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化学必修 第一册第一单元 氯气及氯的化合物第2课时导学案
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这是一份化学必修 第一册第一单元 氯气及氯的化合物第2课时导学案，共24页。学案主要包含了氧化还原反应，氧化剂和还原剂等内容，欢迎下载使用。
一、氧化还原反应
1．元素化合价变化与电子转移关系：
以Cl2和Na反应生成NaCl为例：2 eq \(Na,\s\up6(0)) ＋ eq \(Cl,\s\up6(0)) 2===2 eq \(Na,\s\up6(＋1)) eq \(Cl,\s\up6(－1))
(1)分析：
(2)结论：
①氧化还原反应的特征：反应前后元素的化合价发生了改变。
②氧化还原反应的本质：反应过程中有电子的转移，包括电子的得失和共用电子对的偏移。
2．氧化还原反应与非氧化还原反应：
(1)氧化还原反应：反应过程中有电子转移的化学反应。
(2)非氧化还原反应：反应过程中没有电子转移的化学反应。
(3)氧化还原反应电子转移的表示方法
表示方法：以Cl2＋2Na===2NaCl为例来表示电子转移的方向和数目：
【易错提示】用双线桥法表示电子转移的注意事项
(1)用带箭头的线由反应物指向生成物，且对准同种元素。
(2)要标明“得”“失”电子，且得失电子总数相等。
(3)箭头不代表电子转移的方向，而是指某元素从反应物到生成物时价态的变化。
3．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系：
即：
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)有化合价变化的反应不一定是氧化还原反应。( )
(2)在HNO3、N2O4、NaNO2、NO、N2和NH4Cl中氮元素的化合价分别为＋5、＋4、＋3、＋2、0和－3价。( )
(3)在氧化还原反应中可能只有元素的化合价的升高，而无化合价的降低。( )
(4)氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的原子被还原。( )
(5)氧化还原反应时还原剂先失去电子，氧化剂后得到电子。( )
提示：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
二、氧化剂和还原剂
1．相应关系：
2．相关概念：
3．氧化还原反应方程式的配平：
以反应3NaClO＋NaI===NaIO3＋3NaCl为例：
(1)标变价：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价。
(2)列变化：根据化合价的变化标出电子转移的方向与数目。
(3)得失相等：通过求最小公倍数使得失电子总数相等。
(4)定系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，配平后，将单线变为等号。
3NaClO＋NaI===NaIO3＋3NaCl
1．已知还原性KI＞FeCl2，判断反应：I2＋2FeCl2＋2KCl===2FeCl3＋2KI能否进行？
提示：若反应I2＋2FeCl2＋2KCl===2FeCl3＋2KI能够发生，则还原性：FeCl2＞KI，与题目中已知的还原性强弱相矛盾，故该反应不能进行。
2．(情境思考)王安石《元丰行示德逢》节选
雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋。
旱禾秀发埋牛尻，豆死更苏肥荚毛。
这几句诗实际上说的是“雷雨利庄稼”。
电闪雷鸣时会发生如下反应：
①N2＋O2 eq \(=====,\s\up7(放电)) 2NO ②2NO＋O2===2NO2
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
分析三个反应是否为氧化还原反应，并说明原因。是氧化还原反应的，指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
提示：三个反应都是氧化还原反应。反应①：氧化剂O2，还原剂N2，NO既是氧化产物又是还原产物；反应②：氧化剂O2，还原剂NO，NO2既是氧化产物又是还原产物；反应③：NO2既是氧化剂又是还原剂，HNO3是氧化产物，NO是还原产物。
氧化还原反应的概念及表示方法
1．概念间的关系：
2．氧化还原反应电子转移的表示方法：
通常用电子转移的方向和数目来表示一个氧化还原反应。
(1)双线桥法
表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移)情况。
①双线桥法表示电子转移的基本步骤：
③注意事项
a．箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。
b．采用a×b e－形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数，a、b是“1”时省略。得到与失去的电子总数相等。
(2)单线桥法
表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。
①单线桥法表示电子转移的基本步骤
②示例：
③注意事项
a．单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素，表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况；
b．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。
【易错警示】认识氧化还原反应的误区
(1)在氧化还原反应中，一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应4HCl(浓)＋MnO2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，参加反应的HCl一半表现了还原性，另一半表现了酸性。
(2)得电子难的元素不一定易失去电子。如碳元素、稀有气体元素既不容易失电子也不容易得电子。
(3)元素由化合态转变为游离态不一定被氧化，也可能被还原。如HCl转化为Cl2，氯元素被氧化，CuO转化为Cu，铜元素被还原。
1．(思维升华)在氧化还原反应中，被氧化的物质和被还原的物质是否可以为同一反应物？请举例说明原因。(宏观辨识与微观探析)
提示：可以。如反应2KMnO4 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。
2．(情境思考)《中国诗词大会》是央视首档全民参与的诗词节目，节目以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为基本宗旨，力求通过对诗词知识的比拼及赏析，带动全民重温那些曾经学过的古诗词，分享诗词之美，感受诗词之趣，从古人的智慧和情怀中汲取营养，涵养心灵。
古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富，思考下列诗句是否都涉及氧化还原反应。(证据推理与模型认知)
①野火烧不尽，春风吹又生②粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间
③春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干④爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
提示：②不涉及。“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”实质是碳酸钙的分解和氧化钙与水的反应，都没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应。
【典例1】(2021·济南高一检测)ClO2是一种高效水处理剂，实验室通过以下反应制得ClO2：
2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4 eq \(=====,\s\up7(△)) 2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O
关于此反应的说法正确的是( )
A．KClO3化合价降低，失电子
B．反应中H2SO4体现了酸性和氧化性
C．反应中H2C2O4被氧化
D．H2C2O4既被氧化又被还原
【思维建模】解答有关氧化还原反应概念问题的思维流程如下：
【解析】选C。由方程式可知：KClO3中Cl元素从＋5价变为＋4价，化合价降低，得到电子，A错误；反应中S的化合价没有变化，不表现氧化性，B错误；H2C2O4中C元素从＋3价变为＋4价，化合价升高，失去电子，被氧化，故C正确、D错误。
(1)上题反应中，若生成1 ml ClO2，反应转移多少电子？
提示：1 ml。KClO3中Cl元素从＋5价变为＋4价，生成1分子ClO2，反应转移1个电子。
(2)上题反应中，失去的电子总数与得到的电子总数有什么关系？
提示：相等。KClO3中Cl元素从＋5价变为＋4价，共得到2个电子，H2C2O4中C元素从＋3价变为＋4价，共失去2个电子，即得失电子总数相等。
【典例2】(2021·临沂高一检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的
是( )
【解题指南】解答本题应注意以下两点：
(1)明确化合价升高为失去电子，化合价降低为得到电子。
