高三一轮复习教案基本概念和基本理论氧化还原反应原创.docx
《高三一轮复习教案基本概念和基本理论氧化还原反应原创.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三一轮复习教案基本概念和基本理论氧化还原反应原创.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高三一轮复习教案基本概念和基本理论氧化还原反应原创
氧化还原反应（原创）
冯建设
一、备考目标：
1、理解氧化剂和还原剂、氧化性和还原性等概念
2、能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目
3、掌握比较氧化性、还原性强弱的一般方法
4、掌握配平氧化还原反应方程式的基本方法
5、掌握配平氧化还原反应的有关计算
二、要点精讲
（一）概念及实质
1.概念：
发生电子转移（得失或偏移）的反应。
2.实质：
发生电子转移。
3.判断：
有化合价升降。
反应物
化合价变化
表现性质
变化过程
发生反应
生成物
氧化剂
还原剂
降低
升高
氧化性
还原性
被还原
被氧化
还原反应
氧化反应
还原产物
氧化产物
（二）元素的化合价
元素原子的最外电子层结构决定了原子间是按一定数目相互化合，元素的原子相互化合的数目叫这种元素的化合价。
1.单质中元素的化合价为0；
2.在化合物中金属元素的化合价全为正值，非金属元素的化合价一般既有负值又有正值；
3.在化合物中，各元素的正、负化合价的代数和为0；
如：
原子团的化合价：
NO3－、SO42－、SO32－、HSO3－（亚硫酸氢根）、CO32－、
HCO3－、ClO3－（氯酸根）、NH4＋（铵根）、MnO4－（高锰酸根）、PO43－（磷酸根）。
中心元素的化合价：
4.离子化合物中，元素的化合价与在生成它们的反应中原子得、失电子数目及离子的电荷数在数值上相等，如NaCl：
离子符号
原子得、失电子数
离子的电荷数
元素的化合价
Na＋
1（失）
1
＋1
Cl－
1（得）
1
－1
共价化合物中，元素的化合价与在生成它们的反应中共用电子对的偏向、偏离的对数在数值上相等。
如HCl：
共用电子对偏向氯原子，氯元素化合价为－1价；共用电子对偏离氢原子，氢元素化合价为＋1价。
5.有机物中：
H：
+1、O：
-2、再计算C元素平均化合价。
（三）氧化还原反应中电子转移的表示方法
双线桥法
1.双箭号从反应物指向生成物，箭号起止所指的均为同一种元素。
2.线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。
氧化剂为HCl，还原剂为Zn，氧化产物为ZnCl2，还原产物为H2。
单桥线法
1.箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；
2.线上只标出转移电子的总数。
（四）氧化还原反应的规律
1.对立统一规律
还原剂、氧化剂相互对立又相互依存。
2.电子守恒规律
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数
3.性质传递规律
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
4.谁强谁先规律
在溶液中存在多种氧化剂，氧化性强的抢先得电子，先被还原。
在溶液中存在多种还原剂，还原性强的抢先失电子，先被氧化。
5.价态规律
（1）高低规律：
最高价态——只具氧化性
最低价态——只具还原性
中间价态——兼有氧化性和还原性
讨论分析下列氧化还原反应中电子转移的方向和数目，判断氧化产物和还原产物。
①H2S+H2SO4（浓）=S↓+SO2↑+2H2O
②KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
（2）价态归中规律：
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，价态的变化“只靠拢，不交叉”。
（五）重要的氧化剂、还原剂
重要的氧化剂：
（1）活泼非金属单质，如F2、Cl2、Br2、O2、I2、O3等。
（2）高价含氧化合物，如浓H2SO4、HNO3、KMnO4、HClO、KClO3、MnO2、Na2O2、
H2O2、K2Cr2O7等。
（3）高价金属阳离子，如Ag＋、Hg2+、Fe3＋、Cu2＋等。
重要还原剂：
（1）活泼金属及某些非金属单质，如Na、Mg、Al、H2、C、Si等；
（2）低价态化合物，如CO、H2S、HCl、SO2、NH3等；
（3）低价态的某些离子，如S2―、SO32―、Fe2＋、I―等。
（六）氧化性、还原性强弱的判断方法
1.金属、非金属性
（1）随着金属活动顺序表中金属活动性的减弱，金属的还原性越来越弱，其对应离子的氧化性越来越强.（除Fe3＋外）
