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1、第6讲氧化还原反应的基本概念和规律复习目标核心素养1.了解氧化还原反应的概念、特征和本质。2掌握电子转移的表示方法。3了解常见的氧化剂和还原剂。1.宏观辨识与微观探析：能正确辨别氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。能灵活运用氧化还原反应的相关规律。2变化观念与平衡思想：能从原子、分子水平分析化学变化的本质；能对具体物质的性质和化学变化做出解释和推测。考点一基于双线桥认识氧化还原反应1氧化还原反应的特征与本质(1)特征：化学反应过程中有元素化合价的变化(2)本质：电子转移。2氧化还原反应与四种基本反应类型的关系下列反应属于氧化还原反应的是 ，属于化合反应的是 ，属于分解反应的是 ，属于置换反应的
2、是 ，属于复分解反应的是 。Cu2SO22CuSO23O22O3Fe2O33CO2Fe3CO22Na2H2O=2NaOHH2CaCO3CaOCO22H2O22H2OO2SO3H2O=H2SO42Fe3Cl22FeCl3H2SO42NaOH=Na2SO42H2ONaHH2O=NaOHH2IBrH2O=HIOHBr答案：3氧化还原反应电子转移的表示方法(1)双线桥法：标变价，画箭头，算数目，说变化。用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目： 。(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稀硝酸反应电子转移的方向和数目：
3、。答案：4氧化还原反应概念之间的关系概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。实例：在Fe2O33CO2Fe3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂；C元素被氧化，Fe元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；CO2是氧化产物，Fe是还原产物。5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活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质、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、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如： (3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性具有中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2Fe3FeSOSOSH2O2O2H2
4、O其中：Fe2、SO主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。微思考指出下列加点元素的化合价(1)KlO3 lO2 NalO2 Brl (2)Na22O3 CuFe2 Cu2 Fe2 (3)F3 NaO2 H3O2 (4)H22O4 HN (5)Na NaB4 LiAl4 (6)nO2 KnO4 K2eO4 (7)HOH (8)过二硫酸(H2S2O8)的结构式如下：S 、O 。答案：(1)5431(2)2221(3)331(4)32(5)111(6)476(7)1(8)62、1(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)金属阳离子一定只具有氧化性。()(3)氧化还原反应中
5、有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。()(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。()(5)氧化还原反应一定属于四种基本反应类型。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)题点一四种基本反应类型与氧化还原反应的关系1. 氧化还原反应与四种基本反应Z的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影3区域的是()ACl22NaI=2NaClI2BNH4HCO3NH3H2OCO2C4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3DFe2O33CO2Fe3CO2解析：D阴影3区域表示既不属于化合反应，又不属于分解反应，还不属于置换反应的氧化还原反应。A项属于置换反应；B项属于非氧化还原反应；C项属
6、于化合反应。题点二基于“双线桥”分析陌生氧化还原反应2我国科研人员发现，在钙钛矿活性层中引入稀土Eu3/Eu2离子对，通过循环反应可消除零价铅和零价碘缺陷，大幅提高钙钛矿电池的使用寿命，其原理如图。下列说法正确的是()AEu3/Eu2离子对在反应过程中不断损耗，需定时补充B消除零价碘的过程中，Eu3/Eu2离子对发生还原反应C消除零价铅的反应为：2Eu3Pb0=2Eu2Pb2D整个过程实质上将电子从I0转移给Pb0解析：CA根据上述分析可知，Eu3/Eu2离子对在反应过程中循环使用，不会损耗，A选项错误；B.消除零价碘的过程中，发生反应I0Eu2=Eu3I，反应中Eu2失去电子发生氧化反应生成
7、Eu3，B选项错误；C由上述分析可知，消除零价铅的反应为：2Eu3Pb0=2Eu2Pb2，C选项正确；D.整个过程中，Pb0失去电子，I0得到电子，即电子从Pb0转移给I0，D选项错误。3(1)已知反应：6HCl(浓)KClO3=KCl3Cl23H2O。在标准状况下，生成6.72 L氯气时转移电子的物质的量为 。反应中转移1.5 mol e时，参加反应的HCl为 mol，其中被氧化的HCl为 mol。(2)用双线桥标出反应14CuSO45FeS212H2O=7Cu2S5FeSO412H2SO4电子转移的方向及数目。答案：(1)0.5 mol1.81.5(2)练后归纳常见元素化合价记忆口诀一价氢
