高一化学人教版同步培优专题讲义4---氧化剂和还原剂

高一化学人教版同步培优专题讲义
氧化剂和还原剂
[明确学习目标] 1.认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。

2.会判断氧化剂和还原剂，会比较物质氧化性或还原性的强弱。

3.会用单线桥法表示氧化还原反应得失电子情况。

学生自主学习
基本概念
1．氧化剂和还原剂
(1)氧化剂：在氧化还原反应中，□01得到电子(或电子对偏向)的物质。

(2)还原剂：在氧化还原反应中，□02失去电子(或电子对偏离)的物质。

2．氧化性和还原性
(1)氧化性：氧化剂所表现出的得电子的性质。

(2)还原性：还原剂所表现出的失电子的性质。

常见的氧化剂和还原剂
氧化还原反应中电子得失情况的表示方法——
单线桥法
1．单线桥的表示方法
2．氧化还原反应的存在
(1)有利于人类生活和生产的方面，如：金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧等。

(2)不利于人类生活和生产的方面，如：易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。

1．在一个氧化还原反应中氧化剂得电子，还原剂失去电子，则在该反应中电子转移总数是两者的和吗？
提示：电子转移总数＝氧化剂得电子总数＝还原剂失去电子总数，即氧化剂得到的恰恰是还原剂失去的电子，也就是发生转移的电子。

2．处于最高价态的元素具有强氧化性，处于最低价态的元素具有强还原性。

这句话是否正确？
提示：不正确，一般来说，处于最高价态的元素具有氧化性，但不一定具有强氧化性；处于最低价态的元素具有还原性，但不一定具有强还原性。

例如，KCl中K呈＋1价，是钾的最高价态，但由于K的还原性很强，所以K＋的氧化性很弱。

3．双线桥法和单线桥法有何不同？
提示：双线桥法中箭头是由反应物指向生成物中的同种元素，并注明得失电子；
单线桥法中箭头是由反应物中失去电子的元素指向得到电子的元素。

课堂互动探究
知识点一 氧化还原反应的基本概念
1．概念间的关系图
2．概念分析的方法
(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之间的对应关系。

(3)在分析转移电子总数时，不能将得电子数和失电子数加和作为转移电子总数。

1 已知下列四个反应： ①2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑ ②2F 2＋2H 2O===4HF ＋O
2 ③Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO ④C ＋H 2O(g)=====高温
CO ＋H 2 (1)水只作氧化剂的是________。

(2)水只作还原剂的是________。

(3)水既不作氧化剂也不作还原剂的是________。

[批注点拨]
[解析] H 2O 中H 元素为＋1价，当生成H 2时，H 元素化合价降低，此时H 2O 作氧化剂；H 2O 中O 元素为－2价，当生成O 2时，O 元素化合价升高，此时水作还原剂。

所以①、④中水作氧化剂，②中水作还原剂，③中水既不是氧化剂也不是还原剂。

[答案] (1)①④ (2)② (3)③
[练1] 利用铝热反应原理焊接钢轨的化学方程式为Fe 2O 3＋2Al=====高温
2Fe ＋Al 2O 3。

下列叙述错误的是( )
A ．属于置换反应
B ．属于氧化还原反应
C ．Al 作还原剂
D ．Fe 2O 3被氧化
答案 D
解析 该反应中Fe 2O 3是氧化剂被还原。

[练2] 在反应2KMnO 4＋16HCl(浓)===2MnCl 2＋2KCl ＋5Cl 2↑＋8H 2O 中， (1)氧化剂是________，氧化产物是________(填化学式)。

(2)若生成71 g Cl 2，则被氧化的HCl 是________g 。

答案 (1)KMnO 4 Cl 2 (2)73
解析 (1)分析反应中元素化合价变化，Mn ＋7
―→Mn ＋2
，化合价降低，得到电子，故KMnO 4作氧化剂；Cl －1
―→Cl 0
，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，故Cl 2是氧化产物。