(2)学会根据化合价的变化判断得失电子的数目。
【解析】选B。A项，电子转移的方向错误，Si应该得到电子，C失去电子；B项，钠失去电子，H得到电子，单线桥法，正确。C项，应是Zn失去2e－；D项，应是Cu失去2e－，单线桥中的箭头方向错误。
(1)B项反应中，H2是还原产物还是氧化产物？
提示：还原产物。
(2)D项反应中，参加反应的硫酸分子，是否全部被还原？
提示：不是。从反应方程式可以看出，2个硫酸分子参加反应，只有1个硫酸分子被还原。
1．(2021·常州高一检测)下列反应中属于氧化还原反应，但H2O既不是氧化剂，也不是还原剂的是( )
A．Cl2＋H2OHCl＋HClO
B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
C．2F2＋2H2O===4HF＋O2
D．CaO＋H2O===Ca(OH)2
【解析】选A。A项，Cl元素的化合价既升高，又降低，H2O中H和O的化合价没有变化，所以Cl2既是氧化剂，又是还原剂，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂，正确；B项，H2O是氧化剂，错误；C项，H2O是还原剂，错误；D项，该反应不属于氧化还原反应，错误。
2．查阅文献得知：汽车尾气的主要成分为NO、CO、O2，在汽车上安装三元催化转化器可使NO转化为无毒的N2，CO转化为无毒的CO2。
反应原理为2CO＋2NO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2，请用双线桥法标出电子得失。
提示：
【补偿训练】
1．(2021·海淀高一检测)碘缺乏病是机体因缺碘导致的疾病，即地方性甲状腺肿和地方性克汀病，主要病因是环境缺碘，人体摄取碘不足。
我国政府对碘缺乏病相当重视，为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘，可用如下反应：
KIO3＋ 5KI＋ 3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O
(1)请指出该反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)请分别用单线桥法和双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目；利用所得的信息分析，如果反应中转移0.5 ml电子，则生成I2的物质的量为多少？
(3)参加反应的氧化剂和还原剂物质的量之比是多少？氧化产物与还原产物物质的量之比是多少？
(4)不法商贩为贪图盈利，制售假盐，假盐中不含碘，请利用家庭生活用品及KI溶液、稀H2SO4，设计实验，检验食用盐中是否含有碘元素，将你的思路写出来，与同学们交流。
提示：(1)氧化剂是KIO3，还原剂是KI，氧化产物、还原产物均是I2。
(2)双线桥
单线桥：
生成3 ml I2转移5 ml电子，则转移0.5 ml电子，生成I2为0.3 ml。
(3)1∶5；5∶1。
(4)在少量食盐溶液中，加入少量稀H2SO4及KI溶液，然后再加入几滴淀粉溶液。在酸性条件下IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 能将I－氧化成I2，I2遇淀粉溶液变蓝；而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。
2．(2021· 南京高一检测)N2O俗称“笑气”，医疗上曾用作可吸入性麻醉剂。产生N2O的反应：3CO＋2NO2===3CO2＋N2O。下列关于该反应的说法正确的是( )
A．CO是氧化剂
B．N2O是氧化产物
C．NO2被还原
D．常温常压下，生成6.72 L CO2转移0.6 ml电子
【解析】选C。CO转化为CO2，C由＋2价升至＋4价，失去电子，CO作为还原剂，A项错误；NO2转化为N2O，N由＋4价降为＋1价，得到电子，NO2作为氧化剂，NO2被还原，生成的产物N2O为还原产物，B项错误、C项正确；常温常压下的气体的摩尔体积不是22.4 L·ml－1，D项错误。
3．楼房有的是用红砖砌成的，有的则是青砖砌成的，可曾想过为什么同样的砖坯有的能烧成红砖？有的能烧成青砖呢？
材料一：红色的砖是怎么形成的？烧制砖瓦的黏土中含有二价铁盐，黏土制成砖坯，送到窑内大火烘烧，然后熄灭，自然冷却。此时窑内空气流畅，氧气充足，二价铁盐被氧化成三氧化二铁(Fe2O3)，由于三氧化二铁是红色，所以得到的就是红砖瓦。
材料二：青砖的形成。砖坯烧透后，从窑顶向下不断淋水，当水遇到红热砖瓦变成水蒸气，碳与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。这些还原性气体能把砖瓦中红色的氧化铁还原成黑色氧化亚铁或四氧化三铁。同时，没有燃烧的黑色碳颗粒也渗入砖瓦黏土颗粒间隔之中，结果烧出来的砖瓦就呈青灰色。
(1)红砖、青砖烧制过程中涉及哪些化学反应，是否是氧化还原反应？
提示：涉及二价铁被氧气氧化成Fe2O3、碳与水生成CO和H2、CO和H2把Fe2O3还原成黑色FeO或Fe3O4三个反应，且都是氧化还原反应。
(2)写出青砖形成过程中第一步反应的化学方程式。用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
提示：
氧化还原方程式的配平
1．配平的三大守恒原则：
2．三种配平方法：
(1)正向配平法：适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应，配平按以下4步进行。
(2)逆向配平法：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。
由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。
(3)缺项氧化还原反应方程式的配平。
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)。
方法：
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由质量守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。
补项原则：
【易错警示】
科学态度——配平氧化还原反应方程式易错点
(1)利用化合价升降法配平的只是发生氧化还原反应那部分元素的化学计量数，若某元素在反应中化合价部分变化，部分没有变化，则最后用观察法，将没有发生氧化还原反应的元素也加上。
(2)利用电子守恒计算时，只能算发生氧化还原反应的那部分元素，没有发生氧化还原反应的那部分不能计算在内。
1．(教材开发)根据教材【学以致用】中的反应可知，实验室制备氯气也可以用此方法制取，该反应中若有1 ml KMnO4反应，则被氧化的HCl的物质的量是多少？(宏观辨识与微观探析)
提示：当有1 ml KMnO4反应时，反应的HCl的物质的量是8 ml，显示还原性的HCl只有5 ml。
2.(情境应用)近年来，医疗美容机构数量日渐增多。由于各机构水平参差不齐和执业医生鱼龙混杂，医疗美容纠纷日益增多，不法分子把有毒的H3AsO3用作脱毛剂坑害顾客。
在浓盐酸中，H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为3SnCl2＋12Cl－＋2H3AsO3＋6H＋===2As＋3SnCl eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) ＋6M。
(1)上述反应方程式中M是什么物质？(宏观辨识与微观探析)
提示：由原子守恒可知M为H2O。
(2)上述反应是否属于氧化还原反应？如果是，请指出反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。(宏观辨识与微观探析)
提示：反应中As的化合价降低，Sn的化合价升高，属于氧化还原反应；由反应中元素化合价变化知H3AsO3是氧化剂，As为还原产物，SnCl2为还原剂，SnCl eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) 是氧化产物。
【典例】(2021·徐州高一检测)把图②中的物质补充到图①中，可得到一个完整的氧化还原反应型离子方程式(未配平)
对该氧化还原反应型离子方程式说法不正确的是( )
A．IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 作氧化剂
B．氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C．若有2 ml Mn2＋参加反应时则转移10 ml电子
D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、3
【解题指南】解答本题应注意以下两点：
(1)氧化还原反应中有电子得失，且得失电子数相等。
(2)要找到正确的氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物。