还原性逐渐减弱
氧化性逐渐增强
（2）对于非金属单质
氧化性逐渐减弱
还原性逐渐增强
2.氧化还原反应的性质传递规律
则：
还原性：
H2＞Cu
3.根据元素周期律判断
（1）同周期
氧化性：
左＜右还原性：
左＞右
（2）同主族
氧化性：
上＞下还原性：
上＜下
4.根据反应结果判断
（1）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。
Fe+S=FeS
2Fe+3Cl2=2FeCl3
（2）同一物质在相同的条件下，被不同还原剂还原得越彻底，还原剂的还原性越强
HCl+H2SO4（浓）→不反应
HBr+H2SO4（浓）→Br2+SO2↑+H2O
HI+H2SO4（浓）→I2+H2S↑+H2O
5.根据电极反应确定
（1）原电池还原性：
负极>正极
（2）电解池阴极（氧化性）：
先析出＞后析出
阳极（还原性）：
先反应＞后反应
6.从反应所需条件来比较。
一般来讲，一组反应中，反应条件越简单，对应反应物的氧化性或还原性越强。
从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力：
KMnO4＞MnO2＞O2
7.外界条件对氧化性或还原性强弱的影响（同一物质在不同条件下的氧化性或还原性）
（1）物质的浓度越高，氧化性或还原性越强。
（2）温度越高，氧化性或还原性越强。
（3）酸性越强，氧化性越强；碱性越强，还原性越强。
（七）氧化还原反应方程式的配平
1、配平原则（三个原则）
电子守恒，即电子转移数目相等。
原子守恒，即反应前后原子种类和数目相等。
电荷守恒，即反应前后电荷总数相等。
1、配平步骤（五步骤）
①标价态②列升降③求相等④观察计量数⑤检查
3、配平方法
①正向配平——常规法
②逆向配平
③整体标价法
④缺项配平
⑤有机氧化还原反应方程式的配平
（八）氧化还原反应的计算
1、典型题型
①求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量比。
②计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。
③确定反应前后某一元素价态的变化。
2、计算方法
①找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物。
②找准1个原子/离子得失电子数。
③据电子守恒列等式
n（氧化剂）×变价原子数×化合价变化值
＝n（还原剂）×变价原子数×化合价变化值
三、知识点小结
1、氧化性、还原性强弱的判断
2、氧化还原反应方程式的配平
3、氧化还原反应的计算
【典题分析】
例1、（2007·全国Ⅰ理综）已知氧化还原反应：
2Cu（IO3）2+24KI+12H2SO4
2CuI+13I2+12K2SO4+12H2O
其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为（）
A．10molB．11molC．12molD．13mol
答案：
B
解析：
氧化还原反应得失电子情况如下：
2mol氧化剂Cu（IO3）2得电子22mol，所以，1mol氧化剂得到的电子为11mol。
例2、（2007·全国Ⅱ理综）在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（）
A．C+H2O
CO2+H2
B．3NO2+H2O
2HNO3+NO
C．2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑
D．2F2+2H2O
4HF+O2
答案：
A
解析：
A中H2O→H2，氢元素化合价降低，所以H2O是氧化剂。
B中发生氮元素自身氧化还原反应，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂。
同B类似，C中Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，H2O没有化合价的变化。
F2将H2O中的氧原子氧化成O2，H2O作还原剂。
例3、（2008全国Ⅱ卷）（NH4）2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。
在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是（）
A．SO2、H2O、N2、NH3B．N2、SO2、H2O、NH3
C．N2、SO2、NH3、H2OD．H2O、NH3、SO2、N2
解析：
此题实际上是考查化学方程式的配平，（NH4）2SO4
NH3＋N2＋SO2＋H2O，反应中：
N：
－3→0，化合价变化总数为6，S：
