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高三化学复习
之
氧化还原反应专题
1．理解化学反应的四种基本类型。
2．认识氧化还原反应的本质是电子的转移。了解生产、生活中常见的氧化还原反应。
3．能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。
4．掌握物质氧化性、还原性强弱的比较。
5．能用化合价升降法配平常见的氧化还原反应。
6．能运用质量守恒、电子守恒、电荷守恒，进行氧化还原反应的有关计算。
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1．氧化还原反应的本质是电子转移，外在表现是化合价的升降。在学习时，要从本质和现象两方面去分析氧化还原反应，并能利用化合价升降(或电子转移)判断某一反应是否为氧化还原反应。
2．氧化还原反应与初中所学的四种基本反应类型，既有联系，又有区别。学习时要注意从本质上揭示两种分类方法之间的区别和联系。
3．氧化还原反应方程式的正确书写与氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断是高考中的重点。在学习过程中要结合社会生产、科技和生活中的氧化还原反应，有目的、有选择地去书写及分析新情境下的氧化还原反应，从而使课本知识与社会生活相联系，提高化学知识的实用价值。
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一、氧化还原反应
1．定义：在反应过程中有元素的________的化学反应应是氧化还原反应，否则是________反应。
2．实质：反应过程中有________。
3．特征：化合价有________。
4．与四种基本反应的关系
(1)四种基本反应
根据反应物和生成物的种类及多少可把化学反应分为________、________、________和________。
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(2)氧化还原反应与四种基本类型反应的关系图示为：
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二、氧化剂和还原剂
1．概念
(1)氧化剂：所含元素化合价________(或________电子)，在反应中表现________，发生________反应。生成________产物。
(2)还原剂：所含元素化合价________(或________电子)，在反应中表现________，发生________反应，生成________产物。
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2．常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂和还原剂
①活泼的非金属单质：如_____________________等。
②高价金属阳离子：如_______________________等。
③高价或较高价含氧化合物：如_______________等。
④过氧化物：如___________________ ________等。
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(2)常见的还原剂
①金属单质，如：________等。
②某些非金属单质，如________等。
③低价态金属阳离子，如________等。
④元素处于低价态时的氧化物，如________等。
⑤非金属阴离子及低价态化合物，如________等。
⑥非金属氢化物及其水溶液，如________。
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3．氧化还原反应方程式配平的原则
(1)电子守恒，即________相等。
(2)质量守恒，即反应前后________相等。
(3)电荷守恒，即反应前后________相等(对既是氧化还原反应，又是离子间的反应而言)。
答案：
一、化合价升降　非氧化还原　电子的得失或电对的偏移　升降　化合反应　分解反应　置换反应　复分解反应　置换反应　复合解反应
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二、　降低　得到　氧化性　还原　还原　升高　失去　还原性　氧化　氧化　Cl2、O2、Br2、F2　Fe3＋、Sn4＋、Cu2＋　KMnO4、MnO2、PbO2、KClO3　H2O2、Na2O2　K、Na、Mg　H2、C、Si　Fe2＋、Cu＋　CO、NO、SO2　S2－、I－、H2S　HBr、HI、H2S　反应中还原剂失去的电子总数与氧化剂得到的电子总数　各元素的原子个数　离子所带的正、负电荷总数
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1．判断下列哪些为氧化还原反应，并说出理由。
A．IBr＋H2O===HBr＋HIO
B．KOH＋Cl2===KCl＋KClO＋H2O
C．NaH＋H2O===NaOH＋H2
D．CaO2＋H2O===Ca(OH)2＋H2O2
E．5C2H5OH＋2KMnO4＋3H2SO4―→5CH3CHO＋K2SO4＋2MnSO4＋8H2O
________________________________________________________________________。
答案：BCE　理由略
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2．下列物质转化需要加入还原剂才能实现的是
(　　)
A．SO →SO2　　　　　　B．HCl→Cl2
C．Na→Na＋ D．SO2→S
答案：D
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3．(2008·上海高考)下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 (　　)
A．F2、K、HCl B．Cl2、Al、H2
C．NO2、Na、Br2 D．O2、SO2、H2O
解析：依据：若元素处于最高价态，则该微粒只具有氧化性；若元素处于最低价态，则该微粒只具有还原性；若元素处于中间价态，则该微粒既有氧化性又有还原性。分析选项中各物质所含元素的化合价，然后判断其氧化性或还原性，只有A项符合题干条件。
答案：A
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4．(2008·广东理基)氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)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＋3C 2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是 (　　)
A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C．AlN中氮元素的化合价为＋3
D．AlN的摩尔质量为41 g
解析：因为Al2O3＋N2＋3C 2AlN＋3CO反应中，氮元素由0价→－3价，碳元素由0价→＋2价，所以N2是氧化剂，C是还原剂，A错；每生成1 mol AlN转移3 mol e－，B正确；AlN中氮元素的化合价为－3价，C错误；AlN的摩尔质量是41 g·mol－1，D错误。
答案：B
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5．(2009·安徽六校联考)已知2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，当把Cl2通入FeI2溶液中时，下列离子方程式一定不正确的是 (　　)
