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人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应第2课时学案
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应第2课时学案，共12页。学案主要包含了氧化剂和还原剂，常见的氧化剂和还原剂，氧化性和还原性等内容，欢迎下载使用。
新课情境呈现
在这些反应中各物质的作用是什么，让我们一起学习氧化剂和还原剂。
课前素能奠基
知识回顾
1．氧化还原反应的特征是反应前后有元素的化合价发生变化。实质是电子得失或共用电子对的偏移。
2．四种基本反应类型中，置换反应全部是氧化还原反应；复分解反应全部是非氧化还原反应；化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。
3．在反应MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化产物是Cl2，还原产物是MnCl2。
4．O2、Cl2在参与一些反应时的共同之处是易得电子、被还原，Fe、Cu的共同之处是易失电子、被氧化。
新知预习
一、氧化剂和还原剂
1．相关概念：
(1)氧化剂：是得电子(或电子对偏向)的反应物，具有氧化性。
(2)还原剂：是失电子(或电子对偏离)的反应物，具有还原性。
(3)氧化产物：反应物中的某元素发生氧化反应所对应的生成物。
(4)还原产物：反应物中的某元素发生还原反应所对应的生成物。
2．相应关系：
二、常见的氧化剂和还原剂
三、氧化性和还原性
1．氧化性和还原性：
(1)氧化性：氧化剂所表现出得电子的性质。
(2)还原性：还原剂所表现出失电子的性质。
2．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系：
四、氧化还原反应对人类生产生活的影响
1．正面影响eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(金属的冶炼,燃料的！！！ 燃烧 ###,电镀,化学电源,金属的电化学防护))
2．负面影响eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(食物的！！！ 腐败 ###,金属的！！！ 腐蚀 ###,易燃物的自燃,煤矿瓦斯爆炸))
应用体验
1．(2021·海口高一检测)下列关于氧化还原反应的叙述，正确的是( B )
A．失去电子的反应是还原反应
B．失去电子的物质是还原剂
C．发生氧化反应的物质是氧化剂
D．作氧化剂的物质不能是还原剂
解析：失去电子的反应是氧化反应，失去电子的物质是还原剂，发生氧化反应的物质是还原剂，作氧化剂的物质也可能作还原剂，故选B。
2．在含有Cu(NO2)、Mg(NO3)、AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是( C )
A．MgB．Cu
C．AgD．H2
解析：氧化性Ag＋、Cu2＋、Mg2＋依次减弱，加入锌粉，Ag＋先反应，先置换出Ag，故选C。
3．单宁是葡萄酒中所含有的两种酚类化合物其中的一种物质，单宁有独特的抗氧化性，能有效抵御生物氧化作用，它还有清除活性氧的功能。
下列对于单宁在保护葡萄酒过程中的有关说法中，正确的是( A )
A．单宁作还原剂
B．单宁作氧化剂
C．单宁被还原
D．单宁中某元素化合价降低
解析：活性氧具有氧化性，单宁能清除活性氧，单宁作还原剂，所以选A。
4．在一定条件下，ROeq \\al(n－,3)＋F2＋aOH－===ROeq \\al(－,4)＋2F－＋H2O，下列叙述正确的是( D )
A．n＝2，a＝2
B．n＝2，a＝1
C．ROeq \\al(n－,3)中R的化合价为＋6
D．n＝1，a＝2
解析：先根据质量守恒求得a＝2，再根据电荷守恒求得n＝1，所以选D。
要点归纳
课堂素能探究
知识点
物质氧化性、还原性强弱的比较
问题探究：1．一种物质具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然，这种观点是否正确？
2．在氧化还原反应中金属元素被还原一定得到金属单质吗？非金属元素被还原一定得到非金属单质吗？
探究提示：1．不正确。物质具有氧化性或还原性，与物质的性质有关，有些物质只具有氧化性，如F2，有些物质只具有还原性，如K、Ca等，有些物质既具有氧化性又具有还原性，如SO2在反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O中表现氧化性，而在反应2SO2＋O2eq \(,\s\up7(一定条件))2SO3中表现还原性。
2．均不一定，如Fe3＋被还原为Fe2＋、CO2被C还原为CO等。
知识归纳总结：
1．根据氧化还原反应方程式判断：
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物。
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．根据金属、非金属活动性顺序判断：
特点：上左下右可反应，隔之越远越易反应。
即根据活动性顺序，处于上行左侧的单质与下行右侧的离子可以发生反应，且间隔越大越容易反应。
