2020-2021高中化學(xué)1學(xué)案：2.3 第2課時氧化劑和還原劑含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版必修1學(xué)案：2.3第2課時氧化劑和還原劑含解析第2課時氧化劑和還原劑一、常見的氧化劑和還原劑二、氧化性和還原性1．氧化性和還原性(1)氧化性：氧化劑所表現(xiàn)出得電子的性質(zhì)。（2)還原性：還原劑所表現(xiàn)出失電子的性質(zhì)。2．氧化性、還原性和元素化合價之間的關(guān)系三、氧化還原反應(yīng)的存在在日常生產(chǎn)、生活中存在著許多的氧化還原反應(yīng),如A.金屬的腐蝕，B。食物的腐敗,C。金屬的冶煉,D。燃料燃燒，E。原電池，F(xiàn).煤礦瓦斯爆炸。其中：對生產(chǎn)、生活有利的有C、D、E；對生產(chǎn)、生活有害的有A、B、F。知識點一物質(zhì)氧化性、還原性強弱的比較1．根據(jù)氧化還原方程式進(jìn)行判斷氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性:還原劑＞還原產(chǎn)物。例如:Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，則有:氧化性：CuSO4＞FeSO4；還原性：Fe＞Cu2．根據(jù)物質(zhì)活動性順序進(jìn)行判斷(1)根據(jù)金屬活動性順序判斷:（2）根據(jù)非金屬活動性順序判斷：3．根據(jù)產(chǎn)物的價態(tài)判斷一種氧化劑將還原劑氧化的價態(tài)越高,其氧化性越強。如：2Fe＋3Cl2eq\o（=,\s\up17（點燃)）2FeCl3Fe＋I(xiàn)2=FeI2氧化性：Cl2＞I2。4．依據(jù)反應(yīng)條件來判斷與同一種還原劑(氧化劑）發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)越困難（即要求條件越高）,其氧化性(還原性)越弱.如2KMnO4＋16HCl（濃）=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OMnO2＋4HCl（濃)eq\o(=，\s\up17（△）)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O氧化性：KMnO4＞MnO2。5．利用元素的化合價比較一般來說，元素的化合價越高,其降低的可能性就越大，物質(zhì)的氧化性越強。如H2eq\o（S,\s\up6（＋6））O4(濃)、eq\o(S,\s\up6(＋4)）O2、eq\o（S，\s\up6（0））的氧化性強弱順序為H2SO4(濃)〉SO2〉S；Na2eq\o（Fe,\s\up6（＋6)）O4、eq\o(Fe,\s\up6（＋3))Cl3、eq\o(F，\s\up6(＋2））eCl2的氧化性強弱順序為Na2FeO4〉FeCl3〉FeCl2。元素的化合價越低,其升高的可能性就越大，物質(zhì)的還原性就越強。如eq\o(F，\s\up6(0)）e、eq\o(Fe,\s\up6(＋2））Cl2的還原性強弱順序為Fe>FeCl2.若元素的化合價為最高值，由該元素所決定的物質(zhì)只有氧化性，如H2eq\o（S，\s\up6（＋6))O4(濃)、Heq\o(N，\s\up6(＋5)）O3、Keq\o(M,\s\up6(＋7））nO4等;若元素的化合價為最低值,由該元素所決定的物質(zhì)只有還原性，如eq\o(N，\s\up6（0））a、eq\o（C,\s\up6(0)）u、H2eq\o（S,\s\up6（－2)）、Heq\o(C，\s\up6(－1）)l等；若元素的化合價為中間價態(tài)，由該元素所決定的物質(zhì)既有氧化性又有還原性，如eq\o（S，\s\up6(0)）、eq\o（S,\s\up6（＋4））O2、eq\o（Fe，\s\up6(＋2)）Cl2、eq\o(N，\s\up6(＋2））O、eq\o(N，\s\up6（＋4））O2等。注意:(1）同一元素相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2）元素的化合價處于最高價態(tài)時，具有氧化性，但不一定具有強氧化性，如Na＋；處于最低價態(tài)時，具有還原性，但不一定具有強還原性，如F－。1。一種物質(zhì)若具有氧化性，則不具有還原性，反之亦然，這種觀點是否正確?