高中化學(xué)知識點(diǎn)總結(jié)氧化還原反應(yīng)

三、氧化還原反應(yīng)1、準(zhǔn)確理解氧化還原反應(yīng)的概念1.1氧化還原反應(yīng)各概念之間的關(guān)系（1）反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價升高的反應(yīng)。還原反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價降低的反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)：有元素化合價升高和降低的反應(yīng)。（2）反應(yīng)物：氧化劑：在反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)還原劑：在反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)（3）產(chǎn)物：氧化產(chǎn)物：失電子被氧化后得到的產(chǎn)物還原產(chǎn)物：得電子被還原后得到的產(chǎn)物（4）物質(zhì)性質(zhì)：氧化性：氧化劑所表現(xiàn)出得電子的性質(zhì)還原性：還原劑所表現(xiàn)出失電子的性質(zhì)（5）各個概念之間的關(guān)系如下圖例題1：下列變化過程屬于還原反應(yīng)的是(D)A.HCl→MgCl2B.Na→Na+C.CO→CO2D.Fe3+→Fe例題2：下列化學(xué)反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)的是（C）A、3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2OB、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2OC、SnCl4+2H2O=SnO2+4HClD、3CCl4+2K2Cr2O7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl1.2常見的氧化劑與還原劑(1)物質(zhì)在反應(yīng)中是作為氧化劑還是作為還原劑，主要取決于元素的化合價。①元素處于最高價時，它的原子只能得到電子，因此該元素只能作氧化劑，如+7價的Mn和+6價的S②元素處于中間價態(tài)時，它的原子隨反應(yīng)條件不同，既能得電子，又能失電子，因此該元素既能作氧化劑，又能作還原劑，如0價的S和+4價的S③元素處于最低價時，它的原子則只能失去電子，因此該元素只能作還原劑，如-2價的S(2)重要的氧化劑①活潑非金屬單質(zhì)，如F2、Cl2、Br2、O2等。②元素處于高價時的氧化物、高價含氧酸和高價含氧化酸鹽等，如MnO2，NO2；濃H2SO4，HNO3；KMnO4，KClO3，F(xiàn)eCl3等。③過氧化物，如Na2O2，H2O2等。(3)重要的還原劑①金屬單質(zhì)，如Na，K，Zn，F(xiàn)e等。②某些非金屬單質(zhì)，如H2，C，Si等。③元素處于低化合價時的氧化物，如CO，SO2等。④元素處于低化合價時的酸，如HCl（濃），HBr，HI，H2S等。⑤元素處于低化合價時的鹽，如Na2SO3，F(xiàn)eSO4等。1.3電子轉(zhuǎn)移的表示方法電子轉(zhuǎn)移的表示方法有雙線橋法和單線橋法（1）雙線橋法要點(diǎn)：a.箭頭由反應(yīng)物中化合價變化元素指向生成物中化合價已經(jīng)變化了的同一元素。（升高、降低各一根箭頭，越過方程式中間的等號）b.電子轉(zhuǎn)移數(shù)目：化合價升高、失電子；化合價降低、得電子。化合價改變元素的原子個數(shù)m×每個原子得到（或失去）電子的個數(shù)ne-,即m×ne-如：（2）單線橋法要點(diǎn)：a.線橋從反應(yīng)物中化合價升高的元素出發(fā)，指向反應(yīng)物中化合價降低的元素，箭頭對準(zhǔn)氧化劑中化合價降低的元素，箭頭不過“=”

