第8讲-氧化还原反应(讲义)(解析版).docx

第8讲 氧化还原反应
【学习目标】
1．知道如何区分氧化还原反应和非氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是反应中发生了电子的转移。
2．能简单分析氧化还原反应，指出氧化剂和还原剂，标出电子转移的方向和数目。
3．熟知常见的氧化剂和还原剂，理清相关概念间的关系。
4．认识物质的氧化性、还原性，学会分析预测物质具有的氧化性或还原性。
【基础知识梳理】
一、氧化还原反应基本概念
1．氧化还原反应的特征：反应中物质所含元素化合价发生改变。
2．氧化还原反应的实质
(1)氧化还原反应的概念
①有电子转移的反应叫作氧化还原反应。
②氧化反应：物质所含元素的原子失去电子的反应。
还原反应：物质所含元素的原子得到电子的反应。
如钠与氯气的反应，实质是钠原子失去电子，发生氧化反应；氯原子得到电子，发生还原反应。
③反应过程中化合价变化，电子得失变化

(2)氧化还原反应概念之间的关系
化合价升高——失去电子——被氧化——发生氧化反应——是还原剂
化合价降低——得到电子——被还原——发生还原反应——是氧化剂
【例1】（1）下列化学反应中，属于氧化还原反应的有__________。
A．2H2+O22H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2
C．CaCO3CaO+CO2↑ D．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
E．Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu F．Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
答案：ADE
（2）根据第（1）题，可以得出以下结论（填“一定是”、“有的是、有的不是”、“一定不是”）：
化合反应_____________氧化还原反应；分解反应___________氧化还原反应；置换反应___________氧化还原反应；复分解反应___________氧化还原反应。
答案：有的是、有的不是 有的是、有的不是 一定是 一定不是
二、氧化还原反应的表示方法——双线桥法
1．基本步骤
(1)标变价：正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价，明确变价元素的化合价升降关系。
(2)连线桥：用带箭头的线由反应物指向生成物，且对准同种元素。
(3)标得失：标出“失去”或“得到”电子的总数，且得失电子总数相等。
2．实例分析

该表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程，同时清楚地表示出了得失电子的情况，上述反应中CuO中Cu元素得电子为“2×2e－”，前一个“2”表示有2个Cu2＋得电子，后一个“2e－”，表示一个Cu2＋得2个电子，共得4个电子。
【例2】分析下列氧化还原反应的电子转移方向和数目，并指出氧化剂和还原剂。
(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(3)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
答案：(1)氧化剂：CuSO4 还原剂：Zn
(2)氧化剂：Fe2O3 还原剂：CO
(3)氧化剂：MnO2 还原剂：HCl
三、氧化还原反应的相关概念
1．氧化剂与还原剂
氧化剂：在氧化还原反应中，所含元素的化合价降低，即得到电子的物质。
还原剂：在氧化还原反应中，所含元素的化合价升高，即失去电子的物质。
2．氧化产物与还原产物
氧化产物：还原剂失去电子被氧化的产物。
还原产物：氧化剂得到电子被还原的产物。
3．氧化性与还原性
氧化性：物质得到电子的能力。
还原性：物质失去电子的性质。
【例3】分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe＋3Cl22FeCl3
氧化剂是_______，还原剂是_______；发生氧化反应的是_______，发生还原反应的是_______。
(2)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
氧化剂是________，还原剂是________；被氧化的元素是________，被还原的元素是________。
(3)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
氧化剂是______，还原剂是______；氧化产物是______，还原产物是________。
答案：(1)Cl2　Fe　Fe　Cl2
(2)KMnO4　KMnO4　O　Mn
(3)SO2　H2S　S　S

四、氧化性和还原性强弱的比较
1．物质的氧化性及还原性与核心元素化合价的关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有氧化性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有氧化性
又有还原性
最低价
、、K
只有还原性
2．氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较

如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
金属还原性：Fe>Cu
在反应中Fe是还原剂，Cu是还原产物。
(2)根据氧化还原反应方程式比较