8、、氯、钾、钠、银；二价氧、钙、镁、钡、锌；三铝、四硅、五氮磷；说变价也不难，二、三铁，二、四碳，二、四、六硫都齐全；铜、汞一、二最常见。 考点二氧化性、还原性强弱的比较1氧化性、还原性(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)元素价态与氧化性、还原性的关系最高价态只有氧化性，如：Fe3、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。(3)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。2氧化性、还原性强弱的比较方法(1)依据氧化还原反应方程式判断
9、氧化剂还原剂=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)依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件(如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等)要求越低，反应越剧烈，物质的氧化性或还原性越强。例如：(3)依据产物中元素价态的高低来判断相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：微思考物质氧化性、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：Cu与HNO3溶液Cu与FeCl3溶液Zn与H2SO4溶液Fe与FeCl3溶液Cl2和NaO
10、H溶液Fe和HNO3溶液Fe和H2SO4溶液Na和O2。由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是 。提示：(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)典例(双选)向盛有KMnO4溶液的试管中加入过量的MnSO4溶液，产生黑色沉淀，溶液由紫红色变为无色；过滤，向滤液中加入少量的铋酸钠(NaBiO3)粉末，
11、溶液又变为紫红色。下列推断错误的是()A氧化性：NaBiO3KMnO4MnO2B生成8.7 g黑色沉淀，转移0.2 mol电子C利用NaBiO3可以检验溶液中的Mn2DNaBiO3不能与浓盐酸发生反应生成氯气解析氧化还原反应中，氧化性：氧化剂大于氧化产物；氧化剂发生还原反应化合价降低。在盛有KMnO4溶液的试管中加入过量的MnSO4溶液，产生黑色沉淀，溶液由紫红色变为无色，说明KMnO4溶液可氧化MnSO4生成MnO2，故氧化性：KMnO4MnO2，在滤液中加入少量的铋酸钠粉末(NaBiO3)，溶液变紫红色，说明NaBiO3可氧化MnSO4生成KMnO4，故氧化性：NaBiO3KMnO4，故氧
12、化性：NaBiO3KMnO4MnO2。根据以上分析，氧化性：NaBiO3KMnO4MnO2，故A正确；在盛有KMnO4溶液的试管中加入过量的MnSO4溶液，产生黑色沉淀，离子方程式为：2MnO3Mn22H2O=5MnO24H，转移电子数为6e，所以生成8.7 g黑色沉淀即0.1 mol MnO2，转移 mol0.12 mol电子，故B错误；NaBiO3可氧化MnSO4生成KMnO4，溶液变为紫红色，所以利用NaBiO3可以检验溶液中的Mn2，故C正确；因为实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气，说明氧化性：MnO2Cl2，又氧化性：NaBiO3MnO2，故NaBiO3可与浓盐酸发生反应，故D错误。
13、答案BD延伸探究试分别写出C、D项中涉及反应的离子方程式：C项： ；D项： 。提示：5BiO2Mn214H=2MnO5Bi37H2OBiO6H2Cl=Bi3Cl23H2O 练后归纳 假设法判定氧化还原反应能否发生对点练1(依据方程式判断氧化性、还原性强弱)已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4Fe2=Fe3Ce3，Sn22Fe3=2Fe2Sn4。由此可以确定Fe2、Ce3、Sn2三种离子的还原性由强到弱的顺序是()ASn2、Fe2、Ce3BSn2、Ce3、Fe2CCe3、Fe2、Sn2 DFe2、Sn2、Ce3解析：A由反应：Ce4Fe2=Fe3Ce3知还原性：Fe2Ce3。由反应：
14、Sn22Fe3=2Fe2Sn4知还原性：Sn2Fe2，故还原性强弱顺序为Sn2Fe2Ce3。对点练2(依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2，Co2O3、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()A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3BCl2FeI2=FeCl2I2CCo2O36HCl(浓)=2CoCl2Cl23H2OD2Fe32I=2Fe2I2解析：A根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，可判断B中氧化性Cl2I2；C中Co2O3Cl2；D中Fe3I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I的
15、还原性强于Fe2，所以Cl2应先氧化I，而不应先氧化Fe2。对点练3(比较氧化性、还原性强弱的实验设计)某小组同学探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱，设计如图实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。(1)打开活塞a，逐滴加入H2SO3溶液至过量，烧瓶内溶液颜色变为无色，该反应的离子方程式为 ，得出的结论是H2SO3的氧化性比Br2的氧化性 (填“强”或“弱”)。(2)再打开活塞b，向所得溶液中逐滴加入H2O2溶液，刚开始溶液颜色无明显变化，继续滴加，溶液变为橙黄色，变橙黄色反应的离子方程式为 ，得出的结论是H2O2的氧化性比Br2的氧化性 (填“强”或“弱”)。答案：(1)H2SO
