1、- 1 -第三节 氧化还原反应高考备考指南考纲定位 1.了解氧化还原反应的本质。2.了解常见的氧化还原反应。根据化学式判断元素化合价。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。4.能正确书写氧化还原化学方程式和离子方程式。核心素养1.模型认知根据氧化还原反应的本质认识“价态规律，强弱规律，守恒规律”三大规律及应用的思维模型。2.证据推理根据某些事实和信息归纳推导氧化性或还原性的强弱问题。3.科学探究科学探究是认识氧化还原反应的重要途径。从氧化还原反应的角度设计探究方案，进行实验探究加深性质的理解与深化。氧化还原反应的本质及概念间关系(对应复习讲义第 18 页)1氧化还原反应的本质和特征氧 化
2、还原 反 应 | 本 质 电 子 的 转 移特 征 反 应 过 程 中 化 合 价 的 变 化 )2氧化还原反应的有关概念及其相互关系(1)有关概念口诀：升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化，发生氧化反应)还(作还原剂，本身具有还原性)，降(化合价降低)得(得电子)还(被还原，发生还原反应)氧(作氧化剂，本身具有氧化性)。实例分析：反应 4HCl(浓)MnO 2 MnCl2Cl 22H 2O 中，氧化剂是= = = = = MnO2，氧化产物是 Cl2，还原剂是 HCl，还原产物是 MnCl2；生成 1 mol Cl2时转移电子的物- 2 -质的量为 2_mol，被氧化的 HCl 的物质的量
3、是 2_mol。(2)氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系3常见氧化剂与还原剂(1)氧化剂某些活泼的非金属单质：如 Cl2，一般被还原为 Cl 。元素处于高价态的物质：如浓硫酸，一般被还原为 SO2。过氧化物：如 H2O2，一般被还原为 H2O。(2)还原剂活泼的金属单质：如 Zn，一般被氧化为 Zn2 。某些活泼的非金属单质：如 H2，一般被氧化为 H2O。元素处于低价态的物质：如 CO，一般被氧化为 CO2。(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性具有中间价态的物质 氧化产物 还原产物Fe2 Fe3 FeSO23 SO24 SH2O2 O2 H2OSO2 SO3或 SO24 S4.
4、电子转移的表示方法双线桥法与单线桥法请分别用单线桥法和双线桥法表示 Cu 与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：(1)双线桥法3Cu8HNO 3=3C 失 32e u(NO3)22N 得 23e O4H 2O；(2)单线桥法3Cu8HN6e O3=3Cu(NO3)22NO4H 2O。注意 双线桥中箭头起点是反应物，终点是生成物，且注明“得”或“失” ，单线桥中箭头起点为还原剂，终点是氧化剂，只注明转移的电子总数，不注明“得”或“失” 。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
5、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。( )(6)HCl 只能作还原剂。( )提示 (1) (2) (3) (4) (5) (6)角度 1 氧化还原反应的有关概念与本质1(2019合肥调研)高铁酸钾(K 2FeO4)是一种常用的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离- 3 -子方程式为 3ClO 2Fe 3 10OH =2FeO 3Cl 5H 2O。下列相关叙述不合理的是( )24AK 2FeO4中铁元素的化合价是6B制得 1 mol K2FeO4转移 3 mol eCFe 3 的氧化性强于 F
6、eO24D氧化产物与还原产物物质的量之比为 23C 根据化合物中各元素化合价的代数和等于 0，可计算出 K2FeO4中铁元素的化合价是6，A 项正确；根据题给离子方程式可知，制得 1 mol K2FeO4转移 3 mol 电子，B 项正确；FeO 的氧化性强于 Fe3 ，C 项错误；该反应中氧化产物是 FeO ，还原产物是 Cl ，二者24 24的物质的量之比为 23，D 项正确。2(2018湖南六校联考)已知硫酸亚铁溶液中加入 Na2O2时发生反应：4Fe2 4Na 2O26H 2O=4Fe(OH)3O 28Na 。下列说法正确的是( )A该反应中氧化剂是 Na2O2，还原剂是 FeSO4B