A．Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
B．4Cl2＋6I－＋2Fe2＋===2Fe3＋＋3I2＋8Cl－
C．3Cl2＋2Fe2＋＋4I－===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－
D．2Cl2＋2Fe2＋＋2I－===2Fe3＋＋I2＋4Cl－
解析：由于还原性I－>Fe2＋，故一定量的Cl2通入FeI2溶液时，先将溶液中的I－氧化成I2，然后再氧化Fe2＋。FeI2溶液中Fe2＋与I－的物质的量之比为1 : 2，故选项D中的反应不符合这一配比关系。
答案：D
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6．氢化钠(NaH)是一种生氢剂，可发生如下反应：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑对这一反应的描述正确的是 (　　)
A．NaH是氧化剂
B．NaH是氧化产物
C．NaOH是还原产物
D．氧化产物与还原产物的质量比是1:1
答案：D
7．某单质能与浓硝酸反应，若参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4，则该元素在反应中所显示的化合价可能是 (　　)
A．＋1　　　　　　　 B．＋2
C．＋3 D．＋4
答案：BD
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8．请写出一个符合条件的有水参加反应的化学方程式。
(1)水只作氧化剂：____________ _____________。
(2)水只作还原剂：____________________________。
(3)水既作氧化剂也作还原剂____________________。
(4)水既不是氧化剂也不是还原剂，但属于氧化还原反应__________ _________________________。
(5)水既不是氧化剂也不是还原剂，也不属于氧化还原反应：__________________________________________
_____________________________________________。
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解析：根据常见水参与的反应，考虑元素价态变化，写出符合条件的方程式。
答案：(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑或
3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
或C＋H2O(g) CO＋H2
(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(3)2H2O 2H2↑＋O2↑
(4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO或
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(5)CaO＋H2O===Ca(OH)2或
SO3＋H2O===H2SO4
(答案不惟一，合理即可)
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9．KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯，其变化可表述为
________KClO3＋________HCl(浓)——________KCl＋________ClO2↑＋________Cl2↑＋________H2O
(1)氧化剂是________，还原剂是________；氧化产物是________，还原产物是________。
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是________(填编号)
①只有还原性 ②还原性和酸性
③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)配平上述化学方程式
(4)产生0.1mol Cl2，则转移的物质的量为________mol。
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解析：该反应中 ，盐酸兼起还原性和酸性的作用，因此配平时要加上两部分的酸。化学方程式可表示为：
 
以产生0.1 mol Cl2时，转移电子的物质的量为0.2 mol。
答案：(1)KClO3　HCl　Cl2　ClO2
(2)②　
(3)2　4　2　2　1　2　
(4)0.2
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10．在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1 mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4 g。
(1)写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。
(2)若以上反应进行完全，试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量可能各是多少。
答案：（1）
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(2)0.3 mol NO和0.7 mol NH3；0.2 mol NH3和0.8 mol NO
1.氧化还原反应的本质和特征
(1)本质：有电子转移(得失或偏移)。
(2)特征：反应前后元素的化合价有变化。
2．有关概念
(1)氧化与还原：失去电子(或共用电子对偏离)的变化称为氧化；得到电子(或共用电子对偏向)的变化称为还原。
(2)氧化剂与还原剂：在化学反应中，得到电子的物质称为氧化剂；失去电子的物质称为还原剂。
(3)氧化性与还原性：氧化剂具有氧化性；还原剂具有还原性。
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(4)氧化产物和还原产物：氧化剂在反应中得到电子被还原的产物称为还原产物；还原剂在反应中失去电子被氧化的产物称为氧化产物。
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3．氧化还原反应的有关概念的联系和区别
氧化还原反应有关概念的联系和区别可用框图表示：
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说明：该部分内容主要考查氧化还原反应的判断，氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判定等基础内容，一般掌握相关概念即可答题。
●案例精析
【例1】　赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热发生以下反应：Cu2S＋2Cu2O===6Cu＋SO2↑，关于该反应的说法中，正确的是 (　　)
A．该反应的氧化剂只有Cu2O
B．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂
C．Cu既是氧化产物又是还原产物
D．每生成19.2 g Cu，反应中转移1.8 mol 电子
[解析]　该反应中Cu由＋1价降至0价，S由－2价升为＋4价，所以Cu2S既是氧化剂又是还原剂，Cu2O是氧化剂，Cu是还原产物，SO2为氧化产物，每生成19.2 g Cu，转移电子0.3 mol。
