氧化还原反应知识点讲解
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氧化还原反应
氧化还原反应中的概念与规律:
一、五对概念
在氧化还原反应中,有五对既相对立又相联系的概念。
它们的名称和相互关系是:
二、五条规律
1、表现性质规律
同种元素具有多种价态时,一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。
2、性质强弱规律
3、反应先后规律
在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与溶液中最强的还原剂作用;同理,在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。
例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+
4、价态归中规律
含不同价态同种元素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。
5、电子守恒规律
在任何氧化—还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
三.物质氧化性或还原性强弱的比较:
(1)由元素的金属性或非金属性比较
<1>金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱
非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱
(2)由反应条件的难易比较
不同的氧化剂与同一还原剂反应时,反应条件越易,其氧化剂的氧化性越强。
如:
前者比后者容易发生反应,可判断氧化性:。
同理,不同的还原剂与同一氧化剂反应时,反应条件越易,其还原剂的还原性越强。
(3)根据被氧化或被还原的程度不同进行比较
当不同的氧化剂与同一还原剂反应时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。
如,根据铁被氧化程度的不同,
可判断氧化性:。
同理,当不同的还原剂与同一氧化剂反应时,氧化剂被还原的程度越大,还原剂的还原性就越强。
(4)根据反应方程式进行比较
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
(5)根据元素周期律进行比较
一般地,氧化性:上>下,右>左;还原性:下>上,左>右。
(6)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关:
温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
酸碱性:如中性环境中不显氧化性,酸性环境中显氧化性;又如溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。
注意:物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易,与得失电子的多少无关。
如还原性:,氧化性:。
【注意】氧化还原反应中的不一定:
⑴含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性。
如前述的氯元素的含氧酸及其盐,
是价
态越低,氧化性超强。
H3PO4中+5价的P无强氧化性。
⑵有单质参加的反应不一定是氧化还原反应。
如同素异形体之间的转化。
⑶物质的氧化性或还原性与物质得到或掉失去电子的多少无关。
⑷得到电子难的元素失去电子不一定容易,例如:第ⅣA族的C,既难得到电子,又难
失去电
子,与其它原子易以共价键结合。
⑸元素由化合态变为游离态不一定是是氧化反应,也可能是还原反应。
四、常见的氧化剂和还原剂
1、常见的氧化剂
(1)活泼的非金属单质:Cl2、Br2、O2、I2、S等
(2)元素处于高价时的氧化物:CO2、NO2、SO3、MnO2、PbO2等
(3)元素处于高价时的含氧酸:浓H2SO4、HNO3等
(4)元素处于高价时的盐:KClO3、KMnO4、FeCl3、K2Cr2O7等
(5)过氧化物:Na2O2、H2O2等
(6)次氯酸及其盐:HClO、Ca(ClO)2、NaClO等
2、常见的还原剂
(1)活泼的金属单质:Na、Mg、Al、Zn、Fe
(2)某些非金属单质:H2、C、Si
(3)元素处于低价时的氧化物:CO、、SO2
(4)元素处于低价时的酸:HCl 、HI 、H 2S 、H 2SO 3等
(5)元素处于低价时的盐:Na 2S 、KI 、Na 2SO 3、FeSO 4等
氧化还原反应的表示方法及配平
1、表示方法
2、 配平的方法和步骤:
写好化学式,标明化合价;画上双箭头,列出变化价;
升降化合价,公倍求相等;观察再配平,两边添系数。
步骤:(1)标出有变价的元素反应前后的化合价.
(2)用“双桥线”连接反应前后的元素并在桥上或桥下注明化合价升降数.
(3)找出化合价升降数之间的最小公倍数,再依据以上有关原则首先配平有关物
质前面的系数.
要求:(1)质量守恒:即反应前后各元素原子的种类和个数相等.
(2)氧化剂和还原剂之间电子转移关系正确.
(3)电荷守恒:反应物总电荷数与生成物总电荷数相等,且电性相同.
