2024年高考化学一轮复习（新高考版） 第1章 第4讲　氧化还原反应的概念和规律

第4讲　氧化还原反应的概念和规律

[复习目标]　1.了解氧化还原反应的概念。2.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。3.掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。

考点一　氧化还原反应及相关概念

1．氧化还原反应

(1)判断依据：反应前后有元素的________发生变化。

(2)本质：____________(得失或偏移)。

2．相关概念

概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。

(1)氧化性是指________的性质(或能力)；还原性是指________的性质(或能力)。

(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的________程度，与得、失电子数目的__________无关。如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序可知，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na的还原性比Al强。

应用举例

2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。

上述反应中，氧化剂是______，还原剂是________，氧化产物是__________，还原产物是________，KMnO4发生__________反应，HCl发生________反应，盐酸表现的性质是________性和________性；生成1 mol Cl2时转移电子数目为__________，被氧化的HCl的物质的量是________ mol。

3．氧化还原反应电子转移的表示方法

(1)双线桥法：①标变价，②画箭头(反应物指向生成物)，③算数目，④说变化。

用双线桥法标出MnO2与浓盐酸加热反应的电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________。

归纳　。

(2)单线桥法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得”“失”字样。

用单线桥法标出铜和浓硝酸反应的电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________。

归纳　。

4．常见的氧化剂和还原剂

(1)常见的氧化剂

常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：

(2)常见的还原剂

常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：

金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要还原剂。

(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性。如：

其中：Fe2＋、SO主要表现________性，H2O2主要表现________性。

(4)分析氧化还原反应，走好关键第一步——正确标出元素的化合价

请标出下列陌生物质中元素化合价

Li2NH：N____，LiNH2：N____，N2H4：N____，

Na2S2O3：S____，S2O：S____，C2O：C____，

HCN：C____、N____，BH：B____、H____，CuH：Cu____、H____，MnO(OH)：Mn____，FePO4：Fe____，CrO：Cr____，K2FeO4：Fe____，LiFePO4：Fe____，CuFeS2：Fe____。

5．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

分析下列四个化学反应：

A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

B．2HClO2HCl＋O2↑

C．4NH3＋5O24NO＋6H2O

D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

其中属于区域“1”的是______(填字母，下同)，属于区域“2”的是______，属于区域“3”的是______，属于区域“4”的是______。

1．在氧化还原反应中，非金属单质不一定是氧化剂(　　)

2．某元素从游离态变为化合态，则该元素一定被还原(　　)

3．有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应(　　)

4．氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂(　　)

5．氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原(　　)

一、氧化还原反应概念的考查

1．(2023·长沙模拟)关于反应5K2S2O8＋2MnSO4＋8H2O===2KMnO4＋8H2SO4＋4K2SO4的说法不正确的是(　　)

A．K2S2O8发生还原反应

B．KMnO4是氧化产物

C．消耗3.6 g H2O时，转移0.25 mol电子

D．氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶5

二、双线桥、单线桥表示法

2．氢化钠(NaH)广泛应用于工业生产。

(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为_______________________________________________。

(2)写出NaH与H2O反应的化学方程式，并用“双线桥”标出电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

氧化产物和还原产物的物质的量之比为____________________________________________。

(3)在高温下氢化钠(NaH)可将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

3．已知NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑

回答下列问题：

(1)用“单线桥”标出电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________，

氧化剂：____________，还原剂：____________。

(2)若生成标准状况下4.48 L H2，则转移电子的物质的量为________。

考点二　氧化还原反应的强弱规律及价态规律

(一)强弱规律

1．氧化性、还原性强弱的比较方法

(1)根据化学方程式判断

氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===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。

(2)根据相同条件下产物的价态高低判断

如2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS，则氧化性：Cl2____S。

(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断

反应条件要求越低，浓度越大，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强。

应用举例

1．MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，可判断氧化性：KMnO4____MnO2。

2．下列各组物质：①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2与NaOH溶液　⑥Fe与HNO3溶液

⑦Fe与H2SO4溶液　⑧Na与O2

(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是______________________(填序号，下同)。

(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是________________________。

(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________________________________________。

2．氧化性、还原性强弱的比较规律

(1)氧化性

一般规律：元素非金属性越强，其单质的氧化性越强；金属活动性越强，对应金属的简单阳离子氧化性越弱。

试比较下列单质或离子的氧化性

①Cl2、Br2、I2、S

______________________________________________________________________________

②H＋、Cu2＋、Zn2＋、Na＋

______________________________________________________________________________

(2)还原性

一般规律：元素金属性越强，其单质的还原性越强；非金属活动性越强，对应元素形成的简单阴离子还原性越弱；电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。

