第4讲 氧化还原反应(2)

专题六 氧化还原反应
一、知识整理
1．凡有电子得失或共用电子对偏移的一类反应称氧化还原反应，其特征是反应前后有元素化合价发生变化。

氧化反应和还原反应同时发生，在任何一个氧化还原反应中，得失电子数必定相等。

2．一般来说，强氧化剂与强还原剂反应后生成的产物，其还原性，氧化性较弱。

如2I － ＋ Cl 2 2Cl －
＋ I 2 强还原剂 强氧化剂 弱还原性 弱氧化性
据此判断：氧化性Cl 2＞I 2 还原性I －＞Cl －
3．氧化性、还原性的强弱，决定于物质得失电子的难易，而不决定于得失电子的多少。

物质越易得到电子，其氧化性越强，常见的氧化剂有金属阳离子，活泼的非金属单质以及含
较高价态元素的物质，如Fe 3＋、Sn 4＋
、O 2、Cl 2、KMnO 4、K 2Cr 2O 7、浓H 2SO 4、HNO 3等。

元素的最高价态物质只具有氧化性，最低价态物质只具有还原性，中间价态物质既具有氧化性，又具有还原性。

物质越易失电子，还原性越强，含较低价态元素的物质常作还原剂，常见的还原剂有金
属单质，H 2、C 、CO 、S 2－、I －、Sn 2＋、Fe 2＋
等。

一般来说，元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强；金属的金属性、金属活动性越弱，则该金属的阳离子的氧化性越强。

4．同种元素间，价态相距越大，发生反应的可能性越大。

价态相近或相邻，则难以发生氧化还原反应。

如Fe 与Fe 3＋能反应，Fe 2＋与Fe 3＋
，SO 2与H 2SO 4(浓)之间不能发生反应。

含同种元素的还原剂、氧化剂的化合价升降不会出现交叉状态。

如出现如下情况是错误的：
例如：3H 2)4(6O S 浓+＋-2
2S Na 2NaHSO 4＋24O S +↑＋0
S ↓＋3H 2O
6
S +4
S +而不是0
S
2
S
-0
S 而不是4
2O S +
当一种还原剂与几种还原剂接触时，一般是还原性强的还原剂首先与氧化性强的物质反应。

二、重点知识解析
1．氧化还原反应的实质 有电子得失或转移(微观)。

特征：有化合价变化(升降)(宏观)。

2．有关氧化还原反应的一些基本概念
得电子→化合价下降→做氧化剂→发生还原反应→得到还原产物 失电子→化合价上升→做还原剂→发生氧化反应→得到氧化产物 3．氧化性、还原性的判断 (1)根据微粒结构
原子最外层电子数多，半径小→易得电子→氧化性强
如同周期：F ＞O ＞N ＞C 同主族：F ＞Cl ＞Br ＞I
原子最外层电子数少，半径大→易失电子→还原性强 如同周期：Na ＞Mg ＞Al
同主族：Li ＜Na ＜K ＜Rb ＜Cs (2)根据化合价
最高价元素只有氧化性，如-4MnO 、Fe 3
＋
、浓H 2SO 4、HNO 3等。

最低价元素只有还原性，如S 2－
、Cl －
、Br －
、I －
、金属单质等。

中间价态既有氧化性，又有还原性，如-23SO 、S 、Fe 2＋
等。

但是价态只是提供可能性，高价态(例如稀H 2SO 4中6
S +)不一定具有氧化性，低价态(例如NaS 中2
S -)不一定具有还原性，还要看反应条件(酸度、浓度、温度等)。

注意：氧化性(还原性)的强弱与得(失)电子能力有关，与价态无必然关系。

如-24SO 中S 为＋6价，当-24SO 在溶液中不体现出氧化性时，可和S 2－
共存。

再比如：HClO 中氯元素价态比HClO 4中氯元素价态低，但HClO 氧化性比HClO 4强，HClO 4氧化性非常弱。

(3)根据反应方程式
氧化性：氧化剂＞氧化产物 还原性：还原剂＞还原产物 (4)根据反应条件
如F 2、Cl 2、Br 2、I 2均能和H 2反应生成气态氢化物。

F 2＋H 2
爆炸
暗冷、、2HF
Cl 2＋H 2光照或点燃
2HCl
Br 2＋H 2不断加热
2HBr
I 2＋H 2
2HI
但反应条件由F 2→I 2越来越苛刻，说明氧化性由F 2→I 2逐渐减弱。

(5)将变价物质氧化(还原)得越彻底，说明氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强
如：Cl 2将Fe 、Cu 氧化成3
Fe +、2
Cu +，而S 将Fe 、Cu 氧化成+
2Fe 、1
Cu + 说明Cl 2的氧化性比S 强。

