第06讲 氧化剂和还原剂 （讲义）-高一化学同步精品讲义（人教必修第一册 ）

第05讲 氧化剂和还原剂


考点导航


知识精讲

知识点一：
1．氧化剂和还原剂
(1)含义及关系

(2)性质
还原剂具有 性，反应时本身被 ；氧化剂具有 性，反应时本身被 。
2．常见氧化剂和还原剂


3.氧化产物和还原产物
(1)氧化产物：还原剂被 的物质。
(2)还原产物：氧化剂被 的物质。
微提醒
①在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以是不同反应物，也可以是同一反应物，氧化产物、还原产物可以是不同产物，也可以是同一种产物。
②由于有些氧化还原反应中，氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应，因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。
③H2O2中氧元素尽管处于中间价态，但H2O2主要表现为氧化性，其还原产物是H2O，故H2O2，又被称为绿色氧化剂。
④具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。


4．氧化性和还原性
(1)氧化性和还原性
——
——
(2)基本概念的关系
①氧化剂氧化性化合价降低还原反应还原产物。
②还原剂还原性化合价升高氧化反应氧化产物。
微提醒
(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度，而不取决于一个原子得失电子数目的多少。
(3)对同一元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；价态越低，氧化性越弱，如S2－还原产物。
(2)根据金属的活动性顺序判断

(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。
(4)根据氧化还原反应的程度比较(了解)
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：→
3．氧化性和还原性比较的一般思路
—
↓
—
↓
—
【即学即练2】
1．根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是
H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A．HI>FeCl2>H2SO3>NO B．FeCl2>HI>H2SO3>NO
C．NO>FeCl2>H2SO3>HI D．H2SO3>HI>FeCl2>NO
2．在稀硫酸中几种离子的转化关系如图所示。下列说法正确的是


A．反应1中氧化剂为
B．氧化性：
C．反应2的氧化剂为，还原产物为
D．推测可发生反应：
3．将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：
SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+
Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法正确的是
A．还原性Cr3+>Fe2+>SO2
B．氧化性Cr2O>SO>Fe3+
C．Cr2O能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D．两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂
易错精析



(1)对于反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，氧化剂和还原剂分别是什么物质？其物质的量之比为多少？
【细剖精析】
Cl2、Cl2,1∶1。
(2)已知Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱，则在含等物质的量的Fe2＋和I－的溶液中通入少量氯气，哪种离子首先被氧化？
【细剖精析】
还原性：I－＞Fe2＋＞Cl－，通入少量Cl2时，Cl2优先氧化还原性最强的I－，离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
(3)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？
【细剖精析】
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。
(4)写出氯气、硫分别与铁反应的化学方程式。分析氯气和硫的氧化性相对强弱。
【细剖精析】
2Fe＋3Cl22FeCl3、Fe＋SFeS，因为Cl2氧化Fe的程度大于S，所以氧化性：Cl2＞S。
(5)非金属单质只有氧化性吗？金属单质只有还原性吗？
【细剖精析】
非金属单质可能有氧化性和还原性，金属单质只有还原性。
(6)物质得电子越多，其氧化性越强吗？元素处于最高价态时一定具有强氧化性吗？
【细剖精析】
物质的氧化性强弱与其得电子多少没有必然联系；元素处于最高价态时不一定具有强氧化性，如NaNO3、H2SO4(稀)等。
(7)往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？
【细剖精析】
由于还原性：I－>Fe2＋>Br－，所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是Fe2＋；向FeI2溶液中通入少量Cl2，首先被氧化的是I－。
(8)含有最高价元素的化合物是否一定具有强氧化性？试举例说明。
【细剖精析】
不一定，如在HClO中氯元素的化合价为＋1价，在HClO4中氯元素的化合价为＋7价，事实上HClO的氧化性比HClO4强，HClO有强氧化性；再如浓硫酸和Na2SO4溶液中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无氧化性。
能力拓展

一、氧化还原反应的基本规律及应用
1.守恒规律
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数＝氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。
应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价))
2．强弱规律
氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
3．价态规律
(1)高低规律
元素最高价态：只有氧化性。
元素中间价态：既有氧化性又有还原性。
元素最低价态：只有还原性。
应用：判断物质的氧化性、还原性。
(2)归中规律
①同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态―→中间价态，遵循“只靠拢，不交叉”的规律。有下列三种情况：

②同种元素相邻价态间不发生化学反应。
应用：判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。
(3)歧化规律
同种元素的中间价态生成高价态和低价态，即中间价态―→高价态＋低价态。
4．先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合，还原性强的先被氧化。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合，氧化性强的先被还原。
应用：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
二、氧化还原方程式配平
1．配平原则
(1)电子守恒：氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数可根据化合价降低总数等于化合价升高总数确定。
(2)原子守恒：根据质量守恒，反应前后原子种类和数目相等。
(3)电荷守恒：对于离子方程式，反应前后，阴、阳离子所带的负、正电荷的代数和相等。
2．配平的一般步骤
(1)示例：以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下：
①标变价
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
②列变化
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
③求总数
u＋O3(稀)—— (NO3)2＋＋H2O
④定计量数
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
⑤查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。
(2)配平的一般步骤

