高一上學(xué)期化學(xué)氧化還原反應(yīng)問題解析總結(jié)

　　一、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(jià)升高的反應(yīng)。

　　還原反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)。

　　氧化還原反應(yīng)：有元素化合價(jià)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(gè)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(  )

　　A. HCl→MgCl2

　　B. Na→Na+

　　C. CO→CO2

　　D. 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(  )

　　A.3Cl2 + 6KOH =5KCl + KClO3 + 3H2O

　　B.2NO2+ 2NaOH =NaNO3 +NaNO2 +H2O

　　C.SnCl4+ 2H2O = SnO2 + 4HCl

　　D.3CCl4+ 2K2Cr2O7 = 2CrO2Cl2 +3COCl2 +2KCl

　　答案：【例題1】D；【例題2】C

　　二、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(jià)。

　�。�1）元素處于最高價(jià)時(shí)，它的原子只能得到電子，因此該元素只能作氧化劑，如+7價(jià)的Mn和+6價(jià)的S

　�。�2）元素處于中間價(jià)態(tài)時(shí)，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(jià)的S和+4價(jià)的S

　�。�3）元素處于最低價(jià)時(shí)，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(jià)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(jià)時(shí)的氧化物、高價(jià)含氧酸及高價(jià)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(jià)時(shí)的氧化物，如CO，SO2等。

　　（4）元素處于低化合價(jià)時(shí)的酸，如HCl（濃），HBr，HI，H2S等。

　�。�5）元素處于低化合價(jià)時(shí)的鹽，如Na2SO3，F(xiàn)eSO4等。

　　三、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)：

　�。�1）箭頭由反應(yīng)物中化合價(jià)變化元素指向生成物中化合價(jià)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(hào)）

　�。�2）電子轉(zhuǎn)移數(shù)目：化合價(jià)升高、失電子；化合價(jià)降低、得電子。化合價(jià)改變?cè)�素的原子個(gè)數(shù)m×每個(gè)原子得到（或失去）電子的個(gè)數(shù)ne-，即m×ne-。如：

　　2、單線橋法

　　要點(diǎn)：

　�。�1）線橋從反應(yīng)物中化合價(jià)升高的元素出發(fā)，指向反應(yīng)物中化合價(jià)降低的元素，箭頭對(duì)準(zhǔn)氧化劑中化合價(jià)降低的元素，箭頭不過“=”

　　（2）在線橋上標(biāo)明轉(zhuǎn)移電子總數(shù)，不寫得到或失去。如：

　　四、氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律

　　1、價(jià)態(tài)規(guī)律

　　同種元素，處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性。處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性。處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既有氧化性又有還原性。

　　【例題】下列微粒不具有還原性的是（ ）

　　A. K

　　B. Fe2+

　　C. S2-

　　D. Na+

　　答案：D

　　2、歧化和歸中規(guī)律

　　價(jià)態(tài)歸中規(guī)律：同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，價(jià)態(tài)的變化“只靠攏，可相交，不相叉”。

　　3、反應(yīng)先后規(guī)律

　　在濃度相差不大的溶液中：

　�。�1）同時(shí)含有集中還原劑時(shí)，加入氧化劑后，還原性強(qiáng)的優(yōu)先被氧化。

　　（2）同時(shí)含有集中氧化劑時(shí)，加入還原劑后，氧化性強(qiáng)的優(yōu)先被還原。

　　4、守恒規(guī)律

　　在任何氧化還原反應(yīng)中：化合價(jià)升高總數(shù) = 化合價(jià)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】已知3個(gè)SO32-恰好將2個(gè)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(jià)是（   ）

　　A. +1

　　B．+2

　　C．+3

　　D．+4

　　答案：D

　　五、氧化性與還原性的強(qiáng)弱判斷規(guī)律

　　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(dòng)性順序判斷

　　K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

　　從左向右還原性逐漸減弱，對(duì)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(duì)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：

　�。�1）不同氧化劑作用于同一種還原劑，氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)高的氧化性強(qiáng)。

　�。�2）不同還原劑作用于同一種氧化劑，還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)低的還原性強(qiáng)。

　　六、氧化還原反應(yīng)方程式的配平

　　1、三個(gè)原則：得失電子守恒原則，原子守恒原則，電荷守恒原則

　　2、一般方法：化合價(jià)升降法聯(lián)合最小公倍數(shù)法

　　3、配平技巧：

　�。�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。

　�。�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）整體配平發(fā)：當(dāng)某一元素的原子或原子團(tuán)（多見于有機(jī)反應(yīng)配平）在某化合物中有數(shù)個(gè)時(shí)，可將它作為一個(gè)整體對(duì)待，根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零的原則予以整體標(biāo)價(jià)。

　　（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(shí)，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(jià)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(jià)的升降配平有變價(jià)元素的有關(guān)物質(zhì)：

　　5BiO3－＋2 Mn2＋＋      =5Bi3＋＋2 MnO4－＋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＋

　�。�5）其他配平法

　　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(gè)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(hào)，寫明條件即可：2C2H2+5O2==4CO2+2H2O。

　�、谟^察法配平

　　有時(shí)方程式中會(huì)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(gè)復(fù)雜的分子去推其他化學(xué)式的系數(shù)，例如：Fe+H2O——Fe3O4+H2。

　　Fe3O4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(hào)即可：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2。

　�、蹥w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(jì)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(jì)量數(shù)。若出現(xiàn)計(jì)量數(shù)為分?jǐn)?shù)，再將各計(jì)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(jì)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。

　　七、氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算（舉例說明，不少于2個(gè)例子）

　　1、計(jì)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)。

　　2、計(jì)算公式：氧化劑的物質(zhì)的量×變價(jià)元素原子的個(gè)數(shù)×化合價(jià)的變化值等=還原劑的物質(zhì)的量×變價(jià)元素原子的個(gè)數(shù)×化合價(jià)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．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

　　答案：A

　　解析：由反應(yīng)方程式知：KClO3中Cl元素化合價(jià)由＋5→＋4，H2C2O4中碳元素的化合價(jià)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。

　　【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.0.3mol NO2和0.3mol NO

　　B. 0.2mol NO2和0.1molN2O4

　　C. 0.1mol NO、0.2mol NO2和0.05mol N2O4

　　D. 0.6mol NO

　　答案：C

　　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－11.2 g/17g·mol－1＝0.6 mol，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 ＝1.2 mol，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 ＝0.4 mol，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 ＝ 0.6 mol，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.60mL

　　B.45mL

　　C.30mL

　　D.15mL

　　答案：A

　　解析：本題在氧化還原反應(yīng)中屬于連續(xù)反應(yīng)，這類題型在計(jì)算過程中只需考慮始末元素化合價(jià)的變化，在整個(gè)過程相當(dāng)于Cu在失去電子，O2在得到電子。Cu化合價(jià)升高2個(gè)，O的化合價(jià)降低兩個(gè)，則：

　　n（Cu）×1×（2-0）=n（O2）×2×〔0－（－2）〕

　　得n（Cu）=0.15mol

　　根據(jù)化學(xué)式Cu（NO3）2，可知n（NO3-）=0.15mol×2。但加NaOH溶液后，NO3-最終與Na+結(jié)合，所以n（Na+）=n（NO3-）=0.3mol，進(jìn)而求得所需5mol/LNaOH溶液的體積是60mL。