版高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第一单元 氯溴碘及其化合物 第4课时 氧化剂.docx

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版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第一单元氯溴碘及其化合物第4课时氧化剂

第4课时　氧化剂和还原剂

[学习目标定位]　1.会判断氧化剂和还原剂，会比较氧化性、还原性的强弱。

2.学会配平氧化还原反应方程式的方法。

一、氧化剂和还原剂

1．写出铝粉与盐酸溶液反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________。

答案　

2．上述反应过程中，发生还原反应的是_____________________________________________，

判断的依据是________________________；发生氧化反应的是________，判断的依据是______________________。

答案　HCl　因为氢元素的化合价降低，得到电子　Al

因为铝元素的化合价升高，失去电子

3．上述反应中，氧化剂是________，表现出________性；还原剂是________，表现出________性。

答案　HCl　氧化　Al　还原

4．氧化性和还原性

（1）氧化性：

氧化剂所表现出得电子的性质。

（2）还原性：

还原剂所表现出失电子的性质。

（3）氧化性、还原性和元素化合价之间的关系。

（1）氧化还原反应知识结构图示

（2）常见的氧化剂：

浓硫酸、硝酸、氯化铁、高锰酸钾等；

常见的还原剂：

铁、铝、氢气、碳、一氧化碳等。

1．分析下列反应并按要求填空：

（1）2Fe＋3Cl2

2FeCl3

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）2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

氧化剂是____________，还原剂是____________；被氧化的元素是__________，被还原的元素是__________。

（3）2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O

氧化剂是____________，还原剂是____________；发生氧化反应的是__________，被还原的元素是__________。

答案　

（1）Cl2　Fe　Fe　Cl2

（2）KMnO4　KMnO4　KMnO4中的氧元素　KMnO4中的锰元素

（3）SO2　H2S　H2S　SO2中的硫元素

解析　解题关键是正确标出各元素的化合价，根据化合价的升降和氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应的概念，进行分析、解题。

如：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3反应中，

e→

，Fe失去电子，是还原剂，铁元素被氧化，发生氧化反应，FeCl3是氧化产物；

→

，Cl2得到电子，是氧化剂，氯元素被还原，发生还原反应，FeCl3是还原产物。

方法点拨　氧化剂、还原剂判断的基本思路

（1）正确标出反应前后变价元素的化合价。

（2）找出化合价变化（升降）与氧化还原反应中各概念的对应关系。

2．已知反应：

①PbO2＋4HCl===PbCl2＋Cl2↑＋2H2O，

②Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，

③Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。

则有关物质（离子）的氧化性由强到弱的顺序为（　　）

A．Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋＞PbO2

B．PbO2＞Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋

C．Fe3＋＞Cu2＋＞PbO2＞Cl2

D．Cu2＋＞Fe3＋＞Cl2＞PbO2

答案　B

解析　根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，①中PbO2＞Cl2，②中Fe3＋＞Cu2＋，③中Cl2＞Fe3＋，可得答案。

