3.3氧化还原反应

【知识结构】

第三单元

3. 3 氧化还原反应

氧化还原反应

「氧化剂 f 氧化性 t 被还原 t

得已

Ftfr J1

反应物— -表现性庫 T 变化过程卜 实质 特征 1

1

升价

1还原剂

还原性

被氧化

关系 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 表示方法：单线法、双线法

配平：依据、原则、歩骤、方法 规律：守恒律、价态律、强弱律、优先律 应用，判断氧化还原反应产物.书写方程式

I 计算 所得产物 氧化产物

【考点诠释】

1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

裒化还原反应

氧忧还原反应与四种基本反应类型旳关系

有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应， 氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应。

2?氧化还原反应表示方法 （1 ）双线桥法 表示意义：表明反应前后同一元素原子间的电子转移情

况。 基本步骤：_

① 标价态：明确标出各发生氧化还原反应的元素化合价。

② 连双线：连一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的同一种元素， 条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的同一种元素。

③ 注得失：在线上标出 失去”或 得到”的电子总数。得失的电子总数 =发生还原（或氧 化）反应的原子数[即降价（或升价）的原子数 ] ＞单位原子得（或失）电子数。

-发生反应

厂慨念

还原反应 还原广物 I I

分解反瓦＞

WE 氧化还原反

氧化还原反应与化台反应、分舉反应的关系

置换反应一定是

得咲

2 KMnO 斗 + 16HC1—?2KCI+ 2 MnCl,+ SH,O + 5C12

女口. ZKLMnO^ + 16HC1—?2KC1+ 2 MnCl^+SH,O+SC1, 注意事项：

① 单线一定是在反应物这一边， 箭头指向一定是还原剂指向氧化剂， 它表示还原剂失电

子给氧化剂；

② 单线桥法无须标明 得”或 失”，只标明电子转移数目； ③ 单线桥法箭头已标明电子转移的方向；

3. 氧化还原反应配平

(1 )依据：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数一定等于还原剂失电子总数。 (2) 原则：三守恒：电子得失守恒和元素守恒，对于离子反应还有电荷守恒。

(3) 步骤：一标、二等、三定、四平、五查。 一标：指的是标出反应中发生氧化和还原反应的元素的化合价，

的总价数。

-fcS

+2

43

CU+HNO3一Ou 〔NO 乱 +NO + H,0

二等：指的是化合价升降总数相等，即为两个互质

(非互质的应约分)的数交叉相乘。

3(^+2HNC3——C U (NO3)3

+

三定：指的是用跟踪法确定氧化产物、还原产物化学式前的系数。

3Cu+ 2H NQ — 3C U (KO3), + 2NO + HQ

四平：指的是通过观察法配平其它各物质化学式前的系数。

0 铛 杠 杠

SGu+EHNOj — 3C U .(NO3), +2即0 + 4比0

五查：指的是在有氧元素参加的反应中可通过查对反应式左右两边氧原子总数是否相等进行 复核(离子反应还应检查电荷数是否相等)，如相等则方程式已配平，最后将方程式中“一一” 改为“ 7”。 3CU+8HNO 3^

3Cu(NO 3)2+2NOf +4出0

如: 注意事项：

① 箭头都是从反应物指向生成物化合价变化的同种元素，不表示电子转移的方向; ② 线上必须注明"得"或"失"字样；

③ 还原剂失去电子总数和氧化剂得到电子数总数相等。 (2 )单线桥法

表示意义：表示氧化剂和还原剂中变价元素原子之间得失电子的情况。 基本步骤：

① 标价态：

② 连单线：

化剂

明确标出发生氧化还原反应的元素的化合价 从还原剂中失电子的元素原子指向氧化剂中得电子的元素原子。

箭头指向氧

线上标出转移的电子总数，不写“得”

lOe

“失”。

注明每种物质中升高或降低

(4 )方法：氧化还原反应的配平方法很多。化合价升降(或电子得失)法：这是氧化还原 反应配平的最基本方法。常用的还有以下一些方法：

① 奇数配偶法：此法适用于简单的氧化还原反应方程式的配平， 三配、四平、五查”内容略)。

女口： 4FeS 2+11O 272Fe 2O 3+8SO 2,对“ 0”进行奇数配偶就可。

② 逆向配平法：对于歧化反应方程式的配平可用化合价升降法在反应式右边进行配平。 如: 3C1,.6KOH^5KCHEC1O,.3H,O

③ 合一配平法：当三种物质参与氧化还原反应或分解反应的氧化和还原产物有三种时， 应将其中两种合并作为一种来看，这样配平就显得简单了。如：

KNO 3+S+C ——K 2S+N 2+CO 2

因为右边的K 2S 中，K 与S 分别来自左边的 KNO 3和S ,故左边KNO 3与S 的系数比必 须满足2 : 1,所以先在KNO 3前添上系数2,然后将2KNO 3和S 看作一个整体来配平：