7、若 Fe2 失去 4 mol 电子，生成氧气的体积约为 22.4 LC4 mol Na 2O2参加反应，共得到 6 mol 电子D反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色C 该反应中 Fe2 失电子作还原剂，Na 2O2中的氧元素既得电子又失电子，故 Na2O2既作氧化剂又作还原剂，A 项错误。未指明温度和压强，故无法计算生成的氧气的体积，B 项错误。反应过程中 Fe2 直接被氧化生成 Fe3 ，形成 Fe(OH)3沉淀，反应过程中无 Fe(OH)2生成，D 项错误。3氢化铝锂(LiAlH 4)和硼氢化钠(NaBH 4)在有机合成中非常重要，可发生如下反应：LiAlH 44H 2
8、O=LiOHAl(OH) 34H 2、NaBH 4NH 4Cl=NH3BH3NaClH 2，则下列说法错误的是( )ALiAlH 4中氢元素为1 价B反应中，每生成 1 mol NH3BH3会转移 2 mol eC两个反应中，H 2均既是氧化产物，又是还原产物D两反应中 LiAlH4和 NaBH4均作还原剂B LiAlH 4中 Li 为1 价，Al 为3 价，故 H 为1 价，A 项正确；反应中转移 1 个电子，则每生成 1 mol NH3BH3转移 1 mol e ，B 项错误；两个反应中均只有氢元素的化合价发生变化，故两个反应中 H2均既是氧化产物，又是还原产物，C 项正确；LiAlH 4
9、和 NaBH4中氢元素均为1 价，反应时化合价升高，均作还原剂，D 项正确。(1)熟记常见元素的化合价：一价氢、钾、钠、氟、氯、溴、碘、银；二价氧、钙、钡、镁、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。(2)明确一些特殊物质中元素的化合价：CuFeS2： 、 、 ；K 2FeO4： ；Li 2NH、LiNH 2、AlN： ；Na 2S2O3： ；MO ：Cu 2 Fe 2 S 2 Fe 6 N 3 S 2 2；C 2O ： ；HCN： 、 ；CuH： 、 ；FeO ： ；Si 3N4： 、M 5 24 C 3 C 2 N 3 Cu 1 H 1 n4
10、Fe （ 8 n） Si 4 N 3 ；NaBH 4： 、 。H 1 B 3 角度 2 电子转移的表示方法4(1)用双线桥表示下列反应的电子转移方向和数目。- 4 -3S6NaOH 2Na2SNa 2SO33H 2O= = = = = 2KClO 3H 2C2O4H 2SO4 2ClO2K 2SO42CO 22H 2O= = = = = (2)用单线桥表示下列反应的电子转移的方向和数目。Cr 2O 14H 6Cl =2Cr3 3Cl 27H 2O27CaH 22H 2O=Ca(OH)22H 2答案 (1)3S6NaOH 2Na2S 得 22e Na 2S 失 4e O33H 2O= = = =
11、 = 2K O3H 2C O4H 2SO4 2 得 e 2O2K 2SO42 失Cl 5 2 3 = = = = = Cl 4 C 4 e 2O22H 2O(2)Cr 2O 14H 6C6e l =2Cr3 3Cl 27H 2O27CaH 22H2e 2O=Ca(OH)22H 2- 5 -氧化还原反应的三大规律及应用 (对应复习讲义第 19 页)规律一 强弱规律1氧化性与还原性含义氧化性是指物质得电子的能力，越易得电子氧化性越强，如 Cl2Fe 3 ；还原性是指物质失电子的能力，越易失电子还原性越强，如 NaMg。2氧化性、还原性强弱的比较依据(1)依据反应原理判断还原剂 氧化剂 = = 氧化
12、失电子，化合价升高，被氧化产物 还原得电子，化合价降低，被还原产物氧化性强弱：氧化剂氧化产物还原性强弱：还原剂还原产物(2)依据“两表”判断根据元素周期表判断a同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。 F2 Cl2 Br2 I2 氧 化 性 减 弱 F Cl Br I 还 原 性 增 强b同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱。氧化性逐渐增强。 Na Mg Al Si P S Cl2 还 原 性 减 弱 ， 氧 化 性 增 强 金属活动性顺序表(3)依据产物中元素价态的高低判断相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。如：相同条件