(2)由2HCl 73～Cl 271得，被氧化的HCl 是73 g 。

方法规律 记忆口诀 氧→得→降→还 还→失→升→氧
即：氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物；
还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。

知识点二 依据物质所含元素的化合价判断物质的氧化性和还原性
1．根据物质中所含元素的化合价，可以推测该物质具有氧化性还是还原性，它们在氧化还原反应中可作氧化剂还是还原剂。

2．判断一种物质在反应中作氧化剂还是作还原剂，除考虑所含元素化合价的高低外，还要考虑物质之间的氧化性、还原性的相对强弱。

如H2O2常作氧化剂，但与酸性KMnO4溶液反应时却作还原剂。

一般氧化性较强的物质易与还原性较强的物质反应。

2在氧化还原反应中，下列各组物质均可作氧化剂的是()
A．Cl2、Fe3＋、Al B．Fe3＋、MnO－4、NO－3
C．F－、I－、S2－D．ClO－4、Mg
[批注点拨]
[解析]A项中Al，C项中F－、I－、S2－，D项中Mg都是这些元素的最低价态，只有还原性，只能用作还原剂；B项中＋3价Fe，＋7价Mn、＋5价N都分别是这些元素的最高价态，具有氧化性，可用作氧化剂。

[答案] B
[练3]下列各组物质属于常见氧化剂的一组是()
A．Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B．O2、KMnO4、C、H2
C．Na、K、FeCl2、H2、CO
D．CuO、CO、Fe2O3、H2
答案 A
解析 常作氧化剂的有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3等，常作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。

[练4]下列物质中，按只有氧化性、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、HCl B．Cl2、Al、H2
C．NO2、Na、Br2D．O2、SO2、H2O
答案 A
解析 F没有正价，故F2只具有氧化性；K为金属，金属没有负价，故K的化合价只能升高，不能降低，即K只有还原性；HCl中的Cl－处于最低价态，只有还原性，
H＋只有氧化性，因此HCl既有氧化性又有还原性。

知识点三 单线桥法表示氧化还原反应电子转移的情况
1．单线桥法的基本步骤
2．注意事项
(1)单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素，表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。

(2)箭头已标明电子转移的方向，因此不需再标明“得”或“失”，只标明电子转移数目。

3下列用单线桥表示反应中电子转移的方向和数目正确的是()
[批注点拨]
[解析]正确的标法如下：
[答案] D
[练5]下列表示方法正确的是()
答案 C
解析 A错误，箭头应指向H2O中的H元素；B错误，得到电子为2×3e－；D错
误，Fe 失电子，箭头应由Fe 指向H 。

[练6] 分析反应MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑，用双线桥法和单线桥法标出电子转移的方向和数目。

答案
解析 HCl －1→Cl 02，HCl 失去电子；Mn ＋4O 2→Mn ＋2
Cl 2，MnO 2得到电子。

方法规律 (1)氧化还原反应存在着对立统一的关系：元素化合价有升必有降，电子有失必有得，有氧化必有还原。

(2)表示氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时，用双线桥法较方便；表示电子转移的方向和数目时，用单线桥法较方便。

[知识拓展] 利用氧化还原反应比较物质氧化性、还原性的强弱
(1)根据氧化还原反应方程式判断
氧化性：氧化剂>氧化产物
还原性：还原剂>还原产物
(2)应用：比较物质间氧化性或还原性的强弱，判断微粒间的反应，肯定是强的生成弱的。

(3)举例：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2反应中氧化剂Cl2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性；还原剂I－的还原性大于还原产物Cl－的还原性。

4已知某温度时发生如下三个反应：
①C＋CO2===2CO②C＋H2O(g)===CO＋H2
③CO＋H2O(g)===CO2＋H2
由此可以判断，在该温度下，C、CO、H2的还原性由强到弱的顺序为()
A．CO>C>H2B．CO>H2>C
C．C>H2>CO D．C>CO>H2
[批注点拨]
[解析]由氧化还原反应判断，还原性：①中，C>CO；②中，C>H2；③中，CO>H2，整体排序为C>CO>H2。