方法点拨　根据反应方程式判断氧化性、还原性的强弱：

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

在比较氧化性、还原性相对强弱时，只要结合反应中元素化合价的升降，正确判断氧化剂与氧化产物、还原剂和还原产物，结合规律即可判断。

二、氧化还原反应方程式的配平

1．氧化还原反应的配平方法

（1）标价态：

标出化合价发生变化的元素的化合价。

（2）列变化：

列出升降变化的数值。

（3）配氧还：

根据升降总值，配出氧化剂和还原剂前面的系数。

（4）得系数：

根据原子守恒配平其他物质的系数，配平后将单线号改为等号。

2．利用氧化还原反应原理配平以下化学方程式：

FeSO4＋____KNO3＋____H2SO4===____K2SO4＋____Fe2（SO4）3＋____NO↑＋____H2O

答案　6　2　4　1　3　2　4

氧化还原反应方程式的配平依据和步骤

（1）氧化还原反应方程式配平的依据是电子守恒。

（2）氧化还原反应方程式配平的步骤：

标价态、列变化、令相等、定系数。

3．配平下列化学反应方程式：

（1）____NaClO3＋____Na2SO3＋____H2SO4===____Na2SO4＋____ClO2↑＋____H2O

（2）____KIO3＋____HI===________KI＋____I2＋____H2O

（3）____Cl2＋____KOH△,____KCl＋____KClO3＋____H2O

（4）____NaClO3＋____FeCl2＋____HCl===____NaCl＋____FeCl3＋____H2O

答案　

（1）2　1　1　2　2　1　

（2）1　6　1　3　3

（3）3　6　5　1　3　（4）1　6　6　1　6　3

1．氧化还原反应相关关系记忆口诀

升失氧还，降得还氧；

剂性一致，其他相反。

2．氧化还原反应方程式的配平

两条线上的总数相等：

a×b×c＝m×n×q。

1．下列反应中CO2作氧化剂的是（　　）

A．Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

B．CO2＋C

2CO

C．2Fe2O3＋3C

4Fe＋3CO2↑

D．CO＋H2O（g）

H2＋CO2

答案　B

解析　CO2若在反应中作氧化剂，则其所含碳元素的化合价降低。

A选项中CO2中碳元素化合价无变化；B选项中CO2中碳元素化合价由＋4价降低为＋2价；C、D选项中CO2均为氧化产物。

2．下列变化必须加入还原剂才能实现的是（　　）

A．Cl2―→Cl－B．KClO3―→KCl

C．H2SO4―→SO2D．KI―→I2

答案　C

解析　Cl2―→Cl－可加水或加碱来实现；KClO3―→KCl可通过MnO2催化分解来实现；H2SO4―→SO2是还原反应，必须加还原剂；KI―→I2要加入氧化剂。

3．下列粒子既具有氧化性又具有还原性的是（　　）

A．MgB．Al3＋

C．Fe2＋D．Cl－

答案　C

4．在K2Cr2O7＋14HCl===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O反应中。

（1）________元素被氧化，________是氧化剂。

（2）________是氧化产物，________发生氧化反应。

（3）在参加反应的盐酸中，起还原剂（被氧化）作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为________。

（4）用双线桥法标明电子转移的方向和数目。

答案　

（1）氯　K2Cr2O7

（2）Cl2　HCl　（3）3∶4

（4）

5．

（1）Na2SO3具有较强的还原性，在溶液中易被Cl2氧化成SO

，常用作脱氯剂，该反应的化学方程式是____________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）SO2被H2O2氧化的化学方程式为_______________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2，写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）Cl2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2HCl

（2）SO2＋H2O2===H2SO4

（3）Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl

[基础过关]

题组一　氧化剂和还原剂的判断

1．下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是（　　）

A．反应中当有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原

B．反应中不一定所有元素的化合价都发生变化

C．某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化

D．氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂，就一定是还原剂

答案　B

解析　一个氧化还原反应中化合价升降的元素可能是同一种，也可能是两种或多种，A项错误；氧化还原反应中一定有元素化合价的升降，但不一定所有元素的化合价都发生变化，B项正确；金属元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化，而非金属元素从游离态变为化合态，可能被氧化，也可能被还原，C项错误；氧化还原反应中的反应物，有些既不是氧化剂，也不是还原剂，如Cl2与NaOH反应中的NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，D项错误。

2．在下列反应中，水既不作氧化剂又不作还原剂的氧化还原反应是（　　）

A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

B．C＋H2O（g）

CO＋H2

C．CaO＋H2O===Ca（OH）2

D．Cl2＋H2OHCl＋HClO

答案　D

解析　本题有两个限制性条件：

一是“水既不作氧化剂又不作还原剂”，排除A、B两项；二是“氧化还原反应”，排除C项。

3．下列变化中需加入氧化剂才能实现的是（　　）

A．H2S―→SO2B．AsO

―→AsO

C．Cl2―→NaClOD．KMnO4―→O2

答案　A

解析　加入氧化剂才能实现的变化肯定是物质所含元素化合价升高的变化，即肯定是氧化反应。

H2S―→SO2，S元素被氧化，需加入氧化剂（如O2）；AsO

―→AsO

，As元素被还原应加入还原剂；Cl2―→NaClO、KMnO4―→O2，氯、氧元素被氧化，但可以不加氧化剂而通过与热碱反应、加热（分解）来实现，如Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O、2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑。