13、下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。如：(4)电化学原理：原电池中负极还原性比正极物质还原性强。电解池中，阴极上先放电的阳离子氧化性较强。(5)依据反应条件判断：反应条件越易，性质越强。角度 1 氧化性和还原性的强弱判断1(2019湘东五校联考)向 CuSO4溶液中逐滴加入碘化钾溶液至过量，观察到产生白色沉淀 CuI，蓝色溶液变棕色，再向反应后的溶液中通入过量 SO2，溶液变无色。则下列说法正确的是( )- 6 -A通入 22.4 L SO2参加反应时，有 2 mol 个电子发生转移B通入 SO2后溶液逐渐变成无色，体现了 SO2的漂白性C滴加碘化钾溶液时，KI 被氧
14、化，CuI 是氧化产物D上述实验条件下，微粒的氧化性：Cu 2 I 2SO 2D 题中没有指明温度和压强，22.4 L SO2的物质的量无法确定，故转移电子数无法确定，A 项错误；通入 SO2时发生反应：SO 2I 22H 2O=H2SO42HI，SO 2将 I2还原为 I ，体现了 SO2的还原性，B 项错误；滴加碘化钾溶液时，CuSO 4转化为 CuI，则 CuSO4被还原，故KI 被氧化，CuI 是还原产物，C 项错误；由2Cu2 4I =2CuII 2、 SO2I 22H 2O=H2SO42HI，结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可得氧化性：Cu 2 I 2SO 2
15、，D 项正确。2(2018朝阳模拟)已知：AB 2 =A2 B；D2H 2O=D(OH)2H 2；以 B、E 为电极与 E 的盐溶液组成原电池，电极反应为E2 2e =E，B2e =B2 。下列说法正确的是( )A氧化性：E 2 B2 A2 D2B氧化性：D 2 E2 A2 B2C还原性：EBADD提取某废水中含有的少量 A2 时可以选用 DA 根据可知氧化性：B 2 A2 ，还原性：AB；根据可知 D 是很活泼的金属单质；根据可知氧化性：E 2 B2 ，还原性：BE。角度 2 判断反应能否发生3已知 I 、Fe 2 、SO 2和 H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2
16、Fe2 ，符合题意；B 项，还原性：SO 2I ，符合题意；C 项，还原性：H 2O2SO2，与题意矛盾；D 项，还原性：H 2O2Fe2 ，符合题意。规律二 价态转化规律1不同元素的相应物质发生氧化还原反应时元素升高化合价总数一定等于化合价降低总数。2同元素相应物质的氧化还原反应(1)价态归中含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价低价中间价” ，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交” 。例如，不同价态硫之间可以发生氧化还原反应的是注 中不会出现 H2S 转化为 SO2而 H2SO4转化为 S 的情况。- 7 -(2)歧化反应同一元素发生氧化还原反应
17、生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态高价态低价态” ，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。如： l22NaOH= =Na Na OH 2OC0 Cl 1 Cl 1 3元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如 Na 、SO ；同理，元24素处于最低价态时也不一定具有强还原性。1氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl 2KOH KXKY(未配平)，KX在一定条件下自身能发生反应：KX KYKZ(未配平，KY 与 KZ 关系比为 13)，以上KX、KY、KZ 均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在 KX 中氯元素的
18、化合价是( )A1 价 B3 价C5 价 D7 价C 反应：Cl 2KOH KXKY 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 KYKZ，可断定 KY 为 KCl，化合价高低是 Z 中ClX 中 Cl(均为正价)。假设 KX 中 Cl 为 a 价，KZ 中 Cl 的化合价为 b，依据化合价守恒原理及 KX KY3KZ，有 a13( b a)，把 a1、 a3、 a5 代入上式讨论，可知 a5时， b7 符合题意。则 KX 中 Cl 的化合价为5。2在反应 KClO36HCl= =KCl3Cl 23H 2O 中，氧化产物与还原产物的质量比为
