、Ti的化合价分别升高和降低,Mg为还原剂,TiCl4为氧化剂,属于氧化还原反应。(2)试比较Cl2、TiCl4、Ti三种物质氧化性的大小。提示:由第一步反应知氧化性:Cl2TiCl4,由第二步反应知氧化性:TiCl4Ti,故Cl2、TiCl4与Ti氧化性的大小为Cl2TiCl4Ti。【素养提升】高锰酸钾消毒剂,化学品名称是高锰酸钾,俗名是灰锰氧、PP粉,是一种常用的消毒剂。已知反应:①2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O②2KBr+Cl2====2KCl+Br2(1)上述反应能否确定KMnO4、Cl2、Br2的氧化性的强弱?提示:根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性KMnO4Cl2Br2。(2)利用如图所示装置,设计实验,证明KMnO4、Cl2、Br2氧化性的强弱,限选试剂:KBr溶液(已知Cl2是一种黄绿色的气体,Br2是深红棕色发烟挥发性液体,微溶于水,水溶液呈棕黄色。)提示:装置a中是浓盐酸,d中是KBr溶液;装置a中浓盐酸与c中KMnO4混合后高锰酸钾紫色褪去生成黄绿色气体,可证明氧化性KMnO4Cl2;d中溶液颜色变为橙色,说明有Br2生成,证明氧化性Cl2Br2。【课堂回眸】