3．三种配平技巧
(1)倒配法：氧化剂与还原剂是同一物质的反应可用倒配法。

(2)补加法：部分被氧化或被还原的反应可用补加法

即得：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)电荷守恒法：某些离子方程式可借助电荷守恒配平有关离子的化学计量数

即得 ：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
3．缺项配平的补项原则
(1)补项原则
介质
多一个氧原子
少一个氧原子
酸性
＋2H＋结合1个O→H2O
＋H2O提供1个O→2H＋
中性
＋H2O结合1个O→2OH－
＋H2O提供1个O→2H＋
碱性
＋H2O结合1个O→2OH－
＋2OH－提供1个O→H2O
(2)组合方式

反应物
生成物
使用条件
组合一
H＋
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H＋
酸性或中性溶液
组合三
OH－
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH－
碱性或中性溶液

分层提分


题组A 基础过关练
1．反应中，作还原剂的是
A． B． C． D．
2．反应NaH＋H2O=NaOH＋H2↑中，氧化剂是
A．NaH B．H2O C．NaOH D．H2
3．下列物质的转化必须加入还原剂才能实现的是
A． B． C． D．
4．下列物质的转化必须加入氧化剂才能实现的是
A． B． C． D．
5．和的混合气体，通入、、的混合溶液，转化关系如图所示。下列描述正确的是

A．在图示转化关系中化合价不变的元素只有氢、氯、铜
B．过程Ⅱ反应的离子方程式为
C．氧化性强弱的顺序为
D．转化过程中参加循环反应的离子只有、
6．铁(Fe)和钴(Co)都是第Ⅷ族元素，已知Co(OH)3难溶于水，有关化合物能发生如下反应：
①Co2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2↑ + 3H2O
②2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
③Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O
下列有关推断正确的是
A．氧化性：Co2O3 ＞ Fe3+ ＞ Cl2
B．还原性：Fe2+ ＞ I－ ＞ Cl－
C．向HI溶液中投入Co(OH)3的离子方程式为：Co(OH)3 + 3H+ = Co3+ + 3H2O
D．Co2(SO4)3溶液与FeSO4溶液混合的离子方程式为：Co3+ + Fe2+ = Fe3+ + Co2+
7．已知还原性Cl-＜Fe2+＜H2O2＜I-＜SO2，判断下列反应不能发生的是
A．2Fe3++SO2+2H2O=SO+4H++2Fe2+ B．H2O2+2H++SO=SO2+O2+2H2O
C．I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI D．2Fe3++2I-=2Fe2++I2
8．已知下述三个实验均能发生化学反应：
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中

下列判断正确的是A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+
题组B 能力提升练
1．硫酸(H2SO4)是一种重要的无机化工原料，工业生产硫酸的主要反应有：
①硫(或硫化物)煅烧得到SO2：S+O2SO2
②SO2经催化氧化再得到SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)       ΔH=-198kJ·mol-1
③最后用水吸收即得H2SO4：SO3+H2O=H2SO4
上述反应属于氧化还原反应的是
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
2．大量的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：

上述各步骤涉及镁及其化合物的转化中，发生了氧化还原反应的是
A．① B．② C．③ D．④
3．贫血是一种常见的疾病，其中缺铁性贫血是贫血中最常见的类型，通常补铁剂会与维生素C同服。下列有关叙述中错误的是
A．补铁剂中的铁以Fe3+形式存在 B．铁是人体必需的微量元素
C．补铁剂搭配的维生素C具有还原性 D．Fe2+具有还原性，能被氧化成Fe3+
4．金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO2+3CSiC+2CO↑，下列有关制造金刚砂的说法中正确的是
A．该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为C
B．该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C．该反应中转移的电子数为12e-
D．该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO
5．下列气体中既有氧化性又有还原性的是
A．O2 B．SO2 C．CO2 D．SO3
6．O2在一定条件下能有效去除烟气中的SO2、NO，其可能的反应机理如下图所示，下列说法不正确的是(HO•表示羟基自由基，•表示未成对电子)

A．O2转化为时失去电子
B．HO•中氧元素的化合价为-1
C．净化器内SO2被还原
D．净化器内NO发生的反应为3HO• + NO = HNO3 + H2O
7．“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如图：


