必考部分

第二章 化学物质及其变化

第3讲　氧化还原反应

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考纲解读 1．理解氧化还原反应，了解氧化剂和还原剂等概念。 2．掌握重要氧化剂、还原剂之间的常见反应 。 3．熟练掌握氧化性和还原性的强弱判断。 4．了解常见的氧化还原反应。 5．能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目，并能配平反应方程式。 6．能运用元素守恒、电子守恒、电荷守恒，进行氧化还原反应计算。

考向分析 1．本讲高考主要考查氧化还原反应的概念、规律、氧化性(还原性)强弱比较、氧化还原方程式的配平及相关计算，题型有选择和填空两种，以填空为主。 2．本讲内容与能量变化、电化学有较强的关联性，与他们 一起考的可能性较大；另外，氧化还原方程式书写的命题趋势也较强。

考点图析

基础知识梳理 一、氧化还原反应 1．氧化还原反应 (1)概念：有元素________升降的化学反应。 (2)特征：反应前后元素的化合价发生了改变。 (3)实质：反应过程中有________转移。

2．有关概念及相互关系

3．氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系

4．表示方法 (1)单线桥法 用单线箭头从被氧化(失电子，化合价升高)的元素指向被还原(得电子，化合价降低)的元素，标明电子数目，不需注明得失。如MnO2与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目可表示为：_____________________________。

(2)双线桥法 用双线箭头按被氧化和被还原的元素分别从反应物指向生成物(同种元素)，并注明得失及电子数目。如Cl2和NaOH反应中电子转移的方向和数目可表示为： __________________________________________ __________________________________________。

[思考1]四种基本反应类型中哪类反应一定属于氧化还原反应？哪类反应可能是氧化还原反应？

二、常见的氧化剂、还原剂及其常见产物 1.

2.

3．具有中间价态的物质——可作氧化剂也可作还原剂，既有氧化性，又有还原性，一般情况下主要表现某一方面的性质。 Fe2＋ SO2、SO、H2SO3 H2O2 氧化产物 还原产物 表现的主要性质 还原性 氧化性

[思考2]氧化还原反应中氧化剂和还原剂一定是两种物质吗？试举例说明。

自主检查 [答案]C

2．下列做法中用到物质氧化性的是(　　) A．明矾净化水　　　B．纯碱除去油污 C．臭氧消毒餐具　　D．食醋清洗水垢 [答案]C

3．下列氧化还原反应中，1 mol H2O得到1 mol电子的是(　　) A．Cl2＋H2O===HCl＋HClO B．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ D．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO [答案]C [解析]在A、B、D项中H2O既不作氧化剂又不作还原剂；C项中H2O为氧化剂，1 mol H2O得1 mol e－。

4．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 [答案]A

[解析]选项A，F2在任何反应中都只能获得电子而只具有氧化性。K在任何反应中都只能失去电子而只具有还原性。HCl中－1价氯体现出还原性，＋1价氢体现出氧化性，所以HCl既有氧化性又有还原性；选项B，Cl2既有氧化性又有还原性；选项C，NO2、Br2既有氧化性又有还原性；选项D中，O2只有氧化性，而SO2、H2O既有氧化性又有还原性。

[答案](1)S、N　C　KNO3、S　C　(2)Cl2　2NA

考点一 氧化性、还原性强弱的比较 氧化性、还原性强弱比较的常用判断方法 1．根据方程式判断 氧化剂＋还原剂===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．根据物质活动性顺序(常见元素) 金属性越强的元素，金属单质的还原性越强，对应阳离子氧化性越弱；非金属性越强的元素，单质的氧化性越强，而对应的阴离子的还原性就越弱。

5．根据原电池、电解池的电极反应比较 (1)两种不同的金属构成原电池的两极。负极金属是电子流出极，正极金属是电子流入极。其还原性：负极>正极。 (2)用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。

6．依据反应中能量变化判断 H2＋X2===2HX；ΔH1<0 H2＋Y2===2HY；ΔH2<0 若ΔH1<ΔH2，则X2的氧化性比Y2的氧化性强；X－的还原性比Y－的还原性弱。

7．其它因素 (1)浓度：浓度越大，氧化性(或还原性)越强。 如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4 浓HNO3>稀HNO3 还原性：浓HCl>稀HCl (2)温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)酸碱性：如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。

