高三化学一轮复习-28-氧化还原反应的规律及应用教学设计.doc

第二章 化学物质及其变化
第八课时 氧化还原反应的规律及应用
〖复习目标〗
（1）掌握氧化性、还原性判断的方法。
（2）了解氧化还原反应的基本规律并运用其解题。
〖教学重点〗氧化性、还原性判断的方法；氧化还原反应的基本规律并运用其解题
〖教学难点〗氧化性、还原性判断的方法；氧化还原反应的基本规律的应用

〖教学过程〗
【知识精讲】
1、氧化还原反应中氧化性、还原性比较及应用
（1）氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。
（2）氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、S、Cl2等。
（3）元素金属性、非金属性与物质的还原性、氧化性之间既有区别又有联系，并不是元素的价态越高，其氧化能力就越强。物质的氧化性还与物质的稳定性有关，如在氯的含氧酸中，HClO的氧化性最强，稳定性最差。
（4）氧化性、还原性强弱取决于元素的原子得失电子的难易，与得失电子数目无关，如Na原子只能失1个电子，Al原子可失3个电子，但还原性Na>Al。
（5）不能依据氧化剂或还原剂自身化合价的变化值的大小说明氧化性或还原性的强弱。
如3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O和Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O中氧化性：浓HNO3>稀HNO3。
（6）根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
①浓度：同一种物质浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3，还原性：浓HCl>稀HCl。
②温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
③酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。
如：酸性条件：2MnO4‾＋6H＋＋5SO32‾===2Mn2＋＋5SO42‾＋3H2O
中性条件：2MnO4‾＋H2O＋3SO32‾===2MnO2＋3SO42‾＋2OH－
碱性条件：2MnO4‾＋2OH－＋SO32‾===2MnO42‾＋SO42‾＋H2O
其氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)
【特别提示】
（1）根据已知反应的化学方程式比较物质的氧化性、还原性时，首先应依据化合价判断出氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物，然后依据规律进行判断。
（2）同一氧化剂同时与同浓度的若干种还原剂反应，往往是还原性强的先被氧化。如：向FeBr2溶液中滴入少量氯水，Fe2＋先被氧化。而向FeI2溶液中滴入少量氯水，I－先被氧化。
2、氧化还原反应基本规律及应用
（1）价态律
当元素具有可变化合价时，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，处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如：浓H2SO4的S只具有氧化性，H2S 中的S只具有还原性，单质S既具有氧化性又具有还原性。
（2）强弱律
在氧化还原反应中，强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物)，即氧化剂的氧化性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知，FeCl3的氧化性比I2强，KI的还原性比FeCl2强。一般来说，含有同种元素不同价态的物质，价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外)，价态越低还原性越强。如氧化性：浓H2S04 >SO2（H2SO3)> S；还原性：H2S>S>SO2。
在金属活动性顺序表中，从左到右单质的还原性逐渐减弱，阳离子(铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。
（3）优先律
在浓度相差不大的溶液中：
①同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
如向FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。
②同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
如在含有Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋＞Cu2＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再与Cu2＋反应。
（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“高价十低价→中间价”而不会出现交错现象。
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为：
价态相邻能共存，价态相间能归中，
归中价态不交叉，价升价降只靠拢。
（5）歧化反应规律
发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。其反应规律是：所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即“中间价→高价十低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。

【方法精讲】
1、氧化性、还原性强弱的判断方法
（1）根据金属活动性顺序来判断:
一般来说，越活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越容易，其阳离子得电子还原成金属单质越难，氧化性越弱；反之，越不活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越难，其阳离子得电子还原成金属单质越容易，氧化性越强。