19、_。解析 KClO 36HCl= =KCl3C 得 5e 失 5e l23H 2O。答案 51规律三 先后规律1同时含有几种还原剂时 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在 加 入 氧 化 剂 FeBr2溶液中通入少量 Cl2时，因为还原性 Fe2 Br ，所以 Cl2先与 Fe2 反应。2同时含有几种氧化剂时 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如：在含 加 入 还 原 剂 有 Fe3 、Cu 2 、H 的溶液中加入铁粉，因为氧化性 Fe3 Cu2 H ，所以铁粉先与 Fe3 反应，然后依次为 Cu2 、H 。1已知有如下三个氧化还原反应：2FeCl32KI= =2FeCl22KClI
20、22FeCl2Cl 2=2FeCl32KMnO416HCl= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2O若某溶液中 Fe2 和 I 共存，要除去 I 而不氧化 Fe2 和 Cl ，可以加入的试剂是( )ACl 2 BKMnO 4CFeCl 3 DHClC 由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为：MnO Cl2Fe3 I2，因 Cl2、KMnO 4均 4- 8 -能氧化 Fe2 ，故选项 A、B 不合题意，HCl 不能氧化 I ，D 项错误。2向含 S2 、Fe 2 、Br 、I 各 0.1 mol 的溶液中通入 Cl2，通入 Cl2的体积(标准状况)和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是(
21、 )C 还原性：S 2 I Fe 2 Br ，所以发生反应的顺序：Cl 2S 2 =S2Cl ，Cl 22I =I22Cl ，Cl 22Fe 2 =2Fe3 2Cl ，Cl 22Br =Br22Cl 。- 9 -守恒思想突破氧化还原反应方程式配平与计算(对应复习讲义第 20 页)一、氧化还原反应的配平与书写1一般配平的方法步骤2配平技巧方法(1)补加法：适用于部分被氧化或还原的氧化还原反应，如 3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O。(2)倒配法：适用于氧化剂和还原剂是同一种物质的反应，如3S6KOH= =2K2S1K 2SO33H 2O。(3)电荷守恒法：运用离子方
22、程式的配平，如 2MnO 10Cl 16H =2Mn2 5Cl 28H 2O。 4角度 1 氧化还原反应的配平配平下列方程式。(1)(2017全国卷)FeOCr 2O3Na 2CO3NaNO 3 Na2CrO4Fe 2O3CO 2NaNO 2 高 温 上述反应配平后 FeOCr2O3与 NaNO3的化学计量数比为 27。5KI1KIO 33H 2SO4=3I23K 2SO43H 2O2P 49KOH3H 2O=3K3PO45PH 3(2)(2)MnO (5)C 2O 16H =(2)Mn2 (10)CO 28H 2O。 4 24在某强酸性混合稀土溶液中加入 H2O2，调节 pH3。Ce 3 通
23、过下列反应形成 Ce(OH)4沉淀得以分离。Ce3 H2O2 H2O= Ce(OH)4 H 。2 1 6 2 6 LiCoO2 H2SO4 H2O2= Li2SO4 CoSO4 O2 H2O。2 3 1 1 2 1 4氧化还原反应方程式的缺项配平方法 1：先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定其他未知物及其化学计量数。方法 2：根据介质成分补项。- 10 -条件 补项原则酸性条件下 反应物缺 H(氢)或多 O(氧)补 H ，反应物少 O(氧)补 H2O(水)碱性条件下 反应物缺 H(氢)或多 O(氧)补 H2O(水)，反应物少 O(氧)补 OH角度 2 新情
24、景下氧化还原方程式的书写【例】 (2017全国卷节选)Li 4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO 2等杂质)来制备。工艺流程如下：钛铁矿 滤液 盐 酸 酸 浸 Li4Ti5O12水 解过 滤 | TiO2xH2O沉 淀 双 氧 水 氨 水 反 应 LiOH 过 滤 Li2Ti5O15) Li2CO3 高 温 煅 烧 滤液 FePO4,沉淀) LiFePO4) 双 氧 水 磷 酸 过 滤 Li2CO3、 H2C2O4 高 温 煅 烧 滤渣请回答下列问题：(1)“酸浸”后，钛主要以 TiOCl 形式存在，写出相
