课时3　氧化还原反应的基本概念和规律
1．了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2.了解常见的氧化还原反应。
最新考纲
考点一　氧化还原反应的相关概念及其相互间的联系
1．本质和特征
2．有关概念及其相互关系

例如：
反应4HCl(浓)＋MnO2 MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是________，氧化产物是____，还原剂是______ ，还原产物是________ ；生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为________ ，被氧化的HCl的物质的量是________ 。
MnO2
HCl
MnCl2
2 mol
2 mol
Cl2
3．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：
请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：

4．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)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如：

(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性

其中：Fe2＋、SO32－主要表现________性，H2O2主要表现________性。
还原
氧化
探究思考
1．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。
请将下面反应与在图中的位置序号进行连线。
①
答案
2．判断正误
(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)某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原。 (　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
【示例1】 (2012·上海，20改编)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2
下列说法正确的是 (　　)。
A．SO2既是氧化产物又是还原产物
B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化
C．每生成1 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化
D．每转移1.2 mol电子，有0.4 mol硫被氧化
思维启迪 用双线桥法表示出该反应的电子转移情况：
答案　A
【示例2】 (2012·广东，10)下列应用不涉及氧化还原反应的是 (　　)。
A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al
C．工业上利用合成氨实现人工固氮
D．实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
解析　A中有单质O2生成；B中有单质Al生成；C中有单质H2和N2参与反应。
答案　D
1．下列物质中既有氧化性又有还原性的是 (　　)。
A．HClO B．Al2O3 C．N2O5 D．SiO2
解析　若不考虑氧元素，从价态来考虑其他元素，根据“高价氧化低价还原，中间价态两边转”，就可确定，A项HClO中Cl是＋1价，中间价，符合题意；B项中铝元素最高价，只有氧化性；C项N2O5中的N是＋5价，只有氧化性；D项SiO2中的Si是＋4价，最高价，只有氧化性。
答案　A
2．宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列说法正确的是 (　　)。
A．X的化学式为AgS
B．银针验毒时，空气中氧气失去电子
C．反应中Ag和H2S均是还原剂
D．每生成1 mol X，反应转移2 mol e－
解析　根据配平的化学方程式可知X的化学式为Ag2S，A错误；由方程式知银针失去电子，空气中氧气得到电子，B错误；根据化合价变化可知，反应中Ag作还原剂，C错误；反应中生成2 mol Ag2S，转移4 mol e－，由此推知D正确。
答案　D
C．硼元素被氧化，氢元素被还原
D．被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1
解析　首先分析四种元素价态的变化：Na的价态反应前后都是＋1价，B反应前后都是＋3价，O反应前后都是－2价，变价元素只有H，NaBH4中－1价氢被H2O中＋1价氢氧化，发生归中反应生成H2。
答案　D
3．被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH4
＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是(NaBH4
中H为－1价) (　　)。
A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂
B．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂
4．(高考组合题)下列组合判断正确的是 (　　)。
①Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂 (2009·山东理综，10A)
②浓H2SO4有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应 (2009·山东理综，13C)
③化合反应均为氧化还原反应 (2012·山东理综，7A)
④Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性 (2012·山东理综，12A)
⑤Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 (2012·山东理综，12C)
⑥Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应 (2013·天津，6B)
⑦NO2溶于水时发生氧化还原反应 (2012·天津理综，2C)
⑧1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA
(2010·福建理综，7C)
⑨阴离子都只有还原性 (2008·北京理综，8B)
A．均不正确 B．⑦⑧⑨正确
C．⑥⑦正确 D．②⑥⑦⑧正确
解析　①Cl2既可作氧化剂，又可作还原剂，如Cl2和NaOH的反应；②浓硫酸和Cu反应需加热；③有单质参加的化合反应是氧化还原反应；④SO2使品红溶液褪色是因为SO2有漂白性；⑤Fe和HNO3的反应不是置换反应。⑧Cl2和NaOH的反应，1 mol Cl2转移1 mol e－；⑨有的阴离子还有氧化性，如SO32－，有的阴离子在一定条件下还有强氧化性，如NO3－在酸性条件下，氧化性很强。
答案　C
解氧化还原反应概念辨析题的“两个关键”
1．要理清知识线索
2．要明确解题的思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。
考点二　物质氧化性、还原性强弱的比较
1．氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指物质________的性质(或能力)；还原性是指物质________的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、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表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。
(3)从元素的价态考虑：最高价态——只有________ ，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有______ ，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有________又有________ ，如Fe2＋、S、Cl2等。
得电子
多少
难易
失电子
氧化性
还原性
氧化性
还原性
2．氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)根据氧化还原反应方程式来判断
一般而言，氧化还原反应总是由强氧化性物质与强还原性物质反应，向生成弱氧化性物质与弱还原性物质的方向进行。