＋6→＋4，化合价变化数为2，根据化合价升高和降低的总数相等，所以应在SO2前配3，（NH4）2SO4前面配3，NH3前面配4，H2O前面配6，最后计算反应前后的O原子个数相等。
配平后的化学方程式为：
3（NH4）2SO4
4NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O。
答案：
C。
例4、（2008上海卷）下列物质中，只有氧化性、只有还原性，既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是（）
A．F2、K、HClB．Cl2、Al、H2C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O
解析：
元素具有最高价时只有氧化性，注意F2没有最高化合价，元素具有最低化合价时只有还原性，而处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。
答案：
A
例5、（2008广东卷）氮化铝（AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。
在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋＋N2＋3C
2AlN＋3CO合成。
下列叙述正确的是（）
A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子
C．AlN中氮元素的化合价为＋3
D．AlN的摩尔质量为41g
解析：
N的化合价：
0→－3，化合价降低，N2作氧化剂，C的化合价：
0→＋2，化合价升高，C作还原剂；Al的化合价无改变，所以既不是氧化剂也不是还原剂；AlN的摩尔质量为41g·mol－1。
答案：
B
例6、常温下，在下列溶液中发生如下反应
①16H＋＋10Z－＋2XO
=2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2＝2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2＝B2＋2Z－
由此判断下列说法错误的是（）
A.反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－可以进行
B.Z元素在①③反应中均被还原
C.氧化性由强到弱的顺序是XO
、Z2、B2、A3＋
D.还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋
解析：
根据有关规律，在同一反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可得出（）
氧化性：
XO
＞Z2＞B2＞A3＋
答案：
B
例7、从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还原性最强．
（1）铁钉浸入CuSO4溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO3溶液后，表面会附有银白色物质，则Cu、Fe、Ag中，___________原子还原性最强；Cu2＋、Fe2＋、Ag＋中，_______________离子氧化性最强。
（2）铁钉在氯气中被锈蚀成棕褐色物质FeCl3，而在盐酸中生成淡绿色溶液（FeCl2）。
则氯气分子、氯离子、氢离子中_____________具有氧化性，___________氧化性最强。
解析：
（1）由反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu可知氧化性Cu2＋＞Fe2＋，还原性Fe＞Cu；由Cu＋2Ag＋＝2Ag＋Cu2＋可知，氧化性Ag＋＞Cu2＋，还原性Cu＞Ag，故Fe的还原性最强，Ag＋氧化性最强。
（2）因Cl2、H＋都能将铁氧化，被还原为Cl－、H2，所以Cl2、H＋具有氧化性；由Fe被Cl2、H＋氧化的程度可知，Cl2氧化性最强。
答案：
（1）FeAg＋
（2）H＋、
；
例8、配平化学方程式
KMnO4＋FeS＋H2SO4——MnSO4＋Fe2（SO4）3＋S↓＋K2SO4＋H2O
解析：
①标价态。
K
O4＋
＋H2SO4——
SO4＋
（SO4）3＋
↓＋K2SO4＋H2O
②列变化，算出一个氧化剂（或还原剂）“分子”的化合价总共降低（或升高）多少．
氧化剂KMnO4，
→
↓5价
③等升降。
↑3×5（系数）5FeS；↓5×3（系数）3KMnO4并确定相应的其他元素的系数：
3KMnO4＋5FeS＋H2SO4——3MnSO4＋Fe2（SO4）3＋5S↓＋K2SO4＋H2O
④平系数。
用观察法配平其他物质的系数，一般先配盐，再配酸，最后配水，并核对氧原子数。