3．根据反应的条件及反应的剧烈程度比较：反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
例如，MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
氧化性：KMnO4>MnO2
4．比较氧化性、还原性强弱的其他方法：
根据氧化还原反应的程度比较：不同氧化剂与相同还原剂作用时，还原剂化合价升高的数值越大，氧化剂的氧化性越强。
例如：eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\c1(2Fe＋3Cl2\(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3,Fe＋S\(=====,\s\up7(△))FeS))→eq \x(\a\al(氧化性,Cl2>S))
典例1 (2021·银川高一检测)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是AsH3。
(2)已知0.2 ml KBrO3在反应中得到1 ml电子生成X，则X的化学式为Br2。
(3)根据上述反应可推知a、c。
a．氧化性：KBrO3>H3AsO4
b．氧化性：H3AsO4>KBrO3
c．还原性：AsH3>X
d．还原性：X>AsH3
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：
解析：(1)已知KBrO3为得电子物质，故其化合价一定降低，作氧化剂，那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As的化合价为－3价，反应后变为含＋5价As的H3AsO4 ，故还原剂为AsH3。
(2)0.2 ml KBrO3在反应中得1 ml电子，故1 ml KBrO3得5 ml电子，即反应后Br的化合价应从＋5价降为0价，故另一物质为Br2。
(3)此题的考点为氧化还原反应中的基本规律：氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，故选a、c。
(4)因为氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物已知，可直接进行配平。
As：－3价→＋5价 升8价
Br：＋5价→0价 降5价
根据化合价升降相等，在AsH3前配系数5，在KBrO3前配系数8，在Br2前配系数4；再根据K原子守恒，K2SO4应在生成物中，系数为4；则H2SO4应在反应物中，系数为4；H2O在生成物中，系数为4；配平后用单线桥标出电子转移方向和数目。
〔素养应用1〕从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还原性最强。
(1)铁钉浸入CuSO4溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO3溶液后，表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中，Fe的还原性最强，在Cu2＋、Fe2＋、Ag＋中，
Ag＋的氧化性最强。
(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3)，而在盐酸中生成淡绿色溶液(FeCl2)。则在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中，Cl2、H＋具有氧化性，Cl2的氧化性更强。
解析：(1)涉及反应的两个化学方程式为
① Fe ＋ CuSO4 === FeSO4 ＋ Cu
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
② Cu＋ 2AgNO3===Cu(NO3)2 ＋ 2Ag
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
根据①知，还原性：Fe>Cu，氧化性：Cu2＋>Fe2＋；
根据②知，还原性：Cu>Ag，氧化性：Ag＋>Cu2＋；
故还原性：Fe>Cu>Ag，氧化性：Ag＋>Cu2＋>Fe2＋。
(2)发生反应的两个化学方程式为
①2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3
②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
由上可知，Cl2将Fe氧化为Fe3＋，而HCl将Fe氧化为Fe2＋，所以Cl2、H＋有氧化性，且Cl2的氧化性更强。
知识点
氧化还原反应基本规律
问题探究：1．把少量铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，结果只有银白色物质析出，你能比较出Ag＋和Cu2＋的氧化性强弱吗？
2．已知硫元素的常见价态有－2价、0价、＋4价、＋6价，从硫元素的角度分析，SO2、浓硫酸分别具有什么性质？二者能反应吗？
探究提示：1．因为铁能与Ag＋、Cu2＋发生反应，结果只有银白色物质析出，说明少量铁粉先与Ag＋发生反应，因此Ag＋的氧化性强。