常见的氧化还原反应方程式的配平
(1)整体法的应用:
A .还原剂或氧化剂的所有元素完全被氧化或完全被还原,可以看成一个整体,在配平时按各元素的系数比考虑得失电子的总数.如:
分析:422O C H 中碳元素的平均价态为+3价,都被氧化到+4价,可考虑整体法
22143:2422=⨯↑+→+C O C H 中 ×5指422O C H 计量数为5
527:4↓+→+Mn KMnO 中 ×2指4KMnO 计量数为2
B .还原剂或氧化剂的元素部分被氧化或部分被还原,不能看成一个整体,要分别考虑.如:
HClO HCl O H Cl ++______22
分析:氯气中的氯元素部分被还原,部分被氧化,分别考虑
1)(10:2↓-→HCl Cl Cl 中 ×1指HC1O 计量数为1
1)(10:↑+→HClO Cl ×1指HC1计量数为1
(2)离子型氧化还原反应配平
离子型氧化还原反应配平时,遵循整体法配平的同时,还可从两边的电荷守恒出发.如
分析:22O Na 中的氧元素都被还原为-2价,可用整体法
363:3↑+→++Cr ×2指+3Cr 计量数为2
22121:222=⨯↓-→-O O Na 中 ×3指22O Na 计量数为3
根据电荷守恒,用观察法配平其他化学计量数:
O H Na CrO OH O Na Cr 224223262432++++--
+
(3) 难点突破: 1.缺项配平:
一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,在通过比较反应物与
生成物,确定缺项(一般为O H 2、+H 、-OH ),最后观察法配平.
将3NaBiO 固体加入4MnSO 的混合溶液里,加热后溶液显紫色(+3Bi
无色),反应的离子方程式如下:
试
完成并配平方程式.
分析:溶液显紫色说明由-4MnO 生成,+
H 与3NaBiO 的氧元素生成O H 2,所以右边缺项为-4MnO 和O H 2. 235:3↓+→+Bi NaBiO 中 ×5指3NaBiO 计量数为5
572:2↑+→++Mn ×2指+2Mn 计量数为2
根据电荷守恒,用观察法配平其他化学计量数:
O H MnO Bi Na H Mn NaBiO 2432372551425+++++-++++
2.零价配平:
复杂的化合物中的化合价无法标出,且仅靠观察法也无法配平,此时可把不知(或难知)化合价的物质看成一个电中性的整体,假设其中所有的元素都为0价,在根据化合价升降配平方程式,不影响配平结果.但需要注意的是:按零价法分析的价态升降根据与该反应实际的价态升降不符,零价法只是配平的一种方法和技巧.
O H CO NO NO Fe HNO C Fe 222333313)(_____1+↑+↑++分析:设C Fe 3中各元素均为0价
×1指C Fe 3计量数为1
×13指2NO 计量数为13
3HNO 中1)(45:2↓+→+NO N
有观察法配平其他化学计量数:
O H CO NO NO Fe HNO C Fe 222333311113)(3221+↑+↑++
3.均价配平:
适用于有机氧化还原方程式的配平.根据氢元素为+1价,氧元素为-2价,确定碳元素的平均价态,在通过适当方法配平.
分析:22101:242=⨯↑→-C O H C 中 527:4↓+→+Mn KMnO 中
×5指O H C 42计量数为5
×2指4KMnO 计量数为2 用观察法配平其他化学计量数:
例题解析
氧化还原反应的判断
解题关键:我们一味的去注意属于氧化还原反应的化学方程式,而很有可能忽略题中会修改题干让大家选择属于非氧化还原反应的方程式。
例1、下列反应属于氧化还原反应的是( )
例2、下列反应中,属于氧化还原反应的是
A.Na2CO3+2HCl==2NaCl+ H2O+ CO2↑B.SO3 + H2O==H2SO4
C.4HCl(浓)+MnO2==MnCl2+Cl2↑+2H2O D.CaCO3CaO+CO2↑
例3、不属于氧化还原反应的是
A、2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
B、2Mg+CO22MgO+C
C、N2+3H22NH3
D、SiO2+CaO CaSiO3
四、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
解题关键:记住我们总结过的图谱就可以了
例1、下列化学反应中,不属于四种基本反应类型的是()
A.2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2B.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
例2、下列化学反应基本类型中一定是氧化还原反就的是()
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
五、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的确定
