氧化还原反应知识点梳理及例题解析
一、氧化还原反应的定义及特征
1、定义
凡是有元素化合价升降的化学反应,本质是有电子的转移(得失或偏移)。
2、特征
有元素化合价升降(这是判断某反应是否为氧化还原反应的核心依据)。
3、基本概念
(1)氧化剂和还原剂
氧化剂:得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价降低,自身被还原。
还原剂:失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高,自身被氧化。
(2)氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂发生氧化反应后的生成物;
还原产物:氧化剂发生还原反应后的生成物。
(3)氧化性和还原性
氧化性:氧化剂在反应中表现出来的性质,是物质得电子的能力,得电子能力越强,氧化性越强。
还原性:还原剂在反应中表现出来的性质,是物质失电子的能力,失电子能力越强,还原性越强。
4、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定属于氧化还原反应。(例:Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑,Zn和H元素化合价发生变化)
(2)复分解反应一定不属于氧化还原反应。(例:NaOH + HCl = NaCl + H₂O,各元素化合价均无变化)
(3)有单质参加的化合反应一定属于氧化还原反应。(例:2Cu + O₂ △ 2CuO,Cu和O元素化合价变化)
(4)有单质生成的分解反应一定属于氧化还原反应。(例:2KClO₃ △ 2KCl + 3O₂↑,Cl和O元素化合价变化)
5、氧化还原反应方程式的配平
(1)配平原则
①质量守恒:反应前后各元素的原子个数相等、原子种类不变。
②得失电子守恒:氧化剂得到的电子数=还原剂失去的电子数(核心原则)。
③电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
(2)配平的一般步骤
①标变价:写出反应物和生成物的化学式,准确标出变价元素的化合价。
②列变化:逐一列出反应前后各变价元素化合价的升高、降低变化值。
③求总数:通过求化合价升高值和降低值的最小公倍数,使两者总数相等。
④配系数:根据上述总数确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,再用观察法配平其他非变价物质的化学计量数,配平后将单线改为等号。
⑤查守恒:最终检查化学方程式两边是否同时满足“质量守恒”和“电荷守恒”(离子反应)。
6、氧化还原反应的规律
(1)守恒规律
①质量守恒:反应前后各元素的原子个数相等、原子种类不变。
②得失电子守恒:还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数(氧化还原反应定量计算的核心依据)。
(2)价态规律
元素处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性。即最高价态只能得电子化合价降低,最低价态只能失电子化合价升高,中间价态既可升又可降。
例:S元素中,H₂S中S为-2价(最低价,只具还原性),S单质为0价(中间价,兼具氧化还原性),H₂SO₄中S为+6价(最高价,只具氧化性)。
(3)归中规律
不同价态的同种元素间发生氧化还原反应时,两种价态只能相互靠近或最多达到相同价态,绝不会出现高价态变低、低价态变高的交叉现象。同种元素的不同价态之间:相邻价态之间不发生氧化还原反应,不相邻价态之间反应符合“只靠拢不交叉”规则。
例:反应H₂S + H₂SO₄(浓)= S↓ + SO₂↑ + 2H₂O中,H₂S中S(-2价)升高到0价,浓H₂SO₄中S(+6价)降低到+4价,两者相互靠拢不交叉。
(4)歧化规律
只有一种处于中间价态的元素发生氧化还原反应时,该元素会同时生成高价态和低价态物质,即中间价态→高价态+低价态。
例:Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O中,Cl₂中Cl为0价(中间价),反应后分别生成-1价(NaCl)和+1价(NaClO)的Cl元素。
(5)强弱规律
还原性越强的物质越易失去电子,失去电子后形成的物质越难得到电子;氧化性越强的物质越易得到电子,得到电子后形成的物质越难失去电子。具体对应关系:①金属单质的还原性越强,其对应阳离子的氧化性越弱;反之则越强。②非金属单质的氧化性越强,其对应阴离子的还原性越弱;反之则越强。
(6)先后规律
①同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的还原剂先被氧化。
②同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的氧化剂先被还原。
应用:可通过该规律判断物质氧化还原性强弱,或判断混合体系中反应的先后顺序。例:将Cl₂通入FeBr₂溶液中,因还原性Fe²⁺>Br⁻,故Fe²⁺先被Cl₂氧化。
二、氧化还原反应的相关例题
例题1:判断反应中的氧化剂与还原剂
下列反应中,氧化剂是( ),还原剂是( ):3Cu + 8HNO₃(稀)= 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
答案:氧化剂是HNO₃(稀),还原剂是Cu
解析:反应中Cu元素化合价由0价升高到+2价,Cu失去电子,自身被氧化,故Cu为还原剂;HNO₃中N元素化合价由+5价降低到+2价,HNO₃得到电子,自身被还原,故HNO₃(稀)为氧化剂(注意:部分HNO₃未参与变价,仅作酸)。
例题2:判断实现变化需加入的氧化剂/还原剂
下列变化过程中,加入氧化剂才能实现的是( )
A. Cl₂→Cl⁻ B. I⁻→I₂ C. SO₂→SO₃²⁻ D. CuO→Cu
答案:B
解析:加入氧化剂才能实现的变化,本质是反应物中某元素化合价升高(被氧化)。A项中Cl元素化合价由0价降到-1价,需加入还原剂;B项中I元素化合价由-1价升高到0价,需加入氧化剂;C项中各元素化合价均无变化,不属于氧化还原反应;D项中Cu元素化合价由+2价降到0价,需加入还原剂。
例题3:利用归中规律判断反应合理性
下列关于氧化还原反应的表述正确的是( )
A. 反应2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O违反归中规律 B. 反应Fe³⁺ + Fe = 2Fe²⁺符合归中规律
C. 反应KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O中,Cl⁻全部被氧化 D. 反应H₂S + H₂SO₄(浓)= S↓ + SO₂↑ + 2H₂O中,S元素价态交叉
答案:B
解析:A项反应中H₂S中S(-2价)升高到0价,SO₂中S(+4价)降低到0价,符合归中规律;B项Fe³⁺(+3价)和Fe(0价)反应生成Fe²⁺(+2价),两种价态靠拢,符合归中规律;C项反应中6mol HCl中有1mol Cl⁻化合价未变(生成KCl),仅5mol Cl⁻被氧化;D项反应中S元素价态只靠拢不交叉,表述错误。
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发布于 2025-12-25