[答案] D
[练7]已知氧化还原反应：
①Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
②Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
下列说法不正确的是()
A．氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋>Zn2＋
B．还原性：Zn>Fe>Cu>Fe2＋
C．化学反应2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋能够发生
D．化学反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋不能发生
答案 D
解析 反应①说明氧化性Fe2＋>Zn2＋，反应②说明氧化性Cu2＋>Fe2＋，反应③说明氧化性Fe3＋>Cu2＋，则A正确；反应①说明还原性Zn>Fe，反应②说明还原性Fe>Cu，反应③说明还原性Cu>Fe2＋，则B正确；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋能够发生，Zn、Fe 的还原性均比Cu强，则2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋和2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋都能够发生，C正确、D不正确。

[练8]常温下，在溶液中可以发生如下反应：
①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；②2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。

由此判断下列说法错误的是()
A．铁元素在反应①和③中均被氧化
B．反应②中当有1个Cl2分子被还原时，有2个Br－被氧化
C．还原性强弱顺序为：I－>Fe2＋>Br－>Cl－
D．氧化性强弱顺序为：Cl2>Br2>Fe3＋>I2
答案 A
解析 ①中Fe2＋作还原剂，在反应中被氧化，③中Fe3＋作氧化剂，在反应中被还原，A错误；反应②中Cl2作氧化剂，当有1个Cl2被还原时，有2个Br－被氧化，B
正确；反应①可知，氧化性：Br2>Fe3＋，还原性：Fe2＋>Br－；由反应②可知，氧化性：Cl2>Br2，还原性：Br－>Cl－；由反应③可知，氧化性：Fe3＋>I2，还原性：I－>Fe2＋，整体再排序，故C、D正确。

本课归纳总结
1.还原剂是失去电子(或电子对偏离)的反应物。

在反应时所含元素的化合价升高。

还原剂有还原性，反应时本身被氧化，得到氧化产物。

氧化剂与之相反。

2．元素处于最高价态时只有氧化性，最低价态时只
有还原性，中间价态时既有氧化性又有还原性。

3．在给定的氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。

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1．下列有关氧化还原反应的说法正确的是()
A．化合价升高的物质发生氧化反应，被还原，作还原剂
B．化合价降低的物质发生还原反应，被还原，作氧化剂
C．失电子的物质发生还原反应，被氧化，作还原剂
D．得电子的物质发生还原反应，被氧化，作氧化剂
答案 B
解析 在反应中氧化剂所含某种元素的化合价降低，得电子被还原，发生还原反应，生成还原产物；在反应中还原剂所含某种元素的化合价升高，失电子被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物。

2．下列对X＋2Y===X2＋＋2Y－的叙述中正确的是()
A．Y被还原，X2＋是还原产物
B ．Y 被还原，X 发生氧化反应
C ．X 是还原剂，Y 被氧化
D ．X 被氧化，X 显氧化性
答案 B
解析 在反应X ＋2Y===X 2＋＋2Y －中，Y 元素的化合价降低，Y 作氧化剂，发生还原反应，被还原，Y －是还原产物；X 元素的化合价升高，作还原剂，发生氧化反应，
被氧化，X 2＋是氧化产物。

据此可知A 、C 、D 错误，B 正确。

3．下列反应中，属于有水参加的氧化还原反应且水只作氧化剂的是( )
A ．SO 2＋H 2O===H 2SO 3
B ．Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO
C ．2H 2O=====通电
2H 2↑＋O 2↑
D ．3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
4H 2＋Fe 3O 4
答案 D
解析 A 项，该反应为非氧化还原反应；B 项，水既不是氧化剂，也不是还原剂；C 项，水既是氧化剂，又是还原剂；D 项，Fe 为还原剂，水为氧化剂。