16、3Br2H2O=4HSO2Br弱(2)2H2BrH2O2=Br22H2O强规律一价态转化规律1价态归中含不同价态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，不同价态硫之间可以发生氧化还原反应的是。注：中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。2歧化反应同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态高价态低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。如：l22NaOH=Na NaOH2O规律二优先反应规律在浓度相差
17、不大的溶液中：(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性：Fe2Br，所以Fe2先与Cl2反应。(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3、Cu2、H的溶液中加入Fe粉，因为氧化性：Fe3Cu2H，所以Fe粉先与Fe3反应，然后依次为Cu2、H。规律三守恒规律氧化还原反应遵循以下三个守恒规律：(1)质量守恒：反应前后元素的种类和质量不变。(2)电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数，这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。(3)电荷守恒：离子方程式中，反
18、应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒，如Fe3Cu=Fe2Cu2(错误)，2Fe3Cu=2Fe2Cu2(正确)。1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)：GQNaClQH2OXH2YNaOHGQH2OZNaOHQXH2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是()AG、Y、Q、Z、XBX、Z、Q、G、YCX、Z、Q、Y、G DG、Q、Y、Z、X解析：A由得出Q中价态高于G，因为G必介于Q和1价的Cl之间，1价为氯元素的最低价；将该结论引用到，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高
19、于G；分析：H2O中的H化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。2现有下列三个氧化还原反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中含有Fe2、Cl和I，要除去I而不氧化Fe2和Cl，可以加入的试剂是()ACl2 BKMnO4CFeCl3 DHCl解析：C本题是寻找一种氧化剂，其氧化性应大于I2的氧化性，而小于Cl2和Fe3的氧化性(也可等于Fe3的氧化性)。由知氧化性：Fe3I2，还原
20、性：IFe2；由知氧化性：Cl2Fe3，还原性：Fe2Cl；由知氧化性：MnOCl2，还原性：ClMn2；由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4Cl2FeCl3I2，还原性强弱顺序为IFe2ClMn2。所以KMnO4可氧化Cl、Fe2及I，Cl2可氧化Fe2及I，FeCl3只能氧化I。3含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是()Ax0.4a,2Fe2Cl2=2Fe32ClBx0.6a,2BrCl2=Br22ClCxa,2Fe22Br2Cl2=Br22Fe34ClDx1.5a,2Fe24Br3Cl2=2Br22
21、Fe36Cl解析：B根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl2先氧化Fe2，然后再氧化Br。x0.4a时，Cl2不能完全氧化Fe2，只能发生反应2Fe2Cl2=2Fe32Cl，A正确；当x0.6a时，Cl2能将Fe2完全氧化后，又能氧化a mol的Br，B错误；xa时，Cl2氧化Fe2后又能氧化a mol的Br，C正确；x1.5a时，Cl2能将Fe2、Br完全氧化，D正确。4Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为116，则x的值为()A2 B3C4 D5解析：D本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相
22、关的计算。得关系式：1xe162e，解得x5。5U常见化合价有4和6，硝酸铀酰UO2(NO3)2加热可发生如下分解：UO2(NO3)2UxOyNO2O2(未配平)。将气体产物收集于试管中并倒扣于盛水的水槽中，气体全部被吸收，水充满试管。则生成铀的氧化物的化学式是()AUO2 B2UO2UO3CUO3 DUO22UO3解析：C气体被吸收，说明二氧化氮、氧气和水发生的反应为4NO2O22H2O=4HNO3，所以二氧化氮和氧气的计量数之比是41，根据氧化还原反应中得失电子数相等知，U元素的化合价不变，所以生成物是UO3，故选C。1(2021浙江1月选考，10)关于反应8NH36NO2=7N212H2
23、O，下列说法正确的是()ANH3中H元素被氧化BNO2在反应过程中失去电子C还原剂与氧化剂的物质的量之比为34D氧化产物与还原产物的质量之比为43解析：DANH3中H元素的化合价没有发生变化，故其未被氧化，被氧化的是N元素，A说法不正确；B.NO2在反应过程中得到电子，B说法不正确；C该反应中，NH3是还原剂，NO2是氧化剂。由化学方程式可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为43，C说法不正确；D.该反应中氧化产物和还原产物均为N2。还原剂被氧化后得到氧化产物，氧化剂被还原后得到还原产物，还原剂与氧化剂的物质的量之比为43，因此，氧化产物与还原产物的质量之比为43 ，D说法正确。2(2021湖南
24、卷，8)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I211KClO33H2O6KH(IO3)25KCl3Cl2。下列说法错误的是()A产生22.4 L(标准状况)Cl2时，反应中转移10 mol eB反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为116C可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉D可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO的存在解析：AA该反应中只有碘元素价态升高，由0价升高至KH(IO3)2中5价，每个碘原子升高5价，即6I260e，又因方程式中6I23Cl2，故3Cl260e，即Cl220e，所以产生22.4 L (标准状况) Cl2即1 mol Cl2
25、时，反应中应转移20 mol e，A错误；B.该反应中KClO3中氯元素价态降低，KClO3作氧化剂，I2中碘元素价态升高，I2作还原剂，由该方程式的计量系数可知，11KClO36I2，故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为116，B正确；C漂白粉的有效成分是次氯酸钙，工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应，C正确；D.食盐中IO可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H、I发生归中反应IO5I6H=3I23H2O生成I2，I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色，故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO的存在，D正确。3(2021山东卷，13)(双选) 实验室中利用固体KMnO4进行如图实验，下列说法错误的是()
26、AG与H均为氧化产物B实验中KMnO4只作氧化剂CMn元素至少参与了3个氧化还原反应DG与H的物质的量之和可能为0.25 mol解析：BDA加热KMnO4固体的反应中，O元素化合价由2升高至0被氧化，加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中，Cl元素化合价由1升高至0被氧化，因此O2和Cl2均为氧化产物，故A正确；B.KMnO4固体受热分解过程中，Mn元素化合价降低被还原，部分O元素化合价升高被氧化，因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂，故B错误；CMn元素在反应过程中物质及化合价变化为KO4，Mn元素至少参加了3个氧化还原反应，故C正确；D.每生成1 mol O2转移4 mol电子，每生成1
27、 mol Cl2转移2 mol电子，若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl生成Cl2所失去的，则气体的物质的量最大，由2KMnO45Cl2可知，n(气体)max0.25 mol，但该气体中一定含有O2，因此最终所得气体的物质的量小于0.25 mol，故D错误。4(2020山东卷，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NO2参与酸雨形成解析：BA涉及淀粉水解成葡萄糖，葡萄糖氧化成乙醇，乙醇氧化成乙酸，涉及氧化还原反应，A不符合题意；B.小苏打即NaHCO3，NaHCO3受热分解产生无毒的CO2，因此可用小苏打
28、作食品膨松剂，不涉及氧化还原反应，B符合题意；C利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌，涉及氧化还原反应，C不符合题意；D.NO2与水反应有HNO3产生，因此NO2参与了硝酸型酸雨的形成，涉及氧化还原反应，D不符合题意。5(2020北京等级考，3)水与下列物质反应时，水表现出氧化性的是()ANaBCl2CNO2DNa2O解析：AA2Na2H2O=2NaOHH2，H2O中H元素化合价由1降为0价，得电子被还原，做氧化剂，在反应中表现出氧化性，故A符合题意；B.Cl2H2OHClHClO，H2O中的元素没有发生化合价的变化，水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂，既不表现氧化性也不表现还原性，故B不符合题意
29、；C3NO2H2O=2HNO3NO，H2O中的元素没有发生化合价的变化，水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂，既不表现氧化性也不表现还原性，故C不符合题意；D.Na2OH2O=2NaOH，该反应没有元素化合价变化，不是氧化还原反应，水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性，故D不符合题意。6(经典高考题)K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)H2O2CrO(黄色)2H。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是()A中溶液橙色加深，中溶液变黄B中Cr2O被C2H5OH还原C对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D若向中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色解析：
30、DA项，中在平衡体系中滴加70%H2SO4溶液，平衡向左移动，c(Cr2O)增大，橙色加深，中滴加30%NaOH溶液，平衡向右移动，c(CrO)增大，溶液变黄，正确；B项，中重铬酸钾氧化乙醇，反应中重铬酸钾被乙醇还原，正确；C项，是酸性溶液，是碱性溶液，酸性溶液中能氧化乙醇，而碱性溶液中不能氧化乙醇，说明K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强，正确；D项，若向溶液中加入70%的H2SO4溶液至过量，溶液由碱性变为酸性，K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强，可以氧化乙醇，溶液变绿色，错误。7(经典高考题节选)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为2、3、4。当xy时，z 。解析：根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则，求得z。答案：