氧化性： ________ > __________
还原性： ________ > __________
氧化剂
氧化产物
还原剂
还原产物
(2)根据“三表”判断
①根据元素周期表判断
a．同主族元素(从上到下)

b．同周期主族元素(从左到右)
②根据金属活动性顺序表判断
③根据非金属活动性顺序表判断(常见元素)
(3)根据“两池”判断
①根据原电池原理判断
两种不同的金属构成原电池的两极时，负极是电子_____的一极，正极是电子_____的一极。一般情况下，其还原性： _____ < _____ 。
流入
流出
正极
负极
②根据电解池原理判断
用惰性电极电解混合溶液时，若混合溶液中存在多种金属阳离子，则在阴极先得到电子的阳离子的____________
(对应金属单质的还原性较弱)；若混合溶液中存在多种阴离子，则在阳极先失去电子的阴离子的_____________(对应非金属单质的氧化性较弱)。
氧化性较强
还原性较强
(4)根据“三度”(浓度、温度、酸碱度)判断
①浓度
一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强。如浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，浓硫酸有强氧化性(指SO42－)而稀硫酸只有弱氧化性(H＋)。还原剂的浓度越大，其还原性越强，如浓盐酸的还原性强于稀盐酸，因此在实验室制取Cl2时用浓盐酸与MnO2共热。
②温度
许多氧化还原反应是在加热条件下进行的。可见升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。
③酸碱度
HNO3的氧化性与H＋的浓度有关，H＋的浓度越大，HNO3的氧化性越强，KMnO4酸化后氧化性增强。
(5)根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。如：
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
氧化性： _______________
KMnO4>MnO2
(6)根据反应的剧烈程度判断
①金属单质与水反应的剧烈程度：如Na、Mg、Al分别与水反应时，Na剧烈，Mg加热才明显，Al加热条件下也不明显。故还原性： _____________ 。
②非金属单质与H2化合的难易程度：如F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应，F2在冷暗处剧烈反应而爆炸，Cl2在光照条件下剧烈反应而爆炸，Br2加热至500 ℃时才能发生反应，I2在不断加热的条件下才能缓慢进行，且为可逆反应。故氧化性： _______________ 。
Na>Mg>Al
F2>Cl2>Br2>I2
(7)根据同一物质被氧化或被还原的程度(根据产物价态的高低)判断
①同一物质被氧化的程度越大(把还原剂氧化到的价态越高)，氧化剂的氧化性越强。
Cl2>S
②同一物质被还原的程度越大(把氧化剂还原到的价态越低)，还原剂的还原性越强。
如HCl＋H2SO4(浓)→不反应、2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O、8HI＋H2SO4(浓)===4I2＋H2S↑＋4H2O，从反应方程式看，HCl不能还原浓硫酸，而HBr、HI却能把浓硫酸中＋6价的硫分别还原成＋4价、－2价，故还原性： ______________ 。
HI>HBr>HCl
探究思考
1．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。
答案　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中，硫元素均为＋6价，但浓硫酸具有强氧化性，而Na2SO4溶液无强氧化性。
2．铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族，其价态为＋3时较稳定，铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液，向其中依次滴加下列溶液，对应的现象如表所示：
则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为________。
答案　NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2
3．判断正误：
(1)强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应(　　)
(2)含最高价元素的化合物一定只表现强氧化性 (　　)
(3)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性 (　　)
(4)发生化学反应时，失电子越多的金属原子，还原能力越强，得电子越多的非金属原子，氧化能力越强 (　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×
【示例3】 (2013·高考改编)在一定条件下，下列微粒的还原性顺序为Cl－ A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋
B．2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
C．2Br－＋4H＋＋SO42－===SO2＋Br2＋2H2O
D．I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO42－＋2I－
思维启迪 写出在FeI2溶液中通入少量Cl2时反应的离子方程式_______________________；通入过量Cl2时反应的离子方程式： ______________________________________ 。
解析　由还原性顺序可知氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>I2>H2SO4(稀)，所以C中稀H2SO4不能将Br－氧化成Br2。
答案　C
2I－＋Cl2===2Cl－＋I2
2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2I2
1． (2013·淄博模拟)现有下列几个离子反应：
①Cr2O72－＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
③2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋
下列有关性质的比较中正确的是 (　　)。
A．氧化性：Cr2O72－>Cl2>Fe3＋
B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2O72－
C．还原性：SO2 D．还原性：Cl－>Cr3＋>Fe2＋
解析　根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知：氧化性强弱顺序为Cr2O72－>Cl2>Br2> Fe3＋>SO42－；还原性强弱顺序为SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋。故选A。
答案　A
2．常温下，在溶液中能发生如下反应：①2A2＋＋B2===2A3＋
＋2B－；②16H＋＋10Z－＋2XO4－===2X2＋＋5Z2＋8H2O；
③2B－＋Z2===B2＋2Z－。由此判断下面说法错误的是 (　　)。
A．Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－反应可以进行
B．Z元素在②③反应中均被还原
C．氧化性由强到弱的顺序是XO4－、Z2、B2、A3＋
D．还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋
解析　根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性，还原剂的还原性>还原产物的还原性，由反应方程式可知C、D正确，A项的反应可以进行。Z元素在反应②中被氧化，在反应③中被还原。
答案　B
3．有下列三个反应：
①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
下列说法正确的是 (　　)。
A．反应①②③中的氧化产物分别是I2、Fe3＋、CoCl2
B．根据以上方程式可以得到氧化性：Cl2>Fe3＋>Co2O3
C．在反应③中当1 mol Co2O3参加反应时，2 mol HCl被 氧化
D．可以推理得到Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2
解析　①②③中氧化产物分别是I2、Fe3＋、Cl2，A错误；从以上三个反应可知氧化性顺序为Co2O3>Cl2>Br2>Fe3＋，B错误；由于还原性Fe2＋>Br－，所以D错误。
答案　C
氧化性、还原性强弱判断中的三大误区
1．氧化性、还原性强弱取决于物质得失电子的难易，与得失电子数目无关，如Na原子能失1个电子，Al原子可失3个电子，但还原性Na＞Al。
2．不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小说明氧化性或还原性的强弱。如3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O和Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O中氧化性：浓HNO3＞稀HNO3。
3．某些物质的氧化性、还原性还与溶液的酸碱度有关。KMnO4的氧化性按碱性、中性、酸性条件逐渐增强；ClO3－、NO3－中性条件下无氧化性，但酸性条件下具有强氧化性。
考点三　氧化还原反应中的四大规律及其应用
1．氧化还原反应规律
(1)守恒规律
化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数_____ ，电子得失总数_____ 。
(2)强弱规律
具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。
相等
相等
(3)转化规律
氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价______________ ；同种元素相邻价态间________氧化还原反应。
(4)先后规律
一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇到多种氧化剂时，优先与氧化性最强的氧化剂反应。
只靠近而不交叉
不发生
2．氧化还原反应规律的应用