【解析】选D。已知锰离子是反应物，反应后生成高锰酸根离子，则锰离子失电子作还原剂，含有碘元素的离子在反应中作氧化剂，碘元素应该得电子，化合价降低，所以IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 是反应物，IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 是生成物，根据元素守恒知，水是反应物，该反应方程式为2Mn2＋＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋3H2O===2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋ ，D错误；IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 在反应中化合价降低，得电子，作氧化剂，故A正确；据方程式知氧化剂高碘酸根离子和还原剂锰离子的物质的量之比为5∶2，故B正确；由反应方程式可知，有2 ml Mn2＋参加反应时则转移2 ml×(7－2)＝10 ml电子，故C正确。
(1)根据题干中的图写出该反应的方程式并配平。
提示：根据化合价有升必有降以及质量守恒关系可得该反应的方程式为
2Mn2＋＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋3H2O===2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋。
(2)在该反应中氧化剂和还原剂分别是哪种物质？
提示：氧化剂是IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，还原剂是Mn2＋。
氰化钠是一种重要的基本化工原料， 用于基本化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。氰化钠有剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡。
(1)NaCN(N为－3价)属于剧毒物质，可用H2O2进行无害化处理：NaCN＋H2O2―→N2↑＋X＋H2O。X的化学式是什么？
(2)TiO2作催化剂，用NaClO将CN－氧化成CNO－，CNO－在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。写出CNO－在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式。
【解析】(1)根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒可以推出X为NaHCO3。(2)CNO－在酸性条件下与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2，根据元素守恒可知还有H2O生成，结合原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒可写出该离子方程式。
答案：(1)NaHCO3
(2)2CNO－＋6ClO－＋8H＋===N2↑＋2CO2↑＋3Cl2↑＋4H2O
氧化性、还原性的
比较及氧化还原反应的规律
1．物质氧化性、还原性强弱的判断：
(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
特点：比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。
(2)根据元素的活动性顺序判断
特点：上左下右可反应，隔之愈远愈易行。
(3)根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物化合价相同，可根据反应条件的难易来判断。反应越易进行或越剧烈，则氧化剂的氧化性越强。如：
4HCl(浓)＋MnO2 eq \(=====,\s\up7(△)) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
氧化性：KMnO4>MnO2。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
(4)根据氧化产物的化合价高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物中元素化合价的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下，使还原剂中元素化合价升得越高，则氧化剂的氧化性越强。
如：2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2FeCl3、
Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS
氧化性：Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
2．氧化还原反应的规律：
(1)电子守恒规律。
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数或氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。
应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
(2)价态规律。
①高低规律。
元素最高价态：只有氧化性。
元素中间价态：既有氧化性又有还原性。
元素最低价态：只有还原性。
应用：判断元素或物质的氧化性、还原性。
②归中规律。
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”，如
(3)先后规律。
多种氧化剂与一种还原剂相遇，氧化性强的首先得电子被还原；多种还原剂与一种氧化剂相遇，还原性强的首先失电子被氧化。
例如，把氯气通入FeBr2溶液时，还原性Fe2＋>Br－，若氯气量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，还原性I－>Fe2＋，若氯气量不足时首先氧化I－。
【易错警示】变化观念——有关氧化还原反应规律应注意的几个问题
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；价态越低，氧化性越弱，如S2－(3)高价元素具有氧化性，但氧化性不一定强，如Na2SO4、NaNO3。
(4)进行氧化还原反应计算时，并不是所有的物质的物质的量都要列入计算式，只有化合价变化的物质的物质的量才能列入计算式。
1．氧化性越强，得电子数目越多；还原性越强，失电子数目越多，这种说法对吗？请举例说明原因。(证据推理与模型认知)
提示：不对。氧化性Cl2>S，但二者与Fe反应时，Cl2中每个Cl得到一个电子将铁氧化为FeCl3，S得到两个电子将Fe氧化为FeS；还原性Na>Fe，但发生反应时Na失去一个电子。
2．同一元素不同价态的化合物中，是否元素的化合价越高，物质的氧化性越强？请举例说明。(证据推理与模型认知)
提示：不是。一般物质中元素的化合价越高，其氧化性越强，但是有些物质却不一定，如HClO4中氯为＋7价，高于HClO中的＋1价，但HClO4的氧化性却弱于HClO的，因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关，而且与物质本身的稳定性有关。
3．(情境应用)金属钛具有许多优异的性能，是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石[主要成分为二氧化钛(TiO2)] 是地壳中钛矿石中的一种。目前，大规模生产钛的方法是第一步：让金红石、碳单质在高温下与氯气反应，制得四氯化钛(TiCl4)；第二步：在氩气氛围中加热，使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。
(1)制备金属钛的两步反应是否属于氧化还原反应？若属于氧化还原反应，氧化剂、还原剂分别是什么？(宏观辨识与微观探析)
提示：第一步：TiO2＋2C＋2Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) TiCl 4＋2CO，C、Cl的化合价分别升高和降低，C为还原剂，Cl2为氧化剂，属于氧化还原反应；第二步：TiCl4＋2Mg eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) Ti＋2MgCl2， Mg、Ti的化合价分别升高和降低，Mg为还原剂，TiCl4为氧化剂，属于氧化还原反应。
(2)试比较Cl2、TiCl4、Ti三种物质氧化性的大小。(宏观辨识与微观探析)
提示：由第一步反应知氧化性：Cl2＞TiCl4，由第二步反应知氧化性：TiCl4＞Ti，故Cl2、TiCl4与Ti氧化性的大小为Cl2＞TiCl4＞Ti。
【典例】(2021·合肥高二检测)已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2＋，C2O3、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．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．C2O3＋6HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 2CCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
【解题指南】解答本题注意以下两点：
(1)氧化还原反应中遵循的是强者优先的原则；
(2)氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