2KNO5 + S K2S+3CO2 +N^

■I 1 0 ___ T4

4-ii

④ 平均化合价法：此法适用于有机氧化还原方程式的配平，步骤为：先根据氢 氧-2价来确定碳原子平均化合价，再用化合价升降法配平。如：

-I

+7 0

+2

5(^ H^O + 2K]^C4 +3H2沁4-5C2H4O3 +K3SC4 +2MnSO4 + 3HjC

⑤ 离子方程式配平法：此法适用于较复杂的氧化还原反应方程式的配平。如：

FeS2+CuSO 4+H 2O ---- FeSO 4+Cu 2S+H 2SO 4

中元素化合价变化错综复杂，给配平带来了麻烦，若将其改写为离子方程式，化合价变化情 况就清楚了，即：

SFeSp +146” +12比0 -莊評 + 3S Of + 7 S + 24H"

然后，将离子方程式改写为化学方程式。即：

5FeS 2+14CuSO 4+12H 2O7 5FeSO 4+7Cu 2S+12H 2SO 4

⑥ 零价配平法：对于象 Fe 3C 的复杂化合物，可假定 Fe 、C 均为零价，然后用化合价升 降法配平。

如：

0 0 +5 +3 +4

+2

SFtjC+^OHNOs ->9Fe(NO3)j +3CO^ +I3NO + 2OH2O

19

13

⑦ 代数法：当氧化剂或者还原剂有多种，且它们之间无明显的必然关系，

可先假定计量

数，按假定计量数配平后，

再依据“电子守恒”和“元素守恒”，按某种关系列代数方程式，

然后求解。女口： ____ H 2S+—KIO 3+ —KI 7 _12+ ________________ K 2SO 4+—H 2O 配平，可假定计量数：

XH 2S+ j KIO 3+ 乙 KI 7 (Y+Z)/2 I 2 + X K 2SO 4+ 乂 H 2O ， 由K 元素守恒得： 丫 + Z = 2X 由得失电子守恒得：Z + 8X = 5Y

再求出X 、Y 、Z 的最简整数比。即：3H 2S+5KIO 3+1KI 73I 2+卫K 2SO 4+卫H 2O

⑧ 残缺方程式的配平法：所谓残缺方程式，即某些反应物或生成物的化学式写出， 它们

一般为化合价未变的水、酸、碱等。这类方程式的配平，变价元素物质的系数，电荷平衡用

H +或OH -，若溶液呈碱性的用 OH -平衡电荷，另一边则用 出0 (切不能用H +)，若溶液呈 酸性，则用H +

平衡电

荷，另一边也用 出0。如：Cr 2O 72- +Fe 2+

+_ 平如下： 1 + 6F 戶 + 14 H* f + eF 产十FHQ

4.5

Ti '—

其步骤为一看、二找、

+1价, 7 Cr 3+

+Fe 3+

+H 2O 配

------ V ------ '

总电荷+24 总电荷+10

⑨

设“1”法配平。对一些分解反应，元素的化

合价变化情况复杂，难以用常用的“化 合价升降法”加以配平，可先设反应物的计量数为“ 1”，再依据

“元素守恒”，配平生成物

的计量数，然后再将其计量数扩大为最简整数比。

女口： Fe(N03)37Fe 2O 3+NO 2+O 2

1 Fe(NO 3)3^ 1/2Fe 2O 3+3NO 2+3/402

再化整：4Fe(NO 3)37 2Fe 2O 3+12NO 2+3O 2

4. 氧化性、还原性强弱比较

(1 )根据氧化还原反应方程式判断

在自发的氧化还原反应中：氧化剂+还原剂

7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) 依据物质的活动性顺序判断

①

按金属活动性顺序，排在前面的金属元素原子的还原性强，

排在后面的金属元素阳离

子的氧化性强(即：单强离弱，离弱单强)。

女口 ：单质还原性 Na > Mg > Al ，离子氧化性 AI 3+

> Mg 2+

> Na +

K C a Na 盹 Al Zn Fe Sn Pb C H ) Cu Hg Ag Pt 智

还原性渐弱

K* C 日浒 Na* Mg 姑 Al^ Zi? F 尹 Si?* Pb^ (H*) C U 齢F E * Ag*

氧化性渐强

② 非金属按F 、O 、Cl 、Br 、I 、S 的顺序从左向右原子氧化性减弱，其阴离子还原性增 强(也是：单强离弱，离弱单强)。

F C1 Br I S 氧化性减弱 *

—还原性増强

(3) 依据元素周期表判断

① 同主族元素从上到下形成单质的还原性增强，氧化性减弱。

② 同周期元素，从左向右元素形成的单质还原性减弱，氧化性增强。 即:单质氧化性：上 >下，右 >左；还原性：下 >上，左 >右。 (4) 根据反应条件判断

一般来说与同一还原剂(或氧化剂)反应时，要求反应条件简单的氧化剂

(或还原剂)的氧

化性(或还原性)越强。如：常温下 KMnO 4可将HCI 氧化为Cl 2，而MnO ?则需加热才能将 HCl 氧化为Cl 2，故氧化性：KMnO 4>MnO 2。 (5) 根据反应的剧烈程度判断