[例1]下列依据表中所给信息，结合已学知识所作出的判断中正确的是(　　) 序号 氧化剂 还原剂 其他反应物 氧化 产物 还原 ① Cl2 FeBr2 FeCl3 ② KMnO4 H2O2 H2SO4 O2 MnSO4 ③ HCl(浓) MnCl2

A．反应①中的氧化产物一定只有一种 B．MnSO4可被O2氧化生成KMnO4 C．氧化性：KMnO4>Cl2>Fe3＋ D．还原性：H2O2>Mn2＋>Cl－ [解析]本题根据每一反应考查两产物的判断和氧化性、还原性强弱比较。反应①中若Cl2足量，可先后生成FeCl3、Br2两种氧化产物，A项错误；

根据反应②可知，KMnO4的氧化性强于O2，故MnSO4不能被O2氧化生成KMnO4，B项错误；综合多个反应，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性：KMnO4>Cl2>Fe3＋，C项正确；根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知还原性：H2O2>Mn2＋且Cl－>Mn2＋，D项错误。 [答案]C

[思路点拨]

变式训练 1．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。

[答案]A

[解析]三个实验涉及的反应分别为： 实验①：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O； 实验②：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3； 实验③：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl。 A项：由实验①可知氧化性KMnO4>Cl2，由实验②可知氧化性Cl2>Fe3＋，由实验③可知氧化性Fe3＋>I2，故氧化性的强弱顺序为KMnO4>Cl2>Fe3＋>I2。

B项：上述三个实验所涉及的反应均为氧化还原反应。 C项：因氧化性Cl2>Fe3＋>I2，故Cl2能将KI中的I－氧化成I2，而使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 D项：实验②中Cl2能将Fe2＋氧化成Fe3＋，只能判断Fe2＋具有还原性，不能证明Fe2＋具有氧化性。

2．今有下列三个氧化还原反应：①2FeCl3＋2KI ===2FeCl2＋2KCl＋I2，②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要除去I－而不影响Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂是(　　) A．Cl2　　　　　 B．KMnO4 C．FeCl3　　　 D．HCl [答案]C

[解析]由①知氧化性Fe3＋>I2，还原性I－>Fe2＋；由②知氧化性Cl2>Fe3＋，还原性Fe2＋>Cl－；由③知氧化性MnO>Cl2，还原性Cl－>Mn2＋。由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。所以KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，Cl2可氧化Fe2＋及I－，FeCl3只氧化I－。

氧化还原反应的基本规律 考点二 1．守恒律：对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等；还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等；反应前后电荷总数相等(离子反应)。 应用于有关氧化还原反应的计算。 2．价态律：元素处于最高价，只有氧化性(如Fe3＋、KMnO4中Mn＋7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(如Fe2＋、S、Cl2)。 应用于判断元素或物质的氧化性、还原性。

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。 氧化剂 ＋ 还原剂 ＝ 还原产物 ＋ 氧化产物 ↓　　 　 ↓　　　　↓　　　　↓ 强氧化性　强还原性　弱还原性　弱氧化性 应用于在适宜条件下，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。

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，元素的化合价变化只靠近而不交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。 应用于判断氧化还原反应能否发生，氧化产物、还原产物的判断及表明电子转移情况。

例如： KClO3＋6HCl(浓)===KC得6e－l＋3C失6×e－l2↑＋3H2O(×) KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3C得5e－失5×e－l2↑＋3H2O(√)

5．难易律：越易失电子的物质，失去电子后的阳离子就越难得电子，越易得电子的物质，得到电子后的阴离子就越难失去电子。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，一种还原剂遇多种氧化剂时，氧化性最强的优先发生反应。 应用于判断物质的稳定性及反应顺序。

[例2]含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是(　　) A．x＝0.4a,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ B．x＝0.6a,2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ C．x＝a,2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===Br2＋2Fe3＋＋4Cl－ D．x＝1.5a,2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Br2＋2Fe3＋＋6Cl－

[答案]B

(2)同一氧化剂同时与同浓度的若干种还原剂反应，往往是还原性强的先被氧化。如：向FeBr2溶液中滴入少量氯水，Fe2＋先被氧化。而向FeI2溶液中滴入少量氯水，I－先被氧化。

变式训练 3．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(　　) A．Mg　　　 B．Cu C．Ag　　　 D．H2 [答案]C [解析]各离子氧化性由强到弱的顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋>Mg2＋，加入同种还原剂Zn时，先与氧化性强的物质发生反应，因而先置换出Ag。