【解析】选A。根据题意，由氧化性Fe3＋＞I2知还原性I－＞Fe2＋，当Cl2与FeI2反应时，I－优先被氧化，所以A项错误，B项正确。再根据氧化还原反应中，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，C、D项均正确。
【母题追问】(1)已知FeI2是存在的，有的同学问FeI3可否存在，为什么？
提示：不存在。因为Fe3＋可以与I－发生反应生成Fe2＋和I2。
(2)若C项中“C2O3＋6HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 2CCl2＋Cl2↑＋3H2O”反应是正确的，那么氧化剂和还原剂分别是哪种物质？若有1 ml C2O3发生反应，则被氧化的HCl的物质的量是多少？
提示：氧化剂是C2O3，还原剂是HCl。若有1 ml C2O3发生反应，则反应的HCl是6 ml，则被氧化的HCl的物质的量是2 ml。
(2021·无锡高一检测)高效水处理剂ClO2在实验室中通过以下反应制得：
2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O，下列说法不正确的是( )
A．CO2是氧化产物
B．KClO3在反应中被氧化
C．H2C2O4的还原性强于ClO2的还原性
D．1 ml KClO3参加反应，转移的电子为1 ml
【解析】选B。A项，H2C2O4转化为CO2，C的化合价由＋3价变为＋4价，H2C2O4为还原剂，对应的产物CO2为氧化产物，正确；B项，KClO3转化为ClO2时，Cl由＋5价变为＋4价，KClO3被还原，错误；C项，还原剂为H2C2O4，还原产物为ClO2，根据：还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，还原性：H2C2O4>ClO2，正确；D项，Cl的化合价由＋5价降到＋4价，1 ml KClO3反应中转移1 ml e－，正确。
【补偿训练】高锰酸钾消毒剂，化学品名称是高锰酸钾，俗名是灰锰氧、PP粉，是一种常用的消毒剂。
已知反应：
①2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
②2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2
(1)上述反应能否确定KMnO4、Cl2、Br2的氧化性的强弱？
提示：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可知，氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。
(2)利用如图所示装置，设计实验，证明KMnO4、Cl2、Br2氧化性的强弱，限选试剂：KBr溶液(已知Cl2是一种黄绿色的气体，Br2是深红棕色发烟挥发性液体，微溶于水，水溶液呈棕黄色。)
提示：装置a中是浓盐酸，d中是KBr溶液；装置a中浓盐酸与c中KMnO4混合后高锰酸钾紫色褪去生成黄绿色气体，可证明氧化性KMnO4＞Cl2；d中溶液颜色变为橙黄色，说明有Br2生成，证明氧化性Cl2＞Br2。
三言两语话重点
(1)氧化还原反应的特征：化合价变化。
(2)氧化还原反应本质：电子转移(得失或偏移)。
(3)氧化剂、还原剂概念。
(4)掌握氧化还原反应的“四大”规律——守恒规律、强弱规律、价态规律、先后规律。
1．(2021·盐城高一检测)古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富，下列诗句涉及氧化还原反应的是( )
A．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
B．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金
C．粉身碎骨浑不怕，要留青白在人间
D．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴
【解析】选A。A项，蜡炬燃烧属于氧化还原反应，正确。
2．(2021·南京高二检测)下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A．元素化合价升高的反应是还原反应
B．物质在变化中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低
C．有电子转移的反应就是氧化还原反应
D．有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应
【解析】选C。元素化合价升高的反应为氧化反应，A项错误；失去电子应表现为化合价升高，B项错误；有化合价升降的反应一定是氧化还原反应，D项错误。
3．(2021·连云港高一检测)下列转化中，需要加入氧化剂才能实现的是( )
A．I－→I2 B．Fe3＋→Fe2＋
C．HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) →CO2 D．MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) →MnO2
【解析】选A。A项，I－生成I2时，碘的化合价升高，I－作还原剂，需要加入氧化剂，正确；B项，Fe3＋生成Fe2＋时，铁的化合价降低，Fe3＋作氧化剂，需要加入还原剂，错误；C项，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 转变为CO2时，没有元素的化合价变化，属于非氧化还原反应，错误；D项，MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 转化为MnO2时，Mn的化合价降低，MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 作氧化剂，需要加入还原剂，错误。
4．(教材二次开发·教材习题改编)2019年10月1日，我国在天安门前举行了盛大的阅兵仪式，阅兵式上我国向世界展示了我们的新式武器。我国自行研制的第五代单座双发隐形战斗机歼－31使用了高强度、耐高温的钛合金材料。
工业上冶炼钛的反应为TiCl4＋2Mg eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) Ti＋2MgCl2。下列说法正确的是( )
A．该反应中TiCl4是还原剂，Mg是氧化剂
B．该反应中还原性的强弱大小为Mg＞Ti，说明金属性Mg＞Ti
C．若制取0.5 ml Ti，转移1 ml电子
D．TiCl4中Cl元素被氧化
【解析】选B。该反应中Mg失电子是还原剂，TiCl4是氧化剂，A不正确；由于还原剂的还原性大于还原产物的还原性，所以还原性(即金属性)Mg＞Ti，B正确；若制取0.5 ml Ti，则转移2 ml电子，C不正确；TiCl4中Cl元素没有发生化合价变化，不参与氧化还原反应，Ti元素被还原，D不正确。
5．(2021·日照高一检测)铌具有广泛用途。黏土铌矿中NbO＋转化为NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 反应的离子方程式为NbO＋＋MnO2＋2H＋===NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ＋Mn2＋＋H2O，下列有关说法正确的是( )
A．NbO＋和NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 中Nb元素的化合价分别为＋5和＋3
B．反应中H＋既不是氧化剂也不是还原剂
C．NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 转化为Nb2O5的反应为氧化还原反应
D．生成0.1 ml NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ，反应转移0.4 ml电子
【解析】选B。NbO＋＋MnO2＋2H＋===NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ＋Mn2＋＋H2O反应中，Mn元素的化合价从＋4价降低为＋2价，Nb元素的化合价从＋3价升高为＋5价，据此分析。A.由分析可知，NbO＋和NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 中Nb元素的化合价分别为＋3和＋5，故A错误；B.反应中，H元素的化合价没有变化，则反应中H＋既不是氧化剂也不是还原剂，故B正确；C.NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 转化为Nb2O5的反应中，没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故C错误；D.反应中，Nb元素的化合价从＋3价升高为＋5价，则生成0.1 ml NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ，反应转移0.2 ml电子，故D错误。
6．高锰酸钾外用片(或溶液)，适用于急性皮炎或急性湿疹，特别是伴继发感染的湿敷，清洗小面积溃疡。
(1)高锰酸钾外用片能够清洗小面积溃疡，应用了高锰酸钾的什么性质？
(2)下面是高锰酸钾外用片的部分使用说明及注意事项，请思考：
①说明高锰酸钾水溶液为什么易变质，临用前需用温水配制，并立即使用。
②说明高锰酸钾外用片为何不能与碘化物接触或并用。
答案：(1)高锰酸钾具有强氧化性，可杀菌消毒。
(2)①KMnO4与空气中还原性物质反应。
②高锰酸钾有强氧化性，碘化物有还原性，容易发生氧化还原反应。条件