解题关键:此类题最关键的通过化合价的升降寻找氧化剂或还原剂,氧化产物和还原产物不用去确定,因为氧化还原反应是变价元素之间的对应关系,所以只要找到两个剂就可以很明确地确定了,同学们的最关键把握点就是把化合价的升降与剂的角色对应清楚并熟练就可以了。
例1、下列反应中有一种物质既是氧化剂又是还原剂的是()
A.2KI+Br2=2KBr+I2 B.2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
C.Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
例2、下列反应中,水既不是氧化剂,也不是还原剂,但反应是氧化还原反应的是()A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ B.C+H2O CO+H2
C.Cl2+H2O=HCl+HClO D.2F2+2H2O=4HF+O2
例3、下列各反应中,水只做氧化剂的是( )
A. C+ H2O = CO+ H2
B.2 H2O = 2 H2↑+ O2↑
C. Na2O + H2O =2NaOH
D.CuO+ H2= Cu+ H2O
例4、下列反应中,水作为还原剂的是()
A、Cl2 + H2O = HCl + HClO
B、2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2
C、2F2 + 2H2O = 4HF + O2
D、2Na + 4H2O = 2NaOH + H2
例5、反应2KMnO 4+16HCl 2MnCl 2+2KCl+5Cl 2↑+8H 2O 中,氧化剂是 ,还原剂是
氧化产物是 ,还原产物是 。
例6、在下列反应中,氨做氧化剂的是 ,氨做还原剂的是 。
A .3Cl 2+8NH 3 6NH 4Cl+N 2
B .2NH 3+H 2SO 4 (NH 4)2SO 4
C .2NH 3+2Na 2NaNH 2+H 2
D .NH 3+NaH NaNH 2+H 2
例7、在反应Fe 2O 3 + 3CO === 2Fe + 3CO 2中, 是氧化剂, 是还原剂; 元素被氧化, 元素被还原; 是氧化产物, 是还原产物。
例8、在反应3Cl 2+6KOH (浓)
KClO 3+5KCl +3H 2O 中,氧化剂与还原剂物质的量之比为
A. 1:5
B. 4:1
C. 5:1
D. 1:4
六、需要加入氧化剂或还原剂才能实现的
解题关键:观察反应物中元素的化合价是升高了还是降低了,确定其是氧化剂还是还原剂,然后需要什么剂就可以确定了。
例1、实现下列变化需要加入氧化剂的是( )
例2、下列变化中,需要加入氧化剂的是( )
例3、下列变化需要加入还原剂才能实现的是( )
A 、MnO 4 → MnO 2
B 、Cl -- → Cl 2
C 、H 2S → SO 2
D 、Fe 2+ → Fe
例4、下列变化需要加入还原剂才能实现的是( )
A .Na 2SO 3−−→− SO 2
B .HCl −−→− Cl 2
C .H 2SO 4(浓) −−→− SO 2
D .SO 2−−→− S
例5、需加入还原剂才能实现的是( )
A .MnO 2→ MnO 4-
B .AlO 2-→Al(OH)3
C .AsO 43-→ AsO 33-
D .S 2O 32-→SO 32- 例6、维生素C 又称抗坏血酸,能够将I 2转化为I —,说明维生素C
A .易溶于水
B .受热易分解是
C .具有还原性
D .可由人体自身合
成
七、根据化合价的位置判断某粒子具有氧化性还是还原性
解题关键:能够分析需要探讨的元素现有的化合价处在什么位置
例1、下列粒子中,既具有氧化性,又具有还原性的是( )
A.Mg
B. Zn2+
C. Fe2+
D.HCl
例2、下列粒子中,只具有氧化性的是( )
A.Mg
B. Zn2+
C. Fe2+
D.HCl
例3、在氧化还原反应中,下列各组物质均可作氧化剂的是()
A.F-、I-、S2- B.MnO2、S2-、HNO3 C.Fe3+、H2O2、Cl2D.HClO、
H2SO4、Mg
八、氧化性、还原性的比较
解题关键:此类题首先要看好题干中比较的是氧化性还是还原性,以确定需要找哪类角色的
物质或离子,其次作为选择题的解题方法应以排除法为主而不是将每一个强弱关系都探究出
来之后再去看选项。
例1、能够说明金属活动顺序是Fe>Cu>Ag的一组离子方程式应是()
①.2Fe3+ +Cu = 2Fe2++Cu2+②.Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
③.Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag ④.Ag+2HNO3 = AgNO3+NO↑+H2O
⑤.Cu+2HCl不反应
A.①③
B.②③
C.①④⑤
D.③④
例2、根据下列反应,判断有关物质还原性由强到弱的顺序是()
①.H2SO3+I2+H2O = 2HI+H2SO4②.2FeCl3+2HI = 2FeCl2+2HCl+I2