4．三氟化氮(NF3)是无色无味气体，它可由氨气和氟气反应制得：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F。下列说法正确的是(　　) A．NH4F的还原性比NH3强 B．NF3的氧化性比F2强 C．该反应中被氧化和被还原物质的物质的量之比为4∶3 D．该反应中得到1 mol NF3时，转移6 mol电子 [答案]D

[解析]分析反应中的元素化合价变化： 4N－3 H3＋3F0 2===N＋3 F－1 3＋3N－3H4F－1 氧化剂为F2，还原剂为NH3，NF3为氧化产物和还原产物，NH4F为还原产物，由此可得还原性是NH3最强；氧化性是F2最强；被氧化的NH3与被还原的F2物质的量之比为1∶3。

考点三 氧化还原方程式的书写及 氧化还原反应的计算 1．氧化还原方程式的书写 (1)推断反应物和产物 根据氧化还原反应原理，即氧化反应和还原反应同时发生，以及归中原理判断氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物。

(2)氧化还原反应方程式的配平 配平原则：化合价升高总值等于化合价降低总值(得电子总数等于失电子总数)和质量守恒定律、电荷守恒。 配平步骤：①标变价；②列变化；③求总数；④配系数；⑤细检查。 (3)缺项化学方程式补项 所谓缺项方程式，即某些反应物或生成物的化学式未写出，它们一般为不变化合价的酸、碱或水等，先写出已知反应物和产物，然后配平化合价变化的元素，最后根据电荷守恒和原子守恒确定缺项物质，并配平。

2．氧化还原反应的计算 对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等，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，特别是一些无法书写化学方程式的计算，能更快、更便捷的解决有关问题。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)。

[答案]A

[方法思路]利用守恒规律进行氧化还原反应的有关计算步骤：①确定氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物；②找准一个原子或离子得失电子数；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＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。

变式训练 5．若硫酸铵在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为(　　) A．1∶4　　 B．1∶2　　 C．2∶1　　 D．4∶1 [答案]B

[解析]本题主要考查电子守恒法的应用。氮元素的化合价由－3升高至0价，若生成1 mol N2，共失去6 mol电子，硫元素的化合价由＋6降低至＋4价，得到2 mol电子，因此需要有3 mol硫酸铵参与分解，共有6 mol氮原子参与反应，其中有4 mol氮原子化合价未发生变化，所以化合价发生变化和未发生变化的氮原子数之比为1∶2。

[答案]C

易错剖析 [典例1]下列有关氧化还原反应的叙述中，正确的是( ) A．反应中当有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原 [典例1]下列有关氧化还原反应的叙述中，正确的是(　　) A．反应中当有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原 B．反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 C．某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化 D．氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂，就一定是还原剂 [常见错误]选A

[错因剖析](1)常见错误分析 本题易错选A的原因在于不明确一个氧化还原反应中化合价升降的元素可能是同一种，也可以是两种或多种。 (2)其他错误分析 [正确解答]选B。 错选择项 错误原因 C项 忽略了化合态的元素既可以显正价又可以显负价 D项 混淆“反应物”与“氧化剂、还原剂”的关系，如氯气与氢氧化钠的反应中，氢氧化钠既不是氧化剂也不是还原剂

[常见错误]选D。

[错因剖析](1)常见错误分析 错选D项的原因主要是没有看清题干关键词“被水还原”。本题要求判断“被水还原的BrF3的物质的量”，若未看清这一点，根据“被还原的BrF3”与发生氧化反应的H2O的物质的量的关系列比例式为22＝n5，得n＝5。其实BrF3除有一部分被水还原外，还有一部分发生了自身的氧化还原反应。

(2)其他错误分析 错选择项 错误原因 错选A 错误原因：没有看清题干关键词“5 mol水发生氧化反应”。 误认为“参加反应”的水的物质的量为5 mol，从而将比例式列为25＝n5，得n＝2，从而误选A 错选B 错误原因：对反应分析不透彻。 误认为BrF3全部发生还原反应，H2O全部发生氧化反应，而直接根据化学方程式列比例式35＝n5，得n＝3，从而误选B

1．下列叙述正确的是(　　) A．元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得 B．得电子越多的氧化剂，其氧化性越强 C．阳离子在反应中只能得到电子被还原，作氧化剂 D．含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性 [答案]A

[解析]氧化剂氧化性的强弱与得电子的多少无关，与得电子的能力有关，故B错误；阳离子也可能作还原剂，如Fe2＋，故C错误；含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性，如二氧化碳，故D错误。