2．SO2中硫元素处于中间价态，具有氧化性和还原性，浓硫酸中硫元素处于最高价态，浓硫酸只具有氧化性。由于二者的价态分别为＋4价和＋6价，而＋4价和＋6价之间，无其他价态，故二者不发生氧化还原反应。
知识归纳总结：
1．守恒规律：
eq \x(原子守恒)—eq \a\vs4\al(反应前后各元素的原子个数相等)
|
eq \x(电子守恒)—eq \a\vs4\al(失电子总数与得电子总数相等)
|
eq \x(电荷守恒)—eq \a\vs4\al(对于离子反应，反应前后电荷总数相等)
应用：有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。
2．强弱规律：在一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
应用：比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．先后规律：
在浓度相差不大的溶液中含有
(1)几种还原剂时eq \(――→,\s\up7(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
(2)几种氧化剂时eq \(――→,\s\up7(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
应用：判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。
4．价态规律：
(1)高低规律：最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性，中间价态既有氧化性又有还原性。
(2)“价态归中，互不交叉”规律：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为
价态相邻能共存，价态相间能归中，
归中价态不交叉，价升价降只靠拢。
“价态归中，互不交叉”的三种情况：
应用：可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。
规律方法指导：
(1)元素处于最高价时只有氧化性，但氧化性不一定强。如CO2中C为＋4价，是最高价，但CO2的氧化性很弱。(2)元素处于最低价态时只有还原性，但还原性不一定强。如H2O中O为－2价，是最低价，但H2O的还原性非常弱。
典例2 氰化钠是一种重要的基本化工原料，用于化学合成、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？
NaHCO3
(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2CNO－＋6ClO－＋8H＋===N2↑＋2CO2↑＋3Cl2↑＋4H2O。
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。
〔素养应用2〕一定条件下，氨气与一氧化氮发生反应：NH3＋NO→N2＋H2O(未配平)。在该反应中，被氧化与被还原的氮原子数之比为( A )
A．23B．32
C．45D．56
解析：在氧化还原反应中，得失电子数目相等。NH3中N的化合价为－3，反应后变为0，作还原剂被氧化；NO中N的化合价为＋2，反应后为0，作氧化剂被还原。为保持得失电子数目相等，则应为2个NH3和3个NO反应，所以被氧化与被还原的氮原子的原子个数比为23。
名师博客呈现
1．氧化还原反应方程式的配平
(1)配平原则
①得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，表现为化合价升降总数相等。
②质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。
③电荷守恒：反应前后离子所带电荷总数相等，主要针对离子方程式。
(2)配平步骤(以C与HNO3反应为例)
(3)氧化还原离子方程式的配平
氧化还原离子方程式的配平与其化学方程式的配平基本原理相同，都遵循得失电子守恒，但由于阴阳离子的存在，氧化还原离子方程式还要遵循电荷守恒。
④配系数
3Cu＋H＋＋2NOeq \\al(－,3)——3Cu2＋＋2NO↑＋H2O
电荷守恒：左2NOeq \\al(－,3)与8H＋===右3Cu2＋
原子守恒：左侧8H===右侧4H2O(8H)
⑤细检查，验其他：左侧6O===右侧2NO＋4H2O(6O)
3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3．氧化还原反应的计算
(1)计算方法
在任何氧化还原反应中，氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
(2)计算步骤
①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
③根据题中物质的系数和得失电子守恒列出等式。氧化剂系数×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝还原剂系数×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
〔即时训练〕
M2Oeq \\al(x－,7)和S2－在酸性溶液中发生反应：M2Oeq \\al(x－,7)＋3S2－＋14H＋===2M3＋＋3S↓＋7H2O，则M2Oeq \\al(x－,7)中M的化合价是( D )
