专题2 第三单元氧化还原反应
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第三单元 氧化还原反应
[考试标准] 1.根据化合价的变化判断氧化还原反应(b)。2.四种基本化学反应类型与氧化还原反应之间的关系(b)。3.氧化还原反应中电子转移的方向和数目(c)。4.根据氧化还原反应判断物质的氧化性、还原性强弱(c)。
考点一 基于“双线桥”理解氧化还原反应的概念
1．氧化还原反应
本质和特征
2．基于双线桥理解氧化还原反应的概念之间的关系
概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。
例 用双线桥法标出下列反应的电子转移的方向和数目：
MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
此反应中氧化剂是__________，还原剂是____________，氧化产物是________，还原产物是________，MnO2发生________反应，HCl发生________反应；生成1molCl2时转移电子数目为________，被氧化的HCl的物质的量是________mol，盐酸显示的性质是______性和______性。
答案
MnO2 HCl Cl2 MnCl2 还原 氧化 2NA
2 还原 酸
3．氧化还原反应的类型
下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中，正确的是④；属于歧化反应的是②，属于归中反应的是③，属于部分氧化还原反应的是③④。
① ②
③
④
4．常见的氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
常见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)常见还原剂
常见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：
(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
其中：Fe2＋、SO2－3主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。 多维度思考
1．辨析易错易混
(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( )
(2)水作还原剂时，产物中一般有O2( )
(3)NO2溶于水发生氧化还原反应( )
(4)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( )
(5)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂( )
(6)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原( )
(7)硝酸铜的分解产物可能是CuO、NO、NO2( )
(8)NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O的反应中，NaHCO3被氧化( )
(9)Na2O2与水的反应中，水是还原剂( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)×
解析 (2)H2O中的两种元素，只有氧元素呈－2价，可被氧化为－1价或0价的氧。(5)在3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，H2O既不是氧化剂也不是还原剂。
2．四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。
正误判断
(1)置换反应一定属于氧化还原反应( )
(2)复分解反应一定不属于氧化还原反应( )
(3)有单质参加的化合反应或分解反应一定是氧化还原反应( )
(4)无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
解析 (4)Na2O2＋SO2===Na2SO4是氧化还原反应。
题组一 氧化还原反应及基本概念判断
1．(2018·杭州高三联考)下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A．酸雨的形成 B．根瘤菌固氮
C．氨碱法制纯碱 D．电池放电
答案 C
2．为了确定某样品是否被氧化，所选试剂(括号内物质)不正确的是( )
A．FeCl2(NH4SCN溶液) B．KI(淀粉溶液)
C．白磷(紫色石蕊溶液) D．Na2SO3(BaCl2溶液)
答案 D
题组二 双线桥法在复杂氧化还原反应中的应用
3．三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应：3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．NF3是氧化剂，H2O是还原剂
B．HF是还原产物
C．还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶1
D．NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体
答案 D
4．(2018·湖州高三调研)LiAlH4是重要的储氢材料，可与水发生反应：LiAlH4＋2H2O===LiAlO2＋4H2↑。下列说法中正确的是( )
A．氢气既是氧化产物又是还原产物 B．LiAlH4既是氧化剂又是还原剂
C．若生成标准状况下4.48LH2，则转移0.4mol电子
D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1
答案 A
解析 由反应方程式可知，LiAlH4中H由－1价升高为0价，被氧化，H2O中H由＋1价降为0价，被还原，氢气既是氧化产物又是还原产物，A项正确；LiAlH4中H由－1价升高为0价，被氧化，是还原剂，B项错误；由反应方程式可知，每1molLiAlH4反应，转移4mol电子，生成4molH2，若生成标准状况下4.48L(即0.2mol)H2，则转移0.2mol电子，C项错误；LiAlH4为还原剂，水为氧化剂，还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶2，D项错误。
5．O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是( )
A．氧气是氧化产物
B．O2F2既是氧化剂又是还原剂
C．若生成4.48LHF，则转移0.8mol电子
D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
答案 D
解析 A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误；B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，所以H2S是还原剂，错误；C项，外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D项，根据反应化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1∶4，正确。
走好关键第一步——正确标出元素化合价
正确分析氧化还原反应中电子转移的数目，其前提是确定物质中各元素(特别是变价元素)的化合价。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。
近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2 Cu＋2 Fe＋2 S－2 K2FeO4 Fe＋6
Li2NH N－3 LiNH2 N－3 AlN N－3
Na2S2O3 S＋2 MO＋2 M＋5 C2O2－4 C＋3
HCN C＋2 N－3 CuH Cu＋1 H－1
FeOn－4 Fe＋(8－n) Si3N4 Si＋4 N－3 考点二 氧化性、还原性强弱规律
1．氧化性、还原性的判断
(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：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。
2．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)根据反应条件和产物价态高低进行判断
①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：Na>Mg>Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4>MnO2。
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe＋S=====△FeS，则氧化性：Cl2＞S。
多维度思考
1．辨析易错易混 (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应( )
(2)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性( )
(3)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼( )
(4)难失电子的物质一定易得电子( )
(5)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性( )
(6)MnO2不与稀盐酸反应是因为H＋浓度小( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。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__________。
答案 (1)①③⑥⑦ (2)⑤⑥⑦⑧ (3)②④
解析 ⑥Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。
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