探究思考
1．根据氧化还原反应的规律写出浓H2SO4、H2S和SO2三种物质可能发生的氧化还原反应的化学方程式。
答案　2H2S＋SO2===3S＋2H2O
H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2＋2H2O
2．往FeBr2溶液中通入少量Cl2，哪种离子先被氧化？若改为FeI2呢？
答案　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－。
【示例4】 (2012·上海，22)PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的＋4和＋2价的混合氧化物，＋4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3∶2。则剩余固体的组成及物质的量之比是(双选)
(　　)。
A．1∶1混合的Pb3O4、PbO
B．1∶2混合的PbO2、Pb3O4
C．1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO
D．1∶1∶4混合的PbO2、Pb3O4、PbO
思维启迪 根据氧化还原反应的守恒规律，即得失电子守恒进行解题。
解析　根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，PbO2生成O2时，生成的O2与生成的PbO的关系为：
O2　　～　　2PbO
由剩余固体与浓盐酸反应时，其中反应物中的＋4价Pb(用PbO2表示)与生成物Cl2的关系为：
PbO2　　～　　Cl2
由上述两个关系式及题目已知信息O2和Cl2的物质的量之比为3∶2可知剩余固体中，PbO∶PbO2＝6∶2＝3∶1。Pb3O4可以看做2PbO·PbO2，选项A、D中的PbO∶PbO2＝3∶1，选项B中的PbO∶PbO2＝4∶3，选项C中的PbO∶PbO2＝9∶5。
答案　AD
【示例5】 (2012·海南化学，6)将0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L－1MO2＋溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是 (　　)。
A．M B．M2＋ C．M3＋ D．MO2＋
解析　根据电子得失守恒解答。锌粉的物质的量为0.003 mol，完全反应后失去电子0.006 mol，若M的化合价由＋5变为x，则(5－x)×0.020 0 L×0.100 mol·L－1＝0.006 mol，可得x＝＋2。
答案　B
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)：
①G―→Q＋NaCl

③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O
④Z＋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(　　)。
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
解析　由①得出Q中氯元素的价态高于G中氯元素的价态，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。
答案　A
2．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 (　　)。
A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2
C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
解析　根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，可判断B中Cl2>I2；C中Co2O3>Cl2；D中Fe3＋>I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I－的还原性强于Fe2＋，所以Cl2应先氧化I－，而不是先氧化Fe2＋。
答案　A
3．(2013·北大附中模拟)R2O8n－在一定条件下可以把Mn2＋氧化成MnO4－，若反应中R2O8n－变为RO42－，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n值为 (　　)。
A．1 B．2 C．3 D．4
解析　根据得失电子守恒，2 mol Mn2＋―→2 mol MnO4－，失2×5 mol＝10 mol e－，所以每1 mol R2O8n－―→2 mol
RO42－得2 mol e－，故可知R2O8n－中R的化合价为＋7价。因此n＝2。
答案　B
4．(2013·浙江，26改编)AlH3和NH3之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2，判断理由是___________
_______________________________________________。
答案　可能　AlH3中氢的化合价为－1价，NH3中氢的化合价为＋1价，因而有可能发生氧化还原反应而产生氢气