补项原则
酸性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－
[注意事项]
1．本品仅供外用，切忌口服。
2．本品水溶液易变质，故临用前用温水配制，并立即使用。
[药品相互作用]
不可与碘化物、有机物接触或并用，尤其是晶体。
一、氧化还原反应
1．元素化合价变化与电子转移关系：
以Cl2和Na反应生成NaCl为例：2 eq \(Na,\s\up6(0)) ＋ eq \(Cl,\s\up6(0)) 2===2 eq \(Na,\s\up6(＋1)) eq \(Cl,\s\up6(－1))
(1)分析：
(2)结论：
①氧化还原反应的特征：反应前后元素的化合价发生了改变。
②氧化还原反应的本质：反应过程中有电子的转移，包括电子的得失和共用电子对的偏移。
2．氧化还原反应与非氧化还原反应：
(1)氧化还原反应：反应过程中有电子转移的化学反应。
(2)非氧化还原反应：反应过程中没有电子转移的化学反应。
(3)氧化还原反应电子转移的表示方法
表示方法：以Cl2＋2Na===2NaCl为例来表示电子转移的方向和数目：
【易错提示】用双线桥法表示电子转移的注意事项
(1)用带箭头的线由反应物指向生成物，且对准同种元素。
(2)要标明“得”“失”电子，且得失电子总数相等。
(3)箭头不代表电子转移的方向，而是指某元素从反应物到生成物时价态的变化。
3．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系：
即：
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)有化合价变化的反应不一定是氧化还原反应。( )
(2)在HNO3、N2O4、NaNO2、NO、N2和NH4Cl中氮元素的化合价分别为＋5、＋4、＋3、＋2、0和－3价。( )
(3)在氧化还原反应中可能只有元素的化合价的升高，而无化合价的降低。( )
(4)氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的原子被还原。( )
(5)氧化还原反应时还原剂先失去电子，氧化剂后得到电子。( )
提示：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
二、氧化剂和还原剂
1．相应关系：
2．相关概念：
3．氧化还原反应方程式的配平：
以反应3NaClO＋NaI===NaIO3＋3NaCl为例：
(1)标变价：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价。
(2)列变化：根据化合价的变化标出电子转移的方向与数目。
(3)得失相等：通过求最小公倍数使得失电子总数相等。
(4)定系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，配平后，将单线变为等号。
3NaClO＋NaI===NaIO3＋3NaCl
1．已知还原性KI＞FeCl2，判断反应：I2＋2FeCl2＋2KCl===2FeCl3＋2KI能否进行？
提示：若反应I2＋2FeCl2＋2KCl===2FeCl3＋2KI能够发生，则还原性：FeCl2＞KI，与题目中已知的还原性强弱相矛盾，故该反应不能进行。
2．(情境思考)王安石《元丰行示德逢》节选
雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋。
旱禾秀发埋牛尻，豆死更苏肥荚毛。
这几句诗实际上说的是“雷雨利庄稼”。
电闪雷鸣时会发生如下反应：
①N2＋O2 eq \(=====,\s\up7(放电)) 2NO ②2NO＋O2===2NO2
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
分析三个反应是否为氧化还原反应，并说明原因。是氧化还原反应的，指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
提示：三个反应都是氧化还原反应。反应①：氧化剂O2，还原剂N2，NO既是氧化产物又是还原产物；反应②：氧化剂O2，还原剂NO，NO2既是氧化产物又是还原产物；反应③：NO2既是氧化剂又是还原剂，HNO3是氧化产物，NO是还原产物。
氧化还原反应的概念及表示方法
1．概念间的关系：
2．氧化还原反应电子转移的表示方法：
通常用电子转移的方向和数目来表示一个氧化还原反应。
(1)双线桥法
表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移)情况。
①双线桥法表示电子转移的基本步骤：
③注意事项
a．箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。
b．采用a×b e－形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数，a、b是“1”时省略。得到与失去的电子总数相等。
(2)单线桥法
表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。
①单线桥法表示电子转移的基本步骤
②示例：
③注意事项
a．单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素，表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况；
b．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。
【易错警示】认识氧化还原反应的误区
(1)在氧化还原反应中，一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应4HCl(浓)＋MnO2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，参加反应的HCl一半表现了还原性，另一半表现了酸性。
(2)得电子难的元素不一定易失去电子。如碳元素、稀有气体元素既不容易失电子也不容易得电子。
(3)元素由化合态转变为游离态不一定被氧化，也可能被还原。如HCl转化为Cl2，氯元素被氧化，CuO转化为Cu，铜元素被还原。
1．(思维升华)在氧化还原反应中，被氧化的物质和被还原的物质是否可以为同一反应物？请举例说明原因。(宏观辨识与微观探析)
提示：可以。如反应2KMnO4 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。
2．(情境思考)《中国诗词大会》是央视首档全民参与的诗词节目，节目以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为基本宗旨，力求通过对诗词知识的比拼及赏析，带动全民重温那些曾经学过的古诗词，分享诗词之美，感受诗词之趣，从古人的智慧和情怀中汲取营养，涵养心灵。
古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富，思考下列诗句是否都涉及氧化还原反应。(证据推理与模型认知)
①野火烧不尽，春风吹又生②粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间
③春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干④爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
提示：②不涉及。“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”实质是碳酸钙的分解和氧化钙与水的反应，都没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应。
【典例1】(2021·济南高一检测)ClO2是一种高效水处理剂，实验室通过以下反应制得ClO2：
2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4 eq \(=====,\s\up7(△)) 2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O
关于此反应的说法正确的是( )
A．KClO3化合价降低，失电子
B．反应中H2SO4体现了酸性和氧化性
C．反应中H2C2O4被氧化
D．H2C2O4既被氧化又被还原
【思维建模】解答有关氧化还原反应概念问题的思维流程如下：
【解析】选C。由方程式可知：KClO3中Cl元素从＋5价变为＋4价，化合价降低，得到电子，A错误；反应中S的化合价没有变化，不表现氧化性，B错误；H2C2O4中C元素从＋3价变为＋4价，化合价升高，失去电子，被氧化，故C正确、D错误。
(1)上题反应中，若生成1 ml ClO2，反应转移多少电子？
提示：1 ml。KClO3中Cl元素从＋5价变为＋4价，生成1分子ClO2，反应转移1个电子。
(2)上题反应中，失去的电子总数与得到的电子总数有什么关系？
提示：相等。KClO3中Cl元素从＋5价变为＋4价，共得到2个电子，H2C2O4中C元素从＋3价变为＋4价，共失去2个电子，即得失电子总数相等。
【典例2】(2021·临沂高一检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的
是( )
【解题指南】解答本题应注意以下两点：
(1)明确化合价升高为失去电子，化合价降低为得到电子。
(2)学会根据化合价的变化判断得失电子的数目。
