氧化还原反应的概念及关系(混合修改版)2015修改版

第六讲氧化还原反应的概念及关系
一、元素的化学性质与原子结构的关系
1．核外电子排步的初步知识
（1）电子层——核外电子分层运动
（2）原子结构示意图
2．元素的化学性质与原子结构的关系
①通常认为这种最外层有8个电子的（最外层是第一层时有2个电子）结构，是一种稳定的结构。

②金属元素的原子的最外层电子数目一般少于4个。

在化学反应中，金属元素的原子比较容易失去最外层电子而使次外层变为最外层，达到8电子的稳定结构。

一般来讲，电子层数越多、最外层电子数越少的金属原子越容易失去最外层电子。

如钠原子容易失去第三层的1个电子。

③非金属元素的原子的最外层电子数目一般多于或等于4个。

在化学反应中，非金属元素的原子比较容易获得电子，也使最外层达到8个电子的稳定结构。

一般来讲，电子层数越少，最外层电子数越多的非金属原子越容易获得电子。

如，氯原子第三电子层有7个电子，
容易得到1个电子达到8个电子稳定结构。

所以，元素的化学性质跟它的原子的最外层电子数目关系非常密切。

因此必须注意：元素的种类是由原子的核电荷数（核内质子数）来决定的，元素的化学性质主要是由它的原子的最外层电子数目来决定的。

二、化合价
1.化合价的概念
一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子化合的性质叫做这种元素的化合价。

2.化合价的规律
（1）元素化合价与原子结构的内在联系
最外层电子数决定元素的化合价。

失去1个电子就显+1价，得到1个电子就显—1价，依此类推。

（2）代数和为零规律
在化合物中，各元素化合价的代数和为零。

（3）显正价和显负价的规律
金属元素只有正化合价；在非金属与非金属元素形成的化合物中，得电子能力强的元素显负价，得电子能力弱的元素显正价。

含氧酸根离子中，氧元素均显正价。

（4）最高正价和最低负价规律
最高正化合价=最外层电子数（氟、氧元素例外）
最低负化合价=－（8－最外层电子数）
最高正价与最低负价的绝对值之和为8
三、氧化还原反应的概念
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
结论：根据得失氧的情况，得到氧的反应是氧化反应；
失去氧的反应是还原反应。

一种物质被氧化，另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。

2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
结论：根据化合价升降情况，所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应；
所含元素的化合价降低的物质发生还原反应。

反应前后有元素化合价升降的反应叫氧化还原反应。

3．从电子转移的角度认识氧化还原反应
结论：根据元素的化合价变化与电子得失或电子对偏移的关系，从电子得失的角度分析失去电子的反应为氧化反应，得到电子的反应为还原反应。

凡有电子转移(得失或偏移)的化学反应叫氧化还原反应。

4.小结
氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移)；
特征是反应前后元素的化合价发生变化。

判断方法为标明元素的化合价，分析元素的化合价是否变化。

四、氧化还原反应与四种基本反应的关系
五、氧化还原反应的基本概念
1.氧化剂和还原剂
氧化剂：得到电子或电子对偏向的物质———所含元素化合价降低的物质还原剂：失去电子或电子对偏离的物质———所含元素化合价升高的物质2.氧化产物和还原产物
氧化产物：氧化反应得到的产物
还原产物：还原反应得到的产物
3.氧化性和还原性
(1)氧化性：氧化剂得电子的能力。

(2)还原性：还原剂失电子的能力。

4. 氧化反应和还原反应
氧化反应（被氧化）：指反应物中的某元素失电子、化合价升高的反应过程。

(1)氧化反应的对象是反应物中的某元素；
(2)氧化反应的本质是元素的原子失去电子；
(3)氧化反应的特征是元素化合价升高；
(4)氧化反应对反应过程而言。

还原反应（被还原）：指反应物中某元素得电子、化合价降低的反应过程。

(1)还原反应的对象是反应物中的某元素；
(2)还原反应的本质是元素的原子得到电子；
(3)还原反应的特征是元素化合价降低；
(4)还原反应对反应过程而言
六、氧化还原反应的基本概念之间的关系
例题精析
【例题1】判断一个反应是否为氧化还原反应的标准是( ) A．是否有氧元素参加反应
B．是否为置换反应
C．同一元素的化合价在反应前后是否发生变化
D．是否为化合反应或分解反应
【答案】 C
【解析】氧化还原反应的特征是元素化合价有升降。