提示：不正確。物質(zhì)具有氧化性或還原性，與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，有些物質(zhì)只具有氧化性，如F2，有些物質(zhì)只具有還原性，如K、Ca等，有些物質(zhì)既具有氧化性又具有還原性,如SO2在反應(yīng)SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O中表現(xiàn)氧化性，而在反應(yīng)2SO2＋O2eq\o(,\s\up17（一定條件）)2SO3中表現(xiàn)還原性。2．是否元素的原子失電子數(shù)越多,還原性就越強？得電子數(shù)越多,氧化性就越強？提示：不是,物質(zhì)氧化性、還原性的強弱與得、失電子的多少沒有直接關(guān)系，氧化性、還原性的強弱由原子得、失電子的能力決定,越容易得電子，其氧化性越強，越容易失電子，其還原性越強.[例1］已知在相同條件下,下列幾種微粒的還原性強弱順序為Cl－<Br－〈Fe2＋〈I－〈SO2，由此判斷下列反應(yīng)不能發(fā)生的是（)A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=SOeq\o\al（2－,4）＋4H＋＋2Fe2＋B．2Br－＋SOeq\o\al(2－，4)＋4H＋=SO2＋Br2＋2H2OC．2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2=2Fe3＋＋Br2＋4Cl－D．2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2［思路分析]用反證法,假設(shè)反應(yīng)均能發(fā)生，找出反應(yīng)的還原劑和還原產(chǎn)物，根據(jù)“還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性”，看所得結(jié)論是否與題意相符.若相符，則反應(yīng)就能發(fā)生；若不相符，則反應(yīng)就不能發(fā)生。[解析]A項中SO2是還原劑，F(xiàn)e2＋是還原產(chǎn)物，故還原性：SO2>Fe2＋，與已知一致,反應(yīng)能夠發(fā)生。B項中Br－是還原劑,SO2是還原產(chǎn)物，故還原性：Br－〉SO2，與已知相矛盾,反應(yīng)不能發(fā)生。C項中Br－和Fe2＋都是還原劑，Cl－是還原產(chǎn)物，故還原性：Br－>Cl－、Fe2＋〉Cl－，與已知一致，反應(yīng)能夠發(fā)生.D項中I－是還原劑，F(xiàn)e2＋是還原產(chǎn)物,故還原性：I－〉Fe2＋，與已知一致,反應(yīng)能夠發(fā)生.[答案]B從下列各組反應(yīng)對比中,判斷哪種粒子的氧化性最強，哪種粒子的還原性最強。（1)鐵釘浸入CuSO4溶液后，表面會附有紅色物質(zhì)；銅絲浸入AgNO3溶液后，表面會附有銀白色物質(zhì)。則在Cu、Fe、Ag中Fe的還原性最強；在Cu2＋、Fe2＋、Ag＋中Ag＋的氧化性最強。(2）鐵釘在氯氣中被銹蝕為棕褐色物質(zhì)（FeCl3），而在鹽酸中生成淡綠色溶液（FeCl2)。則在氯氣分子（Cl2)、氯離子、氫離子中,Cl2、H＋具有氧化性，Cl2的氧化性最強.解析:（1）發(fā)生反應(yīng)的兩個化學(xué)方程式為:據(jù)①知還原性：Fe〉Cu，氧化性:Cu2＋〉Fe2＋；據(jù)②知還原性：Cu>Ag,氧化性：Ag＋〉Cu2＋。故還原性：Fe>Cu〉A(chǔ)g，氧化性：Ag＋>Cu2＋〉Fe2＋。(2）發(fā)生反應(yīng)的兩個化學(xué)方程式為：①2Fe＋3Cl2eq\o（=,\s\up17（一定條件))2FeCl3，②Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑。因為Cl2將Fe氧化為Fe3＋,而HCl將Fe氧化為Fe2＋，F(xiàn)e只有還原性,所以Cl2、H＋有氧化性，且Cl2氧化性強。知識點二氧化還原反應(yīng)的規(guī)律1．守恒規(guī)律即：電子得、失總數(shù)相等（或化合價升降總數(shù)相等）。2．價態(tài)規(guī)律①同種元素：元素處于最高價，只有氧化性；元素處于最低價，只有還原性；元素處于中間價，既有氧化性又有還原性.