4．下列说法正确的是（　　）

A．MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4

B．2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2

C．3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中，被氧化和被还原的硫元素的物质的量之比为2∶1

D．5NH4NO3===4N2＋2HNO3＋9H2O中，反应中发生氧化反应和发生还原反应的氮原子的物质的量之比为5∶3

答案　D

解析　A项，Mn元素化合价降低，Cl元素化合价升高，MnO2为氧化剂，HCl为还原剂，4molHCl中有2molCl化合价不变，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2；B项，2molH2S被氧化为2molS，1molSO2被还原为1molS，故氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1；C项，2molS被还原为2molK2S,1molS被氧化为1molK2SO3，被氧化和被还原的硫的物质的量之比为1∶2；D项，＋5价的N元素化合价降低到0价，－3价的N元素化合价升高至0价，根据化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数可知，发生氧化反应和发生还原反应的N原子的物质的量之比为5∶3。

只有D项正确。

题组二　氧化性和还原性判断及强弱比较

5．下列微粒中，只有氧化性的是（　　）

①S2－　②Fe2＋　③Fe3＋　④S　⑤H＋　⑥Mg

A．①⑥B．②④

C．③⑤D．②④⑤⑥

答案　C

解析　只有氧化性的微粒应该处于最高价态，符合题意的有Fe3＋、H＋。

6．根据反应式：

①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，②Br2＋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－

答案　B

解析　对于反应：

还原剂＋氧化剂===氧化产物＋还原产物，有以下规律，氧化性：

氧化剂＞氧化产物；还原性：

还原剂＞还原产物。

这是判断物质氧化性、还原性强弱的重要依据和常用方法。

但解此类题目还有比较巧妙的方法，一般来说需要比较氧化性或还原性的两种离子分别位于反应方程式的左右两侧，则氧化性或还原性：

左＞右，这就是所谓的比较氧化性或还原性的“左强右弱”规律。

由反应式①可知：

I－还原性强于Fe2＋；由反应式②可知：

Fe2＋的还原性大于Br－，故还原性：

I－＞Fe2＋＞Br－。

题组三　氧化还原反应的综合考查

7．Cu2O是赤铜矿的主要成分，Cu2S是辉铜矿的主要成分。

铜的冶炼过程常发生反应：

Cu2S＋2Cu2O===6Cu＋SO2↑，下列有关说法正确的是（　　）

A．该反应中有三种元素的化合价发生了变化

B．每生成0.1molCu，转移0.2mol电子

C．Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂

D．Cu既是氧化产物又是还原产物

答案　C

解析　题给反应中元素化合价的变化：

C

2

＋

2O===6

u＋

O2↑，由此可见，反应中化合价发生变化的元素为Cu和S元素；由

―→

u知，每生成0.1molCu，转移电子0.1mol；Cu2S中Cu元素化合价降低、S元素化合价升高，因此Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂，Cu是还原产物，SO2为氧化产物。

8．宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列说法正确的是（　　）

A．X的化学式为AgS

B．银针验毒时，空气中氧气失去电子

C．反应中Ag和H2S均是还原剂

D．每生成1molX，反应转移2mole－

答案　D

解析　根据配平的化学方程式可知X的化学式为Ag2S，A错误；由方程式知银针失去电子，空气中氧气得到电子，B错误；根据化合价变化可知，反应中Ag作还原剂，C错误；反应中生成2molAg2S，转移4mole－，由此推知D正确。

9．一定条件下氨气和氧化铜可以发生如下反应：

2NH3＋3CuO

3Cu＋N2＋3H2O，对此反应的分析合理的是（　　）

A．该反应属于置换反应

B．NH3被氧化为N2

C．反应体现了金属铜的还原性

D．每生成1molH2O就伴随着1mol电子转移

答案　B

解析　A项，单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应是置换反应，该反应不是置换反应；B项，在反应中NH3中－3价的N元素变为N2中0价的N元素，化合价升高被氧化；C项，在反应中CuO中＋2价的Cu元素变为单质Cu中的0价，化合价降低被还原，CuO作氧化剂，体现了CuO的氧化性；D项，在反应2NH3＋3CuO

3Cu＋N2＋3H2O中，每生成3molH2O转移6mol电子，故生成1molH2O时转移2mol电子。

10．已知反应：

①Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2，②KClO3＋6HCl（浓）===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，③2KBrO3＋Cl2===Br2＋2KClO3。