25、应反应的离子方程式：24_。(2)写出“高温煅烧”中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式：_。思维流程 以第(2)题为例：根据化合价升降： PO4 Li PO4第 一 步 Fe 3 价 Fe 2 H2C O4 O22 3 价 C 4 ：根据“氧化剂还原剂还原产物氧化产物”确定反应的主物质化学计量数第 二 步关系：2FePO 4H 2C2O4 2LiFePO 42CO 2：根据质量守恒定律和介质成分“补缺”物质：第 三 步2FePO4H 2C2O4Li 2CO3 2LiFePO43CO 2H 2O= = = = =高 温 ：检查配平：电子守恒、原子守恒、电荷守恒第 四 步答案 (1)F
26、eTiO 34H 4Cl =Fe2 TiOCl 2H 2O24- 11 -(2)2FePO4Li 2CO3H 2C2O4 2LiFePO43CO 2H 2O= = = = =高 温 母题变式 滤液 沉淀的离子方程式为 双 氧 水 磷 酸_。答案 2Fe 2 H 2O22H 3PO4=2FePO44H 2H 2O新情景下氧化还原方程式书写思维模板x( )对点训练书写下列反应的方程式(1)(2017全国卷)将水样(含溶解氧)与 Mn(OH)2碱性悬浊液(含有 KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定，该过程发生反应的化学方程式为_，将上述水样酸化，MnO(OH) 2被 I 还原为 Mn2
27、 ，同时生成 I2，该反应的离子方程式为_。(2)(2016全国卷)6 价铬的化合物毒性较大，常用 NaHSO3将废液中的 Cr2O 还原27成 Cr3 ，反应的离子方程式为_。(3)(2016全国卷)烟气中含有 SO2和 NO，写出用 NaClO2溶液将烟气中 NO 转化成 NO的离子方程式： 3_。答案 (1)2Mn(OH) 2O 2=2MnO(OH)2MnO(OH)22I 4H =Mn2 I 23H 2O(2)Cr2O 3HSO 5H =2Cr3 3SO 4H 2O27 3 24(3)3ClO 4NO4OH =4NO 3Cl 2H 2O 2 3二、氧化还原反应的相关计算1对于氧化还原反应
28、的计算，要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。2守恒法解题的思维流程(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)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。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- 12 -化合价变化值(高价低价)。【例】 (2016全国卷节选)氧化过
29、程中欲使 3 mol 的 VO2 变为 VO ，则需要氧化剂 2KClO3至少为_mol。思维流程 根据电子守恒知 6x3，故 x0.5答案 0.5母题变式 若将氧化剂改为 KClO，则至少为_mol。答案 1.5对点训练1(2018合肥模拟)向含有 1 mol FeCl2的溶液中通入 0.2 mol Cl2，再加入含 0.1 mol X2O 的酸性溶液，使溶液中 Fe2 恰好全部被氧化，并使 X2O 被还原为 Xn ，则 n 值为( )27 27A2 B3 C4 D5B 根据电子守恒可得 1 mol10.2 mol20.1 mol2(6 n)，解之： n3。2(2014全国卷改编)次磷酸(H
30、 3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：(1)H3PO2中，P 元素的化合价为_。(2)H3PO2及 NaH2PO2均可将溶液中的 Ag 还原为银，从而可用于化学镀银。利用 H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 41，则氧化产物为_(填化学式)，该反应的离子方程式_。H 3PO2的工业制法是：将白磷(P 4)与 Ba(OH)2溶液反应生成 PH3气体和 Ba(H2PO2)2，后者再与 H2SO4反应。写出白磷与 Ba(OH)2溶液反应的化学方程式_，该反应的氧化剂与还原剂的物质的量比为_。解析 (2)根据电子守恒知：411( n1)， n5 故氧化产物为 H3PO4。 n(氧化剂)(03) n(还原剂)(10)，n(氧化剂) n(还原剂)13。答案 (1)1(2)H 3PO4 4Ag H 3PO22H 2O=4AgH 3PO44H 6H 2O2P 43Ba(OH) 2=2PH33Ba(H 2PO2)2 13- 13 -