②化合物（如eq\o(H,\s\up6（＋1))2eq\o(S，\s\up6(－2）))：因既有正價又有負(fù)價，所以同時具有氧化性和還原性?？谠E:高價氧化低價還，中間價態(tài)兩邊轉(zhuǎn)；化合物，兩齊全。3．強弱規(guī)律越容易失去電子的物質(zhì)，失去電子后就越難得到電子；越容易得到電子的物質(zhì)，得到電子后就越難失去電子。4．轉(zhuǎn)化規(guī)律在有些氧化還原反應(yīng)中，被氧化的元素與被還原的元素是同一種元素，只是化合價一高一低，反應(yīng)時化合價向中間過渡，這樣的反應(yīng)叫歸中反應(yīng)。歸中不交叉規(guī)律指的是歸中反應(yīng)中變價元素的化合價向中間過渡時，不會出現(xiàn)化合價交叉的現(xiàn)象，即“只歸中不交叉”。如5．優(yōu)先規(guī)律（反應(yīng)順序）（1）一種氧化劑遇多種還原劑時，還原劑是按還原性先強后弱的順序參與反應(yīng).例如，把Fe—Al合金放入稀鹽酸中，由于Al的還原性強于Fe，所以先反應(yīng)的是Al，當(dāng)表面的Al反應(yīng)完后才是Fe參與反應(yīng)。再如，把Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2可把Fe2＋、Br－氧化，由于還原性是Fe2＋〉Br－,所以Cl2先氧化Fe2＋，之后若還有Cl2，才氧化Br－。（2)同理，當(dāng)一種還原劑遇多種氧化劑時，氧化劑是按氧化性先強后弱的順序反應(yīng).如Fe與CuCl2~HCl混合液，F(xiàn)e先與Cu2＋反應(yīng)，后與H＋反應(yīng)。1.元素處于最高化合價時該物質(zhì)一定具有強氧化性嗎？提示：不一定，元素處于最高化合價時不一定具有強氧化性，如NaCl中鈉元素為＋1價,是其最高價，但是NaCl不具有強氧化性。2．HCl中氯元素為－1價，屬氯元素的最低價態(tài),那么HCl在反應(yīng)中只能作還原劑嗎？提示：不是。從氯元素的角度分析，HCl在反應(yīng)中可作還原劑，但從氫元素（此時為＋1價,屬最高價態(tài))角度分析，HCl在反應(yīng)中可作氧化劑。3．已知硫元素的常見價態(tài)有－2價，0價，＋4價，＋6價，從硫元素的角度分析，SO2、濃硫酸分別具有什么性質(zhì)？二者能反應(yīng)嗎？提示:SO2中硫元素處于中間價態(tài)，具有氧化性和還原性,濃硫酸中硫元素處于最高價態(tài),濃硫酸只具有氧化性。由于二者的價態(tài)分別為＋4價和＋6價，而＋4價和＋6價之間，無其他價態(tài)，故二者不發(fā)生氧化還原反應(yīng).[例2]在常溫下發(fā)生下列反應(yīng)：①16H＋＋10Z－＋2XOeq\o\al(－，4)=2X2＋＋5Z2＋8H2O②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B－③2B－＋Z2=B2＋2Z－根據(jù)上述反應(yīng)，判斷下列結(jié)論錯誤的是()A．溶液中可發(fā)生反應(yīng)Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－B．Z2在①③反應(yīng)中為還原劑C．氧化性強弱的順序為XOeq\o\al（－，4)〉Z2>B2>A3＋D．X2＋是XOeq\o\al(－,4）的還原產(chǎn)物[解析]A項，根據(jù)方程式③可知Z2的氧化性強于B2,根據(jù)方程式②可知B2氧化性強于A3＋，所以溶液中可發(fā)生反應(yīng)Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－，正確；B項，Z2在①③反應(yīng)中分別為氧化產(chǎn)物和氧化劑，B錯誤；C項，根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，氧化性強弱的順序為XOeq\o\al(－，4）>Z2〉B2〉A(chǔ)3＋，C正確；D項，①中X元素的化合價由＋7價降低到＋2價,X2＋是還原產(chǎn)物，D正確。［答案]B已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物，我們不了解它們的化學(xué)式，但它們在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平，且四個反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng))：①G→Q＋NaCl②Q＋H2Oeq\o(→，\s\up17（通電)，\s\do15（）)X＋H2↑③Y＋NaOH→G＋Q＋H2O④Z＋NaOH→Q＋X＋H2O這五種化合物中Cl元素化合價由低到高的順序是(A）A．