【例题2】有关氧化还原反应实质的说法中正确的是( )
A．是否有电子转移
B．是否有元素化合价的变化
C．是否有氧元素的参加
D．是否有原子的重新组合
【答案】 A
【解析】氧化还原反应的实质是电子转移(包括电子得失和偏移)，而外部特征是元素化合价发生变化。

只要有元素化合价升降的反应就是氧化还原反应，与是否有氧元素参加无关。

【答案】 D
【解析】只要是反应前后存在元素化合价升降的化学反应，都属于氧化还原反应。

【例题4】下列实验现象与氧化还原反应有关的是(多选)( )
A．碳酸钠中加入CaCl2溶液产生白色沉淀物
B．硫酸铜溶液中插入铁片，铁片上出现红色沉淀物
C．石灰石溶于盐酸并产生气泡
D．铁在氧气中燃烧，剧烈反应火星四射
【答案】BD
【解析】A、B、C、D四项发生反应的化学方程式分别为：
A项：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
B项：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
C项：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
D项：3Fe＋2O2Fe3O4
通过分析元素化合价升降结果可知A、C项中无元素化合价发生变化，B、D项中有元素化合价发生变化，属于氧化还原反应。

解题方法指导与归纳1
氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移)；
特征是反应前后元素的化合价发生变化。

判断方法为标明元素的化合价，分析元素的化合价是否变化。

【例题5】“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”可用如
图表达。

其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为__________反应。

写出有关
水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：________________。

写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式___________________，其中水为________剂。

【答案】分解NaOH＋HCl===NaCl＋H2O(其他合理答案也可)
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑氧化(合理即可)
【解析】因为化合反应和分解反应，都是部分属于氧化还原反应，部分属于非氧化还原反
应，故若Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为分解反应。

进而判断出Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应，可分别举以下两个例子：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O,2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(其中H2O为氧化剂)。

解题方法指导与归纳2
(1).置换反应一定是氧化还原反应；
(2).分解反应一定不是氧化还原反应；
(3).单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应是氧化还原反应。

【例题6】已知下列四个反应：
①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②2F2＋2H2O===4HF＋O2
③Cl2＋H2O===HCl＋HClO
④C＋H2O(g)===CO＋H2
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________。

【答案】(1)①④(2)②(3)③
【解析】H2O中H元素为＋1价，当生成H2时，氢元素化合价降低，此时H2O 作氧化剂；H2O中O元素为－2价，当生成O2时，氧元素化合价升高，此时H2O作还原剂。

因此，结合①、②、③、④四个反应方程式的特点可知①、④中H2O只作氧化剂，②中H2O 只作还原剂，③中H2O既不作氧剂又不作还原剂。

【例题7】制备氰氨基化钙的化学方程式CaCO3＋2H===Ca2＋CO↑＋H2↑＋CO2↑，在反
应中( )
A．氢元素被氧化，碳元素被还原
B．H是氧化剂，CaCO3是还原剂
C．Ca2是氧化产物，H2为还原产物
D．CO为氧化产物，H2为还原产物
【答案】C
【解析】该题的最关键的一点是分析各元素的化合价变化，难点是碳元素在H和Ca2中的化合价，从反应物CaCO3到生成物CO2，碳的化合价均为＋4价，没有改变，再从生成物H2分析发现氢的化合价降低，显然H中H得电子，H是氧化剂，而CaCO3中的各元素化合价均无变化，则还原剂也必是H，其中的碳元素一定被氧化，在H中碳为＋2价，CO中的碳也为＋2价，则Ca2中的碳为＋4价，故Ca2为氧化产物。

【例题8】下列变化需要加入还原剂才能实现的转化是( )
A．浓H2SO4→SO2B．Fe2＋→Fe3＋
C．H2S→SO2D．HCO3-→CO2
【答案】A
【解析】需要加入还原剂才能实现转化，即该过程被还原，元素的化合价降低。