（2）根据非金属活动性顺序来判断:
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。

（3）根据氧化还原反应发生的规律来判断:
氧化还原反应可用如下式子表示：

规律：氧化性：氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性：还原剂的还原性>还原产物的还原性
（4）根据氧化还原反应发生的条件来判断:
如：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+C12↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O
后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性 KMn04>Mn02
（5）根据反应速率的大小来判断:
如：2Na2SO3+O2=2Na2SO4（快）， 2H2SO3+O2=2H2SO4（慢），2SO2+O22SO3，
其还原性： Na2SO4>H2SO3>SO2
（6）根据被氧化或被还原的程度来判断:
如：Cu+Cl2CuCl2，2Cu+SCu2S，即氧化性：Cl2>S。
（7）根据原电池的正负极来判断：
在原电池中，作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
（8）根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
如：Cl-失去电子的能力强于OH-，还原性：Cl->OH-。
（9）根据元素在周期表中位置判断：
①对同一周期金属而言，从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、Al金属性依次减弱，其还原性也依次减弱。
②对同主族的金属而言，从上到下其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强，其还原性也依次增强。
③对同主族的非金属而言，从上到下其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱，其氧化性也依次减弱。
（10）根据（氧化剂、还原剂）元素的价态进行判断：
元素处于最高价只有氧化性，最低价只有还原性，处于中间价态既有氧化又有还原性。
一般来说，同种元素价越高，氧化性越强；价越低还原性越强。如氧化性：Fe3+>Fe2+>Fe,
S(+6价)>S(+4价)等，还原性：H2S>S>SO2，但是，氧化性：HClO4< HClO3< HClO2< HClO。
【注意】①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如：氧化性：HNO3（浓）＞HNO3（稀）；Cu与浓H2SO4常温下不反应，加热条件下反应；KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。
②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如：氧化性F>F2、Cl>Cl2、O>O2等
2、　氧化还原反应规律的应用
（1） 反应先后规律的应用
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性最强的物质；
同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。
（2） 价态归中规律思维模型
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”，而不会出现交叉现象。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

如反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，转移的电子数为5，而非6。

（3）歧化反应规律思维模型
“中间价→高价＋低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

【典例精讲】
【例1】已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3 、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 （ ）
A、2 Fe3+ +2 I— = 2 Fe2++I2
B、Cl2+FeI2=== FeCl2＋I2
C、Co2O3＋6 HCl===2 CoCl2＋Cl2＋3 H2O
D、3 Cl2+6 FeI2===2 FeCl3＋4 FeI3
【答案】D
【解析】根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析。A、氧化剂是铁离子，氧化产物是碘，性质强弱符合题意，能发生，不选A；B、氧化剂为氯气，氧化产物为铁离子，符合题意，能发生，不选B；C、氧化剂是三氧化二钴，氧化产物为氯气，符合题意，能发生，不选C；D、氧化剂是氯气，氧化产物为铁离子，但是铁离子能氧化碘离子，错误，选D。
【例2】某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2，若先向该溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则下列叙述正确的是 （ ）
①原溶液中的Br－一定被氧化；②通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定有部分或全部被氧化；③不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2+；④若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
【答案】B
【解析】在FeBr2和FeI2混合液中存在三种还原性不同的离子：还原性强弱顺序是I-＞Fe2+＞Br-，向混合液中通入的氯气首先与还原性最强的离子I-反应，当I－完全反应后，氯气才与Fe2+反应，Fe2+被完全氧化后才与Br-反应。通入一定量氯气后再滴加KSCN，溶液呈红色，说明有Fe3+生成，I-已经反应完全，Fe2+被氧化，但不一定被全部氧化，因为没有实验现象说明Fe2+被完全氧化，同理，也没有实验现象说明Br－被氧化或被完全氧化，①错误，②③④正确，答案选B。

【考题精练】
1．在常温下发生下列反应：
①16H＋＋10Z－＋2XO=2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2=B2＋2Z－
根据上述反应，判断下列结论错误的是 （ ）
A．溶液中可发生：Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－
B．Z2在①③反应中为还原剂
C．氧化性强弱的顺序为：XO>Z2>B2>A3＋
D．X2＋是XO的还原产物
【答案】B
【解析】A. Z2的氧化性强于B2，B2强于A3＋，溶液中可发生：Z2+2A2+==2A3++2Z-，正确；B、Z2在①③反应中分别为氧化产物和氧化剂，B错误；C、根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，氧化性强弱的顺序为：XO>Z2>B2>A3＋ ,C正确；D、①中X元素化合价由+7价降低到+2价，X2+是还原产物，D正确，答案选B。
2．氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。
（1）向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫，该反应中氧化过程的反应式为：
SO2+2H2O – 2e– → SO42– + 4H+;
（2）向亚氯酸钠(NaClO2)固体中通入用空气稀释的氯气，该反应中还原过程的反应式为：Cl2 + 2e– → 2Cl–。在（1）和（2）反应中均会生成产物X，则X的化学式为 （ ）
A．NaClO B．NaClO4 C．ClO2 D．HClO
【答案】C
【解析】（1）中S元素的化合价升高，则Cl元素的化合价降低，反应后Cl元素的化合价小于+5价；（2）中还原过程的反应式为：Cl2+2e-→2Cl-，则亚氯酸钠（NaClO2）Cl元素的化合价升高，反应后Cl元素的化合价大于+3价，又在（1）和（2）反应中均会生成产物X，X中Cl元素的化合价在+3～+5价之间，只有ClO2符合，其Cl元素的化合价为+4价，C正确，答案选C。