不同氧化剂与同一还原剂反应，反应越剧烈氧化剂的氧化性越强； 不同还原剂与同一氧

化剂反应时，反应越剧烈还原的还原性越强。如 Fe 、Zn 与同浓度的稀硫酸反应时，

大量气泡，Fe 缓慢放出气泡，故还原性： Zn >Fe ;相同的铜与浓 HNO 3反应比稀

烈，故氧化性：浓 HNO 3>HNO 3。 (6 )根据氧化、还原的程度判断

① 不同氧化剂与同一还原剂反应，使还原剂被氧化呈高价态的氧化剂氧化性强。如 分别与 S 、

Cl 2、O 2发生反应：Fe+Sf FeS , 2Fe+3Cl 2 72FeCl 3, 3Fe+2O 27 Fe 3O 4,可判断 出氧化性：Cl 2 > O 2> S ；

Zn 放出 HN0 3 激

Fe

②同一物质在相同的条件下，被不同还原剂还原得越彻底，还原剂的还原性越强。女口：HCl+H 2SO4(浓)7不反应，2HBr+H 2SO4(浓)7 Br2+SO2 f+H z O,

8HI+H 2SO 4(浓)T4l 2+H 2Sf+H 2O ，可判断出还原性： HI > HBr >HCl

(7) 根据电化学原理判断

① 两种不同的金属构成原电池的两极，还原性：负极金属〉正极金属 ② 电解池中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电， 还原性强的非金属阴离子优先

在阳极放电。

(8) 根据氧化性、还原性影响因素判断

① 浓度：一般而言，同种氧化剂浓度大者氧化性强。如氧化性：浓 ② 温度：升高温度氧化剂氧化性增强，

还原剂还原性也增强。

反应，但加热时能还原 CuO ;热的浓硫酸的氧化性大于冷的浓硫酸。

③

溶液的酸碱度：一般在酸性环境下，氧化剂的氧化性增强，

氧化性，Fe 2+

与NO s 可共存，酸性环境中硝酸根显氧化性，在酸性条件下 共存；又如高锰酸钾溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。 (9 )根据微粒得失电子放出(或吸收)的能量判断

当几种原子获得相同的电子数形成稳定结构的阴离子时， 放出的能量越大或形成的离子

稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱； 同理，当金属原子失去电子时所需要的能

量越少，说明该金属的还原性越强。

常见氧化剂的氧化性： KMO 4>Cl 2>浓 HNO 3>稀 HNO 3>浓 H 2SO 4>Br 2>Fe 3+

>l 2>S 常见还原剂的还原性：

S 2->SO 32->I ->Fe 2+

>Br ->Cl -

总的来说，比较氧化性和还原性强弱的根本依据在于得失电子能力的大小，即得失电 子的难易，而绝不能以得失电子的数目多少判断。

5. 氧化还原反应的基本规律及应用

(1) 守恒律

氧化还原反应的特征是有化合价的改变。化合价有升必有降， 一个氧化还原反应中可同时遵循着四个守恒： 电子得失守恒；

恒；离子电荷守恒。

应用：①氧化还原反应的配平；②氧化还原产物价态的确定； (2) 价态律

对同种元素不同价态的原子而言，

最高价态只有氧化性， 最低价态只有还原性， 中间

价既有氧化性又有还原性。即“高氧、低还、中兼”规律。

对于同一元素氧化还原反应产物的价态遵循以下三条规律： ① 归中律

是指同种元素不同价态的原子间发生氧化还原反应，

高价态和低价态物质反应后总是生

成中间价态的物质，且氧化剂被还原到的价态不能低于还原剂被氧化到的价态。

应用：利用此规律可判断同种元素不同价态的原子间可否发生氧化还原反应。 若有中间

价态则可能发生氧化还原反应，

如浓硫酸与硫化氢；若无中间价态则不能发生氧化还原反应，

如浓硫酸与二氧化硫，即同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应。

② 邻位律 氧化还原发生中，以元素相邻价态的转化最容易。如：

氧化成S 单质，浓H 2SO 4 一般被还原为SO 2。

应用：正确判断同一元素间的氧化还原反应的价态变化， ③ 不交叉律 是指同种元素不同价态的原子间发生氧化还原反应，

若反应后生成多种中间价态的产物，则遵循“邻近变价， 互不交叉”的原则，即两种价态只能靠近或者最多达到相

HNO 3>稀 HNO 3 如常温下

CO 不能与CuO

如中性环境中硝酸根不显

Fe 2+与NO s -

不能

电子有得必有失。因此， 化合价升降守恒；原子个数守

③氧化还原反应计算。

-2 0* S ㈠S ㈠S ㈠

-6

S ， H 2S —般被

标出电子得失情况