【解析】选B。A项，电子转移的方向错误，Si应该得到电子，C失去电子；B项，钠失去电子，H得到电子，单线桥法，正确。C项，应是Zn失去2e－；D项，应是Cu失去2e－，单线桥中的箭头方向错误。
(1)B项反应中，H2是还原产物还是氧化产物？
提示：还原产物。
(2)D项反应中，参加反应的硫酸分子，是否全部被还原？
提示：不是。从反应方程式可以看出，2个硫酸分子参加反应，只有1个硫酸分子被还原。
1．(2021·常州高一检测)下列反应中属于氧化还原反应，但H2O既不是氧化剂，也不是还原剂的是( )
A．Cl2＋H2OHCl＋HClO
B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
C．2F2＋2H2O===4HF＋O2
D．CaO＋H2O===Ca(OH)2
【解析】选A。A项，Cl元素的化合价既升高，又降低，H2O中H和O的化合价没有变化，所以Cl2既是氧化剂，又是还原剂，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂，正确；B项，H2O是氧化剂，错误；C项，H2O是还原剂，错误；D项，该反应不属于氧化还原反应，错误。
2．查阅文献得知：汽车尾气的主要成分为NO、CO、O2，在汽车上安装三元催化转化器可使NO转化为无毒的N2，CO转化为无毒的CO2。
反应原理为2CO＋2NO eq \(=====,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2，请用双线桥法标出电子得失。
提示：
【补偿训练】
1．(2021·海淀高一检测)碘缺乏病是机体因缺碘导致的疾病，即地方性甲状腺肿和地方性克汀病，主要病因是环境缺碘，人体摄取碘不足。
我国政府对碘缺乏病相当重视，为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘，可用如下反应：
KIO3＋ 5KI＋ 3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O
(1)请指出该反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)请分别用单线桥法和双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目；利用所得的信息分析，如果反应中转移0.5 ml电子，则生成I2的物质的量为多少？
(3)参加反应的氧化剂和还原剂物质的量之比是多少？氧化产物与还原产物物质的量之比是多少？
(4)不法商贩为贪图盈利，制售假盐，假盐中不含碘，请利用家庭生活用品及KI溶液、稀H2SO4，设计实验，检验食用盐中是否含有碘元素，将你的思路写出来，与同学们交流。
提示：(1)氧化剂是KIO3，还原剂是KI，氧化产物、还原产物均是I2。
(2)双线桥
单线桥：
生成3 ml I2转移5 ml电子，则转移0.5 ml电子，生成I2为0.3 ml。
(3)1∶5；5∶1。
(4)在少量食盐溶液中，加入少量稀H2SO4及KI溶液，然后再加入几滴淀粉溶液。在酸性条件下IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 能将I－氧化成I2，I2遇淀粉溶液变蓝；而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。
2．(2021· 南京高一检测)N2O俗称“笑气”，医疗上曾用作可吸入性麻醉剂。产生N2O的反应：3CO＋2NO2===3CO2＋N2O。下列关于该反应的说法正确的是( )
A．CO是氧化剂
B．N2O是氧化产物
C．NO2被还原
D．常温常压下，生成6.72 L CO2转移0.6 ml电子
【解析】选C。CO转化为CO2，C由＋2价升至＋4价，失去电子，CO作为还原剂，A项错误；NO2转化为N2O，N由＋4价降为＋1价，得到电子，NO2作为氧化剂，NO2被还原，生成的产物N2O为还原产物，B项错误、C项正确；常温常压下的气体的摩尔体积不是22.4 L·ml－1，D项错误。
3．楼房有的是用红砖砌成的，有的则是青砖砌成的，可曾想过为什么同样的砖坯有的能烧成红砖？有的能烧成青砖呢？
材料一：红色的砖是怎么形成的？烧制砖瓦的黏土中含有二价铁盐，黏土制成砖坯，送到窑内大火烘烧，然后熄灭，自然冷却。此时窑内空气流畅，氧气充足，二价铁盐被氧化成三氧化二铁(Fe2O3)，由于三氧化二铁是红色，所以得到的就是红砖瓦。
材料二：青砖的形成。砖坯烧透后，从窑顶向下不断淋水，当水遇到红热砖瓦变成水蒸气，碳与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。这些还原性气体能把砖瓦中红色的氧化铁还原成黑色氧化亚铁或四氧化三铁。同时，没有燃烧的黑色碳颗粒也渗入砖瓦黏土颗粒间隔之中，结果烧出来的砖瓦就呈青灰色。
(1)红砖、青砖烧制过程中涉及哪些化学反应，是否是氧化还原反应？
提示：涉及二价铁被氧气氧化成Fe2O3、碳与水生成CO和H2、CO和H2把Fe2O3还原成黑色FeO或Fe3O4三个反应，且都是氧化还原反应。
(2)写出青砖形成过程中第一步反应的化学方程式。用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
提示：
氧化还原方程式的配平
1．配平的三大守恒原则：
2．三种配平方法：
(1)正向配平法：适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应，配平按以下4步进行。
(2)逆向配平法：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。
由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。
(3)缺项氧化还原反应方程式的配平。
缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)。
方法：
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由质量守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。
补项原则：
【易错警示】
科学态度——配平氧化还原反应方程式易错点
(1)利用化合价升降法配平的只是发生氧化还原反应那部分元素的化学计量数，若某元素在反应中化合价部分变化，部分没有变化，则最后用观察法，将没有发生氧化还原反应的元素也加上。
(2)利用电子守恒计算时，只能算发生氧化还原反应的那部分元素，没有发生氧化还原反应的那部分不能计算在内。
1．(教材开发)根据教材【学以致用】中的反应可知，实验室制备氯气也可以用此方法制取，该反应中若有1 ml KMnO4反应，则被氧化的HCl的物质的量是多少？(宏观辨识与微观探析)
提示：当有1 ml KMnO4反应时，反应的HCl的物质的量是8 ml，显示还原性的HCl只有5 ml。
2.(情境应用)近年来，医疗美容机构数量日渐增多。由于各机构水平参差不齐和执业医生鱼龙混杂，医疗美容纠纷日益增多，不法分子把有毒的H3AsO3用作脱毛剂坑害顾客。
在浓盐酸中，H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为3SnCl2＋12Cl－＋2H3AsO3＋6H＋===2As＋3SnCl eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) ＋6M。
(1)上述反应方程式中M是什么物质？(宏观辨识与微观探析)
提示：由原子守恒可知M为H2O。
(2)上述反应是否属于氧化还原反应？如果是，请指出反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。(宏观辨识与微观探析)
提示：反应中As的化合价降低，Sn的化合价升高，属于氧化还原反应；由反应中元素化合价变化知H3AsO3是氧化剂，As为还原产物，SnCl2为还原剂，SnCl eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) 是氧化产物。
【典例】(2021·徐州高一检测)把图②中的物质补充到图①中，可得到一个完整的氧化还原反应型离子方程式(未配平)
对该氧化还原反应型离子方程式说法不正确的是( )
A．IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 作氧化剂
B．氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C．若有2 ml Mn2＋参加反应时则转移10 ml电子
D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、3
【解题指南】解答本题应注意以下两点：
(1)氧化还原反应中有电子得失，且得失电子数相等。
(2)要找到正确的氧化剂、还原剂、氧化产物及还原产物。
【解析】选D。已知锰离子是反应物，反应后生成高锰酸根离子，则锰离子失电子作还原剂，含有碘元素的离子在反应中作氧化剂，碘元素应该得电子，化合价降低，所以IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 是反应物，IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 是生成物，根据元素守恒知，水是反应物，该反应方程式为2Mn2＋＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋3H2O===2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋ ，D错误；IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 在反应中化合价降低，得电子，作氧化剂，故A正确；据方程式知氧化剂高碘酸根离子和还原剂锰离子的物质的量之比为5∶2，故B正确；由反应方程式可知，有2 ml Mn2＋参加反应时则转移2 ml×(7－2)＝10 ml电子，故C正确。