A项，S元素由＋6→＋4；B项，Fe 元素由＋2→＋3；C项，S元素由－2→＋4；D项，元素化合价无变化。

课堂小结
1.理解氧化还原反应的本质和特征，能够判断反应是否为氧化还原反应。

2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。

3.能够判断氧化还原反应的一些基本概念，理解其联系
课堂过关
1．下列说法错误的是（）
A．置换反应一定是氧化还原反应B．化合反应不可能是氧化还原反应
C．分解反应可能是氧化还原反应D．凡是氧化还原反应，都不可能是复分解反应2．不属于四种基本类型反应的氧化还原反应是（）
A．2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑B．2Na+Cl2点燃2NaClC．Zn+CuSO4ZnSO4+CuD．Fe2O3+3CO △2Fe+3CO2
3．下列叙述正确的是（）
A．氧化还原反应的本质是化合价发生变化
B．有单质产生的分解反应一定是氧化还原反应
C．氧化剂在同一反应中既可以是反应物,也可以是生成物
D．还原剂在反应中发生还原反应
4．下列关于氧化还原反应说法正确的是（）
A．肯定一种元素被氧化，另一种元素被还原
B．某元素从化合态变成游离态，该元素一定被还原C．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
D．在氧化还原反应中非金属单质一定是氧化剂
5．下列叙述中，正确的是（）
A．含金属元素的离子一定是阳离子
B．在氧化还原反应中，非金属单质一定是还原剂C．某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原
D．金属阳离子被还原不一定得到金属单质
6．下列反应中属于氧化还原反应的是（）
A．Zn+2HCl ZnCl2+H2↑B．NH4HCO3△NH3↑+CO2↑+H2OC．CO2+H2O H2CO3D．CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4 7．下面有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B.肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
C.非金属单质在反应中只作氧化剂
D.某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原
E.金属原子失电子越多，其还原性越强
8．下列有关实验室制取气体的反应中，其原理不属于氧化还原反应的是（）A．实验室中用稀硫酸与锌粒反应制取H2
B．实验室中用高锰酸钾加热分解制取O2
C．实验室中用浓盐酸与二氧化锰加热制取Cl2
D．实验室中用稀盐酸与石灰石反应制取CO2
9．属于氧化还原反应的离子方程式的是（）A．CaCO3＋2H+＝Ca2+＋CO2↑＋H2O B．2Fe2+＋Cl2 ＝2Fe3+＋2Cl-
C．HCO3-＋Ｈ+＝CO2­＋H2OD．2Na＋2H2O ＝2Na+＋2OH-＋H2↑
10．氧化还原反应发生在同种元素之间的是（）A．Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑B．2H2S＋SO2＝3S＋2H2O
C．H2＋CuO＝Cu ＋H2O D．2H2O 2H2↑＋O2↑
11．下列反应中，属于非氧化还原反应的是( )
A.3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O
B.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O
C.3H2O2+2KCrO2+2KOH=2K2CrO4+4H2O
D.3CCl4+K2Cr2O7＝2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl
12．同种元素的同一价态，部分被氧化或部分被还原的反应是( )
A.3Br2+6KOH=5KBr+KBrO3+3H2O
B.NH4NO3△N2O+2H2O
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO
D.2KNO3△2KNO2+O2↑
13．下列表示SO2被还原的反应是（）A．SO2+2H2O+Cl2H2SO4+2HClB．SO2+2H2S3S+2H2OC．SO2+H2O
H 2SO3D．2SO2+O22SO314．金属加工后的废切削液中含2%~5%的NaNO2，它是一种环境污染物。

人们用NH Cl溶液来处理此废切削液，使NaNO2转化为无毒物质。

该反应分两步进行：
第一步：NaNO 2+NH4Cl NaCl+NH4NO2
第二步：NH4NO2N2↑+2H2O
下列对第二步反应的叙述中正确的是( )
①NH4NO2是氧化剂②NH4NO2是还原剂③NH4NO2发生了分解反应④只有氮元素的化合价发生了变化⑤NH4NO2既是氧化剂又是还原剂
A.①③
B.①④
C.②③④
D.③④⑤
15．从氧气、镁、氧化铜、高锰酸钾、木炭、氯化钡溶液和稀硫酸中选择反应物，按基本反应要求，写出相应化学方程式（每种反应物只能用一次）。

（1）化合反应；
（2）分解反应；
（3）置换反应；
（4）复分解反应；16．已知下列反应：
①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑②2F2+2H2O=4HF+O2
③Cl2+H2O=HCl+HclO ④2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
⑤CaO+H2O=Ca(OH)2 ⑥CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2
(1)其中水在反应中作氧化剂的反应是(填代号下同).
(2)其中水在反应中作还原剂的反应是.
(3)其中水在反应中既不作氧化剂也不作还原剂的反应是.。