4．对于反应CaH 2＋2H 2O===Ca(OH)2＋2H 2↑，有下列判断，其中正确的是( ) ①H 2只是氧化产物 ②H 2只是还原产物 ③H 2O 是氧化剂 ④CaH 2中的氢元素被还原 ⑤此反应中的氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1
A ．①④
B ．②③⑤
C ．①
D ．③⑤
答案 D
解析 只有H 元素的化合价发生变化，在CaH 2中H 元素为－1价，被氧化成0价。

在水中H 元素为＋1价，被还原成0价。

因此，H 2既是氧化产物又是还原产物，H 2O 是氧化剂。

氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1。

5．已知常温下在溶液里可发生如下两个离子反应：
Ce 4＋＋Fe 2＋===Fe 3＋＋Ce 3＋；Sn 2＋＋2Fe 3＋===2Fe 2＋＋Sn 4＋。

由此可以确定Fe 3＋、Ce 4＋、Sn 4＋三种离子的氧化性由强到弱的顺序是( )
A ．Sn 4＋、Fe 3＋、Ce 4＋
B ．Ce 4＋、Fe 3＋、Sn 4＋
C ．Sn 4＋、Ce 4＋、Fe 3＋
D ．Fe 3＋、Sn 4＋、Ce 4＋
答案 B
解析 由第一个离子反应分析，氧化剂为Ce 4＋，氧化产物为Fe 3＋，则氧化性：Ce 4＋>Fe 3＋；由第二个离子反应分析，氧化剂为Fe 3＋，氧化产物为Sn 4＋，则氧化性：Fe 3＋>Sn 4＋，综合归纳为：Ce 4＋>Fe 3＋>Sn 4＋。

6．在S ＋2KNO 3＋3C=====△
K 2S ＋N 2↑＋3CO 2↑的反应中，________元素被氧化，________元素被还原；________是氧化剂，________是还原剂；反应物中________表现氧化性、________表现还原性；________是氧化产物，________是还原产物。

答案 碳 硫、氮 S 、KNO 3 C S 、KNO 3 C CO 2 K 2S 、N 2
解析 解答有关氧化还原反应的问题，应先从元素化合价的变化入手，找出电子转移情况：
碳元素(C 0→C ＋4)，化合价升高，失电子，被氧化，C 是还原剂，有还原性，CO 2是氧化产物。

硫元素(S 0→S －2)、氮元素(N ＋5→N 0
)，化合价都降低，得电子，被还原，S 、KNO 3是氧化剂，有氧化性，K 2S 、N 2是还原产物。

7．针对以下A ～D 四个涉及H 2O 2的反应(未配平)填空：
A ．Na 2O 2＋HCl ―→H 2O 2＋NaCl
B ．Ag 2O ＋H 2O 2―→Ag ＋O 2↑＋H 2O
C ．H 2O 2―→H 2O ＋O 2↑
D ．3H 2O 2＋Cr 2(SO 4)3＋10KOH===2K 2CrO 4＋3K 2SO 4＋8H 2O
(1)H 2O 2仅体现氧化性的反应是________(填序号，下同)，H 2O 2仅体现还原性的反应是________，H 2O 2既体现氧化性又体现还原性的反应是________，H 2O 2既不作氧化剂又不作还原剂的反应是________。

(2)请用单线桥标出D 反应中电子转移的方向和数目：___________________。

反应中氧化剂是________，被氧化的元素是________。

答案 (1)D B C A
(2)3H 2O 2＋C6e －r 2(SO 4)3＋10KOH===2K 2CrO 4＋3K 2SO 4＋8H 2O H 2O 2 Cr 解析 Na 2O 2和H 2O 2中氧元素的化合价是－1。

A 中H 2O 2不是氧化剂，也不是还原剂；B 中H 2O 2中氧元素的化合价升高，H 2O 2仅表现还原性；C 中H 2O 2中氧元素的化合价既有升高的，也有降低的，H 2O 2既表现氧化性，又表现还原性；D 中H 2O 2中氧元素的化合价降低，H 2O 2只表现氧化性。