(1)根据题干中的图写出该反应的方程式并配平。
提示：根据化合价有升必有降以及质量守恒关系可得该反应的方程式为
2Mn2＋＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋3H2O===2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋6H＋。
(2)在该反应中氧化剂和还原剂分别是哪种物质？
提示：氧化剂是IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，还原剂是Mn2＋。
氰化钠是一种重要的基本化工原料， 用于基本化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。氰化钠有剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡。
(1)NaCN(N为－3价)属于剧毒物质，可用H2O2进行无害化处理：NaCN＋H2O2―→N2↑＋X＋H2O。X的化学式是什么？
(2)TiO2作催化剂，用NaClO将CN－氧化成CNO－，CNO－在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。写出CNO－在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式。
【解析】(1)根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒可以推出X为NaHCO3。(2)CNO－在酸性条件下与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2，根据元素守恒可知还有H2O生成，结合原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒可写出该离子方程式。
答案：(1)NaHCO3
(2)2CNO－＋6ClO－＋8H＋===N2↑＋2CO2↑＋3Cl2↑＋4H2O
氧化性、还原性的
比较及氧化还原反应的规律
1．物质氧化性、还原性强弱的判断：
(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
特点：比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。
(2)根据元素的活动性顺序判断
特点：上左下右可反应，隔之愈远愈易行。
(3)根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物化合价相同，可根据反应条件的难易来判断。反应越易进行或越剧烈，则氧化剂的氧化性越强。如：
4HCl(浓)＋MnO2 eq \(=====,\s\up7(△)) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
氧化性：KMnO4>MnO2。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
(4)根据氧化产物的化合价高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物中元素化合价的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下，使还原剂中元素化合价升得越高，则氧化剂的氧化性越强。
如：2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2FeCl3、
Fe＋S eq \(=====,\s\up7(△)) FeS
氧化性：Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
2．氧化还原反应的规律：
(1)电子守恒规律。
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数或氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。
应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
(2)价态规律。
①高低规律。
元素最高价态：只有氧化性。
元素中间价态：既有氧化性又有还原性。
元素最低价态：只有还原性。
应用：判断元素或物质的氧化性、还原性。
②归中规律。
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”，如
(3)先后规律。
多种氧化剂与一种还原剂相遇，氧化性强的首先得电子被还原；多种还原剂与一种氧化剂相遇，还原性强的首先失电子被氧化。
例如，把氯气通入FeBr2溶液时，还原性Fe2＋>Br－，若氯气量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，还原性I－>Fe2＋，若氯气量不足时首先氧化I－。
【易错警示】变化观念——有关氧化还原反应规律应注意的几个问题
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；价态越低，氧化性越弱，如S2－
(4)进行氧化还原反应计算时，并不是所有的物质的物质的量都要列入计算式，只有化合价变化的物质的物质的量才能列入计算式。
1．氧化性越强，得电子数目越多；还原性越强，失电子数目越多，这种说法对吗？请举例说明原因。(证据推理与模型认知)
提示：不对。氧化性Cl2>S，但二者与Fe反应时，Cl2中每个Cl得到一个电子将铁氧化为FeCl3，S得到两个电子将Fe氧化为FeS；还原性Na>Fe，但发生反应时Na失去一个电子。
2．同一元素不同价态的化合物中，是否元素的化合价越高，物质的氧化性越强？请举例说明。(证据推理与模型认知)
提示：不是。一般物质中元素的化合价越高，其氧化性越强，但是有些物质却不一定，如HClO4中氯为＋7价，高于HClO中的＋1价，但HClO4的氧化性却弱于HClO的，因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关，而且与物质本身的稳定性有关。
3．(情境应用)金属钛具有许多优异的性能，是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石[主要成分为二氧化钛(TiO2)] 是地壳中钛矿石中的一种。目前，大规模生产钛的方法是第一步：让金红石、碳单质在高温下与氯气反应，制得四氯化钛(TiCl4)；第二步：在氩气氛围中加热，使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。
(1)制备金属钛的两步反应是否属于氧化还原反应？若属于氧化还原反应，氧化剂、还原剂分别是什么？(宏观辨识与微观探析)
提示：第一步：TiO2＋2C＋2Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) TiCl 4＋2CO，C、Cl的化合价分别升高和降低，C为还原剂，Cl2为氧化剂，属于氧化还原反应；第二步：TiCl4＋2Mg eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) Ti＋2MgCl2， Mg、Ti的化合价分别升高和降低，Mg为还原剂，TiCl4为氧化剂，属于氧化还原反应。
(2)试比较Cl2、TiCl4、Ti三种物质氧化性的大小。(宏观辨识与微观探析)
提示：由第一步反应知氧化性：Cl2＞TiCl4，由第二步反应知氧化性：TiCl4＞Ti，故Cl2、TiCl4与Ti氧化性的大小为Cl2＞TiCl4＞Ti。
【典例】(2021·合肥高二检测)已知C2O3在酸性溶液中易被还原成C2＋，C2O3、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．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．C2O3＋6HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 2CCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
【解题指南】解答本题注意以下两点：
(1)氧化还原反应中遵循的是强者优先的原则；
(2)氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
【解析】选A。根据题意，由氧化性Fe3＋＞I2知还原性I－＞Fe2＋，当Cl2与FeI2反应时，I－优先被氧化，所以A项错误，B项正确。再根据氧化还原反应中，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，C、D项均正确。
【母题追问】(1)已知FeI2是存在的，有的同学问FeI3可否存在，为什么？
提示：不存在。因为Fe3＋可以与I－发生反应生成Fe2＋和I2。
