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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：________________________________________________________________________。
第4讲氧化还原反应的基本概念1.了解氧化还原反应的概念。
2.掌握氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
3.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。
4.掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律应用。
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：反应前后有元素的化合价发生变化。
(2)本质：电子转移(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”。
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，③算数目，④说变化。
任务目标必备知识(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。
4．常见的氧化剂和还原剂(1)常见氧化剂及其还原产物氧化剂Cl2(X2)O2Fe3＋酸性KMnO4、K2Cr2O7HClO浓H2SO4HNO3H2O2还原产物Cl－(X－)H2O/ O2－/OH－Fe2＋/ Fe Mn2＋、Cr3＋Cl－SO2NO2/NO H2O(2)常见还原剂及其氧化产物还原剂金属单质非金属单质Fe2＋H2S/ S2－HI/I－NH3CO SO2/SO2－3氧化产物金属离子非金属氧化物Fe3＋S、SO2I2N2、NO CO2SO3、SO2－4 (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＋、SO2－3主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
5．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系图示必备知识1．下列说法正确的是A ．氧化还原反应中一定有氧元素参加B ．得电子的物质是氧化剂，失电子的物质是还原剂C ．在一个氧化还原反应中，有一种元素被氧化，必有另一种元素被还原D ．某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化 【答案】B【解析】A ．钠和氯气点燃条件下反应生成氯化钠，该氧化还原反应中没有O 元素参加，故A 错误； B ．得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，故B 正确； C ．22Cl H O HCl HClO +=+中被氧化、被还原的元素都是Cl 元素，故C 错误； D ．氢气在氯气中点燃反应生成氯化氢，反应中氯气被还原、氢气被氧化，故D 错误； 综上所述，答案为B 。
[限时规范训练] 单独成册A 组 对点强化练1．实验室常用NaNO 2和NH 4Cl 反应制取N 2。
下列有关说法正确的是( )A ．NaNO 2是还原剂B ．NH 4Cl 中N 被还原C ．生成1 mol N 2时转移6 mol 电子D ．氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1解析：A 项，根据信息，在该反应中NaNO 2中的N 化合价由＋3价降低为N 2的0价，得到电子，NaNO 2做氧化剂，错误；B 项，反应中NH 4Cl 中N 化合价由－3价升高为N 2的0价，失去电子被氧化，错误；C 项，根据电子守恒得：12NaNO 2～12NH 4Cl ～N 2，可知每产生1 mol N 2，转移3 mol 电子，错误；D 项，根据电子守恒可知，该反应中氧化剂NaNO 2和还原剂NH 4Cl 的物质的量之比是1∶1，正确。
答案：D2．(2017·长沙模拟)白磷有剧毒，白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒，白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应：(1)P 4＋10CuSO 4＋16H 2O===10Cu ＋4H 3PO 4＋10H 2SO 4(2)11P 4＋60CuSO 4＋96H 2O===20Cu 3P ＋24H 3PO 4＋60H 2SO 4下列有关说法中错误的是( )A ．在上述两个反应中，水既不是氧化剂也不是还原剂B ．在上述两个反应中，氧化产物都是H 3PO 4C ．在反应(2)中，当有5 mol CuSO 4发生反应时，共转移10 mol 电子D ．在上述两个反应中，氧化剂都只有硫酸铜解析：(1)(2)两个反应中，反应前后水中H 、O 元素的化合价均没有变化，故水既不是氧化剂也不是还原剂，A 项正确；两个反应中，H 3PO 4中的磷元素均来自单质磷，且两个反应中化合价升高的元素均只有磷元素，B 项正确；反应(2)中部分磷元素的化合价升高，部分磷元素的化合价降低，铜元素的化合价降低，故氧化剂不只有硫酸铜，D 项错误。
反应(2)中当有60 mol CuSO 4参加反应时，转移120 mol 电子，C 项正确。
答案：D3．根据下表提供的信息，下列叙述正确的是( )A.3B ．氧化性比较：KMnO 4>Cl 2>Fe 3＋>Br 2>Fe 2＋C ．表中第③组反应的氧化产物与还原产物的质量之比为6∶1D ．④的离子方程式配平后，H ＋的化学计量数应为16解析：A 项中因氧化剂与还原剂的量未知，不能确定氧化产物；B 项由反应①可知Cl 2与FeBr 2反应时Fe 2＋比Br －先氧化，则还原性Fe 2＋>Br －，则氧化性Br 2> Fe 3＋；C 项中第③组反应的方程式为KClO 3＋6HCl(浓)===3Cl 2↑＋KCl ＋3H 2O ，生成的Cl 2中有56是氧化产物，16是还原产物，即氧化产物与还原产物的质量之比为5∶1；D 项中离子方程式为2MnO －4＋10Cl －＋16H ＋===2Mn 2＋＋8H 2O ＋5Cl 2↑。
答案：D4．高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)： ________KMnO 4＋________FeSO 4＋________H 2SO 4===________K 2SO 4＋________MnSO 4＋________Fe 2(SO 4)3＋________H 2O 。
下列说法正确的是( )A ．MnO －4是氧化剂，Fe 3＋是还原产物B ．Fe 2＋的还原性强于Mn 2＋C ．取反应后的溶液加KSCN 溶液，可观察到有红色沉淀生成D ．生成1 mol 水时，转移2.5 mol 电子解析：Fe 3＋为氧化产物，A 错误；Fe 2＋在该反应中做还原剂，Mn 2＋为还原产物，B 正确；Fe 3＋遇到SCN －生成的是难电离的Fe(SCN)3，而不是沉淀，C 错误；配平该反应方程式为2KMnO 4＋10FeSO 4＋8H 2SO 4===K 2SO 4＋2MnSO 4＋5Fe 2(SO 4)3＋8H 2O ，故生成1 mol 水时，转移1.25 mol 电子，D 错误。