⑤验结果。
答案：
61024——6510324
例9、已知Cu2S与某浓度的HNO3反应时，生成Cu（NO3）2和H2SO4，若反应中Cu2S与HNO3的质量比为320：
819，则该反应的还原产物为__________________。
解析：
Cu2S与HNO3物质的量之比为
:
＝2:
13，设还原产物中N元素价态降低ｎ价，由得失电子守恒可知：
2×（１×2＋８）＝（13－2×４）ｎ，解得ｎ=4，其还原产物为N2O。
答案：
N2O
例10、绿矾在强热条件下分解，生成H2SO4、SO2、Fe2O3和H2O，每生成1molH2SO4时，分解绿矾的物质的量是__________________。
解析：
设分解绿矾的物质的量为ｘ，则生成氧化产物Fe2O3的物质的量为
，生成还原产物SO2物质的量为ｙ，由得失电子守恒可知
×１×2＝ｙ×2，即ｙ=
，由题意可知
ｘ－
=1mol解得ｘ=2mol
答案：
2mol
例11、已知下列变化过程中，0.2molRxO
参加反应时，共转移0.4mol电子。
RxO
＋MnO
＋H＋
RO2＋Ｍn2＋＋H2O
（1）x值为__________。
（2）参加反应的H＋的物质的量为__________mol。
解析：
由得失电子守恒可知：
0.2molx×（4－
）＝0.4mol
=2
n（MnO
）×5＝0.4mol
n（MnO
）＝0.08mol
由电荷守恒可知：
n（H＋）×1－0.08mol×1－0.2mol×2＝0.08mol×2
n（H＋）＝0.64mol
答案：
（1）2
（2）0.64
例12、1962年，英国青年化学家以巴特莱特将PtF6和Xe按等物质的量在室温下混合后，首次得到含有化学键的稀有气体化合物六氟合铂酸氙：
Xe＋PtF6＝XePtF6。
有关此反应的叙述中，正确的是（）
A.Xe是氧化剂
B.PtF6是氧化剂
C.PtF6是氧化剂又是还原剂
D.该反应不属于氧化还原反应
解析：
关键确定XePtF6中各元素的价态，须破除Xe只有0价的思维定势，由于F元素是最活泼的非金属元素，故为－1价，但F不会表现出氧化性．而Pt在PtF6中处于较高价态具备氧化性，故Xe表现还原性，失去电子．
答案：
B
演练提高
1.下列反应一定属于氧化还原反应的是（）
A.化合反应B.分解反应
C.置换反应D.复分解反应
2.下列变化中，需要加入氧化剂的是（）
A.SO2→SO3B.HCl→H2
C.FeCl2→FeCl3D.Fe2O3→Fe
3.按金属活动性顺序由前到后考虑，下列说法中正确的是（）
A.单质的还原性逐渐减弱
B.原子的失电子能力逐渐增强
C.对应离子的氧化性逐渐增强
D.对应离子的得电子能力逐渐减弱
4.下列反应中，盐酸只作氧化剂的是（）
A.Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
B.
C.Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
D.CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2
5.下列叙述中，正确的是（）
A.同一反应中，氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强
B.同一反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性弱
C.由X原子变成X2＋的反应是氧化反应
D.由X原子变成X2＋，需加入还原剂
6.在3Cl2＋8NH3＝6NH4Cl＋N2反应中，还原性最强的物质是（）
A.Cl2B.NH3C.NH4ClD.N2
7.下列关于氧化还原反应的叙述中正确的是（）
A.金属单质在反应中只作为还原剂
B.非金属单质在反应中只作为氧化剂
C.金属原子失电子越多，还原性越强
D.Cu2＋比Fe2＋氧化性强，Fe比Cu还原性强
8.一个A原子转移两个电子给两个B原子，下列说法中正确的是（）
A.形成化合物AB2，A是氧化剂
B.形成化合物A2B，A被还原
C.形成化合物AB2，B被还原
D.形成化合物AB2，B有氧化性
9.某反应的化学方程式为：
aFeCl2＋bKNO3＋cHCl＝dFeCl3＋eKCl＋fX＋gH2O，若b＝1，d＝3，则X的化学式为（）
A.N2B.NOC.NO2D.NH4Cl
10.有反应：
；
；
依据上述方程式，下列微粒氧化能力排列顺序正确的是（）
A.
B.
C.
D.
11.在8NH3＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl反应中，若有21.3gCl2参加反应，则被氧化的NH3的质量为（）
A.13.6gB.10.2gC.6.8gD.3.4g
12.