③.3FeCl2+4HNO3 = 2FeCl3+NO+2H2O+Fe2(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+>NO B.I->Fe2+>H2SO3>NO C.Fe2+>I->H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
例3、R、X、Y和Z四种元素常见化合价均为+2价,且X2+与单质R不反应,又已知:X2++Z=X+Z2+;
Y+Z2+=Y2++Z。
这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合
A.R2+>X2+>Z2+>Y2+
B.X2+>R2+>Y2+>Z2+
C.Y2+>Z2+>R2+>X2+
D.Z2+>X2+>R2+>Y2+
例4、已知:①2BrO3-+Cl2=Br2+2ClO3-,②5Cl2+I2+6H2O= 2HIO3+10HCl,③ClO3-+5Cl-
+6H+=3Cl2+3H2O。
下列离子氧化性正确的是()
A.ClO3->BrO3->IO3->Cl2 B.IO3-<ClO3-<BrO3-<Cl2
C .IO 3-<BrO 3-<Cl 2<ClO 3-
D .BrO 3->ClO 3->Cl 2>IO 3-
例5、下面三个方法都可以用来制氯气:
4HCl(浓)+MnO 2 △ MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 2KMnO 4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O
4HCl(g)+O 2 △
催化剂2Cl 2+2H 2O(g)2 则三种氧化剂由强到弱的顺序是( )
A .O 2 MnO 2 KMnO 4
B .KMnO 4 MnO 2 O 2
C .MnO 2 KMnO 4 O 2
D .O 2 KMnO 4 MnO 2 例6、已知下列反应:
① 2FeCl 3+2KI===2FeCl 2+2KCl +I 2 ②2FeCl 2+Cl 2===2FeCl 3
③I 2+SO 2+2H 2O===H 2SO 4+2HI
判断下列物质的还原能力由强到弱的顺序是( )
A.I ->Fe 2+>Cl ->SO 2
B .Cl ->Fe 2+>SO 2>I -
C .Fe 2+>I ->Cl ->SO 2
D .SO 2>I ->Fe 2+>Cl -
例7、已知:X 2、Y 2、Z 2、W 2四种物质的氧化能力W 2>Z 2>X 2>Y 2,下列氧化还原反应能发生的是
( )
A.2NaW +Z 2===2NaZ +W 2 B .2NaX +Z 2===2NaZ +X 2
C .2NaY +W 2===2NaW +Y 2
D .2NaZ +X 2===2NaX +Z 2
九、参与氧化还原的物质或原子的比值
解题关键:此类题要看清几种不同的问法①氧化剂与还原剂的比②氧化产物与还原产物的比③被氧化的和被还原的比,在解决时一定要把以上这些说法翻译到化合价升高与降低的粒子数量关系上来。
例1、一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为:5NH 4NO 3=2HNO 3+4N 2+9H 2O ,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为
A .5∶3
B .5∶4
C .1∶1
D .3∶5 例2、在反应3Cl 2+6KOH (浓)
KClO 3+5KCl +3H 2O 中,氧化剂与还原剂物质的量之比为
A. 1:5
B. 4:1
C. 5:1
D. 1:4 例3、在H 2SO 3+2 H 2S=3 H 2O+3S 反应中,被氧化与被还原元素的质量比为( )
A.1:1
B.2:1
C.1:2
D.3:2
十、单、双线桥的使用
解题关键:
(一)双线桥的使用
1、基本步骤:标价→桥接→做价差→查等
2、使用时要注意两边相同的变价元素
.......相连接,由左指向右,标清箭头
3、确定好变价原子的数量
(二)单线桥
单线桥是建立在双线桥的基础之上的,标法是从还原剂的变价元素指向氧化剂的变价元素(连接的是反应物之间),再标注好转移的电子总数即可,不用注明得失。
例1、使用双线桥注明电子得失方向和数目
1、Cu+4HNO3 (浓)==Cu(NO3)2+2 NO2↑+2H2O
2、C+2 H2SO4 == CO2↑+2 SO2↑+2H2O
3、K2Cr2O7 + 14HCl = 2KCl + 2 CrCl3+ 3Cl2↑+ 7H2O
5、2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
例2、使用单线桥注明电子得失方向和数目
1、MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑
2、2H2S+SO2=3S+2H2O
十一、氧化还原方程式配平
解题关键:配平方法包括待定系数法和双线桥法(化合价升降法)两种。
其中待定系数法比较适合于化学方程式,但解方程组比较浪费时间。