4．影响氧化性、还原性强弱的因素
(1)温度，通常温度升高，有利于氧化还原反应的发生或加速。

如实验室制取Cl 2要在加热条件下进行，H 2和Cl 2在常温下共存等。

(2)浓度：如氧化性：浓HNO 3＞稀HNO 3，浓H 2SO 4＞稀H 2SO 4 还原性：浓HCl ＞稀HCl (实验室用MnO 2制Cl 2必须选用浓HCl )
(3)酸碱性：一般溶液酸性越强，氧化剂的氧化性越强。

如-3NO 、-
23SO 只有在(H ＋
)条
件下才有氧化性，ClO －与Cl －
在弱酸性条件下可共存，在强酸性条件下会发生氧化还原反应，不能共存等。

5．几类重要的氧化还原反应 (1)归中(归一)反应
同种元素的不同价态之间发生电子转移，生成中间价态物质的反应。

如Na 1
H -＋1
H +2O
NaOH ＋20H ↑ K 5Cl +O 3＋1
Cl
6H -30
2Cl ↑＋KCl ＋3H 2O
(2)歧化反应
同种元素的某价态内部发生电子转变，生成该元素多种变价物质的反应。

如0
2Cl ＋H 2O 1Cl H -＋O Cl H 1
+
(3)置换反应
金属置换金属 如Fe ＋CuSO 4；Al ＋Fe 3O 4 金属置换非金属 如Al ＋稀H 2SO 4；Mg ＋CO 2 非金属置换非金属 如F 2＋H 2O ；SiO 2＋C 非金属置换金属 如CuO ＋H 2；Fe 2O 3＋C 三、典型例题解析
【例1】对于反应NH 3＋H －
H 2＋-
2NH 的正确说法是
A ．属于置换反应
B ．H －
是还原剂 C ．NH 3既是氧化剂，又是还原剂 D ．H 2既是氧化产物，又是还原产物 【知识点】氧化还原反应 【能力层次】了解 【答案】BD
【思路解析】A ．反应前无单质不属置换反应；B ．H －
被氧化成H 2是还原剂；C ．NH 3
中氢元素被还原成H 2是氧化剂不是还原剂；D ．H 2既是1
H +被还原的产物又是H －
被氧化的产物。

所以答案为BD 。

【例2】在反应Zn ＋2HNO 3＋NH 4NO 3N 2＋3H 2O ＋Zn (NO 3)2中每溶解1 mol Zn ，电子转移了 A ．2 mol B ．3 mol C ．4 mol
D ．5 mol
【知识点】氧化还原反应 【能力层次】理解 【答案】D
【思路解析】本题在读题时易靠惯性思维，认为溶解1 mol Zn 当然转移2 mol 电子，从
而错选A ，这种惯性思维导致根本不通过标化合价的方法观察是否有其他元素也在失e －。

【例3】在下列反应中：P ＋CuSO 4＋H 2O Cu 3P ＋H 3PO 4＋H 2SO 4，1 mol Cu 2＋
能氧化P 的物质的量为 A ．mol 5
1 B ．
mol 15
11
C ．
mol 5
2
D ．mol 3
1
【知识点】氧化还原反应 【能力层次】理解 【答案】A
【思路解析】本题的一般解题思路是：
先配平：11P ＋15CuSO 4＋24H 2O 5Cu 3P ＋6H 3PO 4＋15H 2SO 4
再找得失关系：15Cu 2＋
→151
Cu + 0P →45
3PO H +
15 mol Cu 2＋
反应后生成6 mol H 3PO 4，所以 1 mol Cu 2＋
可氧化
156mol 即5
2
mol P ，错选C ，错在忽略了P 元素的歧化反应，即 6 mol H 3PO 4中有一部分P 是通过自身歧化得来而非
被Cu 2＋
氧化。

正确的思路应是：紧扣题意，根据价态变化得出：1 mol +
2Cu −−→−-
e 得1mol 1Cu +，被2
Cu +氧化的P 即失电子给2
Cu +的P ，0
P −−−→−-
e 5失5
P +，失1 mol 电子需
5
1
mol 的P 。

所以正确答案为A 。

【例4】三氟化氮(NF 3)是一种无色无味的气体，它是氨气(NH 3)和氟(F 2)在一定条件下直接反应得到：4NH 3＋3F 2NF 3＋3NH 4F ，下列关于NF 3的叙述正确的是 A ．NF 3是离子化合物 B ．NF 3的还原性比NH 3强 C ．NF 3的氧化性比F 2强 D ．NF 3中的N 呈＋3价 【知识点】氧化还原反应 【能力层次】理解 【答案】D
【思路解析】F 2是氧化性最强的非金属单质，在此反应中作氧化剂，将－3价的氮元素部分氧化为＋3价，氧化产物为NF 3，所以 F 2的氧化性比NF 3强，C 选项错误；同理，NH 3作还原剂，还原性强于还原产物NF 3，B 选项错误；NF 3皆由非金属元素组成，是共价化合物，A 选项错误。