G、Y、Q、Z、XB．X、Z、Q、G、YC．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X解析：解本題的關(guān)鍵是抓住題目所給反應(yīng)中氯元素的變化規(guī)律.由①得出Q中氯元素的化合價高于G中氯元素的化合價；分析②:H2O中的H元素的化合價降低,則Q中的氯元素轉(zhuǎn)變?yōu)閄中的氯元素，化合價必升高,故X中氯元素的化合價高于Q；分析③:Y中氯元素的化合價在G與Q之間，且Q中氯元素的化合價高于Y，G中氯元素的化合價低于Y；最后分析④：Z中氯元素的化合價在Q與X之間，且Q中氯元素的化合價低于Z,X中氯元素的化合價高于Z。綜上所述，A項正確。知識點三氧化還原反應(yīng)的簡單計算1．常見題型（1)求氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比或質(zhì)量之比。（2）計算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量。(3）確定反應(yīng)前后某一元素價態(tài)的變化。2．計算依據(jù)得失電子守恒，即氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等或化合價升降總數(shù)相等。3．計算方法(1)找出氧化劑和還原劑以及對應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2）找準(zhǔn)1個原子(或離子)得失電子數(shù)。（3）由題中物質(zhì)，根據(jù)電子守恒列等式：n（氧化劑）×變價原子個數(shù)×化合價變化值＝n(還原劑）×變價原子個數(shù)×化合價變化值。特別提醒：在氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算中，運用守恒法建立關(guān)系式求得失電子數(shù)時，角標(biāo)極易疏漏。在氧化劑部分被還原或還原劑部分被氧化的計算中,往往易落入陷阱而導(dǎo)致錯解。［例3](雙選）工業(yè)上將Na2CO3和Na2S以12的物質(zhì)的量之比配成溶液,再通入SO2，可制取Na2S2O3，同時放出CO2。在該反應(yīng)中（）A．硫元素既被氧化又被還原B．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12C．每生成1molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移4mol電子D．相同條件下,每吸收10m3SO2就會放出2。5m3[解析］根據(jù)題意可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，反應(yīng)中只有硫元素的化合價發(fā)生變化.其中Na2S中的S從－2價升至＋2價，被氧化，SO2中的S從＋4價降至＋2價,被還原,A正確.氧化劑是SO2,還原劑是Na2S，二者的物質(zhì)的量之比為21，B錯誤。反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移8個電子，即每生成1molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移8/3mol電子，C錯誤。根據(jù)方程式可知,每當(dāng)4molSO2參與氧化還原反應(yīng)就會放出1molCO2,則每10m3SO2參與反應(yīng)就會放出2.5m3CO[答案］AD已知M2Oeq\o\al(2－,n)可與R2－作用，R2－被氧化為R的單質(zhì)，M2Oeq\o\al（2－，n)的還原產(chǎn)物中，M為＋3價，又知c(M2Oeq\o\al(2－,n））＝0。3mol·L－1的溶液100mL可與c(R2－）＝0。6mol·L－1的溶液150mL恰好完全反應(yīng)，則n值為（D)A．4 B．5C．6 D．7解析:解題流程：1．下列說法中正確的是（A）A．在Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu的反應(yīng)中Fe作還原劑，在其他反應(yīng)中Fe一定也作還原劑B．在上述反應(yīng)中，氧化性：Fe2＋〉Cu2＋C．金屬活動性順序表中，排在前面的金屬陽離子氧化性強于排在后面的金屬陽離子D．SOeq\o\al（2－，4)中的硫原子化合價是＋6價，處于硫的最高價，因此SOeq\o\al（2－,4）氧化性一定很強解析：錯選D的原因在于對基礎(chǔ)知識的理解不到位，分析問題很片面。處于最高價態(tài)的元素一定都有氧化性，但不一定都具有很強的氧化性。如SOeq\o\al(2－,4)中的硫原子化合價是＋6價，但在反應(yīng)時,不一定就體現(xiàn)了強氧化性。氧化性的強弱要由得失電子難易程度來確定，不能簡單地看化合價的高低。在一個具體的氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，在Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu反應(yīng)中,Cu2＋是氧化劑，F(xiàn)e2＋是氧化產(chǎn)物，故對于氧化性來說應(yīng)該是Cu2＋〉Fe2＋，B錯。金屬活動性順序表中，排在前面的金屬還原性強于排在后面的金屬.排在前面的金屬陽離子氧化性弱于排在其后面的金屬陽離子的氧化性,C錯。故正確答案為A。2．對于反應(yīng)3Cl2＋6NaOH=5NaCl＋NaClO3＋3H2O，以下敘述正確的是（C）A．Cl2是氧化劑,NaOH是還原劑B．被氧化的Cl原子和被還原的Cl原子的物質(zhì)的量之比為51C．Cl2既是氧化劑又是還原劑D．每生成1mol的氧化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移6mol的電子解析：解答本題的關(guān)鍵是正確分析元素的化合價變化，本題中只有氯元素化合價有變化.在反應(yīng)中3．從礦物學(xué)資料查得,一定條件下自然界存在如下反應(yīng):14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，下列說法正確的是（C)A．Cu2S既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物B．5molFeS2發(fā)生反應(yīng)，有10mol電子轉(zhuǎn)移C．產(chǎn)物中的SOeq\o\al（2－，4)有一部分是氧化產(chǎn)物D．FeS2只作還原劑解析：分析元素價態(tài)變化，得：eq\o（C，\s\up6(＋2)）uSO4→eq\o(C，\s\up6（＋1)）u2S，Cu得電子，被還原;Feeq\o(S，\s\up6（－1))2→Cu2eq\o（S，\s\up6（－2）），S得電子,被還原；Feeq\o（S，\s\up6(－1））2→Feeq\o(S,\s\up6(＋6）)O4，S失電子，被氧化.5molFeS2和14molCuSO4恰好反應(yīng)，反應(yīng)過程中Cu得電子：14×1mol＝14mol，S得電子：7×1mol＝7mol,S失電子:3×7mol＝21mol，反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了21mol,B不正確。部分SOeq\o\al（2－，4）是由FeS2中的硫元素失電子形成的，是氧化產(chǎn)物，C正確.FeS2既作氧化劑又作還原劑，D不正確。4．已知氧化性：Cl2>Fe3＋〉S，則下列說法正確的是（B）A．Fe可以和S在加熱條件下生成Fe2S3B．Cl2和H2S相遇可發(fā)生反應(yīng)：H2S＋Cl2=2HCl＋S↓C．在酸性溶液中,Fe3＋和S2－可以大量共存D．Cl2可以氧化Fe3＋解析：A項反應(yīng)若發(fā)生則有氧化性S〉Fe3＋，與題干矛盾，A錯誤；C項Fe3＋可以氧化S2－；D項中Fe3＋已是最高價，沒有還原性，不能被Cl2氧化。5．今有下列三個氧化還原反應(yīng)：①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I(xiàn)2，②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，③2KMnO4＋16HCl（濃)=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中有Fe