(2)若C项中“C2O3＋6HCl(浓) eq \(=====,\s\up7(△)) 2CCl2＋Cl2↑＋3H2O”反应是正确的，那么氧化剂和还原剂分别是哪种物质？若有1 ml C2O3发生反应，则被氧化的HCl的物质的量是多少？
提示：氧化剂是C2O3，还原剂是HCl。若有1 ml C2O3发生反应，则反应的HCl是6 ml，则被氧化的HCl的物质的量是2 ml。
(2021·无锡高一检测)高效水处理剂ClO2在实验室中通过以下反应制得：
2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O，下列说法不正确的是( )
A．CO2是氧化产物
B．KClO3在反应中被氧化
C．H2C2O4的还原性强于ClO2的还原性
D．1 ml KClO3参加反应，转移的电子为1 ml
【解析】选B。A项，H2C2O4转化为CO2，C的化合价由＋3价变为＋4价，H2C2O4为还原剂，对应的产物CO2为氧化产物，正确；B项，KClO3转化为ClO2时，Cl由＋5价变为＋4价，KClO3被还原，错误；C项，还原剂为H2C2O4，还原产物为ClO2，根据：还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，还原性：H2C2O4>ClO2，正确；D项，Cl的化合价由＋5价降到＋4价，1 ml KClO3反应中转移1 ml e－，正确。
【补偿训练】高锰酸钾消毒剂，化学品名称是高锰酸钾，俗名是灰锰氧、PP粉，是一种常用的消毒剂。
已知反应：
①2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
②2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2
(1)上述反应能否确定KMnO4、Cl2、Br2的氧化性的强弱？
提示：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可知，氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。
(2)利用如图所示装置，设计实验，证明KMnO4、Cl2、Br2氧化性的强弱，限选试剂：KBr溶液(已知Cl2是一种黄绿色的气体，Br2是深红棕色发烟挥发性液体，微溶于水，水溶液呈棕黄色。)
提示：装置a中是浓盐酸，d中是KBr溶液；装置a中浓盐酸与c中KMnO4混合后高锰酸钾紫色褪去生成黄绿色气体，可证明氧化性KMnO4＞Cl2；d中溶液颜色变为橙黄色，说明有Br2生成，证明氧化性Cl2＞Br2。
三言两语话重点
(1)氧化还原反应的特征：化合价变化。
(2)氧化还原反应本质：电子转移(得失或偏移)。
(3)氧化剂、还原剂概念。
(4)掌握氧化还原反应的“四大”规律——守恒规律、强弱规律、价态规律、先后规律。
1．(2021·盐城高一检测)古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富，下列诗句涉及氧化还原反应的是( )
A．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
B．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金
C．粉身碎骨浑不怕，要留青白在人间
D．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴
【解析】选A。A项，蜡炬燃烧属于氧化还原反应，正确。
2．(2021·南京高二检测)下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A．元素化合价升高的反应是还原反应
B．物质在变化中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低
C．有电子转移的反应就是氧化还原反应
D．有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应
【解析】选C。元素化合价升高的反应为氧化反应，A项错误；失去电子应表现为化合价升高，B项错误；有化合价升降的反应一定是氧化还原反应，D项错误。
3．(2021·连云港高一检测)下列转化中，需要加入氧化剂才能实现的是( )
A．I－→I2 B．Fe3＋→Fe2＋
C．HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) →CO2 D．MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) →MnO2
【解析】选A。A项，I－生成I2时，碘的化合价升高，I－作还原剂，需要加入氧化剂，正确；B项，Fe3＋生成Fe2＋时，铁的化合价降低，Fe3＋作氧化剂，需要加入还原剂，错误；C项，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 转变为CO2时，没有元素的化合价变化，属于非氧化还原反应，错误；D项，MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 转化为MnO2时，Mn的化合价降低，MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 作氧化剂，需要加入还原剂，错误。
4．(教材二次开发·教材习题改编)2019年10月1日，我国在天安门前举行了盛大的阅兵仪式，阅兵式上我国向世界展示了我们的新式武器。我国自行研制的第五代单座双发隐形战斗机歼－31使用了高强度、耐高温的钛合金材料。
工业上冶炼钛的反应为TiCl4＋2Mg eq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( )) Ti＋2MgCl2。下列说法正确的是( )
A．该反应中TiCl4是还原剂，Mg是氧化剂
B．该反应中还原性的强弱大小为Mg＞Ti，说明金属性Mg＞Ti
C．若制取0.5 ml Ti，转移1 ml电子
D．TiCl4中Cl元素被氧化
【解析】选B。该反应中Mg失电子是还原剂，TiCl4是氧化剂，A不正确；由于还原剂的还原性大于还原产物的还原性，所以还原性(即金属性)Mg＞Ti，B正确；若制取0.5 ml Ti，则转移2 ml电子，C不正确；TiCl4中Cl元素没有发生化合价变化，不参与氧化还原反应，Ti元素被还原，D不正确。
5．(2021·日照高一检测)铌具有广泛用途。黏土铌矿中NbO＋转化为NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 反应的离子方程式为NbO＋＋MnO2＋2H＋===NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ＋Mn2＋＋H2O，下列有关说法正确的是( )
A．NbO＋和NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 中Nb元素的化合价分别为＋5和＋3
B．反应中H＋既不是氧化剂也不是还原剂
C．NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 转化为Nb2O5的反应为氧化还原反应
D．生成0.1 ml NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ，反应转移0.4 ml电子
【解析】选B。NbO＋＋MnO2＋2H＋===NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ＋Mn2＋＋H2O反应中，Mn元素的化合价从＋4价降低为＋2价，Nb元素的化合价从＋3价升高为＋5价，据此分析。A.由分析可知，NbO＋和NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 中Nb元素的化合价分别为＋3和＋5，故A错误；B.反应中，H元素的化合价没有变化，则反应中H＋既不是氧化剂也不是还原剂，故B正确；C.NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) 转化为Nb2O5的反应中，没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故C错误；D.反应中，Nb元素的化合价从＋3价升高为＋5价，则生成0.1 ml NbO eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(2)) ，反应转移0.2 ml电子，故D错误。
6．高锰酸钾外用片(或溶液)，适用于急性皮炎或急性湿疹，特别是伴继发感染的湿敷，清洗小面积溃疡。
(1)高锰酸钾外用片能够清洗小面积溃疡，应用了高锰酸钾的什么性质？
(2)下面是高锰酸钾外用片的部分使用说明及注意事项，请思考：
①说明高锰酸钾水溶液为什么易变质，临用前需用温水配制，并立即使用。
②说明高锰酸钾外用片为何不能与碘化物接触或并用。
答案：(1)高锰酸钾具有强氧化性，可杀菌消毒。
(2)①KMnO4与空气中还原性物质反应。
②高锰酸钾有强氧化性，碘化物有还原性，容易发生氧化还原反应。条件
补项原则
酸性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－
[注意事项]
1．本品仅供外用，切忌口服。
2．本品水溶液易变质，故临用前用温水配制，并立即使用。
[药品相互作用]
不可与碘化物、有机物接触或并用，尤其是晶体。
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