下列说法不正确的是
A．反应①中是氧化剂 B．流程中HCl和可以循环利用
C．反应①②③均为置换反应 D．①③两反应的还原剂可以互换
8．“84”消毒液(有效成分为NaClO)、洁厕液(主要成分为HCl)是生活中常见的消毒剂、清洁用品，二者混合使用会产生毒气(Cl2)。从氧化还原的角度推测，下列关于Cl2性质的猜想正确的是
A．只有氧化性 B．只有还原性
C．既有氧化性又有还原性 D．无法判断
9．在反应中，氧化剂与还原剂分子个数之比为
A． B． C． D．
10．已知Na2SO3溶液能够将XO还原，本身被氧化成Na2SO4。又知反应消耗的SO与XO个数之比为3∶2，则元素X在还原产物中的化合价是
A．+1 B．+2 C．+3 D．+4
11．完成下列问题
(1)氧化气化法可提纯电弧法合成的碳纳米管中的碳纳米颗粒杂质，反应的化学方程式为：3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 3CO2↑+ 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O用双线桥标出电子转移的方向和数目_______。该反应中氧化剂是_______，每生成1个氧化产物，转移的电子数目为_______。
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，用于杀菌消毒。其制备可通过在强碱性条件下，由NaClO和FeCl3共热而得。则氧化性比较：NaClO   _______(填“>”或“＜”)K2FeO4。
(3)ClO2是一种新型的水处理剂，可通过多种方法制取：如
①2KClO3 + 4HCl(浓) = 2KCl + 2ClO2↑ + Cl2↑+ 2H2O；
②Cl2 + 2KClO2 = 2KCl + 2ClO2。
则反应①中还原剂是_______，反应②的氧化产物与还原产物的质量比是_______。
(4)某一反应体系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，写出该反应的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目_______。
(5)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+的拆写结果是：氧化反应为：Cu﹣2e﹣=Cu2+；还原反应为：2Fe3++2e﹣=2Fe2+。请据此将反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑拆写成两个“半反应式”：氧化反应为_______。
12．已知下列反应：
①SO2+H2O═H2SO3
②C+H2O═H2+CO
③2A1+6H+═2Al3++3H2↑
④2Mg+CO22MgO+C
⑤2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
⑥CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2↑
⑦8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2
(1)上述反应中不属于氧化还原反应的有____(填各反应的序号，下同)；反应物中H2O被还原的是____：还原产物为单质的是____。
(2)用单线桥表示反应④中电子转移的方向和数目____。
(3)反应⑤中每生成1个氧气转移的电子数目为____。
(4)反应⑦中氧化剂与还原剂的分子个数比：____。
(5)氧化还原反应方程式的配平
① KI+ KIO3+ H2SO4═ I2+ K2SO4+ H2O____。
② MnO+ H2O2+ ═ Mn2++ O2↑+ H2O____。
题组C 培优拔尖练
1．回答下列问题：
(1)在Fe2+、Cu2+、H+、Cl-，S微粒中只有氧化性的是___；只有还原性的是___；既有氧化性又有还原性的是___。
(2)请配平下列反应：
KClO3+ HCl= KCl+ Cl2↑+ H2O___
KMnO4+ HCl= KCl+ MnCl2+ Cl2↑+ H2O___
Cr2O+ H++ H2C2O4= CO2↑+ Cr3++ H2O___
2．氧化还原反应的本质是电子的转移，请回答下列有关氧化还原反应的问题。
(1)配平下列氧化还原反应方程式，并标出单线桥：
①_____________ H2S + HNO3(稀) = H2O + S↓+ NO↑
②_____________ NH3 ＋ O2 = NO ＋ H2O
③_____________ KClO3 + HCl(浓)= KCl+ Cl2↑+ H2O
④_____________ Cu + HNO3 (稀) = Cu(NO3)2 + NO↑+ H2O
【答案】(1)                   
3．配平以下氧化还原反应方程式。
(1)_______KI＋_______KIO3＋_______H2SO4=_______I2＋_______K2SO4＋_______H2O
(2)_______MnO＋_______H＋＋_______Cl－=_______Mn2＋＋_______Cl2↑＋______H2O
(3)________S＋________KOH=________K2S＋____K2SO3＋________H2O
(4)________P4＋________KOH＋________H2O=________K3PO4＋________PH3
(5)_______ClO－＋_______Fe(OH)3＋_______=_______Cl－＋_______FeO＋_______H2O
(6)_______Mn2＋＋_______ClO＋_______H2O=_______MnO2↓＋_______Cl2↑＋_______
4．回答下列问题：
(1)已知实验室制备NO的反应为：。
①反应中氧化剂是____________；硝酸在反应中表现出的性质是____________；
②若有2 g NO生成，有______gHNO3被还原。
(2)请配平下列方程式____________，并用双线桥法标出下列反应电子转移的方向和数目____________。
______Al+____________NaOH=__________________
(3)某反应体系有反应物和生成物共五种物质：、、、H2O、H2O2，已知该反应中H2O2只发生如下过程。
①该反应中的氧化剂是____________
②写出该反应的化学方程式__________________