氧化性：氧化剂>氧化产物
还原性：还原剂>还原产物
【例4】(1)根据反应的难易反应条件)比较下列物质的氧化性强弱
①2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
可判断氧化性：KMnO4____MnO2。
(2)根据变价元素被氧化或被还原的程度比较下列物质的氧化性强弱
①2Fe＋3Cl22FeCl3
②Fe＋SFeS
可判断氧化性：氯气____硫。
(3)由(1)、(2)可知，根据反应条件、氧化产物的价态高低来比较物质的氧化性、还原性强弱时，应注意什么？结论是什么？
答案：(1)>　(2)>　(3)应与同一物质反应才可以比较。
解析：①当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。②当含变价元素的还原剂在相同的条件下与不同的氧化剂发生氧化还原反应时，可由对应氧化产物中元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下，使还原剂中元素的价态升得越高，氧化剂的氧化性越强。

课堂检测
1．下列说法正确的是(　　)
A．氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B．氧化还原反应一定有氧元素参加
C．有单质参与的反应一定是氧化还原反应
D．发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应
答案：D
解析：氧化还原反应的本质是电子转移，A错误；氧化还原反应不一定有氧元素参加，B错误；有单质参与的反应不一定是氧化还原反应，如同素异形体之间的转化，C错误；发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应，如氯气与氢氧化钠溶液的反应，氯气既发生氧化反应又发生还原反应，D正确。
2．下列反应属于氧化还原反应的是(　　)
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
B．CaO＋H2O===Ca(OH)2
C．2H2O22H2O＋O2↑
D．CaCO3CaO＋CO2↑
答案：C
解析：A、B、D项反应中，元素的化合价均没有发生变化，不是氧化还原反应，错误；C项反应中，氧元素的化合价部分升高(－1价→0价)、部分降低(－1价→－2价)，是氧化还原反应，正确。
3．下列对氧化还原反应分析正确的是(　　)

答案：C
解析：A项，得、失电子数为2e－；B项，Fe失2e－，H＋得2e－；D项，H2失电子，被氧化。
4．下列反应中，属于氧化还原反应，但水既不作氧化剂又不作还原剂的是(　　)
A．SO3＋H2O===H2SO4
B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
C．2F2＋2H2O===4HF＋O2
D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
答案：B
解析：各元素的化合价均没有发生变化，不属于氧化还原反应，A错误；NO2中N元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，但水中H、O元素的化合价均不变，故水既不作氧化剂又不作还原剂，B正确；水中O元素的化合价升高，水作还原剂，C错误；水中H元素的化合价降低，水作氧化剂，D错误。
5．某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法中正确的是(　　)
A．该反应属于置换反应
B．N2H4是氧化剂
C．N2O4是还原剂
D．N2既是氧化产物又是还原产物
答案：D
解析：该反应的反应物中无单质，不属于置换反应，A错误；N2H4中N元素的化合价为－2价，在反应中失电子变为0价，因此N2H4是还原剂，B错误；N2O4中N元素的化合价为＋4价，在反应中得到电子变为0价，因此N2O4是氧化剂，C错误；－2价的N和＋4价的N均生成0价的N，因此N2既是氧化产物又是还原产物，D正确。
6．氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法错误的是(　　)
A．氢化钙既是氧化剂又是还原剂
B．氢气既是氧化产物又是还原产物
C．氢化钙是还原剂，水是氧化剂
D．氧化产物与还原产物的质量比为1∶1
答案：A
解析：在该反应中，氢化钙为还原剂，其中氢元素的化合价由－1价升高为0价；水为氧化剂，其中氢元素的化合价由＋1价降低为0价；氢气既是氧化产物又是还原产物，且氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。
7．已知常温下，在溶液中可发生如下反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋ B．Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋
C．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋ D．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋
答案：A
解析：根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由第一个方程式知，还原性：Fe2＋>Ce3＋，由第二个方程式知，还原性：Sn2＋>Fe2＋。综上所述，还原性：Sn2＋>Fe2＋>Ce3＋。
8．现有下列几个离子反应：
①Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
③2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
下列有关性质的比较正确的是(　　)
A．氧化性：Cr2O>Cl2>Fe3＋ B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2O
C．还原性：SO2Cr3＋>Fe2＋
答案：A
解析：根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律可推知，氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3＋>SO；还原性强弱顺序为SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋。
9．在K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O反应中。
(1)________元素被氧化，________是氧化剂。
(2)________是氧化产物，________发生氧化反应。
(3)在参加反应的盐酸中，起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为________。
(4)用双线桥法标明电子转移的方向和数目________________________。
答案：(1)氯　K2Cr2O7　(2)Cl2　HCl　 (3)3∶4