2．为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质中最好选用(　　) A．H2O2溶液　　　 B．KMnO4溶液 C．氯水　　　 D．HNO3溶液 [答案]A [解析]为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，最好加入H2O2溶液使Fe2＋氧化为Fe3＋，这样不引入新的杂质，故选A。

3．工业上制取碘酸钾的反应为：I2＋2KClO3 ===2KIO3＋Cl2，下列叙述正确的是(　　) A．氧化性：I2>Cl2 B．每生成1 mol KIO3转移电子2 mol C．该反应是置换反应 D．反应物和生成物中只含有共价键 [答案]C

[解析]分析化合价变化，可得I2为还原剂，KClO3为氧化剂， 则氧化性为Cl2>I2,1 mol KIO3生成时转移电子数为5 mol；反应物中KClO3、产物中KIO3都是离子化合物，一定含有离子键。

4．对于H－＋H2O===H2＋OH－说法正确的是(　　) A．该反应属于置换反应 B．若该反应中有1 mol电子转移，则生成H2一定是22.4 L C．水是氧化剂 D．H2只是氧化产物 [答案]C

[解析]反应物中无单质；分析元素化合价可知： H－－1 ＋H＋1 2O===H0 2＋OH－，水作氧化剂，H2既是氧化产物也是还原产物，反应中生成1 mol H2转移1 mol e－，而1 mol H2只有在标准状况下的体积为22.4 L。

5．下列叙述正确的是(　　) A．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性 B．含氧酸可作氧化剂而无氧酸不能 C．在8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比是2∶3 D．已知还原性：Fe2＋>Br－，可知反应2Fe3＋＋2Br－===2Fe2＋＋Br2不易进行 [答案]D

[解析]Fe2＋中铁元素为＋2价，可以升高到＋3价，也可以降低到0价，所以Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，NO中N元素的价态为＋5价，处于N元素的最高价态，具有强氧化性；B项中酸中都存在H＋，所以酸都有氧化性，当酸的中心元素显示氧化性时，该酸称为氧化性酸如硝酸，当中心元素显示还原性时，该酸称为还原性酸如亚硫酸；反应中的氧化剂为Cl2，还原剂为NH3，氧化剂与还原剂物质的量之比是3∶2；D项氧化还原反应中还原剂的还原性小于还原产物的还原性，D项反应不能发生。

6．24 mL浓度为0. 05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0 6．24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为(　　) A．＋2　　　 B．＋3 C．＋4　　　 D．＋5 [答案]B

[答案](1)I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl (2)橙红　HBrO3>Cl2>HIO3 [解析](1)根据题目中颜色变化，确定Cl2先把KI氧化成I2(CCl4层呈紫色)，然后Cl2又氧化I2生成HIO3，在氧化过程中Cl2的还原产物为Cl－，根据电子守恒可以配平该方程式。 (2)Cl2氧化KBr成Br2，Br2溶于CCl4层呈橙红色，生成的Br2不能继续被氧化，说明Cl2氧化性小于HBrO3。由此得到答案。

8．某校同学为探究Br2、I2和Fe3＋的氧化性强弱，进行了如下实验： 实验①取少量KI溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入CCl4，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色。 ②取少量FeSO4溶液于试管中，先加入溴水、振荡，再继续滴加两滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液呈红色。 (1)写出实验②中发生的氧化还原反应的离子方程式__________________。

(2)由上述两个实验，对物质的氧化性可以得出的正确结论是(填序号)________； A．Br2>I2　　　 B．Fe3＋>Br2 C．Br2>Fe3＋　　　 D．I－>Br－ (3)已知Fe3＋的氧化性强于I2，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明。 ①FeCl3溶液　②碘水　③KI溶液　④稀H2SO4　⑤淀粉溶液(提示：请写出实验步骤，现象及结论)

[答案](1)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－　(2)A、C (3)取少量FeCl3溶液于试管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振荡，若淀粉溶液变蓝，证明Fe3＋氧化性强于I2。

[解析]取少量FeSO4溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加两滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液呈红色，说明生成了Fe3＋，反应为2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。少量KI溶液先加入溴水，振荡，再加入CCl4，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色，说明生成I2，反应为2I－＋Br2===I2＋2Br－。所以氧化性Br2>I2，Br2>Fe3＋。Fe3＋的氧化性强于I2，可以根据如下反应设计：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。