双线桥法较为适合于一种或两种元素变价的氧化还原反应,其步骤依然遵循双线桥的分析步骤,只是在最后一步时上下两桥的电子数目要找一个最小公倍数,而得到最小公倍数所配出的数值通常就是物质的系数。
对应某一物质充当两种角色时要考虑质量守恒。
还有一关键就是在做价差之前先要让两边对应的变价原子数相等。
例1、配平下列方程式
1、 Fe+ H2O(g) Fe2O4+ H2
2、 KClO3+ HCl== KCl+ Cl2+ H2O
3、 S+ KOH △
K2SO3+ K2S+ H2O
4、 Cu+ HNO Cu(NO3)2+ NO+ H2O
5、 BrO3-+ Cl2==== Br2+ ClO3-
6、 Fe+ Fe3+==== Fe2+
十二、氧化还原计算(守恒法)
解题关键:计算中要牢抓电子得失相等,即氧化剂所到的电子必须等于还原剂失去的电子。
有些计算有方程式,而有些计算没有方程式,大家要构建基本的氧化还原方程式的模型,即氧化剂+还原剂====还原产物+氧化产物,再利用双线桥解题就可以了。
例1、已知M2O7x-+3S2-+14H+
2M3++3S↓+7H2O,则M2O7x-中的M的化合价为()
A.+2 B.+3 C.+4 D.+6
例2、Na2S x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2S x 与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为( )
A. 2 B.3 C.4 D.5
例3、一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则与1mol Cr3+反应需PbO2的物质的量为()
A.3.0mol B.1.5mol C.1.0mol D.0.75mol
例4、离子M2O7X-与S2-能在酸性溶液中发生如下反应:aM2O7X- +3S2- +cH+==2M3+ +eS +fH2O,则M2O7X-中M的化合价为()
A、+4
B、+5
C、+6
D、+7
17.用0.1mol/LNa2SO3 30ml可恰好将2×10-3 mol的XO4-还原,则元素X在还原产物中的化合价为_
十三、氧化还原反应与离子共存
解题关键:同学们需要掌握常见的氧化性或还原性的物质或离子
氧化性:、Cl2、O2、H2O2、KMnO4(MnO4-)、Fe3+、HNO3(H++NO3-)
还原性:Fe2+、SO32-、I-、S2-
常见的具有较强氧化性的离子和具有较强还原性的离子是不能在同一溶液中大量共存的。
例1、下列各组离子中因发生氧化还原而不能大量共存的是
十四、氧化还原选择题综合
例1、被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑。
下列说法中
正确的是(NaBH4中H为-1价)()
A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂
C.硼元素被氧化,氢元素被还原 D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1:1
例2、根据反应:
O
H
2
SO
CuSO
SO
H
2
Cu2
2
4
4
2+
↑
+
∆
+(浓)
下列叙述中正确的是()
A、反应中浓H2SO4既表现强氧化性,又表现酸性
B、反应中浓H2SO4中H原子得电子被还原
C、反应中浓H2SO4中+6价S得4e-被还原成SO2
D、反应中Cu失2e-被氧化,CuSO4是还原剂
例3、LiH是一种氢气发生剂,用于军事或其他需氢气的场合。
反应为:LiH+H2O=LiOH+H2↑在这个反应中
A.水是氧化剂,LiH是还原性 B.LiH是氧化剂,水是还原剂
C.LiH既是氧化剂又是还原剂 D.该反应是非氧化还原反应,不存在氧化剂和还原性
例4、已知5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O,下列说法不正确的是
A.KClO3是氧化剂B.被氧化与被还原的氯元素的质量比为5:1 C.H2SO4既不是氧化剂又不是还原剂D.1mol KClO3参加反应时有10mol电子转移
例5、反应4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,下列说法正确的是
A.HNO3是氧化剂,NO2是氧化产物 B.若2mol HNO3(浓)完全反应,则反应中共转移了N A个电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量比是1 :4 D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2 :1
例6、制取新型水处理剂ClO2的化学方程式为:2KClO3+H2C2O4+H2SO4
2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O。
下列说法不正确的是
A.KClO3在反应中得到电子B.ClO2是还原产物
C.H2C2O4在反应中被氧化 D.1mol KClO3参加反应有2mol电子转移。