下列说法正确的是（　　）

A．反应①②③都有单质生成，所以都是置换反应

B．氧化性由强到弱的顺序为KBrO3＞KClO3＞Cl2＞Br2

C．反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为6∶1

D．③中1mol还原剂反应则氧化剂得到电子的物质的量为2mol

答案　B

解析　一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应称为置换反应，故反应②不是置换反应，A项错误；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，由题意可知，氧化性的强弱顺序为KBrO3＞KClO3＞Cl2＞Br2，B项正确；反应②中参加反应的HCl为6mol，其中作还原剂的HCl为5mol，故还原剂HCl与氧化剂KClO3的物质的量之比为5∶1，C项错误；在氧化还原反应中得失电子守恒，反应③中还原剂为Cl2，根据反应前后氯元素化合价的变化，1molCl2参加反应失去10mol电子，D项错误。

[能力提升]

11．从下列各组反应中，对比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，________（填化学式，下同）还原性最强；Cu2＋、Fe2＋、Ag＋中，__________氧化性最强。

（2）铁钉在氯气中被锈蚀成棕黄色物质FeCl3，而在盐酸中生成淡绿色溶液（FeCl2溶液）。

则氯气分子、氯离子、氢离子中____________具有氧化性，__________氧化性最强。

答案　

（1）Fe　Ag＋　

（2）H＋、Cl2　Cl2

解析　

（1）由反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu可知，氧化性Cu2＋>Fe2＋，还原性Fe>Cu；由Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu（NO3）2可知，氧化性Ag＋>Cu2＋，还原性Cu>Ag，故Fe的还原性最强，Ag＋的氧化性最强。

（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。

12．化学实验中，如使其步骤中的有害产物作为另一步骤的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该种有害物质。

例如下图中：

（1）在上述有编号的步骤中，需用还原剂的是________（填编号，下同），需用氧化剂的是____________。

（2）完成步骤①的化学方程式，用单线桥法标出电子转移的方向和数目：

Na2Cr2O7＋6KI＋14HCl===2CrCl3＋2NaCl＋6KCl＋3I2＋________。

答案　

（1）①　④⑥

（2）

===2CrCl3＋2NaCl＋6KCl＋3I2＋7H2O

解析　先分析图中各步元素化合价的变化，然后进行判断。

其中铬元素的化合价升高的有：

④（

Cl3―→Na2

O4）、⑥（Na

O2―→Na2

O4），需与氧化剂反应；铬元素的化合价降低的有：

①（Na2

2O7―→

Cl3），需与还原剂反应；铬元素化合价无变化的有②③⑤。

13．储氢纳米碳管的成功研制体现了科技的进步。

用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。

这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。

其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2（SO4）3和H2O七种。

（1）请用上述物质填空，并配平化学方程式：

C＋

________＋

H2SO4===

________＋

________＋

Cr2（SO4）3＋

H2O

（2）上述反应中氧化剂是________（填化学式），被氧化的元素是________（填元素符号）。

（3）H2SO4在上述反应中表现出来的性质是________（填字母）。

A．氧化性B．氧化性和酸性

C．酸性D．还原性和酸性

答案　

（1）3　2　K2Cr2O7　8　3　CO2↑　2　K2SO4　2　8　

（2）K2Cr2O7　C　（3）C

解析　综合所给物质的化合价和反应的部分化学方程式可知，该反应中氧化剂为K2Cr2O7，还原产物为Cr2（SO4）3，还原剂为C，氧化产物为CO2。

由

―→

O2、K2C

2O7―→

2（SO4）3变化过程中得失电子守恒，配平得3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4===3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2（SO4）3＋8H2O。

显然，H2SO4在反应中表现酸性。

14．某反应中反应物与生成物有：

AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。

（1）已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。

（2）已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为________。

（3）根据上述反应可推知________（填字母）。

a．氧化性：

KBrO3＞H3AsO4

b．氧化性：

H2AsO4＞KBrO3

c．还原性：

AsH3＞X

d．还原性：

X＞AsH3

（4）将氧化剂和还原剂及配平后的化学计量数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目。

＋

答案　

（1）AsH3　

（2）Br2　（3）ac

（4）

解析　

（1）得到电子的物质是氧化剂。

KBrO3得到电子，则KBrO3是氧化剂。

那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As元素为－3价，反应后变为H3AsO4。

（2）氧化还原反应中得失电子守恒。

0.2molKBrO3在反应中得1mol电子，则1molKBrO3得5mol电子，即反应后Br的化合价降低5价，降为0价，故另一物质为Br2。

（3）氧化还原反应的基本规律：

氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物。