试比较下列单质或离子的还原性

①Mg、Fe、Cu、Ag

______________________________________________________________________________

②Br－、I－、S2－

______________________________________________________________________________

③Cl－、SO、OH－、Cu

______________________________________________________________________________

3．先后规律及应用

(1)同时含有几种还原剂(或氧化剂)，发生氧化还原反应时，还原性(或氧化性)强的优先反应，即“强者优先”，如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：________＞________，所以________先与Cl2反应。

(2)常见的强弱顺序

氧化性：MnO(H＋)>Cl2>Br2>Fe3＋>I2>稀H2SO4>S，还原性：Mn2＋<Cl－<Br－<Fe2＋<I－<SO2(SO)<S2－。

(二)价态规律

1．价态归中规律思维模型

含不同价态的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。简记为“两相靠，不相交”。

例如，不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是

注：不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。

2．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。

3．应用

(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。

(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl＋NaClO3===NaCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化剂为NaClO3，还原剂为HCl，氧化产物和还原产物都为Cl2。

1．金属原子失电子数越多，金属的还原性越强(　　)

2．元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼(　　)

3．强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应(　　)

4．向浓H2SO4中通入H2S气体，1 mol浓H2SO4转移电子数可能是6NA，也可能是2NA(　　)

5．1 mol KClO3与足量的浓盐酸反应，转移电子数为6NA(　　)

6．SO2的还原性较强，而浓硫酸具有很强的氧化性，所以浓硫酸不能干燥SO2气体(　　)

一、强弱规律的应用

1．铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是(　　)

A．Tl3＋>Fe3＋>Ag＋   B．Fe3＋>Ag＋>Tl3＋

C．Tl＋>Ag＋>Fe2＋   D．Tl3＋>Ag＋>Fe3＋

2．已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl－＜Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是(　　)

A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋

B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI

C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O

D．2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

3．根据反应事实判断性质的强弱。

①向Co2O3固体中滴加浓盐酸，有黄绿色气体生成

②将氯气通入碘水中，溶液褪色生成两种酸(HCl和HIO3)

则Cl2、HIO3、Co2O3的氧化性由强到弱的顺序：_____________________；HCl、CoCl2、I2的还原性由强到弱的顺序：____________________________________________。

4．实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。

(1)制备K2FeO4的反应为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，由此得出氧化性：Cl2________(填“>”或“<”)FeO。

(2)K2FeO4的性质探究：用KOH溶液将紫色K2FeO4固体溶出，得到紫色K2FeO4溶液。取少量该溶液，滴加盐酸，有Cl2产生。

该实验表明Cl2和FeO的氧化性强弱关系与(1)相反，原因是___________________________。

二、价态规律的应用

5．氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ的物质的量之比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是(　　)

A．＋1  B．＋3  C．＋5  D．＋7

6．K35ClO3晶体与含有H37Cl的浓盐酸反应生成Cl2，化学方程式为KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，该反应生成氯气的摩尔质量为________。

7．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：

①G―→Q＋NaCl

②Q＋H2OX＋H2

③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O

④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O

这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是________________。

1．(2020·山东，2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　　)

A．谷物发酵酿造食醋

B．小苏打用作食品膨松剂

C．含氯消毒剂用于环境消毒

D．大气中NO2参与酸雨形成

2．(2020·北京，3)水与下列物质反应时，水表现出氧化性的是(　　)

A．Na  B．Cl2  C．NO2  D．Na2O

3．(2022·辽宁，6)镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是(　　)

A．褪色原因为I2被Fe还原

B．液体分层后，上层呈紫红色

C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈

D．溶液恢复棕色的原因为I－被氧化

4．(2022·浙江6月选考，10)关于反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，下列说法正确的是(　　)

A．H2SO4发生还原反应

B．Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂

C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1

D．1 mol Na2S2O3发生反应，转移4 mol电子

5．(2022·湖南，9)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移(如a、b和c)，能将海洋中的NO转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。

下列说法正确的是(　　)

A．过程Ⅰ中NO发生氧化反应

B．a和b中转移的e－数目相等

C．过程 Ⅱ 中参与反应的n(NO)∶n(NH)＝1∶4

D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO＋NH===N2↑＋2H2O