[答案]　B
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三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2。其反应原理为：C3N3(OH)3 3HNCO
8HNCO＋6NO2 7N2＋8CO2＋4H2O
下列说法正确的是 (　　)
A．C3N3(OH)3与HNCO为同一物质
B．HNCO是一种很强的氧化剂
C．1 mol NO2在反应中转移的电子为4 mol
D．反应中NO2是还原剂
解析：方程式①是三聚氰酸的分解，生成了氰酸(HNCO)，二者不是同一种物质：根据方程式②可知，NO2中＋4价的N元素化合价降为0价，所以NO2是氧化剂，HNCO是还原剂，综上所述，正确答案为C。
答案：C
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钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，以TiO2制取Ti的主要反应有：
①TiO2＋2C＋2Cl2 TiCl4＋2CO
②TiCl4＋2Mg 2MgCl2＋Ti
下列叙述正确的是 (　　)
A．反应①是置换反应
B．反应②是复分解反应
C．反应①中TiO2是氧化剂
D．反应②中金属镁是还原剂
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解析：在反应①中，反应物有三种，而生成物为两种化合物，不属于置换反应，反应①②均有化合价的升降，均属于氧化还原反应，在反应①中，Ti的化合价不变，Cl得电子，Cl2为氧化剂。
答案：D
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物质的氧化性、还原性的强弱可依据以下几个方面判断。
1.根据金属活动性顺序进行判断
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2．根据非金属活动性顺序进行判断
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3．根据反应方程式进行判断
氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物
还原性：还原剂>还原产物；
氧化性：氧化剂>氧化产物。
4．根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断
如：Cu＋Cl2 CuCl2,2Cu＋S Cu2S，根据铜被氧化程度的不同( )，可判断单质的氧化性：Cl2>S。
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5．根据氧化还原反应进行的难易程度(反应条件)的不同进行判断
如：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
4HCl＋O2 2H2O＋2Cl2
由上述反应条件的不同，可判断氧化性：
KMnO4>MnO2>O2。
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6．某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
酸碱性：如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
特别提醒
①物质的氧化性、还原性强弱与物质本身得失电子数目的多少无关。
②金属性和非金属性是指元素(原子)的性质，还原性和氧化性是指由元素组成的物质的性质，二者有统一性，也有差异。
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●案例精析
【例2】　铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一，与铝同族，位于第6周期。Tl3＋与Ag在酸性介质中发生反应：Ti3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋。下列推断正确的是 (　　)
A．Tl＋的最外层有1个电子
B．Tl3＋的氧化性比Al3＋弱
C．Tl能形成＋3价和＋1价的化合物
D．Tl＋的还原性比Ag强
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[解析]　本题综合考查同主族元素的相似性、递变性、物质氧化性与还原性的强弱比较。铊与铝同主族，其原子最外层电子数都为3个，故Tl＋与Tl相比失去了1个电子，故最外层有2个电子。既然Tl有＋3和＋1两种价态，当然可形成对应的化合物；根据氧化还原反应中，氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性：氧化性Tl3＋>Ag＋，还原剂的还原性>还原产物的还原性：还原性Ag>Tl＋；根据金属活动顺序表可知Al＋3Ag＋===Al3＋＋3Ag，Ag＋的氧化性大于Al3＋的氧化性，即氧化性Tl3＋>Ag＋>Al3＋，B不正确。
[答案]　C
[点拨]　还原性和氧化性是指由元素组成的物质的性质，而金属性和非金属性是指元素(原子)的性质，二者有统一性，也有差异。
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已知：
①向KMnO4晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；
②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体，溶液变黄色；
③取少量实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝色。
下列判断正确的是 (　　)
A．上述实验证明氧化性：KMnO4>Cl2>Fe3＋>I2
B．上述实验中，共有两个氧化还原反应
C．实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D．实验②证明Fe2＋既有氧化性又有还原性
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答案：A
已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性强弱顺序为Cl－A．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O
B．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO ＋4H＋
C．SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI
D．Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
解析：依据用还原性较强的物质可以通过氧化还原反应获得氧化性较弱的物质，即用还原剂制取氧化产物。分析选项不难发现选项B、C、D符合上述规律可以发生，选项A则不行。
答案：A
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1.守恒律
对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数与得电子总数相等，反应前后电荷总数相等(离子反应)。
应用：有关氧化还原反应的计算及氧化还原反应方程式的配平。
2．价态律
元素处于最高价，只有氧化性(如Fe3＋、KMnO4等)；元素处于最低价，只有还原性(如S2－、I－等)；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性。
