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05 氧化还原反应（讲）（1） 考纲要求1.理解氧化还原反应的本质和特征2.从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念3.会比较与判断氧化性或还原性强弱4.知道常见的氧化剂和还原剂5.能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目6.能配平化学方程式7.能运用氧化还原反应的规律进行有关计算（2） 命题规律氧化还原反应是高中化学的核心理论，贯穿于高中化学学习的始终， 也是高考考查的重点和热点内容，很少会以专门考题出现，但融入其他专题进行考查,分散在各种题型中。近三年的高考中，主要考查氧化还原反应的相关概念判断和氧化还原反应方程式的书写。考题分布既有客观题又有主观题，它们与元素及其化合物性质及有关化学实验密切联系在一起，尤其是重要物质制备与氧化还原反应的结合，陌生的氧化还原反应方程式的书写成为近年来考查的亮点，需要重点关注书写提供信息的陌生的氧化还原反应(或离子)方程式，只要利用所给的信息并按氧化还原反应或离子反应规律预测产物，再加以配平，即可得氧化还原反应的化学方程式的。【例1】【2016年高考上海卷】O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是（ ）A氧气是氧化产物BO2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：4【答案】D【解析】【考点定位】考查氧化还原反应的有关概念和简单计算。【名师点睛】本题主要涉及氧化还原反应， 氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。在反应中，氧化剂是得到电子的或电子对偏向的物质，本身具有氧化性，反应后化合价降低，对应的产物是还原产物；还原剂是失去电子的或电子对偏离的物质，本身具有还原性，反应后化合价升高，对应的产物为氧化产物。整个反应过程电子从还原剂转移到氧化剂。一定记清各概念之间的关系：还原剂化合价升高失去电子被氧化发生氧化反应生成氧化产物；氧化剂化合价降低得到电子被还原发生还原反应生成还原产物。【例2】【2016年高考新课标卷】(14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（1）NaClO2中Cl的化合价为_。（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)【答案】(1)+3价；(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4；(3)NaOH溶液 ；Na2CO3溶液 ；ClO2-(或NaClO2)；(4)2:1； O2；(5)1.57g。【解析】【考点定位】考查混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用的知识。【名师点睛】化合价是元素形成化合物时表现出来的性质，在任何化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0，掌握常见元素的化合价，并根据元素吸引电子能力大小及化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于0的原则判断元素的化合价。有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，元素化合价升高，失去电子，该物质作还原剂，变为氧化产物；元素化合价降低，获得电子，该物质作氧化剂，变为还原产物，元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移的数目；可利用最小公倍数法配平氧化还原反应方程式，对于离子反应，同时还要符合电荷守恒及原子守恒。物质的氧化能力大小可结合每1mol物质获得电子的多少，获得电子越多，其氧化能力就越强。一、氧化还原反应的基本概念及相互关系1氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移，特征是反应前后元素化合价的升降；判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。2基本概念 （1）氧化反应：失去电子(化合价升高)的反应。（2）还原反应：得到电子(化合价降低)的反应。（3）氧化剂(被还原)：得到电子的物质(所含元素化合价降低的物质)。（4）还原剂(被氧化)：失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)。（5）氧化产物：还原剂失电子后对应的产物(包含化合价升高的元素的产物)。（6）还原产物：氧化剂得电子后对应的产物(包含化合价降低的元素的产物)。 3氧化还原反应的表示方法（1）双线桥法箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。箭头方向不代表电子转移方向，仅表示电子转移前后的变化。在“桥”上标明电子的“得”与“失”，且得失电子总数应相等。 （2）单线桥法箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。箭头方向表示电子转移的方向。在“桥”上标明转移的电子总数。 4氧化还原反应与四种基本反应类型的关系（1）有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应；（2）有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应；（3）置换反应一定是氧化还原反应；（4）复分解反应一定不是氧化还原反应。5常见的氧化剂和还原剂重要的氧化剂一般有以下几类：（1）活泼的非金属单质，如Cl2、Br2、O2等。（2）元素(如Mn等)处于高化合价时的氧化物，如MnO2等。（3）元素(如S、N等)处于高化合价时的含氧酸，如浓H2SO4、HNO3等。（4）元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐，如KMnO4、KClO3、FeCl3等。 （5）过氧化物，如Na2O2、H2O2等。 重要的还原剂一般有以下几类：（1）活泼的金属单质，如Na、Al、Zn、Fe等。（2）某些非金属单质，如H2、C、Si等。（3）元素(如C、S等)处于低化合价时的氧化物，如CO、SO2等。（4）元素(如Cl、S等)处于低化合价时的酸，如HCl、H2S等。 （5）元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐，如Na2SO3、FeSO4等。 二、氧化性、还原性及其强弱比较氧化性得电子能力，得到电子越容易氧化性越强。还原性失电子能力，失去电子越容易还原性越强。物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易程度，与得失电子的数目无关。如：Na、Mg、Al的还原性强弱依次为NaMgAl；浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱为浓HNO3稀HNO31根据氧化还原反应原理氧化性：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。 2根据元素的化合价如果物质中某元素具有最高价，该元素只有氧化性；物质中某元素具有最低价，该元素只有还原性；物质中某元素具有中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。3根据金属、非金属的活动性顺序在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越强，其阳离子的氧化性就越弱。 一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。4根据元素周期表同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。