b.在線橋上標(biāo)明轉(zhuǎn)移電子總數(shù)，不寫得到或失去。如：2、氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律2.1氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律2.1.1價態(tài)規(guī)律同種元素，處于最高價態(tài)時只具有氧化性。處于最低價態(tài)時只具有還原性。處于中間價態(tài)時既有氧化性又有還原性。例題：下列微粒不具有還原性的是（D）A.K B.Fe2+ C.S2- D.Na+2.1.2歧化和歸中規(guī)律價態(tài)歸中規(guī)律：同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，價態(tài)的變化“只靠攏，可相交，不相叉”。例題：下列反應(yīng)能否發(fā)生？能發(fā)生的，請預(yù)測有關(guān)產(chǎn)物？A、C+CO2B、Fe+FeCl3C、SO2+H2SO4(濃)D、H2S+H2SO4(濃)2.1.3反應(yīng)先后規(guī)律在濃度相差不大的溶液中：（1）同時含有集中還原劑時，加入氧化劑后，還原性強(qiáng)的優(yōu)先被氧化。（2）同時含有集中氧化劑時，加入還原劑后，氧化性強(qiáng)的優(yōu)先被還原。2.1.4守恒規(guī)律在任何氧化還原反應(yīng)中：化合價升高總數(shù)=化合價降低總數(shù)，還原劑失電子總數(shù)=氧化劑得電子總數(shù)。并且反應(yīng)前后電荷數(shù)相等。例題1：已知3個SO32-恰好將2個ClO4-還原，而SO32-被氧化為SO42-，則X元素在還原產(chǎn)物中的化合價是（D）A．+1 B．+2 C．+3 D．+42.2氧化性與還原性的強(qiáng)弱判斷規(guī)律（自己總結(jié)）（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式的判斷氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物可總結(jié)為：比什么性，找什么劑，產(chǎn)物之性弱于劑。（2）根據(jù)金屬活動性順序判斷KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu從左向右還原性逐漸減弱，對應(yīng)離子的氧化性逐漸增強(qiáng)（3）根據(jù)反應(yīng)條件和反應(yīng)的劇烈程度反應(yīng)條件要求越低，反應(yīng)越劇烈，對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng)。（4）根據(jù)氧化性還原反應(yīng)的程度相同條件下：a.不同氧化劑作用于同一種還原劑，氧化產(chǎn)物價態(tài)高的氧化性強(qiáng)。b.不同還原劑作用于同一種氧化劑，還原產(chǎn)物價態(tài)低的還原性強(qiáng)。3、氧化還原概念和規(guī)律的應(yīng)用3.1氧化還原反應(yīng)方程式的配平3.1.1三個原則得失電子守恒原則，原子守恒原則，電荷守恒原則3.1.2一般方法化合價升降法聯(lián)合最小公倍數(shù)法3.1.3配平技巧3.1.3.1正向配平法先從氧化劑和還原劑開始配平。適用范圍：分子間的氧化還原反應(yīng)，所有元素參與的氧化還原反應(yīng)，生成物中物質(zhì)即是氧化物又是還原產(chǎn)物。3.1.3.2逆向配平法先從氧化還原產(chǎn)物開始配平適用范圍：自身氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)物中某一部分被氧化或被還原3.1.3.3整體配平發(fā)當(dāng)某一元素的原子或HYPERLINK原子團(tuán)（多見于HYPERLINK有機(jī)反應(yīng)配平）在某化合物中有數(shù)個時，可將它作為一個整體對待，根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為零的原則予以整體標(biāo)價。例題：S+Ca(OH)2=CaSx+CaS2O3+H2O