A．＋2 B．＋3
C．＋4D．＋6
解析：M2Oeq \\al(x－,7)＋3S2－＋14H＋===2M3＋＋3S↓＋7H2O中，S元素的化合价升高，M元素的化合价降低，设M2Oeq \\al(x－,7)中M元素的化合价为n，由得失电子数相等可知，2×(n－3)＝3×[0－(－2)]，解得n＝＋6。
课堂达标验收
1．针对二氧化硫的以下反应说法不正确的是( D )
①SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
③SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO＋2HCl
A．①反应由于元素的化合价没有发生变化，因此该反应不是氧化还原反应
B．②反应中二氧化硫作氧化剂
C．②中氧化产物和还原产物的质量之比为21
D．③中二氧化硫作氧化剂
解析：A项中所有元素化合价都没有发生变化，因此不是氧化还原反应；B项中二氧化硫中硫元素的化合价降低因此作氧化剂；C项中产物中的3个硫原子其中两个是化合价升高得到，一个是化合价降低得到，因此氧化产物和还原产物的质量之比为21；D项中二氧化硫中的硫元素化合价升高在反应中作还原剂。
2．氮化铝广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))2AlN＋3CO合成。下列叙述不正确的是( B )
A．AlN中N显－3价
B．上述反应中，Al2O3是氧化剂
C．上述反应中N2被还原
D．上述反应中碳发生氧化反应
解析：AlN中铝元素显＋3价，根据化合价规则，所以氮的化合价为－3，故A正确；反应中氮元素化合价降低，N2是氧化剂被还原，碳元素化合价升高，所以C是还原剂被氧化，而Al2O3中两元素的化合价没有发生变化，因此既不是氧化剂也不是还原剂，故B错误，C、D正确。
3．随着人们生活水平的提高，汽车进入寻常百姓家，安全驾驶很重要，汽车都安装有车安全气囊，在发生剧烈的汽车碰撞时，汽车安全气囊会发生反应10NaN3＋2KNO3eq \(=====,\s\up7(撞击))K2O＋5Na2O＋16N2↑，有关该反应说法正确的是( B )
A氧化剂与还原剂的物质的量之比为51
B．N2既是氧化产物也是还原产物
C．NaN3是氧化剂
D．KNO3发生氧化反应
解析：NaN3中N元素化合价升高，是还原剂，KNO3中N元素化合价降低，是氧化剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为15，故A错误；反应中只有N元素的化合价变化，则N2既是氧化产物也是还原产物，故B正确；NaN3中N元素化合价升高，是还原剂，故C错误；KNO3中N元素化合价降低，被还原，发生还原反应，故D错误。
4．在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L－1。现用氯氧化法处理，发生如下反应(其中N均为－3价、O均为－2价)KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O：
该反应中，被氧化的元素是C，氧化产物是KOCN。处理上述废水20.0 L，使KCN完全转化为KOCN，至少需氯气14.2g.
(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请用单线桥法标出电子转移方向和数目：2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2↑＋6KCl＋2H2O＋N2↑
2H2O。
解析：(1)该反应中，Cl元素化合价由0价变为－1价，C元素化合价由＋2价变为＋4价，被氧化的元素为C，氧化产物为KOCN；废水中KCN的质量为650 mg·L－1×20 L＝13 000 mg＝13 g，根据方程式可知，每有65 g KCN反应消耗71 g氯气，所以13 g KCN完全反应，消耗14.2 g氯气。
(2)Cl元素化合价由0降低为－1价，N元素的化合价由－3价升高为0，该反应转移6e－，用单线桥法标出电子转移方向和数目为
学习目标
核心素养
1．会判断常见的氧化剂和还原剂，会比较物质氧化性和还原性的强弱。
2．认识氧化还原反应的实际应用。
1．通过对“氧化剂和还原剂”的学习，培养证据推理与模型认知能力。
2．通过对“氧化还原反应的实际应用”的学习，培养科学态度和社会责任感。
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元
素的化合物
浓硫酸、HNO3、
KMnO4、FeCl3等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
标
价
态
列
变
化
求
总
数
配
系
数
根据化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素的正负化合价
eq \(C,\s\up6(0))＋Heq \(N,\s\up6(＋5))O3——eq \(N,\s\up6(＋4))O2↑＋eq \(C,\s\up6(＋4))O2↑＋H2O
再用观察法配平其他物质的化学计量数，配平后再增添必要的符号和反应条件
C＋4HNO3eq \(=====,\s\up7(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
新课情境呈现
在这些反应中各物质的作用是什么，让我们一起学习氧化剂和还原剂。
课前素能奠基
知识回顾
1．氧化还原反应的特征是反应前后有元素的化合价发生变化。实质是电子得失或共用电子对的偏移。
2．四种基本反应类型中，置换反应全部是氧化还原反应；复分解反应全部是非氧化还原反应；化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。
3．在反应MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化产物是Cl2，还原产物是MnCl2。
4．O2、Cl2在参与一些反应时的共同之处是易得电子、被还原，Fe、Cu的共同之处是易失电子、被氧化。
新知预习
一、氧化剂和还原剂
1．相关概念：
(1)氧化剂：是得电子(或电子对偏向)的反应物，具有氧化性。
(2)还原剂：是失电子(或电子对偏离)的反应物，具有还原性。
(3)氧化产物：反应物中的某元素发生氧化反应所对应的生成物。
(4)还原产物：反应物中的某元素发生还原反应所对应的生成物。
2．相应关系：
二、常见的氧化剂和还原剂
三、氧化性和还原性
1．氧化性和还原性：
(1)氧化性：氧化剂所表现出得电子的性质。
(2)还原性：还原剂所表现出失电子的性质。
2．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系：
四、氧化还原反应对人类生产生活的影响
1．正面影响eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(金属的冶炼,燃料的！！！ 燃烧 ###,电镀,化学电源,金属的电化学防护))
2．负面影响eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(食物的！！！ 腐败 ###,金属的！！！ 腐蚀 ###,易燃物的自燃,煤矿瓦斯爆炸))
应用体验
1．(2021·海口高一检测)下列关于氧化还原反应的叙述，正确的是( B )
A．失去电子的反应是还原反应
B．失去电子的物质是还原剂
C．发生氧化反应的物质是氧化剂
D．作氧化剂的物质不能是还原剂
解析：失去电子的反应是氧化反应，失去电子的物质是还原剂，发生氧化反应的物质是还原剂，作氧化剂的物质也可能作还原剂，故选B。
2．在含有Cu(NO2)、Mg(NO3)、AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是( C )
A．MgB．Cu
C．AgD．H2
解析：氧化性Ag＋、Cu2＋、Mg2＋依次减弱，加入锌粉，Ag＋先反应，先置换出Ag，故选C。
3．单宁是葡萄酒中所含有的两种酚类化合物其中的一种物质，单宁有独特的抗氧化性，能有效抵御生物氧化作用，它还有清除活性氧的功能。
下列对于单宁在保护葡萄酒过程中的有关说法中，正确的是( A )
A．单宁作还原剂
B．单宁作氧化剂
C．单宁被还原
D．单宁中某元素化合价降低
解析：活性氧具有氧化性，单宁能清除活性氧，单宁作还原剂，所以选A。
4．在一定条件下，ROeq \\al(n－,3)＋F2＋aOH－===ROeq \\al(－,4)＋2F－＋H2O，下列叙述正确的是( D )
A．n＝2，a＝2
B．n＝2，a＝1
C．ROeq \\al(n－,3)中R的化合价为＋6
D．n＝1，a＝2
解析：先根据质量守恒求得a＝2，再根据电荷守恒求得n＝1，所以选D。
要点归纳
课堂素能探究
知识点
物质氧化性、还原性强弱的比较
问题探究：1．一种物质具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然，这种观点是否正确？
2．在氧化还原反应中金属元素被还原一定得到金属单质吗？非金属元素被还原一定得到非金属单质吗？
探究提示：1．不正确。物质具有氧化性或还原性，与物质的性质有关，有些物质只具有氧化性，如F2，有些物质只具有还原性，如K、Ca等，有些物质既具有氧化性又具有还原性，如SO2在反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O中表现氧化性，而在反应2SO2＋O2eq \(,\s\up7(一定条件))2SO3中表现还原性。
2．均不一定，如Fe3＋被还原为Fe2＋、CO2被C还原为CO等。
知识归纳总结：
1．根据氧化还原反应方程式判断：
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物。
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．根据金属、非金属活动性顺序判断：
特点：上左下右可反应，隔之越远越易反应。
即根据活动性顺序，处于上行左侧的单质与下行右侧的离子可以发生反应，且间隔越大越容易反应。
3．根据反应的条件及反应的剧烈程度比较：反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
例如，MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
氧化性：KMnO4>MnO2
4．比较氧化性、还原性强弱的其他方法：
根据氧化还原反应的程度比较：不同氧化剂与相同还原剂作用时，还原剂化合价升高的数值越大，氧化剂的氧化性越强。
例如：eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\c1(2Fe＋3Cl2\(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3,Fe＋S\(=====,\s\up7(△))FeS))→eq \x(\a\al(氧化性,Cl2>S))
典例1 (2021·银川高一检测)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是AsH3。
(2)已知0.2 ml KBrO3在反应中得到1 ml电子生成X，则X的化学式为Br2。
(3)根据上述反应可推知a、c。
a．氧化性：KBrO3>H3AsO4
b．氧化性：H3AsO4>KBrO3
c．还原性：AsH3>X
d．还原性：X>AsH3
(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：
解析：(1)已知KBrO3为得电子物质，故其化合价一定降低，作氧化剂，那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As的化合价为－3价，反应后变为含＋5价As的H3AsO4 ，故还原剂为AsH3。
(2)0.2 ml KBrO3在反应中得1 ml电子，故1 ml KBrO3得5 ml电子，即反应后Br的化合价应从＋5价降为0价，故另一物质为Br2。
(3)此题的考点为氧化还原反应中的基本规律：氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，故选a、c。
(4)因为氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物已知，可直接进行配平。
As：－3价→＋5价 升8价
Br：＋5价→0价 降5价
根据化合价升降相等，在AsH3前配系数5，在KBrO3前配系数8，在Br2前配系数4；再根据K原子守恒，K2SO4应在生成物中，系数为4；则H2SO4应在反应物中，系数为4；H2O在生成物中，系数为4；配平后用单线桥标出电子转移方向和数目。
〔素养应用1〕从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还原性最强。
(1)铁钉浸入CuSO4溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO3溶液后，表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中，Fe的还原性最强，在Cu2＋、Fe2＋、Ag＋中，
Ag＋的氧化性最强。
(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3)，而在盐酸中生成淡绿色溶液(FeCl2)。则在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中，Cl2、H＋具有氧化性，Cl2的氧化性更强。
解析：(1)涉及反应的两个化学方程式为
① Fe ＋ CuSO4 === FeSO4 ＋ Cu
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
② Cu＋ 2AgNO3===Cu(NO3)2 ＋ 2Ag
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
根据①知，还原性：Fe>Cu，氧化性：Cu2＋>Fe2＋；
根据②知，还原性：Cu>Ag，氧化性：Ag＋>Cu2＋；
故还原性：Fe>Cu>Ag，氧化性：Ag＋>Cu2＋>Fe2＋。
(2)发生反应的两个化学方程式为
①2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3
②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
由上可知，Cl2将Fe氧化为Fe3＋，而HCl将Fe氧化为Fe2＋，所以Cl2、H＋有氧化性，且Cl2的氧化性更强。
知识点
氧化还原反应基本规律
问题探究：1．把少量铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，结果只有银白色物质析出，你能比较出Ag＋和Cu2＋的氧化性强弱吗？
2．已知硫元素的常见价态有－2价、0价、＋4价、＋6价，从硫元素的角度分析，SO2、浓硫酸分别具有什么性质？二者能反应吗？
探究提示：1．因为铁能与Ag＋、Cu2＋发生反应，结果只有银白色物质析出，说明少量铁粉先与Ag＋发生反应，因此Ag＋的氧化性强。
2．SO2中硫元素处于中间价态，具有氧化性和还原性，浓硫酸中硫元素处于最高价态，浓硫酸只具有氧化性。由于二者的价态分别为＋4价和＋6价，而＋4价和＋6价之间，无其他价态，故二者不发生氧化还原反应。
知识归纳总结：
1．守恒规律：
eq \x(原子守恒)—eq \a\vs4\al(反应前后各元素的原子个数相等)
|
eq \x(电子守恒)—eq \a\vs4\al(失电子总数与得电子总数相等)
|
eq \x(电荷守恒)—eq \a\vs4\al(对于离子反应，反应前后电荷总数相等)
应用：有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。
2．强弱规律：在一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
应用：比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．先后规律：
在浓度相差不大的溶液中含有
(1)几种还原剂时eq \(――→,\s\up7(加入氧化剂))将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。
(2)几种氧化剂时eq \(――→,\s\up7(加入还原剂))将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。
应用：判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。
4．价态规律：
(1)高低规律：最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性，中间价态既有氧化性又有还原性。
(2)“价态归中，互不交叉”规律：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为
价态相邻能共存，价态相间能归中，
归中价态不交叉，价升价降只靠拢。
“价态归中，互不交叉”的三种情况：
应用：可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。
规律方法指导：
(1)元素处于最高价时只有氧化性，但氧化性不一定强。如CO2中C为＋4价，是最高价，但CO2的氧化性很弱。(2)元素处于最低价态时只有还原性，但还原性不一定强。如H2O中O为－2价，是最低价，但H2O的还原性非常弱。
典例2 氰化钠是一种重要的基本化工原料，用于化学合成、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？
NaHCO3
(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2CNO－＋6ClO－＋8H＋===N2↑＋2CO2↑＋3Cl2↑＋4H2O。
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。
〔素养应用2〕一定条件下，氨气与一氧化氮发生反应：NH3＋NO→N2＋H2O(未配平)。在该反应中，被氧化与被还原的氮原子数之比为( A )
A．23B．32
C．45D．56
解析：在氧化还原反应中，得失电子数目相等。NH3中N的化合价为－3，反应后变为0，作还原剂被氧化；NO中N的化合价为＋2，反应后为0，作氧化剂被还原。为保持得失电子数目相等，则应为2个NH3和3个NO反应，所以被氧化与被还原的氮原子的原子个数比为23。
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1．氧化还原反应方程式的配平
(1)配平原则
①得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，表现为化合价升降总数相等。
②质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。
③电荷守恒：反应前后离子所带电荷总数相等，主要针对离子方程式。
(2)配平步骤(以C与HNO3反应为例)
(3)氧化还原离子方程式的配平
氧化还原离子方程式的配平与其化学方程式的配平基本原理相同，都遵循得失电子守恒，但由于阴阳离子的存在，氧化还原离子方程式还要遵循电荷守恒。
④配系数
3Cu＋H＋＋2NOeq \\al(－,3)——3Cu2＋＋2NO↑＋H2O
电荷守恒：左2NOeq \\al(－,3)与8H＋===右3Cu2＋
原子守恒：左侧8H===右侧4H2O(8H)
⑤细检查，验其他：左侧6O===右侧2NO＋4H2O(6O)
3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3．氧化还原反应的计算
(1)计算方法
在任何氧化还原反应中，氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
(2)计算步骤
①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
③根据题中物质的系数和得失电子守恒列出等式。氧化剂系数×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝还原剂系数×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
〔即时训练〕
M2Oeq \\al(x－,7)和S2－在酸性溶液中发生反应：M2Oeq \\al(x－,7)＋3S2－＋14H＋===2M3＋＋3S↓＋7H2O，则M2Oeq \\al(x－,7)中M的化合价是( D )
A．＋2 B．＋3
C．＋4D．＋6
解析：M2Oeq \\al(x－,7)＋3S2－＋14H＋===2M3＋＋3S↓＋7H2O中，S元素的化合价升高，M元素的化合价降低，设M2Oeq \\al(x－,7)中M元素的化合价为n，由得失电子数相等可知，2×(n－3)＝3×[0－(－2)]，解得n＝＋6。
课堂达标验收
1．针对二氧化硫的以下反应说法不正确的是( D )
①SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
③SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO＋2HCl
A．①反应由于元素的化合价没有发生变化，因此该反应不是氧化还原反应
B．②反应中二氧化硫作氧化剂
C．②中氧化产物和还原产物的质量之比为21
D．③中二氧化硫作氧化剂
解析：A项中所有元素化合价都没有发生变化，因此不是氧化还原反应；B项中二氧化硫中硫元素的化合价降低因此作氧化剂；C项中产物中的3个硫原子其中两个是化合价升高得到，一个是化合价降低得到，因此氧化产物和还原产物的质量之比为21；D项中二氧化硫中的硫元素化合价升高在反应中作还原剂。
2．氮化铝广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))2AlN＋3CO合成。下列叙述不正确的是( B )
A．AlN中N显－3价
B．上述反应中，Al2O3是氧化剂
C．上述反应中N2被还原
D．上述反应中碳发生氧化反应
解析：AlN中铝元素显＋3价，根据化合价规则，所以氮的化合价为－3，故A正确；反应中氮元素化合价降低，N2是氧化剂被还原，碳元素化合价升高，所以C是还原剂被氧化，而Al2O3中两元素的化合价没有发生变化，因此既不是氧化剂也不是还原剂，故B错误，C、D正确。
3．随着人们生活水平的提高，汽车进入寻常百姓家，安全驾驶很重要，汽车都安装有车安全气囊，在发生剧烈的汽车碰撞时，汽车安全气囊会发生反应10NaN3＋2KNO3eq \(=====,\s\up7(撞击))K2O＋5Na2O＋16N2↑，有关该反应说法正确的是( B )
A氧化剂与还原剂的物质的量之比为51
B．N2既是氧化产物也是还原产物
C．NaN3是氧化剂
D．KNO3发生氧化反应
解析：NaN3中N元素化合价升高，是还原剂，KNO3中N元素化合价降低，是氧化剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为15，故A错误；反应中只有N元素的化合价变化，则N2既是氧化产物也是还原产物，故B正确；NaN3中N元素化合价升高，是还原剂，故C错误；KNO3中N元素化合价降低，被还原，发生还原反应，故D错误。
4．在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L－1。现用氯氧化法处理，发生如下反应(其中N均为－3价、O均为－2价)KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O：
该反应中，被氧化的元素是C，氧化产物是KOCN。处理上述废水20.0 L，使KCN完全转化为KOCN，至少需氯气14.2g.
(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请用单线桥法标出电子转移方向和数目：2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2↑＋6KCl＋2H2O＋N2↑
2H2O。
解析：(1)该反应中，Cl元素化合价由0价变为－1价，C元素化合价由＋2价变为＋4价，被氧化的元素为C，氧化产物为KOCN；废水中KCN的质量为650 mg·L－1×20 L＝13 000 mg＝13 g，根据方程式可知，每有65 g KCN反应消耗71 g氯气，所以13 g KCN完全反应，消耗14.2 g氯气。
(2)Cl元素化合价由0降低为－1价，N元素的化合价由－3价升高为0，该反应转移6e－，用单线桥法标出电子转移方向和数目为
学习目标
核心素养
1．会判断常见的氧化剂和还原剂，会比较物质氧化性和还原性的强弱。
2．认识氧化还原反应的实际应用。
1．通过对“氧化剂和还原剂”的学习，培养证据推理与模型认知能力。
2．通过对“氧化还原反应的实际应用”的学习，培养科学态度和社会责任感。
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元
素的化合物
浓硫酸、HNO3、
KMnO4、FeCl3等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
标
价
态
列
变
化
求
总
数
配
系
数
根据化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素的正负化合价
eq \(C,\s\up6(0))＋Heq \(N,\s\up6(＋5))O3——eq \(N,\s\up6(＋4))O2↑＋eq \(C,\s\up6(＋4))O2↑＋H2O
再用观察法配平其他物质的化学计量数，配平后再增添必要的符号和反应条件
C＋4HNO3eq \(=====,\s\up7(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
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