答案：B5. Ⅰ.某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。
已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2―→O2。
(1)该反应中的还原剂是________。
(2)该反应中，发生还原反应的过程是________―→________。
(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_______。
(4)如反应转移了0.3 mol电子，则产生的气体在标准状况下体积为________。
Ⅱ.高锰酸钾在不同的条件下发生的反应如下：MnO－4＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O①MnO－4＋3e－＋2H2O===MnO2↓＋4OH－②MnO－4＋e－===MnO2－4(溶液绿色)③(1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的________影响。
(2)将SO2通入高锰酸钾溶液中，发生还原反应的离子反应过程为____________―→____________。
(3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌，溶液变为紫红色。
下列说法正确的是________。
(填序号)a．氧化性：PbO2>KMnO4b．还原性：PbO2>KMnO4c．该反应可以用盐酸酸化(4)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应，其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2，完成下列化学方程式(横线上填系数，括号内填物质)：①________KMnO4＋________K2S＋________()===__________K2MnO4＋________K2SO4＋________S↓＋________()。
②若生成6.4 g单质硫，反应过程中转移电子的物质的量为________。
解析：Ⅰ.(1)由信息H2O2―→O2中可知，氧元素的化合价由－1价升高到0，则H2O2为还原剂。
(2)所含元素化合价降低的物质为氧化剂，则铬元素的化合价降低，即还原反应的过程为H2CrO4―→Cr(OH)3。
(3)该反应中氧元素失电子，铬元素得到电子，2 mol H2CrO4反应转移电子为2 mol×(6－3)＝6 mol，故氧元素得到电子为6 mol，则该反应的方程式及电子转移的方向和数目为(4)由2H 2CrO 4＋3H 2O 2===2Cr(OH)3↓＋3O 2↑＋2H 2O 可知，生成3 mol 气体转移6 mol 电子，则转移了0.3 mol 电子，则产生的气体的物质的量为0.36×3 mol ＝0.15 mol ，其在标准状况下体积为0.15 mol ×22.4 L·mol －1＝3.36 L 。
Ⅱ.(1)根据三个半反应中可以看出MnO －4被还原的产物受溶液酸碱性的影响。
(2)SO 2通入高锰酸钾溶液中，SO 2做还原剂，KMnO 4做氧化剂(发生还原反应：MnO －4―→Mn 2＋)。
(3)PbO 2投入酸性MnSO 4溶液中搅拌，溶液变为紫红色(Mn 2＋被氧化生成了MnO －4)，说明氧化性PbO 2>KMnO 4；由于盐酸会被高锰酸钾氧化，故该反应不能用盐酸酸化。
(4)①根据题意该反应的氧化产物是K 2SO 4和S ，根据“K 2SO 4和S 的物质的量之比为3∶2”即反应中K 2SO 4和S 的系数之比为3∶2，然后再根据得失电子守恒和原子守恒将其配平为28KMnO 4＋5K 2S ＋24KOH===28K 2MnO 4＋3K 2SO 4＋2S ↓＋12H 2O 。
②根据上述配平的方程式可得单质硫与转移电子数之间的关系为“2S ～28e －”，则生成6.4 g(0.2 mol)单质硫，反应过程中转移电子的物质的量为2.8 mol 。
答案：Ⅰ.(1)H 2O 2(2)H 2CrO 4 Cr(OH)3 (3)(4)3.36 LⅡ.(1)酸碱性 (2)MnO －4 Mn 2＋(3)a(4)①28 5 24 KOH 28 3 2 12 H 2O②2.8 mol6．二氧化氯(ClO 2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO 2方法。
①用于电解的食盐水除杂提纯。
②该法工艺原理示意图如下。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有________(填化学式)，发生器中生成ClO2的化学方程式为_____________________________________________________。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是纤维素水解得到的最终产物D 与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式：(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN－氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl－。
处理含CN－量相同的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的________倍。
解析：(1)在特定条件下电解食盐水，除了生成NaClO3外还有H2生成；根据题中信息，NaClO3与盐酸反应生成ClO2，再根据电子守恒和图示信息可知，ClO2发生器中还有Cl2生成，写出方程式2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl ＋2H2O。
(2)纤维素水解得到的最终产物D应为葡萄糖(C6H12O6)，生成物可利用原子守恒推知，然后配平即可。
(3)处理相同量的CN－，Cl2和ClO2转移的电子数应相同。
1 mol Cl2―→2Cl－转移2 mol e－，1 mol ClO2―→Cl－转移5 mol e－，则转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为5∶2。
答案：(1)H2、Cl22NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O24NaClO3＋12H2SO4===24ClO2↑＋6CO2↑＋18H2O＋12Na2SO4(3)2.5B组满分限时练(建议用时25分钟)1．某反应体系中的物质有NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Au2O、H2O、Na2S2O3。
Au2O3为反应物，则下列有关说法正确的是()A．该反应体系中有三种元素的价态发生了变化B．Au2O在反应中做还原剂C．Na2S2O3发生还原反应D．1 mol Au2O3发生反应，转移电子4 mol解析：Au2O3为反应物，则Au2O为生成物，反应中Au的化合价从＋3价变为＋1价，化合价降低，因此必定有另一种元素化合价升高，则Na2S2O3反应生成Na2S4O6，硫元素化合价由＋2价升高到＋52价。