应用：判断元素或物质的氧化性、还原性。
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3．强弱律
强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
应用：在适宜条件下，用氧化性强的物质制备氧化性弱的物质；用还原性强的物质制备还原性弱的物质；用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
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4．转化律
氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。例如：

应用：判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。
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5．难易律
越易失电子的物质，失后就越难得电子；越易得电子的物质，得后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应。例如，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
应用：判别物质的稳定性及反应顺序。
特别提醒
难失电子的物质不一定易得电子，如稀有气体，既难失电子，又难得电子。
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●案例精析
【例3】　KMnO4溶液和氢溴酸可发生如下反应：
2KMnO4＋16HBr===5Br2＋2MnBr2＋2KBr＋8H2O其中还原剂是________，氧化产物是________。标出电子转移的方向和数目。若生成0.1 mol的Br2，则有________mol还原剂被氧化。转移________mol电子。
[解析]　溴元素的化合价有部分从－1价升到0价，HBr作还原剂，对应的生成物Br2是氧化产物，且参加反应的每16份HBr中只有10份生成Br2，另6份作酸，所以0.1 mol Br2生成有0.2 mol HBr被氧化。用单线桥法或双线桥法标出电子转移的方向和数目后，可看出每生成5 mol Br2转移10 mol e－，所以要转移0.2 mol e－。
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[答案]　HBr　Br2　0.2　0.2
[点评]　化合价是分析一切氧化还原问题的基础，正确标出反应物和生成物中各元素的化合价，是分析正误的关键。因此应熟悉常见元素的化合价和有关的规律，如：金属元素的化合价全为正值；非金属元素的化合价既有正值又有负值，但H通常为＋1价，O通常为－2价；化合物各元素的正、负化合价的代数和等于“0”。
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储氢纳米碳管的研制成功体现了科技的进步。用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七种。
(1)请用上述物质填空，并配平化学方程式：
□C＋ □ ____＋ □ H2SO4=== □ ____＋ □ ______＋ □ Cr2(SO4)3＋ □ H2O
(2)上述反应中氧化剂是________(填化学式)，被氧化的元素是________(填元素符号)；
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(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是(填选项序号)________。
A．氧化性　　　　　 B．氧化性和酸性
C．酸性 D．还原性和酸性
(4)若反应中电子转移了0.8 mol，则产生的气体在标准状况下的体积为________。
解析：分析所给的物质的化合价和反应的部分化学方程式可知，氧化剂为K2Cr2O7，还原产物为Cr2(SO4)3，还原剂为C，氧化产物为CO2。由C→CO2、K2Cr2O7→Cr2(SO4)3变化过程中得失电子守恒配平得3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4===3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O，显然，H2SO4在反应中表现酸性
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由上述反应可知12e－～3CO2，若反应中电子转移了0.8 mol，则产生的气体在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L。
答案：(1)3　2K2Cr2O7　8　3CO2　2K2SO4　2　8
(2)K2Cr2O7　C　(3)C　(4)4.48 L
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已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：NaClO→NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是 (　　)
A．NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3
C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4
答案：B
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化学解题的守恒思想主要包括以下几种情况：
1．正负化合价代数和为零的守恒思想。
2．阴阳离子正负电荷总数相等的守恒思想。
3．质量(或物质的量)相等的守恒思想。
4．得失电子总数相等的守恒思想。
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对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，即得失电子守恒。比较常见的题型有：计算氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比；计算参加反应的氧化剂或还原剂的量；确定反应前后某一元素的价态变化等。其步骤为：
(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1个原子或离子得失电子数(注意：化学式中粒子的个数)。
(3)由题中物质的物质的量，根据电子守恒列等式：
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)
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特别提醒
对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程电子没有损耗可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的守恒关系，快速求解。
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●案例精析
【例4】　锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和

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