分析：NH4NO3中N的平均化合價為+1價（NH4中-3價，NO3中+5價），元素化合價升降關(guān)系為：NH4NO3→HNO3：+1→+5升4×1價

NH4NO3→N2：+1→0降2×2價

得2(x+1)S+3Ca(OH)2＝2CaSx+CaS2O3+3H2O3.1.3.4缺項(xiàng)配平法如果所給的化學(xué)方程式中有反應(yīng)物或生成物沒有寫出來，在配平時，如果所空缺的物質(zhì)不發(fā)生電子的得失，僅僅是提供一種發(fā)生反應(yīng)的酸、堿、中性的環(huán)境，可先把有化合價升降的元素配平，最后根據(jù)電荷守恒和原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)，配平。例題：BiO3－＋Mn2＋＋=Bi3＋＋MnO4－＋H2O分析：首先根據(jù)化合價的升降配平有變價元素的有關(guān)物質(zhì)：5BiO3－＋2Mn2＋＋=5Bi3＋＋2MnO4－＋H2O根據(jù)氧原子守恒，可以確定H2O的系數(shù)為7，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒規(guī)律可以確定反應(yīng)物所缺的是氫離子H＋3.1.3.5其他配平法（自己總結(jié)）（1）奇偶配平法這種方法適用于化學(xué)方程式兩邊某一元素多次出現(xiàn)，并且兩邊的該元素原子總數(shù)有一奇一偶，例如：C2H2+O2→CO2+H2O，此方程式配平從先出現(xiàn)次數(shù)最多的氧原子配起。O2內(nèi)有2個氧原子，無論化學(xué)式前系數(shù)為幾，氧原子總數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。故右邊H2O的系數(shù)應(yīng)配2（若推出其它的分子系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)則可配4），由此推知C2H2前2，式子變?yōu)椋?C2H2+O2→CO2+2H2O，由此可知CO2前系數(shù)應(yīng)為4，最后配單質(zhì)O2為5，把短線改為等號，寫明條件即可：2C2H2+5O2==4CO2+2H2O（2）觀察法配平有時方程式中會出現(xiàn)一種化學(xué)式比較復(fù)雜的物質(zhì)，我們可通過這個復(fù)雜的分子去推其他化學(xué)式的系數(shù)，例如：Fe+H2O——Fe3O4+H2，F(xiàn)e3O4化學(xué)式較復(fù)雜，顯然，F(xiàn)e3O4中Fe來源于單質(zhì)Fe，O來自于H2O，則Fe前配3，H2O前配4，則式子為：3Fe+4H2O＝Fe3O4+H2由此推出H2系數(shù)為4，寫明條件，短線改為等號即可：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2（3）歸一法找到化學(xué)方程式中關(guān)鍵的化學(xué)式，定其化學(xué)式前計量數(shù)為1，然后根據(jù)關(guān)鍵化學(xué)式去配平其他化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)。若出現(xiàn)計量數(shù)為分?jǐn)?shù)，再將各計量數(shù)同乘以同一整數(shù)，化分?jǐn)?shù)為整數(shù)，這種先定關(guān)鍵化學(xué)式計量數(shù)為1的配平方法，稱為歸一法。做法：選擇化學(xué)方程式中組成最復(fù)雜的化學(xué)式，設(shè)它的系數(shù)為1，再依次推斷。氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計算（舉例說明，不少于2個例子）計算依據(jù)：氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)。計算公式：氧化劑的物質(zhì)的量×變價元素原子的個數(shù)×化合價的變化值等=還原劑的物質(zhì)的量×變價元素原子的個數(shù)×化合價的變化值。例題1：ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑，實(shí)驗(yàn)室可以通過以下反應(yīng)制得ClO2：反應(yīng)方程式為2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4==加熱==2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O，下列說法正確的是(A)

A．KClO3在反應(yīng)中得到電子

B．ClO2是氧化產(chǎn)物

C．H2C2O4在反應(yīng)中被還原

D．1molKClO3參加反應(yīng)有2mol電子轉(zhuǎn)移

解析：由反應(yīng)方程式知：KClO3中Cl元素化合價由＋5→＋4，H2C2O4中碳元素的化合價由＋3→＋4，故KClO3得電子，是氧化劑，被還原得還原產(chǎn)物ClO2,1molKClO3參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子；H2C2O4是還原劑被氧化，故A項(xiàng)正確。答案：A例題2：將11.2g的Mg和Cu的混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體X，再向所得溶液中加入適量的NaOH溶液，產(chǎn)生21.4g沉淀，根據(jù)題意推斷氣體X的成分可能是A.0.3molNO2和0.3molNOB.0.2molNO2和0.1molN2O4C.0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4D.0.6molNO解析：根據(jù)Mg、Cu的變化：Mg～Mg2+～2OH－～Mg(OH)2～2e－、Cu～Cu2+～2OH－～Cu(OH)2～2e－知增加的質(zhì)量為OH－的質(zhì)量，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與OH－的物質(zhì)的量相等，則有n(OH－)＝21.4g－11.2g/17g·mol－1＝0.6mol，故反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量也為0.6mol。選項(xiàng)A轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.3mol×1+0.3mol×3＝1.2mol，不正確；選項(xiàng)B轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol×1+0.1mol×2＝0.4mol，不正確；選項(xiàng)C轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol×3+0.2mol×1+0.05mol×2＝0.6mol，正確；選項(xiàng)D轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.6mol×3＝1.8mol，不正確.例題3：足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是（A）A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL