第04讲 氧化还原反应的概念和规律 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件

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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)。
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。
[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 ml Cl2时转移电子数目为_________________________，被氧化的HCl的物质的量是_____ ml。
2×6.02×1023(或1.204×1024)
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标得失，④定数目。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： 。
＋2NO2↑＋2H2O
【例2】下列化学反应中电子转移方向、数目表示正确的是( )
解析：A 项中转移电子数目错误，应为 e－；B 项中氧化产物与还原产物均为 Cl2，且转移电子数目为 5e－；C 项中用单线桥表示电子转移时不标“得失”。
明确元素的变价→找出所有氧化剂或还原剂的物质的量所有氧化剂或还原剂得或失的电子数→确定转
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＋、 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 ， ：S ， ：C ，HCN：C 、N ， ：B 、H ，CuH：Cu 、H ，MnO(OH)：Mn ，FePO4：Fe ， ：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.2HClO 2HCl＋O2↑C.4NH3＋5O2 4NO＋6H2OD.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_____。
区域“3”为氧化还原反应，但不属于化合、分解和置换反应。而A是置换反应，B是分解反应，D是化合反应。
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(　　)
1.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 ml电子D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶5
一、氧化还原反应概念的考查
K2S2O8中O从－1价降低到－2价，发生还原反应，A正确；Mn从MnSO4中的＋2价升高到KMnO4中的＋7价，所以KMnO4是氧化产物，B正确；根据化学方程式，得关系式8H2O～10e－，消耗3.6 g(0.2 ml)H2O时，转移电子0.25 ml，C正确；K2S2O8为氧化剂，MnSO4为还原剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是5∶2，D错误。
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________。
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
(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。
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______。
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。
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
答案　Cl2>Br2>I2>S
②H＋、Cu2＋、Zn2＋、Na＋
答案　Na＋Ag
②Br－、I－、S2－
答案　Br－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＋＋ ＋4H＋B.I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HIC.H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2OD.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
A项，还原性：SO2＞Fe2＋，反应能发生；B项，还原性：SO2＞I－，反应能发生；C项，还原性：H2O2＜SO2，反应不能发生。
3.根据反应事实判断性质的强弱。①向C2O3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、C2O3的氧化性由强到弱的顺序：________________；HCl、CCl2、I2的还原性由强到弱的顺序：______________。
C2O3>Cl2>HIO3
I2>HCl>CCl2
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“氧化产物。
对比两个反应的异同，制备反应在碱性条件下，性质探究实验是在酸性条件下，氧化性强弱关系不同说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。
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.＋3C.＋5 D.＋7
反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯元素分别显正价和－1价；由于KX也发生歧化反应：KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低：KZ中Cl>KX中Cl(均为正价)。假设KX中Cl元素为＋a价，KZ中Cl元素的化合价为＋b价，依据得失电子守恒原理及KX―→KY＋3KZ，有a＋1＝3(b－a)，把a＝1、a＝3、a＝5代入上式讨论，可知a＝5时，b＝7符合题意。则KX中Cl元素的化合价为＋5。
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_____________。
73.3 g·ml－1
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＋NaCl②Q＋H2O X＋H2③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O④Z＋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__________________。
由①得出Q中Cl元素价态高于G，因为G必介于Q和－1价的氯元素之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H元素化合价降低，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④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。
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
谷物发酵的过程中包含淀粉水解、葡萄糖转化为乙醇、乙醇氧化为乙酸的过程；小苏打分解的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，不是氧化还原反应；含氯消毒剂有强氧化性，可用于环境消毒；NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，是氧化还原反应。
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
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，H2O中H元素化合价由＋1降为0，得电子被还原，作氧化剂，在反应中表现出氧化性，故A符合题意；Cl2＋H2O HCl＋HClO、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，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、C不符合题意；Na2O＋H2O===2NaOH，该反应没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故D不符合题意。
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
Zn比Fe活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与I2发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为I2被Zn还原，A项错误；液体分层后，I2在CCl4层，CCl4的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误；若镀层金属活泼性大于Fe，则Fe不易生锈，反之，若Fe活泼性大于镀层金属，则Fe更易生锈，由于活泼性：Zn>Fe>Sn，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误；漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，其具有强氧化性，可将I－氧化，D项正确。
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∶1D.1 ml Na2S2O3发生反应，转移4 ml电子
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫，化合价发生变化的只有S元素一种，硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4中所含元素的化合价均未发生变化，A说法不正确；Na2S2O3中的S的平均化合价为＋2，其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(＋4价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B说法正确；该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C说法不正确；根据其中S元素的化合价变化情况可知，1 ml Na2S2O3发生反应，转移2 ml电子，D说法不正确。
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 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 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( )＝1∶4D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为