【例5】14 g Cu 、Ag 合金与一定量的HNO 3反应，将产生的气体与1.12 L O 2(标准状况下)混合通入水中，恰好被全部吸收，则合金中Cu 的质量为多少克? 【知识点】有关氧化还原反应的计算 【能力层次】理解 【答案】3.2 g 【思路解析】 解：
在①过程中，Cu 、Ag 将电子转移给HNO 3中的5
N +，生成气体。

在②过程中，生成的气体将电子转移给O 2，重新生成HNO 3。

∴HNO 3中5
N +最终仍为＋5价态，在整个反应中只起到传递电子的作用，最终的电子转
移发生在Cu 、Ag 和O 2之间。

0
Cu −−−→−-
失2e 2Cu + 0
Ag −−→−-
e 失1Ag + 0
2O −−−→−-
4e 得2
O 2-
设混合物中Cu x mol Ag y mol
则：⎪⎩
⎪
⎨⎧⨯=+=+)电子守恒(422.41.12
2)
质量守恒(1410864y x y x ⎩⎨
⎧==⇒⎩⎨⎧==⇒g 08.1M g
2.3M 1.005.0Ag
Cu y x 答：合金中Cu 的质量为3.2 g 。

四、反馈练习
1．(2007全国Ⅱ)在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是 ( ) A ．C ＋H 2O
CO 2＋H 2
B ．3NO 2＋H 2O
2HNO 3＋NO
C ．2Na 2O 2＋2H 2O 4NaOH ＋O 2 ↑
D ．2F 2＋2H 2O 4HF ＋O 2
2．(2008上海)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 ．F 2、K 、HCl B ．Cl 2、Al 、H 2 C ．NO 2、Na 、Br 2 D ．O 2、SO 2、H 2O
3．(2008海南)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。

当生成1 mol 硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为 ( ) A ．2 mol B ．1 mol C ．0.5 mol D ．0.25 mol 4．(2008上海)已知在热的碱性溶液中，NaClO 发生如下反应：3NaClO 2NaCl ＋NaClO 3。

在相同条件下NaClO 2也能发生类似的反应，其最终产物是 ( ) A ．NaCl 、NaClO B ．NaCl 、NaClO 3 C ．NaClO 、NaClO 3 D ．NaClO 3、NaClO 4
5．(2008全国Ⅱ)(NH 4)2SO 4在高温下分解，产物是SO 2、H 2O 、N 2和NH 3。

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 ．SO 2、H 2O 、N 2、NH 3 B ．N 2、SO 2、H 2O 、NH 3 C ．N 2、SO 2、NH 3、H 2O D ．H 2O 、NH 3、SO 2、N 2
6．(2008广东理科基础)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Al 2O 3＋N 2＋3C 2AlN ＋
3CO 合成。

下列叙述正确的是 ( )
A ．上述反应中，N 2是还原剂，Al 2O 3是氧化剂
B ．上述反应中，每生成1 mol AlN 需转移3 mol 电子
C ．AlN 中氮元素的化合价为＋3
D ．AlN 的摩尔质量为41 g
7．(2008重庆)下列做法中用到物质氧化性的是()
A．明矾净化水B．纯碱除去油污
C．臭氧消毒餐具D．食醋清洗水垢
8．(2007全国Ⅰ)已知氧化还原反应：2Cu(IO3)2＋24KI＋12H2SO42CuI ↓＋13I2＋12K2SO4＋12H2O，其中1 mol氧化剂在反应中得到电子()
A．10 mol B．11 mol C．12 mol D．13 mol 9．(2007山东)一定体积的KMnO4溶液恰好能氧化一定质量的KHC2O4·H2C2O4·2H2O。

若用0.1000mol·L－1的NaOH溶液中和相同质量的KHC2O4·H2C2O4·2H2O，所需NaOH溶液的体积恰好为KMnO4溶液的3倍，则KMnO4溶液的浓度(mol·L－1)为()提示：①H2C2O4是二元弱酸；
②10[KHC2O4·H2C2O4]＋8KMnO4＋17H2SO48MnSO4＋9K2SO4＋40CO2↑＋32H2O
A．0.008889 B．0.08000 C．0.200 D．0.240 10．(2007江苏)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2。

其反应原理为：
C3N3(OH)33HNCO；8HNCO＋6NO27N2＋8CO2＋4H2O。

下列说法正确的是()
A．C3N3(OH)3与HNCO为同一物质B．HNCO是一种很强的氧化剂
C．1 mol NO2在反应中转移的电子为4 mol D．反应中NO2是还原剂
【反馈练习答案】
1．A 2．A 3．D 4．B 5．C 6．B 7．C 8．B 9．B 10．C。