5根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低)，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时，条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大，则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越强。6根据电化学原理判断a根据原电池原理判断：两种不同的金属构成原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。其还原性：负极正极。b根据电解池原理判断：用惰性电极电解混合液时，若混合液中存在多种金属阳离子时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强(相应的金属单质的还原性较弱)，若混合液中存在多种阴离子，在阳极先放电的阴离子的还原性较强(相应的非金属单质的氧化性较弱)。7其他条件一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。氧化性还原性强弱的比较是考试的一个难点，基本考查方式一是比较氧化性还原性的强弱，二是根据氧化性还原性强弱，判断反应能否进行。总的解题依据是一个氧化还原反应能进行，一般是氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还原产物的还原性。但要考虑到某些特殊情况如符合特定的平衡原理而进行的某些反应。三、氧化还原反应规律1价态变化规律（1）归中规律：含同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价低价中间价”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”)，也可以不同，但此时必是高价转变成较高中间价，低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。（2）歧化规律：同一种物质中的同一元素部分化合价升高，另一部分化合价降低，发生自身的氧化还原反应。2优先规律 在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时，当加入氧化剂时，还原性强的还原剂优先被氧化；同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时，当加入还原剂时，氧化性强的氧化剂优先被还原。如：把少量Cl2通入FeBr2溶液中，Fe2先失电子；把少量Cl2通入FeI2溶液中，I先失电子。3守恒规律（1）内容。质量守恒：反应前后元素的种类、原子的数目和质量不变。电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数，表现为化合价升高的总数等于化合价降低的总数。电荷守恒：离子方程式中反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。（2）应用：运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。如用铜电极电解Na2SO4溶液，其阳、阴极产物及转移电子关系式为：Cu22eH22OH。四、氧化还原反应方程式的配平（1）配平原则：电子守恒、原子守恒、电荷守恒（2）配平步骤(以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例)：配平按以下五步进行。 标明反应前后化合价有变化的元素的化合价 通过求最小公倍数使化合价升降总数相等 确定氧化剂与还原剂的化学计量数 用观察法配平其他物质的化学计量数 检查质量、电荷、电子是否分别守恒【例1】【2016届临沂一模】某离子反应中共有H2O、ClO、NH4、H、N2、Cl六种微粒。其中C(ClO) 随反应进行逐渐减小。下列判断错误的是 （ ）A.该反应的还原剂是NH4B.消耗1mol氧化剂，转移2mol电子C.氧化剂与还原剂的物质的量之比是2：3D.反应后溶液酸性明显增强【答案】C【解析】考点：氧化还原反应【趁热打铁】【百强校2016届静海一中下学期开学考】一定条件下，向含HNO3的废水中加入CH3OH进行污水处理，发生反应5CH3OH+6HNO3=3N2+5CO2+13H2O下列说法正确的是 （ ）ACH3OH被氧化，表现氧化性B此条件下还原性强弱为：N2CH3OHC若氧化产物比还原产物多0.2 mol，则该反应中转移3mole-D该反应过程中断裂的化学键既有极性键又有非极性键【答案】C【解析】试题分析：A显然错误，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，故B错。每发生一摩尔该反应转移电子3 0摩尔，而此时发生了0.1mol该反应，故C正确。该反应过程中只断裂了非极性键，故D错。【考点定位】重点考查了氧化还原反应的相关内容。【例2】【2016届辽宁省部分重点高中协作校模拟】向含有0.2molFeI2的溶液中加入a molBr2。下列叙述不正确的是 （ ）A当a=0.1时，发生的反应为2I-+Br2=I2+2Br-B当a=0.25时，发生的反应为2Fe2+4I-+3Br2=2Fe3+2I2+6Br-C当溶液中I-有一半被氧化时，c(I-):c(Br-)=1:1D当0.2a0.3时，溶液中各离子浓度的关系为2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Br-)+c(OH-)【答案】B【解析】考点：考查氧化还原反应及电荷守恒在微粒浓度的大小比较急计算的应用的知识。【趁热打铁】【百强校2016届滕州一中12月月考】将下列5种物质：N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上_+_+_+_+_ 组成一个未配平的化学方程式，正确的顺序是 （ ）AFeSO4、Fe(NO3)3； Fe2(SO4)3、HNO3 、N2O、H2OBHNO3、FeSO4； Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、N2O 、H2OCHNO3、Fe2(SO4)3； FeSO4、Fe(NO3)3、N2O、H2ODFe2(SO4)3、N2O； FeSO4、HNO3 、Fe(NO3)3、H2O【答案】B【解析】试题分析:在所给的物质组合中，HNO3中氮元素化合价位于最高价，具有氧化性，对应还原产物为N2O，得电子数是4mol，能将还原性的2molFeSO4氧化为Fe2(SO4)3，2mol物质失电子数是2mol，根据氢原子守恒，水在生成物中，发生的反应为：HNO3 +FeSO4 NO2+Fe2(SO4)3+Fe(NO3)3+H2O，答案选B。考点：考查氧化还原反应1.氧化还原反应中的基本概念、配平、计算等考查都是围绕电子转移展开的必须从元素化合价升降上分析氧化还原反应2.对氧化还原反应概念原理综合运用的考查, 要从氧化还原反应的实质及电子转移入手, 正确理解有关概念, 并理清知识线和对应规律。【例】【百强校2016届西安中学上学期第四次月考】浓度为0.05 molL1的Na2SO3溶液24 mL恰好能被20 mL浓度为0.02 molL1的K2Cr2O7溶液氧化为Na2SO4，则K2Cr2O7被还原后得到的产物中Cr元素的化合价为 （ ）A5 B4 C3 D2 【答案】C【解析】考点：考查氧化还原反应中的电子守恒。误区警示：得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。电子守恒法解题的步骤是：首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量，然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下：n(氧化剂)得电子原子数原子降价数n(还原剂)失电子原子数原子升价数。利用这一等式，解氧化还原反应计算题，可化难为易，化繁为简。许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；电解质溶液中的电荷守恒；氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。
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