离子在一定条件下可把Mn2＋氧化成
，若反应后
变成
，又知反应中氧化剂与还原剂的离子个数比为5:
2，则
中R元素的化合价为（）
A.＋3B.＋5C.＋6D.＋7
13.一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为：
NH4NO3——HNO3＋N2＋H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子之比为（）
A.1:
1B.5:
4C.5:
3D.3:
5
14.下列叙述中，正确的是（）
A.含氧酸能起氧化作用，无氧酸则不能
B.阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
C.失电子难的原子获得电子的能力一定强
D.由X变为X2＋的化学反应是氧化反应
15.下列对盐酸的有关性质叙述正确的是（）
A.有酸性，没有氧化性和还原性
B.有酸性和氧化性，没有还原性
C.有酸性和还原性，没有氧化性
D.有氧化性和还原性，还有酸性
16.配平下列氧化还原反应方程式。
①Ｐ＋CuSO4＋H2O
Cu3Ｐ＋H3ＰO4＋H2SO4
②H2ＰO
＋Ag＋＋H2O
H3ＰO4＋Ag↓＋H2↑
③Fe2＋＋O2＋H2O
Fe3＋＋Fe（OH）3↓
④S＋Ca（OH）2
CaS2O3＋CaS·Sx＋H2O
17.配平下列氧化还原反应方程式，并标明电子转移的方向和数目。
①H2S＋H2SO3
S↓＋H2O
氧化产物是_____________，还原产物是_____________，二者质量比是_____________．
②Cl2＋KOH
KCl＋KClO3＋H2O
氧化剂是_____________，还原剂是____________，二者物质的量之比是____________．
③KClO3＋HCl
KCl＋Cl2↑＋H2O
HCl的作用是_____________，被还原的元素是________________，当反应过程中有３mol电子转移时，可产生氯气_____________mol。
④KIx＋Cl2＋H2O
KCl＋HIO3＋HCl，若KIx与Cl2的化学计量数之比为1:
8，则ｘ＝_____________。
18.智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘，其化学方程式为：
2NaIO3＋5NaHSO3＝3NaHSO4＋2Na2SO4＋I2＋H2O
（1）反应中_____________元素被氧化，_____________是氧化剂。
（2）用短线标出电子转移方向和总数。
（3）反应产物中，所得氧化产物与还原产物质量之比为_____________。
19.①在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为_____________，离子方程式为____________________。
②在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为__________________，离子方程式是____________________。
③对比①和②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___________________。
20.K2Cr2O7是一种橙红色且具有强氧化性的化合物，当它被还原成三价铬时，颜色有明显变化．据此，当交通警察发现汽车行驶反常时，就上前拦车，并让司机对填充了吸附有K2Cr2O7的硅胶颗粒的装置吹气。
若发现硅胶变色达到一定程度，即证明司机是_________。
这是因为K2Cr2O7跟_________（写化学名称）发生了反应．反应中，当有0.06mol电子发生转移时，有_____________molK2Cr2O7被还原。
21.（2003年上海，23）实验室为监测空气中汞蒸气的含量，往往悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量，其反应为：
4CuI＋Hg
Cu2HgI4＋2Cu
（1）上述反应产物Cu2HgI4中，Cu元素显__________价。
（2）以上反应中的氧化剂为__________，当有1molCuI参与反应时，转移电子________mol。
（3）CuI可由Cu2＋与I－直接反应制得，请配平下列反应的离子方程式。
22.工业上为从4J29合金（铁钴镍合金）废料中提取钴和镍，一般先用硫酸溶解合金使成为Fe2＋、Co2＋、Ni2＋，再把Fe2＋氧化为Fe3＋，从而使Fe3＋转化为某种沉淀析出，达到与Ni2＋、Co2＋分离的目的．生产上要使Fe2＋氧化为Fe3＋，而不使Co2＋、Ni2＋氧化的试剂是NaClO或NaClO3（均含少量H2SO4）溶液，反应的部分化学方程式如下（A为还原剂）：
请完成以上化学方程式，并回答实际生产上采用NaClO3来氧化Fe2＋比较合算的理由。
配平下列离子方程式，并回答问题：
（2）已知有3.21gFe（OH）3参加反应，共转移了5.42×1022个电子，则n＝_______，FeO
中铁的化合价为_____________________。
（3）根据
（1）、
（2）推测FeO
能与下列哪些物质反应（只填序号）______________。
A.Cl2B.SO2C.H2SD.O2
参考答案：
1.C2.AC3.AC4.A5.AC6.B7.AD8.CD
9.B10.C11.D12.D13.C14.D15.D
难点提示：
2.只有物质被氧化，元素化合价升高时才需要加入氧化剂，选AC。
4.A中的HCl全部作氧化剂，起氧化作用的是H＋；
B中的HCl既作还原剂，又起酸的作用；
C中的HCl是还原产物；
D中的HCl起酸的作用。
选A。
5.参见同步教学中“氧化性和还原性强弱的比较”。
选AC。
6.根据氧化剂，氧化产物具有氧化性，还原剂，还原产物具有还原性，且还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
选B。
7.A
升级会员 